專利名稱：：合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的的方法和設(shè)備，屬化學(xué)工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：煤或天然氣制油的方法可通過將煤氣化或天然氣轉(zhuǎn)化制得含H2、CO、C02的合成氣經(jīng)費(fèi)托(F—T)反應(yīng)制得液態(tài)烴、汽油或柴油等，目前世界上工業(yè)化裝置主要是南非Sasol公司，費(fèi)托反應(yīng)中核心技術(shù)反應(yīng)器有管殼式反應(yīng)器為Sasol-I廠使用(見高晉生編《煤液化技術(shù)》化學(xué)工業(yè)出版社，P390)，催化劑裝管內(nèi)，該塔催化劑裝填系數(shù)小，塔壓力降大，SasolII和Sasolni等還采用循環(huán)流化床等反應(yīng)器，雖然付產(chǎn)蒸汽壓力提高，但催化劑攜帶到塔外需分離且反應(yīng)器體積龐大，一臺(tái)日產(chǎn)1500噸反應(yīng)器直徑達(dá)8米高為38米。中國(guó)專利CN1281714C中采用兩級(jí)費(fèi)托反應(yīng)由合成氣制液體燃料，年產(chǎn)57萬噸液體烴，采用4個(gè)槳態(tài)床反應(yīng)器串聯(lián)，一級(jí)為二個(gè)內(nèi)徑3.9米高27米并聯(lián)，二級(jí)為內(nèi)徑3.6米高27米二個(gè)并聯(lián)，反應(yīng)器體積龐大。還有南非Sasol公司的SSPP漿態(tài)床反應(yīng)器雖有利移熱使反應(yīng)器內(nèi)溫度均勻，但受氣相、液相和固相(催化劑)傳質(zhì)阻力限制，降低催化劑的有效利用，大型化受到限制。本發(fā)明提供催化劑裝填系數(shù)高，生產(chǎn)強(qiáng)度大，投資低，能耗省，易大型化的費(fèi)托反應(yīng)器和合成氣制油的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種循環(huán)比低，co轉(zhuǎn)化率高，能耗省的合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法和設(shè)備。費(fèi)托合成是CO和H2在催化劑作用下生成液態(tài)烴的反應(yīng)，合成氣經(jīng)費(fèi)托反應(yīng)制烴主要反應(yīng)過程如下CO+2H2—(-CH2-)+H20+165KJ............(1)2CO+H2—(-CH2-)+C02+204.8KJ............(2)常用的催化劑有鈷劑或鐵劑催化劑，鐵劑分沉淀鐵和熔融鐵催化劑二種。在費(fèi)托合成中面臨二個(gè)問題，一是雖然原料氣比較單一，主要是CO和H2，但費(fèi)托反應(yīng)生成的產(chǎn)物十分復(fù)雜，有垸烴、烯烴、環(huán)烷、芳烴等，其烴類的碳原子數(shù)分布很廣，費(fèi)托反應(yīng)生成的重質(zhì)烴還會(huì)凝結(jié)在催化劑表面而影響催化反應(yīng)；因?yàn)橘M(fèi)托反應(yīng)生成分子量很寬，以蠟為主的烴類產(chǎn)物還需經(jīng)加氫裂解和加氫異構(gòu)改質(zhì)為汽油等液態(tài)產(chǎn)品?，F(xiàn)有的流程通常如Sasol采用費(fèi)托反應(yīng)生成產(chǎn)物烴類，分別由費(fèi)托反應(yīng)器底部分離出石蠟等，由出塔換熱器底部分離出熱凝液，再由水冷器分離器從氣體中分離出冷凝液，然后將上述從合成反應(yīng)氣中分離的這些產(chǎn)品送加氫烴類改質(zhì)反應(yīng)器去改質(zhì)和產(chǎn)品分離，采用這一方法不僅流程長(zhǎng)，設(shè)備多，投資大，而且產(chǎn)品冷凝分離再加熱氣化加質(zhì)改質(zhì)，增加能耗。同時(shí)，由于上述費(fèi)托反應(yīng)均是強(qiáng)放熱反應(yīng)，若不能及時(shí)將反應(yīng)放出的熱量移走，則催化劑溫度大幅升高將使催化劑過熱失活。采用管殼式水冷固定床反應(yīng)器雖然可降低水溫，增加移熱能力，但因反應(yīng)器中冷卻介質(zhì)水溫基本上下相差不大，由于催化反應(yīng)在催化劑上并不按前后相等速度進(jìn)行，一般反應(yīng)器前部離平衡遠(yuǎn)，反應(yīng)速度快，放出反應(yīng)熱也多，后部隨反應(yīng)接近平衡，反應(yīng)速度減慢，放出反應(yīng)熱也少，而如前所述現(xiàn)有的管殼式水冷反應(yīng)器，冷卻劑的溫度前后一樣，這樣如果降低冷卻劑溫度，加大傳熱溫差和移熱，達(dá)到上部或前部高反應(yīng)速度和強(qiáng)反應(yīng)熱的移熱要求，則反應(yīng)器下部或后部反應(yīng)熱減小，移熱大于反應(yīng)熱造成反應(yīng)溫度下降，使反應(yīng)速度進(jìn)一步減慢直到催化劑活性以下就停止反應(yīng)，因此難以做到前后部反應(yīng)都在最佳反應(yīng)溫度下進(jìn)行的兩全其美的辦法，為此現(xiàn)有技術(shù)采用原料氣2—4倍循環(huán)氣來帶出催化劑層反應(yīng)熱。本發(fā)明針對(duì)上述問題和矛盾提出的措施，一是突破現(xiàn)有用同一溫度的冷卻劑，而采用反應(yīng)器不同區(qū)段采用不同溫度冷卻劑來解決，使反應(yīng)中換熱按反應(yīng)熱移出的大小需要設(shè)計(jì)，具體可按反應(yīng)氣在催化劑層中流動(dòng)方向順序劃分為前后多個(gè)塊區(qū)，由冷卻劑通過不同塊區(qū)的換熱管來間接換熱，對(duì)于像費(fèi)托合成反應(yīng)，反應(yīng)溫度在20(TC300'C范圍內(nèi)，可采用加壓熱水作載熱體，在反應(yīng)器內(nèi)液體汽化吸熱遠(yuǎn)高于冷卻介質(zhì)溫升吸收的顯熱，對(duì)于更高反應(yīng)溫度則需用揮發(fā)性低的礦物油、導(dǎo)熱油或熔鹽作冷卻劑，把熱量通過冷卻循環(huán)回路帶到汽包中，通過汽包內(nèi)換熱管將熱量傳給水產(chǎn)生蒸氣回收熱量。用水作冷卻劑時(shí)載熱體移去費(fèi)托合成反應(yīng)熱同時(shí)直接副產(chǎn)蒸汽時(shí)，費(fèi)托合成催化劑可以裝在換熱管內(nèi)即如同Lurgi管殼式反應(yīng)器，這時(shí)換熱管為反應(yīng)管，反應(yīng)管外殼程為鍋爐水，催化劑也可裝在換熱管外，這時(shí)換熱管為水管即水管式反應(yīng)器，水管可以是列管式、螺旋式，也可以橫向水管即臥式水冷反應(yīng)器。一是前后不同催化劑塊區(qū)采用分組換熱管，每組換熱管可根據(jù)需要與不同汽化壓力、汽化溫度的一個(gè)汽包連通，例如反應(yīng)前期位于反應(yīng)前部換熱管中低壓低溫下汽化，增加傳熱溫差強(qiáng)化傳熱，解決反應(yīng)前部反應(yīng)速度快、反應(yīng)熱特大的問題；位于反應(yīng)后部催化反應(yīng)速度和反應(yīng)熱減少，換熱水管汽化壓力和溫度相應(yīng)提高，減小傳熱溫差，避免因后部反應(yīng)熱減小，移熱過多，反應(yīng)溫度過低。二是汽包壓力可以調(diào)節(jié)高低，隨著催化劑使用時(shí)間的增加，催化反應(yīng)向后部推進(jìn)，后部反應(yīng)熱增加時(shí)，也可將后部催化劑中換熱水管汽化壓力降低或與低壓汽包連結(jié)，使后期水管在低溫低壓下氣化加大傳熱溫差和傳熱速度。上述換熱管組和調(diào)壓汽包汽化壓力可根據(jù)需要在0.5~10MPa之間選取，不同催化反應(yīng)區(qū)塊中換熱管組與其相連的調(diào)壓汽包壓差可在0.15MPa。本發(fā)明通過采用分級(jí)水冷反應(yīng)器應(yīng)用于費(fèi)托合成，將循環(huán)比可由現(xiàn)有的2~5降低到<1，大幅提高費(fèi)托合成反應(yīng)氣中烴含量，本發(fā)明提出的將費(fèi)托合成反應(yīng)和生產(chǎn)的烴加氫改質(zhì)反應(yīng)結(jié)合起來，方法一是將加氫改質(zhì)反應(yīng)器串聯(lián)在費(fèi)托反應(yīng)器之后，費(fèi)托反應(yīng)生成的烴不從氣相分離而直接在改質(zhì)反應(yīng)器中進(jìn)行烴改質(zhì)，反應(yīng)溫度按費(fèi)托反應(yīng)和改質(zhì)催化劑選擇，例如費(fèi)托反應(yīng)可在200~300'C,改質(zhì)加氫可在260~380°C;二是將費(fèi)托合成催化劑和烴改質(zhì)催化劑如ZSM-5分子篩混合組成費(fèi)托復(fù)合催化劑裝于一個(gè)合成塔內(nèi)，例如可用Fe(鐵)、Fe-Mn(鐵-錳)催化劑或Co(鈷)催化劑與ZSM-5混合組成復(fù)合催化劑，在23036(TC溫度下反應(yīng)，大幅度提高汽油餾分(C5-Cn)改善汽油質(zhì)量，從而將費(fèi)托合成得到的高含量烴不經(jīng)從氣相中冷卻分離而直接進(jìn)烴類改質(zhì)反應(yīng)器改質(zhì)成汽油等產(chǎn)品。Co、Fe、Fe-Mn系催化劑和ZSM-5改質(zhì)催化劑可以均勻混合裝填，也可以由上到下分層交叉裝填。本發(fā)明要解決上述費(fèi)托合成固定床反應(yīng)器中循環(huán)比大、產(chǎn)物濃度低的問題，采用設(shè)有多組可獨(dú)立調(diào)節(jié)汽化壓力和溫度的換熱水管組的費(fèi)托合成反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)在費(fèi)托合成的強(qiáng)反應(yīng)熱區(qū)用降低管內(nèi)水的汽化溫度和壓力來增加反應(yīng)熱大的區(qū)塊傳熱溫差加強(qiáng)移熱，使反應(yīng)熱較小區(qū)維持較小傳熱溫差而不致溫度過低。本發(fā)明提供一種合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的的方法，主要是加壓下含有氫、一氧化碳等組分的合成氣，先在至少有二個(gè)塊區(qū)由各自可獨(dú)立調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)汽化溫度，且優(yōu)選為前低后高溫度的水冷換熱管組的費(fèi)托合成反應(yīng)器201中進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，出塔反應(yīng)氣冷卻分離或再進(jìn)入裝有分子篩的烴類改質(zhì)反應(yīng)器202進(jìn)行烴類改質(zhì)，再將最終反應(yīng)氣冷卻后分離烴類、水與未反應(yīng)的合成氣，分離的合成氣排放去燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)，或者分離的合成氣除少量排放外，再作為循環(huán)合成氣與原料合成氣混合，再一次進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)和產(chǎn)物分離。本發(fā)明提供一種合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的的方法，主要是費(fèi)托合成反應(yīng)器201中釆用復(fù)合費(fèi)托合成催化劑，即采用Fe、Co、Fe-Mn過渡元素費(fèi)托合成催化劑與ZSM—5等的烴改質(zhì)分子篩混合組成的催化劑，在合成塔中同時(shí)進(jìn)行費(fèi)托合成烴類和用分子篩催化烴類改質(zhì)反應(yīng)，增加汽油餾分，提高質(zhì)量。本發(fā)明提供一種合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的的方法，主要是合成氣先在費(fèi)托合成反應(yīng)器201中生成較重質(zhì)寬餾分烴和水等，出合成塔的反應(yīng)氣在等壓下進(jìn)烴類改質(zhì)反應(yīng)器202中分子篩催化劑上進(jìn)行烴類改質(zhì)催化生成汽油等，烴類改質(zhì)反應(yīng)烴類反應(yīng)溫度為260~380°C，更優(yōu)為280~350°C。本發(fā)明提供一種合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的的方法，主要是進(jìn)費(fèi)托合成反應(yīng)器201的合成氣中循環(huán)合成氣與原料合成氣的比值小于2，優(yōu)選為小于l。本發(fā)明提供一種合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的的設(shè)備，主要是費(fèi)托合成反應(yīng)器201內(nèi)至少設(shè)有二個(gè)換熱管組91、92催化反應(yīng)81、82組成，各換熱管組91、92與各自可獨(dú)立調(diào)節(jié)汽化壓力的汽包71、72連結(jié)，構(gòu)成不同汽化壓力和冷卻介質(zhì)溫度的循環(huán)回路，用調(diào)節(jié)不同換熱管組91、92的汽化溫度，降低費(fèi)托合成催化劑床層溫差。本發(fā)明提供一種合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的的設(shè)備，主要是費(fèi)托合成反應(yīng)器201采用至少有二個(gè)換熱管組91、92催化反應(yīng)區(qū)塊81、82，催化反應(yīng)區(qū)塊81、82中由上到下按Fe、Co、Fe-Mn系費(fèi)托催化劑與ZSM—5改質(zhì)催化劑分層交替裝填，各換熱管組91、92與可獨(dú)立調(diào)節(jié)汽化壓力的汽包71、72連結(jié)，構(gòu)成不同汽化壓力和冷卻介質(zhì)溫度的循環(huán)回路，用調(diào)節(jié)各換熱管組相連的汽包汽化壓力，通過水管中的水吸熱汽化移去催化劑層反應(yīng)熱，縮小脫水反應(yīng)催化劑床層溫差。在本發(fā)明的一個(gè)較好實(shí)例中，所述方法是費(fèi)托合成反應(yīng)器201中不同換熱管組汽化壓力差為0.1~5Mpa。在本發(fā)明的一個(gè)較好實(shí)例中，所述方法是出費(fèi)托合成反應(yīng)器201中反應(yīng)生成產(chǎn)物烴中碳重量大于一氧化碳中碳重量。在本發(fā)明的一個(gè)較好實(shí)例中，所述方法是費(fèi)托合成反應(yīng)器的多組換熱管組，在開車催化劑升溫還原或催化劑再生時(shí)，可用高溫蒸汽或?qū)嵊图訜岽呋瘎┥邷囟冗M(jìn)行催化劑的還原或再生。在本發(fā)明的一個(gè)較好實(shí)例中，所述方法可應(yīng)用于由合成氣制汽油、柴油、均四甲苯、液化氣、丙烯、乙烯、脂肪烴或芳香族烴、異構(gòu)烷烴、正構(gòu)垸烴及環(huán)垸烴。圖1是合成氣由費(fèi)托反應(yīng)合成烴類的流程示意圖。圖2是合成氣由費(fèi)托反應(yīng)合成烴類結(jié)合IGCC的流程示意圖。圖3是采用復(fù)合費(fèi)托反應(yīng)的合成烴類結(jié)合IGCC的流程示意圖。圖4是費(fèi)托合成反應(yīng)器示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。圖1是合成氣由費(fèi)托反應(yīng)合成烴類的流程示意圖。原料氣101可以用煤為原料經(jīng)水煤氣化或粉煤純氧或富氧氣化等制成合成氣或用天然氣轉(zhuǎn)化制得，含H2、C0及少量C02、CH4、N2等，氫碳比0.7~2.5,壓力215MPa。原料氣101與由循環(huán)機(jī)207來的循環(huán)氣102匯合成氣體103，經(jīng)氣一氣換熱器203加熱到200。C左右的合成氣103進(jìn)入費(fèi)托合成反應(yīng)器201進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，費(fèi)托合成反應(yīng)器201至少有2組可獨(dú)立調(diào)節(jié)汽化壓力和溫度的換熱管組如附圖4，出費(fèi)托合成反應(yīng)器201的合成氣104與經(jīng)氣一氣換熱器204和烴類改質(zhì)反應(yīng)器202的出塔氣105換熱，到溫度約300。C左右進(jìn)入烴類改質(zhì)反應(yīng)器202,在分子篩類催化劑上在320。C上下進(jìn)行烴改質(zhì)反應(yīng)，出口反應(yīng)氣經(jīng)氣一氣換熱器204、203換熱降溫到約10(TC，經(jīng)水冷器205冷卻到約40'C經(jīng)汽液分離器206分離冷凝的烴108和水107由液相排出，液烴108送去精餾成汽油、柴油等各種產(chǎn)品，氣體106除少量弛放氣109去經(jīng)放空閥210外排另用外，作為循環(huán)氣102經(jīng)循環(huán)機(jī)207與新鮮原料氣101匯合再去費(fèi)托合成。圖中209和208分別為調(diào)節(jié)反應(yīng)器201和202進(jìn)氣溫度的近路閥。圖2是合成氣由費(fèi)托反應(yīng)合成烴類結(jié)合IGCC的流程示意圖，圖2與圖1不同在于合成氣101不循環(huán)，一次性通過費(fèi)托合成反應(yīng)器201和烴類改質(zhì)反應(yīng)器202，從汽液分離器206出來的氣體106全部作為弛放氣109去IGCC，即燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，原料氣101即為進(jìn)費(fèi)托合成反應(yīng)器201的反應(yīng)氣，經(jīng)氣—?dú)鈸Q熱器203加熱到210'C左右進(jìn)入費(fèi)托合成反應(yīng)器201進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)。圖2其余部分與圖1相同。圖3是采用復(fù)合費(fèi)托反應(yīng)的流程圖，與圖2不同的是只有一個(gè)費(fèi)托合成反應(yīng)器201，合成氣101與圖2—樣不循環(huán)即為進(jìn)合成塔氣，經(jīng)氣一氣換熱器203加熱到25(TC上下進(jìn)入費(fèi)托合成反應(yīng)器201進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，費(fèi)托合成反應(yīng)器201中裝有Fe、Mn、Co等過渡金屬催化劑或Fe-Mn超細(xì)粒子催化劑和ZSM—5等分子篩混合。合成氣101在費(fèi)托合成反應(yīng)器201中進(jìn)行費(fèi)托合成，費(fèi)托合成產(chǎn)物烴類在反應(yīng)器201中進(jìn)一步和氣體中的氫反應(yīng)進(jìn)行加氫裂化、加氫異構(gòu)化等加氫改質(zhì)反應(yīng)，出費(fèi)托合成反應(yīng)器201后氣體經(jīng)換熱器203、水冷器205和分離器206換熱冷卻分離。圖4是有二個(gè)汽包的臥式水管費(fèi)托合成反應(yīng)器示意圖，由費(fèi)托合成反應(yīng)器201和汽包71、72連結(jié)組成，汽包71、72上分別有帶蒸汽調(diào)節(jié)閥門的出汽管41、42和加水管21、22，費(fèi)托合成反應(yīng)器201由殼體l，殼體1上的反應(yīng)氣進(jìn)口2和反應(yīng)氣出口3，殼體l頂部的多孔氣體分布器4和底部的多孔集氣板5，殼體1內(nèi)兩側(cè)隔板6、7間裝有二組催化劑層81、82，催化劑層81、82中冷卻介質(zhì)移熱的換熱管組91、92組成。汽包71、72與費(fèi)托合成反應(yīng)器201的換熱管組91、92的進(jìn)水管51、52線路上各有水泵31、32和汽水管61、62構(gòu)成二個(gè)汽包和換熱管組間的強(qiáng)制循環(huán)回路，采用水泵提高循環(huán)冷卻介質(zhì)流量，可提高傳熱效果；換熱管組是兩端都有聯(lián)箱的直管，圖中有4個(gè)管束，每個(gè)管束左右兩端各有一個(gè)聯(lián)箱，左端聯(lián)箱601、602、603、604分別與進(jìn)出口管連結(jié)，右端相鄰聯(lián)箱701與702、703與704之間分別用連通管801、802連結(jié)，各由二個(gè)管束構(gòu)成二個(gè)換熱管組91、92，進(jìn)水管51連結(jié)汽包71和經(jīng)水泵31連結(jié)換熱管組91的左端聯(lián)箱602，汽水管61連結(jié)汽包71和換熱管組91左端聯(lián)箱601，換熱管組91右端聯(lián)箱701和702用管801聯(lián)結(jié)，這樣換熱管組91與汽包71、泵31和進(jìn)出管線51、61構(gòu)成第一個(gè)循環(huán)回路；進(jìn)水管52連結(jié)汽包72和經(jīng)水泵32連結(jié)換熱管組92的左端聯(lián)箱604，汽水管62連結(jié)汽包72和換熱管組92左端聯(lián)箱603，換熱管組92右端聯(lián)箱703和704用管802聯(lián)結(jié)，這樣換熱管組92與汽包72、泵32和進(jìn)出管線52、62構(gòu)成第二個(gè)循環(huán)回路。上述換熱管組91、92均可根據(jù)需要增加2、4、6……個(gè)管束，上下相鄰聯(lián)箱間用連通管連結(jié)。實(shí)施例1:用合成氣制汽油生產(chǎn)流程如圖1，費(fèi)托合成反應(yīng)器201采用如圖4臥式費(fèi)托合成反應(yīng)器，直徑3.9米，內(nèi)裝超細(xì)Fe-Mii費(fèi)托催化劑150M3，烴類改質(zhì)反應(yīng)器202采用分段絕熱固定床反應(yīng)器，直徑3.8米內(nèi)裝ZSM—5分子篩催化劑100M3，經(jīng)壓縮到5MPa的合成氣與循環(huán)氣匯合，經(jīng)加熱到210'C上下進(jìn)費(fèi)托合成反應(yīng)器201，在24(TC左右溫度下，在費(fèi)托催化劑層上進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)。反應(yīng)熱被反應(yīng)器內(nèi)二組橫向水管中的水吸收而副產(chǎn)蒸汽，汽包71壓力比72內(nèi)的蒸汽壓力低1Mpa上下，與烴改質(zhì)反應(yīng)器出塔氣換熱30(TC上下進(jìn)入烴類改質(zhì)反應(yīng)器202。由原料氣量17544.6kmol/h制得烴1739.8噸/日，年產(chǎn)52.2萬噸烴，1000Nr^合成氣得烴高達(dá)184.5kg，具體數(shù)據(jù)見附表1。附表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例2:用合成氣一步法制汽油結(jié)合IGCC生產(chǎn)流程見圖2，費(fèi)托合成反應(yīng)器201采用如圖4費(fèi)托合成反應(yīng)器，直徑5.2米，內(nèi)裝鐵基或鈷基費(fèi)托催化劑130M3，ZSM—5分子篩催化劑90M3，經(jīng)壓縮到5.5MPa的合成氣經(jīng)加熱到22(TC進(jìn)費(fèi)托合成反應(yīng)器201，在250'C左右溫度下，在復(fù)合費(fèi)托催化劑層上進(jìn)行費(fèi)托合成和烴改質(zhì)反應(yīng)。反應(yīng)熱被反應(yīng)器內(nèi)二組橫向水管中的水吸收而副產(chǎn)蒸汽，二組換熱管組中水汽化壓力差lMpa左右，出費(fèi)托合成反應(yīng)器201氣體中CO轉(zhuǎn)化率達(dá)78%。本例中循環(huán)比為零，馳放氣3995kmol/h全部去IGCC發(fā)電，由原料氣量17544.6kmol/h制得烴1515噸/日，年產(chǎn)45.5萬噸烴，1000Nn^合成氣得烴165kg，數(shù)據(jù)見附表2。附表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在上述二個(gè)實(shí)施例中，用于費(fèi)托反應(yīng)的合成氣中惰性氣<1%，H2+CO〉97%，這種原料氣進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)中反應(yīng)熱很大的可以成功進(jìn)行，催化劑不超溫。對(duì)于N2、CH4等惰性氣含量較高的合成氣更能安全適用。有益效果本發(fā)明與已有技術(shù)相比有顯著的優(yōu)點(diǎn)，一是對(duì)反應(yīng)器不同部分催化劑層換熱管組采用換熱介質(zhì)的不同汽化壓力和氣化溫度，特別對(duì)反應(yīng)速度快、反應(yīng)熱大的前面部分，采用低壓低溫汽化加大傳熱溫差充分移去反應(yīng)熱，使催化劑不超溫，而反應(yīng)速度和反應(yīng)熱較小部分則采用較高汽化壓力和溫度，避免移熱過多，使溫度過低，從而使循環(huán)比比現(xiàn)有技術(shù)降低幾倍多，如實(shí)施例1中循環(huán)比為0.2，實(shí)施例2中合成氣制烴結(jié)合IGCC時(shí)循環(huán)比為零，即合成氣一次通過，使費(fèi)托合成回路氣量大幅降低，從而大幅度減少了合成氣制烴裝置的設(shè)備尺寸，既大幅節(jié)省了投資，又為大型化創(chuàng)造了有利條件。二是降低循環(huán)比同時(shí)烴含量比現(xiàn)有技術(shù)提高數(shù)倍，從而達(dá)到循環(huán)機(jī)電耗隨循環(huán)比的降低而成倍降低，噸烴回收反應(yīng)熱及副產(chǎn)蒸汽量大幅提高，而用于冷卻反應(yīng)氣用的水冷器冷卻水耗量大幅降低，因此大幅度降低能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的顯著效果。三是不同催化劑和催化劑不同部位反應(yīng)溫度可根據(jù)反應(yīng)的要求獨(dú)立自由調(diào)節(jié)，還可根據(jù)反應(yīng)前后不同時(shí)期催化劑活性衰退而反應(yīng)熱點(diǎn)后移的情況，調(diào)整上下部催化劑層換熱管汽化壓力、氣化溫度，使催化劑發(fā)揮最佳效果。以上通過眾多圖例和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的主題作了充分描述，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思精神，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能容易地進(jìn)行各種變化并應(yīng)用到合成氣制烴中。本發(fā)明組合反應(yīng)器內(nèi)換熱管組用水時(shí)，汽包來的水管可以連通水泵強(qiáng)制循環(huán)進(jìn)水，也可以不用水泵，用自然循環(huán)進(jìn)水，每個(gè)汽包也可用多組帶閥門管與各組換熱管連通，進(jìn)出水管可以由閥門調(diào)節(jié)，也可以沒有閥門的一組換熱管對(duì)一個(gè)汽包。換熱管可以是圓管也可以是扁平管或換熱板，換熱介質(zhì)是水或?qū)嵊秃腿埯}。在反應(yīng)氣進(jìn)入催化劑開始反應(yīng)時(shí)，一般溫度較低，故在換熱管組前也可設(shè)置絕熱段，但此絕熱段催化劑量在還原收縮后應(yīng)不超過總量的十分之一，在催化劑后部例如脫水反應(yīng)器在換熱反應(yīng)段后也可以設(shè)置絕熱段，可以滿足反應(yīng)后期提高溫度的需要。權(quán)利要求1.一種合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法，其特征是加壓下含有氫、一氧化碳等組分的合成氣，先在至少有二個(gè)塊區(qū)由各自可獨(dú)立調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)汽化溫度，且優(yōu)選為前低后高溫度的水冷換熱管組的費(fèi)托合成反應(yīng)器(201)中進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，出塔反應(yīng)氣冷卻分離或再進(jìn)入裝有分子篩的烴類改質(zhì)反應(yīng)器(202)進(jìn)行烴類改質(zhì)，再將最終反應(yīng)氣冷卻后分離烴類、水與未反應(yīng)的合成氣，分離的合成氣排放去燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)，或者分離的合成氣除少量排放外，再作為循環(huán)合成氣與原料合成氣混合，再一次進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)和產(chǎn)物分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法，其特征是費(fèi)托合成反應(yīng)器(201)中采用復(fù)合費(fèi)托合成催化劑，即采用Fe、Co、Fe-Mn過渡元素費(fèi)托合成催化劑與ZSM—5等的烴改質(zhì)分子篩混合組成的催化劑，在合成塔中同時(shí)進(jìn)行費(fèi)托合成烴類和用分子篩催化烴類改質(zhì)反應(yīng)，增加汽油餾分，提高質(zhì)量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法，其特征是合成氣先在費(fèi)托合成反應(yīng)器(201)中生成較重質(zhì)寬餾分烴和水等，出合成塔的反應(yīng)氣在等壓下進(jìn)烴類改質(zhì)反應(yīng)器(202)中分子篩催化劑上進(jìn)行烴類改質(zhì)催化生成汽油等，烴類改質(zhì)反應(yīng)烴類反應(yīng)溫度為260~380。C，更優(yōu)為280~350。C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法，其特征是進(jìn)費(fèi)托合成反應(yīng)器(201)的合成氣中循環(huán)合成氣與原料合成氣的比值小于2，優(yōu)選為小于l。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類方法的設(shè)備，其特征是費(fèi)托合成反應(yīng)器(201)內(nèi)至少設(shè)有二個(gè)換熱管組(91)、(92)的催化反應(yīng)區(qū)塊(81)、(82)組成，各換熱管組(91)、(92)與各自可獨(dú)立調(diào)節(jié)汽化壓力的汽包(71)、(72)連結(jié)，構(gòu)成不同汽化壓力和冷卻介質(zhì)溫度的循環(huán)回路，用調(diào)節(jié)不同換熱管組(91)、(92)的汽化溫度，降低費(fèi)托合成催化劑床層溫差。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類方法的設(shè)備，其特征是費(fèi)托合成反應(yīng)器(201)采用至少有二個(gè)換熱管組(91)、(92)催化反應(yīng)區(qū)塊(81)、(82)，催化反應(yīng)區(qū)塊(81)、(82)中由上到下按Fe、Co、Fe-Mn系費(fèi)托催化劑與ZSM—5改質(zhì)催化劑分層交替裝填，各換熱管組(91)、(92)與可獨(dú)立調(diào)節(jié)汽化壓力的汽包(71)、(72)連結(jié)，構(gòu)成不同汽化壓力和冷卻介質(zhì)溫度的循環(huán)回路，用調(diào)節(jié)各換熱管組相連的汽包汽化壓力，通過水管中的水吸熱汽化移去催化劑層反應(yīng)熱，縮小脫水反應(yīng)催化劑床層溫差。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類方法的設(shè)備，其特征是費(fèi)托合成反應(yīng)器(201)中不同換熱管組汽化壓力差為0.15Mpa。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法，其特征是出費(fèi)托合成反應(yīng)器(201)中反應(yīng)生成產(chǎn)物烴中碳重量大于一氧化碳中碳重量。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法，其特征是費(fèi)托合成反應(yīng)器的多組換熱管組，在開車催化劑升溫還原或催化劑再生時(shí)，可用高溫蒸汽或?qū)嵊图訜岽呋瘎┥邷囟冗M(jìn)行催化劑的還原或再生。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法,其特征是可應(yīng)用于由合成氣制汽油、柴油、均四甲苯、液化氣、丙烯、乙烯、脂肪烴或芳香族烴、異構(gòu)垸烴、正構(gòu)垸烴及環(huán)烷烴。全文摘要一種合成氣費(fèi)托反應(yīng)制烴類的方法，主要是加壓下含有氫、一氧化碳等組分的合成氣，先在至少有二個(gè)塊區(qū)由各自可獨(dú)立調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)汽化溫度，且優(yōu)選為前低后高溫度的水冷換熱管組的費(fèi)托合成反應(yīng)器201中進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，出塔反應(yīng)氣冷卻分離或再進(jìn)入裝有分子篩的烴類改質(zhì)反應(yīng)器202進(jìn)行烴類改質(zhì)，再將最終反應(yīng)氣冷卻后分離烴類、水與未反應(yīng)的合成氣，分離的合成氣排放去燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)，或者分離的合成氣除少量排放外，再作為循環(huán)合成氣與原料合成氣混合，再一次進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)和產(chǎn)物分離。文檔編號(hào)C10G5/00GK101560406SQ20081009032公開日2009年10月21日申請(qǐng)日期2008年3月25日優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日發(fā)明者韌樓,樓壽林申請(qǐng)人:杭州林達(dá)化工科技有限公司