【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及费托合成催化剂，具体涉及一种连续活化及置换费托合成催化剂的系统及方法。
技术介绍
1、基于我国富煤、贫油、少气的能源结构禀赋以及日益严苛的油品环保性能要求，大力发展以费托合成为核心的煤炭间接液化技术具有重要意义。相比传统石油炼制过程，煤炭间接液化的产品更加清洁、产品方案更加灵活，同时面对国际局势和原油价格不稳定的复杂情况，发展煤炭间接液化具有一定的经济优势，也是一种战略储备。
2、费托合成过程在固体催化剂的作用下实现合成气向烃类的转化。目前费托催化剂括铁基和钴基这两种，以煤基合成气为原料的费托过程在工业上多采用铁基催化剂。催化剂厂生产的费托催化剂为氧化状态，不具有催化活性，在进行费托合成反应之前，需要还原活化操作将氧化态的催化剂转化为具有活性的还原相态，然后转移至费托合成反应器内进行反应。催化剂随着费托合成反应的进行存在失活现象，正常运行的费托合成反应器内的催化剂需要按照一定的比例进行定期置换，因此，催化剂活化操作在煤间接液化工厂运行期间是需要频繁的定期进行的。
3、目前公开的专利显示费托催化剂的活化及在线置换均没有针对活化过程不同反应阶段的特点在不同的反应器内进行，而是采用单独的反应器进行操作，造成整个催化剂活化过程是具有明显时间步骤的间歇操作，活化过程中反应器的温度、压力、气氛均会随着活化的进程进行调整，提高了操作复杂程度和时间的延长，同时不能保证每次催化剂活化过程条件完全统一，活化催化剂产品是否满足要求不可量化。反应器不断进行的升温和降温步骤也造成了活化时间和能源的大量浪费，延长了置换
4、cn1562484a公开了一种浆态床反应器原位活化催化剂的方法，通过调整工艺条件实现催化剂活化反应和费托合成反应，可以作为装置开工催化剂的活化方法。但是由于铁基催化剂易失活，正常生产过程中还需要对费托合成反应器内的催化剂进行置换，因此，需要增加配套的催化剂活化系统来实现运转过程中催化剂的置换，目前配套的活化方法包括气液固三相浆态床活化和气固两相流化床活化两种，其中气固流化床活化具有操作简单、活化耗时短、处理规模大等优点。优良的催化剂活化工艺方法可以使催化剂在费托合成中的性能表现更加充分、稳定。
5、cn110511777a公开了一种费托合成反应器运转过程中的催化剂在线更新装置及法，该方法指定了从催化剂活化系统到费托合成系统的连接流程，依次连通了流化床活化反应器、旋风分离器、储罐、加热器、浆态床费托合成反应器和气液固分离器以及液固处理单元，该装置降气固流化床活化的催化剂储存起来，实现催化剂的按天置换。但该方法没有具体介绍气固流化床活化催化剂的反应器装置和工艺。
6、cn106311361b公开了一种催化剂活化与在线更新系统及方法，详细介绍了活化催化剂的气固流化床反应器，所述还原反应器包括上筒段和下筒段两部分，下筒段的筒腔为还原反应腔，上筒段的筒腔为扩容腔，还原尾气通过下筒段的顶端开口进入扩容腔，还原尾气夹带的催化剂细粉能够沉降于扩容腔内。同时该方法将整个过程分为了活化步骤、存储步骤和调浆加剂步骤，活化的催化剂储存在储罐中，之后导入加剂罐并向加剂罐中添加合成产品并通入保护气体，根据合成反应器中的反应需要，将混合浆液输送至合成反应器，完成催化剂的在线更新。
7、cn103551207a公开了一种固定流化床或气固鼓泡床费托催化剂还原活化系统和工艺，并设置了旋风分离器回收气体中夹带的催化剂、催化剂计量称控制进入费托反应器中的催化剂质量、气体混合器调节还原气体气氛。该系统运行条件是：温度为200～480℃，压力为0.1～5.0mpa，还原气氢碳比0.5～30，还原气体入口线速为0.05～0.9m/s，流化床密相区催化剂浓度为5～50％，还原活化时间为2～48h。
8、cn111450780a公开了一种流化床活化反应器及系统和催化剂活化方法，反应器包括自下而上依次排布的提升段、主反应段和分离段，分离段内设置与主反应段连通的输送段，输送段远离主反应段的端部连接气固分离器，分离段和提升段采用循环管连通；主反应段的直径大于提升段的直径，主反应段的直径大于分离段的直径。该反应器能够提高气固接触效果，提高催化剂的活化效果。其活化条件为反应压力为0.5-6mpa，优选为1-3mpa；温度为150-520℃，优选为180-300℃；还原气体的入口线速为0.4-3m/s，优选为0.9-1.5m/s；催化剂的床层颗粒密度为 100-500kg/m3，活化时间为4-48h。
9、cn111036153a公开了一种气固流化床费托合成催化剂的活化方法，该方法将活化过程分成了不同温度梯度，并规定了各温度梯度的升温速率和气氛条件，第一温度20-40℃，第二温度为110-130℃，第三温度为 165-175℃，第四温度为255-265℃，第五温度为40-80℃。
10、第三温度梯度时通入co，气固流化床活化反应器入口co的体积分数为1.0-2.5％，优选为1.0-2.0％；co相对催化剂的体积空速为50-1000h-1，优选100-500h-1；活化压力0.5-6.0mpa，优选为1.0-3.0mpa；入口空塔气速为0.4-0.9m/s；气固流化床活化反应器中ch4的体积分数为0-20％。活化的铁基催化剂的颗粒平均直径为70-80μm，颗粒密度为1.6-2.5g/cm3。
11、cn113351225a公开了一种费托合成铁基催化剂的活化方法，该方法所述的活化反应包括多个阶段，在不同的阶段内，气固流化床反应器床层处于不同的流化态。根据阶段特点采用不同的流态化区域，既能够有效保证活化反应效果，又能最大程度降低反应过程中催化剂的磨损、碎裂；并在分离与气体循环单元中增加油洗分离器，可以有效去除循环气中夹带的催化剂粉末，保护循环气压缩机。
12、然而，cn110511777a和cn106311361b公开的催化剂活化和在线置换方法中，在费托催化剂活化后均会先转移至储罐再转移至费托反应器中，催化剂活化工艺没有重点介绍，但可以看出均为间歇操作。cn103551207a、cn111450780a和cn111036153a公开的催化剂活化方法侧重在活化反应器和工艺的介绍，上述方法均可以实现催化剂的良好活化效果，同时也不会造成催化剂的大量破损，公开的方法可以明确看出活化过程均为间歇操作，活化过程存在反应器升温、升压、调整气氛、降温、降压的步骤，耗时且耗能，非连续化的操作也会限制操作的自动化程度。同时由于间歇活化过程的耗时，通常费托合成反应器内的催化剂置换周期要长达2-5天，造成性能的不稳定。cn113351225a公开的方法提到了活化过程包括不同的阶段，是基于流态化形式不同划分的，但方法并没有提到不同阶段的反应特性的不同，也仍然是采用的间歇操作方式。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种连续活化及置换费托合成催化剂的系统及方法，以实现费托合成铁基催化剂的连续活化，以便工业化生成。...
【技术保护点】
1.一种连续活化及置换费托合成催化剂的系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在在于，所述系统还包括：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在在于，所述第三级气固流化床反应器的上部为直径大于下部的扩径段，并且在气扩径段内设有旋风分离器以除去所述三级活化尾气中夹带的催化剂；
5.一种利用根据权利要求1-4中任一项所述的系统对费托合成催化剂进行处理的方法。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一级气固流化床反应器、第二级气固流化床反应器到第三级气固流化床反应器中的反应温度逐步提高、压力逐步降低。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一级气固流化床反应器中，反应器压力为2-5MPa,温度为150-200℃，气剂比1000-2000Nm3/t，反应时间为2-8h；
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，第一级气固流化床反应器中，控制表观气速为0.06-0.1m/s，优选为0
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述二级活化气中CO浓度为2-10vol％，优选为3-6vol％；所述三级活化气中CO浓度为1-4vol％，优选为1-2vol％。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的活化方法，其特征在于，通过监测三级活化尾气中CO含量变化，来确定三级活化催化剂的活化程度。
...【技术特征摘要】
1.一种连续活化及置换费托合成催化剂的系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在在于，所述系统还包括：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在在于，所述第三级气固流化床反应器的上部为直径大于下部的扩径段，并且在气扩径段内设有旋风分离器以除去所述三级活化尾气中夹带的催化剂；
5.一种利用根据权利要求1-4中任一项所述的系统对费托合成催化剂进行处理的方法。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一级气固流化床反应器、第二级气固流化床反应器到第三级气固流化床反应器中的反应温度逐步提高、压力逐步降低。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一级气固流化床反应器中，反应器压力为2-...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵用明，卜亿峰，杜冰，佟瑞利，杨如意，门卓武，梁倩卿，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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