[发明专利]一种固定床费托合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种费托合成方法，具体地说，是一种低温法固定床费托合成方法。

背景技术

费托合成油具有直链烃烷烃含量高的特点，其费托合成油经过加氢处理后，其柴油馏分十六烷值可达80以上。因此，提高费托合成油柴油收率是费托合成技术开发的主要方向之一。

固定床费托合成由于其操作简单被作为费托合成技术开发的主要技术之一。由于费托合成是一强放热反应，正常条件下固定床费托合成反应器的催化剂床层存在较大的温度梯度，使得催化剂整体性能不能得到均匀发挥。

针对提高柴油馏分收率及解决固定床反应器轴向温差较大的问题，各大研究机构开发了一些相关技术：

CN01134529.2提供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。该方法为浆态床反应器选择性的制备柴油馏分。

WO2004/002927向固定床费托合成反应器内加入冷却流介质，用该方法降低固定床反应器轴向温差。

发明内容

本发明在现有技术的基础上，提供了一种既可以有效降低固定床反应器轴向温差、又可以提高费托合成柴油选择性的方法。

本发明提供的固定床费托合成方法，包括：

（1）新鲜原料气H₂和CO与高温法费托合成油混合后，进入固定床费托合成反应器；

（2）步骤（1）中所述进料在费托合成反应条件下，在费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应；

（3）费托合成反应器流出物经过分离后，得到气体、液体烃类和水。

本发明的固定床费托合成反应是低温法费托合成反应，所述费托合成反应的操作条件为：反应温度180～280℃、压力2.0～4.0MPa、空速500～5000h^-1、新鲜进料氢碳摩尔比1.0～2.5、气体循环比0.5～10.0。

在本发明所述的低温法费托合成过程中，所述费托合成催化剂为钴基费托合成催化剂。优选所述钴基费托合成催化剂的组成，以氧化物计，钴金属组分质量含量为1%～60%，粒度为0.2～3mm。进一步优选，所述钴基费托合成催化剂，以氧化物计，钴金属组分质量含量为5%～50%，粒度为0.5～2.0mm。

所述固定床费托合成反应器为列管式固定床费托合成反应器，所述反应器内设置100～10000根列管，所述列管的内径为20～60mm。优选所述的列管的内直径为25～50mm，长度为4～15m。

在步骤（1）中，所述高温法费托合成油为采用高温法费托合成得到的液体烃类。

优选所述高温法费托合成油为高温法费托合成低温冷凝物，所述高温法费托合成低温冷凝物的95%馏出点温度为150～350℃、溴价为25～45gBr/100g。

进一步优选所述高温法费托合成低温冷凝物的95%馏出点温度为200～300℃。

所述高温法费托合成反应条件为：反应温度280～450℃、压力2.0～4.0MPa、空速500～10000h^-1、新鲜进料氢碳摩尔比1.5～3.5、气体循环比0.5～10.0。

高温法费托合成产物中，低碳烯烃是主要的目的产品之一，产物中C2～C4烯烃的比例占25%～30%。除此之外，CH4比例占10%左右、石脑油馏分占40%左右、剩余部分为柴油馏分和蜡油馏分。可见，石脑油馏分是高温法费托合成油的主要产品。石脑油馏分主要存在于高温法费托合成油的低温冷凝物中，具有不饱和烃类含量高的特点，其溴价高达40gBr/100g左右。

所述高温费托合成油的注入量为合成气经步骤（2）费托合成后所生成的液体烃量的0.5～5.0倍。

由于费托合成是一强放热反应，正常条件下床层存在较大的温度梯度，使得催化剂整体性能不能得到均匀发挥。本发明通过将高温法合成油注入固定床反应器，可以较好的降低催化剂床层轴向温差。

另外，高温法费托合成的主要目的是生产低碳烯烃及化工产品，但对于其轻质馏分油的加工通常还是经过加氢提质的方法来改善其使用性能，但由于高温法合成油中烯烃含量很高，加氢过程中非常容易造成催化剂结焦，因此对于该部分油的后续加工难度也较大。另外，高温法合成油的组成基本上是由石脑油馏分组成，该组分加氢后的石脑油馏分辛烷值很低，很难作为汽油组分使用。而本发明将该部分石脑油馏分进一步转化为了费托合成的高价值产品——柴油馏分。