合成油工艺说明

一、费托合成工艺说明

煤间接液化工艺是煤经气化生产合成气（H2+CO），合成气净化后经过费托合成反应生成烃类产品的过程。浆态床费托合成反应是煤间接液化工艺核心技术，合成装置的工艺过程是合成原料气在一定的压力和温度下进入浆态床反应器，在催化剂的作用下发生费托合成反应，生成轻质馏分油、重质馏分油、重质蜡、水及含氧化合物等一系列的产物。费托反应后的合成产品、尾气经过换热、分离和收集后大部分气体直接经过加压循环及循环使用。另一部分尾气和释放气送脱碳和油洗装置中脱除CO2并回收低碳烃。

浆态床煤基合成油工艺可以实现催化剂的在线补充和卸出，实现生产过程的连续操作。费托（F-T）合成反应的化学方程式如下：

nCO+（2n+1）H2 （-CH2-）n+nH2O+Q

同时发生水煤气变换反应：

CO+H2O CO2+H2+Q

二、工艺流程简述

本装置由合成及分离部分、重质蜡精制部分、还原部分三部分组成。中国石油工程设计抚顺分公司负责合成及分离部分的设计，中科合成油技术有限公司负责重质蜡精制部分、还原部分的设计；本工艺流程叙述仅对合成及分离部分。

合成及分离部分的工艺流程由反应系统、重质蜡分离系统、过滤反吹及反洗系统、浆态床反应器的取热系统等四部分组成。

1.反应系统

来自低温甲醇洗装置2.5MPa（A）、40℃、总硫量＜0.05PPPm的新鲜原料气，经原料气4压缩机（780-K-1101）升压到3.4MPa（A）、79℃。与来自循环气压缩机（780-K-1102）的循环气3.4MPa（A）、64℃混合后分为两部分。一部分送到反吹气压缩机（780-K-1103），另一部分进入二次换热器（780-E-1102）壳程与合成气换热到138℃，再与来自PSA装置的一氧化碳气 3.4MPa（Ａ）、130℃和油品加工装置的氢气 3.4MPa（A）、130℃混和进入一次换热器（780-E-1101）壳程与合成气换热到216℃后分为两路。一路经合成气蒸汽加热器（780-E-1106）加热到230℃进入浆态床反应器（780-R-1101），另一路至重质蜡稳压罐（780-D-1112）补充重质蜡分离系统的压力。

进入浆态床反应器（780-R-1101）的循环气以鼓泡的形式通过含有催化剂的浆态床层，进行费托合成反应。反应生成的轻质烃类化合物、合成水和未反应的合成气以气相形式从反应器的顶部导出，反映产生的重质烃类经重质蜡分离装置从反应器中部抽出。

从反应器顶部导出的反应产物2.96MPa（A）、240℃进入一次换热器（780-E-1101）管程与循环气换热到2.91MPa（A）、160℃，并冷凝出重质油，进入重质油分离器（780-D-1103）进行气液分离。

分离出的重质油减压到0.16MPa（A）后与来自重质蜡稳压罐（780-D-1112）的重质蜡释放气一起进入重质油减压罐（780-D-1108）。重质油减压罐的气相经释放气一次水冷器（780-E-1103）冷却到100℃，进入释放气二次水冷器（780-E-1105）冷却到40℃。然后送入油水分离器（780-D-1106）。

重质油减压罐（780-D-1108）的液相进入重质油泵（780-P-1102），升压到0.65MPa（Ａ）后送到油品加工装置，在非正常工况下，也可以经过重质油冷却器（780-E-1108）冷却到90℃后送到中间罐区。

重质油分离器（780-D-1103）的气相经过二次换热器（780-E-1102）管程与循环气换热到109℃，进入合成气空冷器（780-A-1101）冷却到50℃，再经过合成气水冷器（780-E-1104）冷却到2.73MPa（A）、40℃进入轻质油分离器1、2（780-D-1104、1105）进行气液分离。气

相分成两部分，一部分送到循环气压缩机（780-K-1102），升压到3.4MPa（A）、64℃后与来自原料气压缩机（780-K-1101）的原料气混合作为循环气，另一部分送到脱碳装置。

轻质油分离器1、2（780-D-1104、1105）的液相减压到0.13MPa（A）后，进入油水分离器（780-D-1106）进行油水分离。分离出的轻质油经轻质油泵（780-P-1101），升压到0.63MPa （A）后送到中间罐区；合成水进入合成水缓冲罐（780-D-1113）后经合成水泵（780-P-1103），升压到0.73MPa（A）后送到中间罐区；释放气送到脱碳装置。

2.重质蜡分离系统

从浆态床反应器（780-R-1101）浆液中分离出的重质蜡2.97MPa（A）、250℃，携带部分合成气进入重质蜡分离罐（780-D-1107）进行气液分离。气相进入重质蜡稳压罐（780-D-1112），通过稳压罐顶部排出部分释放气与重质蜡精制部分来的释放气混合后，进入重质油减压罐（780-D-1108），以维持重质蜡分离罐（780-D-1107）与浆态床反应器（780-R-1101）的压差。从重质蜡分离罐（780-D-1107）和重质蜡稳压罐（780-D-1112）底部流出的重质蜡减压到1.0MPa （A）后送到重质蜡精制部分。

3.过滤反吹及反洗系统

进入反吹气压缩机（780-K-1103）的循环气，升压到3.8MPa（A）、93℃后经反吹气加热器（780-E-1107）加热到230℃，进入反吹气缓冲罐（780-D-1109），反吹气压力高于浆态床反应器压力0.4~0.5MPa，保持恒压备用。反吹气缓冲罐（780-D-1109）出口的气体分为三路，一路减压到3.3MPa（A）后，进入来自一次换热器（780-E-1101）壳程的循环气；一路打入反洗液缓冲罐（780-D-1111A、B）作为反清洗的动力；另一路作为反吹气体直接打入反应器。

浆态床反应器内过滤器液体反吹洗过程：来自油品加工装置的重质油1.5MPa(A)、218℃，依靠自压进入反洗罐（780-D-1110），然后通过自压进入反洗液缓冲罐（780-D-111A、B），用反吹气将反洗液体压入浆态床反应器过滤器系统完成液体清洗过程。

4.浆态床反应器的取热系统

浆态床反应器通过上下两段换热系统将反应热移出。

从汽包（780-D-1102、1101）来的高温高压水1.65MPa（A）、201℃通过循环水泵（780-P-1104上、780-P-1105下）送入浆态床反应器（780-R-1101）上、下段换热器入口，换热器出口的汽水混合物返回汽包（780-D-1102、1101）。蒸汽在汽包（780-D-1102、1101）内分离后，一部分送入蒸汽管网，另一部分作为装置内重质油和重质蜡系统加热和伴热用。

主要操作条件

合成及分离部分的主要工艺操作条件见下表：

合成反应工艺条件表

设计值备注

项目

反应器操作温度（℃）250 240~260

反应器操作压力（MPa） 3.0 反应器入口压力

原料气H2/CO比 1.4~2.5 工艺过程中可调