CN103298558A - 催化剂回收系统、烃合成反应装置、烃合成反应系统及催化剂回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明的催化剂回收系统具备：浓缩浆料生成部，其将从反应器主体取出的浆料浓缩，连续地生成浓缩浆料；第1排出部，其从浓缩浆料生成部排出浓缩浆料；凝固浆料生成部，其对从浓缩浆料生成部排出的浓缩浆料进行冷却，使该浓缩浆料中的介质液凝固，从而生成凝固浆料；和回收机构，其从凝固浆料生成部回收凝固浆料。

Description

催化剂回收系统、烃合成反应装置、烃合成反应系统及催化剂回收方法

技术领域

本发明涉及催化剂回收系统、烃合成反应装置、烃合成反应系统及催化剂回收方法。

本申请基于2011年1月13日在日本申请的特愿2011-004752主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

近年来，作为用于从天然气合成液体燃料的方法之一，开发了GTL（GasTo Liquids：液体燃料合成）技术，在GTL技术中，对天然气进行重整而生成以一氧化碳气体（CO）和氢气（H₂）为主成分的合成气，以该合成气作为原料气并利用费-托合成反应（以下称为“FT合成反应”）使用催化剂合成烃，进一步通过对该烃进行加氢和精制，制造石脑油（粗汽油）、煤油、轻油、蜡等液体燃料产品。

就用于该GTL技术的烃合成反应装置而言，在容纳有使固体的催化剂粒子（例如钴催化剂等）悬浮在介质液（例如液体烃等）中而成的浆料的反应器主体的内部，使合成气中的一氧化碳气体与氢气进行FT合成反应，由此合成烃。

其中，近年来，为了从浆料分离、回收因在FT合成反应的过程中发生的反应所产生的热、与流道的内壁的摩擦或其他除此以外的外部原因等而劣化的催化剂粒子，研究了各种催化剂回收系统。

作为这种催化剂回收系统，例如已知有如下述专利文献1所示的构成。该催化剂回收系统具备：用于从反应器主体取出浆料的第1流道、储存取出的浆料的储存罐、用于处理储存罐的浆料的第2流道和从第2流道的上游侧向着下游侧设置的多个过滤器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010-038400号小册子

发明内容

发明所要解决的问题

然而，对于上述现有的催化剂回收系统而言，由于是利用过滤器从暂时储存在储存罐中的浆料中分离催化剂粒子的系统，所以需要储存罐和配设在储存罐外的过滤器，从而存在催化剂回收系统变得复杂化、大型化之类的问题。

另外，在排出从浆料分离出来的催化剂粒子时，由于是排出被过滤器过滤成固态物状态的催化剂粒子，所以需要停止利用过滤器进行的浆料过滤，并且还存在利用人力进行的操作、作业多、效率差之类的问题。

此外，在排出成为固态物状态的催化剂粒子时，还存在催化剂粒子因氧化而容易发热、难以处理排出的催化剂粒子之类的问题。

本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于，提供一种催化剂回收系统，该催化剂回收系统能够实现简化、小型化，并且能够高效地进行催化剂粒子的回收作业，且能够抑制排出的催化剂粒子的氧化。

用于解决问题的手段

本发明的催化剂回收系统是从收容在反应器主体内的浆料中回收该浆料所含的催化剂粒子的催化剂回收系统，其具备：浓缩浆料生成部，其将从上述反应器主体取出的上述浆料浓缩，连续地生成浓缩浆料；第1排出部，其从上述浓缩浆料生成部排出上述浓缩浆料；凝固浆料生成部，其对从上述浓缩浆料生成部排出的上述浓缩浆料进行冷却，使该浓缩浆料中的介质液凝固，从而生成凝固浆料；和回收机构，其从上述凝固浆料生成部回收上述凝固浆料。

另外，本发明的催化剂回收方法是从收容在反应器主体内的浆料中回收该浆料所含的催化剂粒子的催化剂回收方法，其具有下述工序：浓缩浆料生成工序，在该工序中，将从上述反应器主体取出的上述浆料浓缩，连续地生成浓缩浆料；凝固浆料生成工序，在该工序中，对上述浓缩浆料进行冷却，使该浓缩浆料中的介质液凝固，从而生成凝固浆料；和回收工序，在该工序中，回收上述凝固浆料。

就这些发明而言，通过浓缩浆料生成部将从反应器主体取出的浆料浓缩，连续地生成浓缩浆料，并且通过第1排出部从浓缩浆料生成部排出浓缩浆料。然后，通过凝固浆料生成部使介质液凝固，从而生成凝固浆料，接着通过回收机构回收凝固浆料。在该凝固浆料中，催化剂粒子的表面被凝固的介质液包覆。

由上述操作，从由反应器主体取出的浆料中分离包含催化剂粒子的浓缩浆料，从而能够从浆料回收催化剂粒子。

其中，浓缩浆料生成部由于连续地生成浓缩浆料，所以能够在不停地从反应器主体取出浆料的情况下边持续取出浆料边持续生成浓缩浆料、从浆料中分离催化剂粒子。由此，即使不像上述现有技术那样在储存罐中暂时储存浆料，也能够从浆料分离催化剂粒子，该催化剂回收系统可以为不具备储存罐和储存罐外的过滤器的构成，从而能够实现催化剂回收系统的简化、小型化。

另外，由于第1排出部排出流动性比固体状的催化剂粒子高的浓缩浆料，所以能够使排出作业简便化。由此，能够高效地从浆料分离催化剂粒子。

此外，在回收机构中，由于浓缩浆料被以凝固浆料形式回收，并且催化剂粒子的表面包覆有凝固了的介质液，所以能够抑制排出的催化剂粒子与空气接触，从而能够抑制催化剂粒子的氧化。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，上述浓缩浆料生成部可以具备沉降分离槽，上述沉降分离槽内的上述浆料由于上述催化剂粒子沉降在上述介质液的下部而被浓缩，从而被分离为上述浓缩浆料和催化剂粒子含量比该浓缩浆料少的澄清浆料。

此时，由于浓缩浆料生成部具备上述沉降分离槽，所以能够通过沉降分离连续地生成浓缩浆料，能够实现催化剂回收系统的进一步的简化。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，上述沉降分离槽可以具备供给上述浆料的供给口、与上述第1排出部连接的排出口和导出上述澄清浆料的导出口，上述沉降分离槽内可以设置有：隔壁，其将上述沉降分离槽内分割为上述供给口和上述排出口开口且位于下侧的下腔室和上述导出口开口且位于上侧的上腔室；和连通路，其贯通设置在上述隔壁上，连通上述下腔室和上述上腔室。

此时，当从供给口向着下腔室内供给浆料时，浆料中的催化剂粒子会沉降，浆料在下腔室内被分离成浓缩浆料和澄清浆料。其中，浓缩浆料通过第1排出部从排出口排出。另一方面，对于澄清浆料而言，由于从供给口供给浆料而从下腔室内被挤出，通过连通路和上腔室内而从导出口导出。

如上所述，由于在沉降分离槽内设置有上述隔壁和上述连通路，所以能够边从沉降分离槽内排出浓缩浆料，边从沉降分离槽内导出澄清浆料。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，上述隔壁可以在从上述供给口向着上述沉降分离槽的中心轴的方向上向下方倾斜。

此时，由于隔壁在从供给口向着沉降分离槽的中心轴的方向上向下方倾斜，所以能够使从供给口供给到下腔室内的浆料的流动方向朝下方变化。由此，能够有效地使浆料中的催化剂粒子沉降。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，在上述沉降分离槽内，在从上述供给口向着上述沉降分离槽的中心轴的方向上向下方倾斜的倾斜壁可以以与上述隔壁之间隔开间隙的方式配设在上述隔壁的下方，上述倾斜壁的倾斜角度可以在上述催化剂粒子的休止角以上。

在这种情况下，从供给口供给的浆料的流动方向由于隔壁而朝下方变化，向下方流过隔壁和倾斜壁之间的间隙。此时，浆料中的催化剂粒子的至少一部分沉降在倾斜壁上。这里，由于倾斜壁的倾斜角度为催化剂粒子的休止角以上，所以沉降在倾斜壁上的催化剂粒子沿着倾斜壁顺利地持续沉降。

这样，由于倾斜壁的倾斜角度为催化剂粒子的休止角以上，所以能够使浆料中的催化剂粒子的至少一部分沿着倾斜壁顺利地沉降，能够使催化剂粒子更有效地沉降。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，可以在上述连通路上设置限制上述催化剂粒子在该连通路内上升的限制机构。

在这种情况下，由于在连通路上设置有上述限制机构，所以能够限制催化剂粒子伴随澄清浆料在连通路内的流动而上升，能够抑制催化剂粒子进入上腔室内。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，上述限制机构可以具备从上述连通路的内周面突出设置的挡板，上述挡板可以在从上述连通路的内周面向着该连通路的通路轴的方向上向下方倾斜。

在这种情况下，由于挡板在从连通路的内周面向着该连通路的通路轴的方向上向下方倾斜，所以能够可靠地限制催化剂粒子在连通路内上升。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，在上述上腔室内可以设置有内部与上述导出口连通并且切断上述导出口和上述上腔室的连通的集油管，在上述集油管上可以形成有连通该集油管内和上述上腔室的流通孔，上述流通孔的流道面积大于上述导出口的流道面积。

在这种情况下，上腔室内的澄清浆料通过流通孔和集油管内而从导出口被导出。这里，由于流通孔的流道面积大于导出口的流道面积，所以能够使流过流通孔时的澄清浆料的流速小于从导出口导出时的澄清浆料的流速。由此，能够抑制澄清浆料中的催化剂粒子通过流通孔而流入集油管内，从而能够抑制催化剂粒子从导出口流出。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，可以在上述沉降分离槽上设置有对该沉降分离槽内进行加热的槽加热机构。

在这种情况下，由于在沉降分离槽上设置有上述槽加热机构，所以能够抑制沉降分离槽内的浆料中的介质液的温度降低而凝固，能够可靠地使催化剂粒子在浆料中沉降。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，可以在上述沉降分离槽上设置有对该沉降分离槽内的上述浓缩浆料的沉降界面进行检测的界面检测机构。

在这种情况下，由于在沉降分离槽设置有上述界面检测机构，所以能够根据检测出的浓缩浆料的沉降界面使第1排出部动作，使浓缩浆料从沉降分离槽排出。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，上述第1排出部可以具备：第1上流道，其从上述沉降分离槽排出上述浓缩浆料；临时料斗，其从上述第1上流道排出上述浓缩浆料；第1下流道，其从上述临时料斗排出上述浓缩浆料；第1顶阀，其开关上述第1上流道；和第1底阀，其开关上述第1下流道。

在这种情况下，在通过第1排出部从沉降分离槽排出浓缩浆料时，利用各阀使第1上流道和第1下流道预先处于关闭状态。接着，首先使第1顶阀动作，将第1上流道设为打开状态，通过第1上流道而将沉降分离槽内的浓缩浆料排出到临时料斗内。然后，使第1顶阀动作，将第1上流道设为关闭状态，接着使第1底阀动作将第1下流道设为打开状态，通过第1下流道而排出临时料斗内的浓缩浆料。

由上述操作，能够在切断通过第1排出部的沉降分离槽内和外部的连通的状态下，从沉降分离槽排出浓缩浆料，能够使浓缩浆料排出时的沉降分离槽内的压力稳定。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，可以在上述临时料斗上设置有对该临时料斗内进行加热的料斗加热机构。

在这种情况下，由于在临时料斗上设置有上述料斗加热机构，所以能够抑制临时料斗内的浓缩浆料中的介质液的温度降低而凝固，能够可靠地从临时料斗排出浓缩浆料。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，可以在上述临时料斗上具备对该临时料斗内进行加压的第1料斗加压机构。

在这种情况下，由于在临时料斗上设置有上述第1料斗加压机构，所以能够通过第1料斗加压机构对临时料斗内的浓缩浆料进行加压，由此可靠地从临时料斗排出浓缩浆料。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，可以具备从上述沉降分离槽导出上述澄清浆料的澄清流道，在上述澄清流道上设置有对该澄清流道内的上述澄清浆料进行减压的减压阀。

在这种情况下，由于在澄清流道上设置有上述减压阀，所以能够抑制从沉降分离槽通过澄清流道而取出澄清浆料时沉降分离槽内的压力降低，能够使沉降分离槽内的压力稳定。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，可以具备从上述澄清流道供给上述澄清浆料的离心分离机和排出通过上述离心分离机从上述澄清浆料分离出来的含残留催化剂的浆料的第2排出部，上述第2排出部具备：第2上流道，其从上述离心分离机排出上述含残留催化剂的浆料；残留催化剂料斗，其从上述第2上流道排出上述含残留催化剂的浆料；和第2下流道，其从上述残留催化剂料斗排出上述含残留催化剂的浆料，在上述残留催化剂料斗上设置有对该残留催化剂料斗内进行加压的第2料斗加压机构。

在这种情况下，由离心分离机从澄清浆料中分离出来的含残留催化剂的浆料通过第2上流道而排出到残留催化剂料斗，然后通过第2下流道而排出。这里，由于在残留催化剂料斗设置有上述第2料斗加压机构，所以通过利用第2料斗加压机构对残留催化剂料斗内的含残留催化剂的浆料进行加压，能够可靠地从残留催化剂料斗排出含残留催化剂的浆料。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，上述凝固浆料生成部可以具备：冷却料斗，其排出上述浓缩浆料；和冷却机构，其对上述冷却料斗内进行冷却，在上述冷却料斗上设置有将该冷却料斗内的气体废弃的气体废弃路。

在这种情况下，浓缩浆料从浓缩浆料生成部排出到冷却料斗并且被冷却机构冷却。此时，虽然从冷却料斗内的浓缩浆料产生气体，但该气体通过气体废弃路而被废弃。

这样，由于在冷却料斗上设置有上述气体废弃路，所以能够抑制气体滞留在冷却料斗内。

另外，在本发明的催化剂回收系统中，上述回收机构可以具备粉碎上述凝固浆料的粉碎机构。

在这种情况下，由于回收机构具备上述粉碎机构，所以能够将凝固浆料粉碎小到容易后处理的程度，能够容易对回收的凝固浆料进行后处理。

另外，本发明的烃合成反应装置是通过使以氢气和一氧化碳气体为主成分的合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在介质液中而成的浆料接触来合成烃化合物的烃合成反应装置，其具备：反应器主体，其收容上述浆料，并且供给上述合成气；和上述催化剂回收系统。

根据本发明，烃合成反应装置由于具备简化且小型化的催化剂回收系统，所以能够实现小型化和简化。

另外，本发明的烃合成反应系统具备：上述烃合成反应装置；合成气生成单元，其对烃原料进行重整，生成上述合成气，将上述合成气供给到上述反应器主体；和产品精制单元，其从上述烃化合物制造液体燃料。

根据本发明，由于烃合成反应系统具备简化且小型化的烃合成反应装置，所以能够实现小型化和简化。

发明效果

根据本发明的催化剂回收系统和催化剂回收方法，能够实现上述系统的简化、小型化，并且可以高效地进行催化剂粒子的回收作业，且能够抑制排出的催化剂粒子的氧化。

另外，根据本发明的烃合成反应装置和烃合成反应系统，能够实现上述装置和系统的小型化和简化。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的液体燃料合成系统的整体构成的示意图。

图2是表示图1所示的液体燃料合成系统所具备的催化剂回收系统的整体构成的示意图。

图3是表示图2所示的催化剂回收系统所具备的沉降分离槽的纵向剖视图。

图4是图3所示的A-A剖面箭头视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式的液体燃料合成系统的一个实施方式进行说明。

如图1所示，液体燃料合成系统（烃合成反应系统）1是进行将天然气等烃原料转换成液体燃料的GTL工艺的工厂设备。该液体燃料合成系统1由合成气生成单元3、FT合成单元（烃合成反应装置）5和产品精制单元7构成。合成气生成单元3对作为烃原料的天然气进行重整而制造包含一氧化碳气体和氢气的合成气。FT合成单元5通过FT合成反应从制造得到的合成气生成液体的烃化合物。产品精制单元7对通过FT合成反应合成的液体的烃化合物进行加氢、精制来制造液体燃料等其他产品（石脑油、煤油、轻油、蜡等）。以下，对上述各单元的构成要素进行说明。

首先，对合成气生成单元3进行说明。

合成气生成单元3主要具备例如脱硫反应器10、重整器12、废热锅炉14、气液分离器16和18、脱碳酸装置20和氢分离装置26。脱硫反应器10由加氢脱硫装置等构成，其从作为原料的天然气中去除硫成分。重整器12对从脱硫反应器10供给的天然气进行重整，制造包含一氧化碳气体（CO）和氢气（H₂）作为主成分的合成气。废热锅炉14回收在重整器12中生成的合成气的废热而产生高压蒸汽。气液分离器16将在废热锅炉14中通过与合成气的热交换而被加热了的水分离成气体（高压蒸汽）和液体。气液分离器18从被废热锅炉14冷却了的合成气中去除冷凝成分而将气体成分供给脱碳酸装置20。脱碳酸装置20具有吸收塔（第2吸收塔）22和再生塔24。在吸收塔22中，从气液分离器18供给的合成气所含的二氧化碳气体被吸收液吸收。在再生塔24中，吸收了二氧化碳气体的吸收液解吸二氧化碳气体，再生吸收剂。氢分离装置26从由脱碳酸装置20分离了二氧化碳气体的合成气中，分离该合成气所含的氢气的一部分。但是，根据情况不同，有时也不设置上述脱碳酸装置20。

在重整器12中，例如利用下述的化学反应式（1）、（2）所表示的水蒸气-二氧化碳气体重整法，通过二氧化碳和水蒸气来重整天然气，制造以一氧化碳气体和氢气为主成分的高温的合成气。另外，该重整器12中的重整法不限于上述水蒸气-二氧化碳气体重整法。例如，还能够利用水蒸气重整法、采用了氧的部分氧化重整法（POX）、部分氧化重整法与水蒸气重整法的组合即自热重整法（ATR）、二氧化碳气体重整法等。

CH₄+H₂O→CO+3H₂     （1）

CH₄+CO₂→2CO+2H₂    （2）

氢分离装置26设置在从将脱碳酸装置20或气液分离器18与气泡塔型反应器30连接起来的主配管上分支出来的分支管线上。该氢分离装置26例如可以由利用压力差来进行氢的吸附和脱附的氢PSA（Pressure SwingAdsorption：压力变动吸附）装置等构成。该氢PSA装置在并列配置的多个吸附塔（未图示）内具有吸附剂（沸石系吸附剂、活性炭、氧化铝、硅胶等）。通过在各吸附塔中依次重复氢的加压、吸附、脱附（减压）、清洗各工序，能够连续供给从合成气分离出来的纯度高的氢气（例如99.999%左右）。

氢分离装置26中的氢气分离方法不限于利用上述氢PSA装置的压力变动吸附法。例如，可以使用储氢合金吸附法、膜分离法或它们的组合等。

储氢合金法是例如采用通过冷却/加热而具有吸附/释放氢的性质的储氢合金（TiFe、LaNi₅、TiFe_0.7～0.9Mn_0.3～0.1或TiMn_1.5等）来分离氢气的方法。在储氢合金法中，例如在收容有储氢合金的多个吸附塔中，交替反复进行利用储氢合金的冷却进行的氢的吸附和利用储氢合金的加热进行的氢的释放。由此，能够分离、回收合成气中的氢气。

膜分离法是采用芳香族聚酰亚胺等高分子材料的膜而从混合气体中分离出膜透过性优异的氢气的方法。该膜分离法不需要分离对称的相变化，因此运转所需的能量较小就足够，运转成本低。另外，膜分离装置的构造简单且紧凑，因此设备成本低且设备所需面积也较小就足够。并且，分离膜没有驱动装置，稳定运转范围宽，因此有保养管理容易这样的优点。

接着，对FT合成单元5进行说明。

FT合成单元5主要具备例如气泡塔型反应器（反应器主体）30、气液分离器34、分离器36、气液分离器38、第1精馏塔40和催化剂回收系统80。气泡塔型反应器30通过FT合成反应从在上述合成气生成单元3中制造得到的合成气、即一氧化碳气体和氢气来合成液体烃化合物。气液分离器34将通过配设在气泡塔型反应器30内的导热管32内而被加热了的水分离成水蒸气（中压蒸汽）和液体。分离器36与气泡塔型反应器30的中央部连接，分离催化剂和液体烃化合物。气液分离器38与气泡塔型反应器30的塔顶连接，冷却未反应合成气和气体烃化合物。第1精馏塔40将从气泡塔型反应器30经由分离器36、气液分离器38供给的液体烃化合物分馏成各馏分。

其中，气泡塔型反应器30是从合成气合成液体的烃化合物的反应器的一个例子，发挥通过FT合成反应从合成气合成液体的烃化合物的FT合成用反应器的功能。该气泡塔型反应器30例如由在塔型的容器内部储存主要包含催化剂粒子和介质油（介质液、液体烃）的浆料的气泡塔型浆料床式反应器构成。该气泡塔型反应器30通过FT合成反应从合成气合成气体或液体的烃化合物。详细而言，在该气泡塔型反应器30中，作为原料气的合成气从气泡塔型反应器30的底部的分散板以形成气泡的方式来供给，通过在介质油中悬浮有催化剂粒子的浆料内。然后，在悬浮状态中如下述化学反应式（3）所示，合成气所含的氢气与一氧化碳气体反应，合成烃化合物。

其中，催化剂粒子的比重比介质油大，而且有时会由于FT合成反应中产生的热或与流道的内壁的摩擦等而劣化。另外，由于该FT合成反应是放热反应，所以气泡塔型反应器30是在内部配设有导热管32的热交换器型。在气泡塔型反应器30中，例如供给水（BFW：Boiler Feed Water，锅炉给水）作为制冷剂，能够通过浆料和水的热交换将上述FT合成反应的反应热以中压蒸汽的形式回收。

接着，对产品精制单元7进行说明。产品精制单元7具备例如：蜡馏分加氢裂化反应器50；中间馏分加氢精制反应器52；石脑油馏分加氢精制反应器54；气液分离器56、58、60；第2精馏塔70；和石脑油稳定塔72。蜡馏分加氢裂化反应器50与第1精馏塔40的塔底连接。中间馏分加氢精制反应器52与第1精馏塔40的中央部连接。石脑油馏分加氢精制反应器54与第1精馏塔40的塔顶连接。气液分离器56、58、60分别与上述加氢反应器50、52、54各自对应设置。第2精馏塔70将从气液分离器56、58供给的液体烃化合物分馏。石脑油稳定塔72将从气液分离器60供给的以及从第2精馏塔70分馏得到的石脑油馏分的液体烃化合物精馏。其结果是，石脑油稳定塔72将丁烷以及比丁烷轻质的成分作为废气排出，并且回收碳原子数为5以上的成分作为产品的石脑油。

接着，对通过如上那样构成的液体燃料合成系统1从天然气合成液体燃料的工序（GTL工艺）进行说明。

在液体燃料合成系统1中，从天然气田或天然气工厂等外部的天然气供给源（未图示）供给作为烃原料的天然气（主成分为CH₄）。上述合成气生成单元3对该天然气进行重整来制造合成气（以一氧化碳气体和氢气为主成分的混合气体）。

具体而言，首先，上述天然气与由氢分离装置26分离出来的氢气一并被导入脱硫反应器10。在脱硫反应器10中，利用导入的氢气和加氢脱硫催化剂，将天然气所含的硫成分转换为硫化氢。另外，在脱硫反应器10中，将生成的硫化氢例如用ZnO等脱硫剂吸附除去。这样，将天然气预先脱硫，从而能够防止重整器12和气泡塔型反应器30等中所采用的催化剂的活性由于硫而降低。

将这样被脱硫的天然气（可以含有二氧化碳）与从二氧化碳供给源（未图示）供给的二氧化碳（CO₂）气体和在废热锅炉14中产生的水蒸气混合，并且被供给到重整器12。在重整器12中，例如通过上述的水蒸气-二氧化碳气体重整法，用二氧化碳和水蒸气来重整天然气，制造以一氧化碳气体和氢气为主成分的高温的合成气。此时，例如重整器12所具备的燃烧炉用的燃料气体和空气（air）被供给到重整器12。然后，利用该燃烧炉中的燃料气体的燃烧热，供给作为吸热反应的上述水蒸气-二氧化碳气体重整反应所需的反应热。

这样在重整器12中制造得到的高温的合成气（例如900℃，2.0MPaG）被供给到废热锅炉14，由于与在废热锅炉14内流通的水进行热交换而被冷却（例如400℃）。并且，合成气的废热被水回收。

此时，在废热锅炉14中被合成气加热了的水被供给到气液分离器16。然后，该被合成气加热了的水在气液分离器16中被分离成高压蒸汽（例如3.4～10.0MPaG）和水。分离出来的高压蒸汽被供给到重整器12或其他外部装置，分离出来的水返回到废热锅炉14。

另一方面，在废热锅炉14中被冷却了的合成气在气液分离器18中被分离、除去冷凝了的液体成分，然后被供给到脱碳酸装置20的吸收塔22或气泡塔型反应器30。在吸收塔22中，通过储存在吸收塔22的内部的吸收液，吸收合成气所含的二氧化碳气体，从该合成气中除去二氧化碳气体。在吸收塔22内吸收了二氧化碳气体的吸收液从吸收塔22被排出，导入再生塔24。导入再生塔24的吸收液例如被蒸汽加热而进行汽提处理，将二氧化碳气体解吸。被解吸了的二氧化碳气体从再生塔24排出而被导入重整器12，从而再利用于上述重整反应。

这样，在合成气生成单元3中制造得到的合成气被供给到上述FT合成单元5的气泡塔型反应器30。此时，被供给到气泡塔型反应器30的合成气的组成比被调整成适于FT合成反应的组成比（例如H₂:CO=2:1（摩尔比））。另外，被供给到气泡塔型反应器30的合成气利用设置在将脱碳酸装置20和气泡塔型反应器30连接起来的配管上的压缩器（未图示）而被升压至适于FT合成反应的压力（例如3.6MPaG左右）。

另外，利用上述脱碳酸装置20分离了二氧化碳气体的合成气的一部分也被供给到氢分离装置26。在氢分离装置26中，通过上述那样利用了压力差的吸附、脱附（氢PSA），对合成气所含的氢气进行分离。该被分离出来的氢从储气器（未图示）等经由压缩机（未图示）连续供给到在液体燃料合成系统1内利用氢来进行规定反应的各种氢利用反应装置（例如脱硫反应器10、蜡馏分加氢裂化反应器50、中间馏分加氢精制反应器52、石脑油馏分加氢精制反应器54等）。

接着，上述FT合成单元5通过FT合成反应从由上述合成气生成单元3制造得到的合成气来合成液体烃化合物。

具体来说，在上述脱碳酸装置20中分离二氧化碳气体后的合成气被导入气泡塔型反应器30，在储存在气泡塔型反应器30内的包含催化剂的浆料内通过。此时，在气泡塔型反应器30内，通过上述的FT合成反应，该合成气所含的一氧化碳与氢气发生反应，生成烃化合物。此外，在该FT合成反应时，通过使水在气泡塔型反应器30的导热管32内流通，从而回收FT合成反应的反应热，通过反应热被加热了的水气化而变成水蒸气。该水蒸气被供给到气液分离器34，分离成冷凝的水和气体成分，水返回到导热管32，气体成分作为中压蒸汽（例如1.0～2.5MPaG）而供给到外部装置。

这样，在气泡塔型反应器30中合成的液体烃化合物从气泡塔型反应器30的中央部被作为包含催化剂粒子的浆料排出，导入分离器36。在分离器36中，导入的浆料被分离成催化剂（固体成分）和含有液体烃化合物的液体成分。分离出来的催化剂的一部分返回至气泡塔型反应器30，液体成分被导入第1精馏塔40。包含FT合成反应中未反应的合成气和通过FT合成反应生成的气体烃化合物的气体副产物从气泡塔型反应器30的塔顶排出。从气泡塔型反应器30排出的气体副产物被导入气液分离器38。在气液分离器38中，导入的气体副产物被冷却，分离成冷凝了的液体烃化合物和气体成分。分离出来的液体烃化合物从气液分离器38被排出，导入第1精馏塔40。分离出来的气体成分从气液分离器38排出，其一部分被再次导入至气泡塔型反应器30。在气泡塔型反应器30中，再次导入的气体成分所含的未反应的合成气（CO和H₂）被再利用于FT合成反应。另外，从气液分离器38排出的气体成分的一部分作为废气被用于燃料，或者从该气体成分中回收相当于LPG（液化石油气体）的燃料。

在第1精馏塔40中，如上所述那样从气泡塔型反应器30经由分离器36、气液分离器38供给的液体烃化合物（碳原子数多样）分馏为石脑油馏分（沸点低于约150℃）、中间馏分（沸点约为150～350℃）和蜡馏分（沸点高于约350℃）。从该第1精馏塔40的塔底排出的蜡馏分的液体烃化合物（主要为C₂₁以上）被导入到蜡馏分加氢裂化反应器50。从第1精馏塔40的中央部排出的相当于煤油、轻油的中间馏分的液体烃化合物（主要为C₁₁～C₂₀）被导入到中间馏分加氢精制反应器52。从第1精馏塔40的塔顶排出的石脑油馏分的液体烃化合物（主要为C₅～C₁₀）被导入到石脑油馏分加氢精制反应器54。

蜡馏分加氢裂化反应器50利用从上述氢分离装置26供给的氢气对从第1精馏塔40的塔底排出的碳原子数较多的蜡馏分的液体烃化合物（大致为C₂₁以上）进行加氢裂化，将碳原子数降低至20以下。在该加氢裂化反应中，切断碳原子数较多的烃化合物的C-C键。由此，碳原子数较多的烃化合物转变成碳原子数较少的烃化合物。另外，在蜡馏分加氢裂化反应器50中，与加氢裂化反应并行，将直链状饱和烃化合物（正构烷烃）加氢异构化生成支链状饱和烃化合物（异构烷烃）的反应也在进行。由此，蜡馏分加氢裂化产物的作为燃料油基材所要求的低温流动性会提高。此外，在蜡馏分加氢裂化反应器50中，作为原料的蜡馏分所含的醇等含氧化合物的加氢脱氧反应和烯烃的加氢反应也在进行。包含被加氢裂化而从蜡馏分加氢裂化反应器50排出的液体烃化合物的产物被导入到气液分离器56，分离成气体和液体。分离出来的液体烃化合物被导入第2精馏塔70，分离出来的气体成分（包含氢气）被导入中间馏分加氢精制反应器52和石脑油馏分加氢精制反应器54。

在中间馏分加氢精制反应器52中，从第1精馏塔40的中央部排出的碳原子数为中等程度的相当于煤油、轻油的中间馏分的液体烃化合物（大致为C₁₁～C₂₀）被加氢精制。在中间馏分加氢精制反应器52中，从氢分离装置26经由蜡馏分加氢裂化反应器50供给的氢气被用于加氢精制。在该加氢精制反应中，上述液体烃化合物中所含的烯烃被加氢而生成饱和烃化合物，并且上述液体烃化合物中所含的醇等含氧化合物被加氢脱氧而转化为饱和烃化合物和水。而且，在该加氢精制反应中，将直链状饱和烃化合物（正构烷烃）异构化而转换为支链状饱和烃化合物（异构烷烃）的加氢异构化反应进行，使作为生成油的燃料油所要求的低温流动性提高。包含被加氢精制的液体烃化合物的产物在气液分离器58中被分离为气体和液体。

分离出来的液体烃化合物被导入到第2精馏塔70，气体成分（包含氢气）被再利用于上述加氢反应。

在石脑油馏分加氢精制反应器54中，从第1精馏塔40的上部排出的碳原子数较少的石脑油馏分的液体烃化合物（大致为C₁₀以下）被加氢精制。在石脑油馏分加氢精制反应器54中，从氢分离装置26经由蜡馏分加氢裂化反应器50供给的氢气被用于加氢精制。其结果是，包含被加氢精制的液体烃化合物的产物在气液分离器60中分离为气体和液体。分离出来的液体烃化合物被导入石脑油稳定塔72，分离出来的气体成分（包含氢气）被再利用于上述加氢反应。在该石脑油馏分的加氢精制中，主要进行烯烃的加氢和醇等含氧化合物的加氢脱氧。

在第2精馏塔70中，如上所述那样将从蜡馏分加氢裂化反应器50和中间馏分加氢精制反应器52供给的液体烃化合物分馏为C₁₀以下的烃化合物（沸点低于约150℃）、煤油（沸点为约150～250℃）、轻油（沸点为约250～350℃）和来自蜡馏分加氢裂化反应器50的未分解蜡馏分（沸点高于约350℃）。从第2精馏塔70的塔底得到未分解的蜡馏分，其向蜡馏分加氢裂化反应器50的上游再循环。

从第2精馏塔70的中央部排出煤油和轻油。另一方面，从第2精馏塔70的塔顶排出C₁₀以下的气体烃化合物，导入石脑油稳定塔72。

此外，在石脑油稳定塔72中，蒸馏从上述石脑油馏分加氢精制反应器54供给的以及在第2精馏塔70中分馏得到的C₁₀以下的烃化合物，得到作为产品的石脑油（C₅～C₁₀）。由此，从石脑油稳定塔72的塔底排出高纯度的石脑油。另一方面，从石脑油稳定塔72的塔顶，排出以产品对象之外的碳原子数为规定数目以下（C₄以下）的烃化合物为主成分的废气。该废气被用作燃料气体，或从该废气中回收相当于LPG的燃料。

接着，如图2所示，对上述FT合成单元5所具备的催化剂回收系统80进行说明。

催化剂回收系统80从收容在气泡塔型反应器30内的浆料中回收催化剂粒子。该催化剂回收系统80具备浓缩浆料生成部82、第1排出部84、澄清流道86、离心分离机88、第2排出部90、凝固浆料生成部91和回收机构92。

浓缩浆料生成部82将从气泡塔型反应器30取出的浆料浓缩，连续地生成浓缩浆料。浓缩浆料从浓缩浆料生成部82通过第1排出部84而被排出。澄清流道86将催化剂粒子含量比浓缩浆料少的澄清浆料从浓缩浆料生成部82导出。澄清浆料从澄清流道86被供给到离心分离机88。利用离心分离机88从澄清浆料分离出来的含残留催化剂的浆料通过第2排出部90而被排出。凝固浆料生成部91将从浓缩浆料生成部82排出的浓缩浆料以及从离心分离机88排出的含残留催化剂的浆料冷却，使介质油凝固，从而生成凝固浆料。通过回收机构92，从凝固浆料生成部91回收凝固浆料。

浓缩浆料生成部82具备：沉降分离槽94，其将浆料分离成浓缩浆料和澄清浆料；和浆料流道96，其将气泡塔型反应器30内和沉降分离槽94内连通，并且设置有开关阀96a。

如图3所示，沉降分离槽94为在上下方向延伸的筒状的密封容器，沉降分离槽94的底壁部形成随着向下侧而逐渐缩径的倒锥状，并且沉降分离槽94的顶壁部向上方鼓出。

如图2到图4所示，沉降分离槽94具备：供给浆料的供给口98、与第1排出部84连接的排出口100和导出澄清浆料的导出口102，供给口98与上述浆料流道96连接，并且导出口102与上述澄清流道86连接。

如图3所示，排出口100形成在沉降分离槽94的底壁部的下端，向上方开口。供给口98和导出口102形成在沉降分离槽94的周壁部，在图示的例子中，供给口98位于导出口102的上方。另外，如图4所示，在俯视时供给口98的开口方向98A与导出口102的开口方向102A互相正交。

另外，如图3所示，在沉降分离槽94内设置有：沉降促进隔板（隔壁）108，其将沉降分离槽94内分割为供给口98和排出口100开口且位于下侧的下腔室104和导出口102开口且位于上侧的上腔室106；和连通路110，其贯通设置在沉降促进隔板108上，连通下腔室104和上腔室106。

沉降促进隔板108在从供给口98向沉降分离槽94的中心轴的方向上向下方倾斜。如图4所示，沉降促进隔板108的俯视时的形状呈现反向D字状，沉降促进隔板108的外周缘中的曲线部与沉降分离槽94的周壁部的内周面的全长连结。另外，如图3所示，沉降促进隔板108的外周缘中的直线部在水平方向上延伸并且构成沉降促进隔板108的下端，与沉降分离槽94的周壁部的内周面彼此分开。此外，沉降促进隔板108的上端部与供给口98对置，并且在沉降促进隔板108的下端部的正上方配置有后述的集油管122。

另外，在沉降分离槽94内，在从供给口98向沉降分离槽94的中心轴的方向上向下方倾斜的倾斜壁112以与沉降促进隔板108之间隔开间隙的方式配设在沉降促进隔板108的下方。倾斜壁112以互相隔开间隙的方式设置有多个（在图示的例子中为四个）。这些倾斜壁112被设置为，与沉降促进隔板108平行，并且在上下方向上互相隔开相同的间隔，在图示的例子中，倾斜壁112和水平面所成的倾斜角度θ在催化剂粒子的休止角（例如约30度）以上。另外，倾斜壁112的下端与沉降促进隔板108的下端在上下方向的位置相同。

另外，多个倾斜壁112之中，位于最下侧的下倾斜壁112a的俯视时的形状为反向D字状，下倾斜壁112a的外周缘中的曲线部与沉降分离槽94的周壁部的内周面的全长连结。

此外，多个倾斜壁112之中，位于下倾斜壁112a的上侧的其他倾斜壁112的上端和沉降分离槽94的周壁部的内周面之间隔开有间隙。

这里，在沉降促进隔板108的下端（沉降促进隔板108的外周缘中的直线部）和沉降分离槽94的周壁部的内周面之间的间隙中，配设有在上下方向上延伸的流道壁114。流道壁114的下端位于下腔室104内，并且流道壁114的上端在上腔室106内位于导出口102的上方，流道壁114的两侧端与沉降分离槽94的周壁部的内周面的全长连结。在沉降促进隔板108的下端和流道壁114之间隔开有微小间隙116。并且，流道壁114和沉降分离槽94的周壁部的内周面之间成为上述连通路110。

在连通路110上设置有限制催化剂粒子在连通路110内上升的限制机构118。限制机构118具备从连通路110的内周面突出设置的多个挡板（粒子上升防止隔板）120。这些挡板120在从连通路110的内周面向着该连通路110的通路轴的方向上向下方倾斜，在连通路110的上端部内和连通路110的下端部内以彼此不同的方式突出设置有多个。在图示的例子中，挡板120在流道壁114或沉降分离槽94的周壁部突出设置，多个挡板120之中，位于最下侧的下挡板120a在沉降分离槽94的周壁部突出设置。

另外，如图4所示，在上腔室106内，设置有内部与导出口102连通并且将导出口102和上腔室106的连通切断的集油管122。集油管122与导出口102同轴配设，在该集油管122上形成有将该集油管122内和上腔室106连通的流通孔124。在图示的例子中，流通孔124形成为以沿着集油管122隔开间隔的方式多个配置而成的长孔状。并且，流通孔124的流道面积大于导出口102的流道面积。此外，在形成有多个流通孔124的情况下，流通孔124的流道面积是指各流通孔124的流道面积的总和。

如图2和图3所示，在沉降分离槽94上设置有对沉降分离槽94内的浓缩浆料的沉降界面进行检测的界面检测机构126和对沉降分离槽94内进行加热的槽加热机构128。

如图3所示，界面检测机构126与能够控制催化剂回收系统80的各构成的控制部130电连接，通过界面检测机构126检测出的浓缩浆料的界面数据被送出到该控制部130。

如图2所示，槽加热机构128具备：旋绕在沉降分离槽94的外周面上的热传导部128a和对热传导部128a供给热源的热源供给部128b。在图示的例子中，热传导部128a形成为管状，并且热源供给部128b在热传导部128a内供给作为热源的水蒸气。作为该水蒸气，例如能够采用在FT合成单元5的其他构成（气液分离器34等）中生成的水蒸气。其中，对于槽加热机构128而言，可以为热传导部128a由电热线形成、热源供给部128b向热传导部128a供给作为热源的电能的构成。

第1排出部84具备：从沉降分离槽94排出浓缩浆料的第1上流道132、从第1上流道132排出浓缩浆料的临时料斗134、从临时料斗134排出浓缩浆料的第1下流道136、开关第1上流道132的第1顶阀138和开关第1下流道136的第1底阀140。

在临时料斗134上设置有对临时料斗134内进行加热的料斗加热机构142和对临时料斗134内的浓缩浆料进行加压的第1料斗加压机构144。

料斗加热机构142具备：旋绕在临时料斗134的外周面上的热传导部142a和对热传导部142a供给热源的热源供给部142b。在图示的例子中，热传导部142a形成为管状，并且热源供给部142b向热传导部142a内供给作为热源的水蒸气。作为该水蒸气，例如能够采用在FT合成单元5的其他构成（气液分离器34等）中生成的水蒸气。

其中，对于料斗加热机构142而言，可以为热传导部142a由电热线形成、并且热源供给部142b向热传导部142a供给作为热源的电能的构成。

第1料斗加压机构144通过向临时料斗134内供给不活泼性气体，对临时料斗134内的浓缩浆料进行加压。在图示的例子中，采用氮气作为不活泼性气体。

在澄清流道86上，从沉降分离槽94一侧向着离心分离机88一侧依次设置有开关澄清流道86的开关阀86a和对澄清流道86内的澄清浆料进行减压的减压阀146。

离心分离机88例如为立式结构，通过将澄清浆料离心分离，分离为含残留催化剂的浆料和分离油。含残留催化剂的浆料含有残存于澄清浆料中的催化剂粒子，分离油比澄清浆料更为澄清，例如含有粒径为0.1μm以下的极少量的催化剂粒子和介质油。

另外，离心分离机88与储存分离油的分离油槽148连接。

第2排出部90具备：从离心分离机88排出含残留催化剂的浆料的第2上流道150、从第2上流道150排出含残留催化剂的浆料的残留催化剂料斗152、从残留催化剂料斗152排出含残留催化剂的浆料的第2下流道154、开关第2上流道150的第2顶阀156和开关第2下流道154的第2底阀158。

在残留催化剂料斗152上，设置有对该残留催化剂料斗152内的含残留催化剂的浆料进行加压的第2料斗加压机构160。

第2料斗加压机构160通过在残留催化剂料斗152内供给不活泼性气体，对残留催化剂料斗152内的含残留催化剂的浆料进行加压。在图示的例子中，采用氮气作为不活泼性气体。

凝固浆料生成部91对排出到该凝固浆料生成部91的含有浓缩浆料和残留催化剂浆料中的至少一个的排出浆料进行冷却，使该排出浆料中的介质油凝固，从而生成凝固浆料。该凝固浆料生成部91具备排出排出浆料的冷却料斗162和对冷却料斗162内进行冷却的冷却机构164。

冷却料斗162与第1排出部84的第1下流道136连接，并且与第2排出部90的第2下流道154连接。在该冷却料斗162上，设置有将冷却料斗162内的气体废弃的气体废弃路172，流入气体废弃路172的气体例如被导入外部的燃烧设备（未图示），被燃烧后释放到大气中。

冷却机构164向冷却料斗162内供给冷却水。

回收机构92具备粉碎凝固浆料的粉碎机构166、回收凝固浆料的催化剂接受槽168和从粉碎机构166向催化剂接受槽168移送凝固浆料的移送机构170。

粉碎机构166设置在冷却料斗162内，作为该粉碎机构166，例如能够采用具有双轴回转式的螺杆的构成。

移送机构170边从凝固浆料中除去冷却水边进行移送。在图示的例子中，移送机构170为螺杆输送机，其具备移送凝固浆料的螺杆170a和收容螺杆170a的壳体170b。

壳体170b的一端与冷却料斗162的下部开口连结，壳体170b的另一端配置在催化剂接受槽168的上方并且向下方开口。该壳体170b随着从一端侧向着另一端侧逐渐向上方倾斜。其中，在图示的例子中，在壳体170b的一端设置有冷却机构164的冷却水用的排水管174。

接着，对使用如上构成的催化剂回收系统80从浆料分离并回收催化剂粒子的催化剂粒子的回收方法进行说明。催化剂粒子的回收例如在停止FT合成单元5的运转时进行。以下所示的各工序既可以由控制部130自动地进行，也可以通过作业者操作没有图示的操作盘等来进行。

另外，以下从上述开关阀86a、浓缩浆料生成部82的开关阀96a、第1排出部84的第1顶阀138和第1底阀140、第2排出部90的第2顶阀156和第2底阀158关闭各流道的状态开始进行说明。

另外，沉降分离槽94内被浆料充满，沉降分离槽94内的压力设为与气泡塔型反应器30内的压力（例如3.6MPaG左右）相等。此外，沉降分离槽94内的浆料被沉降分离为浓缩浆料和澄清浆料，浓缩浆料的沉降界面位于下腔室104内。

首先，进行浓缩浆料生成工序和导出工序，在浓缩浆料生成工序中，将从气泡塔型反应器30取出的浆料在沉降分离槽94内浓缩，连续地生成浓缩浆料，在导出工序中，从沉降分离槽94导出澄清浆料。

在浓缩浆料生成工序中，首先，将浆料流道96的开关阀96a和澄清流道86的开关阀86a打开，通过浆料流道96和供给口98将气泡塔型反应器30内的浆料供给到沉降分离槽94的下腔室104内。如图3所示，从供给口98供给的浆料在从供给口98向沉降分离槽94的中心轴的方向流动。这样，浆料就碰撞到沉降促进隔板108，其流动方向向下方变化，通过沉降促进隔板108和倾斜壁112之间的间隙或倾斜壁112彼此间的间隙，向下方流过下腔室104。

这样在浆料向下方流过下腔室104的过程中，该浆料中的催化剂粒子沉降，堆积在下腔室104的下部（沉降分离槽94的底壁部），在下腔室104的下部生成浓缩浆料，浆料在下腔室104内被分离为浓缩浆料和澄清浆料。此外，浆料在流过沉降促进隔板108和倾斜壁112之间的间隙或倾斜壁112彼此间的间隙时，浆料中的催化剂粒子的至少一部分沉降在倾斜壁112上。这里，在本实施方式中，倾斜壁112的倾斜角度θ为催化剂粒子的休止角以上，因此沉降在倾斜壁112上的催化剂粒子沿着倾斜壁112顺利地继续沉降到倾斜壁112的下端，然后从倾斜壁112的下端向下部沉降到下腔室104。

此外，该浓缩浆料生成工序例如能够持续进行直到气泡塔型反应器30内的浆料变为极少量而无法取出的程度。

另一方面，在上述导出工序中，首先，在上述浓缩浆料生成工序中从供给口98供给到下腔室104内的浆料将与其体积同量的澄清浆料从下腔室104挤出至连通路110。于是，连通路110内的澄清浆料被挤出至上腔室106，并且上腔室106内的澄清浆料通过流通孔124被挤出至集油管122内，此外集油管122内的澄清浆料被挤出而从导出口102导出。

至此导出工序结束。

这里，如图3所示，在本实施方式中，由于在连通路110内设置有限制机构118，所以在导出工序时，能够限制催化剂粒子伴随澄清浆料在连通路110内的流动而上升，能够抑制催化剂粒子进入上腔室106内。在图示的例子中，由于挡板120在从连通路110的内周面向着该连通路110的通路轴的方向上向下方倾斜，所以能够可靠地限制催化剂粒子在连通路110内上升。

此外，在本实施方式中，由于流通孔124的流道面积大于导出口102的流道面积，所以能够使流过流通孔124时的澄清浆料的流速比从导出口102导出时的澄清浆料的流速小。由此，能够抑制澄清浆料中的催化剂粒子通过流通孔124流入集油管122内，能够抑制催化剂粒子从导出口102流出。

另外，在本实施方式中，由于在沉降促进隔板108的下端和流道壁114之间隔着上述微小间隙116，所以当催化剂粒子在上腔室106内沉降时，就会通过该微小间隙116移动到下腔室104内。

如图2所示，在导出工序从沉降分离槽94导出的澄清浆料流过澄清流道86，被减压阀146减压，然后被供给离心分离机88。接着，进行利用离心分离机88将澄清浆料分离成含残留催化剂的浆料和分离油的离心分离工序。利用该离心分离工序所分离出来的分离油储存于分离油槽148。

另外，开始上述浓缩浆料生成工序后，进行从沉降分离槽94排出浓缩浆料的第1排出工序。该第1排出工序例如利用界面检测机构126在浓缩浆料的沉降界面达到预先确定的阈值以上的高度时开始。

在该第1排出工序中，用第1底阀140预先使第1下流道136处于关闭状态。然后，首先使第1顶阀138动作从而使第1上流道132处于打开状态，通过第1上流道132将沉降分离槽94内的浓缩浆料排出到临时料斗134内。接着，使第1顶阀138动作，使第1上流道132处于关闭状态，然后使第1底阀140动作从而使第1下流道136处于打开状态，通过第1下流道136将临时料斗134内的浓缩浆料排出。此时，通过利用第1料斗加压机构144对临时料斗134内的浓缩浆料进行加压，能够可靠地从临时料斗134排出浓缩浆料。

至此第1排出工序结束。这样，第1排出工序能够在将通过第1排出部84的沉降分离槽94内与外部的连通切断的状态下进行。

另外，进行将通过上述离心分离工序分离出来的含残留催化剂的浆料从离心分离机88排出的第2排出工序。

在该第2排出工序中，利用各阀156、158使第2上流道150和第2下流道154预先处于关闭状态。然后，首先使第2顶阀156动作从而使第2上流道150处于打开状态，通过第2上流道150将离心分离机88内的含残留催化剂的浆料排出在残留催化剂料斗152内。接着，使第2顶阀156动作从而使第2上流道150处于关闭，然后使第2底阀158动作从而使第2下流道154处于打开状态，通过第2下流道154将残留催化剂料斗152内的含残留催化剂的浆料排出。此时，通过利用第2料斗加压机构160对残留催化剂料斗152内的含残留催化剂的浆料进行加压，能够可靠地从残留催化剂料斗152排出含残留催化剂的浆料。

至此第2排出工序结束。

这里，上述第1排出工序中所排出的含残留催化剂的浆料以及上述第2排出工序中所排出的含残留催化剂的浆料作为上述排出浆料被排出到凝固浆料生成部91的冷却料斗162内。然后，进行凝固浆料生成工序和回收工序，在凝固浆料生成工序中，在开始第1排出工序和第2排出工序中的至少一个工序后，对排出浆料进行冷却，使该排出浆料中的介质油凝固，从而生成凝固浆料，在回收工序中，回收该凝固浆料。

在凝固浆料生成工序中，利用冷却机构164在冷却料斗162内供给冷却水，将排出浆料冷却，生成凝固浆料。

而且，在回收工序中，首先，利用冷却料斗162内的粉碎机构166粉碎凝固浆料。在该凝固浆料中，催化剂粒子的表面被凝固了的介质油包覆。

然后，从冷却料斗162的下部开口排出凝固浆料，接着利用移送机构170边将凝固浆料从冷却水中除去边移送至催化剂接受槽168。此时，由于利用移送机构170移送凝固浆料，所以能够减少作业者在冷却料斗162附近的作业。

此外，虽然从冷却料斗162内的排出浆料会产生气体，但该气体通过气体废弃路172而被废弃。

如以上说明的那样，根据本实施方式的催化剂分离回收系统，通过从气泡塔型反应器30取出的浆料中分离含有催化剂粒子的浓缩浆料，就能够从浆料中回收催化剂粒子。

这里，由于浓缩浆料生成部82连续地生成浓缩浆料，所以能够在不停止从气泡塔型反应器30中取出浆料的情况下边持续取出浆料边持续生成浓缩浆料，从而从浆料中分离催化剂粒子。由此，即使不像上述现有技术那样在储存罐中暂时储存浆料，也可以从浆料中分离催化剂粒子，该催化剂回收系统80可以不是具备储存罐和储存罐外的过滤器的构成，能够实现催化剂回收系统80的简化、小型化。

此外，由于浓缩浆料生成部82具备上述沉降分离槽94，所以能够利用沉降分离连续地生成浓缩浆料，能够实现催化剂回收系统80的进一步的简化。

另外，由于第1排出部84排出排出流动性比固体状的催化剂粒子高的浓缩浆料，所以能够使排出作业简便化。由此，能够高效地从浆料分离催化剂粒子。

此外，在回收机构92中，浓缩浆料作为凝固浆料回收，催化剂粒子的表面包覆有凝固了的介质油，因此能够抑制排出的催化剂粒子与空气接触，能够抑制催化剂粒子的氧化。

另外，由于沉降分离槽94内设置有上述沉降促进隔板108和上述连通路110，所以能够边将浓缩浆料从沉降分离槽94内排出，边将澄清浆料从沉降分离槽94内导出。

此外，由于沉降促进隔板108在从供给口98向沉降分离槽94的中心轴的方向上向下方倾斜，所以能够使从供给口98向下腔室104内供给的浆料的流动方向向下方变化。由此，能够有效地使浆料中的催化剂粒子沉降。

另外，由于倾斜壁112的倾斜角度θ为催化剂粒子的休止角以上，所以能够使浆料中的催化剂粒子的至少一部分沿着倾斜壁112顺利地沉降，能够更有效地使催化剂粒子沉降。

而且，由于在沉降分离槽94上设置有上述槽加热机构128，所以能够抑制沉降分离槽94内的浆料中的介质油温度降低而凝固，能够可靠地使催化剂粒子在浆料中沉降。

此外，由于在澄清流道86上设置有上述减压阀146，所以可以抑制在从沉降分离槽94通过澄清流道86而取出澄清浆料时沉降分离槽94内的压力降低，能够使沉降分离槽94内的压力稳定。

另外，由于在沉降分离槽94上设置有上述界面检测机构126，所以能够根据检测出的浓缩浆料的沉降界面使第1排出部84动作，从而使浓缩浆料从沉降分离槽94排出。

此外，可以在将通过第1排出部84的沉降分离槽94内与外部的连通切断的状态下，从沉降分离槽94排出浓缩浆料，从而能够使浓缩浆料排出时的沉降分离槽94内的压力稳定。

另外，由于在临时料斗134上设置有上述第1料斗加压机构144，所以通过利用第1料斗加压机构144对临时料斗134内的浓缩浆料进行加压，就能够可靠地从临时料斗134排出浓缩浆料。

此外，由于在临时料斗134上设置有上述料斗加热机构142，所以可以抑制临时料斗134内的浓缩浆料中的介质油温度降低而凝固，能够可靠地从临时料斗134排出浓缩浆料。

另外，由于在残留催化剂料斗152上设置有上述第2料斗加压机构160，所以通过利用第2料斗加压机构160对残留催化剂料斗152内的含残留催化剂的浆料进行加压，就能够可靠地从残留催化剂料斗152排出含残留催化剂的浆料。

此外，由于回收机构92具备上述粉碎机构166，所以能够将凝固浆料粉碎到容易后处理程度那么小，能够容易得对回收得到的凝固浆料进行后处理。

另外，由于在冷却料斗162上设置有上述气体废弃路172，所以能够抑制气体滞留在冷却料斗162内。

而且，根据本实施方式的FT合成单元5，由于具备简化且小型化的催化剂回收系统80，所以能够实现该单元的小型化和简化。

此外，根据本实施方式的液体燃料合成系统1，由于具备简化且小型化的FT合成单元5，所以能够实现该系统的小型化和简化。

以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明当然不限于所述例子。只要是本领域技术人员，在权利要求书所记载的范畴内，明显能够想到各种变更例或修正例，可知关于这些当然也属于本发明的技术范围。

例如，在上述实施方式中，作为供给到液体燃料合成系统1的烃原料，使用了天然气，但不限于上述例子，例如还可以使用沥青、残油等其他的烃原料。

另外，在上述实施方式中，作为气泡塔型反应器30中的合成反应，例示了利用FT合成反应进行的液体烃的合成，但本发明不限于上述例子。作为气泡塔型反应器中的合成反应，例如还能够适用羰基合成（氢甲酰化反应）“R-CH=CH₂+CO+H₂→R-CH₂CH₂CHO”、甲醇合成“CO+2H₂→CH₃OH”、二甲醚（DME）合成“3CO+3H₂→CH₃OCH₃+CO₂”等。

此外，在上述实施方式中，在凝固浆料生成部91的冷却料斗162上设置有气体废弃路172，但也可以没有气体废弃路172。另外，凝固浆料生成部91具备冷却料斗162和冷却机构164，但只要为对排出浆料进行冷却而生成凝固浆料的部件就行，也可以采用不同的构成。

另外，在上述实施方式中，回收机构92具备粉碎机构166、催化剂接受槽168和移送机构170，但只要是从凝固浆料生成部91回收凝固浆料的部件就行，也可以采用不同的构成。

此外，在上述实施方式中，在残留催化剂料斗152上设置有第2料斗加压机构160，但也可以没有第2料斗加压机构160。

另外，在上述实施方式中，催化剂回收系统80设置有离心分离机88和第2排出部90，但也可以没有这些。例如，可以为将澄清浆料从澄清流道86导出到分离油槽148的构成。而且，在这种情况下，凝固浆料生成部91将浓缩浆料作为排出浆料进行冷却，从而生成凝固浆料。

此外，在上述实施方式中，在临时料斗134上设置有料斗加热机构142和第1料斗加压机构144，但也可以没有这些。另外，第1排出部84只要是从浓缩浆料生成部82排出浓缩浆料的部件就行，不限于上述实施方式所示的部件，可以适当变更。

另外，在上述实施方式中，在沉降分离槽94上设置有槽加热机构128和界面检测机构126，但也可以没有这些。

此外，在上述实施方式中，在沉降分离槽94内设置有集油管122，但也可以没有集油管122。

另外，在上述实施方式中，限制机构118具备挡板120，但只要是限制上述催化剂粒子在连通路110内上升的部件就行，也可以采用不同的构成。此外，也可以没有限制机构118。

此外，在上述实施方式中，在沉降分离槽94内设置有倾斜壁112，但也可以没有倾斜壁112。另外，在上述实施方式中，沉降促进隔板108倾斜，但也可以不倾斜，仅仅是分割下腔室104和上腔室106的隔壁。

另外，在上述实施方式中，在开始催化剂粒子的回收时，沉降分离槽94内被浆料充满，但也可以不限于此。例如，即使在沉降分离槽94内没有被浆料充满的情况下，也可以通过从气泡塔型反应器30持续供给浆料，将沉降分离槽94内用浆料充满。

此外，沉降分离槽94不限于上述实施方式所示的构成，只要是内部的浆料通过催化剂粒子在介质油中沉降而被浓缩从而被分离为浓缩浆料和澄清浆料的部件就行，也可以适当变更。

另外，浓缩浆料生成部82只要是将从气泡塔型反应器30取出的浆料浓缩从而连续地生成浓缩浆料的部件就行，不限于上述实施方式所示的构成，可以适当变更。

产业上的可利用性

本发明涉及一种催化剂回收系统，其是从收容在反应器主体内的浆料中回收该浆料所含的催化剂粒子的催化剂回收系统，其具备：浓缩浆料生成部，其将从上述反应器主体取出的上述浆料浓缩，连续地生成浓缩浆料；第1排出部，其从上述浓缩浆料生成部排出上述浓缩浆料；凝固浆料生成部，其对从上述浓缩浆料生成部排出的上述浓缩浆料进行冷却，使该浓缩浆料中的介质液凝固，从而生成凝固浆料；和回收机构，其从上述凝固浆料生成部回收上述凝固浆料。

根据本发明，能够提供可以实现简化、小型化、并且能够高效地进行催化剂粒子的回收作业且能够抑制所排出的催化剂粒子的氧化的催化剂回收系统。

符号说明

1     液体燃料合成系统（烃合成反应系统）

3     合成气生成单元

5     FT合成单元（烃合成反应装置）

7     产品精制单元

30    气泡塔型反应器（反应器主体）

80    催化剂回收系统

82    浓缩浆料生成部

84    第1排出部

86    澄清流道

88    离心分离机

90    第2排出部

91    凝固浆料生成部

92    回收机构

94    沉降分离槽

98    供给口

100   排出口

102   导出口

104   下腔室

106   上腔室

108   沉降促进隔板（隔壁）

110   连通路

112   倾斜壁

118   限制机构

120   挡板

122   集油管

124   流通孔

126   界面检测机构

128   槽加热机构

132   第1上流道

134   临时料斗

136   第1下流道

138   第1顶阀

140   第1底阀

142   料斗加热机构

144   第1料斗加压机构

146   减压阀

150   第2上流道

152   料斗

154   第2下流道

160   第2料斗加压机构

162   冷却料斗

164   冷却机构

166   粉碎机构

172   气体废弃路

Claims (20)

1.一种催化剂回收系统，其是从收容在反应器主体内的浆料中回收该浆料所含的催化剂粒子的催化剂回收系统，其具备：

浓缩浆料生成部，其将从所述反应器主体取出的所述浆料浓缩，连续地生成浓缩浆料；

第1排出部，其从所述浓缩浆料生成部排出所述浓缩浆料；

凝固浆料生成部，其对从所述浓缩浆料生成部排出的所述浓缩浆料进行冷却，使该浓缩浆料中的介质液凝固，从而生成凝固浆料；和

回收机构，其从所述凝固浆料生成部回收所述凝固浆料。

2.根据权利要求1所述的催化剂回收系统，其中，

所述浓缩浆料生成部具备沉降分离槽，

所述沉降分离槽内的所述浆料由于所述催化剂粒子沉降在所述介质液的下部而被浓缩，从而被分离为所述浓缩浆料和催化剂粒子含量比该浓缩浆料少的澄清浆料。

3.根据权利要求2所述的催化剂回收系统，其中，

所述沉降分离槽具备供给所述浆料的供给口、与所述第1排出部连接的排出口和导出所述澄清浆料的导出口，

所述沉降分离槽内设置有：

隔壁，其将所述沉降分离槽内分割为所述供给口和所述排出口开口且位于下侧的下腔室和所述导出口开口且位于上侧的上腔室；和

连通路，其贯通设置在所述隔壁上，连通所述下腔室和所述上腔室。

4.根据权利要求3所述的催化剂回收系统，其中，

所述隔壁在从所述供给口向着所述沉降分离槽的中心轴的方向上向下方倾斜。

5.根据权利要求4所述的催化剂回收系统，其中，

在所述沉降分离槽内，在从所述供给口向着所述沉降分离槽的中心轴的方向上向下方倾斜的倾斜壁以与所述隔壁之间隔开间隙的方式配设在所述隔壁的下方，

所述倾斜壁的倾斜角度在所述催化剂粒子的休止角以上。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的催化剂回收系统，其中，

在所述连通路上设置有限制所述催化剂粒子在该连通路内上升的限制机构。

7.根据权利要求6所述的催化剂回收系统，其中，

所述限制机构具备从所述连通路的内周面突出设置的挡板，

所述挡板在从所述连通路内周面向着该连通路的通路轴的方向上向下方倾斜。

8.根据权利要求3～7中任一项所述的催化剂回收系统，其中，

在所述上腔室内设置有内部与所述导出口连通并且切断所述导出口和所述上腔室的连通的集油管，

在所述集油管上形成有连通该集油管内和所述上腔室的流通孔，

所述流通孔的流道面积大于所述导出口的流道面积。

9.根据权利要求2～8中任一项所述的催化剂回收系统，其中，

在所述沉降分离槽上设置有对该沉降分离槽内进行加热的槽加热机构。

10.根据权利要求2～9中任一项所述的催化剂回收系统，其中，

在所述沉降分离槽上设置有对该沉降分离槽内的所述浓缩浆料的沉降界面进行检测的界面检测机构。

11.根据权利要求2～10中任一项所述的催化剂回收系统，其中，

所述第1排出部具备：

第1上流道，其从所述沉降分离槽排出所述浓缩浆料；

临时料斗，其从所述第1上流道排出所述浓缩浆料；

第1下流道，其从所述临时料斗排出所述浓缩浆料；

第1顶阀，其开关所述第1上流道；和

第1底阀，其开关所述第1下流道。

12.根据权利要求11所述的催化剂回收系统，其中，

在所述临时料斗上设置有对该临时料斗内进行加热的料斗加热机构。

13.根据权利要求11或12所述的催化剂回收系统，其中，

在所述临时料斗上具备对该临时料斗内进行加压的第1料斗加压机构。

14.根据权利要求2～13中任一项所述的催化剂回收系统，其具备从所述沉降分离槽导出所述澄清浆料的澄清流道，

在所述澄清流道上设置有对该澄清流道内的所述澄清浆料进行减压的减压阀。

15.根据权利要求14所述的催化剂回收系统，其具备从所述澄清流道供给所述澄清浆料的离心分离机和排出通过所述离心分离机从所述澄清浆料分离出来的含残留催化剂的浆料的第2排出部，

所述第2排出部具备：

第2上流道，其从所述离心分离机排出所述含残留催化剂的浆料；

残留催化剂料斗，其从所述第2上流道排出所述含残留催化剂的浆料；和

第2下流道，其从所述残留催化剂料斗排出所述含残留催化剂的浆料，

在所述残留催化剂料斗上设置有对该残留催化剂料斗内进行加压的第2料斗加压机构。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的催化剂回收系统，其中，

所述凝固浆料生成部具备：

冷却料斗，其排出所述浓缩浆料；和

冷却机构，其对所述冷却料斗内进行冷却，

在所述冷却料斗上设置有将该冷却料斗内的气体废弃的气体废弃路。

17.根据权利要求1～16中任一项所述的催化剂回收系统，其中，

所述回收机构具备粉碎所述凝固浆料的粉碎机构。

18.一种烃合成反应装置，其是通过使以氢气和一氧化碳气体为主成分的合成气与在介质液中悬浮固体的催化剂粒子而成的浆料接触来合成烃化合物的烃合成反应装置，其具备：

反应器主体，其收容所述浆料，并且供给所述合成气；和

权利要求1～17中任一项所述的催化剂回收系统。

19.一种烃合成反应系统，其具备：

权利要求18所述的烃合成反应装置；

合成气生成单元，其对烃原料进行重整，生成所述合成气，将所述合成气供给到所述反应器主体；和

产品精制单元，其从所述烃化合物制造液体燃料。

20.一种催化剂回收方法，其是从收容在反应器主体内的浆料回收该浆料所含的催化剂粒子的催化剂回收方法，其具有下述工序：

浓缩浆料生成工序，在该工序中，将从所述反应器主体取出的所述浆料浓缩，连续地生成浓缩浆料；

凝固浆料生成工序，在该工序中，对所述浓缩浆料进行冷却，使该浓缩浆料中的介质液凝固，从而生成凝固浆料；和

回收工序，在该工序中，回收所述凝固浆料。

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