專利名稱：一種費(fèi)托合成催化劑活化及開工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及費(fèi)托合成工藝過程，更具體地說，是一種費(fèi)托合成催化劑活化及開工方法。
背景技術(shù)：
在以漿態(tài)床為合成反應(yīng)器的費(fèi)托合成反應(yīng)過程中，由于生產(chǎn)出的費(fèi)托合成催化劑為氧化態(tài)，而費(fèi)托合成反應(yīng)的活性相為FexC,需在反應(yīng)前對(duì)催化劑進(jìn)行活化處理，使催化劑獲得進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)穩(wěn)定的活性相。而在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)前，需在活化反應(yīng)器和合成反應(yīng)器中預(yù)加入一定量的液相介質(zhì)(漿態(tài)床為三相)，使催化劑在活化反應(yīng)器中完成活化后再轉(zhuǎn)移到合成反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。
本領(lǐng)域通常采用石蠟或液蠟作為費(fèi)托合成催化劑活化及開工過程中使用的液相介質(zhì)，但通過裝置運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用石蠟或液蠟作為催化劑活化的液相介質(zhì)存在以下多方面的問題由于石蠟或液蠟的初餾點(diǎn)低，在催化劑活化過程中，部分液蠟或石蠟被蒸發(fā)出活化反應(yīng)器，導(dǎo)致催化劑活化過程中漿液液位下降，需補(bǔ)充石蠟或液蠟維持反應(yīng)器液位；由于外補(bǔ)石蠟或液蠟溫度低于催化劑活化溫度，對(duì)保持反應(yīng)器溫度恒定有較大的影響，影響催化劑活化的效果；費(fèi)托合成催化劑對(duì)硫很敏感，要求石蠟或液蠟的硫含量低于O. 5ppm,需采購(gòu)經(jīng)特別加工的石蠟或液蠟，裝置開車過程中大量使用液蠟或石蠟，造成開車成本高；由于石蠟或液蠟與反應(yīng)生成的費(fèi)托合成蠟的物性差別較大，在沒有將大部分的石蠟或液蠟置換出反應(yīng)器前，從反應(yīng)器抽出的蠟產(chǎn)品的性質(zhì)一直不穩(wěn)定，裝置也處于不穩(wěn)定狀態(tài)，造成開工過程中裝置操作困難較多。此外，完成活化的費(fèi)托合成催化劑被輸送到費(fèi)托合成單元進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)時(shí)，一般采用漿液泵輸送含有催化劑的漿液，造成催化劑磨損，降低催化劑壽命，增加了費(fèi)托合成產(chǎn)物鐵含量，對(duì)裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)不利。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中尚未披露能夠有效解決上述問題的費(fèi)托合成催化劑活化及開工的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的費(fèi)托合成催化劑活化及開工方法，以降低開工成本，縮短開工周期。本發(fā)明所提供的費(fèi)托合成催化劑活化及開工方法包括以下步驟(I)向活化反應(yīng)器內(nèi)加入催化劑活化所需的部分費(fèi)托合成蠟，并預(yù)熱至100-180。。；(2)向所述活化反應(yīng)器內(nèi)注入預(yù)先混合好的費(fèi)托合成蠟和催化劑的混合漿液，并補(bǔ)充費(fèi)托合成蠟使所形成的混合漿液在活化反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到預(yù)定的液位，使費(fèi)托合成蠟與待活化的催化劑混合均勻；(3)在所需的活化條件下進(jìn)行催化劑活化；
(4)活化后的催化劑漿液輸送至費(fèi)托合成反應(yīng)器中，用于進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)。在本發(fā)明所提供的方法中，所述催化劑活化介質(zhì)(通常也稱為催化劑還原介質(zhì))選用費(fèi)托合成裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所生產(chǎn)的足夠量的費(fèi)托合成蠟。由于在費(fèi)托裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中費(fèi)托合成蠟的供應(yīng)量是非常充足的，并且該蠟與開工后反應(yīng)過程中生成的蠟的性質(zhì)基本相似，因此，可以考慮將其作為費(fèi)托催化劑活化和費(fèi)托合成單元的開工介質(zhì)，以充分利用資源。本發(fā)明采用費(fèi)托合成蠟作為催化劑活化和費(fèi)托合成單元的開工介質(zhì)，主要是基于費(fèi)托合成蠟的以下物性特點(diǎn)(I)費(fèi)托合成蠟為費(fèi)托合成產(chǎn)物，其性質(zhì)和硫等雜質(zhì)含量均滿足費(fèi)托合成催化劑活化的要求；(2)費(fèi)托合成蠟的初餾點(diǎn)高，難以通過蒸發(fā)被帶出反應(yīng)器，因而在催化劑活化的過程中不易出現(xiàn)反應(yīng)器液位下降的問題。 在本發(fā)明所提供的方法中，以費(fèi)托合成蠟作為開工介質(zhì)，將其輸送到催化劑活化單元中，與催化劑混合均勻，形成催化劑漿液。需要注意的是，由于費(fèi)托合成蠟的熔點(diǎn)高于100°C，為防止低溫催化劑與高溫費(fèi)托合成蠟接觸發(fā)生爆裂，在使催化劑與費(fèi)托合成蠟混合前，最好先采用加熱介質(zhì)對(duì)催化劑進(jìn)行預(yù)熱，例如，可以采用熱氮?dú)鈱⒋呋瘎┑臏囟燃訜岬脚c費(fèi)托合成蠟盡可能接近的溫度，再將所得到的混合好的費(fèi)托合成蠟和催化劑的混合漿液輸送到活化反應(yīng)器中。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，輸送至活化反應(yīng)器內(nèi)的費(fèi)托合成蠟和待活化催化劑混合漿液的溫度與活化反應(yīng)器中的費(fèi)托合成蠟的溫度之差不大于± 10°c，優(yōu)選不大于± 5°C，進(jìn)一步優(yōu)選不大于±2°C。在本發(fā)明所提供的方法中，對(duì)于步驟(I)向活化反應(yīng)器中加入的費(fèi)托合成蠟以及步驟(2)中用于與待活化催化劑混合、制備混合漿液的費(fèi)托合成蠟占整個(gè)活化和開工過程中所使用的費(fèi)托合成蠟的比例并無特殊要求，只要所制備的混合漿液的固含量能夠滿足正常輸送的要求，且在活化反應(yīng)器內(nèi)所形成的液位能滿足催化劑活化操作的要求即可。例如，步驟(I)中向活化反應(yīng)器內(nèi)加入催化劑活化所需的全部費(fèi)托合成蠟的30-50體積％，步驟
(2)中向所述活化反應(yīng)器內(nèi)注入預(yù)先混合好的費(fèi)托合成蠟(占所需總量的30-50體積％)和催化劑的混合漿液，如需要，進(jìn)一步補(bǔ)充費(fèi)托合成蠟使所形成的混合漿液在活化反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到預(yù)定的液位。在本發(fā)明所提供的方法中，為適應(yīng)采用費(fèi)托合成蠟作為活化介質(zhì)進(jìn)行催化劑活化的需要，對(duì)催化劑活化所采用的工藝參數(shù)進(jìn)行了如下優(yōu)化活化壓力'2. 3-3. 2MPa活化溫度200-300O
活化氣 H2/C0=30:1-5:1活化氣劑比1000-3200m3/t空塔氣速0·1-0. 5m/s進(jìn)一步優(yōu)選的催化劑活化工藝參數(shù)如下活化壓力2.6-3. OMPa活化溫度240_265。〇活化氣H2/C0=28:1-4. 8:1
活化氣劑比1800-3000m3/t空塔氣速0·15-0. 4m/s在本發(fā)明所提供的方法中，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，當(dāng)向費(fèi)托合成反應(yīng)器中輸送活化后的催化劑時(shí)，最好將活化反應(yīng)器和費(fèi)托合成 反應(yīng)器之間的溫差控制在±10°C以內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選控制在±5°c以內(nèi)，最優(yōu)選是基本同溫。費(fèi)托合成反應(yīng)器開工時(shí)，費(fèi)托合成反應(yīng)器的溫度通?？刂圃?80°C _270°C之間，優(yōu)選控制在230 — 250°C之間。此外，在本發(fā)明所提供的方法中，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，從活化反應(yīng)器向費(fèi)托合成反應(yīng)器輸送催化劑漿液的過程中，為了避免在該輸送過程中所造成的催化劑顆粒磨損問題，應(yīng)盡可能避免使用漿液泵輸送催化劑漿液。本發(fā)明通過合理控制催化劑漿液儲(chǔ)罐與活化反應(yīng)器之間的壓差，以及活化反應(yīng)器和費(fèi)托合成反應(yīng)器之間的壓差，通過采用壓縮氣體，例如具有一定壓力的合成氣作為輸送介質(zhì)，將催化劑漿液從催化劑漿液儲(chǔ)罐輸送至活化反應(yīng)器；而完成活化后的催化劑漿液借助于兩個(gè)反應(yīng)器之間的壓差，從活化反應(yīng)器輸送至費(fèi)托合成反應(yīng)器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面本發(fā)明采用費(fèi)托合成過程中生成的蠟作為催化劑活化和裝置開工的介質(zhì)，顯著地降低了開工成本、避免購(gòu)買大量的石蠟和液蠟。采用費(fèi)托合成蠟作為催化劑活化和開工介質(zhì)后，在催化劑活化過程中，活化反應(yīng)器的液位易于保持穩(wěn)定，減少了液相介質(zhì)的補(bǔ)充次數(shù)，且能降低成本；此外，進(jìn)行費(fèi)托合成催化劑活化所需的工藝條件也易于保持穩(wěn)定，避免由于飛溫或其它工藝參數(shù)不穩(wěn)定引起活化過程中催化劑性能的變化。此外，本發(fā)明所采用的催化劑漿液輸送方式可明顯減少催化劑的磨損，有利于提高反應(yīng)性能、降低操作成本。本發(fā)明采用費(fèi)托合成蠟作為催化劑活化和裝置開工的介質(zhì)，由于費(fèi)托合成蠟本身就是費(fèi)托合成產(chǎn)物的一部分，其物化性質(zhì)與新生成的費(fèi)托合成蠟相差不大，這樣在催化劑還原過程中不會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)物性質(zhì)變化的問題，簡(jiǎn)化裝置開工操作。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明所提供的方法，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。實(shí)施例I試驗(yàn)所用費(fèi)托合成裝置為18萬噸/年的工業(yè)示范。該裝置經(jīng)停工檢修后，按照如下步驟再次開工運(yùn)轉(zhuǎn)首先，采用如表I所示的費(fèi)托合成蠟進(jìn)行催化劑活化。在進(jìn)行費(fèi)托合成催化劑活化的過程中，向費(fèi)托活化反應(yīng)器注入費(fèi)托合成蠟，然后將其預(yù)熱至150°C，向活化反應(yīng)器內(nèi)輸入預(yù)先混合好的費(fèi)托合成蠟與催化劑的混合漿液，然后通過補(bǔ)充費(fèi)托蠟將活化反應(yīng)器的液位控制在20m處，調(diào)整活化系統(tǒng)的壓力和空塔氣速到要求值(表2)并升溫到260°C，活化時(shí)間為24小時(shí)。恒溫期間根據(jù)需要補(bǔ)充費(fèi)托合成蠟，以維持活化反應(yīng)器的液位基本不變。催化劑活化參數(shù)見表2。表I費(fèi)托合成蠟的性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種費(fèi)托合成催化劑活化及開エ方法，包括以下步驟 (1)向活化反應(yīng)器內(nèi)加入催化劑活化所需的部分費(fèi)托合成蠟，并預(yù)熱至100-180°C； (2)向所述活化反應(yīng)器內(nèi)注入預(yù)先混合好的費(fèi)托合成蠟和催化劑的混合漿液，并補(bǔ)充費(fèi)托合成蠟使所形成的混合漿液在活化反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到預(yù)定的液位，使費(fèi)托合成蠟與待活化的催化劑混合均勻； (3)在所需的活化條件下進(jìn)行催化劑活化； (4)活化后的催化劑漿液輸送至費(fèi)托合成反應(yīng)器中，用于進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的費(fèi)托合成催化劑活化及開エ方法，其特征在于步驟(3)所述的催化劑活化的エ藝參數(shù)為活化壓カ2. 5-3. 2MPa ;活化溫度200-300°C ;活化氣H2/C0=30:1-5:1 ;活化氣劑比1500-3200m3/t ;空塔氣速:0. 1-0. 5m/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的費(fèi)托合成催化劑活化及開エ方法，其特征在干所述的催化劑活化的エ藝參數(shù)為活化壓カ2. 6-3. OMPa;活化溫度240-265 °C ;活化氣H2/CO=28:1-4. 8:1 ;活化氣劑比1800-3000m3/t ;空塔氣速:0. 15-0. 4m/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的費(fèi)托合成催化劑活化及開エ方法，其特征在于采用氮?dú)庾鳛榧訜峤橘|(zhì)分別預(yù)熱費(fèi)托合成蠟和待活化催化劑，使混合前待活化催化劑的溫度與費(fèi)托合成蠟的溫度之差不大于±10°C，優(yōu)選不大于±5°C，進(jìn)ー步優(yōu)選不大于±2°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的費(fèi)托合成催化劑活化及開エ方法，其特征在于向費(fèi)托合成反應(yīng)器中輸送活化后的催化劑漿液時(shí)，將活化反應(yīng)器和費(fèi)托合成反應(yīng)器之間的溫差控制在± 10°C以內(nèi)，優(yōu)選控制在±5°C以內(nèi)，進(jìn)ー步優(yōu)選活化反應(yīng)器和費(fèi)托合成反應(yīng)器基本上同溫。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的費(fèi)托合成催化劑活化及開エ方法，其特征在于活化后的催化劑漿液借助于活化反應(yīng)器和費(fèi)托合成反應(yīng)器之間的壓差，從活化反應(yīng)器輸送至費(fèi)托合成反應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的費(fèi)托合成催化劑活化及開エ方法，其特征在于所述待活化的催化劑以合成氣作為輸送介質(zhì)，從催化劑儲(chǔ)罐輸送至活化反應(yīng)器。
全文摘要
一種費(fèi)托合成催化劑活化及開工方法，包括以下步驟(1)向活化反應(yīng)器內(nèi)加入催化劑活化所需的部分費(fèi)托合成蠟，并預(yù)熱至100-180℃；(2)向所述活化反應(yīng)器內(nèi)注入預(yù)先混合好的費(fèi)托合成蠟和催化劑的混合漿液，并補(bǔ)充費(fèi)托合成蠟使所形成的混合漿液在活化反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到預(yù)定的液位，使費(fèi)托合成蠟與待活化的催化劑混合均勻；(3)在所需的活化條件下進(jìn)行催化劑活化；(4)活化后的催化劑漿液輸送至費(fèi)托合成反應(yīng)器中，用于進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)。采用本發(fā)明所述方法可顯著地降低開工成本、避免購(gòu)買大量的石蠟和液蠟。
文檔編號(hào)C10G2/00GK102863983SQ20121035291
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者周從文, 徐志新, 馬芳偉, 張 杰, 賀飛, 王欣 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 中國(guó)神華煤制油化工有限公司, 中國(guó)神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司