【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于从合成气生产烃产物的系统，以及操作该系统的方法。
技术介绍
1、费托工艺(fischer-tropsch process)是将一氧化碳和氢气的混合物转化成液态烃的化学反应的集合。这些反应于金属催化剂存在下发生，通常在150℃至300℃的温度和一个大气压至几十个大气压的压力下发生。费托工艺涉及一系列化学反应，其产生各种烃，理想地具有式(cnh2n+2)。更有用的反应如下产生烷烃：
2、(2n+1)h2+n co→cnh2n+2+n h2o
3、其中n通常为1-100或更高。甲烷的形成(n＝1)是不希望的。所产生的大多数烷烃往往是直链的，适于改质以产生中间馏分燃料，诸如柴油和喷气燃料。除了形成烷烃外，竞争反应还产生少量烯烃以及醇和其他氧化烃。共同产生的水是副产物，其与费托反应的产物分离。由于标准反应焓(δh)为-165kj/mol组合co，费托反应是一种高度放热反应。
4、wo2022/079408描述了一种用于生产包含一氧化碳的气体料流的方法，该方法包括以下步骤：(a)将包含二氧化碳和氢气的气体混合物进料到设置在反向水煤气变换容器中的燃烧器，并将其与亚化学计量量的氧气料流燃烧以形成包含一氧化碳、二氧化碳、氢气和蒸汽的燃烧气体混合物，(b)使燃烧气体混合物通过设置在反向水煤气变换容器内的反向水煤气变换催化剂床以形成包含一氧化碳、蒸汽、氢气和二氧化碳的粗产物气体混合物，(c)将粗产物气体混合物冷却至露点以下并回收冷凝物以形成脱水产物气体，(d)在二氧化碳去除单元中从脱水产物气体中去
5、在费托烃合成单元出现故障的情况下，整个装置需要关闭。重新启动整个装置，包括合成气生成单元，可能需要很长时间，并且可能导致包含一氧化碳的气体料流的浪费。作为关闭整个装置的另选方案是对反富集反应器进行隔离、降压并用氮气吹扫。然而，这产生了许多问题，并且会排放氮气，这是昂贵且浪费的。此外，位于反富集反应器下游的隔离阀必须以大约550℃的温度操作，这意味着它们可能会表现不佳。
6、本专利技术试图解决与现有技术相关联的至少一些问题或至少提供其商业上可接受的替代解决方案。
技术实现思路
1、本公开的一个方面涉及一种用于从合成气生产烃产物的系统，该系统包括：
2、(i)合成气生成单元，该合成气生成单元包括：
3、第一入口，该第一入口用于将包含氢气和二氧化碳的第一进料气体的流供应到该合成气生成单元中，
4、一个或多个反应区，该一个或多个反应区位于第一入口下游并且与第一入口流体连通，该一个或多个反应区将第一进料气体转化成富一氧化碳合成气，以及
5、第一出口，该第一出口位于该一个或多个反应区下游并且与该一个或多个反应区流体连通，该第一出口用于传递来自该合成气生成单元的该富一氧化碳合成气的流；
6、(ii)费托单元，该费托单元包括反应器，该反应器用于将包含富一氧化碳合成气和再循环气体混合物的第二进料气体转化为包含烃产物和水的液体产物混合物，该费托反应器包括：
7、第二入口，该第二入口用于将该第二进料气体的流供应到该费托反应器中，
8、费托催化剂床，该费托催化剂床位于该第二入口下游并且与该第二入口流体连通，该费托催化剂床用于将该第二进料气体转化为包含该烃产物和水的该液体产物混合物，
9、第二出口，该第二出口位于该费托催化剂床下游并且与该费托催化剂床流体连通，该第二出口用于传递来自该费托反应器的该液体产物混合物以及包含气态副产物和未反应的合成气的气体
10、混合物；
11、(iii)分离单元，该分离单元位于第二出口下游并且与第二出口流体连
12、通，该分离单元用于分离液体产物混合物和气体混合物，该分离单元包括用于气体混合物的第三出口和用于液体产物混合物的第
13、四出口；
14、(iv)再循环管线，该再循环管线用于将来自第三出口的气体混合物的一部分作为再循环气体混合物输送到进料到第二入口的第二进料
15、气体；
16、(v)反富集反应器，该反富集反应器用于转化来自第三出口的气体混
17、合物的另外的部分以形成反富集的含甲烷尾气，该反富集反应器
18、包括：
19、第三入口，该第三入口用于将包含来自该第三出口的该气体混合物的该另外的部分和蒸汽的第三进料气体供应到该反富集反应器中，
20、源，该源用于经由该第三入口或第四入口将氢气的流供应到该反富集反应器中，
21、反富集催化剂床，该反富集催化剂床位于该第三入口和该第四入口下游并且与该第三入口和该第四入口流体连通，用于将该气体混合物的该另外的部分和蒸汽转化为反富集的含甲烷尾气，以及
22、第五出口，该第五出口位于该反富集催化剂床下游并且与该反富集催化剂床流体连通，该第五出口用于传递来自该反富集反应器的该反富集的含甲烷尾气或该氢气的流，该第五出口与该第
23、一入口流体连通；
24、(vi)二氧化碳源，该二氧化碳源与该第一入口流体连通；
25、(vii)氢气源，该氢气源与该第一入口流体连通；以及
26、(viii)阀系统，该阀系统被配置为在第一配置或第二配置中建立流体连通，
27、其中：
28、在该第一配置中：
29、该合成气生成单元的该第一出口与该费托反应器的该第二入口流体连通，
30、该分离单元的该第三出口与该反富集反应器的该第三入口流体连通，并且
31、该氢气源不与该反富集反应器的该第三入口或该第四入口流体连通；以及
32、在该第二配置中：
33、该合成气生成单元的该第一出口不与该费托反应器的该第二入口流体连通，
34、该分离单元的该第三出口不与该反富集反应器的该第三入口流体连通，并且
35、该氢气源与该反富集反应器的该第三入口或该第四入口流体连通。
36、本公开的另一个方面涉及一种操作系统以从合成气生产烃产物的方法，该方法包括：
37、在该第一配置中操作该系统，
38、监测该费托单元存在还是不存在故障，以及
39、响应于该费托单元存在故障而将该系统切换到该第二配置。
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1.一种用于从合成气生产烃产物的系统，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，所述系统还包括：
4.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括：
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述系统被配置为在检测到所述费托单元的故障时从所述第一配置切换到所述第二配置。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述系统被配置为一旦此类故障已经被纠正，从所述第二配置切换回到所述第一配置。
7.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述合成气生成单元的所述一个或多个反应区中的至少一个反应区包含反向水煤气变换催化剂。
8.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述合成气生成单元包括
9.根据权利要求7或权利要求8所述的系统，其中所述反向水煤气变换催化剂包含镍。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述反向水煤气变换催化剂包含基于所述反向水煤气变换催化剂的总重量在耐火金属氧化物载体上的3wt.％至20wt.％的以NiO表示的镍。>
11.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述费托催化剂包含钴、铁和/或钌，优选地钴。
12.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述反富集催化剂包含镍，优选地具有按重量计在30％至90％的范围内的以NiO表示的镍含量。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的系统，所述系统还包括用于提供所述氧气源的电解单元和/或空气分离单元。
14.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括用于提供所述氢气源的电解单元、高纯度氢气分离单元和/或氢气储存单元，所述氢气源与所述第三入口或所述第四入口流体连通并且任选地与所述第一入口流体连通。
15.一种操作根据权利要求1至14中任一项所述的系统以从合成气生产烃产物的方法，所述方法包括：
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：
17.根据权利要求15或权利要求16所述的方法，其中所述第一进料气体具有2:1至10:1的氢气与二氧化碳摩尔比。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中所述第一进料气体包含15体积％至50体积％的二氧化碳，优选地25体积％至40体积％的二氧化碳。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中所述二氧化碳源从合成气体获得，或从炉或锅炉烟道气获得，或从空气或海水获得，所述合成气体由烃的部分氧化或蒸汽重整生成或由含碳进料的气化生成，其中所述炉或锅炉通过化石燃料或含碳废物的燃烧加热。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中所述富一氧化碳合成气具有1.0至2.5:1、优选地1.2至2.5:1、更优选地1.6至2.2:1、甚至更优选地2.0至2.1:1的氢气与一氧化碳摩尔比。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，其中在所述第一配置中，所述费托催化剂床的温度为150℃至300℃。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的方法，其中进料到所述反富集反应器的所述第三进料气体的温度为250℃至650℃、优选地300℃至550℃。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的方法，其中所述第三进料气体具有0.2:1至5:1、优选地0.3:1至3:1的蒸汽与碳摩尔比。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的方法，其中所述反富集反应器在10bara至50bara的压力下操作。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的方法，其中在所述第二配置中，接触所述反富集催化剂的气体具有10至1的最大蒸汽与氢气(H2)比。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的方法，其中所述系统包括第二分离单元、另外的并联反富集反应器和另外的阀系统，所述另外的阀系统被配置为在第三配置或第四配置中建立流体连通，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于从合成气生产烃产物的系统，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，所述系统还包括：
4.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括：
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述系统被配置为在检测到所述费托单元的故障时从所述第一配置切换到所述第二配置。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述系统被配置为一旦此类故障已经被纠正，从所述第二配置切换回到所述第一配置。
7.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述合成气生成单元的所述一个或多个反应区中的至少一个反应区包含反向水煤气变换催化剂。
8.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述合成气生成单元包括
9.根据权利要求7或权利要求8所述的系统，其中所述反向水煤气变换催化剂包含镍。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述反向水煤气变换催化剂包含基于所述反向水煤气变换催化剂的总重量在耐火金属氧化物载体上的3wt.％至20wt.％的以nio表示的镍。
11.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述费托催化剂包含钴、铁和/或钌，优选地钴。
12.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述反富集催化剂包含镍，优选地具有按重量计在30％至90％的范围内的以nio表示的镍含量。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的系统，所述系统还包括用于提供所述氧气源的电解单元和/或空气分离单元。
14.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括用于提供所述氢气源的电解单元、高纯度氢气分离单元和/或氢气储存单元，所述氢气源与所述第三入口或所述第四入口流体连通并且任选地与所述第一入口流体连通。
15.一种操作根据权利要求1至14中任一项所述的系统以从合成气生产烃产物的方法，所述方法包括：
16.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·S·库克，C·T·马丁，
申请(专利权)人：庄信万丰戴维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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