费托合成铁基催化剂的流化床活化系统的制作方法

本发明涉及费托合成，具体而言，涉及一种费托合成铁基催化剂的流化床活化系统。

背景技术：

1、费托合成反应是煤炭间接液化过程的核心部分，是合成气(h2+co)在铁、钴、钌等金属催化剂存在条件下合成烃类液体燃料的过程。费托合成铁基催化剂在氧化态无反应活性，必须在一定的条件下与氢气和一氧化碳发生催化剂活化反应，将氧化态的催化剂活化为碳化铁催化剂。

2、现有技术中，费托合成铁基催化剂活化的气固流化床反应器工艺，活化气体从活化反应器底部进入，与其中的氧化态催化剂接触发生还原反应将催化剂活化为具有费托合成活性的碳化铁催化剂。但是，现有技术中的流化床反应器内设置一级分离器，反应器外设计二级旋风，分离效果差，废催化剂排放就地排放，未设置密闭排放，油洗塔设置在换热器后，催化剂易堵塞换热器管束，活化后的催化剂压料借助浆态床反应器，未设计一套完整的配套压料技术，压料时间长，催化剂活化过程中释放热量，设置一段取热，取热效果差，催化剂易局部超温，导致活性变差。

3、因此，现有技术中存在反应器分离效果差、反应器恒温阶段反应放热移热困难、废催化剂排放易着火、催化剂容易堵塞换热器问题及催化剂活化结束后无法独立向费托合成反应器压催化剂的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，以解决现有技术中存在的反应器分离效果差、反应器恒温阶段反应放热移热困难、废催化剂排放易着火或催化剂容易堵塞换热器问题及催化剂活化结束后无法独立向费托合成反应器压催化剂的技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，包括：催化剂加料仓，用于存储新鲜催化剂；流化床反应器，所述流化床反应器包括催化剂进料口、催化剂出料口、尾气出口、活化气进口、取热进水口、取热出水口、加热器进水口和加热器出水口，所述流化床反应器的催化剂进料口通过催化剂进料管路与催化剂加料仓连通，所述流化床反应器的内部设置有第一气固分离器和第二气固分离器；催化剂压料仓，用于存储活化后的催化剂，所述催化剂存储仓通过出料管路与流化床反应器的催化剂出料口流体连通；取热器，所述取热器分别与取热进水口和取热回水口流体连通，以降低流化床反应器的温度；加热器，所述加热器与流化床反应器的加热器进水口流体连通，以升高流化床反应器的温度；尾气回收利用装置，所述尾气回收利用装置与所述流化床反应器的尾气出口流体连通，并用于对尾气进行分离回收。

3、进一步地，还包括：温度传感器，所述温度传感器用于测试流化床反应器内的温度；温度控制器，所述温度控制器能够控制加热器和取热器，并维持流化床反应器处于恒温状态。

4、进一步地，所述尾气回收利用装置包括：催化剂洗涤塔，所述催化剂洗涤塔的入口与所述流化床反应器的尾气出口流体连通，所述催化剂洗涤塔与重柴泵连通；重柴分离器，所述重柴分离器的进料口与所述催化剂洗涤塔的排气口流体连通；轻组分分离器，所述轻组分分离器的进料口与所述重柴分离器的排气口流体连通。

5、进一步地，所述尾气回收利用装置还包括：第三气固分离器，所述第三气固分离器位于流化床反应器的尾气出口和所述催化剂洗涤塔的入口之间，所述第三气固分离器分离出的催化剂通过底部的第一分离排料口与废催化剂罐连通。

6、进一步地，所述尾气回收利用装置还包括：换热器，所述换热器设置于所述催化剂洗涤塔的排气口和所述重柴分离器的进料口之间，所述换热器用于对流经换热器的气体进行降温。

7、进一步地，所述尾气回收利用装置还包括：空气冷却器，所述空气冷却器设置于所述重柴分离器的排气口与所述轻组分分离器的进料口之间，所述空气冷却器用于对流经空气冷却器的气体进行降温。

8、进一步地，所述尾气回收利用装置还包括：压缩机分液罐，所述压缩机分液罐的进料口与所述轻组分分离器的排气口流体连通，压缩机分液罐的排气口排出的气体通过所述换热器加热后进入所述加热器；压缩机，所述压缩机位于所述压缩机分液罐和所述换热器之间，所述压缩机用于对所述压缩机分液罐排出的气体进行压缩加压。

9、进一步地，所述尾气回收利用装置还包括活化气补气部，所述活化气补气部用于向压缩机分液罐和压缩机进气口之间的管路中补充活化气。

10、进一步地，还包括费托合成反应器，所述费托合成反应器的进料口与催化剂压料仓的出料口管路连接。

11、进一步地，所述费托合成反应器的进料口的管路上设置有第三切断阀，所述催化剂压料仓的出料口的管路上设置有第四切断阀；所述第三切断阀和第四切断阀之间的管路上连接有氮封管路。

12、进一步地，所述流化床反应器与催化剂加料仓之间设置有至少两个第一切断阀；所述流化床反应器与催化剂压料仓之间设置有至少两个第二切断阀。

13、进一步地，所述催化剂压料仓还包括第一泄压管路和第一加压管路，所述第一加压管路用于向催化剂压料仓中通入高压氢气，所述第一泄压管路用于将所述催化剂压料仓内的高压气体排出；所述催化剂压料仓还设置有重柴加料管路，所述重柴加料管路与重柴泵流体连通。

14、应用本发明的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，新鲜的催化剂在氮气环境下被压入流化床反应器中进行活化，活化后的催化剂通过出料管路被压入催化剂压料罐中，从而使得活化后的催化剂能够保持高压状态，可以直接向费托合成反应器提供催化剂；通过在流化床反应器的内部设置有第一气固分离器和第二气固分离器，尾气中掺杂的固体粉末从切线进入旋风，分离后固体催化剂颗粒从旋风底部排出，气体进入二级旋风进行二次分离，能够减少尾气中的催化剂残渣；通过设置尾气回收利用装置，对尾气进行分离回收利用，提高了催化剂尾气的清洁度，解决了后续系统中携带催化剂的问题。

技术特征：

1.一种费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，所述尾气回收利用装置包括：

4.根据权利要求3所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，所述尾气回收利用装置还包括：

5.根据权利要求3所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，所述尾气回收利用装置还包括：

6.根据权利要求3所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，所述尾气回收利用装置还包括：

7.根据权利要求5所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，所述尾气回收利用装置还包括：

8.根据权利要求7所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，所述尾气回收利用装置还包括活化气补气部，所述活化气补气部用于向压缩机分液罐(12)和压缩机(13)进气口之间的管路中补充活化气。

9.根据权利要求1所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于，还包括费托合成反应器(4)，所述费托合成反应器(4)的进料口与催化剂压料仓(3)的出料口管路连接。

10.根据权利要求1所述的费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，其特征在于：所述流化床反应器(2)与催化剂加料仓(1)之间设置有至少两个第一切断阀(16)；所述流化床反应器(2)与催化剂压料仓(3)之间设置有至少两个第二切断阀(17)。

技术总结本发明提供了一种费托合成铁基催化剂的流化床活化系统，包括催化剂加料仓、流化床反应器、催化剂压料仓、取热器、加热器和尾气回收利用装置，化床反应器包括催化剂进料口、催化剂出料口、尾气出口、活化气进口、取热进水口、取热出水口、加热器进水口和加热器出水口，流化床反应器的催化剂进料口通过催化剂进料管路与催化剂加料仓连通，流化床反应器的内部设置有第一气固分离器和第二气固分离器；催化剂存储仓通过出料管路与流化床反应器的催化剂出料口流体连通；尾气回收利用装置与流化床反应器的尾气出口流体连通，并用于对尾气进行分离回收。本申请的流化床活化系统能够提高对流化床反应器尾气的分离精度，实现了活化气的循环利用，提升了能量的利用效率。技术研发人员：杨占奇,苏安,黄保财,张飞跃,竺翔宇,张乐乐,李军,马瑞,马海云,王任举,古强伟受保护的技术使用者：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15