專利名稱：顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，該方法得到的催化劑將用于工業(yè)反應(yīng)器，如流化床反應(yīng)器中進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)。
背景技術(shù)：
費(fèi)托合成過(guò)程利用合成氣，在催化劑的作用和一定溫度、壓力下在反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，生成一系列的烴類化合物。費(fèi)托合成過(guò)程隨反應(yīng)溫度的不同，可以分為高溫費(fèi)托合成過(guò)程和低溫費(fèi)托合成過(guò)程。對(duì)于高溫費(fèi)托合成過(guò)程，其反應(yīng)器一般采用流化床反應(yīng)器，產(chǎn)品中短鏈烴較多；而低溫費(fèi)托合成過(guò)程的反應(yīng)器則主要采用漿態(tài)床反應(yīng)器，產(chǎn)品中長(zhǎng)鏈烴較多。兩種過(guò)程各具特點(diǎn)，選擇何種過(guò)程主要取決于目的產(chǎn)品。
費(fèi)托合成所用的催化劑有多種，常用的為鐵基或鈷基催化劑，而鐵基催化劑由于價(jià)格比較低廉，因而在費(fèi)托合成過(guò)程得到了廣泛應(yīng)用。
鐵基費(fèi)托合成催化劑需還原后才具有活性，在已有的文獻(xiàn)報(bào)道和專利中，鐵基費(fèi)托合成催化劑的還原在費(fèi)托合成反應(yīng)器中進(jìn)行，按照一定進(jìn)口氣體組成、溫度、壓力和空速來(lái)還原催化劑，費(fèi)托合成的反應(yīng)活性隨還原程度的提高而逐漸穩(wěn)定，還原完成后切換到合成狀態(tài)。以上報(bào)道一般為實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的過(guò)程。
在申請(qǐng)?zhí)枮?3151105.8的專利中，提出了一種用于漿態(tài)床反應(yīng)器的鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，指出對(duì)于工業(yè)漿態(tài)床反應(yīng)器，如果合成過(guò)程和還原過(guò)程在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，最大的問(wèn)題在于催化劑的在線更新和還原。在催化劑的首次還原完成后開(kāi)始費(fèi)托合成過(guò)程，運(yùn)行一段時(shí)間后，催化劑逐漸失活，需要添加新的催化劑來(lái)替換部分催化劑。如果直接將催化劑添加入到合成反應(yīng)器中進(jìn)行還原，由于添加的催化劑處于水分很高的狀態(tài)(此時(shí)反應(yīng)器中水的分壓可能占到總壓的20％)，將導(dǎo)致還原不充分，并容易造成催化劑的燒結(jié)和破碎。如果用高H2/CO比的氣體對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行置換后再還原，則需要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行，造成了合成過(guò)程的間斷，費(fèi)托合成產(chǎn)物時(shí)空產(chǎn)率急劇下降。大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的工業(yè)裝置顯然不能以此方式來(lái)操作。故對(duì)于工業(yè)的漿態(tài)床費(fèi)托合成來(lái)說(shuō)，應(yīng)配置一個(gè)獨(dú)立的還原反應(yīng)器及其配套的還原單元。
雖然上面專利針對(duì)的是低溫費(fèi)托合成過(guò)程，在高溫費(fèi)托合成過(guò)程中，也存在著同樣的問(wèn)題，需要采取措施以確保新加的催化劑活性最佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種獨(dú)立的、還原程度高的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，該方法還原得到的催化劑將用于工業(yè)反應(yīng)器，如流化床反應(yīng)器中進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，但合成反應(yīng)器形式不限于流化床反應(yīng)器。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟(1)將鐵基催化劑加入催化劑裝料槽，再通過(guò)高壓氣體將催化劑用稀相輸送的方式壓送到流化床形式的還原反應(yīng)器中；(2)通過(guò)壓縮機(jī)將還原氣體壓入還原反應(yīng)器中與催化劑進(jìn)行還原反應(yīng)，還原反應(yīng)器操作溫度為260～450℃，壓力為2.0～5.0MPa，入口線速為0.15～0.7m/s，流化床密相區(qū)催化劑體積濃度為5～60％，還原反應(yīng)過(guò)程包括還原階段和調(diào)整階段兩個(gè)階段；(3)通過(guò)高壓氣體用稀相輸送的方式將還原好的催化劑壓至催化劑裝料槽中儲(chǔ)存待用；實(shí)現(xiàn)以上工藝步驟在還原反應(yīng)器入口前需設(shè)置至少一臺(tái)壓縮機(jī)、至少一個(gè)加熱換熱器、至少一個(gè)加熱爐、還原反應(yīng)器出口后設(shè)置至少一臺(tái)冷卻換熱器、至少一個(gè)除塵裝置，至少一個(gè)氣液分離器。
所述的還原反應(yīng)的還原階段，可供給外加熱量，以維持還原溫度，結(jié)束的標(biāo)志為還原反應(yīng)器的溫度開(kāi)始持續(xù)上升，此階段時(shí)間為12～24h。
所述的還原反應(yīng)的調(diào)整階段在還原階段之后進(jìn)行，此階段可移走反應(yīng)熱，結(jié)束的標(biāo)志為還原反應(yīng)器的溫度和氣體的出口組成趨于穩(wěn)定，此階段時(shí)間為24～48h。
所述的催化劑的還原在獨(dú)立于費(fèi)托合成反應(yīng)器的還原反應(yīng)器中進(jìn)行，該還原反應(yīng)器為流化床反應(yīng)器。
所述的催化劑還原裝料槽設(shè)置至少一臺(tái)，該槽壓力通過(guò)調(diào)節(jié)還原裝料槽放空閥和還原裝料槽高壓氣體加入閥的開(kāi)度來(lái)控制，催化劑通過(guò)底部的閥門(mén)排放到高壓氣體管線中，通過(guò)高壓氣體管線輸送到還原反應(yīng)器；催化劑的加料速度靠還原裝料槽和還原反應(yīng)器的差壓和/或放料閥的開(kāi)度予以控制，通過(guò)調(diào)節(jié)高壓氣體流量，使輸送的料氣重量比，即催化劑和高壓氣體輸送重量流量之比在1～20之間。
所述的還原反應(yīng)器內(nèi)部有氣體分布裝置對(duì)氣體進(jìn)行均布，且入口管線上有高壓氣體吹掃管線處理分布器堵塞；反應(yīng)器中部有換熱冷管以及加熱裝置來(lái)移走或提供熱量；反應(yīng)器頂部有氣固分離裝置。
所述的還原反應(yīng)器在操作周期內(nèi)，還原反應(yīng)器頂部的出口氣體經(jīng)除塵裝置除去夾帶的催化劑顆粒，經(jīng)冷卻換熱器冷卻到接近室溫然后進(jìn)入氣液分離器。
所述的還原反應(yīng)器在操作周期內(nèi)，還原反應(yīng)器頂部的出口氣體經(jīng)除塵裝置除去夾帶的催化劑顆粒后，先經(jīng)一級(jí)冷卻器冷卻后在一級(jí)氣液分離器中將部分液體收集，氣體再經(jīng)二級(jí)冷卻器去二級(jí)氣液分離器。
所述的氣液分離器分離的液體作為反應(yīng)水排放；氣體一部分排放，一部分作為循環(huán)氣與新鮮補(bǔ)給氣體混合后用壓縮機(jī)增壓，送去反應(yīng)器前預(yù)熱器入口。
所述的還原反應(yīng)的還原階段，還原氣在經(jīng)過(guò)加熱換熱器預(yù)熱到一定溫度后，再通過(guò)加熱爐加熱到所需溫度，最后送入還原反應(yīng)器，此時(shí)副線旁路閥門(mén)一般關(guān)閉；在還原反應(yīng)器本體再通過(guò)燃?xì)饧訜釥t方式或電加熱方式來(lái)提供反應(yīng)所需的熱量。
所述的還原反應(yīng)的調(diào)整階段，還原反應(yīng)器隨此階段還原程度的增加逐步減小反應(yīng)器的外供熱量，可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器入口溫度和/或還原反應(yīng)器的加熱和/或冷卻負(fù)荷多種方式實(shí)現(xiàn)。
所述的反應(yīng)器入口溫度的調(diào)節(jié)可以通過(guò)調(diào)節(jié)入口加熱爐熱負(fù)荷，調(diào)節(jié)進(jìn)料加熱換熱器主線閥門(mén)和冷卻副線旁路閥門(mén)開(kāi)度，降低加熱換熱器熱負(fù)荷等手段實(shí)現(xiàn)。
所述的還原反應(yīng)器的加熱和/或冷卻負(fù)荷的調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器中換熱冷管鍋爐給水通入量以及加熱裝置熱負(fù)荷實(shí)現(xiàn)。
所述的還原反應(yīng)器在經(jīng)歷一個(gè)完整的連續(xù)還原周期后，通過(guò)調(diào)節(jié)頂部的反應(yīng)器高壓氣體加入閥來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)器壓力；在需要排放時(shí)用催化劑通過(guò)底部的閥門(mén)排放到高壓氣體管線中，通過(guò)高壓氣體稀相輸送到還原反應(yīng)器；催化劑的加料速度靠裝料槽和還原反應(yīng)器的差壓和/或放料閥的開(kāi)度予以控制，通過(guò)調(diào)節(jié)高壓氣體流量，使輸送的料氣重量比，即催化劑和高壓氣體輸送重量流量之比在1～20之間。
所述的催化劑裝料槽設(shè)加熱盤(pán)管，以免催化劑溫度太低在加入合成反應(yīng)器時(shí)造成過(guò)于劇烈的溫度擾動(dòng)，靠調(diào)節(jié)裝料槽高壓氣體加入閥和裝料槽放空閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)壓力；在合成反應(yīng)器需要添加催化劑時(shí)，用熱高壓氣體來(lái)把催化劑送入合成反應(yīng)器內(nèi)。
所述的還原氣體可以是H2或CO，也可以是H2和CO的混合氣體。
所述的高壓氣體可以是高壓惰性氣體如氮?dú)?，也可以是高壓工藝氣體如還原氣體。
若采用H2和CO的混合氣體還原，費(fèi)托合成催化劑所需的還原條件與費(fèi)托合成反應(yīng)器的合成條件不同，合成過(guò)程所需的H2/CO比較低。如果在合成條件下進(jìn)行還原，隨著催化劑活性表面的增加，催化劑上費(fèi)托合成反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行，生成大量的水分。根據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道和實(shí)驗(yàn)研究證明，水分的增加將對(duì)鐵基催化劑有以下影響將催化劑表面還原后生成的具有活性的碳化鐵或元素鐵氧化為無(wú)活性的氧化物；導(dǎo)致還原不充分從而使催化劑活性較低；促進(jìn)催化劑的燒結(jié)；造成催化劑的破碎。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法為一個(gè)獨(dú)立的還原過(guò)程，該還原過(guò)程為間歇過(guò)程，還原后的催化劑根據(jù)需要加入合成反應(yīng)器。由于還原過(guò)程和合成過(guò)程為兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程，在還原過(guò)程中可以采用較高的H2/CO比，有效的降低了還原后期費(fèi)托合成反應(yīng)生成的水分對(duì)于還原催化劑的影響。
如前所述，對(duì)于鐵基費(fèi)托合成催化劑，催化劑的還原過(guò)程可以先后分為還原階段和調(diào)整階段兩個(gè)階段。在還原階段，主要發(fā)生的是催化劑中所含的部分氧化鐵還原為具有催化活性的鐵原子及碳化鐵的吸熱反應(yīng)；而在調(diào)整階段，隨著催化劑還原程度的提高，開(kāi)始有放熱的費(fèi)托合成反應(yīng)在催化劑上發(fā)生，且放熱速率超過(guò)了催化劑活性成分還原的吸熱速率，總體表現(xiàn)為放熱反應(yīng)。本發(fā)明針對(duì)還原的不同階段確定了不同的工藝條件，以獲得最佳的催化劑活性。
對(duì)于工業(yè)用的反應(yīng)器，由于每次補(bǔ)加量隨催化劑和使用條件的不同而不同，獨(dú)立的還原單元中還原的催化劑量與補(bǔ)加量相同。同時(shí)，還原好的催化劑可以進(jìn)行在線更新，這樣可以保證較長(zhǎng)的合成操作周期，實(shí)現(xiàn)費(fèi)托合成過(guò)程長(zhǎng)期和穩(wěn)定的生產(chǎn)。此外，由于還原是獨(dú)立的，可以和合成同步進(jìn)行，避免了合成過(guò)程的中斷。
由于此流程的催化劑采用高壓惰性氣體稀相氣力輸送而不是用泵進(jìn)行輸送，有效地減少了催化劑在傳輸中的破損。


圖1為一個(gè)工業(yè)中間試驗(yàn)的費(fèi)托合成鐵基催化劑還原工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖1所示，新鮮的未還原催化劑通過(guò)催化劑加料漏斗22加入催化劑還原裝料槽37。催化劑加完后，打開(kāi)還原裝料槽放料閥21，催化劑進(jìn)入底部的高壓氮?dú)夤芫€，由高壓氮?dú)廨斔瓦M(jìn)入還原反應(yīng)器15。催化劑還原裝料槽37的壓力通過(guò)調(diào)節(jié)還原裝料槽放空閥23和還原裝料槽氮?dú)饧尤腴y24的開(kāi)度來(lái)維持，與反應(yīng)器保持2bar的壓差，確保在催化劑氣相輸送時(shí)催化劑一定的輸送速度。高壓氮?dú)獾牧髁客ㄟ^(guò)高壓氮?dú)庹{(diào)節(jié)閥20來(lái)調(diào)節(jié)，這樣通過(guò)還原裝料槽37和還原反應(yīng)器15的壓差，高壓氮?dú)獾牧髁勘ＷC輸送時(shí)的料氣重量比在5左右，輸送速度為4m/s.催化劑的裝填量為500kg，催化劑完全加入后關(guān)閉還原裝料槽放料閥21.
催化劑還原的整個(gè)過(guò)程如下以氫氣為主要成分的還原氣經(jīng)壓縮機(jī)3壓縮增壓和加熱換熱器4、加熱爐8換熱后，進(jìn)入還原反應(yīng)器15在一定的溫度和壓力下進(jìn)行還原。還原反應(yīng)器15的出口氣體經(jīng)除塵裝置26除塵，由還原冷卻器27冷卻，液體在高溫氣液分離器28中回收，氣體再經(jīng)冷卻換熱器29冷卻至常溫后進(jìn)入氣液分離器30中，分離后的液體送去反應(yīng)水處理，未冷凝的大部分氣體與新鮮氣混合后經(jīng)還原循環(huán)壓縮機(jī)3加壓后，返回還原反應(yīng)器入口。
還原反應(yīng)器15的氣體入口線速為0.45m/s。還原溫度為400℃，而操作壓力為3.0MPa。還原反應(yīng)器15以床層的平均溫度主要通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體入口溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。在催化劑還原的還原階段，通過(guò)調(diào)節(jié)加熱換熱器4熱負(fù)荷為主，調(diào)整加熱爐8熱負(fù)荷、加熱換熱器主線閥門(mén)6和冷卻副線閥門(mén)5的開(kāi)度為輔的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)器入口溫度的控制。在催化劑還原的調(diào)整階段首先需要根據(jù)反應(yīng)器溫度的變化逐漸開(kāi)大加熱爐副線調(diào)節(jié)閥10開(kāi)度，并逐漸減小加熱爐8熱負(fù)荷，最終停加熱爐8，關(guān)閉加熱爐8的入口閥7和出口閥9；然后主要通過(guò)調(diào)節(jié)加熱換熱器主線閥門(mén)6和冷卻副線閥門(mén)5的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)溫度，必要時(shí)調(diào)節(jié)電加熱器16的熱負(fù)荷和用于冷卻的鍋爐水閥門(mén)19的開(kāi)度。
氣體進(jìn)入還原反應(yīng)器15后，通過(guò)內(nèi)置的氣體分布器38進(jìn)行均布，以實(shí)現(xiàn)床層內(nèi)氣體的流化均勻。還原反應(yīng)器15的入口設(shè)置了一條事故氮?dú)馓幚砉芫€11，通過(guò)該管線在氣體分布器出現(xiàn)堵塞時(shí)進(jìn)行吹掃。流化床的中部設(shè)置有冷管17和電加熱器16，可有效的給反應(yīng)器移走和提供熱量。反應(yīng)器上部?jī)?nèi)置有氣固分離裝置18，可將氣體夾帶的絕大部分催化劑捕集下來(lái)。
還原反應(yīng)器15出口氣體先經(jīng)除塵裝置26予以進(jìn)一步脫除夾帶的催化劑，再進(jìn)入還原一級(jí)冷卻器27冷卻至130℃，然后進(jìn)入高溫氣液分離器28將分離高溫冷凝液體，氣相再經(jīng)還原二級(jí)冷卻器29進(jìn)行冷卻至40℃再進(jìn)入氣液分離器30分離，氣體從頂部出來(lái)后與新鮮氣混合，然后進(jìn)入還原循環(huán)壓縮機(jī)3進(jìn)行壓縮，送去還原反應(yīng)器15入口管線。
催化劑還原好后，對(duì)還原單元進(jìn)行停車操作。在確認(rèn)還原單元的停車完成后，打開(kāi)還原反應(yīng)器底部放料閥12和還原反應(yīng)器下部放料閥14，催化劑進(jìn)入底部的高壓氮?dú)夤芫€，由高壓氮?dú)廨斔瓦M(jìn)入催化劑裝料槽31。此時(shí)還原反應(yīng)器15的壓力通過(guò)調(diào)節(jié)還原反應(yīng)器頂部放空閥25和還原反應(yīng)器氮?dú)饧尤腴y39的開(kāi)度來(lái)維持，與催化劑裝料槽保持2bar的壓差，確保在催化劑氣相輸送時(shí)催化劑一定的輸送速度。高壓氮?dú)獾牧髁客ㄟ^(guò)高壓氮?dú)庹{(diào)節(jié)閥13來(lái)調(diào)節(jié)，這樣通過(guò)還原反應(yīng)器15和催化劑裝料槽31的壓差，高壓氮?dú)獾牧髁勘ＷC輸送時(shí)的料氣重量比在5左右，輸送速度為4m/s.
催化劑裝料槽14的壓力通過(guò)控制裝料槽放空閥32和裝料槽高壓氮?dú)饧尤腴y33保持。催化劑裝料槽31靠裝料槽內(nèi)加熱盤(pán)管34來(lái)保證一定的溫度以免加入合成反應(yīng)器時(shí)造成較大的溫度擾動(dòng)。在放空管線上還設(shè)置了一個(gè)過(guò)濾器40，用于減少催化劑夾帶出系統(tǒng)的量。需要輸送催化劑時(shí)，打開(kāi)催化劑裝料槽底部放料閥35，催化劑進(jìn)入底部的高壓氮?dú)夤芫€，由高壓氮?dú)廨斔瓦M(jìn)入合成反應(yīng)器。高壓氮?dú)獾牧髁客ㄟ^(guò)高壓氮?dú)庹{(diào)節(jié)閥36來(lái)調(diào)節(jié).
按照上述工藝首先共還原8批催化劑，還原好的催化劑逐批裝入合成反應(yīng)器，在合成過(guò)程中，一周進(jìn)行一次催化劑的在線更新，即排放一定量的舊催化劑，再補(bǔ)充同等數(shù)量和濃度的還原好的新鮮催化劑，以定期恢復(fù)反應(yīng)器內(nèi)催化劑的平均活性、選擇性和催化劑負(fù)荷。在400℃，3.0MPa，入口線速為0.45m/s的合成條件下，CO和CO2的總轉(zhuǎn)化率始終維持在80％以上，C5以上組分的選擇性在50％以上。
實(shí)施例2與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于還原過(guò)程的操作條件入口線速控制為0.15m/s，還原階段和調(diào)整階段的溫度為330℃，操作壓力為4.7MPa，其余操作條件不變。在與實(shí)施例1相同的合成條件下，還原后的催化劑仍一周進(jìn)行一次在線更新，結(jié)果表明，在此操作條件下總轉(zhuǎn)化率略有下降，但仍可維持在75～80％的水平，C5以上組分選擇性也在50％以上。
權(quán)利要求
1.顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟(1)將鐵基催化劑加入催化劑裝料槽，再通過(guò)高壓氣體將催化劑用稀相輸送的方式壓送到流化床形式的還原反應(yīng)器中；(2)通過(guò)壓縮機(jī)將還原氣體壓入還原反應(yīng)器中與催化劑進(jìn)行還原反應(yīng)，還原反應(yīng)器操作溫度為260～450℃，壓力為2.0～5.0MPa，入口線速為0.15～0.7m/s，流化床密相區(qū)催化劑體積濃度為5～60％，還原反應(yīng)過(guò)程包括還原階段和調(diào)整階段兩個(gè)階段；(3)通過(guò)高壓氣體用稀相輸送的方式將還原好的催化劑壓至催化劑裝料槽中儲(chǔ)存待用；實(shí)現(xiàn)以上工藝步驟在還原反應(yīng)器入口前需設(shè)置至少一臺(tái)壓縮機(jī)、至少一個(gè)加熱換熱器、至少一個(gè)加熱爐、還原反應(yīng)器出口后設(shè)置至少一臺(tái)冷卻換熱器、至少一個(gè)除塵裝置，至少一個(gè)氣液分離器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)的還原階段，可供給外加熱量，以維持還原溫度，結(jié)束的標(biāo)志為還原反應(yīng)器的溫度開(kāi)始持續(xù)上升，此階段時(shí)間為12～24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)的調(diào)整階段在還原階段之后進(jìn)行，此階段可移走反應(yīng)熱，結(jié)束的標(biāo)志為還原反應(yīng)器的溫度和氣體的出口組成趨于穩(wěn)定，此階段時(shí)間為24～48h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于所述的催化劑的還原在獨(dú)立于費(fèi)托合成反應(yīng)器的還原反應(yīng)器中進(jìn)行，該還原反應(yīng)器為流化床反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的催化劑還原裝料槽設(shè)置至少一臺(tái)，該槽壓力通過(guò)調(diào)節(jié)還原裝料槽放空閥和還原裝料槽高壓氣體加入閥的開(kāi)度來(lái)控制，催化劑通過(guò)底部的閥門(mén)排放到高壓氣體管線中，通過(guò)高壓氣體管線輸送到還原反應(yīng)器；催化劑的加料速度靠還原裝料槽和還原反應(yīng)器的差壓和/或放料閥的開(kāi)度予以控制，通過(guò)調(diào)節(jié)高壓氣體流量，使輸送的料氣重量比，即催化劑和高壓氣體輸送重量流量之比在1～20之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)器內(nèi)部有氣體分布裝置對(duì)氣體進(jìn)行均布，且入口管線上有高壓氣體吹掃管線處理分布器堵塞；反應(yīng)器中部有換熱冷管以及加熱裝置來(lái)移走或提供熱量；反應(yīng)器頂部有氣固分離裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)器在操作周期內(nèi)，還原反應(yīng)器頂部的出口氣體經(jīng)除塵裝置除去夾帶的催化劑顆粒，經(jīng)冷卻換熱器冷卻到接近室溫然后進(jìn)入氣液分離器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)器在操作周期內(nèi)，還原反應(yīng)器頂部的出口氣體經(jīng)除塵裝置除去夾帶的催化劑顆粒后，先經(jīng)一級(jí)冷卻器冷卻后在一級(jí)氣液分離器中將部分液體收集，氣體再經(jīng)二級(jí)冷卻器去二級(jí)氣液分離器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的氣液分離器分離的液體作為反應(yīng)水排放；氣體一部分排放，一部分作為循環(huán)氣與新鮮補(bǔ)給氣體混合后用壓縮機(jī)增壓，送去反應(yīng)器前預(yù)熱器入口。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)的還原階段，還原氣在經(jīng)過(guò)加熱換熱器預(yù)熱到一定溫度后，再通過(guò)加熱爐加熱到所需溫度，最后送入還原反應(yīng)器，此時(shí)副線旁路閥門(mén)一般關(guān)閉；在還原反應(yīng)器本體再通過(guò)燃?xì)饧訜釥t方式或電加熱方式來(lái)提供反應(yīng)所需的熱量。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)的調(diào)整階段，還原反應(yīng)器隨此階段還原程度的增加逐步減小反應(yīng)器的外供熱量，可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器入口溫度和/或還原反應(yīng)器的加熱和/或冷卻負(fù)荷多種方式實(shí)現(xiàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的反應(yīng)器入口溫度的調(diào)節(jié)可以通過(guò)調(diào)節(jié)入口加熱爐熱負(fù)荷，調(diào)節(jié)進(jìn)料加熱換熱器主線閥門(mén)和冷卻副線旁路閥門(mén)開(kāi)度，降低加熱換熱器熱負(fù)荷等手段實(shí)現(xiàn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)器的加熱和/或冷卻負(fù)荷的調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器中換熱冷管鍋爐給水通入量以及加熱裝置熱負(fù)荷實(shí)現(xiàn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原反應(yīng)器在經(jīng)歷一個(gè)完整的連續(xù)還原周期后，通過(guò)調(diào)節(jié)頂部的反應(yīng)器高壓氣體加入閥來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)器壓力；在需要排放時(shí)用催化劑通過(guò)底部的閥門(mén)排放到高壓氣體管線中，通過(guò)高壓氣體稀相輸送到還原反應(yīng)器；催化劑的加料速度靠裝料槽和還原反應(yīng)器的差壓和/或放料閥的開(kāi)度予以控制，通過(guò)調(diào)節(jié)高壓氣體流量，使輸送的料氣重量比，即催化劑和高壓氣體輸送重量流量之比在1～20之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的催化劑裝料槽設(shè)加熱盤(pán)管，以免催化劑溫度太低在加入合成反應(yīng)器時(shí)造成過(guò)于劇烈的溫度擾動(dòng)，靠調(diào)節(jié)裝料槽高壓氣體加入閥和裝料槽放空閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)壓力；在合成反應(yīng)器需要添加催化劑時(shí)，用熱高壓氣體來(lái)把催化劑送入合成反應(yīng)器內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的還原氣體可以是H2或CO，也可以是H2和CO的混合氣體。
17.根據(jù)權(quán)利要求5或6或14或15所述的顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，其特征在于，所述的高壓氣體可以是高壓惰性氣體如氮?dú)?，也可以是高壓工藝氣體如還原氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顆粒狀鐵基費(fèi)托合成催化劑的工業(yè)還原方法，該方法為一個(gè)獨(dú)立于費(fèi)托合成過(guò)程的催化劑還原過(guò)程。還原過(guò)程分為還原階段和調(diào)整階段，在獨(dú)立的還原反應(yīng)器中進(jìn)行，操作溫度為260～450℃，壓力為1.5～5.0MPa，入口線速為0.15～0.7m/s，流化床密相區(qū)催化劑體積濃度為5～60％。還原氣體采用H
文檔編號(hào)C07C1/00GK1814350SQ200510026968
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者孫啟文, 朱繼承, 田基本, 趙東志, 龐利峰, 張宗森, 胡明 申請(qǐng)人:上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司