費托合成裝置的費托合成是煤間接液化過程的核心技術,其作用是將以氫氣和一氧化碳為主的合成氣在鐵、鈷、鎳或釕等催化劑上轉(zhuǎn)化制取烴類。費托合成產(chǎn)物包括低碳烴(C1~C5)、液態(tài)烴(C5~C20)、固體產(chǎn)物(C20+)、水、二氧化碳和少量含氧化合物(醇、醛、酮、酸、酯)等。費托合成產(chǎn)物經(jīng)過分離,形成液態(tài)烴、固態(tài)蠟、廢水和氣相混合物。氣相混合物即費托合成尾氣,含有未反應的氫氣、一氧化碳,以及二氧化碳、低碳烴(C1~C4)和少量其他物質(zhì)(水蒸氣、惰性氣、揮發(fā)性醇、醛、酮、酸和C5+烴)等,其中低碳烴和氫氣、一氧化碳是經(jīng)濟價值較高的組分。
隨著國內(nèi)
費托合成裝置技術開發(fā)日趨成熟,逐步走向商業(yè)化,費托合成尾氣總量將具有很大的規(guī)模,因此選用先進的費托合成尾氣處理工藝,將明顯提升煤間接液化裝置的經(jīng)濟效益。當前,對于費托合成尾氣的處理方法大致可以分為3種:
1.將尾氣直接或經(jīng)簡單處理后送去燃氣輪機發(fā)電。
2.一部分尾氣馳放,另一部分直接或分離掉C2+低碳烴后通過蒸汽轉(zhuǎn)化、非催化部分氧化、自熱重整等方式將尾氣中以甲烷為主的烴類轉(zhuǎn)化為合成氣返回
費托合成裝置。
3.通過深冷分餾、兩級溶劑吸收等方法分離尾氣,回收尾氣中的低碳烴。
這些方法雖然對費托合成尾氣進行了處理,使尾氣獲得了部分利用,但是還存在一些問題;為了克服現(xiàn)有技術存在的缺陷,一種新的費托合成尾氣分離工藝出現(xiàn)。
費托合成尾氣分離工藝從混合氣體中分離出單一組分時,新型的分離方法有變壓吸附和膜分離等,但當生產(chǎn)規(guī)模較大且需要分離的組分很多時,采用常規(guī)的閃蒸、精餾等分離手段更為經(jīng)濟,本工藝采用閃蒸和精餾相結合的分離方法。
以較低的能耗和較少的設備將費托合成尾氣分離成可循環(huán)回費托合成反應器的氫氣和一氧化碳混合氣,可返回合成氣生成反應器作為原料或作其他用途的甲烷,可作為化工原料的各種高純度的低碳烴(C2-C5)產(chǎn)品,以及可作為燃料氣使用的富集了氮氣的馳放氣。