烃化合物合成反应单元及其运转方法技术

本发明专利技术涉及通过以氢和一氧化碳为主成分的合成气与将固体催化剂悬浮在液体烃中而成的浆料的化学反应来合成烃化合物的烃合成反应单元，其具备：反应容器，其在内部收容所述浆料，导入所述合成气，将反应后的气体从顺部排出；内部分离机构，其设置在所述反应容器内部，将所述浆料中的所述催化剂与合成的所述液体烃分离；外部分离机构，其设置在所述反应容器外部，将从所述反应容器中抽出的所述浆料中的所述催化剂与所述液体烃分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及烃化合物的合成反应单元及该合成反应单元的运转方法，该合成反应单元将以一氧化碳气体及氢气为主成分的合成气吹入到使固体催化剂悬浮在液体烃中而成的浆料中来合成烃化合物。本申请基于2008年09月30日在日本申请的专利申请2008-2M815并主张优先权，将其内容引用于此。
技术介绍
近年来，作为用于从天然气合成液体燃料的方法之一，开发了 GTLOias To Liquids:液体燃料合成)技术，该技术将天然气重整而生成以一氧化碳气体(CO)和氢气 (H2)为主成分的合成气，以该合成气为原料气通过费托合成反应(以下称为“FT合成反应”)合成液体烃，进而通过对该液体烃进行加氢及精制来制造石脑油(粗汽油)、煤油、轻油、蜡等液体燃料产品。作为进行上述的FT合成反应的合成反应单元，例如如专利文献1中所公开的那样，提出了一种泡罩塔型浆料床FT反应系统，其使固体催化剂悬浮在液体烃中来生成浆料，向收容有该浆料的反应容器中吹入合成气来进行FT合成反应。在这种合成反应单元中，具备从浆料中分离催化剂的催化剂分离机构，通过该催化剂分离机构时常进行从反应容器中的浆料中抽出一定量的液体烃的操作。作为上述的催化剂分离机构，例如如专利文献2中所公开的那样，提出了将具备过滤器的过滤装置等设置在反应容器的外部的手段(外部分离方式)或设置在反应容器内的手段(内部分离方式)。现有技术文献专利文献专利文献1 美国专利申请公开第2003/0018089号说明书专利文献2 美国专利申请公开第2005/0000861号说明书
技术实现思路
专利技术想要解决的问题可是，在反应容器的内部设置催化剂分离机构的情况下，在进行催化剂分离机构的维护时需要将反应容器的作业停止，作为产品的烃化合物的生产效率降低。此外，成为在催化剂的浓度高的状态下进行过滤，发生过滤器堵塞等由固体部分的附着引起的故障的概率上升，需要频繁进行过滤元件的维护。另一方面，在反应容器的外部设置催化剂分离机构的情况下，将浆料抽出而导入到分离机构，但是，如果反应容器外部中的浆料的移送作业和分离处理中温度降低，则液体烃中的蜡馏分可能固化。因此，无法进行大量的浆料的分离处理，存在无法大幅度提高分离性能的可能性。这样，外部分离方式或内部分离方式分别具有问题，无法有效进行催化剂的分离作业。本专利技术鉴于上述情况而作出，目的在于提供能容易且可靠地进行浆料的分离处理、使烃化合物的生产效率大幅度提高的。用于解决课题的手段为了解决上述课题而实现这样的目的，本专利技术提出了以下手段。本专利技术的烃化合物合成反应单元是通过以氢和一氧化碳为主成分的合成气与将固体催化剂悬浮在液体烃中而成的浆料的化学反应来合成烃化合物的烃合成反应单元，其具备反应容器，其在内部收容所述浆料，导入所述合成气，将反应后的气体从顶部排出； 内部分离机构，其设置在所述反应容器内部，将所述浆料中的所述催化剂与合成的所述液体烃分离；外部分离机构，其设置在所述反应容器外部，将从所述反应容器中抽出的所述浆料中的所述催化剂与所述液体烃分离。根据该构成的烃化合物合成反应单元，将浆料中的液体烃与催化剂分离的分离机构分别被设置在反应容器的内部(内部分离机构)和反应容器的外部(外部分离机构)，因此根据需要适当将两个分离机构同时或择一地使用，从而能够稳定地进行运转，能够实现烃化合物的生产效率的提高。例如在对外部分离机构进行维护时，可以仅使用内部分离机构而使运转继续进行。此外，通过抑制内部分离机构的使用频率，能够将内部分离机构的维护间隔延长，能尽量减少反应容器停止运转的情况。这里，还可以具备洗涤机构，其向上述内部分离机构及上述外部分离机构流通洗涤流体，对上述内部分离机构及上述外部分离机构进行洗涤。如上所述，在外部分离机构或内部分离机构中有时因催化剂等固体部分堆积等导致分离性能降低。这里，通过具备对上述内部分离机构及上述外部分离机构流通洗涤流体来对上述内部分离机构及上述外部分离机构进行洗涤的洗涤机构，从而能够通过洗涤流体来排除附着堆积在上述内部分离机构及上述外部分离机构上的固体部分，能够抑制外部分离机构或内部分离机构的分离性能的降低。此外，能够降低像停止运转那样的大规模的维护作业的频率、即延长实施间隔。此外，上述洗涤机构可以具有存积上述洗涤流体的存积容器，可以通过该存积容器向上述内部分离机构及上述外部分离机构供给上述洗涤流体。如上所述，在内部分离机构中，成为在浆料中的催化剂的浓度高的状态下进行分离处理，容易发生由催化剂等固体部分引起的堵塞，因此需要提高洗涤频率。另一方面，在外部分离机构中，通过进行沉降分离等前处理能够在催化剂的浓度低的状态下进行分离处理，难以发生由催化剂等固体部分引起的堵塞，洗涤的频率不需要那么高。也就是说，在内部分离机构和外部分离机构中，洗涤的频率分别不同。这里，设定成通过存积容器向上述内部分离机构及上述外部分离机构供给上述洗涤流体来进行洗涤的构成，从而使得内部分离机构与外部分离机构的洗涤不必同时进行，各自能以适当的间隔进行洗涤。此外，通过具备存积容器，能够在需要的时期对上述内部分离机构及上述外部分离机构流通必要的量的洗涤流体，能够实现洗涤流体的使用量的减少。特别是在使用作为产物的液体烃的一部分作为洗涤流体的情况下，能够抑制液体烃的生产能力的降低。4此外，上述洗涤流体可以是通过上述内部分离机构或上述外部分离机构分离得到的液体烃。如上所述，通过将由上述内部分离机构或上述外部分离机构分离得到的液体烃用作洗涤流体，与重新使用其他洗涤流体的情况相比，可降低成本，且不需要洗涤流体的管理。并且，液体烃是由上述内部分离机构或上述外部分离机构分离得到的物质，是原本就要流通到这些分离机构中的物质，因此在洗涤后对这些分离机构没有影响，能够在洗涤后直接使用分离机构。本专利技术的烃化合物合成反应单元的运转方法是上述的烃化合物合成反应单元的运转方法，其按照对上述内部分离机构和上述外部分离机构同时或择一地使用的方式来进行运转的转换。此时，将内部分离机构与外部分离机构转换来进行运转，根据需要适当地对上述内部分离机构及上述外部分离机构同时或择一地进行使用，从而能够稳定地进行运转，能实现烃化合物的生产效率的提高。另外，在将内部分离机构和外部分离机构的运转向任一方的机构转换时，优选按照分离机构各自良好地工作的方式控制阀门的开闭动作等。专利技术效果根据本专利技术，能够提供能容易且可靠地进行浆料的分离处理、能使烃化合物的生产效率大幅度提高的烃化合物合成反应单元及该合成反应单元的运转方法。附图说明图1是表示具备本专利技术的一实施方式的合成反应单元的液体燃料合成系统的整体构成的概略图。图2是表示本专利技术的一实施方式的合成反应单元的说明图。图3是表示从外部催化剂分离器向内部催化剂分离器的运转转换的顺序的流程图。图4是表示从内部催化剂分离器向外部催化剂分离器的运转转换的顺序的流程图。具体实施例方式下面，参照所附的附图对本专利技术的优选的实施方式进行说明。首先，参照图1，对具备本专利技术的实施方式的烃化合物合成反应单元的液体燃料合成系统(烃合成反应系统)的整体构成及工序进行说明。如图1所示，液体燃料合成系统(烃合成反应系统)1为进行将天然气等烃原料转换为液体燃料的GTL工艺的工厂设备。该液体燃料合成系统1由合成气生成单元3、合本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种烃化合物合成反应单元，其是通过以氢和一氧化碳为主成分的合成气与将固体催化剂悬浮在液体烃中而成的浆料的化学反应来合成烃化合物的烃合成反应单元，其具备：反应容器，其在内部收容所述浆料，导入所述合成气，将反应后的气体从顶部排出，内部分离机构，其设置在所述反应容器内部，将所述浆料中的所述催化剂与合成的所述液体烃分离，外部分离机构，其设置在所述反应容器外部，将从所述反应容器中抽出的所述浆料中的所述催化剂与所述液体烃分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西康博，
申请(专利权)人：日本石油天然气·金属矿物资源机构，
类型：发明
国别省市：JP