[发明专利]合成气费托反应制烃类的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用合成气费托反应制烃类的的方法和设备，属化学工程领域。 

背景技术

煤或天然气制油的方法可通过将煤气化或天然气转化制得含H₂、CO、CO₂的合成气经费托(F-T)反应制得液态烃、汽油或柴油等，目前世界上工业化装置主要是南非Sasol公司，费托反应中核心技术反应器有管壳式反应器为Sasol-I厂使用(见高晋生编《煤液化技术》化学工业出版社，P390)，催化剂装管内，该塔催化剂装填系数小，塔压力降大，Sasol II和Sasol III等还采用循环流化床等反应器，虽然付产蒸汽压力提高，但催化剂携带到塔外需分离且反应器体积庞大，一台日产1500吨反应器直径达8米高为38米。中国专利CN1281714C中采用两级费托反应由合成气制液体燃料，年产57万吨液体烃，采用4个浆态床反应器串联，一级为二个内径3.9米高27米并联，二级为内径3.6米高27米二个并联，反应器体积庞大。还有南非Sasol公司的SSPP浆态床反应器虽有利移热使反应器内温度均匀，但受气相、液相和固相(催化剂)传质阻力限制，降低催化剂的有效利用，大型化受到限制。本发明提供催化剂装填系数高，生产强度大，投资低，能耗省，易大型化的费托反应器和合成气制油的方法。 

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种循环比低，CO转化率高，能耗省的合成气费托反应制烃类的方法和设备。 

费托合成是CO和H₂在催化剂作用下生成液态烃的反应，合成气经费托反应制烃主要反应过程如下： 

CO+2H₂→(-CH₂-)+H₂O+165KJ…………(1) 

2CO+H₂→(-CH₂-)+CO₂+204.8KJ…………(2) 

常用的催化剂有钴剂或铁剂催化剂，铁剂分沉淀铁和熔融铁催化剂二种。 

在费托合成中面临二个问题，一是虽然原料气比较单一，主要是CO和H₂，但费托反应生成的产物十分复杂，有烷烃、烯烃、环烷、芳烃等，其烃类的碳原子数分布很广，费托反应生成的重质烃还会凝结在催化剂表面而影响催化反应；因为费托反应生成分子量很宽，以蜡为主的烃类产物还需经加氢裂解和加氢异构改质为汽油等液态产品。现有的流程通常如Sasol采用费托反应生成产物烃类，分别由费托反应器底部分离出石蜡等，由出塔换热器底部分离出热凝液，再由水冷器分离器从气体中分离出冷凝液，然后将上述从合成反应气中分离的这些产品送加氢烃类改质反应器去改质和产品分离，采用这一方法不仅流程长，设备多，投资大，而且产品冷凝分离再加热气化加质改质，增加能耗。