[发明专利]煤基间接液化费托合成尾气的脱碳方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤基间接液化费托合成尾气的脱碳方法。

背景技术

煤制油工艺是一种将煤炭经过高效洁净的工艺方法大规模的转化为液体燃料的工艺过程。煤制油技术分为煤炭直接液化和煤炭间接液化技术。煤炭间接液化是指将煤炭经过气化净化后经过费托合成，产生气态烃、液态烃、合成蜡等粗产品。液态烃和合成蜡在经过加氢处理后生产出柴油、汽油石脑油和精制蜡等产品。在国家科技部863计划、中国科学院等政府部门以及伊泰集团和潞安集团等多家企业的支持下，由中科合成油技术有限公司历经多年研发的自主技术的开发，获得了以费托合成高温浆态床工艺与高温浆态床铁基催化剂为技术核心的成套的煤炭间接液化技术(参见中国发明专利ZL200410012189.2、ZL200410012191.X以及专利公开CN101396647A)，该技术经过中试和16万吨/年煤间接液化合成示范厂的验证，已经具备了实施百万吨级大型工业化项目建设的技术条件。并且已经承担了多个百万吨级煤制油项目的设计任务。

费托合成(Fischer-Tropsch Synthesis，FTS)是一种以煤炭、天然气、生物质等含碳资源为原料间接合成油品的方法。其产物一般由重质油、轻质油、合成水(含醇、醛、酮、酸、脂等有机含氧化合物)、CO₂、甲烷、低碳烃(C₆以下烷烯烃)、未反应的合成气(CO、H₂)和氮气等组成。其中费托合成尾气主要有H₂、CO、低碳烃(C₆以下烷烯烃)、CO₂、N₂等组成。低碳烃以甲烷为主、其含量通常在20％～60％(mol)，还含有部分C₂～C₆烯烃，约为1％～10％(mol)。费托合成尾气中硫和氧的含量低于0.1ppm。费托合成尾气组成明显不同于炼厂干气以及焦炉煤气。

传统上，费托合成尾气会作为燃料燃烧以用来供热或者发电。随着原油价格上涨，此种做法变得十分不经济。若能将其中的低碳烃分离出来并获得CO、H₂作为合成气进行循环利用，则可以大大提高整个合成油工厂的综合能量利用效率，增加合成油厂的经济效益和产品种类。

Dry公开了一种费托合成尾气处理的工艺流程(Mark E Dry,The Fischer-Tropsch process-commercial aspects,Catalysis Today,1990,6(3):183-206)，采用低温深冷分离的方法将费托合成尾气分理出CO₂、甲烷、乙烯、丙烯、C₃～C₅混合烃。中国专利公开CN1944358A提出了一种回收费托合成尾气中C₃～C₅混合烃的方法。该方法采用了脱碳、初冷、水洗、脱水、减压、深冷、分馏等工艺步骤，得到了C₃～C₅的混合烃。

随着煤制油间接液化生产规模的增大，所产生的费托合成尾气也随之迅速增加。如何更为合理、有效的利用和转化费托合成尾气，关系到整个煤制油厂的经济性和工艺的可行性。本发明立足费托合成尾气有用组分的分离和回收，提出利用低温甲醇作为吸收剂选择性吸收分离各个组分，实现CO₂的脱除。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤基间接液化费托合成尾气的脱碳方法，本发明方法采用低温甲醇作为吸收介质，选择性吸收费托合成尾气中各种组分，实现费托合成尾气中CO₂的脱除和CO、H₂以及低碳烃的回收利用。

本发明所提供的煤基间接液化费托合成尾气的脱碳方法，包括如下步骤。

(1)来自费托合成装置的费托合成尾气经过初步冷却并且喷入甲醇，分离出气相组分以及液相组分；

(2)所述气相组分进入预洗塔，与来自中压闪蒸罐中已脱除掉CO和H₂后的富甲醇进行吸收操作，脱除该流股中的烃类以及部分CO₂；

(3)脱除掉烃类的气相部分进入所述脱碳塔，由贫甲醇吸收气相中的CO₂获得洁净气；

(4)所述预洗塔底部富含烃类的甲醇溶液以及经步骤(1)分离得到的所述液相组分，经过换热后注入萃取塔底部，所述萃取塔顶部加入萃取剂，所述萃取剂为水；

萃取出的油相进入下游油品加工工段；水甲醇相去甲醇再生部分，回收甲醇；