[发明专利]用于处理来自费-托反应的水流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理来自费-托反应的水流的方法。

更具体地，本发明涉及一种通过蒸馏/汽提步骤和一个或多个电渗析步骤的组合用于处理来自费-托反应的水流的方法，其使得将获得C₁-C₈有机酸的浓缩流、具有降低的水含量的C₁-C₆醇的混合物和纯化到所希望质量的水流。

背景技术

用于由基于氢和一氧化碳的气体混合物-常规已知为合成气，制备烃的费-托技术是科学文献中已知的。费-托合成上的主要工作的概述包含在the Bureau of Mines Bulletin，544(1955)，题为“Bibliography of the Fischer-Tropsch Synthesis and Related Processes”H.C.Anderson，J.L.Wiley e A.Newell中。

使用费-托反应制备液体烃的工艺产生大于制得的烃总量的以重量计的水量，按照每摩尔转化成烃的CO制得的水摩尔数。

纯化前，将反应水(副产的水)进行预先分离。通常其与气相和仍然含有溶解的并且处于悬浮液中的有机化合物以及优选在聚结过滤器中处理的水相一起通过三相分离器，从其中获得有机浓缩物。

由此分离的水仍然被通常少于1,000ppm的烃化合物和可溶于水的含氧化合物污染。污染物的量取决于催化剂和反应条件，特别是温度和压力。含氧化合物的量大体上随着反应温度，更显著的是酸的种类的增加而增加。

主要的含氧污染物是轻质醇例如甲醇和乙醇，其示意性地以0.5-5重量％的量存在。较重的醇也以较少的量存在(例如丙醇、丁醇、戊醇)和其它含氧化合物，例如醛(如乙醛、丙醛、丁醛)、酮(丙酮、甲丙酮)和酸(例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸)，后者示意性地为低于1.5％的浓度。在每一种类中存在的化合物的量随着分子量增加而减少，并且包括具有至多25个碳原子的化合物。除了来自反应器的微量金属，水还可以含有少量来源于使用的原料的氮化和硫化化合物。金属也可以悬浮固体的形式存在。

这样的物流不具有商业价值并且不能原样处置，此外含氧化合物(酸)产生腐蚀性能，烃具有形成泡沫(发泡)的趋势。

可以将雨水或生产场所存在的其它类型的用水加入副产的水中。

因此需要水处理系统用于使FT工艺中的水重新使用，例如作为合成区中的冷却水，或者用于其外部处置或其它另外的应用，例如灌溉水或饮用水。

副产的水的处理或处理的组合由水的最终应用和其中存在的有机化合物施加的限制决定。

水处理系统通常为生物类型，其之前可以是通常为汽提/蒸馏的处理以除去大多数挥发性化合物。来自生物处理的水然后通常进行进一步的精制处理以除去固体，和如果需要，还除去来自生物处理的残余盐。这类方法例如在US7,166,219、US7,150,831、US7,153,392(SASOL)和WO2005113426(STATOIL-PETROLEUM OIL & GAS CORP SOUTH AFRICA)中提出。

当水借助于生物工艺处理时，含于其中的有机化合物分解成CO₂和H₂O或者CO₂、CH₄和H₂O，并且生物工艺所需的化学物质的用量-无论其属于需氧还是厌氧类型，导致制得泥渣，其示意性地为0.05-0.5kg/kg生物分解的COD。

生物处理对于必须配料的化学物质(例如脲、磷酸盐)和对于高容积的罐/处理反应器而言通常是昂贵的，因为生物反应时间为小时的数量级并且当使用需氧处理时将吹进空气。生物处理的另一个缺陷是存在于水中的有机化合物不能提质。

如果存在于副产的水中的有机化合物应该提质而不是生物分解，则必须采用物理化学处理。例如在US6,462,097(IFP-ENI)中，设想了在活性炭上的吸附步骤，在汽提处理后，然后可以将富含有机化合物的活性炭再生流重新送入合成反应器。类似的建议还在US6,225,358(SYNTROLEUM CORP)、US5053581、US5004862(EXXON)中提供，其中存在于副产的水中的有机化合物例如C₁-C₆醇潜在地返回并且因此提质成简单的分子例如COx/H₂(合成气)。