[go: up one dir, main page]

EA006933B1 - Способ непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах и отделения получаемой жидкой фазы от твердой фазы - Google Patents

Способ непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах и отделения получаемой жидкой фазы от твердой фазы Download PDF

Info

Publication number
EA006933B1
EA006933B1 EA200400728A EA200400728A EA006933B1 EA 006933 B1 EA006933 B1 EA 006933B1 EA 200400728 A EA200400728 A EA 200400728A EA 200400728 A EA200400728 A EA 200400728A EA 006933 B1 EA006933 B1 EA 006933B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
reactor
catalyst
hydrocarbons
separation
liquid
Prior art date
Application number
EA200400728A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200400728A1 (ru
Inventor
Габриэле Карло Этторе Клеричи
Джузеппе Бельмонте
Original Assignee
Эни С. П. А.
ЭНИТЕКНОЛОДЖЕ С.п.А.
Инститют Франсез Дю Петроль
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эни С. П. А., ЭНИТЕКНОЛОДЖЕ С.п.А., Инститют Франсез Дю Петроль filed Critical Эни С. П. А.
Publication of EA200400728A1 publication Critical patent/EA200400728A1/ru
Publication of EA006933B1 publication Critical patent/EA006933B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/34—Apparatus, reactors
    • C10G2/342—Apparatus, reactors with moving solid catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147—Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/16—Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/006—Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00256—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles in a heat exchanger for the heat exchange medium separate from the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00292—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant solids
    • B01J2208/003—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant solids involving reactant slurries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • B04C2009/004—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks with internal filters, in the cyclone chamber or in the vortex finder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Приготовлены углеводороды, жидкие при температуре реакции, при помощи поступления синтез-газа в трехфазные турбулентные реакторы, в которых твердую фазу, состоящую из катализатора в форме частиц, поддерживают в виде суспензии в жидкой фазе при помощи поднимающегося вверх синтез-газа. Продукт реакции непрерывно отделяют/отфильтровывают от диспергированного в нем катализатора посредством по меньшей мере одного фильтрующего устройства, состоящего из гидроциклона, поверх которого расположен первый полый металлический элемент, в котором коаксиально по отношению к первому расположен второй полый элемент, изготовленный из пригодного для микро/ультрафильтрации материала, имеющего пористую структуру со средним диаметром пор в диапазоне от 0,002 до 0,1 мкм.

Description

Настоящее изобретение относится к способу непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах и отделения получаемой жидкой фазы от твердой фазы.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу непрерывного получения углеводородов из газообразных смесей на основе СО и Н2 посредством технологии Фишера-Тропша в шламовых реакторах и отделения углеводородной фазы, жидкой при температуре реакции, от диспергированной в ней твердой фазы.
Еще более конкретно, настоящее изобретение также относится к устройству для фильтрования, применяемому для разделения суспензии.
Из литературы известно, что технологию Фишера-Тропша применяют для получения углеводородов из газовых смесей на основе водорода и моноксида углерода, традиционно известных под названием синтез-газа. Краткое руководство, резюмирующее основные работы по синтезу Фишера-Тропша, находится в Вигеаи о£ Мшск ΒυΙΙοΙίη. 544 (1955) под заголовком В1Ыюдтарку о£ 111с Иксксг-Тгоркск 8уп1йск1к апб Кс1а1сб Ргоссккск Н.С. Апбсгкоп, 1.Ь. ^беу, апб А. №\\ό11.
В общем, технология Фишера-Тропша опирается на использование шламовых реакторов, обычно применяемых для проведения химических реакций, которые происходят в трехфазных системах, в которых газовую фазу барботируют в суспензию твердого вещества в жидкости. Газовая фаза состоит из синтез-газа с молярным соотношением Н2/СО, находящимся в диапазоне от 1 до 3; дисперсионная жидкая фаза при высокой температуре представляет собой продукт реакции, т.е., в основном, линейные углеводороды с большим числом атомов углерода, а твердая фаза представлена катализатором.
Таким образом, поступающий из реактора продукт реакции состоит из содержащей частицы, которые также могут быть мелкими, суспензии, которую следует обработать, чтобы отделить твердое вещество (катализатор) от жидкой фазы. В то время как катализатор поступает рециклом в реактор синтеза, жидкость подвергают последующей обработке с целью повышения ее качества, например гидрокрекингу и/или гидроизомеризационной обработке, для получения углеводородных фракций, представляющих промышленный интерес.
В европейском патенте 609079 описан реактор для проведения реакций Фишера-Тропша, состоящий из барботажной колонны, содержащей суспензию, состоящую из частиц катализатора, суспендированных в жидком углеводороде. Синтез-газ подают в нижнюю часть реактора, в то время как синтезированный углеводород извлекают из верхней части реактора.
Для избежания уноса частиц катализатора реактор оснащен цилиндрическими фильтрующими устройствами, расположенными внутри его верхней части.
В международной патентной заявке νθ 97/31693 описан способ отделения жидкости от суспензии твердых частиц, который включает на первом этапе дегазацию суспензии, а на втором этапе - фильтрование суспензии через тангенциальный поток. В частности, суспензия выходит из реактора ФишераТропша и состоит из синтезированных тяжелых углеводородов, которые уносят частицы катализатора.
Другие примеры способов отделения катализатора, содержащегося в суспензии, покидающей реактор Фишера-Тропша, описаны в европейском патенте 592176, международной патентной заявке XVО 94/16807, английском патенте 2281224, патентах США 4605678 и 5324335 и германском патенте 3245318.
Недостатком способов Фишера-Тропша, например, отмеченных выше, и в частности способов Фишера-Тропша, при которых применяют катализаторы на основе кобальта, является получение жидкого углеводорода, который при последующих превращениях (гидроизомеризация и/или гидрокрекинг) вызывает изменение рабочих характеристик соответствующих катализаторов.
Заявители настоящей заявки неожиданно обнаружили способ непрерывного получения углеводородов по Фишеру-Тропшу при помощи шламовых реакторов, при котором можно получать продукт реакции, состоящий из парафинов, которые можно обрабатывать далее с целью улучшения их качества, например, при помощи гидроизомеризации и/или гидрокрекинга, причем этот способ не имеет недостатков, известных в настоящее время в данной области техники, т. е. он не вызывает изменения рабочих характеристик соответствующих катализаторов.
Таким образом, цель настоящего изобретения относится к способу непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах, который включает:
а) непрерывную подачу синтез-газа, по существу, состоящего из водорода и моноксида углерода в молярном соотношении Н2/СО, находящемся в диапазоне от 1 до 3, в нижнюю часть реактора для проведения реакции Фишера-Тропша, содержащего катализатор на основе кобальта на носителе, который находится в суспензии продукта реакции;
б) непрерывное извлечение из верхней части реактора потока, по существу, состоящего из легких продуктов синтеза, находящихся в паровой фазе, и непрореагировавшего реакционного газа;
в) непрерывное извлечение из реактора тяжелого продукта реакции, по существу, состоящего из жидкой углеводородной фазы;
г) обработку разделением/фильтрованием тяжелого продукта реакции до или после извлечения при помощи по меньшей мере одного фильтрующего устройства, состоящего из гидроциклона, поверх которого расположен первый полый металлический элемент, предпочтительно цилиндрической формы, в
- 1 006933 котором коаксиально по отношению к первому расположен второй полый элемент, предпочтительно цилиндрической формы, изготовленный из пригодного для микро/ультрафильтрации материала, имеющего пористую структуру со средним диаметром пор в диапазоне от 0,002 до 0,1 мкм;
д) отправление профильтрованного тяжелого продукта реакции в жидкой фазе, содержащего менее 5 частей на миллион мелких или субмикронных частиц, в установку для последующей обработки, например для гидроизомеризации и/или гидрокрекинга, или его извлечение и охлаждение до комнатной температуры;
е) подачу рециклом твердых частиц, поступающих из операции разделения/фильтрования, в реакционный реактор.
В соответствии со способом настоящего изобретения реактор для проведения реакций ФишераТропша - это барботажный реактор, состоящий из сосуда, обычно вертикального, например колонны, внутри которой инициируют химические реакции, происходящие в трехфазных системах, где газовую/паровую фазу барботируют через суспензию твердого вещества в жидкости. В данном случае газовая/паровая фаза, по существу, состоит из синтез-газа и легких продуктов реакции в парообразном состоянии, дисперсионная жидкая фаза - это тяжелый продукт реакции или линейные углеводороды, по существу, имеющие большое количество атомов углерода, а твердая фаза представлена катализатором.
Синтез-газ предпочтительно поступает из парового реформинга (Деат теГогтшд) и/или частичного окисления природного газа или других углеводородов в соответствии с реакциями, описанными, например, в патенте США 5645613. В другом случае, синтез-газ может поступать из других производств, таких как, например, автотермический реформинг, ч.к.о. (частичное каталитическое окисление) или газификация углерода высокотемпературным водяным паром, описанная в Са1а1уД5 8с1епсе аиб Тесйпо1оду, Уо1. 1, 8ргшдег-Уег1ад, №\ν Уотк, 1981.
В реакции Фишера-Тропша, по существу, получают две фазы: более легкую фазу в парообразном состоянии, по существу, состоящую из смеси легких углеводородов, содержащих от 1 до 25 атомов углерода, и имеющую температуру кипения для фракции С5-С25 при атмосферном давлении меньше или равную приблизительно 150°С, и побочные продукты реакции, такие как водяной пар, простые эфиры или спирты.
Этот поток вместе с непрореагировавшим реакционным газом охлаждают с целью конденсации и отделения легких углеводородов от воды, образованной в реакции, и других побочных продуктов. По меньшей мере часть этих жидких углеводородных продуктов, по существу, состоящих из смесей углеводородов С5-С25, собирают в сборном резервуаре, в котором поддерживают более высокое давление, чем в реакторе синтеза, и температуру выше 150°С. Этот продукт может быть использован в производственном цикле в качестве технологической жидкости, например, для промывки фильтрующих устройств по окончании цикла фильтрования, или часть его может быть извлечена и использована далее в качестве разбавителя для последующих операций гидроизомеризации и/или гидрокрекинга.
Получаемая вторая фаза, по существу, состоит из парафинов, жидких при температуре реакции, включающих смеси насыщенных линейных углеводородов с большим количеством углеродных атомов. Обычно это смеси углеводородов, которые при обычном давлении имеют температуры кипения выше 150°С, например от 160 до 380°С.
Реакцию Фишера-Тропша проводят при температурах внутри реактора, равных или превышающих 150°С, например в диапазоне от 200 до 350°С, и при давлениях внутри реактора в диапазоне от 0,5 до 20 МПа. Более подробно о реакции Фишера-Тропша можно узнать из руководства Са1а1уД5 8с1епсе апб Тесйпо1оду, упомянутого выше.
Более тяжелая жидкая фаза содержит суспензию катализатора. Для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением можно применять любой катализатор на основе кобальта, активный в реакции Фишера-Тропша. В соответствии с настоящим изобретением предпочтительный катализатор основан на кобальте, диспергированном на твердом носителе, состоящем по меньшей мере из одного оксида элемента, выбираемого из одного или более перечисленных ниже элементов: δί, Τι, А1, Ζτ, Мд. Предпочтительными носителями являются оксид кремния, оксид алюминия или оксид титана.
Кобальт присутствует в катализаторе в количествах, лежащих в диапазоне от 1 до 50 мас.%, обычно от 5 до 35 мас.%, в пересчете на общую массу.
Катализатор, применяемый для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, может включать другие дополнительные элементы. Например, он может включать, в пересчете на его общую массу, от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 3 мас.%, рутения, и от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 3 мас.%, по меньшей мере третьего элемента, выбираемого из элементов третьей группы Периодической таблицы (в соответствии с ШРАС). Катализаторы этого типа известны и описаны в литературе; их описание и приготовление также может быть найдено в европейском патенте 756895.
Другие примеры катализаторов также основаны на кобальте, но содержат в качестве промотирующего элемента тантал в количестве 0,05-5 мас.% в пересчете на общую массу, предпочтительно 0,1-3%. Эти катализаторы готовят, сначала осаждая соль кобальта на инертный носитель (оксид кремния или оксид алюминия), например, посредством методики сухого импрегнирования, с последующей операцией кальцинации и, возможно, операцией восстановления и пассивирования кальцинированного продукта.
- 2 006933
На полученный таким образом предшественник катализатора осаждают производное тантала (в частности, алкоголяты тантала), предпочтительно при помощи методики влажного импрегнирования, с последующей операцией кальцинации и, возможно, операцией восстановления и пассивирования.
Независимо от его химического состава, катализатор применяют в виде тонкоизмельченного порошка со средним диаметром гранул в диапазоне от 10 до 700 мкм.
Суспензию, выгружаемую из реактора, направляют в установку для разделения для отделения твердого вещества от жидкости, которая также может включать аппарат для дегазации. Более конкретно, фильтрующее устройство, образующее установку для разделения/фильтрования, может быть установлено внутри реактора синтеза, например, в соответствии с боковым выпускным отверстием или за пределами реактора. В последнем случае установка для разделения/фильтрования также может включать аппарат для дегазации за пределами реактора.
Возможный аппарат для дегазации, по существу, состоит из вертикального сосуда, в котором суспензия пребывает от 1 до 5 мин, в течение которых захваченный газ и пары высвобождаются через свободную поверхность суспензии.
По окончании возможной операции дегазации суспензию обрабатывают в фильтрующем устройстве. Это устройство включает гидроциклон для первичного отделения, в нижней части которого получают концентрированный продукт (нижний продукт), который направляют рециклом в реактор, и продукт в верхней части гидроциклона (верхний продукт), который все еще содержит остаточную фракцию катализатора и, возможно, значительные следы мелких или субмикронных частиц катализатора. Этот второй поток проходит через кольцевое пространство между первым металлическим цилиндром, расположенным поверх гидроциклона, и цилиндром, изготовленным из пористого материала, расположенным внутри первого цилиндра, подвергаясь микро/ультрафильтрации. Профильтрованная текучая среда может быть извлечена через специальную систему каналов, а концентрированная текучая среда в форме мелких или субмикронных частиц может быть подана рециклом в реактор синтеза.
Для специфического применения, например при температуре в диапазоне от 210 до 240°С и давлении от 5 до 30 бар, можно применять традиционные гидроциклоны, а в качестве внутренних цилиндрических элементов, пригодных для микро/ультрафильтрации, - цилиндрические поверхности, изготовленные из спеченной (БгИегеБ) стали или керамических материалов со множественными каналами, например из оксида алюминия, или оксида циркония, или оксида титана, доступных на рынках под такими марками, как МетЬга1ох® или 8с1штаБу®. производимых Ра11 СотротаБои. Информацию по микро/ультрафильтрации можно найти в руководстве Υ.8. \УБ181оп Но, К.К. 8пкат МешЬтаие БаиБЬоок, СБаршаи & На11, 28, 408, 1992 и Ό. Раикои, МешЬгаиез, 111е Бше81 БПкаБои, ИБтаБои №е^8, 1995.
Далее по потоку после операции разделения/фильтрования жидкая углеводородная фаза, по существу, не содержащая твердых частиц, которые могут отрицательно влиять на последующие превращения, может быть охлаждена до комнатной температуры и отправлена на хранение в твердом состоянии, или ее можно направить в установку для превращения (гидрокрекинг и/или гидроизомеризация).
По окончании цикла фильтрования установки для разделения/фильтрования периодически промывают в режиме противотока при помощи потока легких углеводородов синтеза, отобранных из соответствующего сборного резервуара.
Способ непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в соответствии с настоящим изобретением может быть лучше понят при помощи приложенных чертежей, на которых представлены иллюстративные, но не ограничивающие воплощения изобретения:
на фиг. 1 представлен вид фильтрующего устройства спереди;
на фиг. 2 представлена технологическая схема, в которой фильтрующее устройство расположено внутри реактора.
На чертежах видно, что фильтрующее устройство Б в соответствии с настоящим изобретением, применяемое для осуществления способа, включает гидроциклон (111), имеющий впускное отверстие (112) для суспензии и выпускные отверстия (113) и (114), соответственно, для концентрированного раствора твердых частиц (нижнего продукта) и для разбавленного потока (верхнего продукта). Поверх гидроциклона расположен полый цилиндрический металлический элемент (115), внутри которого находится элемент (116) для микро/ультрафильтрации. Цилиндрический элемент имеет выпускное отверстие (117) для жидкости, в которой сконцентрированы мелкие или субмикронные частицы, в то время как фильтрующий элемент (116) имеет специальную систему каналов (118) для профильтрованной жидкости в соответствии со спецификацией.
Схема способа, где применяют одно или более фильтрующие устройства в соответствии с настоящим изобретением, расположенные снаружи реакционного сосуда (фиг. 2), включает реактор К1, к которому синтез-газ (1) подают при помощи трубопровода (1). Внутри реактора находится суспензия, состоящая из катализатора, диспергированного в реакционной жидкости, поддерживаемого во взвешенном состоянии пузырьками синтез-газа, который, поднимаясь вверх, встречает на своем пути частицы катализатора, поддерживает их во взвешенном состоянии и вступает в реакцию. Режим работы реактора может быть, например, таким, как описано в международной патентной заявке ΥΘ 03/2246 или во французском патенте 2826294.
- 3 006933
Газовый поток, по существу, состоящий из непрореагировавшего газа и легких продуктов реакции и побочных продуктов, извлекают из верхней части реактора по трубопроводу (4), который подает его в секцию охлаждения и конденсации легкой фракции углеводородов, не показанной на схеме. Углеводородную суспензию, жидкий продукт реакции Фишера-Тропша, извлекают по трубопроводу (2) и направляют в дегазатор Ό, в котором из нее высвобождают захваченные газы и пары, накапливаемые над поверхностью суспензии и направляемые посредством трубопровода (3) в секцию охлаждения и конденсации, не показанную на чертежах.
Затем суспензию направляют в установку для разделения, в которую помещено по меньшей мере одно фильтрующее устройство Г. Поток (6), профильтрованный в соответствии со спецификацией, и концентрат (5) после первичного разделения, подаваемый рециклом в реактор К.1 посредством насоса Р1 и трубопровода (9) или посредством естественной внешней циркуляции, и остаток (7) после вторичного фильтрования, подаваемый рециклом в реактор К1 посредством насоса Р2 и трубопровода (8), соответственно, извлекают из сосуда Г. Для того чтобы ограничить возможное накопление мелких субмикронных частиц в реакторе К1, можно извлекать часть потока, обогащенного мелкими или субмикронными частицами, посредством выпуска (11).

Claims (19)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Фильтрующее устройство, состоящее из гидроциклона, имеющего впускное отверстие, верхнее выпускное отверстие и нижнее выпускное отверстие, и первого полого цилиндрического металлического элемента, расположенного над гидроциклоном, и соединенного с его верхним выпускным отверстием, и имеющего выпускное отверстие для жидкости, содержащей мелкие частицы, внутри которого коаксиально по отношению к нему расположен второй полый цилиндрический элемент, имеющий выпускное отверстие для профильтрованной жидкости и изготовленный из пригодного для микро/ультрафильтрации материала, имеющего пористую структуру со средним диаметром пор в диапазоне от 0,002 до 0,1 мкм.
  2. 2. Способ непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах, который включает:
    а) непрерывную подачу синтез-газа, по существу, состоящего из водорода и моноксида углерода, в нижнюю часть реактора для проведения реакции Фишера-Тропша, содержащего катализатор на основе кобальта на носителе, который находится в суспензии продукта реакции;
    б) непрерывное извлечение из верхней части реактора потока, по существу, состоящего из легких продуктов синтеза, находящихся в паровой фазе, и непрореагировавшего реакционного газа;
    в) непрерывное извлечение из реактора тяжелого продукта реакции, по существу, состоящего из жидкой углеводородной фазы;
    г) обработку разделением/фильтрованием тяжелого продукта реакции до или после извлечения при помощи по меньшей мере одного фильтрующего устройства по п.1;
    д) отправление профильтрованного тяжелого продукта реакции в жидкой фазе, содержащего менее 5 частей на миллион мелких или субмикронных частиц, в установку для последующей обработки, например для гидроизомеризации и/или гидрокрекинга, или его извлечение и охлаждение до комнатной температуры;
    е) подачу рециклом твердых частиц, поступающих из операции разделения/фильтрования в реакционный реактор.
  3. 3. Способ по п.2, в котором реактор для проведения реакций типа Фишера-Тропша представляет собой барботажный реактор, состоящий из сосуда, внутри которого инициируют химические реакции, происходящие в трехфазных системах, где газовую/паровую фазу барботируют через суспензию твердого вещества в жидкости.
  4. 4. Способ по п.2 или 3, в котором газовая/паровая фаза, по существу, состоит из синтез-газа и легких продуктов реакции в парообразном состоянии, дисперсионная жидкая фаза представляет собой тяжелый продукт реакции или линейные углеводороды, по существу, имеющие большое количество атомов углерода, а твердая фаза представлена катализатором.
  5. 5. Способ по любому из пп.2-4, в котором легкие продукты реакции, по существу, состоят из смесей углеводородов, содержащих от 1 до 25 атомов углерода и имеющих температуру кипения для фракции С5-С25 при атмосферном давлении, меньше или равную приблизительно 150°С.
  6. 6. Способ по любому из пп.2-4, в котором тяжелый продукт реакции, по существу, состоит из парафинов, жидких при температуре реакции, включающих смеси насыщенных линейных углеводородов с большим количеством углеродных атомов, имеющих при атмосферном давлении температуры кипения выше 150°С.
  7. 7. Способ по любому из пп.2-6, в котором реакцию Фишера-Тропша проводят при температурах внутри реактора, равных или превышающих 150°С, и при давлениях внутри реактора в диапазоне от 0,5 до 20 МПа.
    - 4 006933
  8. 8. Способ по любому из пи.2-7, в котором катализатор изготавливают на основе кобальта, диспергированного на твердом носителе, выбираемом по меньшей мере из одного оксида одного или более из перечисленных ниже элементов: §ί, Τί, А1, Ζγ, Мд.
  9. 9. Способ по п.8, в котором кобальт присутствует в катализаторе в количествах, лежащих в диапазоне от 1 до 50 мас.%, в пересчете на общую массу.
  10. 10. Способ по п.8 или 9, в котором катализатор включает, в пересчете на его общую массу, от 0,05 до 5 мас.% рутения и от 0,05 до 5 мас.%, по меньшей мере, третьего элемента, выбираемого из элементов третьей группы Периодической таблицы.
  11. 11. Способ по и. 8 или 9, в котором катализатор включает в качестве промотирующего элемента тантал в количестве 0,05-5 мас.% в пересчете на общую массу.
  12. 12. Способ по любому из пп.2-11, в котором катализатор применяют в виде тонкоизмельченного порошка со средним диаметром гранул в диапазоне от 10 до 700 мкм.
  13. 13. Способ по любому из пи.2-12, в котором обработку разделением/фильтрованием проводят при помощи фильтрующего устройства, расположенного внутри реактора синтеза, или за его пределами.
  14. 14. Способ по и. 13, в котором фильтрующее устройство установлено за пределами реактора синтеза.
  15. 15. Способ по любому из пп.2-14, в котором установка для разделения/фильтрования включает по меньшей мере одну операцию дегазации.
  16. 16. Способ по и. 15, в котором операцию дегазации проводят в вертикальном сосуде, в котором суспензия пребывает от 1 до 5 мин.
  17. 17. Способ по любому из пп.2-16, в котором разделение/фильтрование проводят при температуре в интервале от 210 до 240°С и давлении в интервале от 5 до 30 бар.
  18. 18. Способ по любому из пп.2-17, в котором материал с пористой структурой, из которого изготовлен второй цилиндр фильтрующего устройства, имеет в качестве основы керамический материал с множественными каналами, выполненный из оксида алюминия, или оксида циркония, или оксида титана, или из спеченной стали.
  19. 19. Способ по любому из пп.2-18, в котором фильтрующее устройство периодически промывают в режиме противотока при помощи потока легких углеводородов синтеза.
EA200400728A 2003-06-25 2004-06-24 Способ непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах и отделения получаемой жидкой фазы от твердой фазы EA006933B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT001288A ITMI20031288A1 (it) 2003-06-25 2003-06-25 Processo per la produzione in continuo di idrocarburi da gas di sintesi in reattori a sospensione e per la separazione della fase liquida prodotta dalla fase solida.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200400728A1 EA200400728A1 (ru) 2004-12-30
EA006933B1 true EA006933B1 (ru) 2006-06-30

Family

ID=30131287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200400728A EA006933B1 (ru) 2003-06-25 2004-06-24 Способ непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах и отделения получаемой жидкой фазы от твердой фазы

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7144924B2 (ru)
EA (1) EA006933B1 (ru)
GB (1) GB2403433B (ru)
IT (1) ITMI20031288A1 (ru)
NO (1) NO20042662L (ru)
SA (1) SA04250187B1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2877950B1 (fr) * 2004-11-17 2006-12-29 Inst Francais Du Petrole Dispositif de production d'hydrocarbures liquides par synthese fischer-tropsch dans un reacteur a lit triphasique
US7378452B2 (en) * 2005-12-28 2008-05-27 Exxonmobil Research And Engineering Company Filtration system for slurry hydrocarbon synthesis process using both small and large pore filter elements
US8222305B2 (en) 2007-08-24 2012-07-17 Sasol Technology (Proprietary) Limited Process for producing liquid and gaseous products from gaseous reactants
US9168501B2 (en) * 2007-09-10 2015-10-27 Res Usa, Llc Commercial Fischer-Tropsch reactor
KR100992835B1 (ko) * 2008-02-29 2010-11-08 한국화학연구원 피셔-트롭쉬 합성반응용 고체촉매와 생성물의 연속분리배출장치 및 방법
US20100084350A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Jing Liu Systems and Methods for Continuous Multiphase Reaction and Separation
US8114915B2 (en) * 2008-12-05 2012-02-14 Exxonmobil Research And Engineering Company Method and system for handling slurries of varying liquid rates and solids content
US20100155307A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Soto Jorge L Method and system for fines management in slurry processes
US8119014B2 (en) * 2008-12-23 2012-02-21 Exxonmobil Research And Engineering Company Systems and methods to remove liquid product and fines from a slurry reactor
US8932452B2 (en) 2012-01-11 2015-01-13 Cameron International Corporation Method for separating entrained catalyst and catalyst fines from slurry oil

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3245318C3 (de) 1982-12-08 1996-06-20 Bayer Ag Verfahren zur Durchführung von Druckreaktionen mit suspendierten Katalysatoren
US5070064A (en) 1989-08-07 1991-12-03 Exxon Research And Engineering Company Catalyst pretreatment method
GB9116020D0 (en) * 1991-07-25 1991-09-11 Serck Baker Ltd Separator
NL9202017A (nl) 1992-11-19 1994-06-16 Tno Werkwijze en inrichting voor het uit een oplossing verwijderen van tenminste één bestanddeel.
US5527473A (en) 1993-07-15 1996-06-18 Ackerman; Carl D. Process for performing reactions in a liquid-solid catalyst slurry
US5900159A (en) * 1996-02-29 1999-05-04 Shell Oil Company Method for separating liquid from a slurry
JPH1110151A (ja) 1997-06-19 1999-01-19 Tohoku Electric Power Co Inc 硫酸イオン含有排水の処理装置
ITMI980865A1 (it) * 1998-04-23 1999-10-23 Eniricerche S P A Ora Enitecno Procedimento per la preparazione di idrocarburi da gas di sintesi
US6156809A (en) 1999-04-21 2000-12-05 Reema International Corp. Multiple reactor system and method for fischer-tropsch synthesis
US6589323B1 (en) 1999-11-19 2003-07-08 Amos Korin System for cleaning air and method for using same
JP2001246216A (ja) * 1999-12-28 2001-09-11 Denso Corp 気液分離装置
AR034670A1 (es) 2001-07-03 2004-03-03 Shell Int Research Procedimiento de preparacion de hidrocarburos liquidos
ITMI20030969A1 (it) * 2003-05-15 2004-11-16 Enitecnologie Spa Procedimento per la produzione in continuo di idrocarburi da gas di sintesi in reattori a sospensione e per la separazione della fase liquida prodotta dalla fase solida.
ITMI20031029A1 (it) * 2003-05-22 2004-11-23 Enitecnologie Spa Procedimenti per la produzione in continuo di idrocarburi da gas di sintesi.

Also Published As

Publication number Publication date
GB0413070D0 (en) 2004-07-14
NO20042662L (no) 2004-12-27
SA04250187B1 (ar) 2007-07-31
GB2403433A (en) 2005-01-05
US7144924B2 (en) 2006-12-05
US20050004238A1 (en) 2005-01-06
EA200400728A1 (ru) 2004-12-30
ITMI20031288A0 (it) 2003-06-25
ITMI20031288A1 (it) 2004-12-26
GB2403433B (en) 2005-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU713933B2 (en) Method for separating liquid from a slurry and process for the preparation of hydrocarbons
US7098251B2 (en) Process for the production in continuous of hydrocarbons from synthesis gas, in slurry reactors and for the separation from the solid phase of the liquid phase produced
US4362613A (en) Hydrocracking processes having an enhanced efficiency of hydrogen utilization
ITMI980865A1 (it) Procedimento per la preparazione di idrocarburi da gas di sintesi
ZA200407368B (en) Optimized solid/liquid separation system for multiphase converters.
KR20040030805A (ko) 고순도 피셔-트롭시 왁스의 직접 제조
EA006933B1 (ru) Способ непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах и отделения получаемой жидкой фазы от твердой фазы
US7115668B2 (en) Process for the production in continuous of hydrocarbons from synthesis gas
EP1392625B1 (en) Process for separating liquid hydrocarbons from a particulate fischer-tropsch catalyst
CN102232008B (zh) 处理具有不同液体流速和固体含量的浆料的方法和系统
AU2010214107B2 (en) Slurry reactor fines segregation and removal
CA2411844C (en) Fischer-tropsch process
EP0061259A1 (en) Hydrocracking processes having an enhanced efficiency of hydrogen utilization
US9290699B2 (en) Process for synthesizing hydrocarbons from synthesis gas with control of the temperature of the external loop
US20100155307A1 (en) Method and system for fines management in slurry processes
ITMI20002783A1 (it) Dispositivo e procedimento di separazione di prodotti liquidi partendo da una sospensione generata da un reattore fischer-tropsch e in prese
AU2001258634A1 (en) Fischer-tropsch process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ KZ RU