[发明专利]一种固定床费托合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以合成气为原料通过费托合成生产液态烃的方法，具 体地说是一种固定床费托合成方法。

背景技术

以煤、天然气等各种含碳氢的资源为原料生产出合成气(H₂和CO)， 再以合成气为原料通过费托合成生产液态烃类，是一条很好的替代石油技 术。其产物油品主要由直链烃组成，其中中间馏分油经过加氢提质加工后， 其硫含量小于3μg/g，氮含量小于0.5μg/g，十六烷值在74以上，可满足现 有最苛刻的柴油标准。针对目前油品需求状况，中间馏分油是费托合成工 艺技术所追求的目标产品之一。

费托合成反应(Fischer-Tropsch Synthesis)是一个对反应温度非常敏感 的反应，为了保持所需的烃产品选择性，需要对催化剂床层温度进行很好 的控制。固定床费托合成由于其简便的操作形式，成为各大石油公司开发 的主要合成技术之一。但固定床费托合成催化剂床层的温度控制存在一定 困难，若床层温差过大，则产品选择性就会变差，在极端的情况下，温度 控制不当则会导致催化剂床层飞温，致使催化剂性能严重下降甚至催化剂 报废。床层温度控制是固定床费托合成的技术难点之一。目前解决此问题 的主要方法有以下几种：(1)减小固定床反应管的直径；(2)增大循环气 量；(3)开发物化性质合适的催化剂。以上方法虽然可以从一定程度上解 决催化剂床层温度较难控制的问题，但也存在各自的技术弊端。减小反应 管直径直接影响催化剂的装量，降低了反应器的利用率；增大循环气量将 导致床层压降增大和气体压缩费用的升高，另外，受催化剂强度要求，循 环气量不能过大，否则过高的床层压降将导致催化剂破碎；物化性质合适 的催化剂的开发则是一项非工艺上的解决方案。

CN1417291A公开了一种通过费托合成由合成气选择性的制备柴油馏 分的工艺过程。该生产方法采用一段法，由合成气直接制备以柴油馏分烷 烃为主的产物；合成气主要组成为H₂和CO，且H₂/CO体积比为1.0-4.0； 费托合成催化剂为含金属钴/活性炭载体催化剂；费托合成反应条件为：反 应温度为120-400℃，反应压力为0.05-10MPa，合成气空速为100-5000h^-1。 利用该方法可得到180-380℃的柴油馏分，该馏分按重量至少含有95％的 烷烃，其异构烃与正构烃的比例在0.03只0.3范围内。该方法使用的是浆 态床反应器选择性的制备柴油馏分。

CN1662476A提供了一种制备烃的方法。该方法涉及在至少两段中在 高温高压下在催化剂存在下用H₂和CO制备烃及产热的方法。该方法采用 至少两个或多个优选为高空隙率的固定床反应器进行费托合成，每一段的 H₂/CO进料比1.6～0.4。其中反应试剂和冷却介质加入反应器部分，反应 试剂部分被转化，冷却介质直接吸收费-托反应产生的热。从反应器部分抽 出产品、未转化的原料和加热后的冷却介质，至少将部分未转化的原料重 新加入另一个反应器部分，可以抽出烃产品，优选将费-托反应中形成的水 脱除，加热后的冷却介质在同时产热的条件下被冷却，并重新加入反应器 部分。优选在反应部分之间的反应试剂中加入氢气。该方法所用反应器较 多，每个反应器后都有分离系统，造成操作复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是固定床费托合成催化剂床层的温度控制 困难，由此产生的床层温差过大，产品选择性差的问题。本发明的目的是 在现有技术的基础上，提供一种一段法的固定床费托合成方法。

本发明提供的方法包括：

(1)新鲜原料气H2和CO进入固定床费托合成反应器，在费托合成 催化剂的作用下进行费托合成反应，反应器流出物经过分离后，得到气体、 轻馏分油、中间馏分油、蜡和水；

(2)步骤(1)得到的气体部分循环回费托反应器，进一步参与费托 合成反应；

(3)步骤(1)得到的轻馏分油部分返回费托合成反应器入口；

该方法为一段法费托合成。