BR112014023814B1 - método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas para produzir hidrocarbonetos através da reação de síntese de fischer-tropsch - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "método para inicialização de reator de leito de lama do tipo torre de borbulhamento". a presente invenção refere-se a um método para a inicialização de um reator de leito de lama do tipo torre de borbulhamento para produzir hidrocarbonetos pela síntese de fischer-tropsch. o método compreende uma primeira etapa para preenchimento de um reator com uma lama obtida pela suspensão de um catalisador de síntese de fischer-tropsch em um óleo para preparação de uma lama que tem uma temperatura de destilação de 5% entre 120 e 270?c, uma temperatura de destilação de 95% entre 330 e 650?c e um teor de enxofre e teor aromático de 1 ppm ou menos em termos de massa e uma segunda etapa para iniciar a síntese de fischer-tropsch elevando a temperatura do reator, com gás de síntese que é principalmente hidrogênio e monóxido de carbono que já é introduzido na lama preenchida no reator. o óleo para preparação de lama é um óleo que contém uma quantidade predeterminada de componentes específicos. durante a primeira etapa, a lama é preenchida no reator em uma quantidade de tal modo que nada sai por aspersão do reator.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção MÉTODO DE INICIALIZAÇÃO DE UM REATOR DE LEITO DE LAMA DE COLUNA DE BOLHAS PARA PRODUZIR HIDROCARBONETOS ATRAVÉS DA REAÇÃO DE SÍNTESE DE FISCHER-TROPSCH.

Campo da Técnica [0001] A presente invenção se refere a um método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas.

[0002] A prioridade é reivindicada no Pedido de Patente n^o JP

2012-074757, depositado no dia 28 de março de 2012, cujo conteúdo é incorporado ao presente documento a título de referência.

Antecedentes da Técnica [0003] Nos últimos anos, a partir do ponto de vista de redução de carga ambiental, houve uma necessidade de combustíveis ambientalmente amigáveis e de líquido limpo com um teor de enxofre e um teor de hidrocarboneto aromático baixos. A partir desse ponto de vista, como a tecnologia, a qual tem capacidade para produzir estoque de base de combustível, especificamente querosene, ou estoque de base de gasóleo, não incluindo um teor de enxofre ou hidrocarbonetos aromáticos, que é rico em hidrocarbonetos alifáticos, os métodos que utilizam a reação de síntese de Fischer-Tropsch (citados abaixo como reação de síntese de FT), nos quais o gás de monóxido de carbono (CO) e gás de hidrogênio (H2) são gases de matéria-prima, estão sendo investigados (consulte o Documento de Patente n^o 1, por exemplo).

[0004] Convencionalmente, como um método para produzir óleos de hidrocarboneto através do método de síntese de FT, um método foi revelado utilizando-se um reator de leito de lama de coluna de bolhas, em que a reação de síntese de FT é realizada soprando-se um gás de síntese (um gás misturado com CO e H2 como componentes principais) em uma lama na qual as partículas catalisadoras sólidas são suspensas dentro do óleo de hidrocarboneto como um meio líquido

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2/45 (consulte o Documento de Patente n^o 2, por exemplo).

[0005] No momento iniciar da operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas (também citado abaixo simplesmente como reator), isto é, no momento de iniciar, em geral, isso é realizado em uma sequência como a seguinte.

[0006] Em primeiro lugar, a lama é preenchida no reator. Depois, um gás inerte como nitrogênio é fluido a partir da parte inferior do reator e o nitrogênio retirado a partir da parte superior do reator é devolvido à parte inferior do reator, circulando o gás inerte. Então, após o fluxo suficiente do catalisador no reator, na troca pelo nitrogênio, a afluência do gás de síntese a partir da parte inferior do reator é iniciada. Doravante, em um estado no qual o gás de síntese é fluido no reator, a temperatura do reator é elevada gradualmente até alcançar uma temperatura necessária para a reação de síntese de FT e a reação de síntese de FT é iniciada.

[0007] Como o óleo de hidrocarboneto utilizado para a lama no momento de iniciar, necessita-se do uso de um produto de alta pureza que tenha fluidez adequada que está presente principalmente como um líquido sob as condições da reação de síntese de FT e que tenha muito poucas impurezas, como teor de enxofre e teor aromático, de modo que os problemas na atividade catalítica na reação de síntese de FT não aconteçam.

Documentos da Técnica Anterior

Documentos de Patente [0008] Documento de patente n^o 1: Pedido de patente não examinado, Primeira Publicação n^o JP 2004-323626.

[0009] Documento de Patente 2: Patente n^o U.S. 6974844.

Revelação da Invenção

Problemas a Serem Solucionados pela Invenção [0010] Em um caso no qual um produto de alta pureza, conforme

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3/45 mencionado acima, é utilizado como o óleo de hidrocarboneto utilizado para a lama no momento de iniciar, se esse for comprado, um custo de compra será incorrido toda vez que o reator for inicializado e o custo de produção do óleo de síntese de FT e do óleo de hidrocarboneto obtido a partir do óleo de síntese de FT aumentará. Portanto, pode ser considerado para armazenar o produto de alta pureza gerado por uma reação de síntese de FT antes da última operação que tem um componente de cera como o componente principal, isto é, uma fração de cera de alta pureza que tem fluidez adequada e que tem muito poucas impurezas, como teor de enxofre e teor aromático e as usa como o óleo de hidrocarboneto para a lama no momento de iniciar. Caso essa fração de cera seja utilizada, a necessidade de comprar um produto de alta pureza é eliminada e o custo de compra pode ser reduzido.

[0011] No entanto, em um caso no qual a lama que usa a fração de cera é preenchida no reator no momento de iniciar da operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas (tempo de inicialização), no período do início da afluência do gás inerte a partir da parte inferior de reator até o início da saída do óleo de síntese, o qual é o óleo de produto da reação de síntese de FT, o componente de cera dentro da lama é descarregado a partir do reator, acompanhando-se o gás que flui para fora a partir da saída na parte superior de reator, como as gotículas transportadas pelo ar de líquido diretas ou sendo parcialmente vaporizado.

[0012] Dessa forma, novos problemas aconteceram como o resfriamento do componente de cera descarregado dentro da linha que recicla o gás inerte ou o gás de síntese da parte superior de reator até a parte inferior de reator ou dentro do trocador de calor fornecido dentro da trajetória da linha, depósito do componente de cera e bloqueio da linha ou do trocador de calor ou o depósito do componente de cera dentro do compressor de gás reciclado fornecido dentro da trajetória

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4/45 da linha.

[0013] A presente invenção leva em consideração as circunstâncias anteriormente mencionadas, com o intuito de fornecer um método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas em que, no momento de preenchimento de uma lama que usa um componente de cera e de iniciar a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas, os problemas como o bloqueio pelo componente de cera da linha ou do trocador de calor ou o depósito do componente dentro do compressor de gás reciclado são impedidos.

Meios Para Solucionar o Problema [0014] O método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas da presente invenção é um método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas para produzir hidrocarbonetos através da reação de síntese de Fischer-Tropsch, sendo que o método inclui:

uma primeira etapa para preencher uma lama, em que partículas catalisadoras de reação de síntese de Fischer-Tropsch são suspensas em um óleo de preparação de lama que é um óleo de hidrocarboneto no qual o teor de enxofre e o teor aromático são de, respectivamente, 1 ppm em massa ou menos, o ponto de destilação de 5% é de 120 a 270°C e o ponto de destilação de 95% é de 330 a 650°C, no reator, no qual o preenchimento é realizado, de modo que o volume do componente de óleo pesado que compreende componentes com um ponto de ebulição de 300°C ou mais no óleo de hidrocarboneto dentro da lama preenchida no reator seja de 50% ou mais em relação ao volume de um espaço vazio no reator abaixo da extremidade inferior da linha de remoção de calor de parte inferior instalada no reator e de modo que a altura da superfície líquida da lama no reator seja inferior à altura na qual as gotículas transportadas pelo ar do líquido no reator começam a ser transportadas pelo gás que flui para fora a partir da saída

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5/45 da parte superior de reator; e uma segunda etapa para aumentar a temperatura de reação do reator e iniciar a reação de síntese de Fischer-Tropsch em um estado no qual o gás de síntese que é principalmente hidrogênio e monóxido de carbono é introduzido na lama preenchida no reator;

em que o óleo de preparação de lama é o óleo de hidrocarboneto dentro da lama no ponto em que a taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de Fischer-Tropsch alcançou 20% em volume na segunda etapa, na qual a quantidade do componente de óleo leve que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C é igual ou superior ao volume em termos do óleo de preparação de lama, de modo que o componente de óleo leve esteja presente como líquido no reator em 1% em volume ou mais dentro da lama em termos do óleo de hidrocarboneto.

[0015] Ademais, no método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas, é preferencial que o óleo de preparação de lama contenha de 10 a 20% em volume do componente de óleo leve.

[0016] Ademais, no método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas, é preferencial que as quantidades do óleo de preparação de lama por 10°C aumentem a partir do ponto de ebulição inicial até a faixa de 300°C a partir de 0,1 a 5% em volume.

Efeitos da Invenção [0017] De acordo com o método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas da presente invenção, no momento de preenchimento de uma lama utilizando um componente de cera e iniciando a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas, os problemas como o bloqueio pelo componente de cera da linha ou do trocador de calor ou o depósito do componente dentro do compresPetição 870190086924, de 04/09/2019, pág. 13/59

6/45 sor de gás reciclado pode ser impedido.

Breve Descrição dos Desenhos [0018] A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra um exemplo de toda a configuração de um sistema de síntese de combustível líquido, de acordo com a presente invenção.

[0019] A Figura 2 é um diagrama esquemático de blocos de uma unidade de síntese de FT, de acordo com a presente invenção.

Melhor Modo para Executar a Invenção [0020] Adiante, o método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas da presente invenção é descrito em detalhes.

[0021] Em primeiro lugar, um sistema de síntese de combustível líquido contendo um reator de leito de lama de coluna de bolhas, de acordo com a presente invenção, é descrito com referência à Figura 1. [0022] O sistema de síntese de combustível líquido 1 mostrado na

Figura 1 é uma planta que executa os processos GTL, os quais convertem matérias-primas de hidrocarboneto, como gás natural, em combustíveis líquidos.

[0023] O sistema de síntese de combustível líquido 1 é configurado por uma unidade de produção de gás de síntese 3, uma unidade de síntese de FT 5 e por uma unidade de aprimoramento 7. A unidade de produção de gás de síntese 3 reforma o gás natural, o qual é a matéria-prima de hidrocarboneto, e produz gás de síntese contendo gás de monóxido de carbono e gás de hidrogênio. A unidade de síntese de FT 5 sintetiza os hidrocarbonetos líquidos a partir do gás de síntese produzido na unidade de produção de gás de síntese 3 através da reação de síntese de FT. A unidade de aprimoramento 7 produz o estoque de base do combustível líquido (principalmente querosene e gasóleo) hidrogenando e purificando os hidrocarbonetos líquidos sintetizados pela reação de síntese de FT.

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7/45 [0024] Adiante, os elementos de configuração das respectivas unidades são descritos.

[0025] A unidade de produção de gás de síntese 3 é principalmente guarnecida com, por exemplo, um reator de dessulfurização 10, um reformador 12, uma caldeira de calor residual 14, separadores de líquido-vapor 16 e 18, uma unidade de remoção de CO2 20 e um separador de hidrogênio 26. O reator de dessulfurização 10 é configurado por um dessulfurizador de hidrogenação e similares e remove compostos de enxofre do gás natural que é a matéria-prima. O reformador 12 reforma o gás natural fornecido a partir do reator de dessulfurização 10 e gera gás de síntese contendo gás de monóxido de carbono (CO) e gás de hidrogênio (H2) como os componentes primários. A caldeira de calor residual 14 recupera o calor residual do gás de síntese gerado no reformador 12 e gera vapor d'água de alta pressão.

[0026] O separador vapor-líquido 16 separa a água aquecida na caldeira de calor residual 14 mediante troca de calor com o gás de síntese, em um vapor (vapor d'água de alta pressão) e um líquido. O separador vapor-líquido 18 remove o componente condensado a partir do gás de síntese resfriado na caldeira de calor residual 14 e fornece o componente gasoso para a unidade de remoção de CO2 20. A unidade de remoção de CO2 20 tem uma torre de absorção 22 que remove gás de dióxido de carbono do gás de síntese fornecido a partir do separador vapor-líquido 18 utilizando um absorvente e uma torre de regeneração 24 que realiza a regeneração retirando o gás de dióxido de carbono a partir do absorvente contendo o gás de dióxido de carbono. O separador de hidrogênio 26 separa do gás de síntese, a partir do qual o gás de dióxido de carbono foi separado pela unidade de remoção CO2 20, uma porção do gás de hidrogênio contido no gás de síntese. No entanto, existem casos também em que não é necessário fornecer a unidade de remoção de CO2 20, dependendo das circunstâncias.

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8/45 [0027] Dentre esses, o reformador 12 reforma o gás natural utilizando gás de dióxido de carbono e vapor d'água mediante o método de reformação de vapor d'água e gás de dióxido de carbono representado pelas fórmulas de reação química (1) e (2), mencionadas abaixo, por exemplo, e gera um gás de síntese de alta temperatura com gás de monóxido de carbono e gás de hidrogênio como os componentes primários. Esse método de reformação do reformador 12 não é limitado de forma alguma ao exemplo do método de reformação de vapor d'água e gás de dióxido de carbono mencionado acima e o método de reformação de vapor d'água, o método de reformação de oxidação parcial (POX), o qual usa oxigênio, o método de reformação autotérmico (ATR), o qual é uma combinação do método de reformação de oxidação parcial e o método de reformação de vapor d'água e o método de reformação de gás de dióxido de carbono também podem ser utilizados, por exemplo.

CH4 + H2O CO + 3H2 (1)

CH4 + CO2 2CO + 2H2 (2) [0028] Ademais, o separador de hidrogênio 26 é fornecido em uma linha de ramificação que se ramifica a partir da linha principal que conecta a unidade de remoção de CO2 20 ou do separador vapor-líquido 18 e do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30.

[0029] O separador de hidrogênio 26 pode ser configurado por um dispositivo de PSA de hidrogênio (Adsorção por Modulação da Pressão) que realiza a adsorção e a dessorção de hidrogênio utilizando diferenciais de pressão, por exemplo. Esse dispositivo de PSA de hidrogênio tem um material adsorvente (um material adsorvente de tipo zeólito, um carbono ativado, alumina, gel de sílica e similares) dentro de uma pluralidade de torres de adsorção (não mostradas no desenho) dispostas em paralelo. Mediante repetição sequencialmente das etapas de pressurização, adsorção, dessorção (despressurização) e puri

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9/45 ficação de hidrogênio nas respectivas torres de adsorção, o gás de hidrogênio de alta pureza (aproximadamente 99,999%, por exemplo) separado do gás de síntese pode ser fornecido continuamente para os vários reatores que utilizam hidrogênio (o reator de dessulfurização 10, o reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50, o reator de hidrocraqueamento de destilado médio 52 e o reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54, por exemplo) que realizam reações predeterminadas utilizando hidrogênio.

[0030] O método de separação de gás de hidrogênio do separador de hidrogênio 26 não é limitado de forma alguma ao exemplo do método de adsorção por modulação da pressão como o dispositivo de PSA de hidrogênio mencionado acima e pode ser o método de adsorção de absorvente de hidrogênio, o método de separação de membrana ou uma combinação desses, por exemplo.

[0031] Posteriormente, a unidade de síntese de FT 5 é descrita. A unidade de síntese de FT 5 é dotado principalmente de um reator de leito de lama de coluna de bolhas 30, um separador vapor-líquido 34, um separador de catalisador 36, um separador vapor-líquido 38 e de um primeiro fracionador 40.

[0032] O reator de leito de lama de coluna de bolhas (também citado abaixo simplesmente como reator) 30 é um reator que sintetiza hidrocarbonetos líquidos do gás de síntese fornecido pela linha de fornecimento 41 conectada à unidade de produção de gás de síntese 3 e funciona como um reator para síntese de FT que sintetiza hidrocarbonetos líquidos de gás de síntese através da reação de síntese de FT. A linha de fornecimento 41 é dotada de um primeiro compressor 42 que comprimi o gás de síntese que é entregue a partir da unidade de produção de gás de síntese 3.

[0033] Conforme mostrado na Figura 2, o reator 30 é dotado principalmente de um corpo de reator 80 e de linhas de resfriamento (li

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10/45 nhas de remoção de calor) 81 e é acionado em condições nas quais o interior do reator 30 é mantido em aproximadamente 190 a 270°C, por exemplo, e é pressurizado acima da pressão atmosférica. O corpo de reator 80 é um recipiente metálico de tipo aproximadamente cilíndrico. Uma lama na qual as partículas catalisadoras sólidas, isto é, as partículas catalisadoras de reação de síntese de FT, são suspensas dentro do líquido hidrocarboneto (produto da reação de síntese de FT), é alojada dentro do corpo de reator 80 e um chão de lama é formado pela lama.

[0034] Um borbulhador 82 que se conecta à linha de fornecimento 41 está disposto na parte inferior desse corpo de reator 80 e pelo borbulhador 82, o gás de síntese que tem gás de hidrogênio e gás de monóxido de carbono como os componentes primários é injetado na lama. O gás de síntese soprado na lama transforma-se em bolhas e se eleva dentro da lama no corpo de reator 80 em uma direção de altura (direção vertical) do corpo de reator 80. No processo do mesmo, o gás de síntese é dissolvido dentro dos hidrocarbonetos líquidos e a reação de síntese (reação de síntese de FT) dos hidrocarbonetos líquidos prossegue ao entrar em contato com as partículas catalisadoras. Especificamente, os hidrocarbonetos são gerados mediante reação de gás de hidrogênio e de gás de monóxido de carbono da maneira mostrada na fórmula de reação química (3) abaixo.

2nH₂TnCQ^ tCH₂>_n 4- nH₂O (3) [0035] Aqui, em uma reação dessa maneira, a proporção de gás de monóxido de carbono consumida no reator 30 em relação ao gás de monóxido de carbono (CO) fornecido para o reator 30 é tomada como a taxa de conversão de monóxido de carbono (também citada abaixo simplesmente como taxa de conversão) da reação de síntese de FT. Essa taxa de conversão é calculada como uma porcentagem a partir da taxa de vazão molar de gás de monóxido de carbono dentro

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11/45 do gás que flui no corpo de reator 80 por unidade de tempo (taxa de vazão de CO de entrada) e a taxa de vazão molar de gás de monóxido de carbono dentro do componente descarregado gasoso retirado da parte de fase gasosa 83 do corpo de reator 80 por unidade de tempo, conforme mencionado abaixo (taxa de vazão molar de CO de saída). Isto é, a taxa de conversão é avaliada de acordo com a fórmula (4) abaixo.

Taxa da vazão molar da CO tfà entrada .Taxa da vazão molar da CO de saída , ..

Twa de Converge =--------------------------------------------------------- X 10Q (4)

Taxa de vazão molar de CO de enlrada [0036] A fim de reciclar o gás de síntese que não reagiu no corpo de reator 80 e contido no componente descarregado gasoso que é descarregado a partir da parte de fase gasosa 83 do reator 30, o que é realizado normalmente é para que o componente descarregado gasoso seja resfriado e para que o componente gasoso separado do componente líquido condensado seja reciclado para o reator 30 e fornecido novamente para a reação. Nesse caso, a taxa de vazão molar de CO de entrada se refere à taxa de vazão molar de gás de monóxido de carbono dentro do gás de entrada de reator, o qual consiste em gás de síntese recém-fornecido e no gás reciclado.

[0037] A taxa de vazão molar de gás de monóxido de carbono dentro do gás de síntese que flui no corpo de reator 80 por unidade de tempo (taxa de vazão molar de CO de entrada) é continua ou periodicamente medida por um dispositivo de cromatografia de gás e por um medidor de vazão (não mostrado no desenho) fornecidos na linha de fornecimento 41 que fornece o gás de síntese para o corpo de reator 80, por exemplo. Conforme mencionado acima, em um caso em que o gás contendo gás de síntese que não reagiu é reciclado para o corpo de reator 80, a posição na qual o dispositivo de cromatografia de gás e o medidor de vazão são instalados na linha de fornecimento 41 pode estar mais a jusante do que a junção com a linha na qual o gás reciPetição 870190086924, de 04/09/2019, pág. 19/59

12/45 clado flui.

[0038] Ademais, a taxa de vazão molar de gás de monóxido de carbono dentro do componente descarregado que é retirado a partir da parte de fase gasosa 83 do corpo de reator 80 por unidade de tempo (taxa de vazão molar de CO de saída) é continua ou periodicamente medida pelo dispositivo de cromatografia de gás e por um medidor de vazão (não mostrado no desenho) fornecido na linha de gás a jusante do separador vapor-líquido 38 mencionado abaixo. Portanto, a partir desses valores medidos, a taxa de conversão de monóxido de carbono é continua ou periodicamente calculada com base na fórmula (4) e a operação do reator 30 é monitorada por esse resultado.

[0039] Ademais, como resultado do gás de síntese que se eleva no corpo de reator 80 como bolhas, uma vazão para cima (elevação pneumática) da lama é gerada no corpo de reator 80. Isto é, a lama flui repetidamente a partir da parte inferior até a parte superior do reator 30 na parte central (próxima ao centro) do reator 30 e flui a partir da parte superior até a parte inferior do reator 30 na parte de fora (próxima ao lado de fora) do reator 30. Como resultado disso, uma vazão circulante da lama é gerada no corpo de reator 80.

[0040] A parte de fase gasosa 83 está localizada acima da lama alojada no corpo de reator 80. A separação de gás e líquido é realizada em uma superfície líquida (interface entre a parte de fase gasosa 83 e a lama). Isto é, o gás de síntese que passa através da interface entre a lama e a parte de fase gasosa 83 sem reagir dentro da lama e o hidrocarboneto comparativamente leve gerado pela reação de síntese de FT, o qual está um estado gasoso sob as condições no corpo de reator 80, são transferidos para a parte de fase gasosa 83 como um componente gasoso. Nesse momento, as gotículas líquidas que acompanham esse componente gasoso e as partículas catalisadoras que acompanham essas gotículas líquidas são devolvidas à lama pela

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13/45 gravidade. Adicionalmente, o componente gasoso (o gás de síntese que não reagiu e o hidrocarboneto leve) que subiu até a parte de fase gasosa 83 do corpo de reator 80 é retirado através da linha de entrega 43 (linha) conectada à parte de fase gasosa 83 (parte superior) do corpo de reator 80 e torna-se um componente descarregado gasoso. O componente descarregado gasoso é, conforme mencionado abaixo, fornecido para o separador vapor-líquido 38 após ser resfriado por um trocador de calor 44.

[0041] As linhas de resfriamento 81 são instaladas no interior do corpo de reator 80, e mediante a remoção do calor de reação da reação de síntese de FT, mantêm a temperatura dentro do sistema a uma temperatura predeterminada. Essas linhas de resfriamento 81, na presente modalidade, a partir das partes de resfriamento 81A, conforme mostrado na Figura 2. As partes de resfriamento 81A são uma construção na qual uma única linha é dobrada e formada, de modo a se voltar para trás e para frente verticalmente uma pluralidade de vezes ao longo da direção vertical, por exemplo. Na presente modalidade, três (uma pluralidade de) partes de resfriamento 81A que compreendem as linhas de resfriamento 81 estão dispostas no corpo de reator 80 (reator 30) deixando um espaçamento predeterminado na direção vertical (direção de altura) do mesmo. Isto é, essas três partes de resfriamento 81A estão aproximada e igualmente dispostas no corpo de reator 80 na direção vertical do mesmo a fim de resfriar de maneira eficaz a lama no corpo de reator 80.

[0042] Nessas três partes de resfriamento 81A, visto que as linhas de resfriamento 81, respectivamente, correspondentes às partes de resfriamento, cada, se conectam independentemente ao separador vapor-líquido 34, a água de resfriamento (água na qual a diferença com a temperatura no corpo de reator 80 é de aproximadamente -50 a 0°C, por exemplo) fornecida a partir do separador vapor-líquido 34 flui

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14/45 através das linhas de resfriamento 81. Para essas partes de resfriamento 81A, também pode ser empregada uma configuração na qual as três partes de resfriamento 81A são formadas respectiva e independentemente. No entanto, isso pode ser modificado, de modo que as entradas de água de resfriamento das três partes de resfriamento 81A sejam coletadas como uma porta de entrada e as saídas de água de resfriamento das três partes de resfriamento 81A também sejam coletadas como uma porta de saída. Portanto, embora aparentem estar separadas em três, na verdade, as linhas de resfriamento 81 estão mutuamente em paralelo.

[0043] No processo da água de resfriamento que flui através das linhas de resfriamento 81 das partes de resfriamento 81A, a lama no corpo de reator 80 é resfriada mediante troca de calor entre a água de resfriamento e a lama através das paredes de linha das linhas de resfriamento 81. Uma porção da água de resfriamento evapora e é descarregada no separador vapor-líquido 34 e doravante é recuperada como vapor d'água de pressão média.

[0044] O meio para resfriar a lama no corpo de reator 80 não limitado de forma alguma à água de resfriamento da maneira mencionada acima e alcanos cíclicos ou ramificados e lineares C4 a C10, olefinas, silanos com baixo peso molecular, éteres silílicos e óleo de silicone podem ser utilizados, por exemplo.

[0045] O separador vapor-líquido 34 separa a água que é aquecida mediante flutuação nas linhas de resfriamento 81 das partes de resfriamento 81A dispostas no reator 30, conforme mencionado acima, em vapor d'água (vapor d'água de pressão média) e um líquido. O líquido separado nesse separador vapor-líquido 34 é fornecido, conforme mencionado acima, nas linhas de resfriamento 81 novamente como água de resfriamento.

[0046] Não há limitações particulares no catalisador que constitu

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15/45 am a lama alojada no corpo de reator 80, isto é, o catalisador de reação de síntese de FT, embora um catalisador particulado sólido no qual pelo menos um tipo de metal ativo selecionado a partir de cobalto, rutênio, ferro e similares é sustentado em um corpo de sustentação composto por um óxido inorgânico, como sílica ou alumina, é utilizado preferencialmente. O catalisador pode ter, adicionalmente ao metal ativo, um componente metálico, como zircônio, titânio, háfnio, rênio e similares, os quais são adicionados com um objetivo de elevar a atividade do catalisador, por exemplo. Não há limitações particulares no formato desse catalisador, embora a partir do ponto de vista da fluidez da lama e a partir do ponto de vista de inibição da geração de partículas catalisadoras pulverizadas quando é fluida, resultante da desintegração ou abrasão das partículas catalisadoras como resultado de colisões ou fricção das partículas catalisadoras entre si e as partículas catalisadoras com a parede interna do corpo de reator 80, a linha de resfriamento 81 e similares, é preferencial que tenha um formato aproximadamente esférico.

[0047] Ademais, não há limitações particulares no tamanho de partícula médio das partículas catalisadoras, embora, a partir do ponto de vista da fluidez da lama, é preferencial que seja de aproximadamente 40 a 150 pm.

[0048] O separador de catalisador 36 separa a lama em um componente sólido das partículas catalisadoras e similares e um componente líquido contendo os hidrocarbonetos líquidos. Para esse componente sólido separado das partículas catalisadoras e similares, uma porção do mesmo é devolvida para o corpo de reator 80 e o componente líquido é fornecido para o primeiro fracionador 40.

[0049] Ademais, uma parte de fase gasosa 83 é fornecida, conforme mencionado acima, na parte superior (parte de topo da torre) do corpo de reator 80 e a linha de entrega 43 é conectada ao topo da torPetição 870190086924, de 04/09/2019, pág. 23/59

16/45 re do corpo de reator 80.

[0050] A linha de entrega 43 é conectada ao separador vaporlíquido 38 através do trocador de calor 44 fornecido dentro da trajetória do mesmo e transporta o componente gasoso (componente descarregado gasoso) dentro da parte de fase gasosa 83 que se ergueu ao topo da torre do corpo de reator 80 para o separador vapor-líquido 38. O componente gasoso é um componente gasoso de FT contendo gás de síntese que não reagiu (gás de matéria-prima) e um componente gasoso de hidrocarboneto sintetizado.

[0051] O trocador de calor 44 realiza troca de calor do componente gasoso (componente gasoso de FT) retirado a partir do corpo de reator 80 com o gás de síntese fornecido a partir da unidade de produção de gás de síntese 3, por exemplo, e, adicionalmente ao resfriamento do componente gasoso que tem uma temperatura relativamente alta, aquece o gás de síntese que tem uma temperatura relativamente baixa.

[0052] Como um resultado de troca de calor que está sendo realizada no trocador de calor 44 de tal maneira, no separador vaporlíquido 38 os hidrocarbonetos líquidos (light FT hidrocarbonetos), os quais são um condensado que é uma porção do componente gasoso de FT, são separados a partir do vapor e introduzidos no primeiro fracionador 40 (consulte a Figura 1).

[0053] Por outro lado, o componente gasoso separado no separador vapor-líquido 38 tem gás de síntese que não reagiu (CO e H2) e hidrocarbonetos com dois ou menos átomos de carbono que os componentes primários e uma porção é carregada novamente na parte do fundo do reator 30 para síntese de hidrocarboneto e hidrocarboneto reciclado para a reação de síntese de FT. Ademais, o componente gasoso que não é reciclado para a reação de síntese de FT é descarregado para o lado sem gás e é utilizado como gás de combustível ou

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17/45 combustível correspondente a LPG (líquido petróleo gás) é coletado ou é reciclado como uma matéria-prima do reformador 12 da unidade de produção de gás de síntese 3.

[0054] Ademais, o componente gasoso reciclado para a reação de síntese de FT é devolvido pela linha de fornecimento 41 através da primeira trajetória de recirculação 45 e é reciclado para a reação de síntese de FT que está sendo carregada novamente na parte do fundo do reator 30. Na primeira trajetória de recirculação 45, obtém-se um segundo compressor 46 (compressor de gás reciclado) que comprimi o componente gasoso reciclado para a reação de síntese de FT.

[0055] Ademais, uma segunda trajetória de recirculação 47 é conectada ao separador vapor-líquido 38 para circular para a linha de fornecimento 41 um gás inerte como nitrogênio fornecido para o reator 30, no momento de iniciar a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 mencionado abaixo (tempo de inicialização). Essa segunda trajetória de recirculação 47 é conectada à linha de fornecimento 41 no lado a montante do primeiro compressor 42.

[0056] Ademais, na presente modalidade, obtém-se um tanque de lama preparada 48 que armazena a lama, de acordo com a presente invenção, isto é, uma lama (citada abaixo como lama preparada) preparada mediante carregamento e suspensão do catalisador de reação de síntese de FT no óleo de preparação de lama. Uma fonte de gás inerte 49 de nitrogênio e similares é conectada a esse tanque de lama preparada 48 através de uma linha 49a. Ademais, esse tanque de lama preparada 48 é conectado à linha de fornecimento 41 através de uma segunda linha de fornecimento 41a. Com base nessa configuração, o gás inerte (nitrogênio e similares) é introduzido a partir da fonte de gás inerte 49 no tanque de lama preparada 48 e mediante transferência da lama preparada no tanque de lama preparada 48 com esse gás inerte, a lama preparada pode ser fornecida para o corpo de reator

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80.

[0057] O tanque de lama preparada 48 é dotado de um dispositivo de fornecimento de óleo de preparação de lama (não mostrado no desenho) que fornece o óleo de preparação de lama e um dispositivo de fornecimento catalisador (não mostrado no desenho) que fornece o catalisador de reação de síntese de FT para o tanque de lama preparada 48. O dispositivo de fornecimento de óleo de preparação de lama é configurado para ser dotado de um tanque de armazenamento que armazena o óleo de preparação de lama e uma bomba que transporta o óleo de preparação de lama a partir do tanque de armazenamento para o tanque de lama preparada 48, por exemplo. Ademais, o dispositivo de fornecimento catalisador é configurado, o qual é dotado de um alimentador que armazena o catalisador de reação de síntese de FT e um dispositivo de carregamento para carregar o catalisador de reação de síntese de FT a partir do alimentador para o tanque de lama preparada 48. O dispositivo de carregamento é formado, o qual é dotado de uma válvula liga-desliga e similares.

[0058] Ademais, um agitador (não mostrado no desenho) é fornecido no tanque de lama preparada 48. Consequentemente, mediante a mistura do óleo de preparação de lama e do catalisador de reação de síntese de FT no tanque de lama preparada 48 de maneira uniforme, o óleo de preparação de lama e o catalisador de reação de síntese de FT são mantidos em um estado de lama preparada. Esse tanque de lama preparada 48 é dotado de um dispositivo de aquecimento (não mostrado no desenho) e a lama preparada no tanque de lama preparada 48 é ajustada a uma temperatura preestabelecida que é uma temperatura acima do ponto de fusão do óleo de preparação de lama, por exemplo.

[0059] A lama preparada armazenada no tanque de lama preparada 48 é fornecida para o reator 30 e é preenchida na primeira etapa no

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19/45 momento de iniciar a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 mencionado abaixo (tempo de inicialização). Essa lama preparada é, conforme mencionado acima, uma lama preparada por suspensão do catalisador de reação de síntese de FT no óleo de preparação de lama.

[0060] *Como o óleo de preparação de lama, um óleo de hidrocarboneto é utilizado, em que o ponto de destilação de 5% é de 120 a 270°C e o ponto de destilação de 95% é de 330 a 650°C, e o componente de enxofre e o componente aromático são respectivamente 1 ppm em massa ou menos. Preferencialmente, um produto de alta pureza que tem um componente de cera como o componente principal é utilizado, isto é, um componente que tem fluidez adequada que está presente principalmente como um líquido sob as condições de reação de síntese de FT.

[0061] Conforme mencionado abaixo, visto que a lama preparada é mantida a uma temperatura mais alta do que o ponto de fusão do óleo de preparação de lama para a lama preparada preencher o reator 30 a fim de ter fluidez adequada no momento de iniciar a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 (tempo de inicialização), para que não seja vaporizado a essa temperatura, o ponto de destilação de 5% é de 120°C ou mais, preferencialmente de 150°C ou mais e, com mais preferência, de 200°C ou mais. Ademais, visto que é necessário que o óleo de preparação de lama contenha componentes que sejam vaporizados no processo de elevação de temperatura antes da reação, o ponto de destilação de 5% do óleo de preparação de lama é de 270°C ou menos, preferencialmente de 250°C ou menos e, com mais preferência, de 220°C ou menos.

[0062] Por outro lado, visto que a viscosidade do óleo de preparação de lama torna-se muito grande se componentes muito pesados estiverem contidos, o ponto de destilação de 95% do óleo de prepara

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20/45 ção de lama é de 650°C ou menos, preferencialmente de 630°C ou menos e, com mais preferência, 600°C ou menos. Ademais, visto que o óleo de preparação de lama é produzido para permanecer no lado de fase líquida no processo de elevação de temperatura antes da reação, o ponto de destilação de 95% é de 330°C ou mais, preferencialmente de 450°C ou mais e, com mais preferência, de 550°C ou mais.

[0063] Ademais, visto que o componente de enxofre e o componente aromático degradam a atividade do catalisador de reação de síntese de FT, os mesmos são respectivamente 1 ppm em massa ou menos, e é preferencial caso não estejam efetivamente contidos. Como componentes do óleo de preparação de lama, é preferencial que seja constituída principalmente por parafinas ou isoparafinas normais e por componentes contendo oxigênio, como álcoois e um componente de nafteno que não deve estar efetivamente contido.

[0064] Para o óleo de preparação de lama, o uso do óleo de produto que resulta do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 (reator de síntese de FT) que deve ser operado e que é gerado pela reação de síntese de FT antes da última operação, é preferencial a partir do ponto de vista de eficiência econômica.

[0065] Ademais, como o óleo de preparação de lama, mais especificamente, na primeira etapa no momento de iniciar a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 mencionado abaixo (tempo de inicialização), no momento, uma quantidade predeterminada da lama preparada é fornecida no corpo de reator 80 (reator 30) e é preenchida, depois, dentre os óleos de hidrocarboneto dentro da lama preenchida no reator 30, um é utilizado, no qual o volume do componente de óleo pesado que compreende componentes com um ponto de ebulição de 300°C ou mais em relação ao volume do espaço vazio no reator 30 abaixo da extremidade inferior da linha de resfriamento de parte mais baixa 81 (linha de remoção de calor) instalada no reator 30 é de

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50% ou mais, preferencialmente de 60% ou mais e, com mais preferência, de 80% ou mais.

[0066] Aqui, o volume do espaço vazio do reator 30 abaixo da extremidade inferior da linha de resfriamento de parte mais baixa 81 (linha de remoção de calor) instalada no reator 30 indica o volume V entre a posição (plano horizontal) da extremidade mais baixa L da parte de resfriamento 81A disposta no nível mais baixo dentre as três partes de resfriamento 81A mostradas na Figura 2 e a parte mais inferior do corpo de reator 80 (reator 30). Portanto, como o óleo de preparação de lama, um componente é produzido que se torna uma quantidade na qual, no momento, uma quantidade predeterminada da lama preparada é fornecida no corpo de reator 80 (reator 30) e é preenchida, dentre os óleos de hidrocarboneto dentro da lama preenchida no corpo de reator 80, o volume do componente de óleo pesado que compreende componentes com um ponto de ebulição de 300°C ou mais é, em relação ao volume V, de 50% ou mais, preferencialmente de 60% ou mais e, com mais preferência, de 80% ou mais.

[0067] Sob as condições da reação de síntese de FT, o gás de síntese introduzido na lama transforma-se em bolhas e em um volume de aproximadamente 50% em relação ao volume de toda a lama incluindo as bolhas. Portanto, após uma quantidade predeterminada da lama preparada ser fornecida para o corpo de reator 80 (reator 30) e ser preenchida na primeira etapa, conforme mencionado abaixo, no momento, a temperatura do reator 30 é elevada na segunda etapa, mesmo se dentre os hidrocarbonetos dentro da lama, o componente de óleo leve for gradualmente vaporizado na fase gasosa e a quantidade de líquido diminuir, caso o componente de óleo pesado que compreende componentes com um ponto de ebulição de 300°C esteja contido em uma quantidade que se torna, em relação ao volume V, de 50% ou mais, como resultado do gás de síntese introduzido que se transforma

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22/45 em bolhas e é incluído dentro da lama, pelo menos se torna o volume V ou mais em um estado aparente no qual o componente de óleo pesado contém bolhas, e a temperatura da lama pode ser controlada de forma estável. Ademais, a fim de controlar de forma estável a temperatura da lama, é preferencial usar um óleo de preparação de lama contendo o componente de óleo pesado em uma quantidade que se torna, em relação ao volume V, preferencialmente de 60% ou mais e, com mais preferência, de 80% ou mais.

[0068] Consequentemente, para a lama contendo o componente pesado, o calor (calor liberado) gerado pela reação é removido (remoção de calor), visto que o contato com as linhas de resfriamento 81 (linhas de remoção de calor) das partes de resfriamento 81A é assegurado e o controle de temperatura pelas linhas de resfriamento 81 (linhas de remoção de calor) das partes de resfriamento 81A pode ser realizado com segurança.

[0069] Ademais, como o óleo de preparação de lama, na segunda etapa no momento de iniciar a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 mencionado abaixo (tempo de inicialização), no ponto em que a taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de FT alcança 20% em volume, um componente é utilizado contendo, dentre os óleos de hidrocarboneto dentro da lama (lama preparada), um componente de óleo leve que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C no volume da linha de base de óleo de preparação de lama ou mais que é necessária a fim de estar presente como um líquido no reator 30, como uma linha de base de óleo de hidrocarboneto dentro da lama, em 1% em volume ou mais, preferencialmente em 5% em volume ou mais e, com mais preferência, 10% em volume ou mais. Para o óleo leve dentro da lama, no ponto em que a taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de FT alcança 20% em volume, embora o limite superior do

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23/45 volume da linha de base de óleo de hidrocarboneto dentro da lama seja limitado, de acordo com a quantidade do componente de óleo pesado necessária para controlar de forma estável a temperatura da lama, é preferencial em particular que esteja em 50% em volume ou menos.

[0070] Consequentemente, na segunda etapa até a taxa de conversão de monóxido de carbono alcançar 20% em volume, visto que 1% em volume ou mais do componente de óleo leve permanece dentro da lama preparada no reator 30, durante esse período, o óleo leve é continuamente descarregado como um componente descarregado gasoso a partir da linha de entrega 43 da parte superior de reator 30.

[0071] Portanto, extraindo-se nitrogênio ou gás de síntese que não reagiu da linha de entrega 43 e liquefazendo o óleo leve na linha de entrega 43 ou no trocador de calor 44 na trajetória que recicla para a parte inferior do reator 30, esse componente de óleo leve de estado líquido faz com que o componente de cera seja descarregado na linha de entrega 43 (linha) e o trocador de calor 44 seja removido por dissolução.

[0072] Se a taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de FT exceder 20% em volume, a quantidade do óleo de produto (hidrocarbonetos) da reação de síntese de FT aumentará, e visto que o componente de óleo leve dentro desse óleo de produto é descarregado a partir da linha de entrega 43, impedir-se-á que o componente de cera dentro da lama preparada seja depositado e permaneça na linha de entrega 43 e no trocador de calor 44.

[0073] Ademais, como a quantidade do componente de óleo leve dentro do óleo de preparação de lama, especificamente, é preferencial que 10 a 20% em volume esteja contido. Fazendo isso em 10% em volume ou mais, a dissolução e a remoção do componente de cera descarregado na linha de entrega 43 e no trocador de calor 44 e, adicionalmente, no segundo compressor 46, podem ser realizadas com

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24/45 segurança. Portanto, a quantidade do componente de óleo leve é, com mais preferência, de 12% em volume. Ademais, fazendo isso em 20% em volume ou menos, o componente leve que está se tornando excessivo e uma quantidade excedente da capacidade de processamento para liquefazer o componente leve pelo trocador de calor 44 e similares é impedido. Portanto, a quantidade do componente de óleo leve é, com mais preferência, de 18% em volume ou menos.

[0074] Como óleo de preparação de lama, é preferencial usar um em que as quantidades destiladas por 10°C no intervalo a partir do ponto de ebulição inicial até 300°C sejam respectivamente 0,1 a 5% em volume e é mais preferencial usar um que seja de 0,3 a 3% em volume. Utilizando esse óleo de preparação de lama, o componente de óleo leve pode ser continuamente vaporizado até o componente de cera descarregado na linha de entrega 43 (linha) a partir de dentro da lama preparada no trocador de calor e, adicionalmente, o segundo compressor 46 pode ser dissolvido e removido suficientemente pelo óleo de produto a partir da reação de síntese de FT. Portanto, durante esse período, liquefazendo-se o componente vaporizado de óleo leve na linha de entrega 43 e no trocador de calor 44, a dissolução e a remoção do componente de cera podem ser continuadas.

[0075] Ademais, como a concentração do catalisador de reação de síntese de FT dentro da lama preparada que é produzida mediante suspensão do catalisador de reação de síntese de FT nesse óleo de preparação de lama, é preferencial que seja de 10 a 40% em peso.

[0076] Se a concentração do catalisador estiver abaixo de 10% em peso, a quantidade de catalisador no reator 30 tornar-se-á pequena. Portanto, a eficiência de reação torna-se baixa. Por outro lado, se exceder 40% em peso, a viscosidade da lama aumentará rapidamente. Portanto, há uma preocupação de que um estado fluido adequado não possa mais ser mantido.

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25/45 [0077] Com uma quantidade maior do componente de óleo pesado, a área de contato entre as linhas de resfriamento 81 e a lama torna-se grande e a quantidade de calor removido também aumenta. Portanto, isso é preferencial, visto que a taxa de conversão de monóxido de carbono pode ser rapidamente elevada ao alvo. No entanto, a fim de impedir uma elevação excessiva da superfície líquida no momento de preenchimento de lama, o componente de óleo pesado, em relação ao volume da (estado de operação classificado) altura de superfície líquida normal do reator 30 ocupada pela quantidade total da lama também incluindo o componente de óleo pesado, é limitado a 50% ou menos.

[0078] O primeiro fracionador 40 mostrado na Figura 1 destila de modo fracionado os hidrocarbonetos líquidos fornecidos a partir do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 através do separador de catalisador 36 e do separador vapor-líquido 38 e destila de modo fracionado em uma fração de nafta (ponto de ebulição inferior a aproximadamente 150°C), um meio destilado correspondente a querosene e gasóleo (ponto de ebulição de aproximadamente 150 a 360°C), e um componente de cera (ponto de ebulição que excede aproximadamente 360°C). Aqui, o componente de cera destilado de modo fracionado pode ser utilizado como uma porção do óleo de preparação de lama. Isto é, no momento de iniciar, quando o reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 é operado a próxima vez e depois, pode ser utilizado como uma porção da lama preparada.

[0079] Os hidrocarbonetos líquidos do componente de cera (principalmente C21 e acima) retirados da parte do fundo do primeiro fracionador 40 são transportados para o reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50 da unidade de aprimoramento 7 mostrada na Figura

1. Ademais, os hidrocarbonetos líquidos do meio destilado (principalmente C11 a C20) retirados da parte do meio do primeiro fracionador 40

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26/45 são transportados para o reator de hidrocraqueamento de destilado médio 52 da unidade de aprimoramento 7. Ademais, os hidrocarbonetos líquidos da fração de nafta (principalmente C5 a C10) retirados da parte superior do primeiro fracionador 40 são transportados para o reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54 da unidade de aprimoramento 7.

[0080] A unidade de aprimoramento 7 é dotada do reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50, o reator de hidrocraqueamento de destilado médio 52, o reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54, os separadores vapor-líquido 56, 58 e 60, um segundo fracionador 70 e um estabilizador de nafta 72. O reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50 é conectado ao fundo da torre do primeiro fracionador 40. O reator de hidrocraqueamento de destilado médio 52 é conectado à parte do meio do primeiro fracionador 40. O reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54 é conectado à parte superior do primeiro fracionador 40. Os separadores vapor-líquido 56, 58 e 60 são fornecidos respectivamente correspondentes aos reatores de hidrogenação 50, 52, e 54. O segundo fracionador 70 destila de modo fracionado os hidrocarbonetos líquidos fornecidos a partir dos separadores vapor-líquido 56 e 58 de acordo com seus pontos de ebulição. O estabilizador de nafta 72 fraciona os hidrocarbonetos líquidos da fração de nafta fornecida a partir do separador vapor-líquido 60 e do segundo fracionador 70, em que o componente gasoso de C4 e abaixo é recuperado como gás de combustível ou descarregado como um gás para combustão e o componente com cinco ou mais átomos de carbono é recuperado como nafta como um produto acabado.

[0081] Depois, a etapa pela qual o combustível líquido é sintetizado a partir de gás natural pelo sistema de síntese de combustível líquido 1 da configuração mencionada acima é descrita.

[0082] O sistema de síntese de combustível líquido 1 é fornecido

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27/45 com gás natural (componente primário de CH4) como uma matériaprima de hidrocarboneto de uma fonte de fornecimento de gás natural externa (não mostrada no desenho) como um campo de gás natural ou uma instalação de gás natural. A unidade de produção de gás de síntese 3 reforma esse gás natural e produz gás de síntese (um gás misturado que tem gás de monóxido de carbono e gás de hidrogênio, como os componentes primários).

[0083] Em primeiro lugar, o gás natural é fornecido junto com o gás de hidrogênio separado pelo separador de hidrogênio 26 para o reator de dessulfurização 10. O reator de dessulfurização 10 usa o gás de hidrogênio e hidrogena os compostos de enxofre contidos no gás natural com um catalisador de hidrodessulfurização conhecido a fim de converter em sulfeto de hidrogênio. Ademais, realiza a dessulfurização do gás natural mediante adsorção e remoção desse sulfeto de hidrogênio por um material adsorvente como óxido de zinco. A dessulforização d o gás antecipadamente dessa maneira, a redução na atividade do catalisador utilizado no reformador 12 e no reator de leito de lama de coluna de bolhas 30, na unidade de aprimoramento 7 e similares como resultado de compostos de enxofre pode ser impedida.

[0084] *O gás natural dessulfurizado dessa maneira (pode conter gás de dióxido de carbono) é fornecido para o reformador 12 após a mistura de gás de dióxido de carbono (CO2) fornecida a partir de uma fonte de fornecimento de gás de dióxido de carbono (não mostrado no desenho) com vapor d'água gerado na caldeira de calor residual 14. O reformador 12, através do método de reformação de vapor d'água e gás de dióxido de carbono, reforma o gás natural utilizando gás de dióxido de carbono e vapor d'água, e um gás de síntese de alta temperatura que tem gás de monóxido de carbono e gás de hidrogênio como os componentes primários é gerado, por exemplo. Nesse momento, o reformador 12 é fornecido, por exemplo, com gás natural e ar para o

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28/45 queimador fornecido no reformador 12 e mediante o calor de combustão do gás natural no queimador e o calor radiante na fornalha do reformador 12, obtém-se o calor de reação necessário para a reação de reformação de vapor d'água e gás de dióxido de carbono, a qual é uma reação endotérmica.

[0085] Dessa maneira, o gás de síntese de alta temperatura (900°C, 2,0 MPaG, por exemplo) produzido no reformador 12 é fornecido para a caldeira de calor residual 14, e mediante troca de calor com a água que flui através da caldeira de calor residual 14, é resfriada (a 400°C, por exemplo) e o calor residual é recuperado. Nesse momento, na caldeira de calor residual 14, a água aquecida pelo gás de síntese é fornecida para o separador vapor-líquido 16, o componente gasoso é fornecido a partir desse separador vapor-líquido 16 para o reformador 12 ou para outros dispositivos externos como vapor d'água de alta pressão (3,4 a 10,0 MPaG, por exemplo) e a água do componente líquido é devolvida para a caldeira de calor residual 14.

[0086] Por outro lado, o gás de síntese resfriado na caldeira de calor residual 14 é fornecido para a torre de absorção 22 da unidade de remoção de CO2 20 ou do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 que segue a separação e remoção do componente líquido condensado no separador vapor-líquido 18. A torre de absorção 22, mediante absorção do gás de dióxido de carbono contido no gás de síntese dentro do absorvente armazenado, separa o gás de dióxido de carbono do gás de síntese. Esse absorvente contendo gás de dióxido de carbono na torre de absorção 22 é introduzido na torre de regeneração 24 e o absorvente contendo gás de dióxido de carbono é aquecido por vapor d'água e um processo de retirada é realizado, por exemplo, e o gás de dióxido de carbono retirado é enviado a partir da torre de regeneração 24 para o reformador 12 e reciclado para a reação de reformação.

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29/45 [0087] Dessa maneira, o gás de síntese gerado pela unidade de produção de gás de síntese 3 é fornecida para o reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 da unidade de síntese de FT 5. Nesse momento, a razão de composição do gás de síntese fornecida para o reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 é ajustada a uma razão de composição (H2 : CO = 2:1 (razão molar)) por exemplo) que é adequada para a reação de síntese de FT.

[0088] Ademais, uma porção do gás de síntese que teve o gás de dióxido de carbono separado pela unidade de remoção de CO2 20 também é fornecida para o separador de hidrogênio 26. O separador de hidrogênio 26 separa o gás de hidrogênio contido no gás de síntese mediante adsorção e dessorção utilizando diferenciais de pressão (hidrogênio PSA). O gás de hidrogênio separado é fornecido continuamente a partir de um retentor de gás (não mostrado no desenho) através de um compressor (não mostrado no desenho) para vários reatores que utilizam hidrogênio (o reator de dessulfurização 10, o reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50, o reator de hidrocraqueamento de destilado médio 52 e o reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54, por exemplo) que realizam reações predeterminadas dentro do sistema de síntese de combustível líquido 1 mediante utilização de hidrogênio.

[0089] Depois, a unidade de síntese de FT 5 sintetiza hidrocarbonetos a partir do gás de síntese produzido pela unidade de produção de gás de síntese 3 através da reação de síntese de FT. Isto é, o gás de síntese produzido pela unidade de produção de gás de síntese 3 é fornecido para o reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 e é fornecido para a reação de síntese de FT. No entanto, antes disso, o método de inicialização apresentado abaixo é realizado no reator de leito de lama de coluna de bolhas 30. Abaixo, com base nesse método de inicialização, uma modalidade do método de inicialização de um

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30/45 reator de leito de lama de coluna de bolhas da presente invenção é descrita.

[0090] Em primeiro lugar, para o reator 30 (corpo de reator 80) no qual a lama foi retirada antecipadamente, a lama preparada armazenada no tanque de lama preparada 48 mencionado acima, isto é, uma lama na qual as partículas catalisadoras de reação de síntese de FT são suspensas no óleo de preparação de lama mencionado acima e uniformemente misturadas, é preenchida (primeira etapa). Como o método de preenchimento da lama preparada, conforme mencionado acima, a lama preparada é fornecida no corpo de reator 80 introduzindo-se um gás inerte (como nitrogênio) a partir da fonte de gás inerte 49 para o tanque de lama preparada 48 e transferindo-se a lama preparada no tanque de lama preparada 48 com esse gás inerte. No momento de preenchimento dessa lama preparada, é evidente que o fornecimento do gás de síntese gerado pela unidade de produção de gás de síntese 3 é parado.

[0091] Ademais, na primeira etapa (etapa de preenchimento de lama), a quantidade de preenchimento da lama preparada da mesma é ajustada da seguinte maneira.

[0092] Após essa primeira etapa, é realizada uma etapa de fluidização de lama que, adicionalmente à introdução do gás inerte, como nitrogênio, no reator 30, conforme mencionado abaixo, introduz o gás inerte introduzido no reator 30 novamente e o recicla. Ademais, após essa etapa de fluidização de lama, é realizada uma segunda etapa (etapa para iniciar reação de síntese de FT) que eleva a temperatura de reação do reator 30 em um estado no qual o gás de síntese é introduzido dentro da lama preparada no reator 30, conforme mencionado abaixo e inicia a reação de síntese de FT.

[0093] Portanto, em termos da quantidade de preenchimento da lama preparada mencionada acima, é produzida uma quantidade na

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31/45 qual, na etapa de fluidização de lama e na segunda etapa realizada dessa maneira, no momento do gás inerte e gás de síntese introduzido (fornecido) e, adicionalmente, os hidrocarbonetos leves gerados na segunda etapa, são transferidos para a parte de fase gasosa 83 como um componente gasoso e são descarregados a partir da linha de entrega 43 doravante, as gotículas transportadas pelo ar do líquido (componente de óleo) da lama preparada no reator 30 não são descarregadas (não fluem para fora) a partir da linha de entrega 43 ao serem carregadas pelo componente gasoso.

[0094] Conforme mencionado acima, embora o componente gasoso seja transferido para a parte de fase gasosa 83 do corpo de reator 80 para a parte superior que acompanha as gotículas transportadas pelo ar (gotículas líquidas) do líquido (componente de óleo) da lama preparada, as gotículas transportadas pelo ar caem como resultado da gravidade nessa parte de fase gasosa 83 e são devolvidas para a lama. No entanto, em um caso em que a altura da parte de fase gasosa 83 é insuficiente, isto é, a superfície líquida da lama é alta e o volume da parte de fase gasosa 83 formado no intervalo da superfície líquida da lama até o topo da torre do corpo de reator 80 torna-se correspondentemente menor, as gotículas transportadas pelo ar que são carregadas pelo componente gasoso não caem e são diretamente descarregadas (fluem para fora) a partir da linha de entrega 43 que está sendo carregada pelo componente gasoso.

[0095] Portanto, na presente modalidade, a quantidade de preenchimento da lama preparada mencionada acima é ajustada como uma quantidade na qual a altura de superfície líquida da lama formada como resultado do preenchimento da lama preparada torna-se inferior à altura na qual as gotículas transportadas pelo ar começam a ser descarregadas (fluem para fora) a partir da linha de entrega 43, sendo carregadas pelo componente gasoso (gás) como resultado da altura da

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32/45 parte de fase gasosa 83 que se torna menor. Isto é, a lama preparada é preenchida, de modo que a altura de superfície líquida da lama se torne uma altura baixa na qual as gotículas transportadas pelo ar não são carregadas pelo componente gasoso (gás) que é descarregado (flui para fora), conforme mencionado acima.

[0096] Uma vez preenchida a lama preparada no reator 30 com essa quantidade de preenchimento, o preenchimento da lama preparada é parado e, subsequentemente, o gás inerte, como nitrogênio, é introduzido a partir da linha de fornecimento 41 no reator 30. Consequentemente a lama no reator 30 se torna um estado fluido desejado pelo gás inerte introduzido. Ademais, o gás inerte introduzido é descarregado a partir do topo da torre do reator 30 para a linha de entrega 43, flui através do trocador de calor 44 e do separador vapor-líquido 38 para a segunda trajetória de recirculação 47 e, após a compressão no primeiro compressor 42, é introduzido no reator 30 novamente através da linha de fornecimento 41 e é reciclado.

[0097] Consequentemente, no processo de reciclagem, o estado fluido da lama é assegurado e o ajuste do catalisador à parte do fundo de corpo de reator 80 é impedido. Portanto, no momento de introdução de gás de síntese mencionada abaixo, a reação que é iniciada de repente e a liberação de calor podem ser impedidas.

[0098] Ademais, conforme mencionado acima, a quantidade de preenchimento da lama preparada é produzido, de modo que a altura de superfície líquida da lama se torne uma altura baixa na qual as gotículas transportadas pelo ar não são carregadas pelo componente gasoso (gás inerte) e descarregadas (não fluem para fora) a partir do reator 30. Portanto, as gotículas transportadas pelo ar (gotículas líquidas) do líquido (componente de óleo) na lama não são descarregadas para a linha de entrega 43 através de carregamento pelo gás inerte. Consequentemente, a diminuição da quantidade da lama é impedida.

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33/45 [0099] Doravante, o gás inerte que é reciclado é substituído pelo gás de síntese, isto é, o gás de síntese produzido pela unidade de produção de gás de síntese 3, o qual é principalmente hidrogênio e monóxido de carbono, e esse gás de síntese é introduzido na lama preenchida dentro do reator 30. A razão molar do hidrogênio e do monóxido de carbono do gás de síntese é ajustada para próximo de 2:1 (razão molar), a qual representa uma quantidade estequiométrica para a reação de síntese de FT. Ademais, nesse processo, que introduz o gás de síntese, a temperatura de reação do reator 30 é elevada e a reação de síntese de FT é iniciada (segunda etapa).

[00100] Nesse momento, como o óleo de preparação de lama dentro da lama preparada, conforme mencionado acima, um componente é utilizado no qual o volume do componente de óleo pesado (um componente principalmente que tem cera, por exemplo) que compreende componentes com um ponto de ebulição de 300°C ou mais se torna, em relação ao volume no reator 30 abaixo da extremidade inferior da linha de resfriamento de parte mais baixa 81 (linha de remoção de calor) instalada no reator, de 30, 50% ou mais. Portanto, a lama contendo o componente de óleo pesado faz certo contato com as linhas de resfriamento 81 (linhas de remoção de calor) das partes de resfriamento 81A. Consequentemente, o calor (calor liberado) gerado pela reação é removido (remoção de calor) e o controle de temperatura pelas linhas de resfriamento 81 (linhas de remoção de calor) das partes de resfriamento 81A é realizado com segurança.

[00101] Ademais, como o óleo de preparação de lama, conforme mencionado acima nessa segunda etapa, no ponto em que a taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de FT alcança 20% em volume, um componente é utilizado que contém o componente de óleo leve em pelo menos um volume necessário para 1% em volume ou mais do componente de óleo leve dentro da lama (lama

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34/45 preparada) que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C que devem estar presentes como um líquido no reator 30. Portanto, até a taxa de conversão de monóxido de carbono alcançar 20% em volume, na trajetória da primeira trajetória de recirculação 45, por exemplo, na qual o gás inerte, como nitrogênio ou gás de síntese que não reagiu e similares, são retirados da linha de entrega 43 e reciclados para a parte inferior do reator 30, o componente de óleo leve é liquefeito na linha de entrega 43 e o trocador de calor 44, de modo que, como resultado desse componente de óleo de estado líquido leve, o componente de cera que fluiu para fora na linha de entrega 43 (linha) e no trocador de calor 44 seja removido mediante dissolução. Consequentemente, os problemas como bloqueio da linha de entrega 43 (linha) e do trocador de calor 44 pelo componente de cera e o depósito do componente de cera no segundo compressor 46 são impedidos.

[00102] Ademais, conforme mencionado acima, com relação à quantidade de preenchimento da lama preparada, a altura de superfície líquida da lama é produzida a uma altura baixa na qual as gotículas transportadas pelo ar não são carregadas pelo componente gasoso (gás inerte) e tornam-se descarregadas. Portanto, as gotículas transportadas pelo ar (gotículas líquidas) do líquido (componente de óleo) dentro da lama não são carregadas pelo gás inerte ou pelo gás de síntese que não reagiu e similares e descarregadas na linha de entrega 43. Consequentemente, a diminuição da quantidade da lama é impedida.

[00103] A taxa de conversão de monóxido de carbono é aumentada realizando-se a segunda etapa dessa maneira. Adicionalmente, confirmando que o estado de reação é estável, a substituição do gás inerte que está sendo reciclado com o gás de síntese é completada. Consequentemente, a inicialização do reator de leito de lama de coluna de

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35/45 bolhas 30 é completada. Isto é, carregando-se a quantidade introduzida do gás de síntese a 100%, é transferida para uma operação classificada.

[00104] Nessa operação classificada, o gás de síntese gerado pela unidade de produção de gás de síntese 3 é fluido a partir da parte do fundo do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30 através do borbulhador 82 e transforma-se em bolhas e se eleva dentro da lama alojada no reator de leito de lama de coluna de bolhas 30. Nesse momento, no reator 30, mediante a reação de síntese de FT mencionada acima, o monóxido de carbono e o gás de hidrogênio contido no gás de síntese reagem e os compostos de hidrocarboneto são gerados.

[00105] Os hidrocarbonetos líquidos sintetizados no reator 30 são introduzidos como uma lama junto com as partículas catalisadoras no separador de catalisador 36.

[00106] O separador de catalisador 36 separa a lama em um componente sólido, como as partículas catalisadoras, e um componente líquido contendo os hidrocarbonetos líquidos. O componente sólido separado, como as partículas catalisadoras, tem uma porção do mesmo devolvida ao reator 30 e o componente líquido é fornecido para o primeiro fracionador 40.

[00107] Ademais, a partir do topo da torre do reator 30, o componente gasoso de FT contendo o gás de síntese que não reagiu (gás de matéria-prima) e o componente gasoso dos hidrocarbonetos sintetizados é descarregado e fornecido para o separador vapor-líquido 38.

[00108] O separador vapor-líquido 38 resfria o componente gasoso de FT, separa os hidrocarbonetos líquidos (hidrocarbonetos de FT leves) do condensado, o qual é uma porção e o introduz no primeiro fracionador 40. Por outro lado, o componente gasoso separado no sepa

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36/45 rador vapor-líquido 38 tem o gás de síntese que não reagiu (CO e H2) e os hidrocarbonetos com dois ou menos átomos de carbono como os componentes primários e uma porção é carregada novamente na parte do fundo do reator 30 através da primeira trajetória de recirculação 45 e é reciclada para a reação de síntese de FT. Ademais, o componente gasoso que não é reciclado para a reação de síntese de FT é descarregado para o lado sem gás e é utilizado como gás de combustível ou o combustível correspondente a LPG (líquido petróleo gás) é recuperado ou é reciclado como uma matéria-prima do reformador 12 da unidade de produção de gás de síntese 3.

[00109] Depois, o primeiro fracionador 40 destila de modo fracionado os hidrocarbonetos líquidos fornecidos a partir do reator 30 através do separador de catalisador 36 e do separador vapor-líquido 38 da maneira acima e os separa em uma fração de nafta (ponto de ebulição inferior a aproximadamente 150°C), um destilado médio (ponto de ebulição de aproximadamente 150 a 360°C) e uma fração de cera (ponto de ebulição excede 360°C).

[00110] Os hidrocarbonetos líquidos da fração de cera (principalmente C21 e acima) retirados da parte do fundo do primeiro fracionador 40 são transportados para o reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50, os hidrocarbonetos líquidos do destilado médio (principalmente C11 a C20) retirados da parte do meio do primeiro fracionador 40 são transportados para o reator de hidrocraqueame nto de destilado médio 52 e os hidrocarbonetos líquidos da fração de nafta (principalmente C5 a C10) retirados da parte superior do primeiro fracionador 40 são transportados para o reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54.

[00111] O reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50 reduz os hidrocarbonetos líquidos da fração de cera (geralmente C21 e acima) fornecida a partir do fundo da torre do primeiro fracionador 40 que

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37/45 tem uma quantidade grande de átomos de carbono, para vários átomos de carbono da mesma de C20 e abaixo mediante utilização de hidrocraqueamento de gás de hidrogênio fornecida a partir do separador de hidrogênio 26. Nessa reação de hidrocraqueamento, as ligações de C-C de hidrocarbonetos com uma grande quantidade de átomos de carbono são quebradas mediante utilização de um catalisador e de calor e os hidrocarbonetos de baixo peso molecular com uma quantidade pequena de átomos de carbono são gerados. Através do reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50, o produto, o qual contém hidrocarbonetos líquidos nos quais o hidrocraqueamento foi realizado, é separado em um gás e um líquido no separador vapor-líquido 56 e dentre esses, os hidrocarbonetos líquidos são transportados para o segundo fracionador 70, e o componente gasoso (incluindo gás de hidrogênio) é transportado para o reator de hidrocraqueamento de destilado médio 52 e para o reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54.

[00112] O reator de hidrocraqueamento de destilado médio 52 realiza hidrorrefinação dos hidrocarbonetos líquidos do destilado médio (geralmente C11 a C20) fornecido a partir da parte do meio do primeiro fracionador 40, a qual tem uma quantidade intermediária de átomos de carbono, utilizando-se o gás de hidrogênio fornecido a partir do separador de hidrogênio 26 através do reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50. Nessa reação de hidrorrefinação, principalmente, com um objetivo para aperfeiçoar a fluidez de baixa temperatura como estoque de base de óleo de combustível, os hidrocarbonetos líquidos são hidroisomerizados a fim de obter hidrocarbonetos saturados ramificados e, ademais, os hidrocarbonetos insaturados contidos dentro dos hidrocarbonetos líquidos são saturados mediante a adição de hidrogênio. Ademais, os compostos contendo oxigênio, como álcoois, contidos dentro dos hidrocarbone

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38/45 tos são hidrogenados e convertidos em hidrocarbonetos saturados. Dessa maneira, o produto, o qual contém hidrocarbonetos líquidos nos quais a hidrorrefinação foi realizada, é separado em um gás e um líquido no separador vapor-líquido 58, e dentre esses, os hidrocarbonetos líquidos são transportados para o segundo fracionador 70 e o componente gasoso (incluindo gás de hidrogênio) é reciclado para a reação de hidrogenação.

[00113] O reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54 realiza hidrorrefinação dos hidrocarbonetos líquidos da fração de nafta (geralmente C10 e abaixo) fornecida a partir da parte superior do primeiro fracionador 40, a qual tem uma quantidade pequena de átomos de carbono, utilizando-se o gás de hidrogênio fornecido a partir do separador de hidrogênio 26 através do reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50. Consequentemente, os hidrocarbonetos insaturados e os compostos contendo oxigênio, como álcoois contidos na fração de nafta fornecida, são convertidos em hidrocarbonetos saturados. Dessa maneira, o produto, o qual contém hidrocarbonetos líquidos nos quais a hidrorrefinação foi realizada, é separado em um gás e um líquido no separador vapor-líquido 60, e dentre esses, os hidrocarbonetos líquidos são transportados para o estabilizador de nafta 72 e o componente gasoso (incluindo gás de hidrogênio) é reciclado para a reação de hidrogenação.

[00114] Depois, o segundo fracionador 70, da maneira mencionada acima, destila de modo fracionado os hidrocarbonetos líquidos nos quais o hidrocraqueamento e a hidrorrefinação foram realizados, respectivamente, no reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50 e no reator de hidrocraqueamento de destilado médio 52, em hidrocarbonetos nos quais a quantidade de átomos de carbono é de C10 ou menos (ponto de ebulição é inferior a aproximadamente 150°C), uma fração de querosene (ponto de ebulição de aproxima

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39/45 damente 150 a 250°C), uma fração de gasóleo (ponto de ebulição de aproximadamente 250 a 360°C) e uma fração de cera não craqueada (ponto de ebulição excede aproximadamente 360 °C) do reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50. A fração de gasóleo é retirada da parte inferior do segundo fracionador 70 e a fração de querosene é retirada da parte do meio. Por outro lado, os hidrocarbonetos com vários átomos de carbono de C10 e abaixo são retirados do topo da torre do segundo fracionador 70 e são fornecidos para o estabilizador de nafta 72.

[00115] Ademais, no estabilizador de nafta 72, os hidrocarbonetos com vários átomos de carbono de C10 e abaixo fornecidos a partir do reator de hidrocraqueamento de fração de nafta 54 e do segundo fracionador 70 são destilados e a nafta (C5 a C10) é separada e purificada como um produto acabado. Consequentemente, a nafta de alta pureza é retirada do fundo da torre do estabilizador de nafta 72. Por outro lado, a partir do topo da torre do estabilizador de nafta 72, o gás que tem como os componentes primários hidrocarbonetos com uma quantidade predeterminada de átomos de carbono ou menos (C4 e abaixo) que são excluídos do produto acabado é recuperado como um gás de combustível ou descarregado como um gás para combustão.

[00116] Conforme descrito acima, de acordo com o método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas da presente modalidade, os problemas como o bloqueio através do componente de cera da linha e do trocador de calor ou o depósito no compressor de gás reciclado podem ser impedidos no momento de preenchimento de uma lama, utilizando-se um componente de cera e iniciando a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas.

[00117] Os antecedentes descreveram em detalhes uma modalidade da presente invenção com referência aos desenhos. No entanto, a

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40/45 configuração específica não é de limitada forma alguma a essa modalidade e as mudanças no modelo e similares são abrangidas por um escopo que não se afasta da essência da presente invenção.

EXEMPLOS [00118] Posteriormente, uma modalidade da presente invenção é descrita. Os métodos de análise empregados na modalidade são os seguintes.

[00119] Componente de enxofre: JIS K 2541 [00120] Componente aromático: JIS K 2536-3 [00121] Características de destilação: JIS K 2254 (EXEMPLO 1) [00122] O óleo de produto obtido a partir de uma reação de síntese de FT na qual a temperatura de reação era 210 °C, a pressão de reação era 3,0 MPa, a razão de monóxido de hidrogênio/carbono (razão molar) era 2,0 e a taxa de conversão do monóxido de carbono era de 60%, foi destilado e a fração de cera obtida foi preparada. Essa fração de cera foi, sob uma vazão de hidrogênio, contatada com um catalisador de hidrocraqueamento (0,8% de platina, em massa/alumina sílica (30% em massa) - zeólito USY (10% em massa), - alumina ligante (60% em massa) e mediante hidrotratamento a uma temperatura de reação de 290°C, uma razão de hidrogênio/óleo de 340 NL/L, e LHSV = 2.0 h^-1, um óleo de hidrocarboneto A foi obtido. As características de destilação do óleo de hidrocarboneto A são mostradas na Tabela 1. O componente de enxofre e o componente aromático do óleo de hidrocarboneto A era, respectivamente, inferior a 1 ppm em massa.

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41/45 (TABELA 1)

	Óleo de hidrocarboneto A da Modalidade	Óleo de hidrocarboneto B do Exemplo Comparativo
Quantidade de Destilação (%)	Ponto de ebulição (°C)	Ponto de ebulição (°C)
Ponto de ebulição inicial	115	284
1	137	300
5	217	340
10	271	360
20	323	389
50	407	443
80	495	522
90	550	564
95	594	594
99	658	650
Ponto final	668	662
Componente de óleo leve, %	15	1
em volume
Componente de óleo pesado,	85	99
% em volume
Se o componente de óleo leve estava presente ou não como líquido em 1% em volume ou mais quando a taxa de conversão de monóxido de carbono alcançou 20%	Bom	Ruim

[00123] O óleo de hidrocarboneto A obtido da maneira acima foi utilizado como um óleo de preparação de lama e uma lama A contendo 20% em peso de um catalisador de reação de síntese de FT composto por cobalto obtido a partir do processamento de redução (30% em massa)/sílica (70% em massa) foi preparada. A lama A foi carregada no reator 30 e preenchida, de modo que a altura da superfície líquida da lama fosse inferior à altura na qual as gotículas transportadas pelo ar do líquido no reator 30 começam a ser transportadas pelo gás que flui para fora a partir da saída na parte superior de reator 30.

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42/45 [00124] Nesse momento, dentre os óleos de hidrocarboneto dentro da lama, o volume do componente de óleo pesado que compreende componentes com um ponto de ebulição de 300°C ou mais era de 80%, em relação ao volume do espaço vazio no reator 30 abaixo da extremidade inferior da linha de remoção de calor de parte inferior instalada no reator 30.

[00125] Em um estado no qual o gás de síntese que é principalmente hidrogênio e monóxido de carbono foi introduzido na lama preenchida dentro do reator 30, a temperatura de reação do reator 30 foi elevada e a unidade de síntese de Fischer-Tropsch foi inicializada.

[00126] O caso no qual, no ponto em que a temperatura de reação do reator 30 foi elevada e a taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de Fischer-Tropsch alcançou 20% em volume, o componente de óleo leve dentre os óleos de hidrocarboneto dentro da lama que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C que estava presente como um líquido no reator em 1% em volume ou mais dentro da lama em termos do óleo de hidrocarboneto foi registrado como um bom e o caso em que a quantidade presente como um líquido inferior a 1% em volume foi registrada como um ruim na Tabela 1.

[00127] No ponto (194°C) no qual a temperatura de reação do reator 30 foi elevada e a taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de Fischer-Tropsch alcançou 20% em volume, o componente de óleo leve dentre os óleos de hidrocarboneto dentro da lama que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C, estava presente como um líquido no reator 30 em 2% em volume dentro da lama em termos do óleo de hidrocarboneto.

[00128] O óleo de hidrocarboneto A, conforme registrado na Tabela 1, contido em um componente de óleo leve que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C em 15% em volume em termos do óleo de hidrocarboneto.

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43/45 [00129] Ademais, para o óleo de hidrocarboneto A, conforme registrado na Tabela 2, as quantidades destiladas por 10°C no intervalo a partir do ponto de ebulição inicial até 300°C foram, respectivamente, 0,1 a 5% em volume.

(Tabela 2)

	Quantidade de Destilação (%)
Modalidade	Exemplo Comparativo
Ponto de ebulição inicial + 10°C	0,5	0,5
Ponto de ebulição inicial + 20°C	0,4	0,7 (304°C)
Ponto de ebulição inicial + 30°C	0,4
Ponto de ebulição inicial + 40°C	0,4
Ponto de ebulição inicial + 50°C	0,4
Ponto de ebulição inicial + 60°C	0,4
Ponto de ebulição inicial + 70°C	0,4
Ponto de ebulição inicial + 80°C	0,7
Ponto de ebulição inicial + 90°C	0,6
Ponto de ebulição inicial + 100°C	0,6
Ponto de ebulição inicial + 110°C	0,8
Ponto de ebulição inicial + 120°C	0,8
Ponto de ebulição inicial + 130°C	0,8
Ponto de ebulição inicial + 140°C	0.9
Ponto de ebulição inicial + 150°C	1,1
Ponto de ebulição inicial + 160°C	1,4
Ponto de ebulição inicial + 170°C	1,6
Ponto de ebulição inicial + 180°C	1,8
Ponto de ebulição inicial + 190°C	2 (305°C)

(Exemplo Comparativo 1) [00130] O hidrocarboneto a revelado na Modalidade 1 foi destilado e um óleo de hidrocarboneto B foi obtido como um componente pesado (teor de componente com um ponto de ebulição de 300°C ou mais: 99%) contendo cera. As características de destilação do óleo de hidro

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44/45 carboneto B são mostradas na Tabela 1. Além de usar o óleo de hidrocarboneto B como o óleo de preparação de lama, a preparação da lama e a inicialização da unidade de síntese de Fischer-Tropsch foram realizadas da mesma maneira da Modalidade 1. O componente de enxofre e o componente aromático do óleo de hidrocarboneto B eram, respectivamente, inferiores a 1 ppm em massa.

[00131] Nesse momento, dentre os óleos de hidrocarboneto dentro da lama, o volume do componente de óleo pesado que compreende componentes com um ponto de ebulição de 300°C ou mais era de 92%, em relação ao volume do espaço vazio no reator 30 abaixo da extremidade inferior da linha de remoção de calor de parte inferior instalada no reator 30.

[00132] No Exemplo Comparativo 1, embora a temperatura do reator 30 fosse elevada, os problemas aconteceram, como o componente de cera que deposita durante a elevação da temperatura e bloqueia o trocador de calor 44 ou deposita-se dentro do compressor de gás reciclado. Portanto, a operação precisa ser parada antes da taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de Fischer-Tropsch alcançar 20% em volume. No estágio em que a operação foi parada, dentre os óleos de hidrocarboneto dentro da lama, a quantidade do componente de óleo leve que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C presente como um líquido no reator 30 era inferior a 1% em volume dentro da lama em termos do óleo de hidrocarboneto.

[00133] Ademais, o óleo de hidrocarboneto B, conforme registrado na Tabela 1, contém 1% em volume em termos do óleo de hidrocarboneto de um componente de óleo leve que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C e para o óleo de hidrocarboneto B, conforme registrado na Tabela 2, as quantidades destilada por 10°C no intervalo a partir do ponto de ebulição inicial até 300°C eram, respectivamente, de 0,1 a 5% em volume.

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45/45 (Resultado Experimental) [00134] Na Modalidade 1, no momento de iniciar a operação do reator de leito de lama de coluna de bolhas 30, as operações classificadas mencionada acima não puderam ser realizadas sem a ocorrência de problemas, como o bloqueio pelo componente de cera das linhas e do trocador de calor ou o depósito do componente dentro do compressor de gás reciclado. Por outro lado, no Exemplo Comparativo 1, a operação precisou ser parada antes das operações classificadas mencionadas acima visto que os problemas que aconteceram, como o bloqueio do trocador de calor ou formação de depósitos dentro do compressor de gás reciclado.

Aplicabilidade Industrial [00135] A presente invenção pode ser utilizada para a inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas que produz hidrocarbonetos através da reação de síntese de Fischer-Tropsch.

Breve Descrição dos Símbolos de Referência

SISTEMA DE SÍNTESE DE COMBUSTÍVEL LÍQUIDO

UNIDADE DE SÍNTESE DE FT

REATOR DE LEITO DE LAMA DE COLUNA DE BOLHAS (REATOR)

LINHA DE ENTREGA (LINHA)

TROCADOR DE CALOR

PRIMEIRA TRAJETÓRIA DE RECIRCULAÇÃO

SEGUNDO COMPRESSOR

TANQUE DE LAMA PREPARADA

CORPO DE REATOR

LINHA DE RESFRIAMENTO

81A PARTE DE RESFRIAMENTO

Claims (3)

1. Método de inicialização de um reator de leito de lama de coluna de bolhas para produzir hidrocarbonetos através da reação de síntese de Fischer-Tropsch, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma primeira etapa de preencher uma lama, em que partículas catalisadoras de reação de síntese de Fischer-Tropsch são suspensas em um óleo de preparação de lama, que é um óleo de hidrocarboneto no qual o teor de enxofre e o teor aromático são respectivamente 1 ppm em massa ou menos, o ponto de destilação de 5% é de 120 a 270°C, e o ponto de destilação de 95% é de 330 a 650°C, no reator, em que o preenchimento é realizado de tal modo que o volume de um componente de óleo pesado que compreende componentes com um ponto de ebulição de 300°C ou mais do óleo de hidrocarboneto dentro da lama preenchida no reator seja de 50% ou mais em relação ao volume de um espaço vazio no reator abaixo da extremidade inferior da linha de remoção de calor inferior, e de tal modo que a altura da superfície líquida da lama no reator seja inferior à altura na qual as gotículas transportadas pelo ar do líquido no reator começam a ser transportadas pelo gás que flui para fora a partir da saída na parte superior do reator; e uma segunda etapa de, em um estado no qual o gás de síntese, que é principalmente hidrogênio e monóxido de carbono, é introduzido na lama preenchida no reator, aumentando a temperatura de reação do reator, e iniciando a reação de síntese de FischerTropsch;

em que o óleo de preparação de lama é o óleo de hidrocarboneto dentro da lama contendo um componente de óleo leve que compreende componentes com um ponto de ebulição inferior a 300°C com uma quantidade igual ou superior ao volume do componente de

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2/2 óleo leve no óleo de preparação de lama que é necessário para que o componente de óleo leve esteja presente como líquido no reator em 1% em volume ou mais do óleo de hidrocarboneto dentro da lama quando a taxa de conversão de monóxido de carbono da reação de síntese de Fischer-Tropsch tiver alcançado 20% em volume na segunda etapa.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óleo de preparação de lama contém 10 a 20% em volume do componente de óleo leve.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as quantidades do óleo de preparação de lama destilado por 10°C aumentam a partir do ponto de ebulição inicial até a faixa de 300°C de 0,1 a 5% em volume.