一、研發背景

我國的能源現狀是：富煤、貧油、少氣，為了提高煤的高效轉化和應用，我國先后建立了多套煤制油項目，采用煤直接液化或煤間接液化技術。煤間接液化技術主要是指費托合成，費托合成是以CO和H2為原料在催化劑和適當工藝條件下合成烴類油品的過程，同時副產大量的合成水以及部分含氧化合物。

費托合成水相副產物主要為酮、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，該混合醇組分復雜，含水量高，存在多種共沸物體系（除甲醇外，大部分醇類與水共沸），分離難度大且能耗高。同時，水相副產物中酮、醛含量較高，與醇類沸點相近，分離困難。費托合成水相副產物的高效分離一直是學界和工業界研究的焦點和難點。

如果將混合醇從水相副產物中分離出來，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濟效益，也有利于環境保護。

鑒于費托合成水相副產物分離難度大，此問題一直未得到解決。現大部分煤制油工廠沒有進一步分離回收，直接低價外售，降低了經濟效益。

二、本專利創新點

本實用新型的目的在于提供一種費托合成反應水相副產物的回收系統，設置了液相加氫、沸石膜脫水和精餾相耦合的系統，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。

本實用新型所述的費托合成反應水相副產物回收系統可按照如下步驟運行：

（1）將待費托合成反應水相副產物首先輸入原料罐，通過原料泵加壓后送進料預熱器預熱，預熱后的原料與氫氣混合后送液相加氫反應器進行加氫反應；

（2）在液相加氫反應器中，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行低壓閃蒸，液相加氫反應器的含氫氣弛放氣送閃蒸罐，閃蒸出的氣體送界外，閃蒸后的加氫產品送沸石膜脫水裝置；

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

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

相比于現有技術，本實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，將含水混合醇中的不飽和物質，包括醛、酮和烯烴等進行加氫飽和得到相應的醇，使得需要分離的組分變少，從而使得分離更簡單，同時提高了醇的回收率；

（2）使用沸石膜脫水技術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）通過液相加氫將不飽和物質以加氫的方式脫除，再通過沸石膜脫水將水脫除后，混合醇分離變得簡單，上述處理后的混合醇依次通過多個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）通過上述回收系統可以有效分離回收費托合成反應水相副產物中的單質醇，從而提高其經濟效益，起到降本增效的目的。

圖2-1  費托合成反應水相副產物回收系統流程框圖

專利號：ZL202320847559.2             專利名稱：一種費托合成反應水相副產物回收系統（實用新型）