在外部提升反应器环路中具有异构化区域的淤浆烃合成制造技术

一种淤浆Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ烃合成方法，用于在合成反应器中从合成气合成液态烃，同时在反应器外部但作为反应器一部分的一个或多个外部提升反应器加氢异构环路中加氢异构合成的烃。加氢异构化使用整料催化剂，至少部分由于注入各环路的氢处理气的提升作用，从而实现淤浆在合成反应器与一个或多个环路之间的循环。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在外部提升反应器环路中具有异构化区域的淤浆烃合成公开背景专利
本专利技术涉及淤浆烃合成方法，其中包括在外部提升反应器环路中进行异构化。更具体地说，本专利技术涉及淤浆Fischer-Tropsch烃合成方法，其中合成反应器中合成的烃浆液循环通过外部提升反应器，在整料加氢异构催化剂存在时与氢气在其中反应，使液体加氢异构化，降低其倾点。然后加氢异构化液体返回合成反应器。专利技术背景淤浆Fischer-Tropsch烃合成方法无论是在专利还是技术文献中都已为人所熟知和证实。该法包括将含有H2和CO混合物的合成气向上通入热的反应淤浆中。该淤浆包括在合成反应条件下为液体的合成烃以及分散其中的粒状Fischer-Tropsch型催化剂。H2和CO在催化剂存在时反应生成烃。烃液体连续或间断地从合成反应器中流出，通过管道进入下游的一个或多个改质操作。改质产品包括，例如合成原油、各种燃料和润滑油馏分以及蜡类。下游的改质包括分馏和转化操作，典型包括加氢异构，其中至少一些烃分子的部分分子结构发生改变。如果合成的烃浆液至少部分被加氢异构，使其倾点和熔点下降，更易用管道输送，然后再进入下游操作，这将是一个进步。专利技术概述本专利技术涉及淤浆Fischer-Tropsch烃合成方法，其中一部分合成的烃浆液从合成反应器中流出，进入一个或多个外部提升反应器，在加氢异构催化剂及优选为整料加氢异构催化剂存在时，液体与氢气在其中反应，被加氢异构后，液体再返回反应器的三相淤浆(主淤浆体)中。包括在合成反应条件下为液体的合成烃的浆液包含大部分正构链-->烷烃，加氢异构化降低其倾点和熔点，从而使其更易用泵和管道输送。外部提升反应器包括简易的垂直中空流体管道或管子。操作时，将主淤浆体中热淤浆与脱除装置接触，去除浆液中气泡，优选地同时去除气泡和颗粒固体，然后和氢气处理气一起流出合成反应器，向上进入一个或多个外部提升反应器。加氢异构催化剂放在提升反应器内部，其中包括加氢异构区域。于是，合成烃液体从合成反应器中流出，向上进入并通过一个或多个外部提升反应器内部，再返回合成反应器。氢气或氢气处理气向上注入提升反应区域，它们起着提升气的作用，使浆液在合成反应器与外部管道之间循环。淤浆向上进出提升反应器依靠氢气处理气的提升作用而实现，因此，外部加氢异构反应器可被看作一种提升管或气升反应器。通过各自朝反应器上下部开口的上下管道口，提升反应器与合成反应器内主淤浆流动相连。这使得浆液加氢异构化(i)在被看作合成反应器的一部分但与之相离的外部反应环路中进行和(ii)虽然合成反应器产生烃，但不干扰烃合成反应。合成反应器中加氢异构烃液体的浓度不断提高，直到达到平衡。合成反应器达到平衡时，其中的浆液可能包括大部分倾点降低的加氢异构烃。从合成反应器出来的液体烃产品有时不需要进一步的加氢异构化。因此，本专利技术方法对合成反应器下游单独分离的加氢异构反应器及相关设备的需要减少，有时甚至消除。即使下游需要加氢异构反应器，其规模也比合成烃液体不经过至少部分加氢异构时小。虽然全部加氢异构烃液体典型地都返回主淤浆体与之混合，但在一些实施方案中，部分加氢异构液体从提升管反应器出来，直接进入下游操作。采用一个或多个与合成反应器关联的外部加氢异构环路，可使加氢异构化温度不同于(例如高于)合成反应区域的温度。加氢异构温度较高就可以使用价格便宜的非贵金属加氢异构催化剂。除去气泡及优选为淤浆气泡和颗粒固体的装置也优选位于主淤浆体中，包括相同的或独立的装置。虽然许多过滤装置可用于在淤浆向上进入加氢异构区域前从至少一部分催化剂颗粒中分离出浆液，但在本专利技术的实施中采用已知的不用过滤的淤浆固体减少装置，以避免使用过滤装置。适-->于本专利技术采用的去除气泡和固体的装置已为人知，在例如专利US5,866,621及5,962,537中公开，其公开内容在此引入作为参考。简易脱除气泡的装置在专利US 5,382,748、5,811,468和5,817,702中也有公开，其公开内容也在此引入作为参考。去除淤浆中气泡也使其浓缩，如果再适当地促使浓缩浆液进入加氢异构区域(例如通过合成反应器淤浆体中的降液管)，则形成密度差驱动液压压头，有助于浆液向上通过提升反应器的循环。加氢异构前除去气泡也降低流动流体中CO和蒸汽含量，否则它们与加氢异构氢气反应，对加氢异构催化剂也产生不利影响。整料加氢异构催化剂具有与流体流动方向垂直的最小横截面积，使得流体向上流过催化剂表面的压力降最小。从加氢异构区域上游除去催化剂及其它固体颗粒例如惰性热交换颗粒，可减少对整料催化剂的洗擦，减少管中加氢异构反应区域的堵塞，也降低液相的粘度。广义地，本专利技术方法包括淤浆Fische-Tropsch烃合成方法，其中一部分烃浆液从合成反应器的淤浆体中流出，其中气泡含量减少后，向上通过位于合成反应器外部并与之流动相连的提升反应器中加氢异构区域，在加氢异构催化剂存在下，与氢气在有效的反应条件下在其中反应，使烃液体加氢异构化，降低其倾点，其中至少一部分加氢异构化液体返回合成反应器的主淤浆体。优选地，在接触加氢异构催化剂前，从淤浆中将气泡和颗粒固体都除去。进一步的实施方案中，本专利技术包括如下步骤：(i)将含有H2和CO混合物的合成气通入淤浆Fischer-Tropsch烃合成反应器中包括三相淤浆的主淤浆体，其中淤浆包括气泡和淤浆烃液体中的粒状烃合成催化剂，在有效的反应条件下，H2和CO在催化剂存在时反应，生成烃，其中一部分在反应条件下为液体，包括淤浆液体；(ii)将一部分淤浆从主淤浆体中引出；(iii)将引出的分淤浆与去除气泡的装置接触，形成气泡减少的淤浆烃液体；-->(iv)将氢气和(iii)中形成的液体通入位于合成反应器外部并与之流动相连但相离的提升反应器的加氢异构区域，它们在其中与加氢异构催化剂，优选为整料加氢异构催化剂接触；(v)氢气与液体在加氢异构催化剂存在时反应，使至少一部分液体加氢异构化，形成倾点降低的液体，及(vi)将全部或一部分加氢异构化液体返回合成反应器。附图简述图1为根据本专利技术中一个实施方案，与含有整料加氢异构催化剂的外部提升管反应环路相连的烃合成反应器的简单示意流程图。图2为包含催化剂部分和两个静态混合器的外部提升管的部分侧面示意图。图3(a)和3(b)分别为整料催化剂块的顶面和侧面示意图。图4为本专利技术方法使用的降液管中过滤器装置的侧面示意图。图5为中间试验管式反应器中整料加氢异构催化剂存在时十六烷转化率与温度的函数关系图。图6是说明在中间试验管式反应器中整料加氢异构催化剂上十六烷加氢异构的选择性的变化曲线图。专利技术详述烃合成反应器中合成的蜡状浆液典型地包括500°F+烃，大多数的初始沸点为650-750°F+。最终沸点至少为850°F，优选为至少1050°F，甚至更高(1050°F+)。该液体也包括大部分(大于50wt％)，典型地大于90％，优选地大于95％，更优选地大于98％的链烷烃，其中大多数是正构链烷烃，特别是在烃合成催化剂包括钴催化组分时，这就是本专利技术上下文中“链烷烃的”所指。准确的沸程范围、烃组成等取决于合成所用催化剂和方法变量。它含有可以忽略的硫和氮化合物量(例如小于1wppm)。在本专利技术方法中使用的具有这些性质的浆液用淤浆Fischer-Tro本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加氢异构化淤浆Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ烃合成反应器中产生的淤浆烃液体的方法，同时所述的反应器由合成气生成所述的液体，其中所述淤浆包括所述液体中的气泡和催化剂颗粒，该法包括：（ａ）将一部分所述的淤浆与去除气泡的装置接触，形成 气泡减少的淤浆；（ｂ）将氢处理气和所述的气泡减少的淤浆通入并向上通过所述合成反应器外部的，与其中所述淤浆流体连通的一个或多个提升反应器，所述的其中包含加氢异构催化剂的每一个提升反应器包括加氢异构反应区域；（ｃ）在所述催化剂存 在下，所述气泡减少的淤浆和氢气在有效反应条件下进行反应，使至少一部分所述液体加氢异构化，产生加氢异构的液体，及（ｄ）将全部或一部分所述的加氢异构的液体返回所述的合成反应器，其中与所述的淤浆混合，成为所述浆液的一部分。

【技术特征摘要】
US 2001-11-6 09/992,3901.一种加氢异构化淤浆Fischer-Tropsch烃合成反应器中产生的淤浆烃液体的方法，同时所述的反应器由合成气生成所述的液体，其中所述淤浆包括所述液体中的气泡和催化剂颗粒，该法包括：(a)将一部分所述的淤浆与去除气泡的装置接触，形成气泡减少的淤浆；(b)将氢处理气和所述的气泡减少的淤浆通入并向上通过所述合成反应器外部的，与其中所述淤浆流体连通的一个或多个提升反应器，所述的其中包含加氢异构催化剂的每一个提升反应器包括加氢异构反应区域；(c)在所述催化剂存在下，所述气泡减少的淤浆和氢气在有效反应条件下进行反应，使至少一部分所述液体加氢异构化，产生加氢异构的液体，及(d)将全部或一部分所述的加氢异构的液体返回所述的合成反应器，其中与所述的淤浆混合，成为所述浆液的一部分。2.按权利要求1所述方法，其中有不止一个降液管式反应器。3.按权利要求2所述方法，其中至少一个降液管式反应器包括含有贵金属的加氢异构催化剂，至少一个其它的降液管式反应器包含非贵金属加氢异构催化剂。4.按权利要求1所述方法，其中所述处理气也起提升气体的作用，以使所述淤浆循环通过所述提升反应器。5.按权利要求4所述方法，其中所述淤浆烃液体作为所述合成反应器的液体产物，间断或连续地被引出，同时所述合成反应器产生所述的烃浆液。6.按权利要求5所述方法，其中在所述淤浆向上通入所述加氢异构区域前，除了脱除气泡外，还要从中去除至少一部分所述的催化剂颗粒。7.按权利要求6所述方法，其中所述的加氢异构催化剂包括整料催化剂。8.按权利要求7所述方法，其中所述的加氢异构催化剂为整料形式。9.按权利要求7所述方法，其中所述的整料催化剂包括在所述区域中垂直排列的多个整料催化剂块。10.按权利要求9所述方法，其中从所述合成反应器排出的至少一部分所述的浆液通入至少一种改质操作中，所述操作至少包括精馏和/或一种或多种转化操作。11.按权利要求10所述方法，其中所述一个或多个提升反应器和所述合成反应器相连并悬挂于其上。12.按权利要求11所述方法，其中至少一部分所述整料催化剂块垂直间隔地位于所述加氢异构区域中。13.按权利要求12所述方法，其中所述氢处理气通过至少两个独立的气体注入装置通入所述的区域中，所述气体注入装置沿所述区域垂直间隔地分布，每一个在整料催化剂块的上游。14.按权利要求13所述方法，其中静态混合装置位于所述整料催化剂块之间的至少一部分空间中。15.按权利要求14所述方法，其中在至少一个所述混合装置的上游，将至少一部分所述氢气注入到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯约翰马尔特，罗伯特杰伊威滕布林克，珍妮特雷内克拉克，珍妮弗谢弗菲利，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]