一、研發(fā)背景

我國(guó)的能源現(xiàn)狀是：富煤、貧油、少氣，為了提高煤的高效轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，我國(guó)先后建立了多套煤制油項(xiàng)目，采用煤直接液化或煤間接液化技術(shù)。煤間接液化技術(shù)主要是指費(fèi)托合成，費(fèi)托合成是以CO和H2為原料在催化劑和適當(dāng)工藝條件下合成烴類(lèi)油品的過(guò)程，同時(shí)副產(chǎn)大量的合成水以及部分含氧化合物。

費(fèi)托合成水相副產(chǎn)物主要為酮、醛、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇和辛醇等與水的混合液。然而，該混合醇組分復(fù)雜，含水量高，存在多種共沸物體系（除甲醇外，大部分醇類(lèi)與水共沸），分離難度大且能耗高。同時(shí)，水相副產(chǎn)物中酮、醛含量較高，與醇類(lèi)沸點(diǎn)相近，分離困難。費(fèi)托合成水相副產(chǎn)物的高效分離一直是學(xué)界和工業(yè)界研究的焦點(diǎn)和難點(diǎn)。

如果將混合醇從水相副產(chǎn)物中分離出來(lái)，得到的C1~C4醇（甲醇、乙醇、丙醇、丁醇）可作為重要的基本化工原料，C5~C8醇（戊醇、己醇、庚醇、辛醇）可做燃料，從而提高煤制油的經(jīng)濟(jì)效益，也有利于環(huán)境保護(hù)。

鑒于費(fèi)托合成水相副產(chǎn)物分離難度大，此問(wèn)題一直未得到解決。現(xiàn)大部分煤制油工廠(chǎng)沒(méi)有進(jìn)一步分離回收，直接低價(jià)外售，降低了經(jīng)濟(jì)效益。

二、本專(zhuān)利創(chuàng)新點(diǎn)

本實(shí)用新型的目的在于提供一種費(fèi)托合成反應(yīng)水相副產(chǎn)物的回收系統(tǒng)，設(shè)置了液相加氫、沸石膜脫水和精餾相耦合的系統(tǒng)，從含水混合醇中分離得到附加值較高的甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和高碳醇。

本實(shí)用新型所述的費(fèi)托合成反應(yīng)水相副產(chǎn)物回收系統(tǒng)可按照如下步驟運(yùn)行：

（1）將待費(fèi)托合成反應(yīng)水相副產(chǎn)物首先輸入原料罐，通過(guò)原料泵加壓后送進(jìn)料預(yù)熱器預(yù)熱，預(yù)熱后的原料與氫氣混合后送液相加氫反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng)；

（2）在液相加氫反應(yīng)器中，裝有液相加氫催化劑，加氫原料中的需加氫的物料基本加氫完全，加氫后的液相物料送至閃蒸罐進(jìn)行低壓閃蒸，液相加氫反應(yīng)器的含氫氣弛放氣送閃蒸罐，閃蒸出的氣體送界外，閃蒸后的加氫產(chǎn)品送沸石膜脫水裝置；

（3）在沸石膜脫水裝置中，采用多級(jí)并聯(lián)或串聯(lián)的沸石膜對(duì)含水混合醇中的水進(jìn)行脫除，得到脫水后的混合醇和滲透水；

（4）脫水后的混合醇依次進(jìn)入甲醇塔、乙醇塔、丙醇塔和丁醇塔，通過(guò)精餾系統(tǒng)進(jìn)行清晰分離，分離得到甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和高碳醇。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型至少能夠取得如下有益效果：

（1）采用滴流床液相加氫技術(shù)，將含水混合醇中的不飽和物質(zhì)，包括醛、酮和烯烴等進(jìn)行加氫飽和得到相應(yīng)的醇，使得需要分離的組分變少，從而使得分離更簡(jiǎn)單，同時(shí)提高了醇的回收率；

（2）使用沸石膜脫水技術(shù)將與混合醇共沸的水脫除，大大降低了醇水分離難度和分離能耗；

（3）通過(guò)液相加氫將不飽和物質(zhì)以加氫的方式脫除，再通過(guò)沸石膜脫水將水脫除后，混合醇分離變得簡(jiǎn)單，上述處理后的混合醇依次通過(guò)多個(gè)精餾塔可以得到純度≥90wt%的甲醇和純度≥95wt%的C2~C4醇（乙醇、丙醇、丁醇）和混合高碳醇；

（4）通過(guò)上述回收系統(tǒng)可以有效分離回收費(fèi)托合成反應(yīng)水相副產(chǎn)物中的單質(zhì)醇，從而提高其經(jīng)濟(jì)效益，起到降本增效的目的。

圖2-1  費(fèi)托合成反應(yīng)水相副產(chǎn)物回收系統(tǒng)流程框圖

專(zhuān)利號(hào)：ZL202320847559.2             專(zhuān)利名稱(chēng)：一種費(fèi)托合成反應(yīng)水相副產(chǎn)物回收系統(tǒng)（實(shí)用新型）