一种分离浆态床费托合成重馏分和铁基催化剂的方法技术

一种分离浆态床费托合成重馏分和铁基催化剂的方法，包括以下步骤：来自浆态床反应器的费托合成产物重馏分与铁基催化剂的混合浆液进入位于浆态床反应器外部的沉降罐中，并使沉降罐中的混合浆液在磁力线方向向下的磁场的作用下实现费托合成重馏分与铁基催化剂的快速分离；分离后的费托合成重馏分通过设置在沉降罐上部的过滤器进行过滤后作为产品排出。该方法可实现费托合成产物重馏分与铁基催化剂的快速分离，同时使９９．９５％以上的催化剂颗粒留在反应系统中，继续发挥催化作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及浆态床费托合成催化剂与费托合成产物重馏分分离 的方法，更具体地说，是一种浆态床费托合成产物重馏分与铁基催化 剂分离的方法。
技术介绍
为克服固定床反应器费托合成催化剂床层易出现热点、催化剂装 填和卸载难度大等问题，近年来人们大力发展浆态床反应器费托合成 技术。浆态床反应器具有很多优点，例如，快速取热、基本上恒温反应；反应器结构简单、造价低；处理量大；催化剂可以连续补充卸载 且方法简便等。但要求催化剂为细小颗粒，以便与反应产物在反应器 中形成浆态相，使得催化剂与费托合成产物的分离成为技术难题。为 解决此难题，人们曾尝试在浆态床反应器内放置过滤装置，通过过滤 装置将费托合成产物重馏分抽出。采用该类工艺方法可以较好地实现 费托合成产物重馏分与催化剂的分离。但是，催化剂粉颗粒在滤芯表 面的富集，特别是堵塞过滤孔后，极易造成过滤系统压差上升过快， 导致需对过滤器进行频繁的反冲洗，直到无法正常工作。在此情况下， 需将整个费托合成装置停下来进行检修，缩短了费托合成装置的平稳 运行周期。为便于检修过滤器及降低过滤系统的负荷，人们又开发了器外过 滤的工艺技术，将催化剂和费托合成产物重馏分形成的浆液引到反应 器外，通过器外沉降和过滤等方法将部分合成产物重馏分抽出，再将 抽余的费托合成重馏分和催化剂循环回反应器中，实现将费托合成产 物抽出反应系统的目的。美国专利US3829478披露了一种较为典型的浆态床器外分离系 统，该系统从反应器内浆液相上部将含催化剂的浆液引出反应器外， 然后通过气液分离将气相分离出去，分离出的气相被送回反应器，液相进入浆液沉降罐，浆液沉降罐的液位与反应器相同；在浆液沉降罐 中由于重力的作用催化剂颗粒沉降，浆液沉降罐底部富集催化剂颗粒 的浆液循环返回反应器底部，浆液沉降罐的上部形成基本不含催化剂 颗粒的区域；液体产品由沉降罐上部引出，即可实现催化剂颗粒与液 体产品的分离。由于该方法只是通过重力实现催化剂颗粒与液体产品 的分离，而催化剂颗粒又小，需要较长的停留时间才能实现催化剂颗 粒与液体产品的完全分离，这样会导致沉降分离罐尺寸较大，在工业 上难以实现。专利WO02/96840 Al 7>开了一种不兹分离器，在浆液的外循环主 管道外侧增设T形磁铁。当催化剂浆液流过时，其中的部分催化剂颗 粒被磁场吸附到管壁上，使得从支管流出的浆液中催化剂浓度相应降 低，这部分浆液再进入下游的过滤单元分离出重质烃。该方法虽然可 在一定程度上减轻过滤单元的操作负荷，但设备相对复杂，且浆液的 外循环主管道壁上所吸附催化剂的回收、利用存在一定困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种浆态床费托合成产物重馏分与铁基催 化剂分离的方法，该方法易于实施，且具有较为理想的分离效果。本专利技术基于以下构思新鲜铁基费托合成催化剂主要由Fe203组 成不具有万兹性，经还原处理并投入反应过程后，大部分FeA被还原 成具有费托合成活性的碳化铁(FeCx),部分Fe203被还原成FeA。 FeCx 和FeA均具有很强的磁性。本专利技术正是利用反应过程中浆态床反应 器内费托合成铁基催化剂含有一定量具有很强磁性的FeG和Fe304这 一特点，通过在催化剂器外分离系统的沉降罐内形成》兹场，加快催化 剂在罐内的沉降速度，使得沉降罐上部的液体基本不含催化剂，以便 通过过滤器将费托合成产物重馏分抽出反应系统，从而降低过滤器的 负荷，提高过滤效率，以延长过滤器反冲洗的间隔，实现浆态床费托 合成重质产物(例如蜡)与催化剂分离系统的长周期稳定运转。本专利技术所提供的浆态床费托合成产物重馏分与铁基催化剂分离的方法包括以下步骤来自浆态床反应器的费托合成产物重馏分与铁 基催化剂的混合浆液进入位于浆态床反应器外部的沉降罐中，并使沉 降罐中的混合浆液在磁力线方向向下的磁场的作用下实现费托合成重馏分与铁基催化剂的快速分离；分离后的费托合成重馏分通过设置 在沉降罐上部的过滤器进行过滤后作为产品排出。在本专利技术所述方法中，处于反应状态下的费托合成产物重馏分与 催化剂的混合浆液从浆态床反应器中引入到沉降罐中，为避免新引入 的浆液使得沉降罐上部液体中的催化剂含量增大，所采用的引液管的 出口最好位于沉降罐的下部。在本专利技术所述方法中，为防止浆液携带未反应气体进入沉降罐以 及气体物流上升导致沉降罐中液相返混，最好在引液管的上端设置与 浆态床反应器连通的导气管线，从而将气体物流送回浆态床反应器。 此外，在沉降罐顶部设连通管线，使沉降罐与反应器连通，避免浆液 携带的气体进入沉降罐引起液位波动，造成操作不稳定。在本专利技术所述方法中，在沉降罐中所述混合浆液在磁力线方向向 下的磁场的作用下实现费托合成重镏分与铁基催化剂的快速分离。所 述磁场最好被限定在沉降罐罐体上部和中部，避免催化剂颗粒受磁力 的作用沉积在沉降罐的底部，最好采用交流线圈产生磁场，也可用外 置于沉降罐罐体外部的永磁铁产生。在沉降罐体上部和中部加磁场 后，不可避免的对沉降罐的底部影响，但磁场的强度会较弱，为消除 上述影响，可以采用在沉降罐底部外加与分离；兹场方向相反、强度与 沉降罐底部相同的磁场，从而使沉P争罐的底部尽可能实现零磁场。为避免由于沉降罐体磁化导致的催化剂在沉降罐中的沉积，特在 沉降罐中设非磁性衬里。在本专利技术所述方法中，所述过滤器设置在沉降罐液相区域的上 部，且一般为两组或多组可替换操作的具有反吹扫功能的过滤器。费 托合成产物重馏分经过滤器过滤后排出反应系统。在本专利技术所述方法中， 一般情况下，浆液的器外循环量为通过自 动反冲洗过滤器外排费托合成产物量的2 ~ 40倍，优选5 ~ 30倍，进一步优选5 ~ 15倍。所述i兹力线方向向下的外加》兹场的强度为200 ~ 20000高斯，优选300 ~ 10000高斯，进一步优选400 ~ 8000高斯，更 进一步优选500 ~ 4000高斯。与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在以下方面本专利技术在催化剂浆液器外沉降罐液相上部区域外加向下的磁场， 作用于具有磁性的费托合成铁基催化剂，加快催化剂颗粒的沉降速 度，使沉降罐液相上部区域基本不含催化剂颗粒，降低具有反沖洗功 能的过滤系统的负荷，提高过滤效率，延长过滤器反冲洗的间隔，实 现浆态床费托合成蜡与催化剂分离系统的长周期稳定运转。本专利技术在沉降罐上部设置具有反冲洗功能的过滤系统，将费托合 成反应生成的蜡通过过滤器与催化剂颗粒分离并排出反应系统，同时 使99. 95 %以上的催化剂颗粒留在反应系统中，继续发挥催化作用， 保证系统运行的平稳性。采用该方法得到的产品粗蜡再经过简单的精 过滤、分离出携带的轻组分后可以得到质量合格的蜡产品。本专利技术从反应器引出浆液到沉降罐的管线进入沉降罐后分为两 路， 一路垂直向下伸入沉降罐液相， 一路向上将浆液相携带的气体送 回到反应器中，避免由于浆液中携带的气体随液相物流进入沉降罐液 相后闪蒸过程产生鼓涌现象，引起液位波动，造成梯:作不稳定。同时 在沉降罐顶部设连通管线将沉降罐与反应器连通，确保系统稳定运 行。附图说明图1为本专利技术所提供方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术所提供的方法，但本专利技术并不因 此而受到任何限制。如图1所示，费托合成原料气经底部进料管线1进入浆态床反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离浆态床费托合成重馏分和铁基催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：来自浆态床反应器的费托合成产物重馏分与铁基催化剂的混合浆液进入位于浆态床反应器外部的沉降罐中，并使沉降罐中的混合浆液在磁力线方向向下的磁场的作用下实现费托合成重馏分与铁基催化剂的快速分离；分离后的费托合成重馏分通过设置在沉降罐上部的过滤器进行过滤后作为产品排出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：门卓武，石玉林，卜亿峰，吕毅军，胡樟能，宁文生，李小年，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油有限公司，浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]