一种费托合成装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及费托合成领域，特别涉及一种费托合成装置。
【背景技术】
[0002]随着石油资源的日益减少，以及人类对保护生态环境要求的日益严格，世界对洁净液体燃料的需求急剧增加，为了满足这种需求，各国科研工作者致力于研宄开发洁净燃料油生产技术，其中以费托(Fischer-Tropsch)合成技术最受瞩目。典型的费托合成工艺流程为:首先，煤/天然气经气化或部分氧化、重整转化为合成气，再将合成气脱硫、脱氧净化后，根据采用的费托合成工艺条件及催化剂，调整H/C0比，然后进入费托合成反应器制取混合烃。最后，合成产物经分离加工改质后即可得到不同目标产品。
[0003]费托合成反应器是费托合成技术的核心，由于费托合成是强放热反应，在反应过程中必须及时将反应热移走，否则，催化剂就容易出现局部热点，导致其快速失活和降低长链烷烃产品的选择性；严重情况下可出现反应器的瞬间飞温现象，装置不得不停车。采用浆态床反应器是解决费托合成反应移热问题的有效手段之一，尤其是对大型的工业装置来说更是如此。然而，浆态床反应器在使用过程中也存在问题:在浆态床反应器中，细小的催化剂颗粒与液体烃类产品混合在一起，难以分离。另外，内置换热器使反应器内的空间利用效率偏低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种可以有效控制反应器内部温度并提高反应器空间利用率的费托合成装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种费托合成装置，包括浆态床反应器、第一换热器和第二换热器，所述反应器下部设有气体分布器，所述第一换热器设置于所述反应器内并且位于所述反应器的上部，所述第二换热器设置在所述反应器外，并通过浆料流出管和浆料流入管与所述反应器形成换热回路，其中，所述浆料流出管的一端连接至所述反应器中部或下部，所述浆料流出管的另一端连接至所述第二换热器上部的进料口 ；所述浆料流入管的一端连接至所述反应器位于所述浆料流出管与气体分布器之间的位置，所述浆料流入管的另一端连接至所述第二换热器下部的出料口。
[0007]根据本实用新型的费托合成装置，优选地，所述浆料流出管与所述第一换热器之间的距离为所述反应器高度的1/4-1/2，进一步优选为所述反应器高度的1/4-1/3。
[0008]根据本实用新型的费托合成装置，优选地，所述浆料流出管与所述反应器的连接位置高于所述第二换热器的进料口，所述浆料流入管与所述反应器的连接位置低于所述第二换热器的出料口，从而有利于物料在所述反应器与第二换热器之间形成循环。进一步优选地，所述浆料流出管或浆料流入管上还设有循环泵，用于使物料在所述反应器与第二换热器之间强制循环，从而可以控制物料在所述反应器与第二换热器之间的循环速率，进而更好地调节所述反应器内的温度，并且设置循环泵强制循环还有利于防止所述第二换热器被物料阻塞。
[0009]在本实用新型中，由于反应器下部反应较为剧烈，优选地，所述第二换热器设有多组，例如2-5组、或者3-4组，绕所述反应器均匀布置，以增强移除热量的效果。
[0010]在本实用新型的一个优选实施方式中，所述费托合成装置还包括过滤装置，所述过滤装置设置在所述反应器内位于所述第一换热器和浆料流出管之间的位置，用于对待引出所述反应器的反应产物中的催化剂进行过滤分离，从而减少离开所述反应器的反应产物所夹带的催化剂，本领域技术人员理解，可以上述过滤效果的过滤装置有多种。
[0011]根据本实用新型的费托合成装置，优选地，所述过滤装置包括一个或多个过滤管件，所述过滤管件包括外过滤管、内过滤管、外出料管和内出料管，所述内过滤管设置在所述外过滤管内部的，并且所述内过滤管的滤孔直径小于所述外过滤管的滤孔直径；所述外过滤管的上部设有外反冲洗口，用于向所述外过滤管内引入反冲洗液，所述内过滤管的上部设有内反冲洗口，用于向所述内过滤管内引入反冲洗液；所述外出料管连接至所述外过滤管的底部，用于引出所述外过滤管与内过滤管之间的过滤产物；所述内出料管连接至所述内过滤管的底部，用于引出所述内过滤管内的过滤产物。进一步优选地，所述过滤装置设有多组，例如3-12组、或者5-8组，绕所述反应器侧壁均匀布置，每组过滤装置包括3-30根，优选5-25根，更优选10-20根过滤管件，以提高过滤速率。
[0012]根据本实用新型的费托合成装置，优选地，所述外过滤管的下部设为非过滤段，例如，所述非过滤段的长度不超过所述外过滤管长度的1/2，所述内过滤管位于所述非过滤段内，这种设计可以使得经外过滤管过滤进入的反应产物不会在惯性的作用下直接作用于所述内过滤管的表面，而是向下流动，在所述外过滤管的下部与所述内过滤管接触，由于反应产物与所述内过滤管的过滤表面平行，从而带走附着于所述内过滤管表面的催化剂颗粒，有助于保持滤孔畅通，提高过滤效率。
[0013]根据本实用新型的费托合成装置，优选地，所述外过滤管的滤孔直径为10-60微米，开孔率不小于30 %，所述内过滤管的滤孔直径为1-10微米，开孔率不小于60 %，所述外过滤管的直径不小于所述内过滤管直径的1.5倍；进一步优选地，所述外过滤管的滤孔直径为20-50微米，开孔率不小于35% ;所述内过滤管的滤孔直径为2-8微米，开孔率不小于65%，所述外过滤管的直径为所述内过滤管直径的1.5-3倍；更进一步优选地，所述外过滤管的滤孔直径为30-40微米，开孔率为40-50% ;所述内过滤管的滤孔直径为4-6微米，开孔率为70-80%，所述外过滤管的直径为所述内过滤管直径的1.8-2.5倍。
[0014]在本实用新型中，本领域技术人员可以理解，所述反应器还包括物料进出口，比如位于气体分布器下方的原料气进气口、位于气体分布器上方的催化剂进料口、位于反应器顶部的顶部排气口和位于反应器底部的浆料排出口等，上述物料进出口的设置为本领域熟知，这里不再赘述。优选地，反应器顶部出口处设置有气液固分离器，以分离出排气中的固、液相。
[0015]与现有技术相比，本实用新型提供的费托合成装置设有内置于反应器上部的第一换热器和外置于反应器下部的第二换热器，在反应器下部，新鲜原料气与催化剂接触，其反应较反应器中部和上部更为剧烈，通过将反应器下部浆液送入外置的第二换热器内换热降温，并使反应器下部的浆料循环流动，可以提高换热效率，并且有利于气体与催化剂的均匀接触，提高反应效率；在反应器中部和上部反应较为温和，积累的热量可以通过浆液与设置在反应器上部的第一换热器接触移除，提高了反应器空间利用率，同时，经第一换热器降温后的浆液由于密度增大，会进一步向下返流，从而有利于气体与催化剂的均匀接触，提高反应效率。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的费托合成装置的结构示意图；
[0017]图2为图1中过滤管件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并非仅限于此。
[0019]如图1所示，本实用新型提供的费托合成装置包括浆态床反应器1、第一换热器2和第二换热器3，所述反应器I下部设有气体分布器4，用于使原料气体在所述反应器I中均匀分布，所述气体分布器4可以是本领域常用的气体分布器中的任意一种或其改进形式，比如直接导入型或隔板分布型气体分布器。
[0020]所述第一换热器2设置于所述反应器I内并且位于所述反应器I的上部，用于移除所述反应器I上部的热量。所述第二换热器3设置在所述反应器I外，并通过浆料流出管31和浆料流入管32与所述反应器I形成换热回路，其中，所述浆料流出管31的一端连接至所述反应器I中部或下部，所述浆料流出管31的另一端连接至所述第二换热器3上部的进料口，以使所述反应器I中的物料可以进入所述第二换热器3中；所述浆料流入管32的一端连接至所述反应器I位于所述浆料流出管31与气体分布器4之间的位置，所述浆料流入管32的另一端连接至所述第二换热器3下部的出料口，以使经过冷却降温后的物料返回所述反应器I。在本实用新型中，本领域技术人员可以理解，所述第一换热器2和第二换热器3并无特殊要求，可以是本领域常规的换热器中的任意一种或其改进形式，这里不再赘述。
[0021]在一个优选实施例中，所述浆料流出管31与所述反应器I的连接位置高于所述第二换热器3的进料口，所述浆料流入管32与所述反应器I的连接位置低于所述第二换热器3的出料口。由于反应器I内的物料的温度高于所述第二换热器3的温度，物料因温度差形成密度差，从而有利于物料在所述反应器I与第二换热器3之间形成循环。进一步优选地，所述浆料流出管31或浆料流入管32上还设有循环泵(图中未示出)，用于使物料在所述反应器I与第二换热器3之间强制循环，通过控制所述循环泵，从而可以控制物料在所述反应器I与第二换热器3之间的循环速率，进而更好地调节所述反应器I内的温度，并且设置循环泵强制循环还有利于防止所述第二换热器3被浆料阻塞。
[0022]在本实