[实用新型]一种费托合成渣蜡和油泥无害化处理及资源化系统

说明书

本实用新型公开了一种费托合成渣蜡和油泥无害化处理及资源化系统，该系统包括四个部分：进料预处理及进料系统、核心反应器系统、热解产品回收系统和无害化焚烧系统，核心反应器系统由两个相互耦合的流化床反应器组成，包括一个流化床热解反应器和一个流化床燃烧炉，固体颗粒在两个反应器之间循环；其工作过程为，给料经加热预处理后，经过过滤，经泵送或雾化给入流化床热解炉，迅速热解为富含碳氢化合物的热解气，热解气经过净化除尘后，经过分级冷凝和分离，生产高附加值的液态油品和石脑油，而热解残焦和冷凝剩下的不凝气体则送入燃烧室，通过燃烧或氧化释放热量，继而通过固体颗粒循环将热量供应给吸热的热解反应。

技术领域

本实用新型涉及一种费托合成渣蜡和油泥无害化处理及资源化系统，尤其适合煤化工领域的煤间接液化费托合成工艺中的含蜡滤渣(渣蜡)、隔油池中产生的含油污泥(亦称油泥)，石油天然气工业的含油污泥(亦称油泥)，以及来自餐饮业和家庭的回收油脂的无害化处理及资源化利用。

背景技术

费托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是煤间接液化的主要反应过程，其中煤气化的生产合成气在催化剂的作用下生成以饱和直链烃和蜡为主的油品，然后通过进一步加工生产化学品和汽油、柴油等燃料。

费托合成装置的典型操作压力为20-30bar。根据操作温度不同，可分为低温费托合成 (典型操作温度为200-250℃)和高温费托合成(典型操作温度为300-350℃)两种类型。低温合成的初级油品产物以饱和烃和蜡为主；高温合成的初级油品产物碳原子数和分子量较小，并含有较多的不饱和烃。

费托合成使用不同类型的催化剂，主要有钴基、铁基和镍基催化剂。

费托合成油品的蜡过滤单元产生含蜡滤渣，通称渣蜡，其中含有蜡、催化剂和矿物质。渣蜡从过滤单元排出时，是一种可流动的粘稠液体。冷却后的渣蜡是一种黑色块状固体废弃物。渣蜡中的蜡的物理化学特性与初级油品里的蜡大致相同。

不同过滤单元排出的渣蜡成分不同，其中蜡的含量(质量百分比)通常在15-60％之间变化，催化剂含量通常在30-85％之间变化，其他矿物质和杂质的含量可在0-80％之间变化。因此，渣蜡里的碳氢化合物含量、发热量和物化特性都有变化。

在隔油池中会产生一种成分复杂的混合物，通称油泥，它一般以水、油、渣、气组成的多相浮泥或水、油、渣组成的乳状液体系形态存在。

渣蜡中含有成分复杂的碳氢化合物及其氧化组分，以及不同类型与配方的催化剂，具有不同的特征污染物、沥滤浸出特性和毒性，对它们的界定、处理和处置的要求各不相同。油泥中含有成分复杂的毒性有害物质，是一种危险废弃物。对它们的处理处置的主要目的是减量化、无害化，并在法规和条件允许时力求资源化。

渣蜡处理的可能方法包括物理分离、加氢裂解、催化裂解、焚烧(燃烧)、蒸汽重整、气化、改性和热解。

渣蜡中的蜡可以通过溶液萃取或加热融化后以离心力作用、过滤等物理方式与其中的固相成分分离出来，产生高附加值的石蜡产品。但是，溶液萃取后还需要进一步分离，并产生新的废弃物。离心分离对于近微米和亚微米级的颗粒分离效果不佳。各种液相过滤操作单元不仅体积大，成本高，而且滤渣层不易清除，导致过滤压降增大和运行不稳定。

加氢裂解是在360-400℃和高压(通常为20-50bar)条件下，通过加氢将渣蜡中的蜡加工为柴油、煤油等液体燃料和以直链烃为主的石脑油、润滑油等产品。这一过程的优点是液体产物产率较高，产品附加值较高。加氢裂解需要氢气，而在煤基费托合成系统中通常存。在氢气短缺，且制氢成本较高。渣蜡本为废弃物，如果采用加氢裂解会加剧费托合成主流程的氢气短缺。