一种费托合成系统及方法_3

文档序号:8392173阅读:来源:国知局
组、或者5-8组,在同一高度上绕所述浆态床反应器I侧壁均匀布置,每组第一过滤装置设有3-30根,优选5-25根,更优选10-20根过滤管件,以提高过滤速率。
[0049]所述浆态床反应器I用于进行费托合成反应,其可以是本领域常用的浆态床反应器之一。在本发明的一个优选实施例中,如图3所示,所述浆态床反应器I还设有气体分布器12、第一换热器13和第二换热器14,所述气体分布器12内置于所述浆态床反应器I下部,以使进入的原料气分布均匀。所述第一换热器13设置于所述浆态床反应器I内并且位于所述第一过滤装置2之上,所述第二换热器14设置在所述浆态床反应器I外,并通过浆料流出管15和浆料流入管16与所述浆态床反应器I形成换热回路,其中,所述浆料流出管15的一端连接至所述浆态床反应器I位于第一过滤装置2下方的位置,所述浆料流出管15的另一端连接至所述第二换热器14上部的进料口 ;所述浆料流入管16的一端连接至所述浆态床反应器I位于所述浆料流出管15与气体分布器12之间的位置,所述浆料流入管16的另一端连接至所述第二换热器14下部的出料口。
[0050]在反应器下部,由于新鲜原料气与催化剂接触,其反应较反应器中部和上部更为剧烈,通过将反应器下部浆液送入外置的第二换热器14内换热降温,并使反应器下部的浆料循环流动,可以提尚换热效率,并且有利于气体与催化剂的均勾接触,提尚反应效率;在反应器中部和上部反应较为温和,积累的热量可以通过浆液与设置在反应器上部的第一换热器13接触移除,提高了浆态床反应器I的空间利用率,同时,经第一换热器13降温后的浆液由于密度增大,会进一步向下返流,从而有利于气体与催化剂的均匀接触,提高反应效率。
[0051]所述第一分离装置3用于对来自所述第一过滤装置2的滤液进行气液分离,以得到气相产物和液相产物。本领域技术人员可以理解,所述第一分离装置3可以包括一个或多个气液分离器,例如,所述第一分离装置3包括两个气液分离器,其中一个用于对来自所述第一过滤装置2的滤液进行气液分离,另一个用于对前一气液分离器的气相产物进行气液分离。
[0052]所述第二分离装置4用于对来自所述浆态床反应器I的气相出料进行气液分离,以得到气相产物和液相产物。
[0053]所述汽提塔5用于对来自所述第一分离装置3的气相产物和液相产物,以及来自所述第二分离装置4的液相产物进行汽提分离,其中,所述汽提塔5的顶部设有塔顶出料口(图中未标出)、底部设有塔底出料口(图中未标出);在所述塔顶出料口与塔底出料口之间,所述汽提塔5由上至下还设有用于接收第二分离装置4液相产物的第二分离装置液相进口(图中未标出)、产物出口(图中未标出)、用于接收第一分离装置3液相产物的第一分离装置液相进口(图中未标出)、用于接收第一分离装置3气相产物的第一分离装置气相进口(图中未标出)和蒸汽入口(图中未标出);所述蒸汽入口用于接收汽提用蒸汽,所述产物出口用于排出固含量合格的费托合成产物(即催化剂脱除量达到要求的费托合成产物,以下简称合格产物),例如固含量小于2ppm。
[0054]在一个优选的实施方式中,所述第二分离装置4包括第一分离器41、第一冷凝器42、第二分离器43和第三分离器44。其中,所述第一分离器41用于对来自所述浆态床反应器I的气相出料进行气液分离;所述第一分离器内设有换热盘管,所述换热盘管用于使来自所述浆态床反应器I的气相出料与待进入所述浆态床反应器I的原料气换热冷凝。所述第一冷凝器42用于对来自所述第一分离器41的气相产物进行冷凝;所述第二分离器43用于对所述第一冷凝器42的冷凝产物进行气液分离。
[0055]所述第三分离器44用于对来自第二分离器43的液相产物进行减压分离,所述第三分离器44为卧式罐体分离器,在所述第三分离器44内设有从其底部向上延伸的第三分离器溢流板45,从而将所述第三分离器44分为位于所述第三分离器溢流板45 —侧的进料区和位于所述第三分离器溢流板45另一侧的溢流区;所述第三分离器进料区的顶部设有第三分尚器进料管46、底部设有第三分尚器排水管47,所述第三分尚器溢流区的顶部设有第三分离器气相出口管48、底部设有第三分离器液相出口管49,用于排出分离得到的液相产物。所述汽提塔5通过所述第二分离装置液相进口接收来自所述第一分离器41和第三分离器44的液相产物。优选地,所述第二分离装置液相进口在所述汽提塔5上沿纵向设有两个,其中,位置在上的第二分离装置液相进口用于接收来自所述第三分离器44的液相产物,位置在下的第二分离装置液相进口用于接收来自所述第一分离器41的液相产物。
[0056]在本发明的一个优选实施方式中,所述费托合成系统还包括第二过滤装置6、第三分离装置7和脱碳单元8。所述第二过滤装置6包括第一过滤器61、脱附罐62和第二过滤器63,所述第一过滤器61用于对所述汽提塔4的塔底出料进行过滤;所述脱附罐62用于使所述第一过滤器61的滤液与助滤剂充分混合;所述第二过滤器63用于对来自所述脱附罐62的物料进行过滤,得到合格产物。
[0057]所述第三分离装置7包括第二冷凝器71和第四分离器72,所述第二冷凝器71用于对所述汽提塔4的塔顶出料进行冷凝;所述第四分离器72用于对来自所述冷凝器71的冷凝产物进行分离;所述第四分离器72为卧式罐体分离器,在所述第四分离器72内设有从其底部向上延伸的第四分离器溢流板73,从而将所述第四分离器分为位于所述第四分离器溢流板一侧的进料区和位于所述第四分离器溢流板另一侧的溢流区;所述第四分离器进料区的顶部设有第四分离器进料管74、底部设有第四分离器排水管75,所述第四分离器溢流区的顶部设有第四分离器气相出口管76、底部设有第四分离器液相出口管77,用于排出合格产物;在一种实施方式中,所述第四分离器液相出口管77排出的合格产物中部分产物与第三分离器44的液相产物一同送入汽提塔5,以增加塔顶回流。
[0058]所述脱碳单元8用于脱除来自所述第二分离器43、第三分离器44和第四分离器72的气相产物中的二氧化碳,并将脱除二氧化碳后的气体作为原料气送回所述浆态床反应器I。所述脱碳单元8为本领域所熟知,例如,在一个实施例中,所述脱碳单元8可以包括水洗塔和碱洗塔,气相产物首先在水洗塔内洗涤含氧有机物后,再换热后温度升至80°C?95°C,进入碱洗塔塔底,脱除二氧化碳,使塔顶出口净化气中二氧化碳含量降到约2.0 %以下;在一种实施方式中,来自所述第二分离器43、第三分离器44和第四分离器72的气相产物的一部分可以不经所述脱碳单元8处理而直接作为原料气返回浆态床反应器1,以在满足原料气中二氧化碳含量要求的前提下,减小所述脱碳单元8的负荷。
[0059]运行时,来自所述第一过滤装置2的滤液进入所述第一分离装置3进行气液分离,来自所述浆态床反应器I的气相出料进入第一分离器41,与待进入浆态床反应器I的原料气换热降温,以实现气液分离,第一分离器41分离出的气相经第一冷凝器42冷凝后进入第二分离器43进行气液分离,第二分离器43分离出液相进一步送入第三分离器44进行减压分离,分离出的气相自第三分离器气相出口管49排出,水自第三分离器排水管47排出,溢流的液相自第三分离器液相出口管48排出。
[0060]汽提塔5通过第一分离装置气相进口接收来自第一分离装置2的气相产物,通过第一分离装置液相进口接收来自第一分离装置2的液相产物,通过第二分离装置液相进口接收来自第一分离器41和第三分离器44的液相产物。汽提所用水蒸气经蒸汽入口进入汽提塔5进行汽提,汽提后,合格产物经产物出口排出。汽提塔5塔顶出料物进入第三分离装置7,经第二冷凝器71冷凝后进入第四分离器72中分离,水自第四分离器排水管排出75,气相自第四分离器气相出口管76排出,合格产物自第四分离器液相出口管77排出。汽提塔5塔低出料进入第二过滤装置6,经第一过滤器61过滤后,在脱附罐62将助滤剂(例如白土和硅藻土)与第一过滤器61的滤液充分混合,以吸附滤液中的微小颗粒,然后通过第二过滤器63过滤得到合格产物。来自所述第二分离器43、第三分离器44和第四分离器72的气相产物送入所述脱碳单元8以脱除气相中的二氧化碳,脱碳后的气体作为原料气返回所述浆态床反应器I。
[0061]本发明还提供一种利用上述费托合成系统进行费托合成的方法,所述方法包括利用所述浆态床反应器I进行费托合成反应,利用第一过滤装置2对待引出所述浆态床反应器I的液相出料进行过滤;利用所述第一分离装置3对来自所述第一过滤装置2的滤液进行气液分离,以得到气相产物和液相产物;利用所述第二分离装置4对来自所述浆态床反应器I的气相出料进行气液分离;和在水蒸气的作用下,利用所述汽提塔5对来自所述第一分离装置3的气相产物和液相产物,以及来自所述第二分离装置4的液相产物进行汽提分离
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