烃合成反应装置、烃合成反应系统以及烃合成方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种烃合成反应装置，其是利用以氢和一氧化碳为主成分的合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料之间的化学反应来合成烃化合物的烃合成反应装置，其具备：反应器，其使所述合成气与所述浆料接触；和未反应气体供给机构，其在将未反应气体从所述反应器导出之后进行加压，并将该加压后的气体供给至构成该烃合成反应装置的构成设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过将以一氧化碳气体和氢气为主成分的合成气吹入使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料中来合成烃化合物的烃合成反应装置、具备该烃合成反应装置的烃合成反应系统以及烃合成方法。本申请基于2008年9月30日在日本提出申请的特愿2008-253214并主张其优先权，这里援引其内容。
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，开发出如下GTLteas To Liquids:液体燃料合成)技术对天然气进行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，以该合成气作为原料气并利用费-托合成反应(以下称为“FT合成反应”)合成作为烃化合物的液体烃，进而通过对该液体烃进行加氢和精制来制造石脑油 (粗汽油)、煤油、轻油、蜡等液体燃料产品。作为利用该GTL技术来制造液体燃料的烃合成反应系统，如下述专利文献1所示， 已知有具备烃合成反应装置的结构，所述烃合成反应装置利用合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料的FT合成反应等化学反应来合成烃化合物。不过，以往，在构成该烃合成反应装置的构成设备中，为了抑制浆料等从与其他构成设备的连接部分倒流，或为了将收容在内部的流体送出到其他构成设备等，根据需要供给加压气体(被加压后的气体)。另外，作为该加压气体，从抑制催化剂劣化的观点出发，优选利用例如保管在冷热设备等中的将氮气化而得到的氮气等不活泼气体。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特表2007-533662号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题不过，在上述以往的烃合成反应装置中，因为从合成烃化合物的合成系统外供给氮气，因此在使用氮气的情况下，用于产生氮气的装置的制作费用增加，并且为了合成烃化合物而需要大量的能量，因而存在运行成本增加的问题。即，首先，为了使用氮气，另外需要用于保管该氮气的冷热设备等保管设备。在需要大量氮气的情况下，需要大容量的保管设备，在制作该保管设备时需要花费制作费用，而且使装置运行来合成烃化合物时，需要用于冷却加热等的大量的能量，因而运行成本增加。而且，该氮气与在FT合成反应的过程中产生的可燃性气体等混合，作为火炬气而被焚烧处理。在该处理中，需要利用废气燃烧烟道等焚烧设备，在被焚烧处理的气体为大量的情况下，需要大容量的焚烧设备，在制作该焚烧设备时需要花费制作费用，而且，为了焚烧处理需要大量的能量，结果运行成本增加。3本专利技术是鉴于上述的情况而完成的，其目的是提供能够抑制从合成烃化合物的合成系统外供给的加压气体的使用量、且在降低装置制作费用的同时能够节能且以低成本合成烃化合物的烃合成反应装置、烃合成方法、以及具备该烃合成反应装置的烃合成反应系统。用于解决问题的手段为了解决上述课题，本专利技术提出了以下的手段。本专利技术的烃合成反应装置是利用以氢和一氧化碳为主成分的合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料之间的化学反应来合成烃化合物的烃合成反应装置，其具备反应器，其使上述合成气与上述浆料接触；和未反应气体供给机构，其在将未反应气体从上述反应器导出之后进行加压，并将该加压后的气体供给至构成该烃合成反应装置的构成设备。而且，本专利技术的烃合成方法是利用以氢和一氧化碳为主成分的合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料之间的化学反应来合成烃化合物的烃合成方法，其中，在将未反应气体从上述反应器导出之后进行加压，并将该加压后的气体供给至构成该烃合成反应装置的构成设备。在此，所谓未反应气体，是指包括被导入到反应器内但与浆料没有进行化学反应的未反应的合成气、以及在反应器内的化学反应的过程中产生的气体(例如以碳原子数为 4以下的烃气体为主成分的气体)等的气体。根据本专利技术的烃合成反应装置和烃合成方法，从反应器内导出的未反应气体被未反应气体供给机构加压了之后，被供给到构成该烃合成反应装置的构成设备，因此能够将该未反应气体用作加压气体。因此，能够抑制从合成烃化合物的合成系统外供给的加压气体的使用量，能在降低该烃合成反应装置的制作费用的同时节能且以低成本合成烃化合物。上述构成设备也可以是插设在收容上述浆料或使上述浆料流通的其他构成设备的计量仪器，上述未反应气体供给机构也可以通过将上述未反应气体供给到上述计量仪器，对上述计量仪器与上述其他构成设备的连接部分进行密封。这种情况下，由于能够利用未反应气体对计量仪器与其他构成设备的连接部分进行密封，因此能够由计量仪器进行准确的测量。另外，在对计量仪器不进行密封的情况下，例如浆料内的催化剂粒子粘着、阻塞上述连接部分，有可能无法准确地由计量仪器进行测量。上述构成设备也可以是收容上述浆料和上述烃化合物中的至少任意一种流体且与其他构成设备连通、并将上述流体送出到上述其他构成设备的收容筒，上述未反应气体供给机构也可以通过将上述未反应气体供给到上述收容筒，将上述流体从上述收容筒送出到上述其他构成设备。这种情况下，能够利用未反应气体将收容筒内的流体送出到其他构成设备。上述收容筒收容上述烃化合物，上述其他构成设备也可以是分别分离上述烃化合物和上述催化剂粒子的混合流体的混合流体分离机构，上述未反应气体供给机构也可以通过将上述未反应气体供给到上述收容筒，将上述收容筒收容的上述烃化合物作为用于清洗上述混合流体分离机构的清洗液而送出。这种情况下，能够利用未反应气体将收容筒内的烃化合物作为清洗混合流体分离机构的清洗液而送出，因此能够将该混合流体分离机构维持在洁净的状态。因此，能够使烃化合物和催化剂粒子顺畅地分离，因此能够从混合流体有效地分离烃化合物或催化剂粒子。另外，在对混合流体分离机构不进行清洗的情况下，例如浆料内的催化剂粒子粘着在其内部等，有可能无法顺畅地进行分离。上述未反应气体供给机构也可以具有对上述未反应气体进行加压的加压部；导出上述反应器内的上述未反应气体而供给到上述加压部的第1流通部；和将由上述加压部加压得到的上述未反应气体供给到上述构成设备的第2流通部。这种情况下，能够利用加压部对流过第1流通部而被供给到加压部的反应器内的未反应气体进行加压，并使其流过第2流通部而供给到构成设备。特别是这种情况下，因为具有第1、第2流通部，因此能自由设置加压部的位置，能提高设计自由度。而且，本专利技术的烃合成反应系统的特征在于，其具备上述本专利技术的烃合成反应装置；合成气生成单元，其重整烃原料而生成上述合成气，并将该合成气供给到上述反应器； 和产品精制单元，其从上述烃化合物精制液体燃料。根据本专利技术的烃合成反应系统，具备在降低装置制作费用的同时能够节能且以低成本合成烃化合物的烃合成反应装置，因此在降低了烃合成反应系统的装置制作费用的基础上，能节能且以低成本合成液体燃料。专利技术的效果根据本专利技术的烃合成反应装置和烃合成方法，能够抑制从合成烃化合物的合成系统外供给的加压气体的使用量，能够在降低装置制作费用的同时节能且以低成本合成烃化合物。而且，根据本专利技术的烃合成反应系统具备该烃合成反应装置，因此在降低了烃合成反应系统的装置制作费用的基础上，能节能且以低成本合成液体燃料。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的液体燃料合成系统的整体结构的图。图2是表示图1所示的FT合成单元中的未反应气体供给机构的主要部分的概略图。图3是本专利技术的一实施方式的FT合成单元的变形例，是表示未反应气本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种烃合成反应装置，其是利用以氢和一氧化碳为主成分的合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料之间的化学反应来合成烃化合物的烃合成反应装置，该装置具备：反应器，其使所述合成气与所述浆料接触；和未反应气体供给机构，其在将未反应气体从所述反应器导出之后进行加压，并将该加压后的气体供给至构成该烃合成反应装置的构成设备。

【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