[发明专利]一种利用高温费托合成反应热副产过热蒸汽的方法

说明书

本发明涉及一种利用高温费托合成反应热副产过热蒸汽的方法，在反应器内进行高温费托合成反应，反应区域设置冷管，通过冷管将反应产生大量的反应热移出反应器，副产饱和蒸汽；冷管内通有锅炉水，反应热和锅炉水的热交换通过冷管进行，锅炉水在冷管和汽包间循环，从冷管返回汽包的部分锅炉水气化，在汽包内饱和蒸汽和锅炉水分离，获得饱和蒸汽；将汽包内的饱和蒸汽通入反应器内的过热管，出口得到过热蒸汽。本发明利用高温费托合成反应温度高，放热量大的特点，通过将付产的蒸汽全部或者部分返回反应器内的过热管进行过热，既节省了过热炉的投资及运行成本，又移走了反应过程中产生的热量，很好地进行了能量的合理利用。

技术领域

本发明涉及一种热量利用方法，尤其是涉及一种利用高温费托合成反应热副产过热蒸汽的方法。

背景技术

随着以石油为基础的液体燃料需求量的增大及石油资源可用储量的减少，由煤等固体燃料生产可用的液体燃料的方法越来越受到人们的重视。

目前，以煤为原料生产液体燃料的方法有直接液化和间接液化两种方法。其中间接液化又分为低温费托合成和高温费托合成两种技术，低温费托合成采用浆态床反应器，反应温度在220-260℃；高温费托合成采用流化床反应器，反应温度为330-360℃，费托合成反应方程式为:

nCO+(n+m/2)H₂＝CnHm+nH₂O+165kJ/molCO (1)

CO+H₂O＝CO₂+H₂+40kJ/molCO (2)

其中式(2)水煤气变换反应为费托合成反应的副反应。

相对来讲高温费托合成产物的碳链更短，产物中不饱和烃含量较高，适合生产附加值较高的化学品，由于反应温度较高，更有利于与热量的回收利用。

目前高温费托合成反应热的移走一般是通过锅炉水循环产生饱和蒸汽，由于饱和蒸汽无法长距离输送，因此工业上需要将饱和蒸汽送入过热炉，通过燃煤或者燃气进行过热。目前的燃煤或燃气过热炉都是占地面积大，装置成本高，热效率较低，而且在化工防爆区内设置燃烧炉也增加了装置的安全风险，另一方面反应的高温气体携带的热量并没有得到很好利用，加重了后续冷却系统的热负荷。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种不增加过热设备的情况下直接利用高温费托合反应热生产过热蒸汽的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用高温费托合成反应热副产过热蒸汽的方法，采用以下步骤：

a)在反应器内进行高温费托合成反应，反应气体吹动催化剂成流化状态进行气固两相反应，在反应区域设置冷管，通过冷管将反应产生大量的反应热移出反应器，上述反应热需要及时移走，否则会造成反应器飞温，移走反应热能够维持反应温度稳定，同时副产饱和蒸汽；

b)冷管内通有锅炉水，反应热和锅炉水的热交换通过冷管进行，锅炉水在冷管和汽包间循环，利用冷管和汽包构成移热系统，从冷管返回汽包的部分锅炉水气化，在汽包内饱和蒸汽和锅炉水分离，获得饱和蒸汽；

c)将汽包内的饱和蒸汽通入反应器内的过热管，出口得到过热蒸汽。

过热蒸汽可以直接送入管网，也可以与汽包饱和蒸汽掺混送入管网。进入过热管过热的蒸汽可以是汽包副产的蒸汽也可以是其它同压力等级蒸汽，过热后的蒸汽在温度控制阀的调节下与副产饱和蒸汽掺混达过热后送入管网。

所述过热管设置在冷管的上方或与冷管呈相同高度位置排列。

作为优选的实施方式，过热管设置在冷管的上方，可以减小冷管截面积对密相区线速度的影响，冷管区可以充分利用反应热生产饱和蒸汽。