專利名稱：費-托合成的保持運行方法
費 -托合成的保持運行方法本發明涉及用多孔催化劑進行費-托合成(FTS)的緊急啟動(緊急 停車)方法，所述方法與由燃燒燃料產生合成氣的設施組合使用。本發明的應用領域包括通過費-托合成來制備合成烴，如汽油、柴 油和蠟，所述費-托合成與由燃燒燃料生產合成氣的設施相關.由于對石油增長的需求和石油貯量中長期的有限特征，液體能源 燃料的可獲得性持續減少，這導致更多地應用費-托合成方法通過氣體 制備路線由比石油貯量更多的燃燒燃料氣如天然氣和煤以及一些可再 生原料來生產液態烴。早在上世紀30年代的德國和上世紀50年代的南非，由于液體能 源燃料難于獲得，上世紀20年代開發的費-托合成方法就基于碳的氣 化技術而開始運行。在最近二十年，幾個礦物油公司也加緊了對天然 氣和/或石油伴生氣的氣化技術與能源燃料合成技術組合的開發與工 業應用，在這一方面本領域的現狀可由Shell/〉司在馬來西來Bintulu 的裝置確定。一個完整的費-托合成設備由具有如下工藝步驟的幾個技術單元 組成-氣體制備，用或多或少不同的氣體組分如除了催化劑毒物以外的 C02、 CH4、 N2來制備H廣C0氣體混合物; -氣體純化；-氣體調節，用來產生理想的合成參數如H廣CO比； -如果需要，當氣體制備與合成不在同一壓力下運行時，在合成中 壓縮至預期的運行壓力；-徹底純化以脫除殘余的催化劑毒物；-和實際的費-托合成步驟，在該步驟下游可以連接進一步的工業 系統如裂化裝置和/或精鏞裝置.當費-托合成及前期工藝步驟中發生故陣及能源故障時，可能需要 將合成切換至停車狀態以免損害催化劑。當費-托反應器的合成氣供應發生故障時，費-托反應器中剩余量 的氣體會導致超過允許的反應溫度，即反應發生了飛溫，不再處于受 控狀態，并因此導致催化刑損害和失活。當導致強放熱的費-托反應失去控制的問題發生時，費-托合成可 以迅速變為安全狀態。為此，必須切斷費-托合成的新鮮合成氣供應， 使其泄壓，并盡可能迅速地降低其溫度至費-托反應不再發生的溫度 值，并通常用氮氣進行吹掃。在這一過程中，根據泄壓和冷卻的速度， 可能會對催化劑造成損害，并且根據催化劑的損害程度，甚至可能會 導致必須更換催化劑。如果該過程適當地緩慢停止，則損害可以最小 化。對催化劑的損害可能是機械類型損害和催化效果的降低。故陣消除后，如果催化劑尚未完全損害，則需要較長的重新啟動 過程。由于更高的催化劑要求、裝置的利用率降低以及合成反應器的特 定性能降低，這將引起生產成本增加。我們用200 kW的費-托裝置進行的試驗已經表明如果上述故障 發生，費-托催化劑的運行時間只能再持續幾小時至幾天。費-托合成是一個高度敏感的過程。因此，應盡可能避免參數變化， 特別是避免所述參數迅速變化。本發明的目的是避免運行故陣來增加由費-托合成制備液體能源 燃料的裝置的利用率，并通過現有技術必須的保持運行來減少過程重 新啟動時間并強化合成反應器的特定性能，并且減少費-托合成的催化 劑成本.因此技術目的在于在需要改變參數(如當故障發生時停車所需要 的參數)時執行一種程序，從而避免和/或減少現有技術的如下結果-通過壓力釋放而使催化劑上的機械應力盡可能遠離其粉碎壓力， 其中壓力損失的增加在后繼的緩慢升壓至正常運行的裝置壓力過程中 通過吹松催化劑伴隨著該過程，-通過迅速降低溫度而改變;^散催化劑的堆密度， -降低用來控制催化劑表面的費-托反應所需要的液相層， -當費-托合成重新開始后，催化劑具有與初始啟動時相類似的高 選擇性，-重新啟動需要相對較長的時間段以及相應較低的產品產量， -催化劑的迅速老化，-費-托裝置降壓所必需的火炬較高的使用水平和較高的性能水平，-在每次保持運行開始時相對較大的排放量。按照本發明，按如下過程實現所述技術目標當由于故陣導致費-托反應飛溫而需要切換停車過程至費-托合成 的保持運行狀態的過程中，在切斷費-托反應器的新鮮合成氣供應后， 反應器不泄壓，而且溫度也不降至低于費-托反應不再發生的溫度，但 在沒有任何時間延遲即至少在30秒內向反應器中加入不含催化劑毒 物的惰性氣體，其中所述惰性氣體保存在壓力高于費-托合成運行壓力 (優選高于兩倍以上費-托合成運行壓力)的容器中，直到反應組分已 經通過壓力保持閥被吹出FT系統。在這一過程中，反應器僅有幾秒鐘 處于惰性狀態，同時保持壓力和溫度，而費-托反應因此中斷。90秒 后，優選120秒后，停止加入惰性氣體，同時停止氣體從費-托系統流 出，從而使反應器系統保持在壓力下。不會發生催化劑損害，并且催 化劑上至液相狀態的改變也減少和/或不會發生，這些均有利于隨后的 啟動階段。實施例通過如下實施例來描述本發明。當中斷反應器氣體供應的故障發生時，費-托裝置的新鮮氣體供應 系統自動切斷， 一個閥門同時打開，使來自壓力髙達200 bar的貯罐 中的甲烷進入費-托反應器的進料管線，其體積流量對應于正常運行下 的值，在理想工況下，惰性氣體本身的絕對體積對應于費-托反應器的 體積，供應甲烷，直到費-托合成反應物H2和C0低于臨界值，對理想工,兄來說，該臨界值為0。所述臨界值取決于催化劑的類型和費-托反應器的正常運行溫度。 在該步驟之后，費-托反應器中不再發生反應，也不會發生臨界情況。根據引發問題的狀況，非臨界參數的變化可能會因此受到影響或 者壓力和溫度可以保持為通常參數值。當問題排除后，由于反應器系統(費-托催化劑/合成氣/催化劑上 的液體產品)的狀態實際上沒有改變，經過簡化且更迅速的啟動程序 后，可繼續向反應器供應新鮮合成氣。應注意在保持運行過程中要向反應器供熱，而在重新啟動過程中需要移出反應熱。這一過程通過自動控制工程自動實現，從而在重新 啟動過程中只需要考慮控制特性。
權利要求
1. 一種在引起飛溫費-托反應的問題過程中使費-托合成由停止運行轉換為保持運行的方法，特征在于切斷費-托合成反應器的新鮮合成氣供應，為了避免壓力損失不使所述反應器泄壓，也不降溫，即壓力和溫度均保持擬常態，但在不存在時間延遲或時間延遲不超過30秒下，按正常過程中的相同體積比向反應器中加入不含催化劑毒物的惰性氣體，直到反應組分通過壓力保持閥吹出FT系統。
2. 權利要求1的方法，特征在于在加入不含催化劑毒物的惰性 氣體之后，90秒后，優選120秒后，停止加入惰性氣體，同時停止從 費-托系統引出氣體，從而使反應器系統封閉。
3. 權利要求1和2的方法，特征在于停止向費-托合成反應器中 加入新鮮合成氣，為了避免壓降不使所述反應器卸壓，也不降溫，即 壓力和溫度保持恒定，但加入不含催化刑毒物的惰性氣體，其中含有 25-100%的正常操作氣流。
4. 權利要求1的方法或權利要求1-3的方法，特征在于在加入 不含催化劑毒物的惰性氣體之后，在不快速變化至高于費-托反應啟動 溫度的條件下，逐漸降低壓力。
5. 權利要求1-4的方法，特征在于降低費-托反應器中的溫度至 低于操作溫度不超過20K,
6. 權利要求1-5的方法，特征在于在加入不含催化劑毒物的惰 性氣體后，在對催化刑和/或裝置組件無負面影響的條件下，將壓力降 低至所希望的水平，優選降低至系統壓力的80%。
7. 權利要求1-6的方法，特征在于所述不含催化劑毒物的惰性 氣體由情性氣體或甲烷或甲烷、乙烷、乙烯和惰性氣體及氮氣的混合 物組成。
8. 權利要求l-7的方法，特征在于所述不含催化劑毒物的惰性 氣體中還含有氬，從而確保還原性的費-托反應氣氛。
9. 權利要求l-8的方法，特征在于將吹掃氣體用作不含催化劑毒物的惰性氣體，為此目的，所述氣體在高于合成壓力的壓力下保存 于貯罐中，從而使其壓力與體積的乘積至少為反應器系統的壓力與體 積的乘積的兩倍。
10.權利要求l-9的方法，特征在于不含催化劑毒物的惰性氣體 的供應只進行到費-托合成的反應物112和C0被吹出費-托反應器，其 時間取決于反應器尺寸和所加入的惰性氣體物流。
全文摘要
當由于故障導致費-托反應飛溫而需要切換至費-托合成的保持運行狀態的過程中，在切斷費-托反應器的新鮮合成氣供應后，反應器不泄壓，而且溫度也不降至低于費-托反應不再發生的溫度，但向反應器中加入不含催化劑毒物的惰性氣體，其中所述惰性氣體保存在壓力高于費-托合成運行壓力的容器中，直到反應組分已經通過壓力保持閥被吹出FT系統。在這一過程中，反應器僅有幾秒鐘處于惰性狀態，同時保持壓力和溫度，而費-托反應因此中斷。不會發生催化劑損害，并且催化劑上至液相狀態的改變也減少和/或不會發生，這些均有利于隨后的啟動階段。
文檔編號C07C1/04GK101235316SQ20071000797
公開日2008年8月6日 申請日期2007年2月1日 優先權日2007年2月1日
發明者A·奧爾特拉普, B·M·沃爾弗, D·盧戈, O·斯庫爾茲 申請人:科林工業有限公司