一种用于生产合成燃料的系统，所述系统包括：催化双流化床(DFB)，所述催化双流化床被配置为用于由DFB原料气生产含有合成气体的DFB产物；以及费-托(FT)合成装置，所述费-托(FT)合成装置与所述催化DFB以流体方式连接，其中，所述FT合成装置包括FT合成反应器以及产物分离器，所述FT合成反应器被配置为用于由FT原料气生产FT塔顶馏出物和包含FT蜡的液态FT产物，其中，所述FT原料气包含所述DFB产物的至少一部分，所述产物分离器位于所述FT合成反应器的下游，并与所述FT合成反应器以流体方式连接，其中，所述产物分离器被配置为用于由所述FT塔顶馏出物分离出FT尾气和包含LFTL的LFTL产物。本发明专利技术还提供了生产合成燃料的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 关于联邦政府资助的研宄或开发的声明 不适用。
本专利技术总体而言涉及合成烃的生产。更具体地，本专利技术涉及经由合成气体的 费-托转化而进行的合成烃的生产。进一步更具体地，本专利技术涉及经由合成气体的费-托 转化而进行的合成径的生产，所述合成气体的至少一部分经由催化双流化床生产。
技术介绍
在它最广泛的一般应用的背景下，术语"气化"已经普遍用于描述将固态、液态、 或蒸气形式的烃、或更异质的但主要为碳质的化合物转化为合成气体（也称为合成气 (syngas))的任何过程。合成气体通常由气体混合物组成，所述气体混合物主要由一氧化 碳和氢气组成。低品质合成气体可能受到甲烷、C02和其它杂质（例如但不限于，芳香族化 合物和高分子量的焦油）的污染。这些焦油是生物质气化的常见副产物，除了代表合成气 产量的损失之外，当出于下游加工的需要而将这种焦油冷却至低于其露点时，这种焦油可 导致下游工艺设备严重结垢和堵塞，因此这些焦油可能是特别不期望的。当将气化型工艺 作为次级反应阶段，用于从低品质合成气中转化或去除这类杂质时，通常使用术语"调节 (conditioning) "来对这样的次级运行进行描述。因此，气化或调节可能需要各种各样的一 般化学反应，其可以包括但不限于热解、裂解、部分氧化、重整和/或变换（shifting)。 根据特定的碳质原料、其中的杂质、以及所涉及的具体反应，这种反应也可能需要 加入蒸汽和/或氧气作为补充反应物，以帮助促进所期望的反应。出于在气化反应器内促 进有效的热量与物质传递的目的，这样的工艺可以在使用或不使用催化或非活性介质的条 件下实施。催化介质可以是实质上的微粒或整块（monolithic)。一些常规气化和所提出的 调节工艺的共同缺点是副产品烟灰的形成，如果所述烟灰即使在升高的温度水平下仍具有 足够的"粘性"使下游工艺设备结垢，副产品烟灰的形成可能比焦油更成问题。 在流化床中使用纯蒸汽进行气化是高度吸热的过程。出于这个原因，已经将气化 (例如生物质气化）与流化床燃烧结合，以提供热焓，并且还去除了在气化过程中形成的焦 炭。这种焦炭在气化产物气体中可能是不期望的。因此，在现有技术中已经提出了双流化 床气化。甚至当将空气经由原位燃烧用于产生吸热气化反应所需的热时，由于其产生高热 量产物气体（无氮气稀释）的能力，双流化床气化是理想的。 常规的气化过程通常可分类为"直接"或"间接"。在直接气化过程中，氧化剂直接 与碳质进料接触。在间接气化过程中，将氧化剂提供给单独的燃烧反应器，并使氧化剂在气 化反应器中通过物理屏障与碳质进料保持分离，所述物理屏障还可以用作热传导介质。所 述介质将热量从放热燃烧反应器中传递至吸热气化反应器，正如双流化气化采用了循环固 态热传导介质。另一类型的间接气化技术使用了静态热传导管，以将吸热气化反应部分和 放热燃烧反应部分分离，并在两者之间传递热量。 目前广泛采用的直接气化通常利用了三种基本配置，所述配置可以是空气吹入式 或氧气吹入式：气流床（例如Siemens)、流化床（例如Winkler)和移动床（例如Lurgidry bottom)。当空气吹入时，空气中的氮组分不期望地稀释了产物合成气体，使其不适合直接 用于各种下游应用。出于这个原因，许多直接气化器是氧气吹入式，其需要高纯度氧气来 源，这往往是昂贵的。例如，通常使用空气分离单元来为氧气吹入式气化器提供氧气。尽管 使用了高纯度氧气，直接气化、尤其是通过流化床和移动床的气化器进行的直接气化常常 提供低品质合成气体，所述低品质合成气体适用于许多应用，但可能在用于需要高品质合 成气体的下游过程中是不理想的。而氧气吹入式气流床气化器可以生产具有比流化床或移 动床配置所生产的合成气体更高品质的合成气体，气流床气化器通常需要更严格的原料制 备，这对于某些类型的碳质进料（例如生物质或石油焦）而言可能是不切实际的。即使不 含杂质，通过气流床或其它类型的气化技术所生产的合成气体也可能不符合某些下游化学 或燃料合成应用所期望的组成。因此，可能需要对该合成气体进行进一步调节。 间接气化技术、特别是那些基于双流化床的间接气化技术，通常已知用于生产低 品质合成气体，所述低品质合成气体包含大量不期望的杂质，例如氢气、甲烷、二氧化碳和 高露点焦油。这些技术通常还要求消耗高水平的蒸汽和其它添加剂、例如白云石，以促进 气化并尽可能使产物合成气体质量水平达到最大值。通常情况下，在将合成气体用于要求 化学级合成气体的下游工艺之前，必须从经气化生产的低品质合成气体中去除不期望的组 分，如甲烷、二氧化碳、过量的氢气、焦油和/或硫和含硫组分。这种污染物的去除可能是昂 贵、低效并且复杂的。如果这种污染物未被转换成对于特定化学和燃料生产过程中所需的 高品质合成气体，那么这类污染物的存在也可能代表了潜在产物合成气体和下游产物产量 的巨大损失。 如上文所述，由气化（例如生物质气化、煤气化）、重整（例如，天然气的重整）以 及部分氧化生成的合成气体通常包含显著量未转化的碳（例如，焦油、甲烷和二氧化碳）。 为了避免不期望的下游运行问题，在下游运行、如费-托（FT)合成之前，通常需要可能相当 昂贵的合成气净化/调节工艺，以去除污染物、例如二氧化碳。例如，在合成气压缩之前，可 以在合成气生产的下游使用焦油去除（例如经由OLGA清洗单元），以从合成气体中去除焦 油，以确保压缩机的运行。一旦将不期望的污染物去除，并且获得具有合适的组成（例如， 不期望的组分的水平、氢气与一氧化碳的摩尔比等）的经净化/调节的合成气体的理想流， 则可以将所述经净化/调节的合成气引入至下游工艺。 在将所述合成气体在下游使用，用于经由FT转化进行的合成燃料生产的情况下， 例如在FT合成过程中的塔顶馏出物回收操作中，通常获得不凝结的FT尾气。所述FT尾气 通常含有未反应的氢气和一氧化碳、以及二氧化碳、轻质烃（如甲烷）和其它非活性气体 (如氮气）。为了提高FT工艺的总体一氧化碳转化率，有时将FT尾气的一部分再循环至FT 反应器（即，作为FT原料气的组分）。然而，这样的FT尾气再循环与许多潜在的缺点相关。 例如，可能在FT尾气再循环之前需要去除二氧化碳和含氧化合物。此外，如果FT尾气具有 比用于下游FT合成的最佳比例更高的氢气/ 一氧化碳摩尔比，则FT尾气的再循环可能不 期望地影响（例如，可能会增加）总FT原料气中的氢气/ 一氧化碳摩尔比。此外，FT尾气 的再循环可能导致轻质烃和/或非活性气体（如甲烷、乙烷、氮气等）的积聚，从而不期望 地稀释了FT进料合成气，并且增加了体积流速，而未增加总的FT生产率。 与工业过剩相关的工艺导致了低价值燃料气体的生产或分离。例如，低BTU燃料 气体和/或中等BTU燃料气体可能是下述过程的副产物：煤矿开采和/或利用（例如，煤床 或煤矿甲烷、煤焦炉气）、发酵（例如，填埋气体）、FT合成气体（FT尾气）、甲醇生产（例 如，LP甲醇吹扫气体）、石油开采和/或精炼（例如，来源于油井的滞留（stranded)气体、 炼油厂废气）、以及上述任何工业中以及各种其它行业（如PSA尾气）中的气体分离。这种 副产物气体可能几乎没有价值并且可能通常被排放。可能需要处理费用，以满足环境法规本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生产合成燃料的系统，所述系统包括：催化双流化床(DFB)，所述催化双流化床被配置为用于由DFB原料气生产包含合成气体的DFB产物；以及费‑托(FT)合成装置，所述费‑托(FT)合成装置与所述催化DFB以流体方式连接，其中，所述FT合成装置包括：FT合成反应器，所述FT合成反应器被配置为用于由FT原料气生产FT塔顶馏出物和包含FT蜡的液态FT产物，其中，所述FT原料气包含所述DFB产物的至少一部分；以及产物分离器，所述产物分离器位于所述FT合成反应器的下游，并与所述FT合成反应器以流体方式连接，其中，所述产物分离器被配置为用于由所述FT塔顶馏出物分离出FT尾气和包含LFTL的LFTL产物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·阿帕尼尔，姜维彬，塞尔吉奥·莫赫达斯，哈罗德·A·威里特，
申请(专利权)人：RES美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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