【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工生产，具体涉及一种液体燃料制备系统及其制备工艺。
技术介绍
1、上世纪二十年代，德国人专利技术了由合成气(co+h2)合成液体燃料的费托合成法，其后，费托合成技术又在南非及中国得到了进一步发展，并在煤制油工厂进行了工业化运用，目前南非拥有煤制油产能约500万吨/年，中国拥有煤制油产能约700万吨/年。
2、在“双碳”背景下，以生物质为原料经气化制合成气，再通过费托反应生产合成油(如航空煤油、汽柴油等)已引起科研结构、企业实体和资本市场的高度关注。
3、费托反应是强放热反应，且单程转化率低，合成气无法一次性经合成塔转化为烃类，需要对合成气中反应生成的烃类进行冷却分离，然后对为反应的合成气进行循环合成，方能提高合成气的利用效率和产品烃类的收率。
4、目前工业化费托合成装置的工艺流程采用单级合成塔工艺，合成气经预热后进入合成塔进行费托反应，反应后的合成气经逐级冷却、分离烃类产品，再经循环气压缩机加压后加入新鲜合成气，然后进入合成塔进行费托反应，如此形成循环以提高合成气利用效率。现有单级合成塔工艺可以根据装置规模进行合成塔并联，但现有单级合成塔工艺存在单级合成塔单程转化率低、循环气量大、设备及管道系统大等缺点，在装置规模大型化后，核心设备如循环气压缩机及管道系统制造难度大。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种液体燃料制备系统及其制备工艺，用以解决现有单级合成塔工艺存在单级合成塔单程转化率低、循环气量大、设备及管道系
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术一种液体燃料制备系统，包括新鲜气压缩机、循环气压缩机、合成塔i和合成塔ii，所述合成塔i和合成塔ii并排设置，所述新鲜气压缩机的出口通过连接管道实现合成塔i和合成塔ii并联，所述循环气压缩机的出口通过连接管道实现合成塔i和合成塔ii串联，所述循环气压缩机输出的循环气先后顺次进入合成塔i和合成塔ii，所述新鲜气压缩机输出的新鲜气与合成气混合后，分别进入合成塔i和合成塔ii。
4、进一步，还包括进出塔换热器i、进出塔换热器ii、重油分离器i、重油分离器ii、合成气水冷器i、合成气水冷器ii、轻油分离器i、轻油分离器ii、重油闪蒸器、轻油闪蒸器和汽包；
5、所述循环气压缩机的排气端通过连接管道与合成塔i的上端连接，所述合成塔i的下端通过连接管道与重油分离器连接，所述重油分离器的上端于合成气水冷器i的一端连接，所述合成气水冷器i的另一端与轻油分离器i连接，所述轻油分离器的上端与合成塔ii的上端连接，所述合成塔ii的下端与重油分离器ii连接，所述重油分离器的上端与合成气水冷器ii的一端连接，所述合成气水冷器ii的另一端与轻油分离器连接，所述轻油分离器ii的上端与循环气压缩机的进气端连接；
6、所述新鲜气压缩机的排气端通过连接管道分别与循环气压缩机的排气端连接管道接通，以及与轻油分离器i的上端连接管道连通，所述进出塔换热器i设置于循环气压缩机和合成塔1之间的连接管道上，以及设置于合成塔i与重油分离器i之间的连接管道上，所述轻油分离器i和轻油分离器ii的下端通过连接管道连接于轻油闪蒸器上，所述重油分离器i和重油分离器ii的下端通过连接管道连接于重油闪蒸器上，所述汽包的两端分别于合成塔i和合成塔ii的上端连接，所述汽包的中部分别与合成塔i和合成塔ii的下端连接。
7、进一步，所述轻油分离器ii的上端出口的连接管道上设有弛放气排放口。
8、进一步，所述合成气水冷器i和合成气水冷器ii将进入的合成气均冷却至40℃。
9、进一步，所述合成塔i和合成塔ii均采用列管式等温合成塔，且催化剂装填于换热管内，管外壳程采用锅炉给水副产蒸汽的方式及时移除反应放热。
10、本技术方案还公开了一种液体燃料制备工艺，包括如下步骤：
11、s1、循环气压缩机出口合成气与新鲜气压缩机出口的部分新鲜气混合，经进出塔换热器i预热后从顶部进入合成塔i；
12、s2、混合气在合成塔i换热管内催化剂床层进行费托合成反应，反应后的合成气从底部出合成塔i；
13、s3、进入进出塔换热器i加热入塔气的同时被冷却，进入重油分离器i分离出合成气中被冷凝出的重油，分离重油后的合成气进入合成气水冷器i继续冷却至40℃以冷凝其中的轻油组分，然后进入轻油分离器i进行液态轻油分离；
14、s4、分离轻油后的合成气与另一部分新鲜气混合，经进出塔换热器ii预热后从顶部进入合成塔ii；
15、s5、在合成塔ii换热管内催化剂床层进行费托合成反应，反应后的合成气从底部出合成塔ii；
16、s6、进入进出塔换热器ii加热入塔气的同时被冷却，进入重油分离器ii分离出合成气中被冷凝出的重油，分离重油后的合成气进入合成气水冷器ii继续冷却至40℃以冷凝其中的轻油组分，然后进入轻油分离器ii进行液态轻油分离；
17、s7、从轻油分离器ii送出的分离量液态轻油的合成气进入循环气压缩机进行升压，升压后的合成气形成循环。
18、进一步，所述步骤s3和步骤s6中，所述重油分离器i和重油分离器ii分离出的液相送重油闪蒸器进行闪蒸，分离溶解气后进行油相和水相的静置分离，闪蒸气送燃料气管网，静置分离出的油相送下游分馏装置，水相送界外污水处理。
19、进一步，所述步骤s3和步骤s6中，所述轻油分离器i和轻油分离器ii分离出的液相送轻油闪蒸器进行闪蒸，分离溶解气后进行油相和水相的静置分离，闪蒸气送燃料气管网，静置分离出的油相送下游分馏装置，水相送界外污水处理。
20、进一步，所述步骤s2中，该换热管包括外层管和内层管，所述外层管的侧壁上设有若干竖向设置卡槽，所述外层管的上端内侧面上设有若干圆周分布的弧形支撑板，所述外层管的下端内侧面上设有环形支撑板；所述内层管的外侧面上设有与卡槽数量对应的若干列弹簧组，弹簧组的一端固定于内层管的外侧面上，所述弹簧组的另一端上设有与卡槽长度匹配的卡块，所述内层管的上端和下端的外侧面上分别设有上部挂环和下部抵接环，所述卡块设置于卡槽内，且所述下部抵接环抵接于环形支撑板上，所述上部挂环挂接于弧形支撑板上。
21、进一步，所述弧形支撑板和卡槽错开设置。
22、本专利技术的有益效果在于：
23、(1)采用2台合成塔串并联工艺流程，循环气采用串联流程，即循环气依次串联经过2台合成塔；新鲜气采用并联流程，即新鲜气分别并联进入2台合成塔，通过调节新鲜气分别进入2台合成塔的比例，实现2台合成塔入口气体组成基本相同，2台合成塔可以采用同一规格设备；
24、(2)2台合成塔紧邻布置，合成塔顶部布置1台锅炉给水及副产蒸汽的水汽分离汽包，2台合成塔共用1台汽包；
25、(3)因费托合成反应为强放热反应，各产物的平衡转化率受温本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液体燃料制备系统，其特征在于：包括新鲜气压缩机(2)、循环气压缩机(1)、合成塔I(3)和合成塔II(4)，所述合成塔I(3)和合成塔II(4)并排设置，所述新鲜气压缩机(2)的出口通过连接管道实现合成塔I(3)和合成塔II(4)并联，所述循环气压缩机(1)的出口通过连接管道实现合成塔I(3)和合成塔II(4)串联，所述循环气压缩机(1)输出的循环气先后顺次进入合成塔I(3)和合成塔II(4)，所述新鲜气压缩机(2)输出的新鲜气与合成气混合后，分别进入合成塔I(3)和合成塔II(4)。
2.根据权利要求1所述的一种液体燃料制备系统，其特征在于：还包括进出塔换热器I(14)、进出塔换热器II(13)、重油分离器I(5)、重油分离器II(5)、合成气水冷器I(9)、合成气水冷器II(10)、轻油分离器I(7)、轻油分离器II(8)、重油闪蒸器(11)、轻油闪蒸器(12)和汽包(15)；
3.根据权利要求2所述的一种液体燃料制备系统，其特征在于：所述轻油分离器II(8)的上端出口的连接管道上设有弛放气排放口。
4.根据权利要求2所述的一种液体
5.根据权利要求1所述的一种液体燃料制备系统，其特征在于：所述合成塔I(3)和合成塔II(4)均采用列管式等温合成塔，且催化剂装填于换热管(20)内，管外壳程采用锅炉给水副产蒸汽的方式及时移除反应放热。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种液体燃料制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种液体燃料制备工艺，其特征在于：所述步骤S3和步骤S6中，所述重油分离器I(5)和重油分离器II(5)分离出的液相送重油闪蒸器(11)进行闪蒸，分离溶解气后进行油相和水相的静置分离，闪蒸气送燃料气管网，静置分离出的油相送下游分馏装置，水相送界外污水处理。
8.根据权利要求6所述的一种液体燃料制备系统及其制备工艺，其特征在于：所述步骤S3和步骤S6中，所述轻油分离器I(7)和轻油分离器II(8)分离出的液相送轻油闪蒸器(12)进行闪蒸，分离溶解气后进行油相和水相的静置分离，闪蒸气送燃料气管网，静置分离出的油相送下游分馏装置，水相送界外污水处理。
9.根据权利要求6所述的一种液体燃料制备系统及其制备工艺，其特征在于：所述步骤S2中，该换热管(20)包括外层管(21)和内层管(25)，所述外层管(21)的侧壁上设有若干竖向设置卡槽(23)，所述外层管(21)的上端内侧面上设有若干圆周分布的弧形支撑板(22)，所述外层管(21)的下端内侧面上设有环形支撑板(24)；所述内层管(25)的外侧面上设有与卡槽(23)数量对应的若干列弹簧组(27)，弹簧组(27)的一端固定于内层管(25)的外侧面上，所述弹簧组(27)的另一端上设有与卡槽(23)长度匹配的卡块(26)，所述内层管(25)的上端和下端的外侧面上分别设有上部挂环(28)和下部抵接环(29)，所述卡块(26)设置于卡槽(23)内，且所述下部抵接环(29)抵接于环形支撑板(24)上，所述上部挂环(28)挂接于弧形支撑板(22)上。
10.根据权利要求9所述的一种液体燃料制备系统及其制备工艺，其特征在于：所述弧形支撑板(22)和卡槽(23)错开设置。
...【技术特征摘要】
1.一种液体燃料制备系统，其特征在于：包括新鲜气压缩机(2)、循环气压缩机(1)、合成塔i(3)和合成塔ii(4)，所述合成塔i(3)和合成塔ii(4)并排设置，所述新鲜气压缩机(2)的出口通过连接管道实现合成塔i(3)和合成塔ii(4)并联，所述循环气压缩机(1)的出口通过连接管道实现合成塔i(3)和合成塔ii(4)串联，所述循环气压缩机(1)输出的循环气先后顺次进入合成塔i(3)和合成塔ii(4)，所述新鲜气压缩机(2)输出的新鲜气与合成气混合后，分别进入合成塔i(3)和合成塔ii(4)。
2.根据权利要求1所述的一种液体燃料制备系统，其特征在于：还包括进出塔换热器i(14)、进出塔换热器ii(13)、重油分离器i(5)、重油分离器ii(5)、合成气水冷器i(9)、合成气水冷器ii(10)、轻油分离器i(7)、轻油分离器ii(8)、重油闪蒸器(11)、轻油闪蒸器(12)和汽包(15)；
3.根据权利要求2所述的一种液体燃料制备系统，其特征在于：所述轻油分离器ii(8)的上端出口的连接管道上设有弛放气排放口。
4.根据权利要求2所述的一种液体燃料制备系统，其特征在于：所述合成气水冷器i(9)和合成气水冷器ii(10)将进入的合成气均冷却至40℃。
5.根据权利要求1所述的一种液体燃料制备系统，其特征在于：所述合成塔i(3)和合成塔ii(4)均采用列管式等温合成塔，且催化剂装填于换热管(20)内，管外壳程采用锅炉给水副产蒸汽的方式及时移除反应放热。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种液体燃料制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，郑云华，吉翔，范卫尧，
申请(专利权)人：重庆岚泽能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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