[发明专利]FT体系与生成合成气的整合

说明书

要求优先权

本申请要求2011年9月1日提交的美国专利申请系列第61/530,147号的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明涉及整合费-托（FT）体系和合成气生成。

背景

整合的FT工厂包括H₂+CO合成气生成体系，该合成气生成体系为具有相关功率和热能体系的费-托催化烃合成体系提供原料气。

高效、低投资成本且低碳足迹，是整套设备的主要目的。美国专利6,534,551公开了一个集成的合成气生成体系，其包括将两段式合成气生成单元与提供至少一部分所需能量以驱动O₂生产设备的燃气涡轮整合。所述O₂设备可以是低温空气分离单元，或者是与燃气涡轮整合的高温混合的氧化物O₂离子转移膜反应器。所述两段式合成气发生器包括在任何情况下以并联结构与气体加热催化蒸汽/烃重整反应器（GHR）连接的POX或ATR，在所述重组反应器中加热的气体是来自每个反应器的全部产物的混合气。

所述FT烃合成反应器可包括在水溶液和烃液相的阶段之间具有冷却及分离未反应的合成气与气相的惰性组分的步骤的单段式或两段式体系。加热该第一阶段分离的气体流，并将其用作第二阶段FT反应器的原料气。

可采用多个不同的FT反应器设计。两种最常考虑的构造是固定床构造和浆液相沸腾床构造。无论采用哪个FT反应器体系的设计理念，其必须是有效利用FT体系产生的未冷凝废气的过程，以使得在合成气生成体系中有效利用该废气。所述废气中含有明显的未反应H₂和CO流与大量CO₂、CH₄、C₂、C₃和C₄。所述C₃和C₄必须作为有价值的产物被移除，所述CO₂必须与CH₄和C₂部分一起被大体被回收返回到合成气生成部分，同时必须去除惰性气体N₂+A，以防止其在体系内累积。本发明的目标是提供低投资成本和低能耗的，具有最大化热效率和向大气中释放最少量CO₂的废气处理工艺。

概述

在一些实施方式中，分离组分的方法包括接收费-托烃合成反应工艺的废气。在至少接近大气的温度下，用轻质油洗涤废气，以基本去除C₃和C₄的混合物。通过费-托体系中的蒸馏塔，将所述C₃和C₄从混合物中分离成两个单独的料流。

在附图和以下描述中详细说明了本发明的一种或多种实施方式。本发明的其他特征、目的和优势通过描述、附图以及权利要求书将是显而易见的。

附图说明

图1是整合了FT体系与合成气生成的体系的实施例。

不同附图中的相同附图标记表示相同的元件。

详细描述

按照以下顺序，处理经过冷凝以及去除水溶液和烃液相后的费-托烃合成反应工艺的废气：

1.在接近大气的温度下用轻质油洗涤所述废气，以去除大多数C₃和C₄烃与存在于气相中的痕量的较高分子量烃。所述轻质油是取自FT油/蜡加氢处理（hydro-treating）、异构化和分离单元中产生的产物流中的一种。含有溶解的C₃和C₄组分的所述轻质油返回到FT提质单元中的蒸馏塔，在所述蒸馏塔中将所述C₃+C₄烃分离并作为产物流移除。

2.由于通常FT的合成气供料压力是40巴（bar），所以FT的废气仍有相当高的压力，约为36巴。该废气含有必须从设备中连续去除的、主要在合成气生成单元中产生的净过量CO₂，并且该CO₂必须回收返回到合成气生成单元，以获得FT供料中所需的CO与H₂的比例。该CO与H₂的比例通常为1.9-2.1。