BRPI0919387A2 - aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos, e processo de síntese de hidrocarbonetos - Google Patents
aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos, e processo de síntese de hidrocarbonetos Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0919387A2 BRPI0919387A2 BRPI0919387-1A BRPI0919387A BRPI0919387A2 BR PI0919387 A2 BRPI0919387 A2 BR PI0919387A2 BR PI0919387 A BRPI0919387 A BR PI0919387A BR PI0919387 A2 BRPI0919387 A2 BR PI0919387A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- synthesis
- gas
- synthesis gas
- hydrocarbon
- reactor
- Prior art date
Links
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 350
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 257
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 151
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 127
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 300
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 113
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 20
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- -1 nickel carbonyl compound Chemical class 0.000 claims description 13
- 229940087654 iron carbonyl Drugs 0.000 claims description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 7
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 68
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 47
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 34
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 34
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 24
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 19
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 15
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 15
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 10
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004326 stimulated echo acquisition mode for imaging Methods 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- MVWDJLOUEUAWIE-UHFFFAOYSA-N O=C=O.O=C=O Chemical compound O=C=O.O=C=O MVWDJLOUEUAWIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010340 TiFe Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000007037 hydroformylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
- C10G2/33—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
- C10G2/331—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
- C10G2/332—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals of the iron-group
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
- B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
- C10G2/34—Apparatus, reactors
- C10G2/342—Apparatus, reactors with moving solid catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00141—Coils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00004—Scale aspects
- B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/80—Additives
- C10G2300/805—Water
- C10G2300/807—Steam
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
APARELHO DE REAÇÃO DE SÍNTESE DE HIDROCARBONETOS, SISTEMA DE REAÇÃO DE SÍNTESE DE HIDROCARBONETOS, E PROCESSO DE SÍNTESE DE HIDROCARBONETOS
A presente invenção refere-se a um aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, que sintetiza um composto de hidrocarboneto por uma reação química de um gás de síntese, incluindo hidrogênio e monóxido de carbono como os componentes principais, e uma pasta, tendo partículas sólidas de catalisador suspensas em um líquido, o aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos sendo dotado com: um reator que contém a pasta; uma parte de introdução de gás de síntese que introduz o gás de síntese no reator; e uma parte de
aquecimento de gás de síntese, que é proporcionada na parte de introdução de gás de síntese, para aquecer o gás de síntese, introduzido no reator, a uma temperatura igual ou superior à temperatura de decomposição de compostos de carbonila.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARE- LHO DE REAÇÃO DE SÍNTESE DE HIDROCARBONETOS, SISTE- MA DE REAÇÃO DE SÍNTESE DE HIDROCARBONETOS, E PRO- CESSO DE SÍNTESE DE HIDROCARBONETOS".
[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, que sintetiza um composto de hidrocarbo- neto por introdução de um gás de síntese, incluindo hidrogênio gasoso e gás de monóxido de carbono, como os componentes principais, em uma pasta tendo partículas sólidas de catalisador suspensas em um líquido, um sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos incluindo os mesmos, e um processo de síntese de hidrocarbonetos.
[002] A prioridade é reivindicada no pedido de patente japonesa de nº 2008-253215, depositado em 30 de setembro de 2008, cujo con- teúdo é incorporado por referência no presente relatório descritivo.
[003] Como um dos processos para síntese de combustíveis lí- quidos a partir de gás natural, uma técnica GTL (Gás para Líquidos: síntese de combustível líquido) ou reforma de gás natural, para produ- zir gás de síntese contendo gás de monóxido de carbono (CO) e hi- drogênio gasoso (H2), como os componentes principais, síntese de hi- drocarbonetos líquidos como um composto de hidrocarboneto pela re- ação de síntese Fischer - Tropsch (a seguir referida como "reação de síntese FT", com o gás de síntese como um gás-fonte, e ainda hidro- genação e refino dos hidrocarbonetos líquidos para a produção de produtos de combustíveis líquidos, tais como nafta (gasolina bruta), querosene, gasóleo e cera, foram desenvolvidos recentemente.
[004] Como um sistema de reação de síntese de hidrocarbone- tos, que produz combustíveis líquidos por uso dessa técnica GTL, co- mo mostrado no Documento de Patente 1 apresentado a seguir, uma configuração incluindo um aparelho de reação de síntese de hidrocar- bonetos, que sintetiza um composto de hidrocarboneto por uma rea- ção química, tal como a reação de síntese FT, de um gás de síntese, e uma pasta, tendo partículas sólidas de catalisador suspensas em um líquido, é conhecida. Esse aparelho de reação de síntese de hidrocar- bonetos inclui um reator, que contém a pasta, e uma parte de introdu- ção de gás de síntese, que permite que o gás de síntese seja introdu- zido no reator. Nesse aparelho de reação de síntese de hidrocarbone- tos, a parte de introdução de gás de síntese é composta de, por exemplo, um tubo de aço ou assemelhados, e o gás de síntese, que escoou pela parte de introdução de gás de síntese e foi introduzido no reator, reagem usando as partículas de catalisador suspensas na pas- ta no reator, como um catalisador, com o que os hidrocarbonetos líqui- dos são sintetizados.
[005] DOCUMENTO DE PATENTE 1
[006] Publicação da patente traduzida do japonês PCT nº 2007- 533662
[007] Não obstante, quando o gás de síntese escoa pela parte de introdução de gás de síntese, no sistema de reação de síntese de hi- drocarbonetos convencional, o monóxido de carbono no gás de sínte- se pode agir no ferro, níquel, etc. do material de aço, que constitui a parte de introdução de gás de síntese, e compostos de carbonila (por exemplo, um composto de carbonila de ferro e um composto de car- bonila de níquel) podem ser gerados. Quando os compostos de carbo- nila agem nas partículas de catalisador na pasta, há uma possibilidade de que as partículas de catalisador possam se deteriorar. Portanto,
quando o composto de carbonila, gerado dentro da parte de introdução de gás de síntese, é introduzido no reator e fornecido à pasta, as par- tículas de catalisador podem se deteriorar em um curto período de tempo. Por conseguinte, há um problema pelo fato de que o composto de hidrocarboneto não pode ser sintetizado eficientemente e é difícil obter-se um baixo custo de síntese do composto de hidrocarboneto.
[008] A presente invenção foi desenvolvida em vista das situa- ções mencionadas acima, e o seu objetivo é proporcionar um aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, um método de síntese de hidrocarbonetos e um sistema de reação de síntese de hidrocarbone- tos incluindo o aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, que possam eliminar a deterioração das partículas de catalisador na pasta, sintetizar eficientemente um composto de hidrocarboneto, e sintetizar o composto de hidrocarboneto a um baixo custo.
[009] Para solucionar os problemas mencionados acima, a inven- ção propõe os seguintes meios.
[0010] O aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos de acordo com a presente invenção é um aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos que sintetiza um composto de hidrocarboneto por uma reação química de um gás de síntese, incluindo hidrogênio e mo- nóxido de carbono como os componentes principais, e uma pasta, tendo partículas sólidas de catalisador suspensas em um líquido, o aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos sendo dotado com: um reator que contém a pasta; uma parte de introdução de gás de sín- tese que introduz o gás de síntese no reator; e uma parte de aqueci- mento de gás de síntese, que é proporcionada na parte de introdução de gás de síntese, para aquecer o gás de síntese, introduzido no rea- tor, a uma temperatura igual ou superior à temperatura de decomposi- ção de compostos de carbonila.
[0011] Particularmente, de acordo com o aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos relacionado com a presente invenção, a parte de aquecimento de gás de síntese é proporcionada na parte de introdução de gás de síntese, para aquecer o gás de síntese, introdu- zido no reator, à temperatura de decomposição de um composto de carbonila ou mais alta. Desse modo, o composto de carbonila, incluído no gás de síntese na parte de introdução de gás de síntese, pode ser decomposto antes de ser suprido à pasta contida no reator. Por essa razão, é possível impedir a deterioração das partículas de catalisador na pasta e promover a síntese eficiente de um composto de hidrocar- boneto. Por conseguinte, um composto de hidrocarboneto pode ser sintetizado a um baixo custo, comparado com o caso no qual não há a parte de aquecimento de gás de síntese.
[0012] Além do mais, o composto de carbonila pode ser um com- posto de carbonila de ferro ou um composto de carbonila de níquel.
[0013] Além disso, o aparelho de reação de síntese de hidrocar- bonetos, de acordo com a presente invenção, pode incluir ainda: uma parte de descarga de gás do reator, que arrasta o gás no reator aque- cido pelo calor gerado pela reação por ela, em que a parte de aqueci- mento de gás de síntese pode incluir uma parte de troca térmica de gás retirado, que aquece o gás de síntese por uso do calor do gás reti- rado da parte de descarga de gás do reator.
[0014] Nesse caso, o gás no reator, aquecido pelo calor gerado pela reação química, pode ser retirado da parte de descarga de gás do reator, e o gás de síntese, introduzido no reator, pode ser aquecido pela parte de troca térmica de gás retirado, usando o calor desse gás retirado. Consequentemente, é possível usar efetivamente o calor ge- rado pela reação química, para melhorar a eficiência energética do aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, e é possível eco- nomizar energia.
[0015] Além do mais, no aparelho de reação de síntese de hidro- carbonetos, de acordo com a presente invenção, a parte de aqueci- mento de gás de síntese pode incluir ainda uma parte de troca térmica de vapor, que aquece o gás de síntese por uso de vapor.
[0016] Nesse caso, uma vez que a parte de aquecimento de gás de síntese inclui a parte de troca térmica de vapor, usando vapor sepa- radamente da parte de troca térmica de gás retirado, o gás de síntese pode ser aquecido confiavelmente, mesmo antes da reação química dentro do reator. Por essa razão, a deterioração das partículas de ca- talisador na pasta pode ser eliminada com mais segurança.
[0017] Além do mais, após a reação química ser conduzida dentro do reator, o gás de síntese pode ser aquecido por uso de ambas a par- te de troca térmica de gás retirado e a parte de troca térmica de vapor. Desse modo, é possível reduzir a quantidade de vapor usada para a parte de troca térmica de vapor, e é possível obter economias de energia e um baixo custo operacional da parte de troca térmica de va- por.
[0018] Além disso, no aparelho de reação de síntese de hidrocar- bonetos, de acordo com a presente invenção, a parte de aquecimento de gás de síntese pode aquecer o gás de síntese a uma temperatura de reação igual ou superior a 140°C dentro do reator.
[0019] Nesse caso, uma vez que a parte de aquecimento de gás de síntese aquece o gás de síntese a uma temperatura igual ou supe- rior a 140°C, que é a temperatura de decomposição da Fe3(CO)12 (do- decarbonila triférrica), o composto de carbonila de ferro incluído na parte de introdução de gás de síntese pode ser facilmente decompos- to.
[0020] Além do mais, o sistema de reação de síntese de hidrocar- bonetos, de acordo com a presente invenção, inclui o aparelho de rea- ção de síntese de hidrocarbonetos de acordo com a presente inven-
ção, uma unidade de produção de gás de síntese, que reforma uma matéria-prima de hidrocarbonetos para produzir o gás de síntese, e introduz o gás de síntese na parte de introdução de gás de síntese do aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos; e uma unidade de melhoramento, que refina os compostos de hidrocarbonetos em com- bustíveis líquidos.
[0021] Uma vez que o sistema de reação de síntese de hidrocar- bonetos, de acordo com a presente invenção, inclui o aparelho de rea- ção de síntese de hidrocarbonetos, que pode sintetizar eficientemente os compostos de hidrocarbonetos a um baixo custo, combustíveis lí- quidos podem ser produzidos eficientemente a um baixo custo.
[0022] Além disso, no sistema de reação de síntese de hidrocar- bonetos, de acordo com a presente invenção, a parte de aquecimento de gás de síntese pode aquecer o gás de síntese na parte de introdu- ção de gás de síntese, por uso do vapor gerado quando a matéria- prima de hidrocarbonetos é reformada na unidade de produção de gás de síntese.
[0023] Nesse caso, uma vez que a parte de aquecimento de gás de síntese aquece o gás de síntese, por uso do vapor gerado quando uma matéria-prima de hidrocarbonetos é reformada na unidade de produção de gás de síntese, quando uma instalação de fonte térmica, que fornece um calor necessário para a parte de aquecimento de gás de síntese, é proporcionada separadamente, e o poder calorífico ne- cessário para a instalação de fonte térmica pode ser diminuído. Por- tanto, o sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos pode ser compacto, e o custo da instalação e o custo operacional podem ser reduzidos.
[0024] Além do mais, o processo de síntese de hidrocarbonetos, de acordo com a presente invenção, é um processo de síntese de hi- drocarbonetos que sintetiza um composto de hidrocarboneto por uma reação química de um gás de síntese, incluindo hidrogênio e monóxido de carbono como os componentes principais, e uma pasta tendo partí- culas sólidas de catalisador suspensas em um líquido, o processo é dotado com: aquecimento do gás de síntese a uma temperatura igual ou superior à de decomposição de um composto de carbonila ou mais alta, antes que o gás de síntese seja suprido à pasta.
[0025] De acordo com o processo de síntese de hidrocarbonetos relativo à presente invenção, antes do gás de síntese ser suprido à pasta, esse gás de síntese pode ser aquecido a uma temperatura igual ou superior à de decomposição de um composto de carbonila, e o composto de carbonila, incluído no gás de síntese, pode ser decom- posto. Por essa razão, é possível eliminar a deterioração das partícu- las de catalisador na pasta e sintetizar, eficientemente, um composto de hidrocarboneto. Por conseguinte, um composto de hidrocarboneto pode ser sintetizado a um baixo custo, comparado com o caso no qual o aquecimento não é conduzido.
[0026] De acordo com o aparelho de reação de síntese de hidro- carbonetos e o processo de síntese de hidrocarbonetos relacionados à presente invenção, é possível eliminar a deterioração das partículas de catalisador na pasta, sintetizar eficientemente um composto de hidro- carboneto e sintetizar o composto de hidrocarboneto a um baixo custo.
[0027] Além do mais, uma vez que o sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos, de acordo com a presente invenção, inclui o apa- relho de reação de síntese de hidrocarbonetos, a produção de com- bustíveis líquidos pode ser conduzida eficientemente a um baixo custo.
[0028] A figura 1 é uma vista mostrando a configuração global de sistema de síntese de combustível líquido de uma concretização de acordo com a presente invenção.
[0029] A seguir, as concretizações preferidas da invenção vão ser descritas em detalhes com referência ao desenho em anexo.
[0030] Primeiro, com referência à figura 1, a configuração global de um sistema de síntese de combustível líquido (sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos) 1, que conduz o processo GTL (Gás a Líquidos), de acordo com uma concretização da invenção, vai ser des- crita. A figura 1 é uma vista mostrando a configuração global do siste- ma de síntese de combustível líquido 1.
[0031] Como mostrado na figura 1, o sistema de síntese de com- bustível líquido 1, de acordo com a presente invenção, é uma instala- ção de unidade industrial que conduz o processo GTL, que converte uma matéria-prima de hidrocarbonetos, tal como gás natural, em com- bustíveis líquidos. O sistema de síntese de combustível líquido 1 inclui uma unidade de produção de gás de síntese 3, uma unidade de sínte- se FT (aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos) 5 e uma unidade de melhoramento 7. A unidade de produção de gás de síntese 3 reforma o gás natural, que é uma matéria-prima de hidrocarbonetos, para produzir gás de síntese incluindo gás de monóxido de carbono e hidrogênio gasoso. A unidade de síntese FT 5 produz hidrocarbonetos líquidos (compostos de hidrocarbonetos) a partir do gás de síntese produzido pela reação de síntese Fischer - Tropsch (reação química) (a seguir referida como "reação de síntese FT"). A unidade de melho- ramento 7 hidrogena e hidrocraqueia os hidrocarbonetos líquidos pro- duzidos pela reação de síntese FT, para produzir produtos de combus- tíveis líquidos (nafta, querosene, gasóleo, cera, etc.). A seguir, as par- tes constituintes de cada uma dessas unidades vão ser descritas.
[0032] Primeiramente, a unidade de produção de gás de síntese 3 vai ser descrita. A unidade de produção de gás de síntese 3 inclui, ba- sicamente, por exemplo, um reator de dessulfurização 10, um refor-
mador 12, uma caldeira de calor perdido 14, separadores de vapor - líquido 16 e 18, uma unidade de remoção de CO2 20 e um separador de hidrogênio 26. O reator de dessulfurização 10 é composto de um hidrodessulfurizador, etc. e remove os compostos de enxofre de gás natural, como uma matéria-prima. O reformador 12 reforma o gás na- tural suprido do reator de dessulfurização 10, para produzir gás de sín- tese contendo gás de monóxido de carbono (CO) e hidrogênio gasoso (H2), como os componentes principais. A caldeira de calor perdido 14 recupera o calor perdido do gás de síntese, produzido pelo reformador 12, para produzir vapor de alta pressão. O separador de vapor - líquido 16 separa a água aquecida por troca térmica com o gás de síntese, na caldeira de calor perdido 14, em vapor (vapor de alta pressão) e líqui- do. O separador de vapor - líquido 18 remove o condensado do gás de síntese resfriado na caldeira de calor perdido 14 e supre um gás à uni- dade 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 por uso de um absorvente do gás de síntese, suprido do separador de va- por - líquido 18, e uma torre de regeneração 24, que dessorve o gás de dióxido de carbono e regenera o absorvente incluindo o gás de dió- xido de carbono. O separador de hidrogênio 26 separa uma parte do hidrogênio gasoso incluído no gás de síntese, cujo gás de dióxido de carbono tinha sido separado pela unidade de remoção de CO2 20. De- ve-se notar, nesse caso, que a unidade de remoção de CO2 20 menci- onada acima não é necessariamente proporcionada, dependendo das circunstâncias.
[0033] Entre eles, o reformador 12 reforma o gás natural por uso do dióxido de carbono e do vapor, para produzir gás de síntese de alta temperatura, incluindo gás de monóxido de carbono e gás de hidrogê- nio, como os componentes principais, por um processo de reforma de vapor e gás de dióxido de carbono, expresso pelas seguintes fórmulas químicas (1) e (2). Além disso, o processo de reforma nesse reforma- dor 12 não é limitado ao exemplo do processo de reforma de vapor e gás de dióxido de carbono mencionado acima. Por exemplo, um pro- cesso de reforma de vapor, um processo de reforma de oxidação par- cial (POX) usando oxigênio, um processo de reforma autotérmico (ATR), que é uma combinação do processo de oxidação parcial e do processo de reforma de vapor, um processo de reforma de gás de dió- xido de carbono, e assemelhados também podem ser utilizados. CH4 + H2O CO + 3H2 (1) CH4 + CO2 2CO + 2H2 (2)
[0034] Ainda mais, o separador de hidrogênio 26 é proporcionado em uma linha ramificada de um tubo de introdução (parte de introdu- ção de gás de síntese) 31, que conecta a unidade de melhoramento ou o separador de vapor - líquido 18 com o reator de coluna de bolhas (reator) 30. Esse separador de hidrogênio 26 pode ser composto de, por exemplo, um dispositivo PSA (Adsorção por Variação de Pressão) de hidrogênio, que executa a adsorção e a dessorção de hidrogênio por uso de uma diferença de pressão. Esse dispositivo PSA de hidro- gênio tem adsorventes adsorvente zeolítico, carvão ativado, alumina, sílica-gel, etc.) dentro de uma pluralidade de torres de adsorção (não mostradas), que são dispostas em paralelo. Por repetição sequencial de processos incluindo pressurização, adsorção, dessorção (redução de pressão) e purga de hidrogênio em cada uma das torres de adsor- ção, hidrogênio gasoso de alta pureza (por exemplo, cerca de 99,999%), separado do gás de síntese, pode ser suprido continuamen- te.
[0035] Além disso, o processo de separação de hidrogênio gasoso no separador de hidrogênio 26 não é limitado ao exemplo do processo de adsorção por variação de pressão, como no dispositivo PSA de hi- drogênio mencionado acima. Por exemplo, pode haver um processo de adsorção de liga de armazenamento de hidrogênio, um processo de separação por membrana, ou uma combinação deles.
[0036] O processo de adsorção de liga de armazenamento de hi- drogênio é, por exemplo, uma técnica de separação de hidrogênio ga- soso por uso de uma liga de armazenamento de hidrogênio (TiFe, La- Ni5, TiFe0,7- 0,9, Mn0,3-0,1, TiMn1,5, etc.) tendo uma propriedade que ad- sorve ou emite hidrogênio ao ser resfriada ou aquecida. Proporcionan- do-se uma pluralidade de torres de adsorção, nas quais uma liga de armazenamento de hidrogênio está contida, e, alternadamente, repe- tindo, em cada uma das torres de adsorção, a adsorção de hidrogênio por resfriamento da liga de armazenamento de hidrogênio e a emissão de hidrogênio por aquecimento da liga de armazenamento de hidrogê- nio, o hidrogênio gasoso no gás de síntese pode ser separado e recu- perado.
[0037] Ainda mais, o processo de separação por membrana é uma técnica de separação de hidrogênio gasoso tendo uma excelente per- meabilidade da membrana fora de um gás misto, usando uma mem- brana feita de um material polimérico, tal como uma poli-imida aromá- tica. Uma vez que esse processo de separação por membrana não é executado com uma variação de fase, menos energia para conduzi-lo é necessária, e o custo operacional é baixo. Ainda mais, uma vez que a estrutura de um dispositivo de separação de membrana é simples e compacto, o custo da instalação necessário é baixo, e a área da insta- lação necessária é pequena. Além do mais, uma vez que não há ne- nhuma força motriz em uma membrana de separação, e uma faixa operacional estável é ampla, há uma vantagem pelo fato de que manu- tenção e o controle são fáceis.
[0038] A seguir, a unidade de síntese FT 5 vai ser descrita. A uni- dade de síntese FT 5 inclui, basicamente, por exemplo, o reator de co- luna de bolhas 30, um separador de vapor - líquido 34, um separador
36, um separador de vapor - líquido 38, e um primeiro fracionador 40.
[0039] O reator de coluna de bolhas 30 conduz a reação de sínte- se FT do gás de síntese, produzido na unidade de produção de gás de síntese 3 mencionada acima, isto é, monóxido de carbono e hidrogê- nio, para produzir hidrocarbonetos líquidos. Nessa concretização, o reator de coluna de bolhas 30 é conectado com a torre de absorção 22 da unidade de remoção de CO2 20 pelo tubo de introdução 31, que introduz o gás de síntese no reator de coluna de bolhas 30. O tubo de introdução 31 é feito de, por exemplo, aço composto de, por exemplo, ferro, níquel e assim por diante. O separador de vapor - líquido 34 se- para a água escoada e aquecida por um tubo de transferência de calor 32, disposto no reator de coluna de bolhas 30, em vapor (vapor de média pressão) e líquido. O separador 36 é conectado a uma parte intermediária do reator de coluna de bolhas 30, para separar um cata- lisador e um produto de hidrocarboneto líquido. O separador de vapor - líquido 38 resfria o gás de síntese não reagido e o produto de hidro- carboneto retirado do reator de coluna de bolhas 30. Nessa concreti- zação, o gás no reator de coluna de bolhas 30 escoa por dentro de um tubo de descarga (parte de descarga de gás do reator) 39, que é co- nectado a uma parte superior do reator de coluna de bolhas 30 e per- mite que o gás no reator de coluna de bolhas 30 seja retirado por ele e para dentro de um trocador de calor de gás retirado (parte de troca térmica de gás retirado) 44, que vai ser descrito abaixo nessa ordem, e é suprido ao separador de vapor - líquido 38. O primeiro fracionador 40 destila os hidrocarbonetos líquidos, supridos pelo separador 36 e o separador de vapor - líquido 38, do reator de coluna de bolhas 30, e separa e refina os hidrocarbonetos líquidos em frações individuais, de acordo com os pontos de ebulição.
[0040] Entre eles, o reator de coluna de bolhas 30, que é um exemplo de um reator que sintetiza o gás de síntese em hidrocarbone-
tos líquidos, funciona como um reator de síntese FT, que sintetiza hi- drocarbonetos líquidos do gás de síntese por reação de síntese FT. O reator de coluna de bolhas 30 é composto de, por exemplo, um reator do tipo de leito de pasta de coluna de bolhas, no qual a pasta, consis- tindo de um catalisador e um meio oleoso, é reservada dentro de um recipiente de torre.
[0041] Esse reator de coluna de bolhas 30 produz hidrocarbonetos líquidos de gás de síntese por reação de síntese FT. Em detalhes, nesse reator de coluna de bolhas 30, o gás de síntese, que é o gás- fonte, escoa pelo tubo de introdução 31, é então suprido como bolhas de um borrifador, no fundo do tanque de gás de alta pressão 30, e passa pela pasta, que consiste em um catalisador e um meio oleoso, e em um estado suspenso, hidrogênio gasoso e gás de monóxido de carbono sendo colocados em uma reação de síntese, como mostrado na fórmula de reação química (3) a seguir.
[0042] Uma vez que essa reação de síntese FT é uma reação exo- térmica, o reator de coluna de bolhas 30, que é um reator do tipo tro- cador de calor, dentro do qual o tubo de transferência térmica 32 é disposto, é adaptado de modo que, por exemplo, água (BFW - Água de Alimentação de Caldeira) é suprida, como um refrigerante, de modo que o calor de reação da reação de síntese FT mencionada acima possa ser recuperado, como vapor de média pressão, por troca térmi- ca entre a pasta e a água. Além disso, o gás de síntese não reagido, o produto de hidrocarboneto gasoso, etc. no reator de coluna de bolhas 30 são aquecidos e são retirados do tubo de descarga 39 por geração de calor da reação de síntese FT.
[0043] Nessa concretização, a unidade de síntese FT 5 é propor- cionada no tubo de introdução 31 e inclui uma parte de aquecimento de gás de síntese 42, que aquece o gás de síntese introduzido no rea-
tor de coluna de bolhas 30 a uma temperatura igual ou superior à tem- peratura de decomposição de um composto de carbonila. No exemplo ilustrado, a parte de aquecimento de gás de síntese 42 aquece o gás de síntese introduzido no reator de coluna de bolhas 30 a uma tempe- ratura igual ou superior à temperatura de decomposição de um com- posto de carbonila de ferro ou de um composto de carbonila de níquel. Ainda mais, a parte de aquecimento de gás de síntese 42 inclui um trocador de calor de gás retirado 44, que aquece o gás de síntese por uso do calor do gás no reator de coluna de bolhas 30, retirado do tubo de descarga 39, e um trocador de calor de vapor (parte de troca térmi- ca de vapor) 46, que aquece o gás de síntese por uso de vapor.
[0044] Ambos o trocador de calor de gás retirado 44 e o trocador de calor de vapor 46 são proporcionados no tubo de introdução 31. Nessa concretização, o trocador de calor de vapor 46 é proporcionado mais próximo ao reator de coluna de bolhas 30 do que o trocador de calor de gás retirado 44, no tubo de introdução 31.
[0045] O gás aquecido pelo calor gerado pela reação de síntese FT, no reator de coluna de bolhas 30, é suprido ao trocador de calor de gás retirado 44 pelo tubo de descarga 39. Depois, o trocador de calor de gás retirado 44 pode aquecer o gás de síntese no tubo de in- trodução 31 pelo trocador de calor, entre o gás suprido e o gás de sín- tese no tubo de introdução 31.
[0046] O trocador de calor de vapor 46 aquece o gás de síntese no tubo de introdução 31 por uso do vapor produzido, quando gás de sín- tese é reformado na unidade de produção de gás de síntese 3. Nessa concretização, vapor de alta pressão é suprido ao trocador de calor de vapor 36 do separador de vapor - líquido 16 da unidade de produção de gás de síntese 3. Depois, o trocador de calor de vapor 46 pode aquecer o gás de síntese no tubo de introdução 31, por troca térmica entre o vapor de alta pressão suprido e o gás de síntese, no tubo de introdução 31.
[0047] O gás de síntese no tubo de introdução 31 é aquecido pela parte de aquecimento de gás de síntese 42, de modo a ter-se, por exemplo, uma temperatura igual ou superior a 140°C, de preferência, igual ou superior a 140°C e a temperatura de reação (temperatura de reação dentro do reator) (por exemplo, 230°C) da reação de síntese FT, que é uma reação química dentro do reator de coluna de bolhas 30, ou mais baixa, e, particularmente, igual ou superior a 200°C, e a temperatura de reação (por exemplo, 230°C) da reação de síntese FT ou mais baixa, quando é introduzido no reator de coluna de bolhas 30.
[0048] Finalmente, a unidade de melhoramento 7 vai ser descrita. A unidade de melhoramento 7 inclui, por exemplo, um reator de hidro- craqueamento de fração de cera 50, um reator de hidrotratamento de fração de querosene e gasóleo 52, um reator de hidrotratamento de fração de nafta 54, separadores de vapor - líquido 56, 58 e 60, um se- gundo fracionador 70 e um estabilizador de nafta 72. O reator de hi- drocraqueamento de fração de cera 50 é conectado a uma parte infe- rior do primeiro fracionador 40. O reator de hidrotratamento de fração de querosene e gasóleo 52 é conectado à parte intermediária do pri- meiro fracionador 40. O reator de hidrotratamento de fração de nafta 54 é conectado a uma parte superior do primeiro fracionador 40. Os separadores de vapor - líquido 56, 58 e 60 são proporcionados de mo- do a corresponderem aos reatores de hidrogenação 50, 52 e 54, res- pectivamente. O segundo fracionador 70 separa e refina os hidrocar- bonetos líquidos supridos dos separadores de vapor - líquido 56 e 58, de acordo com os pontos de ebulição. O estabilizador de nafta 72 des- tila os hidrocarbonetos líquidos de uma fração de nafta, suprida do se- parador de vapor - líquido 60 e do segundo fracionador 70. Depois, o estabilizador de nafta 72 descarrega os componentes mais leves do que o butano no sentido do gás de queima, e separa e recupera os componentes tendo um número de átomos de carbono igual ou supe- rior a cinco, como um produto de nafta.
[0049] A seguir, um processo (processo GTL) de síntese de com- bustível líquido de gás natural, por meio do sistema de síntese de combustível líquido 1, configurado como descrito acima, vai ser des- crito.
[0050] O gás natural (cujo componente principal é CH4), como uma matéria-prima de hidrocarbonetos, é suprido ao sistema de síntese de combustível líquido 1 de uma fonte de suprimento de gás natural ex- terna (não mostrada), tal como um campo de gás natural ou uma uni- dade industrial de gás natural. A unidade de produção de gás de sín- tese 3 mencionada acima reforma o gás natural, para proporcionar gás de síntese (gás misto incluindo gás de monóxido de carbono e hidro- gênio gasoso como os componentes principais).
[0051] Especificamente, o gás natural mencionado acima, que é a matéria-prima de hidrocarbonetos, é suprido ao reator de dessulfuriza- ção 10, juntamente com o hidrogênio gasoso, separado pelo separa- dor de hidrogênio 26. O reator de dessulfurização 10 hidrogena e des- sulfuriza os componentes de enxofre incluídos no gás natural por uso do hidrogênio gasoso, com, por exemplo, um catalisador de ZnO. Por dessulfurização de antemão do gás natural desse modo, é possível impedir uma diminuição em atividade de um catalisador usado no re- formador 12, no reator de coluna de bolhas 30, etc. pelos compostos de enxofre.
[0052] O gás natural (pode conter também dióxido de carbono) dessulfurizado dessa maneira é suprido ao reformador 12, após o dió- xido de carbono (CO2) gasoso, suprido de uma fonte de suprimento de dióxido de carbono (não mostrada), ser misturado com o vapor gerado na caldeira de calor perdido 14. O reformador 12 reforma o gás natu- ral, por uso de dióxido de carbono e vapor, para produzir gás de sínte-
se de alta temperatura, incluindo gás de monóxido de carbono e hidro- gênio gasoso como os componentes principais, pelo processo de re- forma de dióxido de carbono gasoso e vapor mencionado acima. Nes- se momento, o reformador 12 é suprido com, por exemplo, gás com- bustível para um queimador, disposto no reformador 12, e ar, e o calor de reação, necessário para a reação de reforma com CO2 e vapor mencionada acima, que é uma reação endotérmica, é proporcionado pelo calor de combustão do gás combustível no queimador.
[0053] O gás de síntese de alta temperatura (por exemplo, 900°C, 2,0 MPaG), produzido no reformador 12 é, desse modo, suprido à cal- deira de calor perdido 14, e é resfriado por troca térmica com a água que escoa pela caldeira de calor perdido 14 (por exemplo, a 400°C), o calor perdido sendo, desse modo, recuperado. Nesse momento, a água, aquecida pelo gás de síntese na caldeira de calor perdido 14, é suprida ao separador de vapor - líquido 16. Do separador de vapor - líquido 16, um componente gasoso é suprido ao reformador 12 ou ou- tros dispositivos externos, como vapor de alta pressão (por exemplo, 3,4 a 10,0 MPaG), e água, como um componente líquido, é retornada à caldeira de calor perdido 14.
[0054] Nesse meio tempo, o gás de síntese, resfriado na caldeira de calor perdido 14, é suprido à torre de absorção 22 da unidade de remoção de CO2 20, ou ao reator de coluna de bolhas 30, após o con- densado ser separado e removido do gás de síntese no separador de vapor - líquido 18. A torre de absorção 22 absorve o dióxido de carbo- no gasoso, incluído no gás de síntese, no absorvente retido, para se- parar o dióxido de carbono gasoso do gás de síntese. O absorvente, incluindo o dióxido de carbono gasoso dentro da torre de absorção 22, é introduzido na torre de regeneração 24, o absorvente incluindo o dióxido de carbono gasoso é aquecido e submetido a tratamento de extração com, por exemplo, vapor, e o dióxido de carbono gasoso dessorvido resultante é reciclado para o reformador 12, da torre de re- generação 24, e é reutilizado na reação de reforma mencionada aci- ma.
[0055] O gás de síntese, produzido desse modo na unidade de produção de gás de síntese 3, é suprido ao reator de coluna de bolhas 30 da unidade de síntese FT 5 mencionada acima. Nesse momento, a razão de composição do gás de síntese, suprido ao reator de coluna de bolhas 30, é ajustada a uma razão de composição (por exemplo, H2 : CO = 2 : 1 - razão molar), adequada para a reação de síntese FT. Além disso, a pressão do gás de síntese, suprido ao reator de coluna de bolhas 30, é aumentada a uma pressão (por exemplo, cerca de 3,6 MPaG) adequada para a reação de síntese FT por um compressor (não mostrado), proporcionado em um tubo, que conecta a unidade de remoção de CO2 20 com o reator de coluna de bolhas 30.
[0056] Ainda mais, uma parte do gás de síntese, cujo dióxido de carbono gasoso tenha sido separado pela unidade de remoção de CO2 20 mencionada acima, é também suprida ao separador de hidrogênio
26. O separador de hidrogênio 26 separa o hidrogênio gasoso, incluído no gás de síntese, por absorção e dessorção (PSA de hidrogênio), uti- lizando uma diferença de pressão, como descrito acima. Esse hidro- gênio separado é suprido continuamente de um retentor de gás (não mostrado), etc. por meio de um compressor (não mostrado) a vários dispositivos de reação por uso de hidrogênio (por exemplo, o reator de dessulfurização 10, o reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50, o reator de hidrotratamento de fração de querosene e gasóleo 52, o reator de hidrotratamento de fração de nafta 54, etc.), que executam as reações predeterminadas utilizando hidrogênio dentro do sistema de reação de síntese de combustível líquido 1.
[0057] A seguir, a unidade de síntese FT 5 sintetiza hidrocarbone- tos líquidos pela reação de síntese FT do gás de síntese, produzido pela unidade de produção de gás de síntese 3 mencionada acima.
[0058] Especificamente, o gás de síntese, do qual o dióxido de carbono gasoso foi separado na unidade de remoção de CO2 20 men- cionada acima, pelo tubo de introdução 31, é introduzido no reator de coluna de bolhas 30. Nesse caso, o gás de síntese escoando pelo tu- bo de introdução 31 é resfriado a, por exemplo, cerca de 40°C, no tubo de introdução 31, por um trocador de calor (não mostrado), colocado entre a caldeira de calor perdido 14 e a parte de aquecimento de gás de síntese 42, para remover a umidade incluída no gás de síntese, até que o gás de síntese atinja a parte de aquecimento de gás de síntese 42, após ser resfriado pela caldeira de calor perdido 14. Desse modo, nessa concretização, o gás de síntese resfriado é aquecido pela parte de aquecimento de gás de síntese 42 a, por exemplo, cerca de 200°C, quando o gás de síntese é introduzido no reator de coluna de bolhas
30.
[0059] Depois, o gás de síntese aquecido escoa do fundo do rea- tor de coluna de bolhas 30, e escoa para cima na pasta de catalisador, reservada no reator de coluna de bolhas 30. Nesse momento, dentro do reator de coluna de bolhas 30, o monóxido de carbono e o hidrogê- nio gasoso, que são incluídos no gás de síntese, reagem entre si pela reação de síntese FT, produzindo, desse modo, hidrocarbonetos. Além do mais, por escoamento de água pelo tubo de transferência térmica 32 do reator de coluna de bolhas 30, quando dessa reação de síntese, o calor de reação da reação de síntese FT é removido, e a água aque- cida por essa troca térmica é vaporizada em vapor. Do mesmo modo que para esse vapor, a água liquefeita no separador de vapor - líquido 34 é retornada para o tubo de transferência térmica 32, e um compo- nente gasoso é suprido a um dispositivo externo, como vapor de mé- dia pressão (por exemplo, 1,0 a 2,5 MPaG). Além disso, a pressão in- terna do reator de coluna de bolhas 30 fica, por exemplo, em torno de
3,2 MPaG, pela reação de síntese FT. Ainda mais, a temperatura de reação no reator de coluna de bolhas 30 é mantida a, por exemplo, cerca de 230°C pelo calor de reação da reação de síntese FT e pelo resfriamento pelo tubo de transferência térmica 32.
[0060] A pasta contendo os hidrocarbonetos líquidos, assim sinte- tizados no reator de coluna de bolhas 30, é retirada da parte interme- diária do reator de coluna de bolhas 30, e é introduzida no separador
36. O separador 36 separa a pasta retirada em um catalisador (com- ponente sólido), e um componente líquido, que inclui um produto de hidrocarboneto líquido. Uma parte do catalisador separado é retornada para o reator de coluna de bolhas 30, e o componente líquido é supri- do ao primeiro fracionador 40.
[0061] Além do mais, o gás de síntese não reagido e um compo- nente gasoso dos hidrocarbonetos sintetizados são retirados, pelo tu- bo de descarga 39, da parte de topo do reator de coluna de bolhas 30, e esses gases escoam pelo trocador de calor de gás retirado 44, no qual a troca térmica é feita como vai ser descrito abaixo, e são depois introduzidos no separador de vapor - líquido 38. O separador de vapor - líquido 38 resfria esses gases para separar alguns hidrocarbonetos líquidos condensados, para introduzi-los no primeiro fracionador 40. Nesse meio tempo, do mesmo modo que para o componente gasoso, separado no separador de vapor - líquido 38, os gases de síntese (CO e H2) não reagidos escoam entre a caldeira de calor perdido 14 e a parte de aquecimento de gás de síntese 42, no tubo de introdução 31, são aquecidos pela parte de aquecimento de gás de síntese 42, são depois de novo retornados para o fundo do reator de coluna de bolhas 30, e são reutilizados na reação de síntese FT. Além do mais, o gás de emissão (gás de queima) diferentemente dos produtos alvo, incluindo hidrogênio gasoso, tendo um pequeno número de átomos de carbono (igual ou inferior a 4 átomos de carbono), como um componente prin-
cipal, é introduzido em uma instalação de combustão interna (não mostrada), é queimado nela, e é depois emitido para a atmosfera.
[0062] Nesse caso, a operação da parte de aquecimento de gás de síntese 42, antes e depois da reação de síntese FT no reator de coluna de bolhas 30, vai ser descrita.
[0063] Primeiro, uma vez que o gás aquecido pelo trocador de ca- lor de gás retirado 44 não é suprido antes da reação de síntese FT, dentro do reator de coluna de bolhas 30, imediatamente após o siste- ma de síntese de combustível líquido 1 ter sido iniciado, o gás de sín- tese não pode ser aquecido pelo trocador de calor de gás retirado 44. Desse modo, o gás de síntese é aquecido apenas pelo trocador de calor de vapor 46.
[0064] A seguir, uma vez que o gás no reator de coluna de bolhas 30, aquecido pela reação de síntese FT, ser suprido ao trocador de calor de gás retirado 44, pelo tubo de descarga 39, após a reação de síntese FT, dentro do reator de coluna de bolhas 30, o gás de síntese no tubo de introdução 31 pode ser aquecido pelo trocador de calor de gás retirado 44. Portanto, o gás de síntese no tubo de introdução 31 é aquecido por ambos o trocador de calor de gás retirado 44 e o troca- dor de calor de vapor 46. Nesse momento, o gás de síntese no tubo de introdução 31 é primeiro aquecido a, por exemplo, cerca de 150°C pe- lo trocador de calor de gás retirado 44, e depois aquecido para ficar em torno de 200°C, por meio do trocador de calor de vapor 46, quando é introduzido no reator de coluna de bolhas 30.
[0065] Além disso, no que se refere à operação da parte de aque- cimento de gás de síntese 42, ainda que antes ou depois da reação de síntese FT no reator de coluna de bolhas 30, uma parte de medida de temperatura (não mostrada) pode ser proporcionada em uma parte de conexão, entre o tubo de introdução 31 e o reator de coluna de bolhas 30, de modo a ajustar a quantidade do vapor de alta pressão suprido ao trocador de calor de vapor 46, enquanto medindo a temperatura do gás de síntese no tubo de introdução 31.
[0066] A seguir, as etapas do primeiro fracionador 40 vão ser des- critas abaixo. O primeiro fracionador 40 aquece os hidrocarbonetos líquidos (cujos números de átomos de carbono são vários), supridos pelo separador 36 e o separador de vapor - líquido 38, do reator de coluna de bolhas 30, como descrito acima, para destilar fracionada- mente os hidrocarbonetos líquidos utilizando uma diferença em ponto de ebulição. Desse modo, o primeiro fracionador 40 separa e refina os hidrocarbonetos líquidos em uma fração de nafta (cujo ponto de ebuli- ção é inferior a cerca de 150°C), uma fração de querosene e gasóleo (cujo ponto de ebulição é cerca de 150 a 350°C), e uma fração de cera (cujo ponto de ebulição é superior a cerca de 350°C). Os hidrocarbo- netos líquidos (basicamente com 21 ou mais átomos de carbono), co- mo a fração de cera retirada do fundo do primeiro fracionador 40, são colocados no reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50, os hidrocarbonetos líquidos (basicamente com 11 a 20 mais átomos de carbono), como a fração de querosene e gasóleo retirada da parte in- termediária do primeiro fracionador 40, são colocados no reator de hi- drotratamento de fração de querosene e gasóleo 52, e os hidrocarbo- netos líquidos (basicamente com 5 a 10 mais átomos de carbono), como a fração de nafta retirada da parte superior do primeiro fraciona- dor 40, são colocados no reator de hidrotratamento de fração de nafta
54.
[0067] O reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50 hidro- craqueia os hidrocarbonetos líquidos de fração de cera, com um gran- de número de átomos de carbono (aproximadamente 21 ou mais áto- mos de carbono), que tenham sido supridos da parte inferior do primei- ro fracionador 40, por uso do hidrogênio gasoso suprido do separador de hidrogênio 26 mencionado acima, para reduzir o número de átomos de carbono para 20 ou menos. Nessa reação de hidrocraqueamento, os hidrocarbonetos com um pequeno número de átomos de carbono e com baixo peso molecular são produzidos por decomposição das liga- ções C - C dos hidrocarbonetos com um grande número de átomos de carbono, usando um catalisador e calor. Um produto, incluindo os hi- drocarbonetos líquidos hidrocraqueados por esse reator de hidrocra- queamento de fração de cera 50, é separado em gás e líquido no se- parador de vapor - líquido 56, cujos hidrocarbonetos líquidos são colo- cados no segundo fracionador 70, e cujo componente gasoso (incluin- do hidrogênio gasoso) é colocado no reator de hidrotratamento de fra- ção de querosene e gasóleo 52 e no reator de hidrotratamento de fra- ção de nafta 54.
[0068] O reator de hidrotratamento de fração de querosene e ga- sóleo 52 hidrotrata os hidrocarbonetos líquidos (aproximadamente 11 a 20 átomos de carbono), como as frações de querosene e gasóleo tendo aproximadamente um número intermediário de átomos de car- bono, que tenham sido supridos da parte intermediária do primeiro fra- cionador 40, por uso do hidrogênio gasoso suprido pelo reator de hi- drocraqueamento de fração de cera 50, do separador de hidrogênio
26. Nessa reação de hidrotratamento, para a obtenção, basicamente, de hidrocarbonetos saturados de cadeias laterais, os hidrocarbonetos líquidos são isomerizados, e hidrogênio é adicionado às ligações insa- turadas dos hidrocarbonetos líquidos mencionados acima, para saturar os hidrocarbonetos líquidos. Por conseguinte, um produto, incluindo os hidrocarbonetos líquidos hidrotratados, é separado em gás e líquido no separador de vapor - líquido 58, cujos hidrocarbonetos líquidos são colocados no segundo fracionador 70, e cujo componente gasoso (in- cluindo hidrogênio gasoso) é reutilizado na reação de hidrogenação mencionada acima.
[0069] O reator de hidrotratamento de fração de nafta 54 hidrotrata os hidrocarbonetos líquidos da fração de nafta com um baixo número de átomos de carbono (aproximadamente 10 ou menos átomos de carbono), que foram supridos da parte superior do primeiro fracionador 40, por uso do hidrogênio gasoso, suprido pelo reator de hidrocraque- amento de fração de cera 50, do separador de hidrogênio 26. Por con- seguinte, um produto, incluindo os hidrocarbonetos líquidos, é separa- do em gás e líquido no separador de vapor - líquido 60, cujos hidro- carbonetos líquidos são colocados no segundo fracionador 72, e cujo componente gasoso (incluindo hidrogênio gasoso) é reutilizado para a reação de hidrogenação mencionada acima.
[0070] A seguir, o segundo fracionador 70 destila os hidrocarbone- tos líquidos, supridos do reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50 e do reator de hidrotratamento de fração de querosene e gasó- leo 52, como descrito acima. Desse modo, o segundo fracionador 70 separa e refina os hidrocarbonetos líquidos em hidrocarboneto (cujo ponto de ebulição é inferior a cerca de 150°C), com um número de átomos de carbono igual ou inferior a 10, querosene (cujo ponto de ebulição é cerca de 150 a 250°C), gasóleo (cujo ponto de ebulição é cerca de 250 a 350°C), e fração de cera não craqueada (cujo ponto de ebulição é superior a cerca de 350°C) do reator de hidrocraqueamento de fração de cera 50. O gasóleo é retirado de uma parte inferior do se- gundo fracionador 70, e o querosene é retirado de uma parte interme- diária dele. Nesse meio tempo, um hidrocarboneto com um número de átomos de carbono igual ou inferior a 10 é retirado da parte de topo do segundo fracionador 70, e é suprido ao estabilizador de nafta 72.
[0071] Além do mais, o estabilizador de nafta 72 destila os hidro- carbonetos com um número de átomos de carbono igual ou inferior a 10, que tenham sido supridos do reator de hidrotratamento de fração de nafta 54 e do segundo fracionador 70. Desse modo, o estabilizador de nafta 72 separa e refina o nafta (5 a 10 átomos de carbono), como um produto. Consequentemente, nafta de alta pureza é retirado de uma parte inferior do estabilizador de nafta 72. Nesse meio tempo, o gás de emissão (gás de queima) diferentemente dos outros produtos, que contém, como um componente principal, hidrocarbonetos com um número de átomos de carbono inferior ou igual a um número prede- terminado (inferior ou igual a 4 átomos de carbono) é descarregado da parte de topo do estabilizador de nafta 72.
[0072] O processo (processo GTL) do sistema de síntese de com- bustível líquido 1 foi descrito acima. Por meio do processo GTL, o gás natural pode ser fácil e economicamente convertido em combustíveis líquidos limpos, tais como nafta de alta pureza (gasolina bruta de 5 a 10 átomos de carbono), óleo para lanterna (querosene de 11 a 15 átomos de carbono) e óleo leve (gasóleo de 16 a 20 átomos de carbo- no). Além do mais, na presente concretização, o processo de reforma de dióxido de carbono gasoso e vapor é adotado no reformador 12. Desse modo, há vantagens pelo fato de que o dióxido de carbono, contido no gás natural, pode ser utilizado efetivamente como uma ma- téria-prima, a razão de composição (por exemplo, H2 : CO = 2 : 1 - razão molar) de um gás de síntese, adequado para a reação de síntese FT mencionada acima, pode ser gerado eficientemente em uma reação do reformador 12, e um dispositivo de ajuste da concentração de hi- drogênio, etc. é desnecessário.
[0073] Particularmente, de acordo com a unidade de síntese FT 5, incluindo o sistema de síntese de combustível líquido 1 relativo à pre- sente invenção, a parte de aquecimento de gás de síntese 42 é pro- porcionada no tubo de introdução 31, para aquecer o gás de síntese, introduzido no reator de coluna de bolhas 30, a uma e igual ou superi- or à temperatura de decomposição de um composto de carbonila. Desse modo, o composto de carbonila, incluído no gás de síntese no tubo de introdução 31, pode ser decomposto antes de ser suprido à pasta contida no reator de coluna de bolhas 30. Por essa razão, é possível eliminar a deterioração das partículas de catalisador na pasta e sintetizar eficientemente os hidrocarbonetos líquidos. Por conseguin- te, os hidrocarbonetos líquidos podem ser sintetizados a um baixo cus- to, comparados com o caso no qual não há qualquer parte de aqueci- mento de gás de síntese 42.
[0074] Ainda mais, uma vez que o gás de síntese, introduzido no reator de coluna de bolhas 30, é aquecido a uma temperatura igual ou superior à temperatura de decomposição de um composto de carboni- la de ferro ou composto de carbonila de níquel, por exemplo, mesmo quando o tubo de introdução 31 é feito de aço, incluindo ferro ou ní- quel como os componentes principais, e um composto de carbonila de ferro ou um composto de carbonila de níquel é produzido no gás de síntese, enquanto o gás de síntese escoa pelo tubo de introdução 31, é possível decompor esses compostos antes que o gás de síntese se- ja suprido à pasta contida no reator de coluna de bolhas 30, e a deteri- oração das partículas de catalisador na pasta pode ser eliminada com segurança.
[0075] Além do mais, o gás no reator de coluna de bolhas 30, aquecido pela geração de calor da reação de síntese FT, pode ser reti- rado do tubo de descarga 39, e o gás de síntese, introduzido no reator de coluna de bolhas 30, pode ser aquecido pelo trocador de calor de gás retirado 44, usando o calor desse gás retirado. Consequentemen- te, é possível usar efetivamente o calor gerado pela reação de síntese FT, para melhorar a eficiência energética da unidade de síntese FT 5, e é possível economizar energia.
[0076] Além disso, uma vez que a parte de aquecimento de gás de síntese 42 inclui o trocador de calor de vapor 46, usando o vapor sepa- radamente do trocador de calor de gás retirado 4, o gás de síntese po- de ser aquecido com segurança por vapor, mesmo antes da reação de síntese FT dentro do reator de coluna de bolhas 30. Por essa razão, a deterioração das partículas de catalisador na pasta pode ser eliminada com mais segurança.
[0077] Adicionalmente, após a reação de síntese FT ter sido con- duzida dentro do reator de coluna de bolhas 30, o gás de síntese pode ser aquecido usando ambos o trocador de calor de gás retirado 44 e o trocador de calor de vapor 46. Desse modo, é possível reduzir a quan- tidade de vapor usada para o trocador de calor de vapor 46, e é possí- vel obter uma economia de energia e um baixo custo operacional do trocador de calor de vapor 46. Além disso, uma vez que o trocador de calor de vapor 46 é proporcionado mais próximo do reator de coluna de bolhas 30 do que o trocador de calor de gás retirado 44, no tubo de introdução 31, o gás de síntese, antes de ser introduzido no reator de coluna de bolhas 30, pode ser aquecido com segurança a uma tempe- ratura igual ou superior à temperatura de decomposição, pelo trocador de calor de vapor 46, cuja temperatura pode ser facilmente controlada.
[0078] Além do mais, uma vez que a parte de aquecimento de gás de síntese 42 aquece o gás de síntese a uma temperatura igual ou su- perior a 140°C, que é a temperatura de decomposição da Fe3(CO)12 (dodecarbonila triférrica), o composto de carbonila de ferro e o com- posto de carbonila de níquel, incluídos no gás de síntese, no tubo de introdução 31, podem ser facilmente decompostos. Além disso, no que diz respeito à temperatura de decomposição de outros composto de carbonila de ferro, com um número menor de grupos carbonila que o Fe3(CO)12, entre os compostos de carbonila de ferro, por exemplo, a temperatura de decomposição do Fe3(CO)9 é cerca de 100°C, e a temperatura de decomposição do Fe3(CO)5 é cerca de 77°C. Além do mais, no que diz respeito à temperatura de decomposição de compos- tos de carbonila de níquel, por exemplo, a dispositivo de decomposi- ção de Ni(CO)4 é cerca de 127°C. Todas as temperaturas de decom-
posição são iguais ou inferiores a 140°C.
[0079] Além disso, a parte de aquecimento de gás de síntese 42 aquece o gás de síntese no tubo de introdução 31 a uma temperatura igual ou inferior à temperatura de reação da reação de síntese FT, no reator de coluna de bolhas 30, enquanto aquecendo o gás de síntese a uma temperatura igual ou superior a 140°C. Consequentemente, mesmo se o gás de síntese aquecido for introduzido no reator de colu- na de bolhas 30, a parte interna do reator de coluna de bolhas 30 não fica excessivamente aquecida, e a reação de síntese FT é conduzida de forma estável. Desse modo, os hidrocarbonetos líquidos podem ser sintetizados mais eficientemente.
[0080] Adicionalmente, a parte de aquecimento de gás de síntese 42 aquece o gás de síntese no tubo de introdução 31 a particularmen- te uma temperatura igual ou superior a 200°C, mesmo durante o aquecimento do gás de síntese a uma temperatura igual ou superior a 140°C. Consequentemente, um composto de carbonila pode ser de- composto mais confiavelmente.
[0081] Além do mais, uma vez que o sistema de síntese de com- bustível líquido 1, de acordo com essa concretização, inclui a unidade de síntese FT 5, que apresenta os efeitos mencionados acima, a pro- dução de combustíveis líquidos pode ser conduzida eficientemente a um baixo custo.
[0082] Além disso, uma vez que a parte de aquecimento de gás de síntese 42 aquece o gás de síntese por uso do vapor de alta pressão, gerado no separador de vapor - líquido 16, quando o gás é reformado, não há qualquer necessidade de proporcionar separadamente uma instalação de fonte térmica, que forneça o calor requerido para a parte de aquecimento de gás de síntese 42, o sistema de síntese de com- bustível líquido 1 pode ser compacto, e o custo da instalação e o custo operacional do sistema de síntese de combustível líquido podem ser reduzidos.
[0083] Embora as concretizações preferidas da invenção tenham sido descritas com referência ao desenho em anexo, a invenção não é limitada a essas concretizações. É evidente para aqueles versados na técnica que várias alternativas ou modificações podem ser feitas na categoria, como mostrado nas reivindicações, e deve-se entender que essas alterações ou modificações naturalmente se encaixam no âmbi- to técnico da presente invenção.
[0084] Por exemplo, nas concretizações mencionadas acima, o gás natural é usado como uma matéria-prima de hidrocarbonetos, a ser suprida ao sistema de síntese de combustível líquido 1. No entan- to, a invenção não é limitada a esse exemplo. Por exemplo, outras ma- térias-primas de hidrocarbonetos, tais como asfalto e óleo residual, podem ser usadas.
[0085] Além do mais, nas concretizações mencionadas acima, os hidrocarbonetos líquidos são sintetizados pela reação de síntese FT, como uma reação de síntese no reator de coluna de bolhas 30. No en- tanto, a invenção não é limitada a esse exemplo. Especificamente, a invenção pode ser também aplicada a, por exemplo, à síntese oxo (re- ação de hidroformilação) "R-CH=CH2 + CO + H2 R-CH2CH2CHO", síntese de metanol "CO + 2H2 CH3OH", síntese de éter dimetílico (DME) "3CO + 3H2 CH3OCH3 + CO2", etc., como a reação de sínte- se no reator de coluna de bolhas 30.
[0086] Ainda mais, na concretização mencionada acima, a parte de aquecimento de gás de síntese 42 inclui o trocador de calor de gás retirado 44 e o trocador de calor de vapor 46. No entanto, a parte de aquecimento de gás de síntese pode incluir apenas um dos trocadores de calor, ou o aquecimento pode ser conduzido por uso de outras con- figurações (por exemplo, um processo de aquecimento rápido de um tubo por um forno de indução), que são diferentes dessas configura-
ções.
[0087] Além do mais, na concretização mencionada acima, o tro- cador de calor de vapor 46, que aquece o gás de síntese, usa o vapor gerado quando gás natural é reformado na unidade de produção de gás de síntese 3. No entanto, o gás de síntese pode ser aquecido sem uso do vapor, mas usando o vapor de uma instalação de fonte térmica, que é proporcionada separadamente, ou usando o vapor gerado den- tro do sistema de síntese de combustível líquido 1.
[0088] Além do mais, na concretização mencionada acima, a parte de aquecimento de gás de síntese 42 aquece o gás de síntese, intro- duzido no reator de coluna de bolhas 30, a uma temperatura igual ou superior à temperatura de decomposição de um composto de carboni- la de ferro ou um composto de carbonila de níquel. Em vez disso, no entanto, o gás de síntese pode ser aquecido a uma temperatura igual ou superior à temperatura de decomposição de compostos de carboni- la (por exemplo, um composto de carbonila e metal, que entra em con- tato com o gás de síntese, enquanto o gás de síntese escoa antes de ser introduzido no reator de coluna de bolhas 30), diferentes do com- posto de carbonila de ferro e do composto de carbonila de níquel.
[0089] Além disso, é possível substituir totalmente os componen- tes nos elementos construtivos mencionados acima com os elementos construtivos bem conhecidos, afastando-se do ponto principal da in- venção, e os exemplos modificados mencionados acima podem ser adequadamente combinados entre si.
[0090] O aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, o processo de síntese de hidrocarboneto, e o sistema de reação de sín- tese de hidrocarbonetos, incluindo o aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, de acordo com a presente invenção, podem eliminar a deterioração das partículas de catalisador na pasta, sintetizar eficien-
temente o composto de hidrocarboneto, e sintetizar o composto de hi- drocarboneto a um baixo custo.
LISTAGEM DE REFERÊNCIA 1: SISTEMA DE SÍNTESE DE COMBUSTÍVEL LÍQUIDO (SISTEMA DE REAÇÃO DE SÍNTESE DE HIDROCARBONETOS) 3: UNIDADE DE PRODUÇÃO DE GÁS DE SÍNTESE 5: UNIDADE DE SÍNTESE FT (APARELHO DE REAÇÃO DE SÍNTE- SE DE HIDROCARBONETOS) 7: UNIDADE DE MELHORAMENTO 30: REATOR DE COLUNA DE BOLHAS (REATOR) 31: TUBO DE INTRODUÇÃO (PARTE DE INTRODUÇÃO DE GÁS DE SÍNTESE) 39: TUBO DE DESCARGA (PARTE DE DESCARGA DE GÁS DO REATOR) 42: PARTE DE AQUECIMENTO DE GÁS DE SÍNTESE 44: TROCADOR DE CALOR DE GÁS RETIRADO (PARTE DE TRO- CA TÉRMICA DE GÁS RETIRADO) 46: TROCADOR DE CALOR DE VAPOR (PARTE DE TROCA TÉR- MICA DE VAPOR)
Claims (8)
1. Aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, que sintetiza um composto de hidrocarboneto por uma reação química de um gás de síntese, incluindo hidrogênio e monóxido de carbono como os componentes principais, e uma pasta, tendo partículas sólidas de catalisador suspensas em um líquido, o aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos caracterizado pelo fato de que compreende: um reator que contém a pasta; uma parte de introdução de gás de síntese que introduz o gás de síntese no reator; e uma parte de aquecimento de gás de síntese, que é pro- porcionada na parte de introdução de gás de síntese, para aquecer o gás de síntese, introduzido no reator, a uma temperatura igual ou su- perior à temperatura de decomposição de compostos de carbonila.
2. Aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o com- posto de carbonila é um composto de carbonila de ferro ou um com- posto de carbonila de níquel.
3. Aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma parte de descarga de gás do reator, que retira gás no reator aquecido pela geração de calor da reação química por ela, em que a parte de aquecimento de gás de síntese inclui uma parte de troca térmica de gás retirado, que aquece o gás de síntese por uso do calor do gás retirado da parte de descarga de gás do reator.
4. Aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parte de aquecimento de gás de síntese inclui ainda uma parte de troca tér- mica com vapor, que aquece o gás de síntese por uso de vapor.
5. Aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a parte de aquecimento de gás de síntese aquece o gás de síntese a uma temperatura igual ou superior a 140°C e a uma tem- peratura igual ou inferior à temperatura de reação dentro do reator.
6. Sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos, carac- terizado pelo fato de que compreende: o aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5; uma unidade de produção de gás de síntese, que reforma uma matéria-prima de hidrocarboneto para produzir o gás de síntese, e introduz o gás de síntese na parte de introdução de gás de síntese do aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos; e uma unidade de melhoramento, que refina os compostos de hidrocarbonetos em combustíveis líquidos.
7. Sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a parte de aquecimento de gás de síntese aquece o gás de síntese na parte de introdução de gás de síntese, por uso do vapor gerado quando a matéria-prima de hidrocarboneto é reformada na unidade de produção de gás de síntese.
8. Processo de síntese de hidrocarbonetos, que sintetiza um composto de hidrocarboneto por uma reação química de um gás de síntese, incluindo hidrogênio e monóxido de carbono como os com- ponentes principais, e uma pasta tendo partículas sólidas de catalisa- dor suspensas em um líquido, o processo caracterizado pelo fato de que compreende: aquecer o gás de síntese a uma temperatura igual ou supe- rior à temperatura de decomposição de um composto de carbonila, antes que o gás de síntese seja suprido à pasta.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008-253215 | 2008-09-30 | ||
| JP2008253215 | 2008-09-30 | ||
| PCT/JP2009/004875 WO2010038391A1 (ja) | 2008-09-30 | 2009-09-25 | 炭化水素合成反応装置及び炭化水素合成反応システム、並びに炭化水素合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0919387A2 true BRPI0919387A2 (pt) | 2020-09-15 |
| BRPI0919387B1 BRPI0919387B1 (pt) | 2021-11-23 |
Family
ID=42073175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0919387-1A BRPI0919387B1 (pt) | 2008-09-30 | 2009-09-25 | Aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos, e processo de síntese de hidrocarbonetos |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8586640B2 (pt) |
| EP (1) | EP2351813A4 (pt) |
| JP (1) | JP5298133B2 (pt) |
| CN (1) | CN102165041B (pt) |
| AU (1) | AU2009299338C1 (pt) |
| BR (1) | BRPI0919387B1 (pt) |
| CA (1) | CA2738263C (pt) |
| EA (1) | EA018146B1 (pt) |
| MY (1) | MY153983A (pt) |
| WO (1) | WO2010038391A1 (pt) |
| ZA (1) | ZA201102240B (pt) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5804747B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-11-04 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 合成ガス製造装置への金属混入抑制方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6160026A (en) * | 1997-09-24 | 2000-12-12 | Texaco Inc. | Process for optimizing hydrocarbon synthesis |
| GB9801200D0 (en) * | 1998-01-20 | 1998-03-18 | Air Prod & Chem | Intergration of a cryogenic air separator with synthesis gas production and conversion |
| ATE267641T1 (de) * | 1998-07-08 | 2004-06-15 | Shell Int Research | Verfahren zur entfernung von metallcarbonylen aus gasförmigen strömen |
| EG22489A (en) * | 1999-02-05 | 2003-02-26 | Sasol Technology | Process for producing liquid and optionally gaseous products from gaseous reactants |
| EP1156026A1 (en) * | 2000-05-19 | 2001-11-21 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Process for the production of liquid hydrocarbons |
| GB0112796D0 (en) * | 2001-05-25 | 2001-07-18 | Bp Exploration Operating | Process |
| DE10336677B4 (de) | 2003-08-09 | 2007-10-31 | Lurgi Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Industriegasen |
| US7247281B2 (en) | 2004-04-06 | 2007-07-24 | Fuelcell Energy, Inc. | Methanation assembly using multiple reactors |
| WO2007131082A2 (en) * | 2006-05-03 | 2007-11-15 | Syntroleum Corporation | Optimized hydrocarbon synthesis process |
| EP2069231B1 (en) * | 2006-09-27 | 2010-11-10 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for removal of metal carbonyls from a synthesis gas stream |
| JP5210535B2 (ja) | 2007-04-06 | 2013-06-12 | パナソニック株式会社 | データ収集システム |
-
2009
- 2009-09-25 BR BRPI0919387-1A patent/BRPI0919387B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-09-25 EP EP09817434A patent/EP2351813A4/en not_active Withdrawn
- 2009-09-25 US US12/998,191 patent/US8586640B2/en active Active
- 2009-09-25 WO PCT/JP2009/004875 patent/WO2010038391A1/ja active Application Filing
- 2009-09-25 JP JP2010531719A patent/JP5298133B2/ja active Active
- 2009-09-25 EA EA201170500A patent/EA018146B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-09-25 MY MYPI2011001364A patent/MY153983A/en unknown
- 2009-09-25 AU AU2009299338A patent/AU2009299338C1/en not_active Ceased
- 2009-09-25 CN CN200980138042.9A patent/CN102165041B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-25 CA CA2738263A patent/CA2738263C/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-03-25 ZA ZA2011/02240A patent/ZA201102240B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BRPI0919387B1 (pt) | 2021-11-23 |
| EA201170500A1 (ru) | 2011-10-31 |
| MY153983A (en) | 2015-04-30 |
| JPWO2010038391A1 (ja) | 2012-02-23 |
| EP2351813A4 (en) | 2012-03-14 |
| CA2738263C (en) | 2015-12-15 |
| CN102165041B (zh) | 2014-08-20 |
| US20110201696A1 (en) | 2011-08-18 |
| EP2351813A1 (en) | 2011-08-03 |
| AU2009299338B2 (en) | 2013-08-01 |
| ZA201102240B (en) | 2012-06-27 |
| AU2009299338A1 (en) | 2010-04-08 |
| JP5298133B2 (ja) | 2013-09-25 |
| EA018146B1 (ru) | 2013-05-30 |
| AU2009299338C1 (en) | 2014-01-23 |
| US8586640B2 (en) | 2013-11-19 |
| CN102165041A (zh) | 2011-08-24 |
| CA2738263A1 (en) | 2010-04-08 |
| WO2010038391A1 (ja) | 2010-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2415904C2 (ru) | Система синтеза жидкого топлива | |
| JP5107234B2 (ja) | 液体燃料合成システム | |
| JP5501366B2 (ja) | 炭化水素合成反応装置、及び炭化水素合成反応システム、並びに炭化水素合成反応方法 | |
| JP5138586B2 (ja) | 液体燃料合成システム | |
| US8569386B2 (en) | Hydrocarbon synthesis reaction apparatus, hydrocarbon synthesis reaction system, and hydrocarbon synthesizing method | |
| BR112012004306B1 (pt) | Método de recuperação de hidrocarboneto líquido | |
| BRPI0919387A2 (pt) | aparelho de reação de síntese de hidrocarbonetos, sistema de reação de síntese de hidrocarbonetos, e processo de síntese de hidrocarbonetos | |
| BR112013024490B1 (pt) | Método para interromper operação de um reator | |
| JP5364786B2 (ja) | 触媒分離システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 25/09/2009, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. PATENTE CONCEDIDA CONFORME ADI 5.529/DF, QUE DETERMINA A ALTERACAO DO PRAZO DE CONCESSAO. |
|
| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 14A ANUIDADE. |
|
| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2741 DE 18-07-2023 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |