[发明专利]浆态床反应系统和费托合成反应的方法

说明书

本发明涉及费托合成领域，公开了浆态床反应系统和费托合成反应的方法，该反应系统包括：浆态床反应器、内部换热单元和外部换热单元，所述内部换热单元设置在所述浆态床反应器的内部，所述外部换热单元设置在所述浆态床反应器的外部，所述外部换热单元包括依次串联的汽包、缓冲罐和加热器，且所述加热器与所述内部换热单元的下部进水口连通，所述汽包与所述内部换热单元的上部出水口连通；所述内部换热单元包括具有挡板的换热管。本发明能够提高浆态床反应器内换热单元的换热效率，确保浆态床反应器内部均匀稳定的温度，还能够在发生催化剂局部飞温时，及时有效地移出飞温带来的多余热量，进而确保目的产物的收率。

技术领域

本发明涉及费托合成领域，具体地，涉及一种费托合成浆态床反应系统和应用该费托合成浆态床反应系统进行费托合成反应的方法。

背景技术

随着近年来石油价格不断攀升，人们越来越重视开发生产替代油品的技术，通过煤、天然气或其它物质生产合成气，再根据费托合成催化剂对合成气的要求，通过水煤气变换和合成气净化工艺对合成气进行处理，以处理后合成气为原料通过费托合成生产烃类，同时副产含氧化合物，然后采用成熟的石油加工技术进行加工，生产出高质量的环境友好的油品。开发费托合成技术，对发展替代油品的生产技术具有非常重要的意义。

费托合成反应是一个强放热反应。费托合成产物的分布和催化剂的活性对温度非常敏感，维持反应器内相对恒定的温度对浆态床反应器内反应的顺利进行和安全操作十分重要。因此进行费托合成反应时，需要将浆态床反应器内的热量均匀快速的移出反应器外。

另外，费托合成反应常发生催化剂局部过热飞温，并引起催化剂积碳甚至在反应器内沉积，导致催化剂快速失活，目标产物产率降低等等。因此，在费托合成反应过程中，换热器的设计，不仅要考虑将反应器内热量均匀快速的移出反应器外，还需要考虑当催化剂局部过热飞温时，能够有足够的措施和方法，能够及时有效的移走由于飞温带来的更多热量，从而保证反应器操作的安全性和提高目的产物的收率。

现有技术中，换热器的设计主要集中在改善换热器本身结构设计，提高换热效率。

CN101480595A公开了一种针翅片型换热器，在换热列管的外壁上安装有水平的针型翅片，每根换热列管上安装的针翅数目为80～800根，针型翅片直径为1～10mm，长度在10～125mm范围。针型翅片换热器列管既增加换热面积，又改善浆态床中的气液固三相的流速分布，实现强化传热和改善流动的双重功能。

CN102212381A公开了一种用于费托合成反应的设备系统，该系统包括三相悬浮床费托合成反应器及其配套系统，三相悬浮床费托合成反应器设置有激冷分布器，用于注入循环回反应器的冷凝产物，对反应器的过滤区进行强化移热；另外该系统还设置了余热锅炉，使反应器出口排出的高温轻质反应产物热气流股首先经过余热锅炉换热，回收部分热量，并可除去气体流股中夹带的少量固体催化剂，确保下游冷凝产物不含催化剂。

CN101396647A公开了一种适用于浆态床反应器的新型换热器，其换热器部分可以采用一段式主换热器，也可以采用两段主换热器。由于分离区构件之间存在着较大的空间，根据生产需要，可以考虑在上主换热器外设置小型换热器元件组，起到调节液固分离区所占空间的温度的作用。此换热器中加入了导流管，实现上下两段换热器的热耦合，减少两段间的热负荷差值，增加了操作弹性，因此换热温度可保障浆态床反应器内反应的充分进行。

US4187902公开了一种利用高压冷却介质进行换热的换热器，此换热器主要特点是换热列管较长而且呈折形弯曲状，在换热过程中起到热补偿的作用，进行换热时换热列管可以随气液运动而发生震动，对带有沉淀物的液相，利用弯曲列管的震动作用可以减小沉淀物在列管上的沉积，防止在列管上结垢，提高换热效果。换热列管的尺寸不受反应器大小的限制，可以按照生产需要反应器内安装任意数量的换热列管，然后根据换热器的尺寸来反应器主体尺寸。