生物質制造液態(tài)烴產品的裝置及工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及費托合成生產液態(tài)控產品技術領域，具體的說設及一種生物質制造液 態(tài)控產品的裝置及工藝。
【背景技術】
[0002] 費托合成是將煤、天然氣等化石能源或生物質等可再生能源轉化形成的合成氣在 催化劑作用下生成液態(tài)控產品的過程，在降低對石油路線能源和化學品生產依存度W及清 潔能源利用方面有著重要作用。
[0003] W生物質為原料生產的粗合成氣中Hz/CO體積比普遍偏低，一般采用的工藝路線 是粗合成氣先經(jīng)水煤氣變換調節(jié)，再經(jīng)脫碳工序脫除0)2W使其中的Hz/CO體積比大約等于 2，從而滿足費托合成生產的要求。
[0004] 中國專利CN1354779A、CN1761734A分別公布了一種用于費托合成生產液態(tài)控產 品的工藝方法，但未對原料合成氣的低Hz/CO體積比的有效處理給予關注。
[0005] 中國專利CN200610140020. 4公布了一種兩段式費托合成的工藝方法，其中，主要 是將利用堿洗法脫除C〇2后的費托合成尾氣與原料氣混合，再經(jīng)水煤氣變換和脫碳工序處 理，作為費托合成反應入口合成氣的過程。該方法中存在水煤氣變換工序。
[0006] 中國專利CN200310108146.X公布了 一種合成氣生產液態(tài)控產品的工藝，該工藝 采取兩級裝置費托合成，第一級費托合成裝置生產的惰性氣體將會在第二級裝置中累積， 導致在實際操作中必須通過加大第二級裝置的尾氣排放量W降低第二級裝置中循環(huán)氣體 中惰性氣體的濃度W維持操作，降低了整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性。該專利中未對原料合成氣的低 Hz/CO體積比有效處理給予關注。
[0007] 中國專利CN101979468A提出了將排放尾氣送至二氧化碳重整裝置，使富甲燒的 不凝尾氣與來自脫碳工序的二氧化碳發(fā)生重整反應生成合成氣，所得合成氣返回與原料合 成氣混合后，再經(jīng)水煤氣變換調節(jié)Hz/CO體積比、脫碳分離出二氧化碳后作為費托合成反應 入口合成氣。該方法中依然存在水煤氣變換工序。
[0008] 綜上所述，水煤氣變換工序是費托合成生產液態(tài)控產品工藝方法中普遍采用的一 個環(huán)節(jié)，但水煤氣變換工藝復雜，設備投資較高，降低了整個裝置的經(jīng)濟性。目前還沒有一 種有效的工藝方法解決運些問題。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的目的就是要提供一種生物質制造液態(tài)控產品的裝置及工藝，本發(fā)明取消 現(xiàn)有工藝方法中的水煤氣變換工序，并使其滿足費托合成反應的需求，從而實現(xiàn)生物質可 再生能源的綠色高效利用。
[0010] 為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設計的生物質制造液態(tài)控產品的裝置，它包括氣化裝置、 氣體凈化裝置和氣體合成裝置，所述氣化裝置的輸入端為生物質燃料輸入端，氣化裝置的 粗合成氣輸出端通過粗合成氣輸送管道連接氣體凈化裝置的輸入端，氣體凈化裝置的精制 合成氣輸出端連接氣體合成裝置的輸入端，氣體合成裝置的輸出端為液態(tài)控輸出端，氣體 合成裝置的循環(huán)氣輸出端接入粗合成氣輸送管道，氣體合成裝置還具有尾氣排放口。
[0011] 一種利用上述生物質制造液態(tài)控產品的裝置制造液態(tài)控產品的方法，它還包括如 下步驟：
[0012] 步驟1 :生物質燃料經(jīng)氣化裝置生成粗合成氣；
[0013] 步驟2 :將步驟1獲得的粗合成氣和氣體合成裝置的循環(huán)氣輸出端輸出的循環(huán)氣 混合后送至氣體凈化裝置，氣體凈化裝置脫除粗合成氣與循環(huán)氣的混合氣中所含的水分、 C〇2及雜質，得到符合氣體合成裝置要求的精制合成氣；
[0014] 步驟3:將步驟2獲得的精制合成氣送入氣體合成裝置，在氣體合成裝置內精制合 成氣在費托合成催化劑的催化下發(fā)生費托合成反應生成液態(tài)控產品；
[0015] 步驟4 :氣體合成裝置產生的排放尾氣的70~95%作為循環(huán)氣，與步驟1中的粗 合成氣混合重新送入氣體凈化裝置。
[0016]本發(fā)明設計的上述裝置和方法，由于省去了水煤氣變換工序，減少了流程的復雜 度，實現(xiàn)了采用生物質制造低Hz/CO比合成氣，不需要經(jīng)歷水煤氣變換工序調整Hz/CO比，而 只需簡單脫除其中的雜質、C〇2及水分即可進入合成裝置，參與費托合成反應，減少了投資， 簡化了流程，降低了能耗，使操作更加簡單。另外，本發(fā)明取消了現(xiàn)有工藝方法中的水煤氣 變換工序，并使其滿足費托合成反應的需求，從而實現(xiàn)生物質可再生能源的綠色高效利用。 本發(fā)明尤其適用于小規(guī)模生物質制造液態(tài)控產品的應用場合。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的結構框圖。
[0018]其中，1-氣化裝置、2-氣體凈化裝置、3-氣體合成裝置、4-粗合成氣輸送管道、【具體實施方式】
[0019]W下結合體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：
[0020] -種生物質制造液態(tài)控產品的裝置，如圖1所示，它包括氣化裝置1、氣體凈化裝 置2和氣體合成裝置3,所述氣化裝置1的輸入端為生物質燃料輸入端，氣化裝置1的粗合 成氣輸出端通過粗合成氣輸送管道4連接氣體凈化裝置2的輸入端，氣體凈化裝置2的精 制合成氣輸出端連接氣體合成裝置3的輸入端，氣體合成裝置3的輸出端為液態(tài)控輸出端， 氣體合成裝置3的循環(huán)氣輸出端接入粗合成氣輸送管道4。氣體合成裝置3還具有尾氣排 放口。
[0021]上述技術方案中，所述氣體合成裝置3的操作溫度范圍為150~300°C。該溫度范 圍下本裝置有最佳的產率。
[0022] 上述技術方案中，所述氣體合成裝置3的操作壓力范圍為2~4MPa。該壓力范圍 下本裝置有最佳的產率。
[0023]上述技術方案中，所述氣體合成裝置3的循環(huán)氣輸出端輸出的循環(huán)氣體積占氣體 合成裝置3排放尾氣體積的70~95%。該范圍下本裝置的產率最佳。
[0024]-種利用上述生物質制造液態(tài)控產品的裝置制造液態(tài)控產品的方法，它還包括如 下步驟：
[00巧]步驟I:生物質燃料經(jīng)氣化裝置I生成粗合成氣；
[0026] 步驟2:將步驟1獲得的粗合成氣和氣體合成裝置3的循環(huán)氣輸出端輸出的循環(huán) 氣混合后送至氣體凈化裝置2,氣體凈化裝置2脫除粗合成氣與循環(huán)氣的混合氣中所含的 水分、C〇2及雜質（雜質包括硫化物、氮氧化合物、金屬化合物、或其他會導致費托合成催化 劑失活或導致費托合成效能降低的物質），得到符合氣體合成裝置3要求（要求為&與CO 的體積比范圍為0. 8~1. 2)的精制合成氣；
[0027] 步驟3:將步驟2獲得的精制合成氣送入氣體合成裝置3,在氣體合成裝置3內精 制合成氣在費托合成催化劑（費托合成催化劑為配有金屬助劑的鐵基或鉆基，該催化劑適 用于步驟2出口精制合成氣內&與CO體積比的范圍）的催化下發(fā)生費托合成反應生成液 態(tài)控產品；所述的液態(tài)控產品，通常包括石腦油、柴油和費托蠟，通過進一步處理，還可W獲 得柴油、航空煤油、乙締、丙締等多種產品。
[0028] 步驟4:氣體合成裝置3產生的排放尾氣（排放的尾氣包括C0、肥、N2、C02和CH4) 體積的70~95%作為循環(huán)氣，與步驟1中的粗合成氣混合重新送入氣體凈化裝置2。
[0029] 上述技術方案的步驟3采用的反應器形式通常為固定床、流化床、循環(huán)流化床或 漿態(tài)床。
[0030] 上述技術方案中，所述步驟1中的粗合成氣內的&與CO的體積比范圍為0. 8~ 1. 2。
[0031] 上述技術方案中，所述步驟2中的精制合成氣內&與CO的體積比范圍為1. 0~ 1. 8,精制合成氣內的有效合成氣&和CO的體積占精制合成氣總氣體體積的40~80% ;
[0032] 上述技術方案中，步驟3所述的氣體合成裝置3內精制合成氣生成液態(tài)控產品的 過程中，所述氣體合成裝置3的操作溫度范圍為150~300°C，所述氣體合成裝置3的操作 壓力范圍為2~4MPa。
[0033] 優(yōu)選的，所述步驟2中的精制合成氣內&與CO的體積比范圍為1. 5~1. 8,精制 合成氣內的有效合成氣&與CO的體積占精制合成氣總氣體體積的60~80%。
[0034] 更優(yōu)選的，步驟1中的粗合成氣中，&與CO的體積比為1. 2 ;
[0035] 步驟2中的精制合成氣內&與CO的體積比為1. 8,精制合成氣內的有效合成氣Hz 與CO的體積占精制合成氣總氣體體積的80%;
[0036] 步驟3中氣體合成裝置3內精制合成氣生成液態(tài)控產品的過程中，氣體合成裝置 3的操作溫度為280°C，氣體合成裝置3內的操作壓力為3Mpa。
[0037] 上述技術方案中，所述循環(huán)氣與粗合成氣的體積比為2. 5~3. 5:1。
[0038]W上各個參數(shù)范圍均對應本裝置的最佳產率。
[0039] 實施例1: