一种用于连续分离和排放费托合成反应的固体催化剂和产品的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种费托合成反应的固体催化剂和液体产品的连续分离和排放装置和方法，尤其涉及一种包含将合成气转变为合成油的费托合成反应的固体催化剂和产品的连续分离和排放装置和方法，由此可以通过使用进给气体的周期性脉冲从包括固体催化剂颗粒和产品的浆料连续分离产品并且通过反应器的下部排放产品而稳定地获得包括作为长链烃的蜡的费托合成产品。提供了一种费托合成反应的固体催化剂和产品的连续分离和排放装置，所述装置包括：液位感测设备，其安装在反应器的内部并且检测反应物的浆料液位；固体催化剂／产品分离设备和排放设备，其安装在反应器的下部并且从反应器中的混合浆料分离和排放液体产品；和控制单元，其接收来自液位感测设备的信号以打开和关闭排放设备，其中分离设备过滤固体催化剂，并且排放设备通过反应器的下部以液位感测设备所测量的合成产品的量连续排放从固体催化剂分离的产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于连续分离和排放费托合成反应的液体产品和固体催化剂的 方法和装置，尤其涉及一种包含将合成气转变为合成油的费托(Fischer-Tropsch)合成反 应的固体催化剂和液体产品的连续分离和排放装置和方法，由此可以通过使用进给气体的 周期性脉冲从包括固体催化剂颗粒和产品的浆料连续分离产品并且通过反应器的下部排 放液体产品而稳定地获得包括作为长链烃的蜡的费托合成产品。
技术介绍
近年，随着近期油价的快速上涨，使用天然气代替石油作为运输用燃料或石化工 业中的原料的气体液化(GTL)方法受到很大关注。实际上，对费托合成(一氧化碳氢化) 的研究直到20世纪70年代早期才开始，但是随着近期油价的上涨，费托方法再次受到很大关注。在具有包括重整和纯化合成气的各种技术的GTL方法涉及的技术中，从合成气合 成合成烃的费托合成反应被认为是核心技术。可以根据合成气的组成和用于在费托合成方法中从合成气(CCHH2)产生合成油的 催化剂来合成各种产品。通常，如果H2/C0比率为2或以上的合成气用于费托合成方法，则合成大量的重 烃产品。在另一方面，如果H2/C0比率小于2的合成气用于费托合成方法，则合成汽油 (C5-C11)、柴油(C12-C18)、蜡(> C24)等。铁基和钴基费托催化剂根据H2/C0比率用于工业规模中。此外，可以通过改变合成条件合成各种化学产品，例如烃、酒精、醚和乙酸。美国专禾IjNo. 5，543，437A (Charles B. Benham, Arvada)禾口 W02005/090521 (CompactGTL pic,Mike Bowe, Joseph)公开了一种从天然气产生长链烃(例 如合成油)的方法。通常，费托合成用反应器可以被分类为固定床反应器(FBR)、浆态鼓泡床反应器 (SBCR)和流化床反应器。目前，固定床反应器和浆态鼓泡床反应器广泛使用。作为费托合成的中试规模反应器浆态鼓泡床反应器比固定床反应器具有如下的 更多优点。浆态鼓泡床反应器1)具有高热传递效率，2)沿着反应器的轴向方向没有压降和温度梯度(即，没有热点)，3)可以在操作期间添加、排放和还原催化剂，4)可以容易地被安装，5)可以以成本经济的方式被安装，6)具有高产率(每反应器容积的产品量)，以及7)具有大反应器容量。基于这些优点，浆态鼓泡床反应器比固定床反应器使用更广泛。然而，浆态鼓泡床 反应器需要浆料再循环设备和从浆料分离固体催化剂和液体产品的分离器。另外，由于在操作期间随着时间的流逝，浆态鼓泡床反应器中的催化剂颗粒变为 更细的颗粒，因此浆料再循环设备和分离设备的效率减小，使得催化剂颗粒会被排放到浆 态鼓泡床反应器之外。因此，不能均勻和连续地获得产品，原因是浆料的浓度和浆态鼓泡床 反应器中的操作条件被改变。美国专利No. 5，599，849A(Berend Jager)公开了一种用于费托合成用浆态鼓泡床 反应器中的浆料分离器的反冲洗方法。使用作为浆料分离设备安装在浆态鼓泡床反应器的 上部的多个过滤介质单元连续分离和排放液体产品。当在浆料分离设备中检测到等于或大 于8巴的压降时，使用液体产品和高压气体的反冲洗将浆料分离设备恢复到初始状态。然而，根据以上专利，在操作期间随着时间的流逝施加于浆料分离设备的压力损 失增加。因此，反应器中的压力增加以增加反应物的液位，并且因此浆料的浓度减小。操作 条件的这些变化不能引起均勻的费托合成反应。此外，作为反冲洗方法的介质的产品和高 压气体进一步增加了反应器中的压力，由此干扰常规操作。此外，可能获得代替预期长链烃的短链烃，原因是由于费托反应的预期产品可能 因为粘度和比重随着链的增长而增加而位于反应器的下部，分离设备和产品排放设备布置 在反应器的上部。美国专利No. 5，422，375A(Erling Rytter)公开了一种通过将用于压力波动的浆 料分离设备安装在反应器中并且当反应物的液位增加时感测浆料分离设备中的真空状态 来连续分离和排放费托合成反应器中的浆料的方法。然而，该方法不实用，并且具有的缺陷是一旦分离设备出故障它不容易被修复。美国专利No. 7，144，924 B2 (Gabriele Carlo Ettore Clerici)公开了一种用于 分离浆料的水力旋流器。水力旋流器的效率显著地受到浆料的浓度和催化剂粒度分布影 响。然而不幸的是，由于在操作期间随着时间的流逝浆态鼓泡床反应器中的催化剂颗 粒被磨损，水力旋流器可能不实用。因此，需要开发一种费托合成方法，通过该方法连续地分离固体催化剂和产品混 合物浆料并且以费托合成用浆态鼓泡床反应器中的合成产品的量均勻地排放高质量长链烃。US 5543437 A (Charles B. Benham, Arvada) 1996. 08. 06W0 2005/090521 (CompactGTL pic, Mike Bowe, Joseph)2005. 09. 29 US 5599849 A (Berend Jager) 1997. 02. 04 US 5422375 A (Erling Rytter) 1995. 06. 06US 7144924 B2 (Gabriele Carlo Ettore Clerici) 2006. 12. 0
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了一种用于连续分离和排放费托合成反应的液体产品和固体催化剂 的装置和方法，由此在稳定操作条件下通过连续分离固体催化剂和液体产品混合物浆料和 通过以合成产品的量排放产品均勻地保持反应器中的浆料的浓度来连续地合成长链合成 油。本专利技术也提供了一种用于连续分离和排放费托合成反应的固体催化剂和液体产 品的装置和方法，由此当浆料分离设备中的压降增加并且分离效率减小时，通过将浆料分 离设备的分离效率恢复到初始状态来均勻地保持反应而不需要改变反应条件。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种费托合成反应的固体催化剂和液体产品的连 续分离和排放装置，通过所述装置将进给气体合成合成油，所述装置包括液位感测设备， 其安装在反应器的内部并且检测反应物的液位；固体催化剂/液体产品分离设备和排放设 备，其安装在反应器的下部并且分离和排放在反应器中混合的固体催化剂和产品；和控制 单元，其接收来自液位感测设备的信号以打开和关闭排放设备，其中分离设备过滤固体催 化剂，并且排放设备通过反应器的下部以浆料液位感测设备所测量的合成产品的量连续排 放从固体催化剂分离的液体产品。所述连续分离和排放装置还可以包括压差传感器，其安装在分离设备的上和下 部并且检测出现在分离设备的上和下部的压降；和过滤器恢复设备，其使用进给气体将周 期性气体脉冲提供给分离设备以将固体催化剂熔合或淀积至其上的分离设备恢复到初始 状态，其中当压降增加到预定水平时，控制单元接收来自压差传感器的信号以控制过滤器 恢复设备的操作。液位感测设备可以包括雷达型或超声波型液位传感器和热电偶中的一个或雷达 型或超声波型液位传感器和热电偶两者，其中热电偶通过浆态反应物与充满气体的空间之 间的温差来检测反应物的液位。分离设备可以是用于分离固体催化剂和产品的具有均勻孔径的过滤器。分离设备可以是平面过滤器或与平面过滤器相比具有相对较大的分离面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连续分离和排放费托合成反应的固体催化剂和液体产品的装置，通过所述费托合成反应将进给气体合成合成油，所述装置包括：液位感测设备，其安装在反应器的内部并且检测浆态反应物的液位；固体催化剂／液体产品的分离设备和排放设备，其安装在所述反应器的下部并且分离和排放混合在所述反应器中的固体催化剂和液体产品；以及控制单元，其接收来自所述液位感测设备的信号以打开和关闭所述排放设备，其中所述分离设备过滤所述固体催化剂，并且所述排放设备通过所述反应器的下部以所述液位感测设备所测量的合成产品的量连续排放从所述固体催化剂分离的液体产品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹光在，全基元，姜锡焕，金承文，裴钟昱，
申请(专利权)人：韩国化学研究院，大林产业株式会社，斗山MECATEC株式会社，韩国石油公社，现代ENGINEERING株式会社，SK能源株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]