一種費托合成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及費托合成領域，特別涉及一種以漿態(tài)床反應器為基礎的費托合成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油資源的日益減少，以及人類對保護生態(tài)環(huán)境要求的日益嚴格，世界對潔凈液體燃料的需求急劇增加，為了滿足這種需求，各國科研工作者致力于研宄開發(fā)潔凈燃料油生產(chǎn)技術(shù)，其中以費托(Fischer-Tropsch)合成技術(shù)最受矚目。典型的費托合成工藝流程為:首先，煤/天然氣經(jīng)氣化或部分氧化、重整轉(zhuǎn)化為合成氣，再將合成氣脫硫、脫氧凈化后，根據(jù)采用的費托合成工藝條件及催化劑，調(diào)整H/C0比，然后進入費托合成反應器制取混合烴。最后，合成產(chǎn)物經(jīng)分離加工改質(zhì)后即可得到不同目標產(chǎn)品。
[0003]費托合成反應器是合成油技術(shù)的核心反應器，已報道的費托合成反應器有多種形式，包括固定床、流化床和漿態(tài)床等。由于費托合成漿態(tài)床反應器具有溫度均勻易控、氣速操作范圍寬、催化劑可在線置換等優(yōu)點，因此，目前國內(nèi)外廣泛采用該類型反應器。但是，在漿態(tài)床反應器中，合成的液體產(chǎn)品由于高分子量而具有較高的沸點，不容易汽化，因此通常以液態(tài)的形式在合成反應器內(nèi)部積累，必須定期或連續(xù)地將其從反應器內(nèi)部排出，從而保證反應器的正常運轉(zhuǎn)。在排蠟過程中，為了保證高轉(zhuǎn)化率，同時避免催化劑損失，需將催化劑細粉從合成蠟產(chǎn)物中分離出來，讓其返回反應器；同時，合成蠟的進一步加工改質(zhì)流程也對固體催化劑的含量有嚴格的要求。
[0004]另外，對于漿態(tài)床反應器頂部出料，一方面，為了減少漿態(tài)床反應器頂部出料中的催化劑細粉夾帶，通常會在反應器上部設置防止氣相夾帶的分離裝置，將出料中的催化劑細顆粒和/或粉塵與反應器頂部出料分離，使得這部分催化劑細粉保留在反應器中，然而，這部分催化劑細粉由于破損早已喪失催化活性，并且在反應器中積聚還會增加系統(tǒng)過濾構(gòu)件過濾負荷、嚴重時堵塞過濾構(gòu)件導致停車。另一方面，即使在反應器上部不設置防止氣相夾帶的分離裝置，從反應器頂部出來夾帶催化劑細顆粒和/或粉塵的氣態(tài)反應產(chǎn)物直接進入后續(xù)分離系統(tǒng)中，而目前常用分離系統(tǒng)難以對其進行高效分離。
[0005]美國專利USP 3829478公開了一種典型的漿態(tài)床外分離系統(tǒng)。該系統(tǒng)從反應器內(nèi)漿液相上部將含催化劑的漿液引出反應器外，然后通過氣液分離將分離出的氣相送回反應器，液相進入漿液沉降罐；在沉降罐中，催化劑顆粒依靠重力沉降至底部；底部富含催化劑顆粒的漿液循環(huán)返回反應器，上部基本不含催化劑顆粒的液體由沉降罐上部引出。該方法主要是通過重力沉降來實現(xiàn)催化劑顆粒和液體產(chǎn)品的分離，因此沉降過程較長，且沉降分離罐尺寸較大。專利W002/96840 Al公開了一種磁分離器，在漿液的外循環(huán)主管道外側(cè)增設T形磁鐵。當含有催化劑的漿液流過時，部分催化劑顆粒被磁場吸附到管壁上，使得從支管流出的漿液中催化劑濃度相應降低，這部分漿液再進入下游的過濾裝置分離出重質(zhì)烴。該方法可在一定程度上減輕過濾裝置的操作負荷，但設備相對復雜，且漿液的外循環(huán)主管道壁上所吸附催化劑的回收、利用存在一定困難。
[0006]因此，為了維持費托合成系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，降低催化劑的損失并且脫除反應器氣相出料和液相出料中的催化劑細顆粒，開發(fā)一項連續(xù)有效、經(jīng)濟合理的固-液分離技術(shù)對于漿態(tài)床費托合成的工業(yè)化目標而言是十分必要的。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種費托合成系統(tǒng)，以解決漿態(tài)床反應器的氣相出料和液相出料中催化劑分離困難的問題，保證費托合成系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。
[0008]為實現(xiàn)上述實用新型目的的第一方面，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種費托合成系統(tǒng)，所述費托合成系統(tǒng)包括:
[0010]漿態(tài)床反應器，用于進行費托合成反應；
[0011]第一過濾裝置，所述第一過濾裝置設置在所述漿態(tài)床反應器內(nèi)，用于對待引出所述漿態(tài)床反應器的液相出料中的催化劑進行過濾；
[0012]第一分離裝置，用于對來自所述第一過濾裝置的濾液進行氣液分離，以得到氣相產(chǎn)物和液相產(chǎn)物；
[0013]第二分離裝置，用于對來自所述漿態(tài)床反應器的氣相出料進行氣液分離，以得到氣相產(chǎn)物和液相產(chǎn)物；和
[0014]汽提塔，用于對來自所述第一分離裝置的氣相產(chǎn)物和液相產(chǎn)物，以及來自所述第二分離裝置的液相產(chǎn)物進行汽提分離，其中，所述汽提塔的頂部設有塔頂出料口、底部設有塔底出料口 ；在所述塔頂出料口與塔底出料口之間，所述汽提塔由上至下還設有第二分離裝置液相進口、產(chǎn)物出口、第一分離裝置液相進口、第一分離裝置氣相進口和蒸汽入口 ；所述蒸汽入口用于接收汽提用蒸汽，所述產(chǎn)物出口用于排出合格產(chǎn)物。
[0015]根據(jù)本實用新型的費托合成系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第二分離裝置包括:
[0016]第一分離器，用于對來自所述漿態(tài)床反應器的氣相出料進行氣液分離；所述第一分離器內(nèi)設有換熱盤管，所述換熱盤管用于使來自所述漿態(tài)床反應器的氣相出料與待進入所述漿態(tài)床反應器的原料氣換熱冷凝；
[0017]第一冷凝器，用于對來自所述第一分離器的氣相產(chǎn)物進行冷凝；
[0018]第二分離器，用于對所述第一冷凝器的冷凝產(chǎn)物進行氣液分離；
[0019]第三分離器，用于對來自第二分離器的液相產(chǎn)物進行減壓分離；所述第三分離器為臥式罐體分離器，在所述第三分離器內(nèi)設有從其底部向上延伸的第三分離器溢流板，從而將所述第三分離器分為位于所述第三分離器溢流板一側(cè)的進料區(qū)和位于所述第三分離器溢流板另一側(cè)的溢流區(qū)；所述第三分離器進料區(qū)的頂部設有第三分離器進料管、底部設有第三分尚器排水管，所述第三分尚器溢流區(qū)的頂部設有第三分尚器氣相出口管、底部設有第三分離器液相出口管，用于排出分離得到的液相產(chǎn)物；
[0020]所述汽提塔通過所述第二分離裝置液相進口接收來自所述第一分離器和第三分離器的液相產(chǎn)物。優(yōu)選地，所述第二分離裝置液相進口在所述汽提塔上沿縱向設有兩個，其中，位置在上的第二分離裝置液相進口用于接收來自所述第三分離器的液相產(chǎn)物，位置在下的第二分離裝置液相進口用于接收來自所述第一分離器的液相產(chǎn)物。本實用新型通過設置多個分離器進行多級分離，不僅使得氣相產(chǎn)物可以有效脫除催化劑細粉，同時使得第一分離器中仍可保持較高的溫度，而只需使后續(xù)分離器中的溫度相應降低，避免了采用單個分離器時需要將物料全部降低到相應溫度的情況，有利于節(jié)能及后續(xù)汽提。
[0021]根據(jù)本實用新型的費托合成系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第一過濾裝置包括至少一個過濾管件，所述過濾管件包括外過濾管、內(nèi)過濾管、外出料管和內(nèi)出料管，所述內(nèi)過濾管設置在所述外過濾管內(nèi)部，并且所述內(nèi)過濾管的濾孔直徑小于所述外過濾管的濾孔直徑；所述外過濾管的上部設有外反沖洗口，用于向所述外過濾管內(nèi)引入反沖洗液，所述內(nèi)過濾管的上部設有內(nèi)反沖洗口，用于向所述內(nèi)過濾管內(nèi)引入反沖洗液；所述外出料管連接至所述外過濾管的底部，用于引出所述外過濾管與內(nèi)過濾管之間的過濾產(chǎn)物并送回所述漿態(tài)床反應器；所述內(nèi)出料管連接至所述內(nèi)過濾管的底部，用于引出所述內(nèi)過濾管內(nèi)的過濾產(chǎn)物。本實用新型的過濾管件沿縱向設置在反應器的中部，可以減小對反應器內(nèi)漿料流動的阻撓，同時縱向流動的漿料還可以有效去除過濾管件表面附著的固體阻塞物，提高過濾效率。
[0022]根據(jù)本實用新型的費托合成系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述外過濾管上設有非過濾段，所述非過濾段位于所述外過濾管的下部，例如所述非過濾段的長度不超過所述外過濾管長度的1/2，所述內(nèi)過濾管位于所述非過濾段內(nèi)，這種設計可以使得經(jīng)外過濾管過濾進入的反應產(chǎn)物不會在慣性的作用下直接作用于所述內(nèi)過濾管的表面，而是向下流動，在所述外過濾管的下部與所述內(nèi)過濾管接觸，由于反應產(chǎn)物與所述內(nèi)過濾管的過濾表面平行，從而帶走附著于所述內(nèi)過濾管表面的催化劑顆粒，有助于保持濾孔暢通，提高過濾效率。
[0023]根據(jù)本實用新型的費托合成系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述外過濾管的濾孔直徑為15-60微米，開孔率不小于30 %，所述內(nèi)過濾管的濾孔直徑為1-10微米，開孔率不