[发明专利]一种费托合成生产油品的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及油品的生产方法，尤其涉及一种以合成气为原料采用费托合成 生产液体油品的工艺方法。

背景技术

以煤或天然气为原料制取合成气，合成气通过费托合成反应合成烃类，烃 类一步加工为液体油品的煤间接液化过程，是二十一世纪清洁能源利用和能源 替代战略的重要技术发展方向之一。

根据现有文献查阅的主要结果，费托合成过程简述如下：

合成气为以H₂和CO为主的混合气体，在费托合成催化剂的作用下发生费 托合成反应生成液体烃类产物。通过费托合成得到的产物种类和数量取决于反 应器型式，工艺条件，催化剂种类等。费托合成过程常用的催化剂为钴基催化 剂和铁基催化剂，按反应器操作温度可分为高温和低温费托合成过程，反应器 形式主要有管式固定床、循环流化床、固定流化床和浆态床等四种。出费托合 成反应器的物流一般含水蒸气、二氧化碳、未反应合成气(H₂和CO)、气体 烃(C1—C4)，液体烃(C5+)、含氧化合物以及N₂等。经冷凝和分离，可 得到液体烃、反应水和反应尾气几个流股。液体烃在下游的产品提质工段予以 加工获得成品油。

现有技术中，费托合成过程通常采用单级费托合成，未反应的合成尾气部 分循环回合成反应器以提高单位合成气的油品产率，其余尾气经进一步回收其 中有用组分如低碳烃和氢气等以后作燃料气。这种方法的主要缺点为：在同样 的原料气量和组成下，一方面由于合成尾气和原料气的组成差异较大，进入反 应器的H₂/CO比较难保证一个理想值，油品时空产率较低；另一方面循环比的 增加必然意味着入合成反应器气量的增加，若不改变单反应器的操作线速，达 到同等产量的单个反应器所需直径显著增加，否则反应器个数增加，加大了反 应器及气体管线的尺寸并增大制造难度和成本；此外，由于大量气体循环回反 应器入口，压缩机的功耗也较大。

有鉴于此，专利ZL200310108146.X(一种用合成气生成液体燃料的工艺方 法)中提出了一个两级费托合成的概念，即费托合成反应器分为两级，一级费托 合成的尾气一部分循环，保证较理想的反应器入口H₂/CO比，另外一部分进入 二级费托合成反应器反应，二级费托合成反应的尾气一部分循环，一部分去后 续的C3—C5回收单元。

该专利提出方法的优点在于：通过调整两级费托合成的循环比，可以保证 较高的合成油品产率；同时，由于一级尾气不需升压即可进入二级费托合成反 应器，且在合成油品后反应气体收缩，循环气体流量大为减少，功耗较低，这 样二级合成反应器的反应器直径、气体输送管线也较小。

但该专利提出的二级费托合成的工艺存在以下不足：

(1)该工艺仅针对低温费托合成过程，不能根据产品需求来配置适用于 不同费托合成过程的反应器型式。

(2)该工艺公开的方案中未明确一级及二级合成反应器的对应关系，根 据其实施例，隐含方案为每一个一级合成反应器对应于一个二级合成反应器， 由于二级合成反应器入口气量大大低于一级合成反应器，故二级合成反应器尺 寸也远低于一级合成反应器，一级二级单个反应器的处理能力差异较大。

(3)该工艺公开的方案中一级尾气未经任何处理即循环回一级反应器及 进入二级反应器，二级尾气未经任何处理即循环回二级反应器，气体中的其它 组分(主要是CO₂)除降低有效气的反应分压、增加气体流量还将增加反应器 设计直径，循环功耗也会增大。

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经济、灵 活的费托合成生产油品的工艺方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种费托合成生产油品的工艺方法，其特征在于，该方法采用的费托合成 过程包括串联的一级费托合成过程和二级费托合成过程，具体包括以下步骤：

(1)合成气在一级合成反应器中发生费托合成反应，反应器出口产物分 离为液体烃产物、含有机含氧化合物的反应水和尾气；

(2)一级合成反应器的尾气一部分循环回一级合成反应器入口，另一部 分进入二级合成反应器进一步发生费托合成反应，二级合成反应器出口产物分 离为液体烃产物、含有机含氧化合物的反应水和尾气；