專利名稱：可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置的制作方法
可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來將合成氣轉(zhuǎn)化為不同鏈長烴類的費(fèi)托合成裝置，尤其是涉及 一種可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)化石能源(煤、石油、天然氣)的日益減少和環(huán)境污染程度的日益加劇， 重視和發(fā)展可再生、環(huán)保的能源已成為人類社會普遍的共識。其中，生物質(zhì)作為一種重要的 可再生環(huán)保能源，其開發(fā)利用已引起了人們的廣泛重視。如何將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成清潔的氣體 或液體燃料，用于運(yùn)輸、發(fā)電、生產(chǎn)化工原料、化工產(chǎn)品等課題成為世界各國競相研究的熱
點(diǎn)ο生物質(zhì)(Biomass)是植物通過光合作用生成的有機(jī)物質(zhì)，它包括所有動物、植物 和微生物以及由這些有生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的有機(jī)質(zhì)。生物質(zhì)資源分布廣泛，可利用 量大，尤其對于中國等農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源非常豐富，有大量農(nóng)作物秸稈、林木枝椏材、農(nóng) 林產(chǎn)品加工剩余物，加上大量生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)和各類有機(jī)殘?jiān)龋沟蒙镔|(zhì)資源 成為一個巨大的能源“倉庫”。此外，生物質(zhì)資源在使用過程中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w與植物 生長過程中需要吸收的二氧化碳保持平衡，因此是二氧化碳中性的能源資源。用生物質(zhì)代 替化石燃料，不僅可以持續(xù)利用，而且環(huán)保和生態(tài)效果突出，對改善酸雨環(huán)境、減輕溫室效 應(yīng)都有極大的好處。近年來，作為生物質(zhì)資源利用的重要技術(shù)之一，以生產(chǎn)合成氣為目標(biāo)的生物質(zhì)氣 化技術(shù)取得較大的發(fā)展，如申請?zhí)枮?1129931. 2的中國專利所揭示的一種用等離子體 熱解氣化生物質(zhì)制取合成氣的方法，申請?zhí)枮?00810236614.4的中國專利申請所揭示的 一種利用生物質(zhì)制造合成氣的高溫氣化工藝方法及系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了將生物質(zhì)向合成氣的轉(zhuǎn) 化，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)基合成氣向液體燃料的轉(zhuǎn)化提供了前提，使其可以通過費(fèi)托合成 等過程，進(jìn)一步由合成氣生產(chǎn)出合成油品等。然而，現(xiàn)有的合成氣轉(zhuǎn)化裝置，如費(fèi)托合成裝置等均為大型固定裝置，并且需要連 續(xù)的合成氣供給。由于生物質(zhì)資源的分散性，其收集半徑有限，因此在一定區(qū)域內(nèi)所能收集 到的生物質(zhì)的數(shù)量也有限，其所產(chǎn)出的合成氣量較難滿足大型裝置的需求。此外，由于很多 生物質(zhì)資源的數(shù)量還隨季節(jié)變化，供應(yīng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致其生產(chǎn)的合成氣的產(chǎn)量也不穩(wěn)定。因 此，在生物質(zhì)制合成氣的生產(chǎn)場地建造固定的大型合成氣轉(zhuǎn)化裝置用以實(shí)現(xiàn)合成氣的后續(xù) 轉(zhuǎn)化的辦法，其設(shè)備利用率較低，不具有成本優(yōu)勢。而若要將多處合成氣生產(chǎn)場地的合成氣 聚集起來，又將存在合成氣的收集、儲存和運(yùn)輸?shù)雀鞣矫娴膯栴}。因此，需要一種更加經(jīng)濟(jì) 可行的方法和裝置，來實(shí)現(xiàn)對可能分布于各處的生物質(zhì)所產(chǎn)生的合成氣進(jìn)行加工，以生產(chǎn) 出適于運(yùn)輸?shù)幕ぎa(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一是提供了一種可運(yùn)輸?shù)哪K化的(modulized)緊湊型(compact)費(fèi)托合成裝置，其整體可以用普通運(yùn)輸工具運(yùn)送到目的地使用，或者其組成模 塊可以用普通運(yùn)輸工具運(yùn)送到目的地后再連接集成整體的費(fèi)托合成裝置使用，將當(dāng)?shù)厣?質(zhì)生產(chǎn)的合成氣轉(zhuǎn)化成合成油產(chǎn)品，當(dāng)需要更換生產(chǎn)地點(diǎn)時，將模塊的連接拆卸，用普通運(yùn) 輸工具運(yùn)至新的地點(diǎn)使用，以便適應(yīng)對可能分布于各處的生物質(zhì)資源所產(chǎn)的合成氣進(jìn)行合 成，生產(chǎn)出適于運(yùn)輸?shù)幕ぎa(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對生物質(zhì)資源的經(jīng)濟(jì)有效的利用。本發(fā)明的一方面提供了一種可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置，其至少包括 用來將合成氣轉(zhuǎn)化為烴類化合物的一個或多個費(fèi)托合成反應(yīng)器和用來對所述費(fèi)托合成反 應(yīng)器輸出的費(fèi)托合成產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離的一個或多個分離裝置。其中，所述費(fèi)托合成裝置 整體是一個可以用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸?shù)哪K，或者包括所述費(fèi)托合成反應(yīng)器和分離裝置的 所述費(fèi)托合成裝置的多個組成部分按照其體積、重量和/或相互組合的方便程度整合成兩 個或兩個以上的模塊，該兩個或兩個以上模塊可連接組合成所述費(fèi)托合成裝置，拆卸后可 分別用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸。所述“用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸”是指用普通機(jī)動拖車或集裝箱運(yùn)輸，并且所運(yùn)輸?shù)哪?塊的體積、外形和重量符合國家關(guān)于道路運(yùn)輸?shù)姆煞ㄒ?guī)的相關(guān)規(guī)定。比如，于2004年4月 30日公布的現(xiàn)行《中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》規(guī)定“機(jī)動車載物不得超過 機(jī)動車行駛證上核定的載質(zhì)量，裝載長度、寬度不得超出車廂，并應(yīng)當(dāng)遵守下列規(guī)定(一) 重型、中型載貨汽車，半掛車載物，高度從地面起不得超過4米，載運(yùn)集裝箱的車輛不得超 過4. 2米……，，在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成裝置用于費(fèi)托合成時可實(shí)現(xiàn)整個裝置能量自給，無 需外部能源。在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成裝置將其排出的馳放氣用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，為整個 系統(tǒng)提供動力，所述燃?xì)廨啓C(jī)的尾氣用于給所述費(fèi)托合成裝置提供熱源。 在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成裝置將其反應(yīng)器放出的反應(yīng)熱用來產(chǎn)生蒸汽供蒸汽 輪機(jī)發(fā)電，為整個系統(tǒng)提供動力，而蒸汽的凝結(jié)水又返還反應(yīng)器用于移走該反應(yīng)器放出的 反應(yīng)熱。在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成裝置還包括用來對所述分離裝置分離出的油相產(chǎn)物 進(jìn)行精餾的精餾裝置。在一實(shí)施例中，所述精餾裝置包括柴油-蠟分離塔和柴油-石腦油分離塔。在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成裝置還包括用來將所述分離裝置排出的馳放氣中的 至少一部分循環(huán)回所述費(fèi)托合成反應(yīng)器的循環(huán)系統(tǒng)。在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成裝置還包括用來對所述費(fèi)托合成反應(yīng)器進(jìn)行換熱的 換熱裝置。在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器。在一實(shí)施例中，所述固定床反應(yīng)器包括催化床，該催化床可包括多個床層段，各床 層段可裝填催化活性不同的催化劑。在一實(shí)施例中，所述一個或多個分離裝置包括用來分離出第一氣相產(chǎn)物和主要含 柴油和蠟的第一液相產(chǎn)物的第一級分離裝置、用來進(jìn)一步降低所述第一液相產(chǎn)物中水和輕 組分含量的減壓閃蒸裝置、用來對所述第一氣相產(chǎn)物進(jìn)行冷卻的冷卻裝置、用來將冷卻后 的第一氣相產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離以分離出第二氣相產(chǎn)物和第二液相產(chǎn)物的第二級分離裝置、用來對所述第二液相產(chǎn)物進(jìn)行減壓的減壓混合裝置、用來對所述第二氣相產(chǎn)物進(jìn)行冷卻的 冷卻裝置、以及用來對所述冷卻后的第二氣相產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離以分離出第三氣相產(chǎn)物和 第三液相產(chǎn)物的第三級分離裝置。在一實(shí)施例中，所述一個或多個分離裝置進(jìn)一步包括用來對所述第三氣相產(chǎn)物進(jìn) 行冷卻的冷卻裝置、以及用來對所述冷卻后的第三氣相產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離以分離出第四氣 相產(chǎn)物和主要含液化氣的第四液相產(chǎn)物的第四級分離裝置。在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成裝置進(jìn)一步包括用來將所述馳放氣中的氫氣和一氧 化碳轉(zhuǎn)化成甲烷的甲烷化反應(yīng)裝置。

圖1為一種可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置。圖2為圖1所示的可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置的一種實(shí)施方式。圖3為圖1所示的可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置的另一種實(shí)施方式。圖4為圖1所示的可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置的又一種實(shí)施方式。圖5為圖1所示的可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置的又一種實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置 100，用來將原料氣，即合成氣，轉(zhuǎn)化成液化石油氣(liquefiedpetroleum gas, LPG)、石腦 油、柴油和蠟等產(chǎn)品。該費(fèi)托合成裝置100包括反應(yīng)器系統(tǒng)110、氣液分離系統(tǒng)120和精餾 系統(tǒng)130。其中，反應(yīng)器系統(tǒng)110至少包括一個用來將原料合成氣轉(zhuǎn)化成烴類化合物的費(fèi) 托合成反應(yīng)器。在一實(shí)施例中，該費(fèi)托合成反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器，進(jìn)一步地，其可為一 管殼型固定床反應(yīng)器。在一實(shí)施例中，該費(fèi)托合成反應(yīng)器是一個申請人所有的申請?zhí)枮?CN200810189049.0的中國專利申請中所描述的Unitemp 型反應(yīng)器，其催化床包括多個床
層段，各床層段可裝填催化活性不同的催化劑。該專利申請中所揭示的相關(guān)內(nèi)容也將作為 本說明書內(nèi)容的一部分。在一實(shí)施例中，反應(yīng)器系統(tǒng)110還包括原料氣預(yù)熱裝置，用來將原 料合成氣預(yù)熱至接近反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度。在一實(shí)施例中，反應(yīng)器系統(tǒng)110還包括一機(jī)械 支撐架，在運(yùn)輸過程中其可以用于在運(yùn)輸工具上安放和固定橫臥的反應(yīng)器，而到生產(chǎn)場地 后其可以用來將反應(yīng)器調(diào)節(jié)并固定于豎立的工作狀態(tài)以進(jìn)行費(fèi)托合成，該機(jī)械支撐架與反 應(yīng)器可互相組裝和拆卸。根據(jù)實(shí)際的具體需要，反應(yīng)器系統(tǒng)110還可包括其它輔助裝置和 /或結(jié)構(gòu)。其中，氣液分離系統(tǒng)120至少包括一分離裝置，用來將從反應(yīng)器系統(tǒng)110的反應(yīng)器 中輸出的費(fèi)托合成產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離，分離出氣相產(chǎn)物、油相產(chǎn)物和水，以將油相產(chǎn)物輸送 至精餾系統(tǒng)130中進(jìn)行精餾獲得目標(biāo)產(chǎn)物，而將氣相產(chǎn)物部分循環(huán)回反應(yīng)器系統(tǒng)110，部分 經(jīng)處理后排出。在一實(shí)施例中，氣液分離系統(tǒng)120包括至少兩個分離裝置以便對費(fèi)托合成 產(chǎn)物進(jìn)行分級分離處理。在一實(shí)施例中，氣液分離系統(tǒng)120還包括一個或多個減壓、混合和 /或閃蒸裝置等。其中，精餾系統(tǒng)130至少包括一個精餾裝置，用來將所述氣液分離系統(tǒng)120中分離出的油相產(chǎn)物中的沸點(diǎn)不同的物質(zhì)分離出來，以分別獲得純度較高的各種產(chǎn)物，如蠟、柴 油、石腦油等產(chǎn)品。在一實(shí)施例中，精餾系統(tǒng)130包括兩個或兩個以上的精餾裝置，如精餾 塔，以分別針對組分較重或組分較輕的費(fèi)托合成產(chǎn)物進(jìn)行精餾。如圖2所示，在一實(shí)施例中，反應(yīng)器系統(tǒng)110包括原料預(yù)熱器111和費(fèi)托合成反應(yīng) 器112，氣液分離系統(tǒng)120包括第一級分離裝置121、與第一級分離裝置121相連的減壓閃 蒸裝置122和換熱裝置123、第二級分離裝置124、與第二級分離裝置124相連的減壓混合 裝置125和冷卻裝置126、以及與冷卻裝置126相連的第三級分離裝置127，精餾系統(tǒng)130 包括柴油_蠟分離塔131和柴油-石腦油分離塔132。在一實(shí)施例中，經(jīng)凈化后的新鮮原料合成氣經(jīng)過原料預(yù)熱器111預(yù)熱至接近反 應(yīng)器112內(nèi)的反應(yīng)溫度，比如，預(yù)熱至大約180°C后，進(jìn)入反應(yīng)器112，在催化劑的作用下
生成烴類化合物，同時放出大量的反應(yīng)熱。在一實(shí)施例中，反應(yīng)器112為Unitemp 型反
應(yīng)器，裝填有鈷基催化劑，在反應(yīng)壓力為20-40bar，反應(yīng)溫度為180-240°C，反應(yīng)空速為 δΟΟ-βΟΟΟ^1, H2/C0為2. 05-2. 20的條件下，獲得CO單程轉(zhuǎn)化率為> 45%，甲烷選擇性 6-12%, C5+ 選擇性> 85%。反應(yīng)器112的輸出物料含氣液兩相，進(jìn)入第一級分離裝置121進(jìn)行氣液分離，分離 主要含柴油和蠟的油相產(chǎn)物和主要包括未反應(yīng)的合成氣、甲烷、LPG、石腦油、柴油等輕組分 和水的氣相產(chǎn)物。油相產(chǎn)物通過減壓閃蒸裝置122進(jìn)一步降低水和輕組分的含量后進(jìn)入柴 油-蠟分離塔131。氣相產(chǎn)物溫度大約為20(TC，進(jìn)入換熱裝置123進(jìn)行冷卻，可冷卻至一 盡量低的溫度，通常在80°C到120°C范圍內(nèi)，以不使所述氣相產(chǎn)物中產(chǎn)生固態(tài)析出物為限。 所述換熱裝置123可將所述氣相產(chǎn)物冷卻過程釋放的熱量用作原料預(yù)熱器111的熱源，給 原料合成氣預(yù)熱。所述氣相產(chǎn)物經(jīng)換熱裝置123冷卻后部分冷凝成液相，進(jìn)入第二級分離 裝置124進(jìn)行氣液分離，其液相主要包含油和水，排除水后得到的油相產(chǎn)物經(jīng)減壓混合裝 置125減壓后進(jìn)入柴油-石腦油分離塔132，未冷凝的氣相再經(jīng)冷卻裝置126進(jìn)一步冷卻至 一更低的溫度，通常在0°C到40°C范圍內(nèi)，以不使其中的水蒸氣冷凝成固態(tài)為限，再進(jìn)入第 三級分離裝置127進(jìn)行氣液分離，液相主要包含油和水，水排出系統(tǒng)，油相產(chǎn)物經(jīng)減壓混合 裝置125減壓后進(jìn)入柴油-石腦油分離塔132。在一實(shí)施例中，經(jīng)冷卻裝置126后仍未冷凝的氣體部分以馳放氣排出系統(tǒng)，其余 作為循環(huán)氣與新鮮原料氣混合。其中，所述馳放氣含有一定量的氫氣和一氧化碳，因此所述 費(fèi)托合成裝置100還可以進(jìn)一步包括甲烷化反應(yīng)裝置(未圖示)，用來將所述馳放氣中的氫 氣和一氧化碳合成甲烷，使得其輸出氣體符合民用天然氣標(biāo)準(zhǔn)而加以利用。可替換地，在另一實(shí)施例中，如圖3所示，經(jīng)冷卻裝置126后仍未冷凝的氣相也可 再用一個冷卻裝置128進(jìn)一步冷卻至一更低的溫度，該溫度以使其中的液化石油氣(LPG) 保持在液相為限，冷卻后的物質(zhì)進(jìn)入第四級分離裝置129進(jìn)行氣液分離，并收集其中液相 產(chǎn)物，其主要為LPG，其中仍未冷凝的氣體部分以馳放氣排出系統(tǒng)，其余作為循環(huán)氣與新鮮 原料氣混合。柴油和蠟混合物進(jìn)入柴油_蠟分離塔131，塔底得到純化后的產(chǎn)品蠟，塔上部采出 柴油，塔頂氣中夾帶少量石腦油，該股物料可送到柴油-石腦油分離塔132。柴油-石腦油分離塔132的進(jìn)料從塔的上部進(jìn)入，在塔頂冷卻回流罐采出石腦油， 不凝氣體經(jīng)壓縮后部分液化成LPG，不能壓縮的氣體并入馳放氣系統(tǒng)，從塔中部側(cè)線抽出柴油，塔底排出少量的蠟。其中，所述排出的馳放氣可用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，為整個系統(tǒng)提供動力。燃?xì)廨啓C(jī) 的尾氣可用于給精餾塔提供熱源，和/或提供熱源用于啟動反應(yīng)器系統(tǒng)和/或提升蒸汽品 位。所述反應(yīng)器112放出的大量反應(yīng)熱可用來產(chǎn)生蒸汽供蒸汽輪機(jī)發(fā)電，為整個系統(tǒng)提供 動力，而蒸汽的凝結(jié)水返還反應(yīng)器112又可用于移走反應(yīng)器112放出的反應(yīng)熱。因此，整個系統(tǒng)的能耗可以自給自足。即，所述費(fèi)托合成裝置100用于費(fèi)托合成時 可實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)能量自給，無需外部能源。其中，所述原料預(yù)熱器111和費(fèi)托合成反應(yīng)器112可以如圖2或圖3所示的方式 分開獨(dú)立設(shè)置，也可以組合設(shè)置或一體化設(shè)置，比如，可以將原料預(yù)熱器111設(shè)置于費(fèi)托合 成反應(yīng)器112內(nèi)。在一實(shí)施例中，反應(yīng)器112內(nèi)設(shè)置有多個反應(yīng)管，反應(yīng)管之間用水移走反 應(yīng)熱，而所述原料預(yù)熱器111可以包括多個設(shè)置于所述反應(yīng)管之間的水中的換熱管，使得 原料反應(yīng)氣流經(jīng)該換熱管后預(yù)熱到合適的溫度。如圖4所示，在一實(shí)施例中，新鮮原料合成氣和循環(huán)氣先進(jìn)入換熱裝置123與第一 級分離裝置121輸出的氣相產(chǎn)物進(jìn)行熱交換，然后進(jìn)入反應(yīng)器112反應(yīng)，或進(jìn)入設(shè)置于費(fèi)托 合成反應(yīng)器112內(nèi)的上述預(yù)熱器進(jìn)一步預(yù)熱后再進(jìn)入反應(yīng)器112反應(yīng)。如圖5所示，在又一實(shí)施例中，新鮮原料合成氣和循環(huán)氣首先進(jìn)入冷卻裝置126與 第二級分離裝置124輸出的氣相物質(zhì)進(jìn)行熱交換，然后再進(jìn)入換熱裝置123與第一級分離 裝置121輸出的氣相產(chǎn)物進(jìn)一步熱交換，最后進(jìn)入反應(yīng)器112反應(yīng)，或進(jìn)入設(shè)置于費(fèi)托合成 反應(yīng)器112內(nèi)的上述預(yù)熱器更進(jìn)一步預(yù)熱后再進(jìn)入反應(yīng)器112反應(yīng)。所述費(fèi)托合成裝置100的各部分還可以進(jìn)一步包括其它裝置或結(jié)構(gòu)等。比如反應(yīng) 器系統(tǒng)Iio還可以進(jìn)一步包括一個或多個所述費(fèi)托合成反應(yīng)器112。又比如，所述反應(yīng)裝 置100還可以進(jìn)一步包括用來實(shí)現(xiàn)原料氣體的流量控制的裝置或結(jié)構(gòu)、用來實(shí)現(xiàn)反應(yīng)裝置 100的整體控制的裝置或結(jié)構(gòu)、用來實(shí)現(xiàn)氣體循環(huán)的裝置或結(jié)構(gòu)、用來實(shí)現(xiàn)熱交換的裝置或 結(jié)構(gòu)、以及用來保證整個反應(yīng)裝置100的操作的安全可靠性的裝置或結(jié)構(gòu)等，包括但不限 于一個或多個流量控制器、傳感器、循環(huán)系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等，該等裝置或結(jié)構(gòu)可整 合于所述反應(yīng)器系統(tǒng)110、氣液分離系統(tǒng)120和精餾系統(tǒng)130各部分內(nèi)。在一實(shí)施例中，若所述費(fèi)托合成裝置100的結(jié)構(gòu)足夠緊湊，體積足夠小，可以整體 地形成為一個可用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸?shù)哪K。在一實(shí)施例中，所述費(fèi)托合成裝置100的各組成部分，包括但不限于所述原料預(yù) 熱器111、費(fèi)托合成反應(yīng)器112、各級分離裝置121、124或127、減壓閃蒸裝置122、減壓混合 裝置125、換熱裝置123、冷卻裝置126、柴油-蠟分離塔131和柴油-石腦油分離塔132， 可以根據(jù)其體積、重量和/或相互組合的方便程度，按照各種組合方式整合成兩個或兩個 以上可以相互連接也可以相互拆卸的模塊，該等模塊拆卸后可分別用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸?shù)?生產(chǎn)場地，連接后組成整體的所述費(fèi)托合成裝置100，用來將原料合成氣轉(zhuǎn)化成費(fèi)托合成產(chǎn)品。比如，在一實(shí)施例中，所述反應(yīng)器系統(tǒng)110、氣液分離系統(tǒng)120和精餾系統(tǒng)130分別 為一個模塊。在一實(shí)施例中，所述反應(yīng)器系統(tǒng)110包括一個或一個以上的反應(yīng)器112，各反 應(yīng)器112具有原料預(yù)熱功能而沒有獨(dú)立設(shè)置的原料預(yù)熱器111，各反應(yīng)器112分別為一模 塊，第一級分離裝置121、第二級分離裝置124、冷卻裝置126和第三級分離裝置127整合為一個模塊，減壓閃蒸裝置122和減壓混合裝置125整合為一個模塊，柴油-蠟分離塔131和 柴油_石腦油分離塔132分別為一個模塊，甲烷化反應(yīng)裝置為一個模塊。在一實(shí)施例中，為了方便各個模塊的移動，可以在所述各模塊底部安裝滑輪。所述可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置，不僅可以用普通運(yùn)輸工具運(yùn)至各 地，將該地的生物質(zhì)所產(chǎn)的合成氣轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)品，極大地方便了生物質(zhì)資源的利用，而且 提升了小產(chǎn)能型費(fèi)托合成裝置的成本優(yōu)勢以降低生物質(zhì)基合成氣生產(chǎn)合成油產(chǎn)品的成本。傳統(tǒng)的費(fèi)托合成裝置在產(chǎn)能小于20，000桶/日時裝置成本隨著產(chǎn)能的減小迅 速攀升，因而不適用于相對小量的生物質(zhì)基合成氣的深加工的情形。本發(fā)明所述可運(yùn)輸 的模塊化的緊湊型費(fèi)托合成裝置利用其固定床工藝特點(diǎn)，并結(jié)合可有效防止熱點(diǎn)產(chǎn)生的 Unitemp 型反應(yīng)器的催化劑裝填技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了費(fèi)托合成裝置的小型化，即便在產(chǎn)能小于
10，000桶/日，甚至在產(chǎn)能小于5，000桶/日時，其裝置成本與裝置產(chǎn)能的關(guān)系曲線仍平 緩，因此極大提高了日產(chǎn)小于10，000桶，特別是日產(chǎn)小于5，000桶的小產(chǎn)能型費(fèi)托合成裝 置的成本優(yōu)勢，從而可以降低生物質(zhì)基合成氣生產(chǎn)合成產(chǎn)品的成本。
權(quán)利要求
一種可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置，其至少包括用來將合成氣轉(zhuǎn)化為烴類化合物的一個或多個費(fèi)托合成反應(yīng)器和用來對所述費(fèi)托合成反應(yīng)器輸出的費(fèi)托合成產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離的一個或多個分離裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成裝置整體是一個可以用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸?shù)哪K，或者包括所述費(fèi)托合成反應(yīng)器和分離裝置的所述費(fèi)托合成裝置的多個組成部分按照其體積、重量和/或相互組合的方便程度整合成兩個或兩個以上的模塊，該兩個或兩個以上模塊可連接組合成所述費(fèi)托合成裝置，拆卸后可分別用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸。
2.如權(quán)利要求1所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成裝置用于費(fèi)托合成 時可實(shí)現(xiàn)整個裝置能量自給，無需外部能源。
3.如權(quán)利要求2所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成裝置將其排出的馳 放氣用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，為整個系統(tǒng)提供動力，所述燃?xì)廨啓C(jī)的尾氣用于給所述費(fèi)托合成 裝置提供熱源。
4.如權(quán)利要求2所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成裝置將其反應(yīng)器放 出的反應(yīng)熱用來產(chǎn)生蒸汽供蒸汽輪機(jī)發(fā)電，為整個系統(tǒng)提供動力，而蒸汽的凝結(jié)水又返還 反應(yīng)器用于移走該反應(yīng)器放出的反應(yīng)熱。
5.如權(quán)利要求1所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成裝置還包括用來對 所述分離裝置分離出的油相產(chǎn)物進(jìn)行精餾的精餾裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述精餾裝置包括柴油-蠟分離 塔和柴油-石腦油分離塔。
7.如權(quán)利要求1所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成裝置還包括用來將 所述分離裝置排出的馳放氣中的至少一部分循環(huán)回所述費(fèi)托合成反應(yīng)器的循環(huán)系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求1所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成裝置還包括用來對 所述費(fèi)托合成反應(yīng)器進(jìn)行換熱的換熱系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求1所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成反應(yīng)器為固定床反 應(yīng)器。
10.如權(quán)利要求9所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述固定床反應(yīng)器包括催化床， 該催化床包括多個床段，各床段可裝填催化活性不同的催化劑。
11.如權(quán)利要求1所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述一個或多個分離裝置包括用 來分離出第一氣相產(chǎn)物和主要含柴油和蠟的第一油相產(chǎn)物的第一級分離裝置、用來進(jìn)一步 降低所述第一液相產(chǎn)物中水和輕組分含量的減壓閃蒸裝置、用來對所述第一氣相產(chǎn)物進(jìn)行 冷卻的冷卻裝置、用來對冷卻后的第一氣相產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離以分離出第二氣相產(chǎn)物和第 二液相產(chǎn)物的第二級分離裝置、用來對所述第二液相產(chǎn)物進(jìn)行減壓的減壓混合裝置、用來 對所述第二氣相產(chǎn)物進(jìn)行冷卻的冷卻裝置、以及用來對所述冷卻后的第二氣相產(chǎn)物進(jìn)行氣 液分離以分離出第三氣相產(chǎn)物和第三液相產(chǎn)物的第三級分離裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述一個或多個分離裝置進(jìn)一 步包括用來對所述第三氣相產(chǎn)物進(jìn)一步冷卻的冷卻裝置、以及用來對所述進(jìn)一步冷卻后的 第三氣相產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離以分離出第四氣相產(chǎn)物和主要含液化氣的第四液相產(chǎn)物的第 四級分離裝置。
13.如權(quán)利要求7所述的費(fèi)托合成裝置，其特征在于所述費(fèi)托合成裝置進(jìn)一步包括用來將所述分離裝置排出的馳放氣中的至少一部分中的氫氣和一氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷的甲烷化反應(yīng)裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可運(yùn)輸?shù)哪K化的緊湊型費(fèi)托合成裝置，其至少包括用來將合成氣轉(zhuǎn)化為烴類化合物的一個或多個費(fèi)托合成反應(yīng)器和用來對所述費(fèi)托合成反應(yīng)器輸出的費(fèi)托合成產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離的一個或多個分離裝置。其中，所述費(fèi)托合成裝置整體是一個可以用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸?shù)哪K，或者包括所述費(fèi)托合成反應(yīng)器和分離裝置的所述費(fèi)托合成裝置的多個組成部分按照其體積、重量和/或相互組合的方便程度整合成兩個或兩個以上的模塊，該兩個或兩個以上模塊可連接組合成所述費(fèi)托合成裝置，拆卸后可分別用普通運(yùn)輸工具運(yùn)輸。
文檔編號C07C1/04GK101993319SQ20091005623
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者王尤崎 申請人:亞申科技研發(fā)中心(上海)有限公司