專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體燃料的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著世界各國(guó)對(duì)石油資源的開(kāi)采，石油資源越來(lái)越少，特別是對(duì)于很多石油資源本來(lái)就匱乏的國(guó)家如中國(guó)更是如此。很多國(guó)家石油大量依靠進(jìn)口，不但背上沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且危及國(guó)家自身的能源安全，所以開(kāi)發(fā)石油以外的碳基原料如煤、天然氣、煤層氣等制取液體燃料的新工藝受到廣泛的關(guān)注。用合成氣在催化劑作用下生成高級(jí)烴的反應(yīng)成為費(fèi)—托合成反應(yīng)，而合成氣的來(lái)源非常廣泛，既可以來(lái)源于煤，也可以來(lái)源于天然氣，對(duì)于那些富煤貧油或是富氣貧油的國(guó)家來(lái)說(shuō)，依托費(fèi)—托合成反應(yīng)開(kāi)發(fā)用合成氣制取柴油、汽油等產(chǎn)品的新工藝具有非常重要的意義。
上世紀(jì)70年代，美國(guó)Mobil公司開(kāi)發(fā)成功了ZSM-5分子篩催化劑，并依托此催化劑對(duì)以前的費(fèi)—托合成過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)，后成功開(kāi)發(fā)出了漿態(tài)床兩段費(fèi)—托合成過(guò)程。這種兩段合成過(guò)程第一段用合成氣合成甲醇后，再在第二段通過(guò)ZSM-5催化劑合成汽油。美國(guó)Mobil公司與1985年采用該工藝在新西蘭建設(shè)了以天然氣為原料生產(chǎn)汽油的工業(yè)裝置。但上述工藝兩段反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率都較低，汽油生產(chǎn)成本高。
日本三菱重工和COSMO石油公司在上世紀(jì)80年代初聯(lián)合開(kāi)發(fā)了用合成氣經(jīng)過(guò)二甲醚合成汽油的技術(shù)。該技術(shù)第一段采用高壓固定床合成二甲醚和其他含氧化合物，而二段使用了低壓流化床將二甲醚轉(zhuǎn)化為汽油，但這種方法，未實(shí)施在工業(yè)裝置上。
中國(guó)專(zhuān)利CN1137058A公開(kāi)了中科院山西煤化所兩段法合成汽油的方法。這種工藝是以煤基合成氣為原料，經(jīng)兩段合成汽油，尾氣采用兩段聯(lián)合單循環(huán)，第一段采用F-Mn超細(xì)離子催化劑合成低碳烯烴，第二段采用ZMS-5分子篩催化劑合成汽油。汽油收率可達(dá)142g/Nm3(CO+H2)。
以上各種工藝產(chǎn)品主要以汽油為主，產(chǎn)品較為單一，生產(chǎn)成本較高，碳效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種生產(chǎn)的產(chǎn)品種類(lèi)多，過(guò)程碳效率高，成本低的用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，該工藝方法是使用含有大量氫氣和一氧化碳的合成氣，通過(guò)費(fèi)—托合成反應(yīng)生產(chǎn)石蠟和冷凝物，再將生產(chǎn)的石蠟和冷凝物經(jīng)過(guò)加氫裂化、重整分餾的深加工過(guò)程最終得到柴油、汽油、煤油、石腦油以及液化石油氣產(chǎn)品，其特征在于，該工藝方法的具體工藝步驟如下a)來(lái)自煤氣化或天然氣轉(zhuǎn)化的合成氣通過(guò)兩級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)，每級(jí)反應(yīng)的尾氣分離產(chǎn)物后有一部分循環(huán)回該級(jí)反應(yīng)器或前級(jí)反應(yīng)器與新鮮氣混合，第二級(jí)費(fèi)—托合成尾氣進(jìn)入C3-C5回收單元；b)費(fèi)—托合成反應(yīng)產(chǎn)生的石蠟在通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)部的液固分離器移出反應(yīng)器；c)從反應(yīng)器頂部排出的氣體通過(guò)一個(gè)激冷塔洗去其中夾帶的催化劑顆粒并分離高溫冷凝物；d)出激冷塔氣體經(jīng)過(guò)冷卻后，通過(guò)三相分離器分離出低溫冷凝物、反應(yīng)水以及尾氣；e)C3-C5回收單元中，采用深度冷卻方法將費(fèi)—托合成尾氣中的重組分分離，并形成最終尾氣；f)費(fèi)—托合成單元生產(chǎn)的石蠟、冷凝物和C3-C5流股，在煉油單元經(jīng)加氫裂解，異構(gòu)化和分餾后生產(chǎn)出合格的柴油、汽油、煤油、石腦油、液化石油氣產(chǎn)品。
所述的費(fèi)—托合成單元分為兩級(jí)，產(chǎn)物均為石蠟、高溫冷凝物、低溫冷凝物以及反應(yīng)水。
所述的兩級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)尾氣循環(huán)比可以調(diào)整，循環(huán)比范圍為0-3，兩級(jí)反應(yīng)器的循環(huán)尾氣可采用不同的循環(huán)比。
所述的兩級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)的循環(huán)尾氣采用氣體壓縮機(jī)來(lái)壓縮輸送，以增加其壓力。
所述的合成氣的來(lái)源既可來(lái)自于煤造氣，也可以來(lái)自于天然氣轉(zhuǎn)化。
所述的費(fèi)—托合成反應(yīng)器為漿態(tài)床反應(yīng)器，該反應(yīng)器內(nèi)部裝有液固分離裝置從反應(yīng)器內(nèi)直接分離出石蠟。
所述的費(fèi)—托合成反應(yīng)采用汽包產(chǎn)生蒸氣移走反應(yīng)熱，反應(yīng)器溫度靠調(diào)節(jié)汽包壓力來(lái)控制。
所述的激冷塔底部液體產(chǎn)物一部分循環(huán)回激冷塔，其余作為高溫冷凝物產(chǎn)物，循環(huán)物料同時(shí)用來(lái)對(duì)原料氣進(jìn)行二級(jí)預(yù)熱，換熱后激冷來(lái)自反應(yīng)器頂部的氣體，并對(duì)該氣體加以洗滌以除去其中所含的固體顆粒。
還包括采用激冷塔頂部氣體產(chǎn)物來(lái)對(duì)原料氣進(jìn)行一級(jí)預(yù)熱。
所述的一級(jí)和二級(jí)費(fèi)—托合成壓力為20-50bar，反應(yīng)溫度為200-300℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是以煤造氣或天然氣造氣產(chǎn)生的合成氣為原料，通過(guò)兩級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)器以及后續(xù)產(chǎn)物分離裝置，生產(chǎn)石蠟、冷凝物。兩段尾氣按不同的循環(huán)比進(jìn)行循環(huán)。石蠟和冷凝物通過(guò)煉油過(guò)程生產(chǎn)出需要的柴油、汽油、煤油等燃料產(chǎn)品。剩余尾氣燃燒后產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電。本發(fā)明采用了兩級(jí)反應(yīng)過(guò)程，每級(jí)反應(yīng)過(guò)程的產(chǎn)物都為高級(jí)烴，每級(jí)尾氣循環(huán)，兩級(jí)反應(yīng)器均為漿態(tài)床反應(yīng)器，采用低溫鐵基費(fèi)—托合成催化劑。本發(fā)明的CO轉(zhuǎn)化率可達(dá)97％以上，CO+H2總轉(zhuǎn)化率可達(dá)95％，油品收率達(dá)到180g/Nm3(CO+H2)，系統(tǒng)碳效率和熱效率都較之其它工藝高。此外，本發(fā)明具有原料氣適用范圍廣，生產(chǎn)的產(chǎn)品種類(lèi)多，過(guò)程碳效率高，成本低等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明費(fèi)—托合成單元的工藝流程圖；圖2為本發(fā)明C3-C5回收單元的工藝流程圖；圖3為本發(fā)明煉油單元的工藝流程圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2費(fèi)—托合成單元的工藝流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例3費(fèi)—托合成單元的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1、圖2、圖3分別為費(fèi)—托合成單元、C3-C5回收單元、煉油單元的流程圖。在圖1中，來(lái)自煤造氣或天然氣的合成氣，經(jīng)過(guò)脫硫、脫氧、變換以及脫碳過(guò)程，形成一定組成的新鮮氣1。新鮮氣壓力約為20-50bar，新鮮氣同一級(jí)循環(huán)尾氣18混合為氣體2，氣體2通過(guò)兩段換熱器進(jìn)行預(yù)熱，這兩段換熱器預(yù)熱的熱量分別來(lái)自于激冷塔B的頂部氣體6和底部循環(huán)的冷激液7。經(jīng)過(guò)這兩段預(yù)熱后，原料氣被預(yù)熱到120℃以上，進(jìn)入到費(fèi)—托合成反應(yīng)器A。每級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)器由一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)組成，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)液固分離器。由于費(fèi)—托合成反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)的盤(pán)管，加入鍋爐水，通過(guò)汽包產(chǎn)生蒸汽將反應(yīng)熱移走，反應(yīng)器溫度通過(guò)汽包的壓力控制調(diào)節(jié)。費(fèi)—托合成反應(yīng)生成的一級(jí)石蠟4直接通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)的液固分離器移出反應(yīng)器，進(jìn)入到石蠟收集槽，冷卻后一級(jí)石蠟產(chǎn)品作為油品深加工的原料。反應(yīng)器頂部出口的氣體5，進(jìn)入到一級(jí)激冷塔B中。激冷塔產(chǎn)物分為塔底高溫冷凝物和塔頂氣體，塔底產(chǎn)物一部分通過(guò)激冷塔循環(huán)泵E和兩段換熱器冷卻后，返回激冷塔內(nèi)作為激冷液10，另一部分作為一級(jí)高溫冷凝物產(chǎn)品8。一級(jí)激冷塔冷凝物循環(huán)量由激冷塔塔頂溫度和整個(gè)激冷塔熱平衡決定。冷卻后的循環(huán)高溫冷凝物在對(duì)反應(yīng)器出口氣體進(jìn)行冷激的同時(shí)，洗滌除去所夾帶的催化劑顆粒。激冷塔塔頂氣體6經(jīng)過(guò)三段換熱器冷卻后溫度降為40℃-60℃左右，進(jìn)入到一級(jí)高壓分離器C。液體與氣體在高壓分離器中分離，液相中的油層作為一級(jí)低溫冷凝物產(chǎn)品15，水層作為一級(jí)反應(yīng)水14到水處理系統(tǒng)。分離器頂部排出的氣體16，一部分作為循環(huán)氣17，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后與新鮮氣混合進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器A，其余部分作為二級(jí)反應(yīng)的新鮮氣19與二級(jí)反應(yīng)循環(huán)氣36混合進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器F。
二級(jí)費(fèi)—托合成工藝流程同一級(jí)相似，新鮮氣19與二級(jí)循環(huán)尾氣36混合后通過(guò)兩段進(jìn)料預(yù)熱氣預(yù)熱到120℃以上，預(yù)熱熱量來(lái)自二級(jí)激冷塔G的循環(huán)液體25和頂部氣體24。進(jìn)入反應(yīng)器F后進(jìn)行費(fèi)—托合成反應(yīng)，二級(jí)石蠟22通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)部的液固分離器分離，進(jìn)入石蠟收集槽，冷卻后作為二級(jí)石蠟產(chǎn)品。反應(yīng)器頂部出口氣23，進(jìn)入到二級(jí)激冷塔G。二級(jí)激冷塔底部產(chǎn)物一部分通過(guò)激冷塔循環(huán)泵J以及兩級(jí)換熱器后冷卻，返回激冷塔內(nèi)作為激冷液28，另一部分作為二級(jí)高溫冷凝物產(chǎn)品26。二級(jí)激冷塔冷凝物循環(huán)量由激冷塔塔頂溫度和整個(gè)二級(jí)激冷塔熱平衡控制。二級(jí)激冷塔塔頂氣體24經(jīng)過(guò)三段換熱器冷卻后溫度降為40℃-60℃，進(jìn)入到二級(jí)高壓分離器H，在這個(gè)分離器H中，氣液兩相被分離，液相中的油層作為二級(jí)低溫冷凝物33，水層為二級(jí)反應(yīng)水32，和一級(jí)反應(yīng)水14合并后進(jìn)入到水處理系統(tǒng)。二級(jí)高壓分離器頂部氣體34，一部分作為循環(huán)氣35，經(jīng)過(guò)二級(jí)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮，與二級(jí)新鮮氣混合后返回二級(jí)反應(yīng)器，剩下一部分作為二級(jí)反應(yīng)尾氣37進(jìn)入到C3-C5回收單元。
在圖2中，二級(jí)費(fèi)—托合成尾氣38經(jīng)過(guò)冷卻，脫水，被冷卻到-30～-50℃左右，尾氣中C3以上組分以及部分氧化物被冷卻下來(lái)成為液體，形成氣液混合物流43，通過(guò)氣液分離器J，液體部分46進(jìn)入氣提塔K，用氮?dú)饣蛘羝麣馓岢鲆后w中的絕大部分二氧化碳47，其余作為冷凝物49，經(jīng)泵加壓和換熱后形成物流51進(jìn)入煉油單元。氣液分離器J頂部氣體成為最終的尾氣45，此尾氣進(jìn)行變壓吸附，分離其中的氫氣，用于費(fèi)—托合成產(chǎn)品深加工的原料氫氣。分離出氫氣的尾氣用工藝過(guò)程的作為燃料。
在圖3中，由兩級(jí)費(fèi)—托合成產(chǎn)生的石蠟53、高溫冷凝物和低溫冷凝物以及C3-C5組分合并到一起的物料52，與氫氣混合，氫氣來(lái)源為新鮮氫氣57和循環(huán)氫氣66。混合后的物料通過(guò)加氫反應(yīng)器M和加氫裂解反應(yīng)器N，經(jīng)過(guò)加氫裂解、異構(gòu)化、重整等反應(yīng)，以及水洗滌和分離閃蒸等一系列換熱過(guò)程，分兩股物料重組分78，輕組分75分別進(jìn)入到分餾塔T和石腦油穩(wěn)定塔U，分餾塔T產(chǎn)出油品為柴油組分，分餾塔T未分離組分85，通過(guò)循環(huán)泵后與新鮮石蠟53和冷凝物52混合。分餾塔塔上部輕組分89也繼續(xù)到石腦油穩(wěn)定塔U進(jìn)行分離，分離出石腦油95和液化石油氣93，兩個(gè)塔馳放出的輕組分83與91作為燃料燃燒。
實(shí)施例1
該實(shí)施例采用了如圖1，圖2，圖3的流程。新鮮氣為德士古水煤漿氣化產(chǎn)生的合成氣，經(jīng)過(guò)低溫甲醇洗后溫度為40℃，壓力為31bar，氣體組成為H260％，CO39％，CO20.18％，Ar0.15％，CH40.03％，N20.63％，氣量為0.393E6Nm3/h，一級(jí)循環(huán)尾氣17經(jīng)過(guò)壓縮后壓力也為31bar，與一級(jí)新鮮氣1混合后溫度為44℃，壓力為31bar，經(jīng)過(guò)一級(jí)反應(yīng)器進(jìn)料氣一段換熱，原料氣溫度上升到108℃，接著通過(guò)一級(jí)反應(yīng)器進(jìn)料二級(jí)換熱，原料氣預(yù)熱到140℃，進(jìn)入到一級(jí)合成反應(yīng)器A，一級(jí)合成反應(yīng)器A為兩個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)，每個(gè)反應(yīng)器都為漿態(tài)床反應(yīng)器，反應(yīng)器高為27m，內(nèi)徑3.90m，低溫鐵基催化劑裝量為48.54噸，操作壓力為30bar，操作溫度為235℃，一級(jí)兩個(gè)反應(yīng)器通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)液固分離器分離出石蠟29.98噸/小時(shí)，來(lái)自反應(yīng)器頂部的氣體5進(jìn)入到一級(jí)激冷塔B，激冷塔循環(huán)激冷液10溫度為113℃，塔頂氣體6溫度為156.5℃，塔底溫度為212℃，激冷塔塔底產(chǎn)物一部分作為的高溫冷凝物產(chǎn)品8，產(chǎn)量為3.39噸/小時(shí)，另一部分作為激冷液7經(jīng)過(guò)冷卻后用循環(huán)泵進(jìn)入激冷塔頂。激冷塔頂部氣體經(jīng)過(guò)一級(jí)反應(yīng)器一段預(yù)熱先冷卻到143.1℃，再通過(guò)一級(jí)激冷塔脫鹽水加熱器冷卻到60℃，最后通過(guò)一級(jí)激冷塔水冷器冷卻到40℃后，進(jìn)入高壓分離器C，在高壓分離器里，混合物被分離為氣液兩相，液相中的油層為低溫冷凝物15，產(chǎn)量為11.17噸/小時(shí)，液相中水相14產(chǎn)量為51.60噸/小時(shí)。分離器頂部尾氣壓力降為25.5bar左右，一部分作為循環(huán)尾氣17經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后與一級(jí)新鮮氣1混合后返回一級(jí)合成反應(yīng)器A，循環(huán)量與新鮮氣的比為0.2，剩下一部分作為二級(jí)反應(yīng)的新鮮氣19進(jìn)入第二級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)。
第二級(jí)費(fèi)—托合成工藝與第一段基本相似。新鮮氣19同循環(huán)尾氣36混合后經(jīng)過(guò)兩段預(yù)熱器預(yù)熱先后加熱到86℃和140℃，進(jìn)入到二級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)器F，二級(jí)反應(yīng)器同樣由兩個(gè)漿態(tài)床反應(yīng)器并聯(lián)而成，每個(gè)反應(yīng)器高為27m，內(nèi)徑為3.60m，內(nèi)裝低溫鐵基催化劑36.59噸。反應(yīng)器操作壓力為25bar，操作溫度仍為235℃，兩個(gè)反應(yīng)器中產(chǎn)出的石蠟總量為11.84噸/小時(shí)。反應(yīng)器頂部氣體23進(jìn)入二級(jí)激冷塔G，激冷塔頂部塔板溫度為130℃，激冷塔循環(huán)激冷液28溫度為113℃，底部液體溫度為189℃，底部產(chǎn)物一部分作為激冷液二級(jí)反應(yīng)器二段預(yù)熱器和二級(jí)激冷塔循環(huán)換熱器冷卻后作為激冷液冷卻到113℃，用泵J送入激冷塔頂，另一部分作為二級(jí)高溫冷凝物產(chǎn)品26，產(chǎn)量為2.70噸/小時(shí)。激冷塔頂部產(chǎn)出氣體24首先經(jīng)過(guò)二級(jí)反應(yīng)器一段預(yù)熱冷卻到121℃，然后先后通過(guò)二級(jí)激冷塔脫鹽水加熱器和二級(jí)激冷塔水冷器冷卻到80℃和40℃后，進(jìn)入二級(jí)高壓分離器H，二級(jí)高壓分離器分離出液相和氣相，液相中的油層33為二級(jí)低溫冷凝物產(chǎn)品，產(chǎn)量為7.25噸/小時(shí)，水層32為反應(yīng)水，產(chǎn)量為27.29噸/小時(shí)。此時(shí)從二級(jí)高壓分離器出來(lái)的氣體壓力降為20.0bar左右，其中氣體一部分經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮到25.5bar與二級(jí)新鮮氣19混合返回二級(jí)反應(yīng)器F，循環(huán)比為1，其余部分進(jìn)入C3-C5回收單元回收其中的C3以上組分。
進(jìn)入C3-C5回收單元中的尾氣被冷卻到-35℃，經(jīng)過(guò)一個(gè)氣液分離器J，頂部氣體經(jīng)過(guò)換熱后形成最終尾氣，尾氣經(jīng)過(guò)變壓吸附，分離出的氫氣可以作為加氫裂化的原料氫，剩下氣體燃燒后產(chǎn)生蒸氣帶動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。底部液體再經(jīng)過(guò)氮?dú)鈿馓?，氣提塔K塔底產(chǎn)物49為回收的C3以上組分，總量約為5.28噸/小時(shí)，塔頂為大部分CO2。這部分物料同一、二級(jí)石蠟，一、二級(jí)高溫低溫冷凝物一起進(jìn)入到煉油單元進(jìn)行油品加工。
在煉油單元加工，原料經(jīng)過(guò)加氫反應(yīng)、加氫裂解和異構(gòu)化反應(yīng)后，通過(guò)水洗滌后，進(jìn)入分餾塔和石腦油分離塔，分離出柴油、石腦油和液化石油氣等燃料，過(guò)程損失的輕組分，同樣作為燃料氣用于發(fā)電。全過(guò)程共生產(chǎn)柴油48.17噸/小時(shí)，石腦油16.23噸/小時(shí)，液化石油氣4.79噸/小時(shí)。
實(shí)施例2實(shí)施例2費(fèi)—托合成部分與實(shí)施例1不同，而C3-C5回收單元和煉油單元與實(shí)施例1相同，對(duì)于實(shí)施例2的費(fèi)—托合成單元見(jiàn)圖4。入口新鮮氣96組成、溫度以及壓力都與實(shí)施例相同，主要不同在于實(shí)施例2中，一級(jí)費(fèi)—托合成尾氣不循環(huán)全部作為二級(jí)費(fèi)—托合成新鮮氣111，一級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)器進(jìn)料氣115是由新鮮氣111和二級(jí)尾氣一部分循環(huán)氣130經(jīng)壓縮后組成。一級(jí)反應(yīng)器V操作條件為壓力30bar，溫度235℃，反應(yīng)器高27m，直徑為3.90m，催化劑裝量44.42噸。從第一級(jí)反應(yīng)器分離石蠟27.75噸/小時(shí)，激冷塔W分離高溫冷凝物3.14噸/小時(shí)，高壓分離器X分離低溫冷凝物10.54噸/小時(shí)，反應(yīng)水48.59噸/小時(shí)。一級(jí)尾氣111作為二級(jí)費(fèi)—托合成新鮮氣與二級(jí)循環(huán)尾氣混合，循環(huán)比為1，二級(jí)費(fèi)—托合成過(guò)程與實(shí)施例1的二級(jí)費(fèi)—托合成過(guò)程一致。二級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)器操作條件為壓力26bar，溫度235℃，反應(yīng)器高27m，直徑為4.46m，催化劑裝量54.05噸。從第二級(jí)反應(yīng)器AA分離石蠟13.05噸/小時(shí)，激冷塔AB分離高溫冷凝物3.15噸/小時(shí)，高壓分離器AC分離低溫冷凝物8.09噸/小時(shí)，反應(yīng)水30.12噸/小時(shí)。二級(jí)尾氣一部分130循環(huán)回二級(jí)反應(yīng)器，一部分112循環(huán)回一級(jí)反應(yīng)器循環(huán)比分別為1和0.2。后繼C3-C5回收單元與煉油單元和實(shí)施例1完全相同，最終生產(chǎn)柴油47.89噸/小時(shí)，石腦油16.10噸/小時(shí)，液化石油氣4.55噸/小時(shí)。
實(shí)施例3實(shí)施例3費(fèi)—托合成部分與實(shí)施例1，2都不同，C3-C5回收單元和煉油單元也與實(shí)施例1相同，對(duì)于實(shí)施例3的費(fèi)—托合成單元見(jiàn)圖5。入口新鮮氣133組成、溫度以及壓力都與實(shí)施例相同，主要不同在于實(shí)施例3中，20％的一級(jí)新鮮氣170直接去第二級(jí)費(fèi)托合成與一級(jí)費(fèi)—托合成尾氣148和二級(jí)循環(huán)尾氣168混合，而一級(jí)尾氣通實(shí)施例2一樣不循環(huán)全部作為二級(jí)費(fèi)—托合成新鮮氣148，剩下的一級(jí)新鮮氣與二級(jí)循環(huán)回來(lái)的尾氣168混合作為一級(jí)費(fèi)—托合成進(jìn)料氣152。一級(jí)反應(yīng)器AF操作條件為壓力30bar，溫度235℃，反應(yīng)器高27m，直徑為3.83m，催化劑裝量41.60噸。從第一級(jí)反應(yīng)器AF分離石蠟26.45噸/小時(shí)，激冷塔AG分離高溫冷凝物2.86噸/小時(shí)，高壓分離器AH分離低溫冷凝物9.11噸/小時(shí)，反應(yīng)水46.37噸/小時(shí)。一級(jí)尾氣148作為二級(jí)費(fèi)—托合成新鮮氣與二級(jí)循環(huán)尾氣168以及部分一級(jí)新鮮氣混合，二級(jí)尾氣循環(huán)比為1，二級(jí)費(fèi)—托合成過(guò)程與實(shí)施例1的二級(jí)費(fèi)—托合成過(guò)程一致。二級(jí)費(fèi)—托合成反應(yīng)器操作條件為壓力26bar，溫度235℃，反應(yīng)器高27m，直徑為3.87m，催化劑裝量34.79噸。從第二級(jí)反應(yīng)器AJ分離石蠟14.01噸/小時(shí)，激冷塔AK分離高溫冷凝物4.05噸/小時(shí)，高壓分離器AL分離低溫冷凝物9.27噸/小時(shí)，反應(yīng)水33.31噸/小時(shí)。二級(jí)尾氣一部分167循環(huán)回二級(jí)反應(yīng)器AJ，一部分149循環(huán)回一級(jí)反應(yīng)器A，循環(huán)比分別為1和0.2。后續(xù)C3-C5回收單元與煉油單元和實(shí)施例1完全相同，最終生產(chǎn)柴油47.62噸/小時(shí)，石腦油16.01噸/小時(shí)，液化石油氣4.38噸/小時(shí)。
上述內(nèi)容已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)理解為還有許多可調(diào)整的地方，如兩級(jí)費(fèi)—托合成尾氣循環(huán)比，每級(jí)費(fèi)—托合成尾氣的循環(huán)方式以及每級(jí)反應(yīng)器個(gè)數(shù)和大小等，這些改進(jìn)方法都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，該工藝方法是使用含有大量氫氣和一氧化碳的合成氣，通過(guò)費(fèi)-托合成反應(yīng)生產(chǎn)石蠟和冷凝物，再將生產(chǎn)的石蠟和冷凝物經(jīng)過(guò)加氫裂化、重整分餾的深加工過(guò)程最終得到柴油、汽油、煤油、石腦油以及液化石油氣產(chǎn)品，其特征在于，該工藝方法的具體工藝步驟如下a)來(lái)自煤氣化或天然氣轉(zhuǎn)化的合成氣通過(guò)兩級(jí)費(fèi)-托合成反應(yīng)，每級(jí)反應(yīng)的尾氣分離產(chǎn)物后有一部分循環(huán)回該級(jí)反應(yīng)器或前級(jí)反應(yīng)器與新鮮氣混合，第二級(jí)費(fèi)-托合成尾氣進(jìn)入C3-C5回收單元；b)費(fèi)-托合成反應(yīng)產(chǎn)生的石蠟在通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)部的液固分離器移出反應(yīng)器；c)從反應(yīng)器頂部排出的氣體通過(guò)一個(gè)激冷塔洗去其中夾帶的催化劑顆粒并分離高溫冷凝物；d)出激冷塔氣體經(jīng)過(guò)冷卻后，通過(guò)三相分離器分離出低溫冷凝物、反應(yīng)水以及尾氣；e)C3-C5回收單元中，采用深度冷卻方法將費(fèi)-托合成尾氣中的重組分分離，并形成最終尾氣；f)費(fèi)-托合成單元生產(chǎn)的石蠟、冷凝物和C3-C5流股，在煉油單元經(jīng)加氫裂解，異構(gòu)化和分餾后生產(chǎn)出合格的柴油、汽油、煤油、石腦油、液化石油氣產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的費(fèi)-托合成單元分為兩級(jí)，產(chǎn)物均為石蠟、高溫冷凝物、低溫冷凝物以及反應(yīng)水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的兩級(jí)費(fèi)-托合成反應(yīng)尾氣循環(huán)比可以調(diào)整，循環(huán)比范圍為0-3，兩級(jí)反應(yīng)器的循環(huán)尾氣可采用不同的循環(huán)比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的兩級(jí)費(fèi)-托合成反應(yīng)的循環(huán)尾氣采用氣體壓縮機(jī)來(lái)壓縮輸送，以增加其壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的合成氣的來(lái)源既可來(lái)自于煤造氣，也可以來(lái)自于天然氣轉(zhuǎn)化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的費(fèi)-托合成反應(yīng)器為漿態(tài)床反應(yīng)器，該反應(yīng)器內(nèi)部裝有液固分離裝置從反應(yīng)器內(nèi)直接分離出石蠟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的費(fèi)-托合成反應(yīng)采用汽包產(chǎn)生蒸氣移走反應(yīng)熱，反應(yīng)器溫度靠調(diào)節(jié)汽包壓力來(lái)控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的激冷塔底部液體產(chǎn)物一部分循環(huán)回激冷塔，其余作為高溫冷凝物產(chǎn)物，循環(huán)物料同時(shí)用來(lái)對(duì)原料氣進(jìn)行二級(jí)預(yù)熱，換熱后激冷來(lái)自反應(yīng)器頂部的氣體，并對(duì)該氣體加以洗滌以除去其中所含的固體顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，還包括采用激冷塔頂部氣體產(chǎn)物來(lái)對(duì)原料氣進(jìn)行一級(jí)預(yù)熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的一級(jí)和二級(jí)費(fèi)-托合成壓力為20-50bar，反應(yīng)溫度為200-300℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用合成氣生產(chǎn)液體燃料的工藝方法，該工藝方法包括費(fèi)－托合成單元、C3－C5回收單元、煉油單元三個(gè)部分，所述的費(fèi)－托合成單元分為兩級(jí)，產(chǎn)物都為石蠟和冷凝物，二級(jí)費(fèi)－托合成的原料氣是一級(jí)費(fèi)－托合成的尾氣，兩個(gè)合成單元部分尾氣循環(huán)；二級(jí)費(fèi)－托尾氣進(jìn)入到C3－C5回收單元；C3－C5回收單元是通過(guò)深度冷卻的方法，回收尾氣中絕大部分C3以上組分，這些組分和兩級(jí)費(fèi)－托合成單元產(chǎn)生的石蠟和冷凝物一起進(jìn)入煉油單元進(jìn)行液體燃料的生產(chǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有生產(chǎn)的產(chǎn)品種類(lèi)多，過(guò)程碳效率高，成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10G5/00GK1611565SQ20031010814
公開(kāi)日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者趙東志, 耿加懷, 王信, 韓暉, 褚宏春 申請(qǐng)人:上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司