一种由合成气生产基础油的方法技术

一种由合成气生产基础油的方法，合成气进入列管式固定床反应器进行与催化剂接触发生费托合成反应，其反应管的内表面光滑，外表面具有凹槽。所得合成产品中的重质烃、轻质烃进入加氢精制反应器进行反应后，分离出石脑油、柴油和含蜡润滑油；含蜡润滑油依次进入异构降凝反应器、加氢后精制反应器进行反应后得到润滑油基础油。本发明专利技术既解决了费托合成反应时，反应热难于控制，反应器存在传热困难和热点的问题，又提供了针对该过程产生烃类的特点最大化的生产基础油的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，合成气进入列管式固定床反应器进行与催化剂接触发生费托合成反应，其反应管的内表面光滑，外表面具有凹槽。所得合成产品中的重质烃、轻质烃进入加氢精制反应器进行反应后，分离出石脑油、柴油和含蜡润滑油；含蜡润滑油依次进入异构降凝反应器、加氢后精制反应器进行反应后得到润滑油基础油。本专利技术既解决了费托合成反应时，反应热难于控制，反应器存在传热困难和热点的问题，又提供了针对该过程产生烃类的特点最大化的生产基础油的方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种由合成气(氢气和一氧化碳)生产润滑油基础油的方法，更具体地说，是一种通过费托合成反应得到的烃类，再通过多个加氢处理过程生产石脑油、柴油和润滑油基础油的方法。
技术介绍
由氢气和一氧化碳为原料,通过Fischer-Tropsch合成(费托合成)反应得到烃类产品，再经过加氢处理过程可得到液体燃料如汽油、航空煤油、柴油和其他化工原料如石脑油、润滑油基础油、蜡等，由于氢气和一氧化碳可以方便的从煤、天然气、页岩气、煤层气、生物质转化而来，这条技术路径受到世界能源化工行业的极大关注，许多国际能源公司分别开发了以费托合成为核心的合成油工艺。其中最为成功的是南非Sasol公司和荷兰Shell公司。Sasol在南非的三个煤制油厂，年产油品和化学品720万吨。Sasol和PetroSA共同建设的PetroSA项目，该项目产能为36000桶/天，提供了南非7%的液体燃料。2001年Sasol和Qatar Petroleum成立了 Oryx合资公司，共建Oryx天然气制合成油厂,生产能力34000桶/天。Shell在马来西亚的合成油项目于1993年建成投产，生产能力62.5万吨/年。Shell和Qatar Petroleum于2007年共同建设了 Pearl项目，该项目生产能力140000桶/天，已经部分建成投产。 采用列管式固定床反应器进行费托合成的工艺具有操作简单，形式灵活多样的特点，Shell公司就采用了这种反应器形式。但固定床反应器存在的许多问题限制了其大规模的应用，例如:固定床反应器由于受到传热的影响反应器存在热点；单程转化率低，需要对大量的循环气进行压缩循环，能耗高、而且反应器压降大；大颗粒催化剂的使用使催化剂性能受到影响等等，只有能够很好的解决这些问题，才能使其大规模的应用。为了改善固定床传热性能不好的缺点，现有技术中将液体介质导入反应器的方法，因为液体有较大的热容，液体介质加入可以减少催化剂床层的热点。例如，CN1662476A公开了一种方法，将惰性的流体介质导入反应器，连续的液体介质流动可以促进热量的转移，明显改善了反应性能。但这种方法也存在局限性，因为液体的加入使反应器的显著压降增加，另外需要增加循环介质的分离和循环设备，增加了工艺的复杂性。通过对反应器的改进也可以解决传热问题，例如CN1736574A公开了一种无热点列管式固定床反应器，该反应器是在反应管中增加一套冷却内管，冷却介质可以在反应管中内管和反应器壳层内流动取热，此方案可以增加热交换面积，可以减小催化剂床层的径向温差、有效解决传热问题，但这种改进使反应器变的十分复杂，而且反应器有效空间被冷却内管占据了很大部分，经济性较低。通过F-T合成取得的所有产品都不含或低含硫、氮和芳烃，无色、无味、燃烧清洁，既是很好的清洁燃料，也是很好的石油化工原料和专用化学品，生产的合成润滑油基础油不含硫，粘度指数高，可高度生物降解，非常适用于调制新一代发动机油，可以替代部分的ΡΑ0,调配高档润滑油及脂产品。CN100439475C公开了一种由费托合成产品制备基础油的方法，该方法是先将费托合成产品进行分馏，分离出的基础油前体馏分经过催化脱蜡工艺，可以生产不同等级的基础油；分离出的重馏分油经过加氢异构化和催化脱蜡工艺，可以生产不同等级的基础油。CN1181166C公开了新的可生物降解的高性能烃类基础油及其生产方法，采用费托蜡作为原料，在双功能催化剂上进行加氢异构化和加氢裂化反应，产品在高真空下分馏脱蜡油以产生可生物降解的高性能烃类基础油。CN1364188A公开了一种润滑油基础油的制备方法，采用脱铝的铝硅酸盐沸石微晶和基本没有氧化铝的低酸性高熔点氧化物结合剂材料催化剂。CN1688674A公开了一种润滑油基础油的制备方法，该方法将费托合成油在多步的加氢异构脱蜡步骤后获得润滑油基础油。上述方法存在的问题是重质烃容易裂解为小分子，使润滑油基础油收率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种由氢气和一氧化碳生产润滑油基础油并副产柴油和石脑油的方法，既解决了氢气和一氧化碳发生费托合成反应时，反应热难于控制，反应器存在传热困难和热点的问题，又提供了针对该过程产生烃类的特点最大化的生产润滑油基础油的方法。本专利技术所提供的方法包括以下步骤:本专利技术所提供的方法包括以下步骤:(1)氢气和一氧化碳进入列管式固定床反应器进行与费托合成催化剂接触发生费托合成反应，反应产物经过热分离器、冷分离器，分离出重质烃和轻质烃；(2)重质烃、轻质烃与氢气混合进入加氢精制反应器与加氢精制催化剂接触进行加氢饱和反应和加氢脱氧反应，加氢精制反应产物进入分馏系统，分离出石脑油1、柴油I和含蜡润滑油；(3)含蜡润滑油进入异构降凝反应器与异构降凝催化剂接触进行反应，异构降凝的产物进入加氢后精制反应器，与加氢后精制催化剂接触进行稀烃饱和、脱色，反应产物进入分馏系统，分离出石脑油I1、柴油II和润滑油基础油；所述列管式固定床反应器的反应管分别由反应器上管板和反应器下管板固定排列在反应器筒体内，所述的反应管的内表面光滑，外表面具有凹槽。所述的反应管为碳素结构钢或奥氏体不锈钢，内表面光滑，外表面经过冷、热机械加工形成有一定规律的螺旋型凹槽。催化剂装填在反应管内，冷却介质流过反应器壳程，即与反应管的外表面接触，将反应产生的热量带出反应器，折流板按照一定间距分布在反应器中间。所述反应管外表面凹槽的特征参数为:每米有200~2000个槽，槽深0.5~1.5mm，槽宽0.2~1.0mm，螺旋升角为3~5°。优选，每米有300~800个槽，槽深1.0~1.2mm,槽宽0.5~0.8mm。凹槽截面可以为T形、矩形、梯形、三角形、锯齿形，当凹槽截面为非矩形形状时，所述的槽宽是指槽的平均宽度。所述反应管的上下两端具有200~500mm的光管部分。反应器上下管板与反应管的上下两端的光管部分连接。所述的列管式反应器壳体由反应器上封头、反应器筒体、反应器下封头组成，反应器上封头上设置反应器进料口和进料分布器，反应器下封头上设置反应器出料口，在反应器筒体的上部设置冷却介质出口，在反应器筒体的下部设置冷却介质入口。所述的列管式固定床反应器，采用的冷却介质可以是纯净水、油、融盐、水蒸汽、常规气体等。所述的反应管的管壁厚度为1、_。所述的列管式固定床反应器中排列有100~10000根反应管。每根反应管的内直径为20~60mm,优选内直径为25~50mm,长度为4~15m,优选为6~12m。所述列管式固定床反应器可以采用多种形式，例如多反应器串连、并串连组合、或者上流式。所述费托合成催化剂为钴基费托合成催化剂，以氧化物计，钴金属组分质量含量为1%~60%。钴基费托合成催化剂均匀装 填在每根反应管中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由合成气生产基础油的方法，包括以下步骤：（1）氢气和一氧化碳进入列管式固定床反应器进行与费托合成催化剂接触发生费托合成反应，反应产物经过热分离器、冷分离器，分离出重质烃和轻质烃；（2）重质烃、轻质烃与氢气混合进入加氢精制反应器与加氢精制催化剂接触进行加氢饱和反应和加氢脱氧反应，加氢精制反应产物进入分馏系统，分离出石脑油I、柴油I和含蜡润滑油；（3）含蜡润滑油进入异构降凝反应器与异构降凝催化剂接触进行反应，异构降凝的产物进入加氢后精制反应器，与加氢后精制催化剂接触进行稀烃饱和、脱色，反应产物进入分馏系统，分离出石脑油II、柴油II和润滑油基础油；所述列管式固定床反应器的反应管分别由反应器上管板和反应器下管板固定排列在反应器筒体内，所述的反应管的内表面光滑，外表面具有凹槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐润，胡志海，聂红，吴昊，李猛，田鹏程，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11