EA019378B1

EA019378B1 - Устройство для отделения катализатора

Info

Publication number: EA019378B1
Application number: EA201170395A
Authority: EA
Inventors: Ясухиро Ониси; Юдзуру Като; Эиити Ямада; Кентароу Морита
Original assignee: Джэпэн Ойл, Гэз Энд Металз Нэшнл Корпорейшн; Инпекс Корпорейшн; ДжейЭкс НИППОН ОЙЛ ЭНД ЭНЕРДЖИ КОРПОРЕЙШН; Джапан Петролеум Эксплорейшн Ко., Лтд.; Космо Ойл Ко., Лтд.; Ниппон Стил Инджиниринг Ко., Лтд.
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2014-03-31
Also published as: CN102165042B; JP5364717B2; AU2009299347A1; ZA201102235B; US9139779B2; BRPI0919386A2; CN102165042A; JPWO2010038400A1; US20110200492A1; EP2336269A1; AU2009299347B2; EA201170395A1; EP2336269A4; WO2010038400A1; CA2738043A1; MY160609A; CA2738043C

Abstract

Устройство для отделения катализатора, которое отделяет частицы катализатора от жидких углеводородов, синтезированных посредством химической реакции синтез-газа, включающего водород и монооксид углерода в качестве основных компонентов, и суспензии, содержащей твердотельные частицы катализатора, суспендированные в жидкости, данное устройство для отделения катализатора снабжено реактором; накопительным резервуаром, который накапливает суспензию, извлеченную из реактора; несколькими фильтрами, которые фильтруют суспензию; и резервуаром для отбора фильтрата, который отбирает фильтрат, прошедший через несколько фильтров, при этом несколько фильтров расположено последовательно в линии для протекания суспензии из накопительного резервуара в резервуар для отбора фильтрата.

Description

Данное изобретение относится к устройству для отделения катализатора, которое отделяет частицы катализатора, чтобы рекуперировать углеводороды.

Притязания на приоритет утверждаются заявкой на патент Японии № 2008-254816, зарегистрированной 30 сентября 2008 г., содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.

Предшествующий уровень техники

В качестве одного из способов синтеза жидких топлив из природного газа в последнее время была разработана технология ОТЬ (газ-в-жидкость: синтез жидкого топлива) риформинга природного газа, чтобы производить синтез-газ, содержащий газообразный монооксид углерода (СО) и газообразный водород (Н₂) в качестве основных компонентов, синтеза углеводородов с применением катализатора из этого синтез-газа в качестве исходного газа посредством реакции синтеза Фишера-Тропша (на которую далее в данном документе дается ссылка как на реакцию синтеза РТ) и дополнительной гидрогенизации и фракционирования углеводородов, чтобы производить жидкие топлива в качестве конечных продуктов, такие как лигроин (исходный тяжелый бензин), керосин, газойль и парафин.

Различные устройства были изучены для того, чтобы отделять и извлекать частицы катализатора из жидких углеводородов, включающих частицы катализатора, которые ухудшались вследствие теплоты реакции, генерируемой посредством реакции синтеза РТ, трения о внутреннюю стенку линии для протекания, других внешних факторов и т.п.

В качестве одного из устройств, например, может быть использована система восстановления, представленная в патентном документе 1. Это устройство первоначально нагревает углеводороды, включающие частицы катализатора, внутри барабанной печи, установленной в термокамере, и разделяет их на углеводороды, преобразованные в газ, выпускаемые в осевом направлении из средней части барабанной печи, и частицы катализатора, выпускаемые от внешней периферийной части барабанной печи. Затем углеводороды, преобразованные в газ, охлаждаются, конденсируются и рекуперируются посредством охлаждающей башни.

Кроме того, в качестве другого устройства известно устройство, которое сжимает жидкие углеводороды, включающие частицы катализатора, фильтрует жидкие углеводороды посредством единственного фильтра и улавливает частицы катализатора больше диаметра пор, образованных в фильтре, посредством чего отделяет частицы катализатора от жидких углеводородов.

Патентный документ 1: публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 6-17154.

Сущность изобретения Проблема, решаемая данным изобретением

Однако, когда частицы катализатора отделяются и извлекаются из суспензии, включающей жидкие углеводороды, то, поскольку необходимо предоставлять термокамеру и охлаждающую башню в способе, представленном в вышеуказанном патентном документе 1, имеет место проблема, заключающаяся в том, что устройство в целом становится большим. Кроме того, в устройстве, которое отделяет частицы катализатора посредством вышеуказанного фильтра, имеется вероятность того, что частицы катализатора могут проходить через фильтр, когда фильтруются частицы катализатора малого размера, и качество извлеченных жидких углеводородов может ухудшаться.

Данное изобретение было сделано, принимая во внимание такую проблему, и его целью является предоставление устройства для отделения катализатора, которое может сдержать увеличение размеров оборудования и ухудшение углеводородов, отделяя и извлекая при этом частицы катализатора из суспензии, включающей жидкие углеводороды.

Средства решения проблемы

Для того, чтобы разрешить вышеуказанную проблему, данное изобретение предлагает следующее средство.

Устройство для отделения катализатора по данному изобретению представляет собой устройство для отделения катализатора, которое отделяет частицы катализатора от жидких углеводородов, синтезированных посредством химической реакции синтез-газа, включающего водород и монооксид углерода в качестве основных компонентов, и суспензии, содержащей твердотельные частицы катализатора, суспендированные в жидкости, данное устройство для отделения катализатора снабжено: реактором; накопительным резервуаром, который сохраняет суспензию, извлеченную из реактора; несколько фильтров, которые фильтруют суспензию; и резервуар для отбора фильтрата, который отбирает фильтрат, прошедший через несколько фильтров, при этом несколько фильтров расположено последовательно в линии для протекания суспензии из накопительного резервуара в резервуар для отбора фильтрата.

Кроме того, в устройстве для отделения катализатора химической реакцией может быть реакция синтеза РТ.

В соответствии с данным изобретением, выходящая из корпуса реактора суспензия, включающая частицы катализатора, может быть профильтрована несколькими фильтрами, расположенными от верхнего течения второй линии для протекания до ее нижнего течения. По этой причине, когда частицы катализатора отделяются и извлекаются из суспензии, включающей жидкие углеводороды, возможно надежное предотвращение примешивания частиц катализатора в рекуперируемые жидкие углеводороды, и мо

- 1 019378 жет сдерживаться ухудшение углеводородных продуктов. Кроме того, поскольку частицы катализатора отделяются от суспензии несколькими фильтрами, то становится ненужным отдельное предоставление дополнительных узлов, таких как термокамера и охлаждающая башня или конденсатор. Поэтому возможно предотвращение увеличения размеров устройства в целом.

Кроме того, в устройстве для отделения катализатора диаметр пор фильтра, расположенного выше по течению в линии для протекания, может быть больше, чем диаметр пор фильтра, расположенного ниже по течению в линии для протекания, среди нескольких фильтров.

В соответствии с данным изобретением, если все диаметры пор нескольких фильтров одинаковые, то поры фильтра в верхнем течении будут первыми засоряться частицами катализатора. Устройство для отделения катализатора по данному изобретению сконфигурировано таким образом, что диаметр пор фильтра, расположенного в нижнем течении второго канала для протекания, меньше, чем диаметр пор фильтра, расположенного в верхнем течении второй линии для протекания. По этой причине, хотя частицы катализатора со сравнительно малым внешним диаметром, которые прошли через поры соседнего фильтра, расположенного выше по течению, засоряют фильтр, расположенный ниже по течению, частицы катализатора, которые имеют размер больше диаметра пор фильтра в верхнем течении, засоряют фильтр с большим диаметром пор, расположенный выше по течению. В соответствии с этим, внешний диаметр засоряющих частиц катализатора будет различаться в зависимости от фильтра. Таким образом, предотвращается неравномерное засорение частицами катализатора лишь фильтра в верхнем течении и, соответственно, может быть предотвращено засорение суспензией, включающей частицы катализатора, второй линии для протекания, которое препятствует протеканию.

Кроме того, в устройстве для отделения катализатора по меньшей мере один из нескольких фильтров может быть нутч-фильтром.

В дополнение к этому, нутч-фильтр, на который здесь делается ссылка, означает фильтр такого типа, который выполняет всасывание и фильтрацию посредством вакуумного насоса или т.п. с одной стороны ткани или проволочной сетки, или фильтр такого типа, который выполняет фильтрацию повышением давления с другой стороны.

В соответствии с данным изобретением, частицы катализатора в суспензии могут быть эффективным образом отфильтрованы.

Кроме того, в устройстве для отделения катализатора, фильтр, ближайший к резервуару для отбора фильтрата среди нескольких фильтров, может быть изготовлен из спеченного металла.

В дополнение к этому, фильтр, изготовленный из спеченного металла, на который здесь делается ссылка, означает фильтр, который получен наложением металлического порошка или металлических сеток и термообработкой, чтобы связать частицы металлического порошка или металлические сетки, при температуре ниже температуры плавления металла.

В соответствии с данным изобретением, даже частицы катализатора с малым внешним диаметром, несколько микрометров, могут быть уловлены фильтрами.

Кроме того, в устройстве для отделения катализатора, несколько фильтров могут включать первый фильтр, который фильтрует суспензию, извлеченную из накопительного резервуара, и несколько вторых фильтров, которые фильтруют суспензию, прошедшую через первый фильтр, при этом часть линии для протекания может разветвляться параллельным образом, несколько вторых фильтров могут быть предусмотрены в каждом разветвлении линии для протекания, и переключающий узел может быть предусмотрен в линии для протекания, так что суспензия выборочным образом протекает в несколько вторых фильтров.

В соответствии с данным изобретением, например, когда частицы катализатора засоряют поры фильтра, и затрудняется протекание суспензии, пока суспензия направляется для протекания в одно из разветвлений линии для протекания, возможно переключение разветвлений линии для протекания, которое обеспечивает возможность протекания суспензии в другое разветвление линии для протекания, посредством переключающего узла. Соответственно, даже когда частицы катализатора засорили поры фильтра, замена новым фильтром может быть сделана без остановки протекания суспензии.

Преимущество данного изобретения

В соответствии с устройством для отделения катализатора по данному изобретению, возможно сдерживание увеличения размеров оборудования и ухудшения углеводородов, отделяя и извлекая при этом частицы катализатора из суспензии, включающей жидкие углеводороды.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, показывающее общую конфигурацию устройства для синтеза жидкого топлива с применением устройства для отделения катализатора в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение, показывающее общую конфигурацию устройства для отделения катализатора в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему, показывающую процесс функционирования устройства для отделения катализатора в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.

- 2 019378

Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение, показывающее общую конфигурацию устройства для отделения катализатора в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.

Осуществление данного изобретения

Первый вариант осуществления.

Далее в данном документе будет описан первый вариант осуществления устройства для отделения катализатора в соответствии с данным изобретением со ссылками на фиг. 1 -3.

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, показывающее общую конфигурацию устройства 1 для синтеза жидкого топлива, которое синтезирует жидкие топлива из исходного углеводородного материала, такого как природный газ, с применением устройства 81 для отделения катализатора по данному изобретению. Устройство 1 для синтеза жидкого топлива представляет собой промышленное устройство, которое реализует процесс СТЬ (газ-в-жидкость), посредством которого исходный углеводородный материал, такой как природный газ, преобразуется в жидкие топлива. Устройство 81 для отделения катализатора представляет собой, например, устройство, которое применяется, когда индивидуальные узлы, которые производят продукты, являющиеся жидкими топливами, (которые будут описаны далее) устройства 1 для синтеза жидкого топлива прекращают свое функционирование, и которое отделяет и извлекает частицы катализатора из суспензии, включающей жидкие углеводороды, синтезированные посредством химической реакции синтез-газа, включающего газообразный водород и газообразный монооксид углерода в качестве основных компонентов, и суспензии, содержащей твердотельные частицы катализатора, суспендированные в жидкости.

Как показано на фиг. 1, устройство 1 для синтеза жидкого топлива включает узел 3 для производства синтез-газа, узел 5 для синтеза ЕТ и узел 7 повышения качества. Узел 3 для производства синтез-газа риформирует природный газ, который является исходным углеводородным материалом, чтобы получить синтез-газ, включающий газообразный монооксид углерода и газообразный водород. Узел 5 для синтеза ЕТ производит жидкие углеводороды из полученного синтез-газа посредством реакции синтеза ФишераТропша. Узел 7 повышения качества подвергает гидрогенизации и очищает жидкие углеводороды, полученные реакцией синтеза ЕТ, чтобы получить жидкие топлива в качестве конечных продуктов (лигроин, керосин, газойль, парафин и т.п.). Далее в данном документе будут описаны компоненты каждого из этих узлов.

Вначале будет описан узел 3 для производства синтез-газа. Узел 3 для производства синтез-газа главным образом включает, например, реактор 10 десульфурации, узел 12 для риформинга, котел 14 для рекуперации отходящего тепла, парожидкостные сепараторы 16 и 18, узел 20 для удаления СО₂ и сепаратор 26 водорода. Реактор 10 десульфурации состоит из гидродесульфуратора и т.д. и удаляет серосодержащие компоненты из природного газа, используемого в качестве исходного материала. Узел 12 для риформинга риформирует природный газ, подаваемый из реактора 10 десульфурации, чтобы получить синтез-газ, включающий газообразный монооксид углерода (СО) и газообразный водород (Н₂) в качестве основных компонентов. Котел 14 для рекуперации отходящего тепла рекуперирует отходящее тепло синтез-газа, произведенного в узле 12 для риформинга, чтобы получить пар высокого давления.

Парожидкостной сепаратор 16 разделяет воду, нагретую теплообменом с синтез-газом в котле 14 для рекуперации отходящего тепла, на пар (пар высокого давления) и жидкость. Парожидкостной сепаратор 18 удаляет конденсат из синтез-газа, охлажденного в котле 14 для рекуперации отходящего тепла, и подает газ в узел 20 для удаления СО2. Узел 20 для удаления С2 содержит абсорбционную колонну 22, которая посредством применения абсорбента удаляет газообразный диоксид углерода из синтез-газа, подаваемого из парожидкостного сепаратора 18 и регенерационную колонну 24, которая десорбирует газообразный диоксид углерода и регенерирует абсорбент, включающий газообразный диоксид углерода. Сепаратор 26 водорода отделяет часть газообразного водорода, включенного в синтез-газ, газообразный диоксид углерода от которого отделен узлом 20 для удаления СО2. Следует при этом заметить, что необходимость в применении вышеуказанного узла 20 для удаления СО2 может отсутствовать в зависимости от обстоятельств.

Среди них узел 12 для риформинга риформирует природный газ посредством использования диоксида углерода и пара, чтобы получить синтез-газ при высокой температуре, включающий газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов, посредством метода риформинга пара и газообразного диоксида углерода, представленного приведенными ниже формулами химических реакций (1) и (2). Кроме того, метод риформинга в этом узле 12 для риформинга не ограничивается вышеуказанным методом риформинга с применением пара и газообразного диоксида углерода. Например, метод парового риформинга, метод риформинга с частичным окислением (РОХ) с применением кислорода, метод автотермического риформинга (ЛТК), который является комбинацией метода с частичным окислением и метода парового риформинга, метод риформинга с газообразным диоксидом углерода и т.п. также могут быть использованы.

СН₄+Н₂О^СО+ЗН₂ (1)

СН₄+СО₂-.2СО+2Н_г (2)

- 3 019378

Кроме того, предусмотрен сепаратор 26 водорода на линии, ответвляющейся от основной линии, которая соединяет узел 20 для удаления СО₂ или парожидкостной сепаратор 18 с реактором 30 в виде барботажной колонны. Этот сепаратор 26 водорода может, например, состоять из узла адсорбции водорода с колебаниями давления (Р8А), который выполняет адсорбцию и десорбцию водорода посредством использования разности давлений. Этот узел адсорбции водорода с колебаниями давления (Р8А) имеет адсорбенты (цеолитовый адсорбент, активированный уголь, глинозем, силикагель и т.п.) внутри нескольких адсорбционных колонн (не показаны), которые расположены параллельно. Посредством последовательного повторения процессов, включающих повышение давления, адсорбцию, десорбцию (уменьшение давления) и продувку водородом, в каждой из адсорбционных колонн, газообразный водород высокой чистоты (например, примерно 99,999%), отделенный от синтез-газа, может поставляться непрерывным образом.

Кроме того, метод отделения газообразного водорода в сепараторе 26 водорода не ограничивается примером метода адсорбции с колебаниями давления, как в вышеуказанном узле адсорбции водорода с колебаниями давления (Р8А). Например, может быть использован метод адсорбции с применением сплава, накапливающего водород, метод мембранного разделения или их комбинация.

Метод адсорбции с применением сплава, накапливающего водород, представляет собой, например, технологию отделения газообразного водорода с применением сплава, накапливающего водород (Т1Ре, Ьа№₅, Т1Ре₀,_7-0,₉, Μη₀,₃-₀,₁, Т1Ми_1>5 и т.п.), который обладает способностью к адсорбции или выделению водорода в охлажденном или нагретом состоянии. Посредством предоставления нескольких адсорбционных колонн, в которых содержится сплав, накапливающий водород, и поочередного повторения в каждой из адсорбционных колонн, адсорбции водорода посредством охлаждения сплава, накапливающего водород, и выделения водорода посредством нагревания сплава, накапливающего водород, газообразный водород в синтез-газе может быть отделен и извлечен.

В дополнение к этому, метод мембранного разделения представляет собой технологию отделения газообразного водорода, обладающего высокой способностью к проницаемости через мембрану, от смешанного газа, с применением мембраны, изготовленной из полимерного материала, такого как ароматический полиимид. Поскольку этот метод мембранного разделения не сопровождается фазовым превращением, меньше энергии требуется для выполнения, и эксплуатационные расходы низкие. Кроме того, поскольку структура узла для мембранного разделения является простой и компактной, затраты на необходимое оборудование являются низкими, и требуемая производственная площадь уменьшается. Более того, поскольку при мембранном разделении отсутствует приводной узел, и диапазон стабильной эксплуатации широкий, то имеет место преимущество, заключающееся в простоте технического обслуживания и управления.

Далее будет описан узел 5 для синтеза РТ. Узел 5 для синтеза РТ в основном включает, например, реактор 30 в виде барботажной колонны (корпус реактора), парожидкостной сепаратор 34, сепаратор 36, парожидкостной сепаратор 38 и первую фракционирующую колонну 40. Реактор 30 в виде барботажной колонны выполняет реакцию синтеза РТ для синтез-газа, произведенного в вышеуказанном узле 3 для производства синтез-газа, т.е. для газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, чтобы получить углеводороды.

Парожидкостной сепаратор 34 разделяет воду, протекающую через теплообменную трубу 32, которая размещена в реакторе 30 в виде барботажной колонны, и нагреваемую в ней, на пар (пар среднего давления) и жидкость. Сепаратор 36 соединен со средней частью реактора 30 в виде барботажной колонны, чтобы разделить катализатор и жидкий углеводородный продукт. Парожидкостной сепаратор 38 соединен с верхней частью реактора 30 в виде барботажной колонны, чтобы охлаждать непрореагировавший синтез-газ и газообразные углеводородные продукты. Первая фракционирующая колонна 40 дистиллирует жидкие углеводороды, подаваемые через сепаратор 36 и парожидкостной сепаратор 38 из реактора 30 в виде барботажной колонны, разделяет жидкие углеводороды на отдельные фракции в соответствии с температурами кипения и очищает их.

Среди них, реактор 30 в виде барботажной колонны, который является примером реактора, синтезирующего жидкие углеводороды из синтез-газа, функционирует как реактор для синтеза РТ, который синтезирует жидкие углеводороды из синтез-газа посредством реакции синтеза РТ. Реактор 30 в виде барботажной колонны состоит, например, из реактора типа барботажной колонны со слоем суспензии, в котором суспензия, состоящая в основном из частиц катализатора и углеводородов средней плотности, содержится внутри резервуара в виде колонны. Этот реактор 30 в виде барботажной колонны производит газообразные или жидкие углеводороды из синтез-газа посредством синтеза РТ. Подробнее, в этом реакторе 30 в виде барботажной колонны синтез-газ, который является исходным газом, подается в виде пузырьков из барботера в нижней части реактора 30 в виде барботажной колонны и проходит через суспензию, и в диспергированном состоянии газообразный водород и газообразный монооксид углерода подвергаются реакции синтеза, как показано в приведенной ниже формуле (3) химической реакции.

2пН₂+пСО-. (-СН₂-) _п+пН₂О (3)

В дополнение к этому, частицы катализатора могут ухудшаться вследствие тепла, генерируемого во

- 4 019378 время реакции синтеза ЕТ, трения о внутреннюю стенку линии для протекания и т.п. Кроме того, поскольку эта реакция синтеза ЕТ является экзотермической реакцией, то реактор 30 в виде барботажной колонны, который является реактором теплообменного типа, внутри которого размещена теплообменная труба 32, адаптирован таким образом, что, например, вода (ВЕХУ: подпиточная вода для котла) подается в качестве хладагента, так что теплота вышеуказанной реакции синтеза ЕТ может быть рекуперирована в виде пара среднего давления посредством теплообмена между суспензией и водой.

В заключение, будет описан узел 7 повышения качества. Узел 7 повышения качества включает, например, реактор 50 гидрокрекинга парафиновой фракции, реактор 52 гидроочистки керосиновой и газойлевой фракции, реактор 54 гидроочистки лигроиновой фракции, парожидкостные сепараторы 56, 58 и 60, вторую фракционирующую колонну 70 и стабилизатор 72 лигроина. Реактор 50 гидрокрекинга парафиновой фракции соединен с нижней частью первой фракционирующей колонны 40. Реактор 52 гидроочистки керосиновой и газойлевой фракции соединен со средней частью первой фракционирующей колонны 40. Реактор 54 гидроочистки лигроиновой фракции соединен с верхней частью первой фракционирующей колонны 40. Парожидкостные сепараторы 56, 58 и 60 расположены таким образом, чтобы соответствовать реакторам гидрогенизации 50, 52 и 54, соответственно. Вторая фракционирующая колонна 70 разделяет и очищает жидкие углеводороды, подаваемые из парожидкостных сепараторов 56 и 58 в соответствии с их температурами кипения. Стабилизатор 72 лигроина дистиллирует жидкие углеводороды лигроиновой фракции, подаваемые из парожидкостного сепаратора 60 и второй фракционирующей колонны 70. Затем стабилизатор 72 лигроина выпускает бутан и компоненты легче, чем бутан, в качестве газа, сжигаемого в факеле, и отделяет и рекуперирует компоненты с числом атомов углерода пять или более, такие как лигроиновый продукт.

Далее будет описан процесс (СТЬ процесс) синтезирования жидкого топлива из природного газа посредством устройства 1 для синтеза жидкого топлива, сконфигурированного так, как описано выше.

Природный газ (основным компонентом которого является СН₄) в качестве углеводородного сырья подается в устройство 1 для синтеза жидкого топлива из внешнего источника подачи природного газа (не показан), такого как месторождение природного газа или завод по обработке природного газа. Вышеуказанный узел 3 для производства синтез-газа риформирует этот природный газ, чтобы получить синтез-газ (газовую смесь, включающую газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов).

Более конкретно, вначале природный газ подается в реактор 10 десульфурации вместе с газообразным водородом, отделенным сепаратором 26 водорода. Реактор 10 десульфурации гидрогенизирует и десульфурирует серосодержащие компоненты, включенные в природный газ, с применением газообразного водорода вместе, например, с катализатором на базе ΖηΟ. Посредством предварительной десульфурации природного газа указанным образом возможно предотвращение деактивации катализатора, используемого в узле 12 для риформинга, реакторе 30 в виде барботажной колонны и т.п., под действием серосодержащих компонентов.

Природный газ (который может также содержать диоксид углерода), десульфурированный таким образом, подается в узел 12 для риформинга после смешивания газообразного диоксида углерода (СО₂), подаваемого из источника подачи диоксида углерода (не показан), и пара, образуемого в котле 14 для рекуперации отходящего тепла. Узел 12 для риформинга риформирует природный газ с применением диоксида углерода и пара, чтобы получить синтез-газ при высокой температуре, включающий газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов, посредством способа риформинга с применением пара и газообразного диоксида углерода. При этом в узел 12 для риформинга подается, например, топливный газ для горелки, размещенной в узле 12 для риформинга, и воздух, и теплота реакции, требующаяся для вышеуказанной реакции риформинга с паром и СО2, которая является эндотермической реакцией, предоставляется посредством теплоты сгорания топливного газа в горелке.

Синтез-газ при высокой температуре (например, 900°С, 2,0 МПа изб. давл.), произведенный таким образом в узле 12 для риформинга подается в котел 14 для рекуперации отходящего тепла и охлаждается посредством теплообмена с водой, которая протекает через котел 14 для рекуперации отходящего тепла (например, 400 °С), посредством чего рекуперируется отходящее тепло. При этом вода, нагретая синтезгазом в котле 14 для рекуперации отходящего тепла, подается в парожидкостной сепаратор 16. Из этого парожидкостного сепаратора 16 газообразный компонент подается в узел 12 для риформинга или другие внешние устройства в качестве пара высокого давления (например, от 3,4 до 10,0 МПа изб. давл.), а вода в качестве жидкого компонента возвращается в котел 14 для рекуперации отходящего тепла.

В это же время синтез-газ, охлажденный в котле 14 для рекуперации отходящего тепла, подается в абсорбционную колонну 22 узла 20 для удаления СО₂ или реактор 30 в виде барботажной колонны после того, как конденсат отделен и удален из синтез-газа в парожидкостном сепараторе 18. Абсорбционная колонна 22 абсорбирует газообразный диоксид углерода, включенный в синтез-газ, и удерживает его в абсорбенте, чтобы отделить газообразный диоксид углерода от синтез-газа. Абсорбент, включающий газообразный диоксид углерода внутри абсорбционной колонны 22, вводится в регенерационную колон

- 5 019378 ну 24, абсорбент, включающий газообразный диоксид углерода, нагревается и подвергается процедуре десорбции посредством, например, пара, и результирующий десорбированный газообразный диоксид углерода возвращается в узел 12 для риформинга из регенерационной колонны 24 и используется повторно для вышеуказанной реакции риформинга.

Синтез-газ, полученный таким образом в узле 3 для производства синтез-газа, подается в реактор 30 в виде барботажной колонны вышеуказанного узла 5 для синтеза ЕТ. При этом соотношение компонентов синтез-газа, подаваемого в реактор 30 в виде барботажной колонны, регулируется до соотношения компонентов (например, Н₂:СО=2:1 (молярное соотношение)), подходящего для реакции синтеза ЕТ. Кроме того, давление синтез-газа, подаваемого в реактор 30 в виде барботажной колонны, увеличивают до давления (например, примерно 3,6 МПа изб. давл.), подходящего для реакции синтеза ЕТ, компрессором (не показан), установленным на трубопроводе, который соединяет узел 20 для удаления СО2 с реактором 30 в виде барботажной колонны.

Кроме того, часть синтез-газа, газообразный диоксид углерода из которого удален вышеуказанным узлом 20 для удаления СО2, также поступает в сепаратор 26 водорода. Сепаратор 26 водорода отделяет газообразный водород, включенный в синтез-газ, посредством адсорбции и десорбции (адсорбции и десорбции водорода с колебаниями давления (Р8Л)) с применением разности давления, как описано выше. Этот отделенный водород непрерывно подается из газгольдера (не показан) или т.п. посредством компрессора (не показан) к различным узлам для проведения реакции с применением водорода (например, реактору 10 десульфурации, реактору 50 гидрокрекинга парафиновой фракции, реактору 52 гидроочистки керосиновой и газойлевой фракции, реактору 54 гидроочистки лигроиновой фракции, и т.п.), которые выполняют заданные реакции с применением водорода внутри устройства 1 для синтеза жидкого топлива.

Затем вышеуказанный узел 5 для синтеза ЕТ синтезирует жидкие углеводороды реакцией синтеза ЕТ из синтез-газа, произведенного вышеуказанным узлом 3 для производства синтез-газа.

А именно, синтез-газ, из которого был удален газообразный диоксид углерода в вышеуказанном узле 20 для удаления СО₂, втекает из нижней части реактора 30 в виде барботажной колонны и протекает вверх в суспензии катализатора, содержащейся в реакторе 30 в виде барботажной колонны. При этом внутри реактора 30 в виде барботажной колонны газообразный монооксид углерода и газообразный водород, которые включены в синтез-газ, реагируют один с другим в ходе реакции синтеза ЕТ, посредством чего производятся углеводороды. Более того, посредством протекания воды через теплообменную трубу 32 реактора 30 в виде барботажной колонны во время этой реакции синтеза, теплота реакции синтеза ЕТ удаляется, и вода, нагревающаяся посредством этого теплообмена, испаряется с образованием пара. Что касается этого пара, то вода, ожиженная в парожидкостном сепараторе 34, возвращается в теплообменную трубу 32, а газообразный компонент подается во внешний узел в качестве пара среднего давления (например, от 1,0 до 2,5 МПа изб. давл.).

Жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе 30 в виде барботажной колонны таким образом, извлекаются из средней части реактора 30 в виде барботажной колонны и вводятся в сепаратор 36. Сепаратор 36 разделяет катализатор (твердотельный компонент) и жидкий компонент, включающий жидкий углеводородный продукт, в извлеченной суспензии. Часть отделенного катализатора подается в реактор 30 в виде барботажной колонны, а жидкий компонент подается в первую фракционирующую колонну 40. Из верхней части реактора 30 в виде барботажной колонны непрореагировавший синтез-газ и газообразный компонент синтезированных углеводородов вводятся в парожидкостной сепаратор 38. Парожидкостной сепаратор 38 охлаждает эти газы, чтобы отделить некоторые сконденсированные жидкие углеводороды и ввести их в первую фракционирующую колонну 40. В то же время, что касается газообразного компонента, отделенного в парожидкостном сепараторе 38, непрореагировавший синтез-газ (СО и Н₂) возвращается в нижнюю часть реактора 30 в виде барботажной колонны и используется повторно для реакции синтеза ЕТ. Кроме того, выпускаемый газ (газ, сжигаемый в факеле), иной, чем целевые продукты, включающий в качестве основного компонента газообразный углеводород с небольшим числом атомов углерода (С₄ или меньше), вводится в агрегат для внешнего сжигания (не показан), сжигается в нем и затем выпускается в атмосферу.

Затем первая фракционирующая колонна 40 нагревает жидкие углеводороды (с разным числом атомов углерода), подаваемые через сепаратор 36 и парожидкостной сепаратор 38 из реактора 30 в виде барботажной колонны, как описано выше, чтобы фракционировать дистилляцией жидкие углеводороды, используя разность в их температурах кипения. Посредством этого, первая фракционирующая колонна 40 разделяет и очищает жидкие углеводороды на лигроиновую фракцию (температура кипения которой ниже примерно 150°С), керосиновую и газойлевую фракцию (температура кипения которой составляет примерно от 150 до 350°С) и парафиновую фракцию (температура кипения которой выше примерно 350°С). Жидкие углеводороды (в основном С₂₁ или более), отбираемые в качестве парафиновой фракции из нижней части первой фракционирующей колонны 40, перемещаются в реактор 50 гидрокрекинга парафиновой фракции, жидкие углеводороды (в основном от Си до С₂₀), извлеченные в качестве керосиновой и газойлевой фракции из средней части первой фракционирующей колонны 40, перемещаются в ре

- 6 019378 актор 52 гидроочистки керосиновой и газойлевой фракции, и жидкие углеводороды (в основном от С₅ до Сю), извлеченные в качестве лигроиновой фракции из верхней части первой фракционирующей колонны 40, перемещаются в реактор 54 гидроочистки лигроиновой фракции.

В реакторе 50 гидрокрекинга парафиновой фракции подвергаются гидрокрекингу жидкие углеводороды, являющиеся парафиновой фракцией с большим числом атомов углерода (примерно С₂₁ или более), которая подается из нижней части первой фракционирующей колонны 40, посредством использования газообразного водорода, подаваемого из вышеуказанного сепаратора 26 водорода, чтобы уменьшить число атомов углерода до С₂₀ или менее. В этой реакции гидрокрекинга углеводороды с небольшим числом атомов углерода и с низкой молекулярной массой производятся посредством разрыва связей С-С углеводородов с большим числом атомов углерода при применении катализатора и нагревания. Продукт, включающий жидкие углеводороды, подвергнутые гидрокрекингу посредством этого реактора 50 гидрокрекинга парафиновой фракции, разделяется на газ и жидкость в парожидкостном сепараторе 56, жидкие углеводороды от которого перемещаются во вторую фракционирующую колонну 70, а газообразный компонент (включающий газообразный водород) от которого перемещается в реактор 52 гидроочистки керосиновой и газойлевой фракции и реактор 54 гидроочистки лигроиновой фракции.

В реакторе 52 гидроочистки керосиновой и газойлевой фракции подвергаются гидроочистке жидкие углеводороды (примерно от С₁₁ до С₂₀), являющиеся керосиновой и газойлевой фракциями, имеющими в основном среднее число атомов углерода, которые подаются из средней части первой фракционирующей колонны 40, посредством использования газообразного водорода, подаваемого через реактор 50 гидрокрекинга парафиновой фракции из сепаратора 26 водорода. В этой реакции гидроочистки, для того, чтобы получить в основном насыщенные углеводороды с боковыми цепями, жидкие углеводороды изомеризуются, и к ненасыщенным связям вышеуказанных жидких углеводородов добавляется водород, чтобы насытить жидкие углеводороды. В результате продукт, включающий гидроочищенные жидкие углеводороды, разделяют на газ и жидкость в парожидкостном сепараторе 58, жидкие углеводороды от которого перемещают во вторую фракционирующую колонну 70, а газообразный компонент (включающий газообразный водород) от которого используют повторно для вышеуказанной реакции гидрогенизации.

В реакторе 54 гидроочистки лигроиновой фракции подвергаются гидроочистке жидкие углеводороды (примерно С₁₀ или менее), являющиеся лигроиновой фракцией с небольшим числом атомов углерода, которая подается из верхней части первой фракционирующей колонны 40, посредством использования газообразного водорода, подаваемого через реактор 50 гидрокрекинга парафиновой фракции из сепаратора 26 водорода. В результате, продукт, включающий гидроочищенные жидкие углеводороды, разделяют на газ и жидкость в парожидкостном сепараторе 60, жидкие углеводороды от которого перемещают в стабилизатор 72 лигроина, а газообразный компонент (включающий газообразный водород) от которого используют повторно для вышеуказанной реакции гидрогенизации.

Затем вторая фракционирующая колонна 70 дистиллирует жидкие углеводороды, подаваемые из реактора 50 гидрокрекинга парафиновой фракции и реактора 52 гидроочистки керосиновой и газойлевой фракции, как описано выше. В соответствии с этим, вторая фракционирующая колонна 70 разделяет и очищает жидкие углеводороды из реактора 50 гидрокрекинга парафиновой фракции, разделяя их на углеводороды (температура кипения которых ниже примерно 150°С) с числом атомов углерода С₁₀ или менее, керосин (температура кипения которого примерно от 150 до 250°С), газойль (температура кипения которого примерно от 250 до 350°С) и некрекированную парафиновую фракцию (температура кипения которой выше, чем примерно 350°С). Газойль отбирается из нижней части второй фракционирующей колонны 70, и керосин отбирается из ее средней части. В то же время углеводороды с числом атомов углерода С₁₀ или менее отбираются из верхней части второй фракционирующей колонны 70 и подаются в стабилизатор 72 лигроина.

Кроме того, стабилизатор 72 лигроина дистиллирует углеводороды с числом атомов углерода С₁₀или менее, которые подаются из вышеуказанного реактора 54 гидроочистки лигроиновой фракции и второй фракционирующей колонны 70. Таким образом, стабилизатор 72 лигроина отделяет и очищает лигроин (от С₅ до С₁₀) в качестве продукта. Соответственно, высокочистый лигроин отбирается из нижней части стабилизатора 72 лигроина. В то же время выпускаемый газ (газ, сжигаемый в факеле), иной, чем целевые продукты, который содержит в качестве основного компонента углеводороды с заданным числом атомов углерода или меньше (С₄ или меньше), выпускается из верхней части стабилизатора 72 лигроина.

Фиг. 2 показывает, например, устройство 81 для отделения катализатора по данному изобретению, используемое, когда отдельные узлы устройства 1 для синтеза жидкого топлива остановили свое функционирование, как описано выше.

Устройство 81 для отделения катализатора включает реактор 30 в виде барботажной колонны, первую линию 83 для протекания, которая извлекает суспензию, включающую частицы катализатора, из реактора 30 в виде барботажной колонны, накопительный резервуар, который сохраняет извлеченную суспензию, т.е. резервуар 85 для приема отработанного катализатора, вторую линию 84 для протекания,

- 7 019378 используемую для обработки суспензии в резервуаре 85 для приема отработанного катализатора, и несколько фильтров (подробности которых будут описаны ниже), предоставленных по направлению к нижнему течению от верхнего течения второй линии 84 для протекания.

Первая линия 83 для протекания образована трубой 83а, вторая линия 84 для протекания включает трубы 84а, 84Ь и 84с, и резервуар 85 для приема отработанного катализатора, первый фильтрующий узел 87, второй фильтрующий узел 89 и резервуар для отбора фильтрата 91 размещены в указанном порядке от ее верхнего течения. Реактор 30 в виде барботажной колонны соединен с одним концом трубы 83а, резервуар 85 для приема отработанного катализатора соединен между другим концом трубы 83а и одним концом трубы 84а, первый фильтрующий узел 87 соединен между другим концом трубы 84а и одним концом трубы 84Ь, и второй фильтрующий узел 89 соединен между другим концом трубы 84Ь и одним концом трубы 84с. Резервуар 91 для отбора фильтрата соединен с другим концом трубы 84с, противоположным ее первому концу, с которым соединен второй фильтрующий узел 89.

Резервуар 85 для приема отработанного катализатора представляет собой резервуар, который временно сохраняет суспензию, первый фильтрующий узел 87 и второй фильтрующий узел 89 представляют собой узлы, которые отфильтровывают твердотельные частицы, такие как частицы катализатора, из суспензии, и резервуар 91 для отбора фильтрата представляет собой резервуар, в котором размещается фильтрат Ь, полученный фильтрацией суспензии.

Первый запорный клапан 93 для открытия и перекрывания трубы 83а установлен на трубе 83а, соединяющей реактор 30 в виде барботажной колонны и резервуар 85 для приема отработанного катализатора. Открытие трубы, на которое здесь делается ссылка, означает, что суспензия может протекать через трубу, а перекрывание трубы означает, что суспензия не может протекать через трубу.

Первая линия 95 для подачи азота, которая подает азот в резервуар 85 для приема отработанного катализатора, соединена с верхней частью резервуара 85 для приема отработанного катализатора, и второй запорный клапан 96 для открытия и перекрывания линии установлен на первой линии 95 для подачи азота.

Датчик 98 уровня жидкости, который определяет высоту уровня жидкости для суспензии, удерживаемой внутри, присоединен к резервуару 85 для приема отработанного катализатора, и мешалка 99 для перемешивания суспензии установлена в резервуаре для приема отработанного катализатора. В дополнение к этому, в датчике 98 уровня жидкости, дисплейный узел (не показан), предусмотренный в датчике уровня жидкости, может отображать ВЫСОКИЙ, когда резервуар 85 для приема отработанного катализатора заполнен суспензией, и уровень ее жидкости становится выше заданной высоты, и может отображать ПУСТОЙ, когда суспензия выпущена из резервуара 85 для приема отработанного катализатора.

Третий запорный клапан 101 для открытия и перекрывания трубы 84а и измерительный прибор 102 для измерения расхода суспензии, которая протекает через трубу 84а, присоединены к трубе 84а, которая соединяет резервуар 85 для приема отработанного катализатора и первый фильтрующий узел 87.

Первый фильтрующий узел 87 снабжен цилиндрическим корпусом 87а резервуара, который удерживает суспензию, первым фильтром 104, то есть нутч-фильтром для фильтрации суспензии, датчиком 87Ь уровня жидкости, который определяет уровень жидкости для суспензии, включающей частицы катализатора, в корпусе 87а резервуара, перемешивающий/выпускной узел 105, который выполняет перемешивание суспензии и выпуск твердотельных частиц, отфильтрованных первым фильтром 104, и первую линию 108 для перемещения твердотельного материала, которая перемещает отфильтрованные твердотельные частицы, подлежащие размещению в первом баке 107 для отработанного катализатора.

Нутч-фильтр обычно представляет собой фильтр такого типа, который выполняет всасывание и фильтрацию посредством вакуумного насоса или т.п. с одной стороны ткани или проволочной сетки, или фильтр такого типа, который выполняет фильтрацию повышением давления с другой стороны, и первый фильтр 104 этого варианта осуществления сконфигурирован таким образом, что число его отверстий на линейный дюйм составляет от 400 до 800 меш, т.е. диаметр пор, сформированных в первом фильтре 104, составляет от 31 до 63 мкм.

Перемешивающий/выпускной узел 105 имеет перемешивающую лопасть 105а, которая размещена внутри корпуса 87а резервуара таким образом, что вращается вокруг осевой линии корпуса 87а резервуара и перемещается параллельно в его осевом направлении, вал 105Ь, соединенный с перемешивающей лопастью 105а на одном конце, и двигатель 105с для привода перемешивающей лопасти, который соединен с другим концом вала 105Ь и генерирует приводное усилие, которое вращает или перемещает перемешивающую лопасть 105а.

Кроме того, клапан 109 для открытия и перекрывания первой линии 108 для перемещения твердотельного материала установлен на первой линии 108 для перемещения твердотельного материала.

Четвертый запорный клапан 110 для открытия и перекрывания трубы 84Ь установлен на трубе 84Ь, которая соединяет первый фильтрующий узел 87 и второй фильтрующий узел 89.

Второй фильтрующий узел 89 включает дифференциальный манометр 112, который измеряет перепад давлений между внутренним пространством второго фильтрующего узла и трубой 84с сразу же после второго фильтрующего узла 89, второй фильтр 113, который является фильтром, изготовленным из

- 8 019378 спеченного металла (далее в данном документе именуемым как спеченный металлический фильтр), который размещен внутри, и датчик 89а уровня жидкости, который определяет уровень жидкости суспензии во втором фильтрующем узле 89. Возможно формирование малых пор в спеченном металлическом фильтре, и в этом варианте осуществления диаметр пор второго фильтра 113 установлен таким образом, что составляет 10 мкм или менее, и предпочтительно 5 мкм или менее. То есть два фильтра, предусмотренные в устройстве 81 для отделения катализатора 81, сконфигурированы таким образом, чтобы диаметр пор второго фильтра 113, размещенного в нижнем течении, становился меньше, чем диаметр пор (от 31 до 63 мкм) первого фильтра 104, размещенного в верхнем течении.

В дифференциальном манометре 112 предусмотрен дисплейный узел (не показан), который может отображать ВЫСОКОЕ, когда второй фильтр 113 засорен частицами катализатора или т.п., и падение давления между верхним течением и нижним течением второго фильтра 113 больше заданной величины, и может отображать НИЗКОЕ, когда падение давления меньше заданной величины.

Вторая линия 115 для перемещения твердотельного материала, которая перемещает твердотельные частицы, отфильтрованные вторым фильтрующим узлом 89, для их размещения во втором баке 114 для отработанного катализатора 114, предусмотрена под вторым фильтрующим узлом 89. Седьмой запорный клапан 117 для открытия и перекрывания второй линии 115 для перемещения твердотельного материала предусмотрен на второй линии 115 для перемещения твердотельного материала.

С трубой 84с, которая соединяет второй фильтрующий узел 89 и резервуар 91 для отбора фильтрата, соединена вторая линия 121 для подачи азота, которая подает азот в трубу 84с и открывается и перекрывается шестым запорным клапаном 120, в нижнем течении по отношению к месту, где давление на стороне трубы 84с измеряется дифференциальным манометром 112, и пятый запорный клапан 123 для открытия и перекрывания трубы 84с установлен в нижнем течении от второй линии 121 для подачи азота.

Далее будет описан процесс отделения и извлечения частиц катализатора из суспензии посредством устройства 81 для отделения катализатора, сконфигурированного, как описано выше.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему, показывающую процесс функционирования устройства 81 для отделения катализатора. Кроме того, перед началом выполнения указанных ниже этапов запорные клапаны 93, 96, 101, 110, 117, 120 и 123 и клапан 109 находятся все в закрытом состоянии.

Вначале этап 811 повторяют до тех пор, пока не будет выдана команда на извлечение суспензии из реактора 30 в виде барботажной колонны, и процесс переходит к этапу 812, когда выдана команда на извлечение суспензии (ДА).

После этого на этапе 812 первый запорный клапан 93 открывают, чтобы суспензия могла протекать в резервуар 85 для приема отработанного катализатора через внутреннее пространство трубы 83а из реактора 30 в виде барботажной колонны, суспензия перемешивается мешалкой 99, и процесс переходит к этапу 813. Затем этап 813 повторяется до тех пор, пока уровень жидкости суспензии в резервуаре 85 для приема отработанного катализатора, определяемый датчиком 98 уровня жидкости, не будет отображен как ВЫСОКИЙ дисплейным узлом, и процесс переходит к этапу 814.

На этапе 814 первый запорный клапан 93 закрывается, второй запорный клапан 96, третий запорный клапан 101, четвертый запорный клапан 110 и пятый запорный клапан 123 открываются, и процесс переходит к этапу 815.

В это время на суспензию в резервуаре 85 для приема отработанного катализатора воздействует давление азота, который протекает в резервуар 85 для приема отработанного катализатора по первой линии 95 для подачи азота, и она протекает в корпус 87а резервуара первого фильтрующего узла 87 вместе с азотом под повышенным давлением через внутреннее пространство трубы 84а.

После этого на этапе 815 суспензия в корпусе 87а резервуара первого фильтрующего узла 87 прижимается к первому фильтру 104 посредством давления азота, посредством чего начинается фильтрация. Во время этого периода перемешивающая лопасть 105а вращается двигателем 105с для привода перемешивающей лопасти перемешивающего/выпускного узла 105, чтобы перемешивать суспензию в корпусе 87а резервуара таким образом, что фильтрация суспензии выполняется эффективным образом.

Фильтрат, отфильтрованный первым фильтром 104, протекает через внутреннее пространство трубы 84Ь и протекает во второй фильтрующий узел 89 через четвертый запорный клапан 110. Затем фильтрат дополнительно фильтруется вторым фильтром 113, размещенным во втором фильтрующем узле 89, протекает через внутреннее пространство трубы 84с и протекает в резервуар 91 для отбора фильтрата через пятый запорный клапан 123. Фильтрат Ь, удерживаемый в резервуаре 91 для отбора фильтрата, содержит жидкие углеводороды в качестве основного компонента.

После этого на этапе 816 определяется, завершена или нет фильтрация суспензии. Более конкретно, когда дисплейный узел детектора 98 уровня жидкости отображает ПУСТОЙ, и суспензия не обнаруживается больше датчиком 87Ь уровня жидкости первого фильтрующего узла 87 и датчиком 89а уровня жидкости второго фильтрующего узла 89, устанавливается, что фильтрация завершена (ДА), и процесс переходит к этапу 817. Кроме того, когда дисплейный узел детектор 98 уровня жидкости не отображает ПУСТОЙ, или любой из датчиков 87Ь и 89а уровня жидкости определяет наличие суспензии, устанавливается, что фильтрация не завершена (НЕТ), и процесс переходит к этапу 821.

- 9 019378

На этапе 817 твердотельные частицы, такие как частицы катализатора, удерживаемые в первом баке

107 для отработанного катализатора и втором баке 114 для отработанного катализатора, удаляются посредством трейдера для захоронения отходов или т.п. или же регенерируются дилером для повторного использования отходов металлов, а фильтрат Ь, удерживаемый в резервуаре 91 для отбора фильтрата, используется повторно в качестве первоначального растворителя во время последующего функционирования устройства 1 для синтеза жидкого топлива, и все этапы завершаются.

В дополнение к этому следующая обработка может быть выполнена перед размещением твердотельных частиц в первом баке 107 для отработанного катализатора. А именно, перемешивающая лопасть 105а, которая вращается двигателем 105с для привода перемешивающей лопасти перемешивающего/выпускного узла 105, приводится в соприкосновение с первым фильтром 104, и клапан 109 открывается. Твердотельные частицы, такие как частицы катализатора, которые остались на первом фильтре 104, удерживаются в первом баке 107 для отработанного катализатора, поступая в него через первую линию

108 для перемещения твердотельного материала.

Кроме того, на этапе 821 определяется, отображает ли ВЫСОКИЙ или нет дисплейный узел дифференциального манометра 112, предусмотренного во втором фильтрующем узле 89. Затем, если дисплейный узел отображает ВЫСОКИЙ (ДА), процесс переходит к этапу 822, на котором выполняется процесс (который будет описан далее) удаления частиц катализатора, которые засорили второй фильтр 113, и если дисплейный узел отображает НИЗКИЙ (НЕТ), то процесс переходит к этапу 816.

На этапе 822 второй запорный клапан 96, четвертый запорный клапан 110 и пятый запорный клапан 123 закрываются, шестой запорный клапан 120 и седьмой запорный клапан 117 открываются, и процесс переходит к этапу 823.

Затем на этапе 823 подают азот в направлении ко второй линии 115 для перемещения твердотельного материала через второй фильтр 113 во втором фильтрующем узле 89 из второй линии 121 для подачи азота, и процесс переходит к этапу 824. Направление, в котором подается азот, является направлением, противоположным тому направлению, в котором суспензия, включающая частицы катализатора, протекала во второй фильтр 113 до сих пор, и твердотельные частицы, такие как частицы катализатора, уловленные вторым фильтром 113, выталкиваются азотом, который направляется для протекания, и удерживаются во втором баке 114 для отработанного катализатора, поступая в него через вторую линию 115 для перемещения твердотельного материала.

Затем на этапе 824 делают приготовления для последующей подачи суспензии в устройство 81 для отделения катализатора посредством открытия второго запорного клапана 96, четвертого запорного клапана 110 и пятого запорного клапана 123 и закрытия шестого запорного клапана 120 и седьмого запорного клапана 117.

Как таковая, в соответствии с устройством для отделения катализатора по первому варианту осуществления данного изобретения, суспензия, включающая частицы катализатора, может быть профильтрована в целом дважды посредством первого фильтра 104 и второго фильтра 113, которые расположены от верхнего течения второй линии 84 для протекания к ее нижнему течению. По этой причине, когда частицы катализатора отделяются и извлекаются из суспензии, включающей жидкие углеводороды, возможно предотвращение примешивания частиц катализатора в рекуперируемые жидкие углеводороды, и может сдерживаться ухудшение углеводородных продуктов. Соответственно, возможно улучшение качества углеводородов, полученных фильтрацией. Кроме того, поскольку частицы катализатора отделяются от суспензии двумя фильтрами 104 и 113, возможно предотвращение увеличения размеров устройства 81 для отделения катализатора в целом без применения крупногабаритных агрегатов, таких как термокамера и охлаждающая башня.

Кроме того, если диаметры всех пор первого фильтра 104 и второго фильтра 113 одинаковые, то частицы катализатора будут вначале засорять поры первого фильтра 104 в верхнем течении. Устройство 81 для отделения катализатора по данному изобретению сконфигурировано таким образом, что диаметр пор (10 мкм или менее) второго фильтра 113, расположенного ниже по течению меньше, чем диаметр пор (от 31 до 63 мкм) первого фильтра 104, расположенного в верхнем течении. По этой причине, хотя частицы катализатора со сравнительно небольшим внешним диаметром, которые прошли через поры первого фильтра 104, засоряют второй фильтр 113, внешний диаметр засоряющих частиц катализатора будет различаться в зависимости от фильтров таким образом, что частицы катализатора большей величины, чем диаметр пор первого фильтра 104, засоряют первый фильтр 104 с большим диаметром пор. Таким образом, предотвращается неравномерное засорение частицами катализатора первого фильтра 104 в верхнем течении и, соответственно, может быть предотвращено засорение углеводородами, включающими частицы катализатора, второй линии 84 для протекания, которое препятствует протеканию.

Второй вариант осуществления

Далее, хотя будет описан второй вариант осуществления данного изобретения, описание частей, одинаковых с описанным выше первым вариантом осуществления, будет опущено посредством присвоения им тех же самых цифровых обозначений, и будут описаны лишь отличающиеся аспекты.

Как показано на фиг. 4, в устройстве 131 для отделения катализатора этого варианта осуществления, вторая линия 134 для протекания, образованная основной линией 135 для протекания в верхнем те

- 10 019378 чении (основной линией), соединенной с резервуаром 85 для приема отработанного катализатора, двумя разветвлениями 136 и 137 линии для протекания, которые разветвляются от основной линии 135 для протекания в верхнем течении и основной линией 138 в нижнем течении, которая объединяет два разветвления 136 и 137 линии для протекания в одну на стороне нижнего течения, предусмотрена вместо второй линии 84 для протекания, предоставленной в вышеуказанном варианте осуществления. То есть часть линии для протекания от резервуара 85 для приема отработанного катализатора в резервуар 91 для отбора фильтрата разветвляется параллельным образом.

Основная линия 135 для протекания включает трубы 135а и 135Ь. Резервуар 85 для приема отработанного катализатора соединен с одним концом трубы 135а, и первый фильтрующий узел 87 соединен между другим концом трубы 135а и одним концом трубы 135Ь. Разветвление 136 линии для протекания включает трубы 136а и 136Ь, и разветвление 137 линии для протекания включает трубы 137а и 137Ь.

Переключающий узел 140, который может выполнять переключение таким образом, что суспензия, которая протекает через трубу 135Ь, подается для протекания в любую одну трубу из трубы 136а и трубы 137а, расположен между другим концом трубы 135Ь основной линии 135 для протекания в верхнем течении и одним концом трубы 136а разветвления 136 линии для протекания и одним концом трубы 137а разветвления 137 линии для протекания. То есть переключающий узел предусмотрен для направления суспензии выборочным образом в любое одно из разветвлений линии для протекания, которая разветвлена параллельным образом.

Кроме того, вместо второго фильтрующего узла 89, предусмотренного в устройстве 81 для отделения катализатора в описанном выше первом варианте осуществления, в этом варианте осуществления вторые фильтрующие узлы 89 размещены между другим концом трубы 136а и одним концом трубы 136Ь и между другим концом трубы 137а и одним концом трубы 137Ь, соответственно, и вторые фильтры 113, которые являются спеченными металлическими фильтрами, предусмотрены во втором фильтрующем узле 89.

В соответствии с устройством 131 для отделения катализатора, сконфигурированным, как описано выше, например, когда частицы катализатора засоряют поры фильтра 113, и затрудняется протекание суспензии, пока суспензия направляется для протекания в одно разветвление 136 линии для протекания, возможно переключение разветвлений линии для протекания, которое обеспечивает возможность протекания суспензии, от одного разветвления 136 линии для протекания на другое разветвление 137 линии для протекания посредством переключающего узла 140.

Соответственно, когда частицы катализатора засорили поры фильтра 113 разветвления 136 линии для протекания, замена фильтра 113 в разветвлении 137 линии для протекания может быть сделана без прекращения протекания суспензии.

В дополнение к этому, в этом варианте осуществления лишь второй фильтрующий узел 89, снабженный вторым фильтром 113, соединен с каждым из разветвлений 136 и 137 линии для протекания. Однако все фильтры в устройстве 131 для отделения катализатора могут быть соединены с каждым из разветвлений 136 и 137 линии для протекания. То есть первый фильтрующий узел 87, включающий первый фильтр 104, и второй фильтрующий узел 89, включающий второй фильтр 113, могут быть соединены с разветвлениями 136 и 137 линии для протекания, соответственно.

Кроме того, в этом варианте осуществления, хотя устройство 131 для отделения катализатора имеет два разветвления линии для протекания, устройство может иметь три или более разветвлений линии для протекания.

Хотя здесь были подробно описаны со ссылками на чертежи первый и второй варианты осуществления данного изобретения, конкретные конфигурации не ограничиваются вариантами осуществления, и данное изобретение также включает изменения или т.п. в конфигурации без отклонения от объема и сущности данного изобретения.

Например, вышеуказанные первый и второй варианты осуществления сконфигурированы таким образом, что диаметр пор второго фильтра 113 меньше диаметра пор первого фильтра 104. Однако диаметр пор первого фильтра 104 может быть таким же, что и диаметр пор второго фильтра 113, и диаметр пор первого фильтра 104 может быть меньше диаметра пор второго фильтра 113.

Кроме того, в описанных выше первом и втором вариантах осуществления два вида фильтров, включающих первый фильтр 104 и второй фильтр 113, предусмотрены от верхнего течения устройства для отделения катализатора к его нижнему течению. Однако может быть предусмотрено три вида фильтров или более.

Кроме того, в описанных выше первом и втором вариантах осуществления второй фильтр 113 может быть нутч-фильтром или т.п., не ограничиваясь спеченным металлическим фильтром.

Применяемость в производственных условиях

Устройство для отделения катализатора по данному изобретению может сдерживать увеличение размеров оборудования и ухудшение углеводородов, отделяя и извлекая при этом частицы катализатора из суспензии, включающей жидкие углеводороды.

- 11 019378

Описание цифровых обозначений

- реактор в виде барботажной колонны (корпус реактора);

81, 131 - устройство для отделения катализатора;

- первая линия для протекания;

84, 134 - вторая линия для протекания;

- резервуар для приема отработанного катализатора (накопительный резервуар);

104 - первый фильтр (фильтр);

113 - второй фильтр (фильтр);

135 - основная линия для протекания в верхнем течении (основная линия);

136, 137 - разветвление линии для протекания;

140 - переключающий узел.

Claims

1. Устройство для отделения катализатора, которое отделяет частицы катализатора от жидких углеводородов, полученных посредством реакции синтеза Фишера-Тропша из синтез-газа, включающего водород и монооксид углерода в качестве основных компонентов, и суспензии, содержащей твердотельные частицы катализатора, суспендированные в жидкости, данное устройство для отделения катализатора содержит реактор;

накопительный резервуар для накопления суспензии, извлеченной из реактора;

первый фильтрующий узел, содержащий первый фильтр, установленный в корпусе резервуара и сконфигурированный для фильтрования суспензии, подаваемой в корпус резервуара из накопительного резервуара;

второй фильтрующий узел, снабженный вторым фильтром, диаметр пор которого меньше, чем у первого фильтра, и сконфигурированный для фильтрования суспензии, подаваемой во второй фильтрующий узел из первого фильтрующего узла;

резервуар для отбора фильтрата предусмотрен для сбора фильтрата, прошедшего через первый и второй фильтрующие узлы, и первую линию для подачи азота, соединенную с накопительным резервуаром и сконфигурированную для подачи азота в корпус резервуара первого фильтрующего узла через накопительный резервуар.

2. Устройство для отделения катализатора по п.1, дополнительно содержащее мешалку для пере мешивания суспензии.

3. Устройство для отделения катализатора по любому из пп.1 или 2, в котором по меньшей мере один из первого или второго фильтрующих узлов является нутч-фильтром.

4. Устройство для отделения катализатора по любому из пп.1-3, в котором второй фильтр второго фильтрующего узла изготовлен из спеченного металла.

5. Устройство для отделения катализатора по любому из пп.1-4, в котором первый и второй фильтрующие узлы расположены последовательно вдоль линии протекания суспензии от накопительного резервуара к резервуару для отбора фильтрата, часть линии для протекания разветвлена параллельным образом, дополнительные вторые фильтрующие узлы соответственно предусмотрены в разветвлениях линий для протекания, и переключающий узел предусмотрен в линии для протекания для осуществления протекания суспензии в дополнительные вторые фильтрующие узлы выборочным образом.