本發(fā)明公開涉及費(fèi)托合成的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于費(fèi)托合成的在線凈化方法及其費(fèi)托合成系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)能源條件是“富煤、貧油、少氣”，大力發(fā)展新型煤化工，代替能耗巨大、利用率低下、浪費(fèi)嚴(yán)重、環(huán)境污染嚴(yán)重的傳統(tǒng)煤化工，是降低企業(yè)成本、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、順應(yīng)國(guó)家政策，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。費(fèi)托合成是煤間接液化技術(shù)之一，可簡(jiǎn)稱為FT反應(yīng)，它以合成氣(CO和H₂)為原料在催化劑(主要是鐵系)和適當(dāng)反應(yīng)條件下合成以石蠟烴為主的液體燃料。由于費(fèi)托合成可以將以往的燃料煤和天然氣等能源轉(zhuǎn)化為液體燃料，可降低污染，提高利用率等，因此，發(fā)展費(fèi)托合成技術(shù)成為我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。

但現(xiàn)有的費(fèi)托合成過(guò)程中，不僅產(chǎn)品油中含水高，而且分離出的水中含有各種復(fù)雜的烴類及其衍生物，導(dǎo)致整個(gè)費(fèi)托合成系統(tǒng)中，由于分離出的水中含有各種復(fù)雜的烴類及其衍生物，經(jīng)常會(huì)發(fā)生管路堵塞等問(wèn)題，維修頻率高，而且排放水中污染物極易超標(biāo)，限制了費(fèi)托合成技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

因此，如何研發(fā)一種可有效解決上述問(wèn)題的方案，成為人們亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明公開提供了一種用于費(fèi)托合成的在線凈化方法及其費(fèi)托合成系統(tǒng)，以至少解決現(xiàn)有的費(fèi)托合成技術(shù)中存在管路容易堵塞，導(dǎo)致設(shè)備故障率高等問(wèn)題。

本發(fā)明一方面提供了一種用于費(fèi)托合成的在線凈化方法，所述費(fèi)托合成中應(yīng)用到一段反應(yīng)器和二段反應(yīng)器，其特征在于，所述在線凈化方法包括如下步驟：

1)在所述二段反應(yīng)器的輸出混合物中加入有機(jī)pH調(diào)和劑，將混合物的pH值調(diào)和為6～7后，通入換熱器中進(jìn)行換熱，得換熱后混合物；

2)在所述換熱后混合物中加入凈化助劑，并通入冷卻器中進(jìn)行冷卻，得冷卻后混合物；

3)將所述冷卻后混合物經(jīng)由氣液分離器分離后，分離獲得氣體和液體；

4)將步驟3)中分離獲得的氣體依次經(jīng)過(guò)換熱器、氨冷器處理后，再次經(jīng)由氣液分離器分離獲得氣體和粗產(chǎn)品，其中，分離獲得的氣體部分用作循環(huán)氣通入一段反應(yīng)器中；

5)將步驟3)中分離獲得的液體經(jīng)過(guò)油水分離器分離后，獲得粗產(chǎn)品和廢水；

6)將步驟4)和步驟5)中獲得的粗產(chǎn)品經(jīng)精餾塔精餾后獲得汽油、柴油和殘油；

7)將步驟5)中獲得的廢水中加入高錳酸鉀復(fù)合劑后，進(jìn)行廢水生物處理。

優(yōu)選，步驟1)中所述有機(jī)pH調(diào)和劑，按重量計(jì)，由以下成分組成：

乙酸鈉20份、叔丁胺30份以及甲胺50份。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟1)中所述有機(jī)pH調(diào)和劑的加入量占二段反應(yīng)器的輸出混合物量的0.8～1ppm。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟2)中所述的凈化助劑，按重量計(jì)，由以下成分組成：

油胺聚氧乙烯醚90～99份以及脂肪胺1～5份。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟2)中所述凈化助劑的加入量占所述換熱后混合物量的0.5～1ppm。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟7)中所述的高錳酸鉀復(fù)合劑，按重量計(jì)，由以下成分組成：

高錳酸鉀25份、錳酸鉀40份以及硫酸銨35份。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟7)中所述高錳酸鉀復(fù)合劑的加入量占步驟5)中獲得廢水量的1～1.5ppm。

本發(fā)明另一方面還提供了一種費(fèi)托合成系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：依次串聯(lián)連接的預(yù)熱器1、一段反應(yīng)器2、分子篩3、加熱器4、二段反應(yīng)器5、第一換熱器6、冷凝冷卻器7以及第一氣液分離器8；

所述第一氣液分離器8的氣體輸出端依次串聯(lián)連接有第二換熱器9、氨冷器10以及第二氣液分離器11，且所述第二氣液分離器11的氣體輸出端與所述預(yù)熱器1的輸入端連通；

所述第一氣液分離器8的液體輸出端連接有油水分離器12，所述油水分離器12的廢水輸出端與生物處理池13連通，所述油水分離器12的油相輸出端和所述第二氣液分離器11的液體輸出端均與精餾塔14的輸入端連通；

其中，所述二段反應(yīng)器5與所述第一換熱器6之間并聯(lián)有第一計(jì)量泵16；

所述第一換熱器6與所述冷凝冷卻器7之間并聯(lián)有第二計(jì)量泵17；

所述油水分離器12與所述生物處理池13之間并聯(lián)有第三計(jì)量泵18。

優(yōu)選，所述費(fèi)托合成系統(tǒng)還包括：加氫精制反應(yīng)器19；

所述加氫精制反應(yīng)器19的輸入端與所述蒸餾塔9的殘油輸出端和分子篩3的蠟基重油輸出端連通。

本發(fā)明公開的用于費(fèi)托合成的在線凈化方法，在費(fèi)托合成的過(guò)程中采用三段加藥的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)費(fèi)托合成產(chǎn)品以及廢水進(jìn)行凈化，其中，1)有機(jī)pH調(diào)和劑的加入，可以減弱產(chǎn)物燃料中的酸性，同時(shí)也為第二加藥點(diǎn)的藥劑加入創(chuàng)建最佳反應(yīng)環(huán)境，將廢水的pH值調(diào)和至適于凈化助劑的中性或弱酸性條件，以確保凈化效果最佳；2)凈化助劑的加入，可以除去費(fèi)托廢水中90％以上的油類、酚類、胺類、酯類等有機(jī)物，為第三段減少加藥量，提高氧化效率，節(jié)省成本創(chuàng)造環(huán)境；3)第三段加入高錳酸鉀復(fù)合劑，可以氧化第一段和第二段加入藥劑內(nèi)含有未反應(yīng)的有機(jī)類物質(zhì)，避免藥劑內(nèi)的有機(jī)物為廢水處理帶來(lái)影響。

本發(fā)明公開的費(fèi)托合成系統(tǒng)，可適用于上述的在線凈化方法，實(shí)現(xiàn)費(fèi)托合成過(guò)程中的在線凈化，降低對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)廢水的零污染排放。

附圖說(shuō)明

此處的附圖被并入說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明公開實(shí)施例提供的一種費(fèi)托合成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明公開實(shí)施例提供的一種費(fèi)托合成的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

參見圖1為本實(shí)施方案提供的一種費(fèi)托合成系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：依次串聯(lián)連接的預(yù)熱器1、一段反應(yīng)器2、分子篩3、加熱器4、二段反應(yīng)器5、第一換熱器6、冷凝冷卻器7以及第一氣液分離器8；

其中，第一氣液分離器8的氣體輸出端依次串聯(lián)連接有第二換熱器9、氨冷器10以及第二氣液分離器11，且第二氣液分離器11的氣體輸出端與預(yù)熱器1的輸入端連通；第一氣液分離器8的液體輸出端連接有油水分離器12，油水分離器12的廢水輸出端與生物處理池13連通，油水分離器12的油相輸出端和第二氣液分離器11的液體輸出端均與精餾塔14的輸入端連通；

其中，在二段反應(yīng)器5與第一換熱器6之間并聯(lián)有第一計(jì)量泵16，在第一換熱器6與冷凝冷卻器7之間并聯(lián)有第二計(jì)量泵17，在油水分離器12與生物處理池13之間并聯(lián)有第三計(jì)量泵18。

作為方案改進(jìn)，上述費(fèi)托合成系統(tǒng)還包括：加氫精制反應(yīng)器19，該加氫精制反應(yīng)器19的輸入端與所述蒸餾塔9的殘油輸出端和分子篩3的蠟基重油輸出端連通。

使用上述費(fèi)托合成系統(tǒng)，進(jìn)行費(fèi)托合成的流程可參見圖2，其具體過(guò)程為：

煤炭經(jīng)過(guò)加工制得粗煤氣，該粗煤氣經(jīng)變換、脫硫、脫碳制成潔凈的合成氣(CO+H₂)，合成氣與循環(huán)氣首先進(jìn)入預(yù)熱器，溫度升至320-360℃，進(jìn)入一段反應(yīng)器，在鐵系催化劑的條件下反應(yīng)生成石蠟烴類產(chǎn)品，進(jìn)入分子篩，其中，分離出的蠟基重油組分經(jīng)過(guò)加氫精制提存制得中蠟、硬蠟、殘油等產(chǎn)品；而分離出的C₅₀以下的烴類及其他物質(zhì)進(jìn)入加熱器，待溫度升至380-420℃，進(jìn)入二段反應(yīng)器，在鐵系催化劑下發(fā)生裂解，在裂解之后的產(chǎn)品中通過(guò)第一計(jì)量泵加入有機(jī)pH調(diào)和劑，將pH值調(diào)和為6～7后，通入第一換熱器中進(jìn)行換熱后，再通過(guò)第二計(jì)量泵加入凈化助劑，然后通入冷凝冷卻器中進(jìn)行冷卻，再由第一氣液分離器進(jìn)行分離，分離獲得氣體和液體，其中，上述分離獲得的液體進(jìn)入油水分離器，分離出的燃料油進(jìn)入粗產(chǎn)品槽，而在分離出的廢水中通過(guò)第三計(jì)量泵加入高錳酸鉀復(fù)合劑后，進(jìn)入生物處理池中進(jìn)行廢水生物處理；上述分離獲得的氣體從第二換熱器出來(lái)進(jìn)入氨冷器進(jìn)行進(jìn)一步降溫，出來(lái)的氣液混合物再次進(jìn)入第二氣液分離器，分離出的氣體一部分作為循環(huán)氣利用，一部分作為燃料氣，分離出的液體進(jìn)入粗產(chǎn)品槽，粗產(chǎn)品經(jīng)過(guò)泵達(dá)到精餾塔精餾，根據(jù)液體燃料熔沸點(diǎn)的差異，從不同的側(cè)線采集出不同的產(chǎn)品，例如：汽油、柴油以及殘油。

本實(shí)施方案提供的費(fèi)托合成過(guò)程，采用特殊的三段加藥方式，而且藥品全部采用全自動(dòng)在線投加的方式，其加藥點(diǎn)、藥劑種類及特點(diǎn)如下：

1、第一段加藥點(diǎn)位于費(fèi)托合成系統(tǒng)中二段反應(yīng)器之后，加入有機(jī)pH調(diào)和劑，該有機(jī)pH調(diào)和劑由乙酸鈉20重量份、叔丁胺30重量份以及甲胺50重量份份組成，其中，有機(jī)pH調(diào)和劑的加入量占二段反應(yīng)器的輸出混合物量的0.8～1ppm，通過(guò)該有機(jī)pH調(diào)和劑的加入可中和費(fèi)托合成產(chǎn)品中含有的大量有機(jī)酸，將產(chǎn)品的pH值調(diào)和為6～7后，可減少后續(xù)設(shè)備腐蝕，降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，減少?gòu)U水預(yù)處理階段中和劑的加入量，有利于降低廢水中酸類等有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)只要一點(diǎn)加入，就可持續(xù)后續(xù)若干工段同時(shí)使用。

2、第二段加藥點(diǎn)位于冷卻器前段，在該處加入凈化助劑，該凈化助劑由油胺聚氧乙烯醚90～99重量份以及脂肪胺1～5重量份組成，其中，凈化助劑的加入量占所述換熱后混合物量的0.5～1ppm，通過(guò)該凈化助劑的加入可避免費(fèi)托產(chǎn)品中的“水包油，油包水”現(xiàn)象的發(fā)生，加快難分離油水中乳化油、溶解油等有效分離，減少?gòu)U水設(shè)備維護(hù)周期與維護(hù)費(fèi)用，降低廢水中COD等指標(biāo)，增加公司效益與環(huán)保效益，而且只要一點(diǎn)加入，就可持續(xù)后續(xù)若干工段同時(shí)使用。

3、第三段加藥點(diǎn)位于廢水生物處理前段，在該處加入高錳酸鉀復(fù)合劑，該高錳酸鉀復(fù)合劑由高錳酸鉀25重量份、錳酸鉀40重量份以及硫酸銨35重量份組成，其中，高錳酸鉀復(fù)合劑的加入量占廢水量的1～1.5ppm，通過(guò)該高錳酸鉀復(fù)合劑的加入可分解廢水中80％以上的醇類、醛類、酸類、酯類等有機(jī)物，生化處理前的COD可下降約12000mg/m³，減少生化處理系統(tǒng)波動(dòng)，穩(wěn)定生產(chǎn)，對(duì)樹立公司環(huán)保形象帶來(lái)效益。

上述三個(gè)加藥點(diǎn)設(shè)計(jì)并非相互獨(dú)立，而是相互關(guān)聯(lián)，彼此協(xié)作，具體而言，1)加入有機(jī)pH調(diào)和劑，可以減弱產(chǎn)品中的酸性，為第二段加藥創(chuàng)建最佳反應(yīng)環(huán)境，由于費(fèi)托產(chǎn)品工藝凈化助劑在中性或弱酸性條件下，效果最佳；2)加入凈化助劑，可以除去費(fèi)托廢水中90％以上的油類、酚類、胺類、酯類等有機(jī)物，為第三段減少加藥量，提高氧化效率，節(jié)省成本創(chuàng)造環(huán)境；3)第三段加入高錳酸鉀復(fù)合劑，可以氧化第一段和第二段加入藥劑內(nèi)含有未反應(yīng)的有機(jī)類物質(zhì)，避免藥劑內(nèi)的有機(jī)物為廢水處理帶來(lái)影響。

將上述費(fèi)托合成在線凈化的方法應(yīng)用于某煤化工企業(yè)中，改進(jìn)后的費(fèi)托合成系統(tǒng)具體組成，可參見圖1，其中，該系統(tǒng)的費(fèi)托合成溫度為320—350℃，其產(chǎn)物主要以烯烴和可直接使用的燃料油為主，產(chǎn)能為20萬(wàn)噸/年燃料油，廢水采用微電解UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器)生物接觸氧化處理合成工段廢水。

將該企業(yè)的費(fèi)托合成系統(tǒng)中，未加藥之前的原工作情況，與采用了上述三段加藥的在線凈化方法后的工作情況，進(jìn)行試驗(yàn)效果對(duì)比，具體見下表：

通過(guò)上述效果對(duì)照表分析可知，采用三段加藥的在線凈化方法后：

1、可以對(duì)燃料油(汽油、柴油和殘油)中水分、塵的分離效果大大改善，實(shí)現(xiàn)了廢水中乳化油、溶解性油等有效的分離，解決了各塔盤、換熱器等設(shè)備因油塵造成的堵塞問(wèn)題，提高了塔盤和換熱器效率。

2、加入的藥劑對(duì)系統(tǒng)管道具有清洗剝離的作用，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備管道內(nèi)存在的油塵的沉積物有清洗玻璃的作用，保障了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。

3、有利于乳化油、溶解油、醇類、酸類等有機(jī)物的回收，從而提高燃料油的產(chǎn)量，為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。

4、廢水中的有機(jī)物減少，降低了廢水中的COD、TSS等，對(duì)廢水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)益處，進(jìn)而提升公司環(huán)保形象。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來(lái)限制。