CA2328389C - Device and procedure for separating liquid products from a suspension produced by a fischer-tropsch reactor and in the presence of a diluent - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de séparation de produits liquides à parti r d'une suspension issue d'un réacteur Fischer-Tropsch et contenant au moins u n catalyseur Fischer-Tropsch, et un dispositif de séparation desdits produits liquides comprenant au moins un moyen permettant d'extraire d'un réacteur Fischer-Tropsch, une partie d'une suspension contenant au moins un catalyseu r Fischer-Tropsch, au moins un moyen permettant d'ajouter un diluant à tout ou partie de la suspension extraite via le moyen, au moins un moyen de séparati on primaire muni d'au moins un moyen permettant d'amener la suspension diluée vers ledit ou lesdits moyens de séparation, d'au moins un moyen permettant d e recueillir le liquide séparé, et d'au moins un moyen permettant de recueilli r une suspension plus concentrée, et au moins un moyen de séparation secondaire permettant de séparer puis recueillir via au moins un moyen un liquide essentiellement épuré.The invention relates to a method for separating liquid products from a suspension from a Fischer-Tropsch reactor and containing at least one Fischer-Tropsch catalyst, and a device for separating said liquid products comprising at least one means allowing extracting from a Fischer-Tropsch reactor, a part of a suspension containing at least one Fischer-Tropsch catalyst, at least one means for adding a diluent to all or part of the suspension extracted via the means, to minus a primary separation means provided with at least one means for bringing the diluted suspension to said at least one separation means, at least one means for collecting the separated liquid, and at least one means for collecting a more concentrated suspension, and at least one secondary separation means for separating and then collecting via at least one means a substantially purified liquid.
Description
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE SÉPARATION DE PRODUITS LIQUIDES
A PARTIR D'UNE SUSPENSION ISSUE D'UN RÉACTEUR FISCHER-TROPSCH ET EN PRÉSENCE D'UN DILUANT
La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour la séparation d'une phase liquide à partir d'une suspension contenant un catalyseur Fischer-Tropsch.
Les catalyseurs Fischer-Tropsch peuvent être opérés dans un réacteur Fischer-Tropsch multiphasique (réacteur slurry), le catalyseur étant en suspension dans une phase liquide, également parfois appelée slurry.
Cette phase liquide contient notamment un liquide parfois appelé solvant slurry, qui permet de mettre en oeuvre ledit catalyseur en suspension, ainsi qu'au moins une fraction des produits issus de la réaction de synthèse Fischer-Tropsch. Le réacteur Fischer-Tropsch multiphasique consiste le plus généralement en une colonne à
bulle (bubble column reactor selon la terminologie anglosaxone).
ART ANTERIEUR :
Le procédé de synthèse Fischer-Tropsch est un procédé industriel bien connu pour la production d'hydrocarbures essentiellement paraffiniques. Dans une étape consécutive, telle que par exemple un hydrocraquage isomérisant, ces hydrocarbures peuvent être convertis en carburants (gasoil, kérosène), et/ou lubrifiants.
Dans ce procédé, les hydrocarbures sont produits au moyen d'une conversion chimique d'un gaz de synthèse, c'est-à-dire d'un gaz comprenant de l'hydrogène du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone), obtenu à partir de charbon, de naphta ou le plus souvent à partir de gaz naturel.
La conversion chimique du gaz de synthèse en hydrocarbure par le procédé
Fischer-Tropsch s'effectue en présence d'un catalyseur à base d'au moins un métal du groupe VIII. Les catalyseurs employés peuvent être de diverse nature, mais contiennent le plus souvent du fer ou du cobalt massique ou supporté. Les supports utilisés sont généralement à base de silice, alumine, ou oxyde de titane, éventuellement en mélange avec d'autres oxydes.
la La synthèse Fischer-Tropsch est généralement opérée à des températures comprises entre 200 C et 300 C et à des pressions comprises entre 1 MPa et 8 MPa, préférentiellement entre 2 MPa et 4 MPa. DEVICE AND METHOD FOR SEPARATING LIQUID PRODUCTS
FROM A SUSPENSION FROM A FISCHER REACTOR-TROPSCH AND IN THE PRESENCE OF A DILUENT
The present invention relates to a device and a method for separation of a liquid phase from a suspension containing a Fischer-Tropsch.
Fischer-Tropsch catalysts can be operated in a Fischer-Multiphasic tropsch (slurry reactor), the catalyst being in suspension in liquid phase, also sometimes called slurry.
This liquid phase contains in particular a liquid sometimes called solvent slurry, which makes it possible to use said catalyst in suspension, as well as least one fraction of the products resulting from the Fischer-Tropsch synthesis reaction. The reactor Fischer-Tropsch multiphase most commonly consists of a column at bubble (bubble column reactor according to the English terminology).
PRIOR ART:
The Fischer-Tropsch synthesis process is a well-known industrial process for the production of essentially paraffinic hydrocarbons. In step resulting from, for example, isomerizing hydrocracking, these hydrocarbons can be converted into fuels (gas oil, kerosene), and / or lubricants.
In this process, hydrocarbons are produced by means of a conversion chemical synthesis gas, that is to say a gas comprising hydrogen of carbon monoxide and carbon dioxide), obtained from coal, naphtha or most often from natural gas.
The chemical conversion of synthesis gas into hydrocarbon by the process Fischer-Tropsch is carried out in the presence of a catalyst based on at least one metal of the group VIII. The catalysts employed can be of various kinds, but most often contain iron or cobalt mass or supported. The supports used are generally based on silica, alumina, or titanium oxide, optionally mixed with other oxides.
the Fischer-Tropsch synthesis is generally performed at temperatures between 200 C and 300 C and at pressures between 1 MPa and 8 MPa preferably between 2 MPa and 4 MPa.
2 Les réacteurs utilisés pour ces synthèses peuvent être de plusieurs types. Le catalyseur Fischer-Tropsch peut être disposé en lit fixe, ou opéré en lit entraîné. Il est également possible d'utiliser un réacteur du type colonne à bulle (bubble column reactor ou siurry bubble column) dans laquelle le catalyseur finement divisé
est en suspension dans une phase liquide pour constituer une suspension également appelée siurry. -Le gaz de synthèse est mis en contact avec le mélange liquide/solide dans des conditions hydrodynamiques particulières afin d'obtenir des productivités élevées en io hydrocarbures essentiellement paraffiniques. Un échangeur interne et/ou externe au réacteur permet d'évacuer les calories générées par la réaction exothermique de synthèse Fischer-Tropsch. La présence d'une phase liquide favorise également l'évacuation de ces calories.
Les installations de synthèse Fischer-Tropsch comportent par ailleurs des moyens de séparation d'une part d'hydrocarbures liquides, d'autre part de produits gazeux résiduels comprenant des inertes, des hydrocarbures légers gazeux, de l'eau formée dans la réaction en quantité importante, ainsi que la fraction du gaz de synthèse qui n'a pas réagi.
Ces produits doivent être séparés de façon sensiblement totale du catalyseur Fischer-Tropsch, par exemple jusqu'à des taux résiduels de catalyseur inférieurs à
quelques dizaines de parties par million voire de l'ordre de 1 à quelques parties par million (ppm), afin de pouvoir être utilisés ou traités dans des étapes ultérieures.
Cette séparation des produits est délicate, complexe et coûteuse, du fait des conditions de service (pressions et températures élevées) et des quantités souvent très importantes de fines particules de catalyseur, microniques ou submicroniques, présentes dans les produits.
Cette difficulté est encore accrue dans le cas d'un réacteur opéré en présence de gaz et d'une suspension (slurry), tel que par exemple un réacteur de type colonne à
bulle, en raison de la très forte concentration en fines particules de catalyseur Fischer-Tropsch dans la suspension. 2 The reactors used for these syntheses can be of several types. The Fischer-Tropsch catalyst can be arranged in fixed bed, or operated in bed driven. It is also possible to use a bubble column type reactor (bubble column reactor or siurry bubble column) in which the finely divided catalyst is suspension in a liquid phase to constitute a suspension also called siurry. -The synthesis gas is brought into contact with the liquid / solid mixture in specific hydrodynamic conditions in order to obtain productivities high in essentially paraffinic hydrocarbons. An internal exchanger and / or external to reactor allows to evacuate the calories generated by the exothermic reaction of Fischer-Tropsch synthesis. The presence of a liquid phase also favors the evacuation of these calories.
The Fischer-Tropsch synthesis facilities also include means separation of liquid hydrocarbons, on the one hand, of products gaseous residuals including inerts, light gaseous hydrocarbons, water formed in the reaction in significant amount, as well as the fraction of the gas of synthesis that did not reacted.
These products must be substantially completely separated from the catalyst Fischer-Tropsch, for example up to residual catalyst levels lower than a few dozen parts per million or even around 1 to a few parties by million (ppm) so that they can be used or processed in stages later.
This separation of products is delicate, complex and expensive because of service conditions (high pressures and high temperatures) and quantities often very significant amounts of fine catalyst particles, micron or submicron, present in the products.
This difficulty is further increased in the case of a reactor operated in the presence of gas and a suspension (slurry), such as for example a reactor type column to bubble, because of the very high concentration of fine particles of Fischer catalyst Tropsch in the suspension.
3 Typiquement il est en effet possible d'avoir dans une suspension (siurry) une quantité de particules solides de catalyseur Fischer-Tropsch représentant généralement de 10 % à 65 % poids par rapport au poids de suspension. Ces particules ont le plus souvent un diamètre moyen inférieur à 100 microns, et contiennent des quantités notables de particules très fines, ou ultra fines, présentant une taille inférieure à 10 microns, voire submicronique.
Plusieurs moyens techniques sont connus qui permettent de réaliser la séparation liquide/solide : soit dans le réacteur, soit dans une boucle slurry extérieure au réacteur.
Ces moyens techniques se révèlent cependant très délicats à mettre en oeuvre, et nécessitent des investissements importants lorsqu'il s'agit de séparer des suspensions très concentrées, contenant notamment jusqu'à 20 ou 30 % poids de solide, voire plus.
Ainsi, le brevet US-A- 5 527 473 décrit un procédé permettant de réaliser des réactions dans un siurry liquide-solide au travers duquel passe continuellement un gaz de manière ascendante, et opéré à haute température et haute pression. Des éléments filtrants présentant des ouvertures comprises entre 0,5 et 100 microns sont disposés dans le réacteur et entourés par la suspension slurry. Ils permettent de maintenir le catalyseur solide dans le réacteur tout en évacuant le liquide formé.
La demande de brevet EP-A-0 609 079 décrit un procédé et une installation de type slurry pour produire du liquide et éventuellement du gaz à partir de réactifs gazeux. Cette installation comprend un moyen de filtration inclus dans le réacteur. Ces filtres peuvent être nettoyés ou décolmatés, après interruption de la filtration, au moyen d'un fluide circulant en sens opposé (système de type backfiush).
Le brevet US-A-5 770 629 décrit un procédé de synthèse d'hydrocarbure en slurry dans lequel le slurry est envoyé dans une zone de désengagement du gaz et du solide située dans le réacteur, puis dans une zone de désengagement et de filtration située à
l'extérieur du réacteur. Un moyen de filtration est disposé en contact avec le siurry dans cette zone de désengagement externe. Cette zone de désengagement permet d'enlever une partie du gaz et du solide de la suspension avant filtration, et d'augmenter l'efficacité des filtres en évitant notamment leur colmatage. 3 Typically it is indeed possible to have in a suspension (siurry) a amount of solid Fischer-Tropsch catalyst particles representing generally from 10% to 65% by weight relative to the suspension weight. These particles usually have a mean diameter of less than 100 microns, and contain significant amounts of very fine particles, or ultra fine particles, with a size less than 10 microns, or even submicron.
Several technical means are known that make it possible to carry out the separation liquid / solid: either in the reactor or in an outdoor slurry loop to the reactor.
These technical means are, however, proving very difficult to implement, and require significant investment when it comes to separating suspensions very concentrated, containing in particular up to 20 or 30% weight of solid, see more.
Thus, US-A-5,527,473 describes a method for carrying out reactions in a liquid-solid siurry through which passes continuously a gas ascendingly, and operated at high temperature and high pressure. of the items filters with openings between 0.5 and 100 microns are willing in the reactor and surrounded by the slurry suspension. They allow maintain the solid catalyst in the reactor while discharging the formed liquid.
The patent application EP-A-0 609 079 describes a method and an installation of slurry type to produce liquid and possibly gas from reagents gaseous. This installation includes a filtration means included in the reactor. These filters can be cleaned or unclogged, after interruption of the filtration, using a fluid flowing in the opposite direction (backfiush type system).
US-A-5,770,629 discloses a process for the synthesis of hydrocarbon slurry in which the slurry is sent to an area of disengagement from the gas and solid located in the reactor, then in a zone of disengagement and filtration situated at the outside of the reactor. Filtration means is disposed in contact with the siurry in this zone of external disengagement. This disengagement zone allows removing some of the gas and the solid from the suspension before filtration, and to increase the efficiency of filters by avoiding in particular their clogging.
4 La demande de brevet WO 97/31693 revendique une méthode de séparation d'un liquide à partir d'un slurry liquide/gazlsolide. Cette méthode comprend un dégazage de la suspension, et le passage à travers un filtre à courants croisés (cross-flow fiiter) situé
à l'extérieur du réacteur et qui permet de recueillir du liquide et un siurry plus concentré
en solide.
La demande de brevet WO 98/27181 décrit un dispositif permettant de séparer des particules de catalyseur des paraffines (cires) formées dans la réaction de synthèse Fischer-Tropsch. Ce dispositif comprend un décanteur dynamique et ne nécessite aucune pompe.
RESUME DE L'INVENTION :
L'invention concerne un dispositif de séparation de produits liquides à
partir d'une suspension contenant un catalyseur Fischer-Tropsch comprenant:
= au moins un premier moyen permettant d'extraire d'un réacteur Fischer-Tropsch, une partie d'une suspension contenant au moins le catalyseur Fischer-Tropsch, = au moins un second moyen permettant d'ajouter un diluant à tout ou partie de la suspension extraite via le premier moyen, = au moins un moyen de séparation primaire muni d'au moins un troisième moyen permettant d'amener tout ou partie de la suspension diluée vers ledit moyen de séparation primaire, d'au moins un quatrième moyen permettant de recueillir le liquide séparé, et d'au moins un cinquième moyen permettant de recueillir une suspension plus concentrée, = au moins un moyen de séparation secondaire permettant de séparer puis recueillir via au moins un sixième moyen un liquide essentiellement épuré, = au moins un moyen de condensation du gaz issu du réacteur Fischer-Tropsch, = au moins un moyen de séparation de la phase aqueuse, de la phase organique liquide contenant des hydrocarbures, et éventuellement du gaz non condensé, et des moyens de recyclage dans ledit réacteur de ladite suspension plus concentrée;
= et dans lequel le diluant est constitué par ladite phase organique liquide.
L'invention concerne également un procédé utilisant le dispositif selon l'invention, c'est-à-dire un procédé de séparation de produits liquides à
partir d'une suspension contenant un catalyseur Fischer-Tropsch, à laquelle est ajouté
un diluant.
Ce procédé, dans sa forme la plus générale, comprend au moins les étapes suivantes:
a1) prélever dans un réacteur Fischer-Tropsch, opérant avec au moins un catalyseur Fischer-Tropsch en suspension dans une phase liquide, une partie de la suspension contenant ledit catalyseur, a3) condenser et séparer une coupe hydrocarbonée constituée par les composés entraînés par tension de vapeur dans les effluents gazeux du réacteur Fischer-Tropsch, b) mélanger de la suspension prélevée à l'étape a1) avec une autre coupe d'hydrocarbures appelée diluant, c) séparer de façon primaire au moins une partie de la suspension diluée à l'étape b), au moyen d'au moins une technique de séparation, afin de produire un liquide présentant une teneur en solide inférieure à 5% poids, et une suspension plus concentrée, d) séparer de façon secondaire le liquide obtenu à l'étape c) et l'essentiel du solide résiduel qu'il contient, à l'aide d'au moins une technique de séparation, et e) recycler dans ledit réacteur ladite suspension plus concentrée, et dans lequel, le diluant est constitué par les composés hydrocarbonés issus de l'étape a3).
5a DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURE
La figure 1 illustre de façon schématique un dispositif de séparation selon un mode préféré de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION:
L'objet de la présente invention concerne un dispositif et un procédé de séparation d'une suspension de,type slurry contenant un catalyseur Fischer-Tropsch .
Ledit dispositif et ledits procédé sont plus fiables, plus performants et représentent un investissement plus faible que les dispositifs ou procédés de l'art antérieur.
Le procédé et le dispositif selon l'invention sont particulièrement bien adaptés à
une utilisation en association avec un réacteur Fischer-Tropsch de type slurry (c'est-à-dire dans lequel un catalyseur Fischer-Tropsch est mis en suspension dans une phase liquide), par exemple un réacteur de type colonne à bulle (slurry bubbie column).
De telles colonnes à bulle ont été décrites par exemple dans le brevet US-A-5 252 613, ainsi que dans les demandes de brevet EP-A-820 806 et E P-A-823 470.
Le procédé selon l'invention comprend plusieurs étapes, et notamment au moins les étapes suivantes ai) Prélèvement dans un réacteur Fischer-Tropsch, opérant avec au moins un catalyseur Fischer-Tropsch en suspension dans une phase liquide, d'une partie de la suspension contenant ledit catalyseur.
a2) Eventuellement dégazage de la suspension prélevée à l'étape a1.
s b) Mélange de la suspension prélevée à l'étape al ou dégazée à l'étape a2 avec une autre coupe d'hydrocarbures appelée diluant, c) Séparation primaire d'au moins une partie de la suspension diluée à l'étape b, io au moyen d'au moins une technique de séparation de préférence choisie dans le groupe constitué par: la filtration, la décantation, la séparation par hydrocyclone, et la séparation centrifuge, afin de produire un liquide présentant une teneur en solide inférieure à 5 % poids, de préférence inférieure à 2 % poids, de manière plus préférée inférieure à 1 % poids, et de is manière très préférée inférieure à 0,5 % poids..
d) Séparation secondaire du liquide obtenu à l'étape c et de l'essentiel du solide résiduel qu'il contient à l'aide d'au moins une technique de séparation, de préférence choisie dans le groupe constitué par : la filtration, la séparation 20 centrifuge et la séparation magnétique. Cette étape permet d'obtenir un liquide essentiellement exempt de catalyseur, où ne contenant que des traces dudit catalyseur, soit quelques dizaines de ppm, voire seulement quelques ppm ou de l'ordre de 1 ppm (parties par millions exprimées en poids).
25 De manière plus préférée, la technique de séparation de l'étape c est une décantation ou une filtration, et de manière très préférée une décantation.
De manière plus préférée, la technique de séparation de l'étape d est une filtration ou une séparation magnétique, et de manière très préférée une filtration.
Le diluant utilisé à l'étape b est constitué par toute coupe d'hydrocarbures de point d'ébullition faibles ou moyens. On utilisera par exemple une coupe C3, ou une coupe C4 ou encore une coupe C4-C5, c'est-à-dire une coupe contenant respectivement des hydrocarbures à trois atomes de carbone, 4 atomes de carbones, ou 4 à 5 atomes de carbones, ou encore une coupe naphta, ou gasoil ou un mélange de naphta et de gasoil.
De préférence, le diluant utilisé à l'étape b est une coupe large d'hydrocarbures.
Selon une variante préférée du procédé selon l'invention, une coupe large d'hydrocarbures dont la plupart sont compris dans le groupe constitué par les hydrocarbures C3 à C22 (c'est-à-dire les hydrocarbures ayant de 3 à 22 atomes de carbone) sera employée comme diluant.
En effet, de telles coupes peuvent être aisément préparées à partir de coupes pétrolières, ou des effluents Fischer-Tropsch. De préférence au moins 80% en poids, et de manière plus préférée au moins 90% en poids des hydrocarbures de la coupe utilisée comme diluant sont des hydrocarbures C3 à C22. De manière plus préférée, ladite coupe est essentiellement constituée de paraffines. Ladite coupe contient de manière très préférée au moins 60% poids de paraffines, et de manière encore plus préférée au moins 70% poids de paraffines.
Par exemple, une coupe comprenant les composés entraînés par tension de vapeur dans les effluent gazeux d'un réacteur Fischer-Tropsch peut être aisément condensée. Cette coupe constitue un diluant efficace pour le procédé selon l'invention.
Lors de cette condensation, l'eau entraînée sous forme de vapeur est également condensée, mais la phase aqueuse et la phase organique contenant les hydrocarbures peuvent être aisément séparées, par exemple par soutirage à des niveaux différents.
Un tel diluant peut ainsi être obtenu sans fractionnement des produits de la réaction de synthèse Fischer-Tropsch.
Cette coupe, obtenue par simple condensation des effluents gazeux, peut avantageusement être réchauffée et stabilisée par élimination des composés trop volatiles, avant d'être mélangée à la suspension à séparer. Le mélange de la suspension prélevée à l'étape al avec ce diluant permet d'obtenir une suspension diluée présentant une viscosité et une concentration en solide réduites, donc plus facilement manipulables. Par ailleurs, il apparaît de manière inattendue que l'utilisation du procédé selon l'invention permet d'améliorer notablement l'efficacité de la séparation des produits liquides contenus dans la suspension.
Le catalyseur Fischer-Tropsch ou la suspension concentrée récupérés aux étapes c et d peuvent être renvoyés vers le réacteur Fischer-Tropsch, éventuellement après dilution ou remise en suspension dans une coupe hydrocarbonée. Toutefois, lorsque le catalyseur Fischer-Tropsch récupéré présente une granulométrie trop faible, ledit s catalyseur n'est pas réintroduit dans ledit réacteur.
D'une manière générale, la quantité de diluant utilisable dans le procédé
selon l'invention n'est pas limitée. De préférence ont utilise une quantité de diluant représentant au moins environ 5% en volume, voire environ 10% en volume par rapport io au volume de suspension prélevé à l'étape a1. De manière plus préférée, la suspension est mélangée avec un volume de diluant qui représente entre 20% et 300%
en volume par rapport au volume de suspension prélevée à l'étape al.
Tout dispositif de séparation connu de l'homme du métier peut être utilisé aux is étapes c et d du procédé selon l'invention.
Parmi ces moyens on peut citer entre autre :
= la filtration, frontale ou tangentielle, sur des média filtrants tels que des matériaux poreux frittés ou fibreux ou tissées, de type métallique, céramique ou 20 polymère.
= la décantation = la séparation centrifuge au moyen d'hydrocyclones ou de centrifugeuse.
= la séparation magnétique 25 Parmi les moyens de séparation utilisables dans fe procédé selon l'invention, on peut citer par exemple les moyens de séparation tes que les décanteurs dynamiques ou les systèmes de filtration à courant croisé fabriqués notamment par la société MOTT
ou les systèmes de filtration comprenant une structure maillée ( wire mesh type ) tel que ceux fabriqués par la société PALL FILTER Corp., ou encore les systèmes de 30 filtration décrits dans l'encyclopédie Kirk-Othmer (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (1993), volume 10, pages 841-847).
Il est également possible d'utiliser les hydrocyclones décrits dans l'encyclopédie Uflmann (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1988, Fifth edition, volume 35 B2, pages 11-19 to 11-23).
Le dispositif de séparation selon l'invention comprend dans sa forme la plus générale:
= Au moins un moyen (4) permettant d'extraire d'un réacteur Fischer-Tropsch, une partie d'une suspension, contenant au moins un catalyseur Fischer-Tropsch, = Au moins un moyen (27) permettant d'ajouter un diluant à tout ou partie de la suspension extraite via le ou les moyen(s) (4), = Au moins un moyen de séparation primaire (29) muni d'au moins un moyen (28) permettant d'amener tout ou partie de la suspension diluée vers ledit ou lesdits moyens de séparation, d'au moins un moyen (33) permettant de recueillir le liquide séparé, et d'au moins un moyen (30) permettant de recueillir une suspension plus concentrée, = Au moins un moyen de séparation secondaire (34) permettant de séparer puis recueillir via au moins un moyen (36) un liquide essentiellement épuré, c'est-à-dire essentiellement exempt de catalyseur ou ne contenant que des traces dudit catalyseur.
Selon une forme particulière, le dispositif selon l'invention comprend en outre au moins un moyen de séparation (6) du gaz contenu dans la suspension sortant du réacteur Fischer-Tropsch par le moyen (4).
Ledit ou lesdits moyen(s) est (sont) de préférence situé(s) entre le réacteur Fischer-Tropsch (2) et le ou les moyen(s) de séparation primaire (29).
Dans cette forme particulière du dispositif, le gaz séparé est de préférence recueilli via au moins un moyen (5) et le liquide issu de la colonne et dégazé
est de préférence recueilli via au moins un moyen (7), puis de préférence envoyé vers le ou les moyen(s) de séparation primaire, de préférence via au moins un moyen (28), et de préférence après ajout de diluant via le moyen (27).
Selon une autre variante préférée de cette forme du dispositif selon l'invention, le dispositif comprend deux moyens particuliers permettant d'envoyer la suspension sortant du réacteur Fischer-Tropsch par le moyen (4) vers la séparation primaire (29) :
= Une conduite (9) qui débouche dans la conduite (28) après ajout de diluant via la conduite (27), = Une conduite (8) dans laquelle aucun diluant n'est ajouté. 4 The patent application WO 97/31693 claims a method of separating a liquid from a liquid slurry / gaslsolide. This method includes a degassing of the suspension, and the passage through a cross-flow filter (cross-to fiiter) located outside the reactor and which collects liquid and a siurry more concentrated in solid.
Patent application WO 98/27181 discloses a device for separating paraffin catalyst particles (waxes) formed in the reaction of Fischer-Tropsch synthesis. This device comprises a dynamic decanter and requires no pump.
SUMMARY OF THE INVENTION:
The invention relates to a device for separating liquid products from from a suspension containing a Fischer-Tropsch catalyst comprising:
= at least one first means for extracting a Fischer-Tropsch, a part of a suspension containing at least the Fischer-Tropsch = at least one second means for adding a diluent to all or part of the suspension extracted via the first means, = at least one primary separation means having at least one third means for bringing all or part of the diluted suspension to said means of primary separation, of at least a fourth means collect the separated liquid, and at least one fifth means for collect a more concentrated suspension, = at least one secondary separation means for separating then collect via at least one sixth means a substantially purified liquid, = at least one means for condensing the gas from the Fischer-Tropsch = at least one means for separating the aqueous phase, the phase organic liquid containing hydrocarbons, and possibly gas condensed, and recycling means in said reactor of said suspension more concentrated;
and in which the diluent is constituted by said liquid organic phase.
The invention also relates to a method using the device according to the invention, that is to say a process for separating liquid products from go of a suspension containing a Fischer-Tropsch catalyst, to which is added a diluent.
This process, in its most general form, includes at least following steps:
a1) take in a Fischer-Tropsch reactor, operating with at least a Fischer-Tropsch catalyst suspended in a liquid phase, a part of the suspension containing said catalyst, a3) condensing and separating a hydrocarbon fraction constituted by the compounds entrained by vapor pressure in the gaseous effluents of the Fischer-Tropsch reactor, b) mixing the suspension taken in step a1) with another hydrocarbon cut called diluent, (c) primary separation of at least part of the suspension diluted in step b), by means of at least one separation technique, in order to produce a liquid having a solid content of less than 5% by weight, and a more concentrated suspension, d) secondarily separating the liquid obtained in step c) and most of the residual solid contained in it, using at least one technical separation, and e) recycling in said reactor said more concentrated suspension, and wherein the diluent consists of the hydrocarbon compounds of step a3).
5a SUMMARY DESCRIPTION OF THE FIGURE
FIG. 1 schematically illustrates a separation device according to a preferred embodiment of the invention.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The subject of the present invention relates to a device and a method of separation of a suspension of slurry type containing a Fischer-Tropsch.
Said device and process ledits are more reliable, more efficient and represent a lower investment than the devices or methods of the prior art.
The method and the device according to the invention are particularly well adapted to use in combination with a Fischer-Tropsch type slurry reactor (That is, say in which a Fischer-Tropsch catalyst is suspended in a phase liquid), for example a bubble column reactor (bubbie slurry column).
Such bubble columns have been described for example in the patent US-A-5,252,613, as well as in patent applications EP-A-820,806 and E PA-823 470.
The method according to the invention comprises several steps, and in particular at least the next steps (ai) Sampling in a Fischer-Tropsch reactor, operating with at least one Fischer-Tropsch catalyst suspended in a liquid phase, part of the suspension containing said catalyst.
a2) optionally degassing of the suspension taken in step a1.
s b) mixing the suspension taken in step a1 or degassed in step a2 with another cut of hydrocarbons called diluent, c) Primary Separation of at Least One Part of the Diluted Suspension at Step b using at least one preferably chosen separation technique in the group consisting of: filtration, decantation, separation by hydrocyclone, and centrifugal separation, to produce a liquid having a solid content of less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight, more preferably less than 1% by weight, and is very preferably less than 0.5% weight ..
d) Secondary Separation of the Liquid Obtained in Step c and the Essence of solid residual content it contains by means of at least one separation technique, preferably selected from the group consisting of: filtration, separation Centrifugal and magnetic separation. This step provides a liquid essentially free of catalyst, containing only traces said catalyst, a few tens of ppm, or even only a few ppm or of the order of 1 ppm (parts per million expressed by weight).
More preferably, the separation technique of step c is a decantation or filtration, and very preferably decantation.
More preferably, the separation technique of step d is a filtration or magnetic separation, and very preferably filtration.
The diluent used in step b consists of any hydrocarbon cutting of low or medium boiling point. For example, a C3 cut will be used.
or a C4 section or a C4-C5 section, that is to say a section containing respectively three-carbon hydrocarbons, four carbon atoms, carbons, or 4 to 5 carbon atoms, or a naphtha cut, or gas oil or a mixed of naphtha and gas oil.
Preferably, the diluent used in step b is a broad cut hydrocarbons.
According to a preferred variant of the process according to the invention, a wide cut hydrocarbons, most of which are included in the group consisting of C3 to C22 hydrocarbons (i.e. hydrocarbons having from 3 to 22 atoms of carbon) will be used as a diluent.
Indeed, such cuts can be easily prepared from cuts oil, or Fischer-Tropsch effluents. Preferably at least 80% by weight, and more preferably at least 90% by weight of the hydrocarbons of the cut used as diluent are C3 to C22 hydrocarbons. More preferred, said cut consists essentially of paraffins. Said cut contains very preferred way at least 60% by weight of paraffins, and still more more preferred at least 70% by weight of paraffins.
For example, a section comprising the compounds driven by vapor in the gaseous effluent of a Fischer-Tropsch reactor can be easily condensed. This cut is an effective diluent for the process according to the invention.
During this condensation, the water entrained in the form of steam is also condensed, but the aqueous phase and the organic phase containing the hydrocarbons can be easily separated, for example by racking at levels different.
Such a diluent can thus be obtained without splitting the products of the reaction of Fischer-Tropsch synthesis.
This section, obtained by simple condensation of the gaseous effluents, can advantageously be reheated and stabilized by elimination of the compounds too much volatile, before being mixed with the suspension to be separated. The mixture of suspension taken in step a1 with this diluent makes it possible to obtain a suspension diluted product having a reduced viscosity and solid concentration, therefore more easily manipulated. Moreover, it appears unexpectedly that use of the process according to the invention makes it possible to significantly improve the efficiency of the separation of the liquid products contained in the suspension.
The Fischer-Tropsch catalyst or the concentrated suspension recovered at the stages c and d can be returned to the Fischer-Tropsch reactor, eventually after dilution or resuspension in a hydrocarbon fraction. However, when the Recovered Fischer-Tropsch catalyst has a too small particle size, said The catalyst is not reintroduced into said reactor.
In general, the amount of diluent that can be used in the process according to the invention is not limited. Preferably have used a quantity of diluent at least about 5% by volume, or about 10% by volume report the suspension volume taken in step a1. More preferably, the The suspension is mixed with a volume of diluent which represents between 20% and 300%
in volume relative to the volume of suspension taken in step al.
Any separation device known to those skilled in the art may be used for is steps c and d of the method according to the invention.
Among these means we can mention among others:
= filtration, frontal or tangential, on filter media such as of the sintered or fibrous or woven porous materials, of metal type, ceramic or Polymer.
= settling = centrifugal separation by means of hydrocyclones or centrifuge.
= magnetic separation Among the separation means that can be used in the process according to the invention, can be mentioned, for example, the separation means that the decanters dynamic or cross-flow filtration systems manufactured in particular by the MOTT company or filtration systems comprising a mesh structure type) tel than those manufactured by PALL FILTER Corp., or 30 filtration described in the Kirk-Othmer encyclopedia (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (1993), Vol. 10, pp. 841-847).
It is also possible to use the hydrocyclones described in the encyclopedia Uflmann (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1988, Fifth edition, volume B2, pages 11-19 to 11-23).
The separation device according to the invention comprises in its most general:
= At least one means (4) for extracting a Fischer-Tropsch reactor, part of a suspension, containing at least one Fischer-Tropsch = At least one means (27) for adding a diluent to all or part of the suspension extracted via the means (s) (4), = At least one primary separation means (29) provided with at least one means (28) for bringing all or part of the diluted suspension to said or said means for separating, at least one means (33) collect the separated liquid, and at least one means (30) for collect a more concentrated suspension, = At least one secondary separation means (34) for separating then collect via at least one means (36) a substantially purified liquid, that is, at-say essentially free of catalyst or containing only traces said catalyst.
According to a particular form, the device according to the invention comprises in in addition to least a means for separating (6) the gas contained in the suspension leaving the Fischer-Tropsch reactor by means (4).
Said means (s) is (are) preferably located (s) between the reactor Fischer-Tropsch (2) and the primary means (s) (29).
In this particular form of the device, the separated gas is preferably collected via at least one means (5) and the liquid from the column and degassed is of preferably collected via at least one means (7), and preferably sent to the OR
the means (s) of primary separation, preferably via at least one means (28), and of preferably after adding thinner via the means (27).
According to another preferred variant of this form of the device according to the invention, the device comprises two particular means for sending the suspension leaving the Fischer-Tropsch reactor by means (4) towards the separation Primary (29):
= A pipe (9) that opens into the pipe (28) after adding thinner via the driving (27), A line (8) in which no diluent is added.
5 Cette variante permet de n'ajouter un diluant qu'à une fraction du liquide sortant du réacteur Fischer-Tropsch.
il est également possible, sans sortir du cadre de cette invention, d'utiliser la variante préférée précédente en dégazant le liquide sorti du réacteur Fischer-Tropsch, io au moyen par exemple d'un ballon de dégazage ou de tout autre moyen connu de l'homme du métier. -Selon une autre variante plus préférée, le dispositif selon l'invention comprend en outre une pompe (31) permettant de renvoyer vers le réacteur Fischer-Tropsch (2) la suspension concentrée issue de la séparation primaire (29).
Le gaz de synthèse est amené via la conduite (1) dans le réacteur Fischer-2o Tropsch (2) de type colonne à bulle (slurry bubble column), rempli en partie au moyen d'une coupe hydrocarbonée dans laquelle un catalyseur Fischer-Tropsch a été
mis en suspension (slurry).
Le réacteur Fischer-Tropsch est opéré dans les conditions opératoires habituelles de la synthèse Fischer-Tropsch, par exemple à une température de 235 C et une pression de 2,5 MPa afin de synthétiser des produits liquides essentiellement paraffiniques.
Cette partie du dispositif constitue un exemple de section réactionnelle auquel il 3o est possible de raccorder le dispositif de séparation selon l'invention.
Toute autre section réactionnelle Fischer-Tropsch connue de l'homme du métier, telle que par exemple une colonne à bulles décrite dans les demandes de brevet EP-A-820 806 et EP-A-823 470 ou US-A-5 252 613 peut être aisément substituée à la section réactionnelle présentée figure 1, moyennant certains aménagements à la portée de l'homme du métier.
Le gaz formé ou n'ayant pas réagit au cours de la réaction est séparé dans la zone de désengagement situé au dessus du niveau du liquide dans le réacteur Fischer-Tropsch (2), puis sort du réacteur Fischer-Tropsch par la conduite (3). Une fraction de la suspension est envoyée via la conduite (4) vers un ballon de dégazage This variant makes it possible to add a diluent only to a fraction of the liquid outgoing Fischer-Tropsch reactor.
it is also possible, without departing from the scope of this invention, to use the previous preferred variant by degassing the liquid exiting the Fischer-Tropsch by means for example of a degassing balloon or any other known means of the skilled person. -According to another more preferred variant, the device according to the invention includes in in addition to a pump (31) for returning to the Fischer-Tropsch reactor (2) the concentrated suspension from the primary separation (29).
The synthesis gas is fed via the pipe (1) into the Fischer-2o Tropsch (2) of bubble-column type, filled in part by means of a hydrocarbon fraction in which a Fischer-Tropsch catalyst has been set suspension (slurry).
The Fischer-Tropsch reactor is operated under the operating conditions usual of the Fischer-Tropsch synthesis, for example at a temperature of 235 C and a pressure of 2.5 MPa to synthesize liquid products essentially paraffinic.
This part of the device is an example of a reaction section to which he 3o is possible to connect the separation device according to the invention.
Any other Fischer-Tropsch reaction section known to those skilled in the art, such as by example a bubble column described in patent applications EP-A-820 806 and EP-A-823 470 or US-A-5,252,613 may be readily substituted for the section reaction presented in Figure 1, with some adjustments within reach of the skilled person.
The gas formed or unreacted during the reaction is separated into the disengagement zone above the liquid level in the reactor Fischer-Tropsch (2), then leaves the Fischer-Tropsch reactor by driving (3). A
fraction of the suspension is sent via line (4) to a balloon degassing
(6), afin de-séparer d'une part le gaz qui est envoyé via la conduite (5) vers la conduite (3), d'autre part la suspension dégazée qui est envoyée vers le décanteur (29) via la conduite (7).
II est possible d'ajouter ensuite un diluant à tout ou partie de la suspension dégazée. Ainsi, la conduite (7) peut éventuellement être séparée en deux conduites (8) et (9), seul le liquide arrivant via la conduite (9) et alors dilué par une coupe hydrocarbonée arrivant via la conduite (27), avant de rejoindre le décanteur (29) via la conduite (28). La suspension arrivant via la conduite (8) est introduite directement dans le décanteur (sans dilution), à un niveau de préférence plus bas que le niveau d'introduction de la suspension diluée (28).
Toutefois il est possible d'envoyer la totalité de la suspension dégazée de la ligne (6), in order to separate-on the one hand the gas that is sent via the pipe (5) to the driving (3) on the other hand the degassed suspension which is sent to the clarifier (29) via the driving (7).
It is possible to add a diluent to all or part of the suspension degassed. Thus, the pipe (7) can optionally be separated into two pipes (8) and (9), only the liquid arriving via the pipe (9) and then diluted by a chopped off hydrocarbon coming via the pipe (27), before reaching the decanter (29) via the driving (28). The suspension arriving via the pipe (8) is introduced directly in decanter (without dilution) at a level of preference lower than the level introducing the diluted suspension (28).
However, it is possible to send the entire degassed suspension of the line
(7) par la ligne (9), afin qu'elle soit intégralement diluée avant d'arriver au décanteur.
Le gaz non condensé issu du réacteur Fischer-Tropsch via les lignes (3) et (5) est mélangé, puis passe via la ligne (10) dans un réfrigérant (11) qui permet d'abaisser la température, par exemple à 100 C sous 2,45 MPa de pression totale. Via la ligne (12) le mélange refroidit est introduit dans un ballon de séparation (13) permettant de recueillir le gaz dans la ligne (16), une phase aqueuse contenant essentiellement de l'eau via la ligne (14) et une phase organique contenant des hydrocarbures liquides via la ligne (15).
Le gaz non condensé peut à nouveau être éventuellement envoyé dans un réfrigérant (17) afin de le refroidir à 40 C sous 2,40MPa, puis via la ligne (18) dans un 3o nouvel étage de séparation (19) permettant de recueillir à nouveau une phase aqueuse en (20) et une phase liquide hydrocarbonée en (21). Cette dernière peut, lorsqu'elle est présente, être combinée avec le liquide récupéré via la ligne (15), puis envoyée par la conduite (22) vers le réchauffeur (23), afin de réchauffer l'ensemble de préférence à la température de la réaction Fischer-Tropsch (par exemple 235 C), et ensuite via la ligne (24) vers un séparateur (25). Cette séparation permet d'obtenir du gaz (26) et un liquide stabilisé servant de diluant qui est envoyé vers tout ou partie de la suspension via la ligne (27).
La décantation, dans le décanteur (29), de la suspension non diluée (8) et de la suspension diluée (28) fournit une suspension plus concentrée via la ligne (30) qui est recyclée vers le réacteur Fischer-Tropsch par la ligne (30), au moyen de la pompe (31) et de la ligne (32). En tête de décanteur un liquide est obtenu (33) qui contient une faible quantité de catalyseur Fischer-Tropsch, aisément séparée au moyen d'une technique de séparation connue de l'homme du métier (par exemple : filtration, io centrifugation, séparation magnétique) dans le séparateur (34). Un liquide essentiellement exempt de catalyseur ou ne contenant que des traces dudit catalyseur, soit quelques dizaines de ppm, voire seulement quelques ppm ou de l'ordre de 1 ppm, est obtenu en continu dans la ligne (36). Du catalyseur Fischer-Tropsch est récupéré
via la sortie (35), de manière continue ou discontinue selon la technique se séparation employée.
Un autre dispositif préféré selon l'invention consiste par exemple à
substituer le décanteur (29) soit par un équipement de filtration ou de séparation centrifuge, soit par un hydrocyclone.
En résumé, le dispositif selon l'invention consiste donc à séparer des produits liquides à partir d'une suspension contenant un catalyseur Fischer-Tropsch. Ce dispositif dans sa forme la plus générale comprend :
= Au moins un moyen (4) permettant d'extraire d'un réacteur Fischer-Tropsch, une partie d'une suspension, contenant au moins un catalyseur Fischer-Tropsch, = Au moins un moyen (27) permettant d'ajouter un diluant à tout ou partie de la suspension extraite via le ou les moyen(s) (4), = Au moins un moyen de séparation primaire (29) muni d'au moins un moyen (28) permettant d'amener tout ou partie de la suspension diluée vers ledit ou lesdits moyens de séparation, d'au moins un moyen (33) permettant de recueillir le liquide séparé, et d'au moins un moyen (30) permettant de recueillir une suspension plus concentrée, = Au moins un moyen de séparation secondaire (34) permettant de séparer puis recueillir via au moins un moyen (36) un liquide essentiellement épuré.
Le dispositif selon l'invention peut éventuellement en outre comprendre au moins un moyen de séparation (6) du gaz contenu dans la suspension sortant du réacteur Fischer-Tropsch par le moyen (4). Ledit moyen est de préférence situé entre le réacteur Fischer-Tropsch (2) et le moyen de séparation primaire (29).
Selon une variante, le dispositif selon l'invention peut éventuellement comprendre 1o deux moyens permettant d'envoyer la suspension sortant du réacteur Fischer-Tropsch par le moyen (4) vers la séparation primaire (29) :
= Une conduite (9) qui débouche dans la conduite (28) après ajout de diluant via la conduite (27), = Une conduite (8) dans laquelle aucun diluant n'est ajouté.
De préférence, le dispositif comprend en outre une pompe (31) permettant de renvoyer vers le réacteur Fischer-Tropsch (2) la suspension concentrée issue de la séparation primaire (29).
L'invention concerne également un procédé de séparation. En résumé, ledit procédé est un procédé de séparation de produits liquides à partir d'une suspension contenant un catalyseur Fischer-Tropsch, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
a1) Prélèvement dans un réacteur Fischer-Tropsch, opérant avec au moins un catalyseur Fischer-Tropsch en suspension dans une phase liquide, d'une partie de la suspension contenant ledit catalyseur.
b) Mélange de la suspension prélevée à l'étape a1 avec une autre coupe d'hydrocarbures appelée diluant.
c) Séparation primaire d'au moins une partie de la suspension diluée à l'étape b, au moyen d'au moins une technique de séparation, afin de produire un liquide présentant une teneur en solide inférieure à 5 % poids.
d) Séparation secondaire du liquide obtenu à l'étape c et de l'essentiel du solide résiduel qu'il contient, à l'aide d'au moins une technique de séparation.
Le procédé selon l'invention peut éventuellement comprendre en outre avant l'étape b), une étape a2 de dégazage de la suspension prélevée à l'étape al.
De préférence, le diluant utilisé dans le procédé selon l'invention est une coupe hydrocarbonée issue de la synthèse Fischer-Tropsch. De manière plus préférée, au moins 80 % en poids des hydrocarbures de la coupe utilisée comme diluant sont des hydrocarbures C3 à C22.
Dans une variante très préférée du procédé selon l'invention, le diluant est constitué par une coupe comprenant les composés entrainés par tension de vapeur io dans les effluent gazeux du réacteur Fischer-Tropsch, puis condensés. Après condensation, ladite coupe peut éventuellement être réchauffée et stabilisée par élimination des composés trop volatils.
Dans une autre variante du procédé selon l'invention, la suspension peut éventuellement être séparée en deux fractions dont une seule est mélangée avec le diluant . (7) by line (9), so that it is fully diluted before arriving to the decanter.
Non-condensed gas from the Fischer-Tropsch reactor via lines (3) and (5) is mixed, then passes via the line (10) into a refrigerant (11) which allows to lower the temperature, for example at 100 C under 2.45 MPa of total pressure. Via the line (12) the cooled mixture is introduced into a separation flask (13) allowing to collect the gas in the line (16), an aqueous phase containing essentially from water via line (14) and an organic phase containing hydrocarbons liquids via the line (15).
The non-condensed gas can again possibly be sent to a refrigerant (17) in order to cool it to 40 C under 2.40 MPa, then via the line (18) in a 3o new separation stage (19) for collecting again a aqueous phase in (20) and a hydrocarbon liquid phase in (21). The latter can, when she is present, be combined with the liquid recovered via line (15), then sent by the pipe (22) to the heater (23), in order to warm the entire preference to temperature of the Fischer-Tropsch reaction (for example 235 C), and then via line (24) to a separator (25). This separation makes it possible to obtain gas (26) and liquid stabilized diluent that is sent to all or part of the suspension via the line (27).
The decantation in the decanter (29) of the undiluted suspension (8) and the diluted suspension (28) provides a more concentrated suspension via the line (30) which is recycled to the Fischer-Tropsch reactor via line (30), by means of pump (31) and line (32). At the top of the decanter a liquid is obtained (33) which contains a a small amount of Fischer-Tropsch catalyst, easily separated by means of a separation technique known to those skilled in the art (for example: filtration, centrifugation, magnetic separation) in the separator (34). Liquid essentially free of catalyst or containing only traces of said catalyst, a few tens of ppm, or even only a few ppm or of the order of 1 ppm is obtained continuously in the line (36). Fischer-Tropsch catalyst is recovered via the outlet (35), continuously or discontinuously according to the technique separation employee.
Another preferred device according to the invention consists for example in substitute the decanter (29) either by filtration or separation equipment centrifugal, either by a hydrocyclone.
In summary, the device according to the invention therefore consists in separating products from a suspension containing a Fischer-Tropsch catalyst. This device in its most general form includes:
= At least one means (4) for extracting a Fischer-Tropsch reactor, part of a suspension, containing at least one Fischer-Tropsch = At least one means (27) for adding a diluent to all or part of the suspension extracted via the means (s) (4), = At least one primary separation means (29) provided with at least one means (28) for bringing all or part of the diluted suspension to said or said means for separating, at least one means (33) collect the separated liquid, and at least one means (30) for collect a more concentrated suspension, = At least one secondary separation means (34) for separating then collecting via at least one means (36) a substantially purified liquid.
The device according to the invention may optionally further comprise less means for separating (6) the gas contained in the suspension leaving the reactor Fischer-Tropsch by means (4). Said means is preferably located between reactor Fischer-Tropsch (2) and the primary separation means (29).
According to a variant, the device according to the invention can optionally understand 1o two means for sending the suspension leaving the Fischer-Tropsch by means (4) to primary separation (29):
= A pipe (9) that opens into the pipe (28) after adding thinner via the pipe (27), A line (8) in which no diluent is added.
Preferably, the device further comprises a pump (31) for return to the Fischer-Tropsch reactor (2) the concentrated suspension of the primary separation (29).
The invention also relates to a separation process. In summary, said process is a process for separating liquid products from a suspension containing a Fischer-Tropsch catalyst, said process comprising at least following steps :
a1) Sampling in a Fischer-Tropsch reactor, operating with at least one Fischer-Tropsch catalyst suspended in a liquid phase, part of the suspension containing said catalyst.
b) Mixing the suspension taken in step a1 with another cut of hydrocarbons called diluent.
c) Primary Separation of at Least One Part of the Diluted Suspension at Step b by at least one separation technique, to produce a liquid having a solid content of less than 5% by weight.
d) Secondary Separation of the Liquid Obtained in Step c and the Essence of solid residual content it contains, using at least one separation technique.
The method according to the invention may optionally further comprise before step b), a step a2 degassing the suspension taken in step a1.
Of preferably, the diluent used in the process according to the invention is a cut hydrocarbon derived from Fischer-Tropsch synthesis. More preferably, at less than 80% by weight of the hydrocarbons of the cut used as diluent are of the C3 to C22 hydrocarbons.
In a very preferred variant of the process according to the invention, the diluent is constituted by a section comprising the compounds formed by tension of steam in the gaseous effluents of the Fischer-Tropsch reactor, and then condensed. After condensation, said cut can optionally be warmed and stabilized by elimination of too volatile compounds.
In another variant of the method according to the invention, the suspension can possibly be split into two fractions of which only one is mixed with the diluent.
Claims (13)
.cndot. au moins un premier moyen (4) permettant d'extraire d'un réacteur Fischer-Tropsch, une partie d'une suspension contenant au moins le catalyseur Fischer-Tropsch, .cndot. au moins un second moyen (27) permettant d'ajouter un diluant à tout ou partie de la suspension extraite via le premier moyen (4), .cndot. au moins un moyen de séparation primaire (29) muni d'au moins un troisième moyen (28) permettant d'amener tout ou partie de la suspension diluée vers ledit moyen de séparation primaire, d'au moins un quatrième moyen (33) permettant de recueillir le liquide séparé, et d'au moins un cinquième moyen (30) permettant de recueillir une suspension plus concentrée, .cndot. au moins un moyen de séparation secondaire (34) permettant de séparer puis recueillir via au moins un sixième moyen (36) un liquide essentiellement épuré, .cndot. au moins un moyen (11) de condensation du gaz issu du réacteur Fischer-Tropsch, .cndot. au moins un moyen (13) de séparation de la phase aqueuse, de la phase organique liquide contenant des hydrocarbures, et éventuellement du gaz non condensé, et .cndot. des moyens de recyclage dans ledit réacteur de ladite suspension plus concentrée;
.cndot. et dans lequel le diluant est constitué par ladite phase organique liquide. 1. Device for separating liquid products from a suspension containing a Fischer-Tropsch catalyst comprising:
.cndot. at least one first means (4) for extracting from a reactor Fischer Tropsch, a part of a suspension containing at least the Fischer-Tropsch .cndot. at least one second means (27) for adding a diluent to any or part of the suspension extracted via the first means (4), .cndot. at least one primary separation means (29) provided with at least one third means (28) for bringing all or part of the suspension diluted to said primary separation means, at least a fourth means (33) for collecting the separated liquid, and at least one fifth means (30) for collecting a more concentrated suspension, .cndot. at least one secondary separation means (34) for separating then collect via at least one sixth means (36) a liquid essentially sleek, .cndot. at least one means (11) for condensing the gas from the Fischer-Tropsch .cndot. at least one means (13) for separating the aqueous phase, the phase organic liquid containing hydrocarbons, and possibly gas condensed, and .cndot. recycling means in said reactor of said suspension more concentrated;
.cndot. and wherein the diluent is constituted by said organic phase liquid.
.cndot. une première conduite (9) qui débouche dans le moyen de séparation primaire (29) après ajout de diluant, et .cndot. une seconde conduite (8) qui débouche dans le moyen de séparation primaire (29) et dans laquelle aucun diluant n'est ajouté. 5. Device according to claim 1 or 2, comprising two pipes to send the suspension leaving the Fischer-Tropsch reactor by the first means (4) to the primary separation means (29), with:
.cndot. a first pipe (9) which opens into the separation means primary (29) after addition of thinner, and .cndot. a second pipe (8) which opens into the separating means primary (29) and in which no diluent is added.
a1) prélever dans un réacteur Fischer-Tropsch, opérant avec au moins un catalyseur Fischer-Tropsch en suspension dans une phase liquide, une partie de la suspension contenant ledit catalyseur, a3) condenser et séparer une coupe hydrocarbonée constituée par les composés entraînés par tension de vapeur dans les effluents gazeux du réacteur Fischer-Tropsch, b) mélanger de la suspension prélevée à l'étape a1) avec une autre coupe d'hydrocarbures appelée diluant, c) séparer de façon primaire au moins une partie de la suspension diluée à l'étape b), au moyen d'au moins une technique de séparation, afin de produire un liquide présentant une teneur en solide inférieure à 5% poids, et une suspension plus concentrée, d) séparer de façon secondaire le liquide obtenu à l'étape c) et l'essentiel du solide résiduel qu'il contient, à l'aide d'au moins une technique de séparation, et e) recycler dans ledit réacteur ladite suspension plus concentrée, et dans lequel, le diluant est constitué par les composés hydrocarbonés issus de l'étape a3). 7. Process for separating liquid products from a suspension containing a Fischer-Tropsch catalyst, said process comprising at least the following steps:
a1) take in a Fischer-Tropsch reactor, operating with at least a Fischer-Tropsch catalyst suspended in a liquid phase, a part of the suspension containing said catalyst, a3) condensing and separating a hydrocarbon fraction constituted by the compounds entrained by vapor pressure in the gaseous effluents of the Fischer-Tropsch reactor, b) mixing the suspension taken in step a1) with another hydrocarbon cut called diluent, (c) primary separation of at least part of the suspension diluted in step b), by means of at least one separation technique, in order to produce a liquid having a solid content of less than 5% by weight, and a more concentrated suspension, d) secondarily separating the liquid obtained in step c) and most of the residual solid contained in it, using at least one technical separation, and e) recycling in said reactor said more concentrated suspension, and wherein the diluent consists of the hydrocarbon compounds of step a3).
The weight of the hydrocarbons in the cut used as diluent are C3 to C22 hydrocarbons.
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