本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于提高合成氣體的轉(zhuǎn)化率的2段F-T反應(yīng)器系統(tǒng)，為此，其特征在于，包括：第1反應(yīng)器(10)，至少1個以上，使用Fe催化劑，接受供應(yīng)從煤炭或生物質(zhì)或天然氣中提取的第1合成氣體，使其與Fe催化劑反應(yīng)，獲得合成燃料；以及第2反應(yīng)器(20)，使用Fe.Co催化劑或Co催化劑，接受供應(yīng)從上述第1反應(yīng)器(10)反應(yīng)后流出的第2合成氣體，使其與Fe.Co催化劑或Co催化劑反應(yīng)，獲得合成燃料；而且，上述第1反應(yīng)器(10)接受供應(yīng)的第1合成氣體中含有的H2/CO的配合比范圍為0.6～1.2，調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度及壓力和第1合成氣體的流速，反應(yīng)時具有50～80％范圍的CO轉(zhuǎn)化率；上述第2反應(yīng)器(20)接受供應(yīng)的從第1反應(yīng)器(10)反應(yīng)后流出的第2合成氣體的H2/CO配合比范圍為1.8～2.0，調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度及壓力和第2合成氣體的流速，反應(yīng)時具有90～95％范圍的CO轉(zhuǎn)化率。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種在煤炭液化(CTL)及天然氣液化(GTL)エ序中，借助與殘渣(油、蠟)中含有的催化劑的費(fèi)托合成(Fischer-Tropsch)反應(yīng)生成合成燃料的2段F-T反應(yīng)器系統(tǒng)，尤其涉及用于提高合成氣體的轉(zhuǎn)化率的2段F-T反應(yīng)器系統(tǒng)，構(gòu)成由鼓泡塔反應(yīng)器形成的第I反應(yīng)器和由鼓泡塔反應(yīng)器或固定床反應(yīng)器形成的第2反應(yīng)器，在兩反應(yīng)器之間安裝用于冷卻和加熱的2個熱交換器，通過分離水分及低沸點的油，最大限度地提高合成燃料的收率，延長使用的催化劑的壽命。
技術(shù)介紹
一般而言，F(xiàn)-T反應(yīng)エ序是煤炭間接液化系統(tǒng)(CLT)、天然氣液化系統(tǒng)(GTL)、對木材等生物質(zhì)及廢棄物等多種原料進(jìn)行氣化制油的液化系統(tǒng)(XTL)的核心エ序。 其中，在CTL、GTL、XTLエ序的氣化工序中生成的氫與ー氧化碳的配合比(H2/C0比)隨原料物質(zhì)而多祥地分布。在把煤炭、石油焦、重質(zhì)渣油及諸如木材等生物質(zhì)的固體用作原料時，配合比大致分布為0. 6 I. 2，在把天然氣及工程廢氣等氣體用作原料的情況下，顯示出I. 2 2.0的分布。其中，F(xiàn)-T反應(yīng)エ序是使合成氣體(CCHH2)流入，與反應(yīng)器主體內(nèi)的催化劑反應(yīng)，生成液體狀態(tài)的合成燃料。此時，在F-T反應(yīng)器中使用的催化劑以Fe (鉄)催化劑和Co (鈷)催化劑為主。在F-T反應(yīng)器中使用的催化劑的種類根據(jù)流入反應(yīng)器的合成氣體的配合比(H2/C0比)決定。其中，就Fe催化劑而言，由于催化劑中含有的成份引起將CO轉(zhuǎn)化成氫的水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)(water gas shift reaction),所以，H2/C0比可在0. 6 3. 5的廣_范圍使用。但是，F(xiàn)e催化劑由于活性低于Co催化劑，為獲得高活性，反應(yīng)溫度和壓カ升高，帶來催化劑壽命縮短的結(jié)果。相反，鈷催化劑由于活性高，反應(yīng)溫度和壓カ與Fe催化劑相比雖然較低，但如果未將H2/C0比維持在I. 8 2. 0，則催化劑的鈍化現(xiàn)象會加速，催化劑的壽命縮短。因此，在煤炭液化工序中，在使用Co催化劑的情況下，需要在F-T反應(yīng)器前添加水煤氣反應(yīng)器，把流入F-T反應(yīng)器的合成氣體的H2/C0比保持于I. 8 2. O。另外，Co催化劑的缺點是即使合成氣體中少量含有諸如H2S等雜質(zhì)，反應(yīng)活性也會急劇下降，因此，在應(yīng)用于從煤炭生成的合成氣體方向存在困難。如上所述，F(xiàn)e催化劑和Co催化劑由于分別具有優(yōu)缺點，需要開發(fā)ー種組合反應(yīng)エ序，在相互彌補(bǔ)他們優(yōu)缺點的同時，提聞エ序的效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)正是鑒于如上問題而提出的，本專利技術(shù)的第I目的在于提供一種用于提高合成氣體的轉(zhuǎn)化率的2段F-T反應(yīng)器系統(tǒng)，相互連接主要使用Fe催化劑的ー個以上的第I反應(yīng)器與主要使用Fe. Co或Co催化劑的第2反應(yīng)器，分別形成2個反應(yīng)區(qū)域，在各反應(yīng)區(qū)域具有互不相同的催化劑和反應(yīng)條件，能夠提高合成氣體的總轉(zhuǎn)化率，實現(xiàn)合成燃料收率最大化，延長催化劑壽命。另外，第2目的在于提供ー種用于提高合成氣體的轉(zhuǎn)化率的2段F-T反應(yīng)器系統(tǒng)，調(diào)節(jié)第I反應(yīng)器的溫度、壓カ及供應(yīng)的合成氣體的流量，通過調(diào)節(jié)CO的轉(zhuǎn)化率，把注入第2反應(yīng)器的氣體的H2/C0比調(diào)整為I. 8 2. 0，從而能夠提供適合第2反應(yīng)器的反應(yīng)條件。另外，第3目的在于提供ー種用于提高合成氣體的轉(zhuǎn)化率的2段F-T反應(yīng)器系統(tǒng)，利用第I熱交換器，去除第I反應(yīng)器排出的合成氣體中的水分低沸點油，從而使第2反應(yīng)器的雜質(zhì)流入實現(xiàn)最小化，并利用第I反應(yīng)器和第2反應(yīng)器中發(fā)生的熱，加熱流入第2反應(yīng)器的合成氣體溫度，能夠在提高能源效率的同時，最大限度提高反應(yīng)效率。為達(dá)成上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)的特征，第I專利技術(shù)是針對F-T反應(yīng)器系統(tǒng)，優(yōu)選包括第I反應(yīng)器(10)，至少I個以上，使用Fe催化劑，接受供應(yīng)從煤炭或生物質(zhì)或天然氣中提取的第I合成氣體，使其與Fe催化劑反應(yīng)，獲得合成燃料；以及第2反應(yīng)器(20)，使用Fe. Co 催化劑或Co催化劑，接受供應(yīng)從上述第I反應(yīng)器(10)反應(yīng)后流出的第2合成氣體，使其與Fe. Co催化劑或Co催化劑反應(yīng)，獲得合成燃料；而且，上述第I反應(yīng)器(10)接受供應(yīng)的第I合成氣體中含有的H2/C0的配合比范圍為0. 6 I. 2，調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度及壓カ和第I合成氣體的流速，反應(yīng)時具有50 80%范圍的CO轉(zhuǎn)化率；上述第2反應(yīng)器(20)接受供應(yīng)的從第I反應(yīng)器(10)反應(yīng)后流出的第2合成氣體的H2/C0配合比范圍為I. 8 2.0，調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度及壓カ和第2合成氣體的流速，反應(yīng)時具有90 95%范圍的CO轉(zhuǎn)化率。第2專利技術(shù)是優(yōu)選在第I專利技術(shù)中，上述第I反應(yīng)器(10)及第2反應(yīng)器(20)為鼓泡塔反應(yīng)器。第3專利技術(shù)是優(yōu)選在第I專利技術(shù)中，上述第I反應(yīng)器(10)為鼓泡塔反應(yīng)器，第2反應(yīng)器(20)是具有在內(nèi)部填充了催化劑的催化劑管的固定床反應(yīng)器。第4專利技術(shù)是優(yōu)選在第I專利技術(shù)至第3專利技術(shù)中，上述第I反應(yīng)器(10)在內(nèi)部具備第I冷卻管(13)，防止因與Fe催化劑反應(yīng)時發(fā)生的反應(yīng)熱而導(dǎo)致溫度急劇上升；上述第2反應(yīng)器(20)在內(nèi)部具備第2冷卻管(23)，防止因與Fe. Co催化劑或Co催化劑反應(yīng)時發(fā)生的反應(yīng)熱而導(dǎo)致溫度急劇上升；還包括連接管線(30)，相互連接上述第I反應(yīng)器(10)的流出管(12)與第2反應(yīng)器(20)的流入管(21)，以便接受供應(yīng)從上述第I反應(yīng)器(10)反應(yīng)后流出的第2合成氣體，與存儲于第2反應(yīng)器(20)的Fe. Co催化劑或Co催化劑反應(yīng)；第I熱交換器(31)，安裝于上述連接管線(30)，以便能夠冷卻從上述第I反應(yīng)器(10)反應(yīng)后流出的第2合成氣體，通過第I回收箱(33)收集、存儲第2合成氣體中含有的水分及低沸點油；第2熱交換器(32)，安裝于上述連接管，以便能夠把通過上述第I熱交換器(31)冷卻的第2合成氣體加熱至第2反應(yīng)器(20)的Fe. Co催化劑或Co催化劑的反應(yīng)溫度。第5專利技術(shù)是優(yōu)選在第4專利技術(shù)中，還包括連接上述第I熱交換器(31)與第I冷卻管(13)的流入側(cè)的第I管線(40)，而且，上述第I管線(40)用于使供應(yīng)給第I熱交換器(31)的冷卻水冷卻從上述第I反應(yīng)器(10)反應(yīng)后流出的第2合成氣體，連續(xù)地移送給第I冷卻管(13)，冷卻生成反應(yīng)熱的第I反應(yīng)器(10)的內(nèi)部，防止因內(nèi)部反應(yīng)熱導(dǎo)致溫度急劇上升;還包括連接上述第I冷卻管(13)的流出側(cè)與第2熱交換器(32)的第2管線(41)，而且，上述第2管線(41)用于使通過第I冷卻管(13)的流出側(cè)排出的高溫冷卻水供應(yīng)給第2熱交換器(32)，在對通過第I熱交換器(31)冷卻的第2合成氣體進(jìn)行加熱后，以水或蒸氣形態(tài)排出，能夠用作其他熱源；還包括連接上述第2冷卻管(23)的流出側(cè)與第2管線(41)的第3管線(42)，而且，上述第3管線(42)用于使通過第2冷卻管(23)的流出側(cè)排出的高溫冷卻水能夠供應(yīng)給第2管線(41)，能夠提高沿第2管線(41)流入第2熱交換器(32)的冷卻水的溫度。第6專利技術(shù)是優(yōu)選在第5專利技術(shù)中，還包括3熱交換器，以便能夠冷卻從上述第2反應(yīng)器(20)反應(yīng)后流出的第3合成氣體，通過第2回收箱(52)收集、存儲合成氣體中含有的水/低沸點油，而且，上述第3熱交換器(51)安裝干與第2反應(yīng)器(20)連接的排出管線(50)。第7專利技術(shù)是優(yōu)選在第6專利技術(shù)中，還包括連接上述第3熱交換器(51)與第2冷卻管(23)的流入側(cè)的第4管線(43)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李鎬泰，鄭憲，梁正一，金學(xué)柱，千東鉉，梁正燻，樸智燦，金秉權(quán)，
申請(專利權(quán))人：韓國能量技術(shù)研究院，
類型：
國別省市：
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