專利名稱：一種將費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分從漿態(tài)床反應(yīng)器抽出的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分離漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑和產(chǎn)物重餾分的方法。
技術(shù)背景費(fèi)托合成是由煤制取合成液體燃料和化工原料的重要的煤炭間接液 化技術(shù)。由于漿態(tài)床費(fèi)托合成自身的特點(diǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，近年來漿態(tài) 床費(fèi)托合成技術(shù)得到了大力發(fā)展。漿態(tài)床反應(yīng)器要求催化劑的粒度不能 太大，否則催化劑和產(chǎn)物無法形成漿液相，但這也帶來了將催化劑與費(fèi) 托合成產(chǎn)物分離的難題。為解決此難題，人們重點(diǎn)研究在漿態(tài)床反應(yīng)器 內(nèi)放置過濾裝置將費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分抽出的工藝方法。專利US6462098公開了一種如圖1所示的在漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置過 濾器進(jìn)行分離的方法，其中，費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分從管線54出反應(yīng)器， 反沖洗液從管線53進(jìn)入過濾器。其采用自動(dòng)反沖洗方式來保證過濾棒正 常工作，但這種方式常會(huì)因少量棒的反沖洗效果不好失去作用，并導(dǎo)致 其他過濾棒的負(fù)荷增加，使反沖洗頻率加快，進(jìn)而又導(dǎo)致部分過濾棒反 沖洗效果不好，最終使整個(gè)反沖洗過濾系統(tǒng)不能正常工作。另外，在費(fèi)托合成漿態(tài)床反應(yīng)器工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于催化劑間及 催化劑與反應(yīng)器壁和內(nèi)構(gòu)件間的碰撞和摩擦，會(huì)產(chǎn)生一定量的催化劑粉 末。催化劑粉末在漿態(tài)床重餾分抽出過濾器上富集，特別是堵到過濾孔 上易造成過濾系統(tǒng)壓差上升過快，致使過濾系統(tǒng)的反沖洗次數(shù)逐步增加， 直到無法正常工作，嚴(yán)重制約漿態(tài)床反應(yīng)器的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。且催化劑粉末 進(jìn)一步與催化劑、漿態(tài)床反應(yīng)器的器壁和內(nèi)部構(gòu)件摩擦、碰撞，會(huì)生產(chǎn)更為細(xì)小的顆粒。這些更細(xì)小的顆粒會(huì)被氣相物流從漿態(tài)床反應(yīng)器頂部 帶出，并沉積在換熱器等設(shè)備中，從而造成整個(gè)裝置因氣體循環(huán)系統(tǒng)壓
降過大而被迫停車等問題。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的將費(fèi)托合成 產(chǎn)物重餾分從漿態(tài)床反應(yīng)器中抽出的方法。本發(fā)明所提供的將費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分從漿態(tài)床反應(yīng)器抽出的方法包括以下步驟-在漿態(tài)床反應(yīng)器中，當(dāng)費(fèi)托反應(yīng)氣相物流和漿液相物流流經(jīng)設(shè)置 在漿態(tài)床反應(yīng)器液相中的金屬燒結(jié)過濾棒時(shí)，使費(fèi)托合成重餾分和部分 催化劑粉末從漿態(tài)床反應(yīng)器漿液相中分離出來；-將所述費(fèi)托合成重餾分和部分催化劑粉末送入后續(xù)的液固分離裝 置中，進(jìn)一步分離費(fèi)托合成重餾分和催化劑粉末，使所得到的費(fèi)托合成 重餾分符合下游加工工藝的要求。下面進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明所提供的方法，但本發(fā)明并不因此而受 到任何限制。在本發(fā)明所述方法中，第一級(jí)過濾所采用的金屬燒結(jié)過濾棒優(yōu)選為 非對(duì)稱金屬燒結(jié)過濾棒；所述過濾棒的過濾精度應(yīng)低于漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi) 催化劑粉末的粒徑，優(yōu)選其過濾精度為漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)催化劑粉末粒徑 的120 - 500 %,進(jìn)一步優(yōu)選為催化劑粉末粒徑的130 - 300 %。例如，所 述過濾才奉的過濾精度可以為10 50ijm或20 40ijm或25 35ijm。所述催 化劑粉末一般情況下是指粒徑小于10|jm的極為細(xì)小的催化劑顆粒。在本發(fā)明所述漿態(tài)床費(fèi)托合成反應(yīng)器中，所述過濾棒可根據(jù)實(shí)際工 藝的要求在反應(yīng)器液相中設(shè)置為若干組，例如，設(shè)置兩組或兩組以上的 過濾棒，各組過濾棒之間并聯(lián)連接，在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可切換操作。具 體設(shè)置方式可通過常規(guī)工藝計(jì)算確定，例如，每組可由8-10個(gè)死端向上 的過濾棒并聯(lián)連接，所述過濾棒在漿態(tài)床反應(yīng)器的徑向方向上均勻分布， 距漿態(tài)床反應(yīng)器的器壁約1/3-1/4直徑處和漿態(tài)床反應(yīng)器的軸向高約 1/2-3/4處。
在本發(fā)明所述方法中，經(jīng)第一級(jí)過濾抽出的費(fèi)托合成重餾分和催化 劑粉末經(jīng)由產(chǎn)物抽出管線送入后續(xù)的液固分離裝置中，以實(shí)現(xiàn)費(fèi)托合成 重餾分和催化劑粉末的進(jìn)一步分離。本發(fā)明第二級(jí)過濾可采用任何本領(lǐng) 域常用的錯(cuò)流過濾分離裝置，尤其是可選用各種成熟的固液分離技術(shù)， 例如，板筐過濾、吸附過濾或自動(dòng)反沖洗過濾等。經(jīng)第二級(jí)過濾后的費(fèi) 托合成產(chǎn)物重餾分，其固體顆粒含量和金屬含量等指標(biāo)能夠滿足下游進(jìn) 一步提質(zhì)加工裝置的要求，例如，本發(fā)明第二級(jí)過濾的過濾精度可達(dá)到0. 5ijm或更高。在實(shí)際操作過程中，漿態(tài)床反應(yīng)器中的氣相和漿液相以較高的流速 流經(jīng)金屬燒結(jié)過濾棒的外表面，費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分從漿液中抽出，催 化劑顆粒會(huì)在過濾棒表面堆積形成具有一定厚度的濾餅。同時(shí)，由于漿 態(tài)床反應(yīng)器中的氣相和漿液相物流以較高的流速通過濾棒的外表面，也 會(huì)將在過濾棒表面形成的部分濾餅沖刷走，使得濾餅厚度變小。若不斷 地將費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分從漿液中抽走，過濾棒外濾餅的厚度會(huì)有所增 加。經(jīng)過一段時(shí)間后，會(huì)在過濾棒的外表面形成厚度不會(huì)有較大變化的 濾餅層。在合理的過濾壓差下，其抽出費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分的量在較長(zhǎng) 的時(shí)間內(nèi)(l個(gè)月~幾個(gè)月)會(huì)基本保持恒定。且過濾棒外的濾餅層也會(huì) 起到過濾材料的作用，提高過濾的精度。比如，過濾棒的過濾精度為25|jm, 若在過濾棒外形成2 ~ 3mm的費(fèi)托合成催化劑濾餅層，會(huì)使過濾精度提高 到10ijm以內(nèi)。因此，在根據(jù)本發(fā)明所提供的方法進(jìn)行裝置設(shè)計(jì)或改造時(shí)，可根據(jù) 過濾棒外形成穩(wěn)定濾餅層后的過濾精度，計(jì)算將費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分從 漿態(tài)床反應(yīng)器中抽出所需的過濾面積，然后在漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置所需 的若干組過濾棒。這樣，在漿態(tài)床反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)的初期可以不進(jìn)行過濾棒 的反沖洗操作，從而保證過濾系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，避免頻繁的反沖洗帶 來的一系列問題。此外，在實(shí)際操作過程中，由于費(fèi)托合成催化劑的活性隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 而下降， 一般可通過提高反應(yīng)溫度來提供原料氣的轉(zhuǎn)化率，這也導(dǎo)致產(chǎn)物中cr的選擇性下降，整個(gè)裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性變差。為解決上述問題，
一般需要卸出部分活性已下降的催化劑，然后補(bǔ)入一定量的新鮮催化劑， 以提高整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的催化劑活性、保持裝置產(chǎn)量和產(chǎn)品分布的穩(wěn)定性。 當(dāng)需要通過置換部分催化劑以提高漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)催化劑的活性時(shí)，對(duì) 漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)的過濾棒進(jìn)行反沖洗操作，此操作可在短期內(nèi)(l或幾個(gè) 小時(shí))進(jìn)行多次。由于反沖洗操作后過濾棒外幾乎沒有濾餅層，其過濾 精度下降，具有較大粒徑的催化劑粉末會(huì)與合成產(chǎn)物重餾分一道被帶出 漿態(tài)床反應(yīng)器。這樣就可將部分活性較低的催化劑粉末從漿態(tài)床中卸出。 若此量仍不能滿足要求，可通過直排的方法將更多的催化劑排出漿態(tài)床 反應(yīng)器，以實(shí)現(xiàn)將部分催化劑卸出漿態(tài)床反應(yīng)器的目的。然后補(bǔ)入新鮮 催化劑，進(jìn)入下一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的周期。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述方法的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面本發(fā)明通過兩級(jí)過濾實(shí)現(xiàn)費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分的抽出和分離，通過 對(duì)兩級(jí)過濾設(shè)備及其過濾精度的合理配置，不僅基本上避免了催化劑顆 粒進(jìn)一步破碎后被氣相物流從反應(yīng)器頂部帶出、沉積在換熱器等設(shè)備中， 而且還提高了漿態(tài)床反應(yīng)器的操作穩(wěn)定性、延長(zhǎng)了裝置的操作周期，并 可為下游裝置提供合格的費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分。與常用的金屬燒結(jié)過濾棒相比，本發(fā)明所述非對(duì)稱金屬燒結(jié)過濾棒 流通面積大、過濾所需的壓差小，可有效地減小過濾面積，且濾餅的致 密程度低，降低反沖洗的難度。此外，在集中進(jìn)行過濾棒的反沖洗后，可將具有較大粒徑的催化劑 粉末從漿態(tài)床反應(yīng)器中分離出來，避免它們進(jìn)一步破碎后形成更細(xì)小的 粉末，并被費(fèi)托合成反應(yīng)尾氣帶出反應(yīng)器，沉積在換熱器等設(shè)備中，造 成氣體循環(huán)系統(tǒng)壓降增大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致裝置停車。


圖1為US6462098的工藝流程示意圖；圖2為本發(fā)明所述方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明所提供的方法，但本發(fā)明并不因此 而受到任何限制。如圖2所示，在漿態(tài)床費(fèi)托合成反應(yīng)器3的漿液相中設(shè)置若干組非 對(duì)稱金屬燒結(jié)過濾棒1 。原料氣自底部進(jìn)入該費(fèi)托合成反應(yīng)器中，在費(fèi)托 合成鐵基催化劑的作用下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，所形成的氣相和漿液相物 流以較高的流速流經(jīng)過濾棒l。在系統(tǒng)壓差的作用下，費(fèi)托合成產(chǎn)物重鎦 分和部分催化劑粉末從漿態(tài)床反應(yīng)器漿液相中分離出來，經(jīng)產(chǎn)物抽出線4 輸送至液固分離裝置2中，進(jìn)一步分離費(fèi)托合成重餾分和催化劑粉末。 所得到的符合下游加工工藝要求的費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分經(jīng)管線5送至下 游裝置，而含大量催化劑粉末的廢液經(jīng)管線6排出。費(fèi)托合成氣相產(chǎn)物 及尚未反應(yīng)的原料氣自該反應(yīng)器的頂部排出。此外，每組過濾棒均設(shè)有 反沖洗管線7，以滿足反沖洗操作的需要。下面的實(shí)施例可進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明所述方法及其實(shí)施效果，但 以下實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明所述方法的任何限制。實(shí)施例1采用US5324335中公布的方法制得的費(fèi)托合成Fe-Cu-K催化劑進(jìn)行 試驗(yàn)。在漿態(tài)床反應(yīng)器的漿液相中，催化劑的濃度為30wt%,其粒度分 布范圍為40~ 200|jm,費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分的生產(chǎn)量為30噸/小時(shí)。如圖2所示，所采用的漿態(tài)床反應(yīng)器中安裝了北京安泰科技公司生 產(chǎn)的SL50*800非對(duì)稱金屬燒結(jié)過濾棒1。所述過濾棒共設(shè)置40組，每組 由IO個(gè)并聯(lián)的過濾棒組成，且所述過濾棒在該反應(yīng)器的徑向方向上均勻 設(shè)置。所述過濾棒的過濾精度為25|jm。對(duì)費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分進(jìn)行精過濾處理(二級(jí)過濾)的裝置為過濾精 度是0. 2|jm的自動(dòng)反沖洗過濾器系統(tǒng)。裝置首次開工后，前三天每天進(jìn)行一次反沖洗操作，將新鮮催化劑 碰撞和磨損形成的大量粉末外排，隨后的兩個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，兩個(gè)月后 每?jī)芍苓M(jìn)行一次過濾棒反沖洗操作，并相應(yīng)的外排部分催化劑，使每次
外排的催化劑占反應(yīng)器中催化劑總裝填量的8 % ,并向系統(tǒng)中補(bǔ)充相應(yīng)量 的新鮮催化劑，以保持反應(yīng)器內(nèi)催化劑的活性基本穩(wěn)定。試驗(yàn)證明費(fèi) 托合成產(chǎn)物重餾分中小于20fjm粉末含量低于0. lwt % ,氣相攜帶的催化 劑粉末低于5ppm,且裝置可穩(wěn)定運(yùn)行2年以上。截至目前，本領(lǐng)域同類費(fèi)托合成工業(yè)裝置的正常開工周期低于2年， 氣相產(chǎn)物攜帶的催化劑粉末一般在100ppm以上。實(shí)施例2采用CN1233463中公布的方法制得的費(fèi)托合成Fe基催化劑進(jìn)行試 驗(yàn)。在漿態(tài)床反應(yīng)器的漿液相中，催化劑的濃度為30wt%,其粒度分布 范圍為40~ 200fjm,費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分的生產(chǎn)量為30噸/小時(shí)。如圖2所示，所采用的漿態(tài)床反應(yīng)器中安裝了北京安泰科技公司生 產(chǎn)的SL50*800非對(duì)稱金屬燒結(jié)過濾棒1。所述過濾棒共設(shè)置35組，每組 由IO個(gè)并聯(lián)的過濾棒組成，且所述過濾棒在該反應(yīng)器的徑向方向上均勻 設(shè)置。所述過濾棒的過濾精度為35|jm。對(duì)費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分進(jìn)行精過濾處理(二級(jí)過濾)的裝置為過濾精 度是0. 5|jm的自動(dòng)反沖洗過濾器2。裝置首次開工后，前三天每天進(jìn)行一次反沖洗操作，將新鮮催化劑 碰撞和磨損形成的大量粉末外排，隨后的兩個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，兩個(gè)月后 每?jī)芍苓M(jìn)行一次過濾棒反沖洗操作，并相應(yīng)的外排部分催化劑，使每次 外排的催化劑占反應(yīng)器中催化劑總裝填量的8 % ,并向系統(tǒng)中補(bǔ)充相應(yīng)量 的新鮮催化劑，以保持反應(yīng)器內(nèi)催化劑的活性基本穩(wěn)定。試驗(yàn)證明費(fèi) 托合成產(chǎn)物重餾分中小于25ijm粉末含量低于0. 2wt % ，氣相攜帶的催化 劑粉末低于lppm,且裝置可穩(wěn)定運(yùn)行2年以上。
權(quán)利要求
1、一種將費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分從漿態(tài)床反應(yīng)器抽出的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟-在漿態(tài)床反應(yīng)器中，當(dāng)費(fèi)托反應(yīng)氣相物流和漿液相物流流經(jīng)設(shè)置在漿態(tài)床反應(yīng)器漿液相中的金屬燒結(jié)過濾棒時(shí)，使費(fèi)托合成重餾分和部分催化劑粉末從漿態(tài)床反應(yīng)器漿液相中分離出來；-將所述費(fèi)托合成重餾分和部分催化劑粉末送入后續(xù)的液固分離裝置中，進(jìn)一步分離費(fèi)托合成重餾分和催化劑粉末，使所得到的費(fèi)托合成重餾分符合下游加工工藝的要求。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬燒結(jié)過濾棒 為非對(duì)稱金屬燒結(jié)過濾棒；且所述過濾棒的過濾精度低于漿態(tài)床反應(yīng)器 內(nèi)催化劑粉末的粒徑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述過濾棒的過濾精 度為漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)催化劑粉末粒徑的120 - 500 %;優(yōu)選為催化劑粉末 粒徑的130 - 300 %。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l或3所述的方法，其特征在于，所述過濾棒的過 濾精度為10-50|jm;優(yōu)選為20-40pm;進(jìn)一步優(yōu)選為25 ~ 35|jm。
5、 才艮據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述漿態(tài)床反應(yīng)器中 設(shè)置兩組或兩組以上的過濾棒，其中，各組過濾棒之間并聯(lián)連接，在裝 置運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可切換操作，每組由8-10個(gè)死端向上的過濾棒并聯(lián)連接而 成，所述過濾棒在漿態(tài)床反應(yīng)器的徑向方向上均勻分布，并位于距漿態(tài) 床反應(yīng)器的器壁約1/3-1/4直徑處和距漿態(tài)床反應(yīng)器的軸向高約 1/2-3/4處。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述后續(xù)液固分離裝 置選自板筐過濾器、吸附過濾器或自動(dòng)反沖洗過濾器中任一種。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述后續(xù)液固分離裝 置的過濾精度為0. 5ijm或更高。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種將費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分從漿態(tài)床反應(yīng)器抽出的方法，具體包括以下步驟在漿態(tài)床反應(yīng)器中，當(dāng)費(fèi)托反應(yīng)氣相物流和漿液相物流流經(jīng)設(shè)置在漿態(tài)床反應(yīng)器液相中的金屬燒結(jié)過濾棒時(shí)，使費(fèi)托合成重餾分和部分催化劑粉末從漿態(tài)床反應(yīng)器漿液相中分離出來；將所述費(fèi)托合成重餾分和部分催化劑粉末送入后續(xù)的液固分離裝置中，進(jìn)一步分離費(fèi)托合成重餾分和催化劑粉末，使所得到的費(fèi)托合成重餾分符合下游加工工藝的要求。該方法不僅避免了催化劑顆粒進(jìn)一步破碎后被氣相物流從反應(yīng)器頂部帶出、沉積在換熱器等設(shè)備中，而且還提高了漿態(tài)床反應(yīng)器的操作穩(wěn)定性、延長(zhǎng)了裝置的操作周期，并可為下游裝置提供合格的費(fèi)托合成產(chǎn)物重餾分。
文檔編號(hào)C07C1/04GK101391196SQ20081022547
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者卜億峰, 呂毅軍, 王洪學(xué), 石玉林, 門卓武 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國神華煤制油化工有限公司