EA021044B1 - Способ получения углеводородов, в особенности бензина, из синтез-газа - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу получения бензиновых углеводородов путем превращения синтез-газа в такие кислородсодержащие соединения, как метанол и/или диметилэфир, в первом конвертере и дальнейшее превращение в углеводороды во втором конвертере. Способ отличается в особенности тем, что не превращенный синтез-газ возвращается в первый конвертер, легкие углеводороды и не вступившие в реакцию компоненты синтез-газа из потока продукта второго конвертера возвращаются в первый или второй конвертер. Возвращение этих компонентов позволяет регулировать парциальные давления, в особенности метанола, во втором конвертере, в результате чего повышается качество продукта. Для дальнейшего повышения качества продукта процесс производится предпочтительно в изотермических условиях и условиях неполного превращения.

Description

Изобретение относится к способу получения углеводородов, в особенности бензина, из не содержащих углеводороды соединений, в особенности из синтез-газа, который содержит монооксид углерода и водород.

Уровень техники

Синтез-газ, представляющий собой, главным образом, смесь монооксида углерода и водорода, может быть получен из различных легкодоступных твердых и газообразных источников углерода и водорода. Синтезированные на основе синтез-газа углеводородное сырье и моторное топливо являются реальной альтернативой углеводородам нефти, а по своему качеству отчасти и превосходят их. Поэтому проблема эффективности технологии превращения синтез-газа в углеводороды уже в течение многих лет не теряет своей актуальности.

При разработанном в 1925 г. синтезе Фишера-Тропша (патент И8 1746464) синтез-газ непосредственно каталитически превращается в углеводороды.

Известно, что бензин может быть получен из синтез-газа в два этапа: сначала происходит синтез кислородных соединений (например, метанола или же деметилэфира либо смеси обоих соединений), а затем превращение кислородных соединений на цеолитсодержащем катализаторе в смесь углеводородов. Фирмой Мобил Ойл были разработаны несколько способов получения бензина из синтез-газа по этой схеме. Обе стадии процесса описываются в научно-технической и патентной литературе: например, синтез метанола подробно рассматривается в книге Караваевой М.М. и др. Технология синтетического метанола, М.: Химия, 1984; синтез смеси метанола и диметилэфира в патенте И8 3894102; синтез углеводородов из метанола и диметилэфира в обзоре С.И. СЬаид, Са1а1. Кеу. - 8ек Епд., ν. 25, N 1 (1983 г.) и в патенте И8 4404414 от 1983 г.

Патент И8 6191175 раскрывает способ получения метанола либо диметилэфира. Для этого сначала происходит синтез метанола из синтез-газа, который в подогретом состоянии вводится в первый реактор. Продукт реакции при необходимости смешивается с синтез-газом и еще раз преобразуется во втором реакторе, который служит либо также для синтеза метанола, либо для синтеза диметилэфира. Для достижения высокой производительности продукта способ предпочтительно осуществляется адиабатно.

Патент И8 5908963 раскрывает способ получения диметилэфира. Продукт может содержать до 20 мас.% метанола и до 20 мас.% воды. На первом этапе процесса в одном или нескольких реакторах синтез-газ превращается в газовую смесь из диметилэфира, метанола и воды. Примененные катализаторы проявляют как активность в отношении синтеза метанола, так и способность к дегидратации метанола. Газовая смесь разделяется путем нескольких этапов дистилляции и промывки для получения чистого диметилэфира.

При способе преобразования синтез-газа в бензин в соответствии с патентом И8 3894102 (от 1975 г.) на первой ступени осуществляется контакт синтез-газа с катализатором, состоящим из смеси катализатора синтеза метанола и кислого катализатора дегидратации, при температуре 371°С в условиях производства продукта, содержащего диметилэфир. На второй ступени осуществляется контакт, по крайней мере, диметилэфира с цеолитовым катализатором при температуре 288-454°С, давлении до 21 мПа и массовой скорости сырьевой подпитки 0,5-1000 ч^-1, причем получается продукт, органическая часть которого преимущественно является бензином. Продукт первой ступени может быть непосредственно направлен на вторую ступень или же он разделяется, например отделяется вода (с метанолом или без него), кроме того, отделяются Н₂ и монооксид углерода (не превращенный синтез-газ), которые (возможно, после извлечения через шлюз СО₂) возвращаются на первую ступень.

Согласно уровню техники процесс преобразования метанола и диметилэфира, которые, как правило, синтезируются на первой ступени, осуществляется в условиях их почти полного превращения, причем кислородные соединения накапливаются в воде, и возникает проблема утилизации отработанной воды и/или отделения кислородных соединений от водянистых потоков, что существенно ухудшает экономические показатели процесса.

В связи с этим в уровне техники предлагаются процессы преобразования кислородных соединений в углеводороды, которые решают проблему путем сохранения степени превращения сырья на уровне выше 99%. Отделенная от конечного продукта вода уводится из установки и направляется на биологическую либо биохимическую очистку.

Патент И8 4814535 (от 1989 г.) показывает способ получения бензина из кислородсодержащих соединений с числом атомов углерода от 1 до 4. При этом превращение сырья поддерживается на уровне 99,9% таким образом, что поэтапно повышается температура на входе в реактор и уменьшается поток сырья. При снижении степени превращения ниже 99,9% подача сырья прерывается.

Патент И8 4523046 (от 1985 г.) показывает способ получения бензина из метанола. При этом катализатор размещается в отдельных слоях, и при контакте сырья со слоем катализатора достигается степень превращения сырья на уровне практически 100%. При снижении степени превращения сырье направляется к следующему слою катализатора.

Для усовершенствования способа получения бензина из синтез-газа или из метанола либо из метанола и диметилэфира (ДМЭ) в соответствии с уровнем техники затрагиваются различные аспекты, в том числе температурный контроль в зоне высокоэкзотермического превращения метанола либо ДМЭ в уг- 1 021044 леводороды, а также селективность и качество бензина, в особенности содержание в произведенном бензине ароматических углеводородов, в частности тяжелых углеводородов.

Температурный контроль в зоне преобразования метанола или ДМЭ в углеводороды происходит при помощи разбавляющих компонентов в потоке сырья, которые сами не участвуют в реакции. В способе согласно патенту И8 4035430 (от 1977 г.) для этого используют по крайней мере одно соединение углеводородов С₁-С₅ и охлажденный дуролсодержащий продукт. Последнее соединение в сочетании с температурой оказывает влияние на выход ароматических углеводородов и количество содержащихся там фракций БТК (бензол, толуол, ксилол).

В качестве разбавляющего, не участвующего в основной реакции компонента согласно патенту И8 4788369 (от 1988 г.) используют также фракцию жидкого продукта (фракцию С_3-/С_4-), которая отделяется от продукта реакции и возвращается в реактор. При этом в качестве побочной реакции проявляется дополнительный эффект - увеличение выхода бензина в результате олигомеризации возвращенных олефинов.

В способе согласно патенту И8 4404414 (от 1983 г.) для получения углеводородов используют инертные разбавляющие компоненты: легкий газ, отделенный от продукта реакции, а также водяной пар, водород и углеводороды С_2- и С₃+ или их смеси.

В изобретении И8 5602289 в качестве разбавляющего компонента используется газ, который смешивается из двух возвращаемых в реактор газовых потоков (углеводородов С₂. и углеводородов С₃+). При этом парциальное давление воды, включая воду, которая образовалась в реакторе при реакции превращения метанола, составляет менее 2,2 атм. Ограничение парциального давления для водяного пара обусловливается при этом известным эффектом необратимой деактивации цеолита в присутствии водяных паров. Состав разбавляющего компонента в этом предпочтительном случае задается соотношением углеводородов С_2-/углеводородов С₃+ в пределах от 1/3 до 3/1 и содержанием водорода от 10 до 50 мол.%. Применение в качестве разбавляющего компонента газов с низкой теплоемкостью (водорода, углеводородов С2-) повышает фактор разведения, но позволяет производить превращение метанола в углеводороды при более высоком давлении (при соблюдении требуемой верхней границы парциального давления водяного пара).

Цель

Цель изобретения заключается в разработке рентабельного и упрощенного процесса получения бензиновых углеводородов из синтез-газа, а также простой схемы установки с упрощенными технологическими этапами. Целью является также достижение высокой эффективности бензина при одновременно высоком качестве бензина и создание безотходной технологии без побочных продуктов, причиняющих ущерб окружающей среде.

Краткое описание изобретения

Согласно изобретению цель достигается способом получения углеводородов в соответствии с п.1 формулы изобретения.

В ходе соответствующего изобретению процесса происходит получение углеводородов путем превращения содержащей СО и Н₂ газовой смеси (в последующем именуемой также синтез-газом) посредством

a) контакта с катализатором в первом конвертере для получения первого потока продукта, который содержит по крайней мере одно химическое соединение типа К¹ -О-К² (причем К¹ - это алкильные группы с количеством атомов углерода от 1 до 5, К² - водород, алкильные и алкоксильные группы с количеством атомов углерода от 1 до 5), предпочтительно являющееся метанолом и/или, при необходимости, диметилэфиром, а также не преобразованные компоненты синтез-газа, которые могут быть отделены от жидкой фазы и, по крайней мере, частично поданы в первый конвертер,

b) контакта всего продукта из первого конвертера или после отделения по крайней мере части не вступивших в реакцию компонентов синтез-газа, с катализатором во втором конвертере, предпочтительно при парциальном давлении водорода более 0,07 мПа, оксидов углерода более 0,008 мПа, соединения типа К’-О-К², предпочтительно метанола и/или диметилэфира, менее 0,5 мПа, воды менее 0,3 мПа, предпочтительно при превращении не менее 82% соединения типа К’-О-К², предпочтительно при превращении не менее 82 и не более 99,5% метанола, а также, при необходимости, при превращении не менее 92 и не более 99,8% диметилэфира, для получения потока продукта, содержащего бензиновые углеводороды, с предпочтительно до 45 мас.% ароматических соединений, с содержанием до 1 мас.% бензола и с предпочтительно не менее чем 40 мас.% изопарафиновых углеводородов (разветвленные насыщенные алифатические углеводороды с минимум 5 атомами С), углеводороды С’-С₄, которые образуются предпочтительно в количестве не более 17 мас.% (в пересчете на С в превращенном метаноле и/или, при необходимости, в превращенном диметилэфире), не превращенные соединения типа К¹-О-К², а также не вступившие в реакцию компоненты синтез-газа,

- 2 021044 причем синтез-газ выделяется из первого и/или второго потока продукта и, по крайней мере, частично в качестве газа циркуляции возвращается в первый конвертер,

с) отделения продукта второго конвертера синтеза от нестабильного бензина, который стабилизируется известными методами, причем получается фракция бензина, от которой, при необходимости, отделяется фракция тяжелого бензина, содержащая дурол (1,2,4,5-тетраметилбензол), фракция углеводородов С₃-С₄, а также газовый поток, который содержит легкие углеводороды (С₁ и С₂), не вступившие в реакцию, компоненты синтез-газа и другие компоненты, участвующие в процессе, который, по крайней мере, частично может быть возвращен во второй конвертер и/или в первый конвертер, и также водная фаза, содержащая метанол и/или иное соединение типа кЗ-О-К².

Водная фаза, которая содержит соединение типа РЗ-О-К², направляется либо на очистку, либо сначала на ректификацию. Посредством ректификации происходит разделение на концентрированный раствор соединения типа К?-О-К² в воде (предпочтительно не менее 75% соединения типа КЗ-О-В²) и на загрязненную соединением типа К¹-О-К² воду (предпочтительно содержание соединения типа КЗ-О-В² до 5%), которая направляется на очистку. Проводимая в каждом случае очистка соединения типа К¹-О-К² происходит либо, как будет детально описано ниже, путем каталитического разложения метанола и/или иного соединения типа К¹-О-К², либо посредством биологических методов.

Конвертеры синтеза соединений типа К¹-О-К² и синтеза бензина с отводом теплоты экзотермической реакции из зоны реакции имеют поверхности теплоотдачи, через которые тепловой эффект реакции передается на кипящий теплоноситель. Теплоноситель (либо его пары) конденсируется в зоне охлаждения, которая предпочтительно содержит кипящую воду для выработки водяного пара. Конденсат перетекает обратно в зону отвода теплоты реакции (принцип тепловой трубы).

Реакции в конвертерах синтеза соединений типа КЗ-О-К² и синтеза бензина преимущественно проводятся при почти изотермических условиях, при которых разность температур (ΔΤ) в пределах засыпки катализатора не превышает 40 К, предпочтительно при ΔΤ, равной 10-20 К, особенно предпочтительно при ΔΤ менее 5 К.

При этом тепловой эффект реакции предпочтительно используется для получения водяного пара с давлением до 4 мПа в конвертере синтеза соединений типа К'-О-К² и до 22 мПа в конвертере синтеза бензина.

Отвод тепла посредством поверхности теплоотдачи для выработки водяного пара позволяет ограничить разбавление потоков загружаемого вещества циркуляционным газом до 150 реальных м³/м³ катализатора в конвертере синтеза метанола (далее газ циркуляции) и до 0-150 реальных м³/м³ катализатора в конвертере синтеза бензина (далее циркулирующий газ).

Соответствующий изобретению способ получения бензина из синтез-газа охватывает контакт синтез-газа с катализатором в первом конвертере (конвертере синтеза кислородсодержащих соединений) при условиях синтеза соединений типа К¹-О-К². В понятии соединение типа К¹-О-К² К¹ обозначает алкильные остатки с 1-5 атомами С, К² - водород, алкильные и алкоксильные остатки с 1-5 атомами С. Предпочтительные соединения типа К¹-О-К² представляют собой метанол (К¹ = СН3 и К² = Н) и в некоторых случаях диметилэфир (К¹ = К² = СН3), в особенности синтезированный в конвертере синтеза соединений типа К¹-О-К² (далее также именуемом конвертер синтеза метанола) метанол или смесь метанола и диметилэфира.

Синтез соединений типа К¹-О-К²

В качестве исходного материала для синтеза соединений типа К¹-О-К² предпочтительно используется синтез-газ.

В конвертере синтеза соединений типа К¹-О-К² (если соединение типа К¹-О-К² является метанолом) происходят в особенности следующие реакции:

СО + Н₂0 <— > С0₂ + Н₂ реакция получения водяного газа

СО + 2Н₂ <— > СН₃ОН образование метанола и соответственно при применении дополнительного кислого компонента катализатора к катализатору синтеза метанола для синтеза диметилэфира:

2СН₃ОН <— > СН3-О-СН3 + Н₂0 образование ДМЭ

Получится ли на первом этапе метанол, или смесь метанола и диметилэфира (ДМЭ), или другое соединение типа К¹-О-К², регулируется в особенности посредством применяемых катализаторов.

Для синтеза метанола предпочтительно находят применение известные из уровня техники, обычно используемые для синтеза метанола катализаторы (например, катализаторы из цинка-оксида хрома, катализаторы на медной основе с добавками оксида цинка и/или оксида алюминия; комбинации из меди и редкоземельных металлов; катализаторы из оксида меди/оксида цинка, а также катализаторы из оксида меди/оксида цинка/оксида хрома и др.).

Для синтеза смеси из метанола и диметилэфира находят применение известные из уровня техники

- 3 021044 катализаторы синтеза метанола с катализатором дегидратации, в особенности катализаторы с сильно выраженными кислыми свойствами, например γΑ1₂0₃ или цеолиты в протонированной форме с высокой кислотностью, в смеси или по отдельности.

Соответствующие катализаторы и условия хорошо известны и описаны, например, в отношении синтеза метанола в книге Караваевой М.М. и др. Технология синтетического метанола, М.: Химия, 1984 и в отношении синтеза ДМЭ в патенте И8 3894102.

Поток продукта конвертера синтеза соединений типа Р'-0-Р² предпочтительно охлаждается с последующей сепарацией жидкой и газообразной фазы в сепараторе. Альтернативно (весь) поток продукта из конвертера синтеза метанола без сепарации непосредственно направляется во второй конвертер синтеза бензина.

Если происходит сепарация, то не превращенные компоненты синтез-газа (СО, Н₂, С0₂, азот и др.) предпочтительно частично возвращаются в первый конвертер синтеза соединений типа К^!-0-К², т.е. они добавляются к загруженной газовой смеси, которая содержит СО и Н2, а часть не преобразованного синтез-газа подается в конвертер синтеза бензина для подавления реакции разложения соединений типа К¹ 0-К². Одновременно другая часть предпочтительно выводится из процесса во избежание обогащения инертных компонентов. Загрузка части не вступивших в реакцию компонентов синтез-газа в конвертер синтеза бензина осуществляется объемным потоком на входе в конвертер синтеза бензина, обеспечивающим парциальное давление водорода не менее 0,07 мПа и СО не менее 0,08 мПа.

Для синтеза соединений типа К¹-0-К² применяются охлаждаемые конвертеры с почти изотермическими условиями в реакционной камере с предпочтительной поверхностью теплоотдачи более 50 м²/м³ катализатора, при этом объем газа циркуляции, большая часть которого состоит из не вступившего в реакцию синтез-газа и короткоцепных газообразных углеводородов, относительно 1 м³ катализатора, составляет предпочтительно менее 150 м³.

Синтез бензина

В конвертере синтеза бензина происходит контакт по крайней мере части потока продукта из конвертера синтеза соединений типа К¹-0-К² с катализатором при предпочтительной степени превращения соединения типа К¹-0-К² на уровне 85-99,5%.

В конвертере синтеза бензина происходит контакт с катализатором либо всего потока из конвертера синтеза соединений типа К¹-0-К², либо всего (или по крайней мере части) жидкого компонента потока продукта с частью газовых компонентов потока продукта конвертера синтеза соединений типа К¹-0-К², что обеспечивает в потоке загружаемого вещества конвертера синтеза бензина, в пересчете на 1 м³ (ί.Ν.) газового потока, парциальное давление Н₂ более 0,07 мПа и парциальное давление СО более 0,008 мПа. Эти значения парциального давления Н₂ и СО обеспечивают подавление реакции разложения соединений типа К¹-0-К² в конвертере синтеза бензина.

Существует большой ассортимент катализаторов для синтеза углеводородов из метанола и диметилэфира. Часть из них описана в книге Нефедов Б.К., Коновальчиков Л.Д., Ростанин Н.Н. Катализаторы нефтепереработки и нефтехимии на основе высококремнеземных цеолитов, М: ЦНИИТЭнефтехим, 1987, 59 с. Катализатор синтеза бензина из соединений типа К¹-0-К² содержит предпочтительно, по крайней мере, частично протонированный цеолит (например, ΗΖδΜ-5) преимущественно из группы пентазилов. Преимущественно используются цеолиты с высоким соотношением δί0₂/Λ1₂0₃ на уровне минимум 12, особенно предпочтительно с соотношением δί0₂/Λ1₂0₃ на уровне минимум 30. Благодаря применению высококремнеземных цеолитов уменьшается образование дурола в продукте. Устойчивый к воздействию водяного пара катализатор может быть получен путем модификации при помощи элементов группы 1Ь. Могут использоваться также комбинации диоксида кремния с оксидами металлов (оксид галлия и/или оксид индия) (патенты И8 4507404 от 1985 г., ЕР 0070690 от 1983 г., ЕР 0124999 от 1984 г.). При комбинировании, например, оксида галлия и/или оксида индия с оксидом тория и высококремнеземным цеолитом может быть получен высококачественный бензин, содержащий большое количество ароматических соединений (патент ЕР 0070690 от 1983 г.).

Подаваемый во второй конвертер материал представляет собой либо весь первый поток продукта, либо часть, содержащую соединение типа К^!-0-К² Парциальное давление соединения типа Р'-0-Р² (предпочтительно метанола и в некоторых случаях диметилэфира) в загружаемом материале конвертера синтеза бензина в пересчете на 1 м³ (ί.Ν.) газового потока особенно предпочтительно поддерживается на уровне ниже 0,5 мПа (преимущественный отличительный признак).

Парциальное давление водяного пара в загружаемом материале конвертера синтеза бензина особенно преимущественно находится на уровне ниже 0,3 мПа (преимущественный отличительный признак).

Процесс в конвертере синтеза бензина особенно преимущественно осуществляется при парциальном давлении водорода на уровне минимум 0,07 мПа и парциальном давлении монооксида углерода на уровне минимум 0,008 мПа (преимущественный отличительный признак).

Соответствующий изобретению способ отличается тем, что контакт загружаемого материала с катализатором во втором конвертере происходит в присутствии водорода и монооксида углерода. Благодаря этому преимущественно повышается селективность превращения соединения типа К¹ -0-К² (предпоч- 4 021044 тительно метанола и в некоторых случаях диметилэфира) в углеводороды, поскольку подавляется их разложение на оксиды углерода и водород.

Для синтеза бензина предпочтительно применяется охлаждаемый конвертер и почти изотермические условия в зоне реакции с поверхностью теплоотдачи более 40 м²/м³ катализатора, объем циркулирующего газа составляет относительно 1 м³ катализатора менее 150 м³. Тепловой эффект реакции используется предпочтительно для получения водяного пара с давлением до 22 мПа. Это также является отличительным признаком изобретения, который вместе с признаками п.1 формулы изобретения позволяет получить высокое качество бензина при селективности более 83%, предпочтительно более 86%. Под селективностью здесь понимается выход бензина относительно части углеводорода, вступившего в реакцию метанола.

Предпочтительно превращение соединения типа К¹ -О-К² (предпочтительно метанола и в некоторых случаях диметилэфира) в конвертере синтеза бензина составляет более 85 и менее 99,5% для метанола и более 92 и менее 99,8% для диметилэфира. Неполное превращение соединения типа К¹-О-К² является существенным отличительным признаком изобретения, позволяющим управлять селективностью процесса (выход бензиновой фракции относительно доли углеводородов превращенного соединения типа К¹-О-К²) в связи с необходимым качеством полученного бензина и длительностью промежуточного цикла регенерации (продолжительность действия процесса между регенерациями катализатора). В этом заключается причина того, что в соответствии с изобретением получается бензин с содержанием менее 46% ароматических соединений, с содержащимся в них количеством бензола менее 1 мас.%, с содержанием более 40% изопарафинов с высокими характеристиками октанового числа (93-96 ОЧИ), что также является отличительным признаком изобретения.

Кроме бензиновых углеводородов продукт синтеза бензина из соединений типа К¹ -О-К² содержит углеводороды С3-С4, воду, не вступивший в реакцию метанол и другие соединения типа К¹-О-К², а также сухой газ. Этот сухой газ содержит главным образом газообразные вещества (короткоцепные углеводороды (С1-С₂), СО, СО₂ и Н₂ и другие компоненты синтез-газа).

Разделение продуктов синтеза бензина

Продукт синтеза бензина охлаждается и разделяется на нестабильный бензин, водную фазу и на неконденсированные газовые составляющие. Разделение происходит предпочтительно путем физического разделения фаз в трехфазном сепараторе. Неконденсированные газовые составляющие содержат компоненты синтез-газа, легкие углеводороды (С₁ и С₂), следы тяжелых углеводородов. Этот циркулирующий газ, по крайней мере, частично возвращается в конвертер синтеза бензина и/или в конвертер синтеза соединений типа К¹-О-К². Объемом циркулирующего газа в конвертер синтеза бензина может преимущественно регулироваться парциальное давление метанола и воды.

Жидкая фаза в трехфазном сепараторе из-за разницы плотностей образует поверхность раздела фаз между углеводородами, содержащими бензиновые углеводороды, и водой. Жидкость с меньшей плотностью (бензиновые углеводороды) скапливается над поверхностью раздела фаз, в то время как водная фаза оседает в нижней части.

Разделенные в трехфазном сепараторе жидкие углеводороды содержат бензиновые углеводороды, которые предпочтительно направляются к ректификационной колонне, в которой, при необходимости, предпочтительно отделяются компоненты тяжелого бензина (дурольная фракция) и головные газы главным образом углеводороды С₃-С₄ и остатки углеводородов С₁-С₂ (короткоцепные углеводороды) и компоненты синтез-газа. При допустимом содержании дурола в бензиновых углеводородах тяжелый бензин не отделяется.

Полученная стабильная бензиновая фракция с необходимым давлением насыщенного пара менее 500-700 мм рт.ст. (в зависимости от требуемого сорта бензина) либо является товарным бензином, либо образует основу для получения товарного бензина с октановым числом 92-98 (ОЧИ). Отделенная в трехфазном сепараторе вода содержит метанол. Содержание метанола в воде зависит от степени превращения метанола при синтезе бензина, как правило, он составляет более 3 и менее 30 мас.%.

Предпочтительно водная фаза с определенным содержанием метанола либо с другими соединениями типа К¹-О-К² из-за различных температур кипения сначала разделяется в ректификационной колонне на фракции, из которых одна фракция представляет собой главным образом метанол либо другое соединение типа К¹-О-К² С незначительным содержанием воды (концентрированный метанол), а другая фракция содержит воду с небольшим содержанием метанола (загрязненную воду). Концентрированный метанол или в некоторых случаях диметилэфир либо другое соединение типа К¹-О-К² предпочтительно возвращается в конвертер синтеза бензина. Загрязненная вода содержит также остаточное количество метанола (как правило, максимум 5 мас.%) либо другого соединения типа К¹-О-К².

Для удаления остаточного метанола из загрязненной воды при соответствующем изобретению способе метанол и в некоторых случаях другое соединение типа К¹-О-К² путем контакта с катализатором (риформинг пара или каталитическое разложение) каталитически разлагается на водород и газообразные оксиды углерода. Вода после охлаждения путем конденсации отделяется от полученных оксидов углерода (СО и СО2) и водорода. Оксиды углерода и водород могут быть преимущественно смешаны с синтезгазом и возвращены в процесс синтеза соединений типа К¹-О-К². После отделения газов при последую- 5 021044 щей дегазации воды преимущественно получается химически очищенная вода. Контакт метанолсодержащей воды с катализатором происходит предпочтительно при температуре ниже 380°С, особенно предпочтительно ниже 350°С и преимущественно выше 200°С.

Контакт воды, содержащей соединение типа К'-О-К² (предпочтительно метанол, в некоторых случаях диметилэфир), с катализатором осуществляется предпочтительно при давлении, позволяющем направить полученные компоненты синтез-газа в первый конвертер непосредственно или в первый конвертер при помощи циркуляционного компрессора. Это давление соответствует сумме противодавления для синтеза соединений типа К'-О-К² и потери давления между выходом продукта каталитического разложения метанола и входом загружаемого вещества в конвертер синтеза метанола. Альтернативно остаточное содержание химического соединения типа К'-О-К² в воде может быть также удалено посредством биологического способа очистки. Биологически очищенная вода может быть направлена в канализационную сеть.

Однако при этом необходимо учитывать, что биологическая очистка требует, чтобы содержание метанола в воде было менее 0,2-1 мас.%, а получение такой концентрации посредством ректификации связано с большими энергетическими затратами либо потребует сильного разбавления загрязненной воды чистой водой, что также повышает стоимость биологической очистки.

Применение каталитической очистки воды от соединений типа К'-О-К² является еще одним преимущественным отличительным признаком, поскольку позволяет при относительно невысоких затратах регулировать условия процесса в конвертере синтеза бензина, уменьшать степень превращения соединений типа К¹-О-К² и благодаря этому достигать высокой селективности и качества продуктов.

Установка

Предметом изобретения является также установка для осуществления соответствующего изобретению способа.

Эта установка содержит:

a) по крайней мере, первый конвертер, который содержит катализатор, пригодный для катализа превращения СО с Н₂ в химическое соединение типа К'-О-К² (предпочтительно метанол),

b) по крайней мере, второй конвертер, который содержит катализатор, пригодный для катализа превращения химического соединения типа К'-О-К² в углеводороды,

c) по крайней мере, сепаратор, пригодный для выделения бензиновых углеводородов из потока продукта, который наряду с бензиновыми углеводородами содержит также химические соединения типа К'-О-К², воду и газ, который включает в себя короткоцепные углеводороды, компоненты синтетического газа, соединения типа К'-О-К² и следы бензиновых углеводородов,

к) по крайней мере, третий конвертер, который содержит катализатор, пригодный дл катализа превращения содержащегося в воде химического соединения типа К'-О-К² (предпочтительно метанола) в СО и Н2.

Вышеназванные компоненты предпочтительно соединены последовательно, т.е. первый конвертер соединен непосредственно или опосредованно со вторым конвертером таким образом, что по крайней мере часть потока продукта из первого конвертера направляется во второй конвертер. Второй конвертер соединен с сепаратором с) таким образом, что поток продукта из второго конвертера направляется в сепаратор с). При этом сепаратор с) соединен опосредованно с третьим конвертером таким образом, что вода, отделенная в сепараторе с) и содержащая химическое соединение типа К'-О-К², при необходимости, после предварительного отделения путем дистилляции основного количества соединения типа К'-ОК² направляется в третий конвертер. Сепаратор с) также имеет соединение со вторым конвертером, что позволяет возвращать короткоцепные углеводороды и прочие компоненты газовой фазы сепаратора с) к входу во второй конвертер.

Предпочтительно установка содержит соединительный трубопровод от третьего конвертера к первому конвертеру, позволяющий направить образованные в третьем конвертере СО и Н2 в первый конвертер.

Для осуществления варианта способа с разделением первого потока продукта установка включает в себя дополнительный сепаратор для разделения потока продукта из первого конвертера. В этом случае дополнительный сепаратор предпочтительно имеет соединительный трубопровод с первым конвертером, позволяющий направить отделенные в сепараторе СО и Н₂ в первый конвертер. Этот (дополнительный) сепаратор предпочтительно имеет также первый соединительный трубопровод со вторым конвертером, позволяющий, при необходимости, подавать во второй конвертер химические соединения типа К'-О-К² после отделения по крайней мере части воды, и второй соединительный трубопровод со вторым конвертером, позволяющий в случае необходимости направлять во второй конвертер по крайней мере часть газового потока, содержащего СО и Н2.

Для осуществления варианта с непосредственным вводом (всего) первого потока продукта во второй конвертер первый конвертер в установке посредством потока вещества напрямую связан со вторым конвертером, так что весь поток продукта из первого конвертера, не подвергаясь разделению, направляется во второй конвертер. В этом случае сепаратор с) предпочтительно имеет соединительный трубопровод с первым конвертером, позволяющий возвратить сухой газ (не превращенные СО и Н₂, а также ко- 6 021044 роткоцепные углеводороды) в первый конвертер.

В каждом случае происходит разделение второго потока продукта на углеводороды, содержащие бензиновые углеводороды, газ и воду. Вода, содержащая не превращенное химическое соединение типа К'-О-К², предпочтительно направляется в подключенное к сепаратору с) устройство (предпочтительно ректификационную колонну), дающее возможность отделить продукт с высоким содержанием соединения типа К'-О-К² (предпочтительно метанола и в некоторых случаях ДМЭ) в воде, который может быть снова добавлен к исходному веществу второго конвертера. При этом подключенное к сепаратору с) устройство предпочтительно имеет соединительный трубопровод для возвращения отделенного концентрированного раствора химического соединения типа К'-О-К² в воде во второй конвертер. Однако посредством этого дополнительного устройства соединение типа К'-О-К² не полностью удаляется из воды. Поэтому дополнительное устройство имеет также соединительный трубопровод с третьим конвертером, позволяющий направить все еще загрязненную воду в третий конвертер, в котором соединение типа К^'О-К² подвергается разложению.

Для разложения соединения типа К'-О-К² (предпочтительно метанола и в некоторых случаях ДМЭ) могут быть использованы известные катализаторы, обзор их дается в статье Клабуновского Е.И. и др. Катализаторы для конверсии метанола в синтез-газ (Катализ в промышленности, 2004, № 6, с. 3-9), а также катализаторы парового риформинга СО, катализаторы синтеза метанола и другие катализаторы.

На этапе ά) может быть применен конвертер любого типа, предпочтительным является проточный конвертер с неподвижным слоем гранулированного катализатора. Примененный на этапе ά) конвертер в последующем будет называться конвертером очистки воды.

Для организации непрерывного процесса получения синтетического бензина из синтез-газа предпочтительно применяется не один, а два конвертера: один конвертер работает в режиме реакции, второй конвертер работает в режиме регенерации катализатора.

Понятие конвертер используется в описании изобретения как синоним реактора. Используемые на этапе а) и/или этапе Ь) конвертеры предпочтительно являются проточными реакторами, в которых катализатор размещен как неподвижный слой.

Предпочтительно первый и/или второй конвертер охлаждаются. Охлаждение происходит предпочтительно путем опосредованного охлаждения испарением.

Проведение реакции на этапе а) и/или этапе Ь) происходит по возможности почти полностью изотермически. Конвертеры по возможности оснащены таким образом, что позволяют производить непосредственный и полный отвод полученной в слое катализатора теплоты реакции и, таким образом, дают возможность проводить реакцию при почти постоянной температуре в объеме реакционной камеры.

Отведенная путем охлаждения в первом и втором реакторе теплота реакции может быть преимущественно использована для получения водяного пара.

В первом конвертере (синтез метанола и в некоторых случаях синтез ДМЭ) соотношение поверхности теплоотдачи и объема катализатора предпочтительно составляет не менее 50 и не более 400 м²/м³. Посредством отведенной в первом конвертере теплоты реакции предпочтительно вырабатывается водяной пар с давлением не менее 0,6 и не более 4 мПа.

Во втором конвертере (синтез бензина) соотношение поверхности теплоотдачи и объема катализатора предпочтительно составляет не менее 40 и не более 200 м²/м³. Посредством отведенной во втором конвертере теплоты реакции предпочтительно вырабатывается водяной пар с давлением не менее 3,0 и не более 22 мПа.

Отведенная посредством выработанного водяного пара теплота реакции может быть преимущественно применена для получения хладагента, который может быть использован для разделения продукта после этапа а) и/или этапа Ь).

Используемый в процессе синтез-газ может быть получен из различных исходных веществ. Исходные вещества могут быть ископаемого или биологического происхождения (например, уголь, биомасса, природный газ или биогаз). Соотношение СО и Н2 в синтез-газе зависит от примененных для его получения исходных веществ и от способа его получения. Синтез-газ содержит, как правило, также и инертные компоненты (например, Ν₂ и воду). Синтетический газ предпочтительно очищается от катализаторных ядов (сернистых соединений, соединений азота) и примесей, высушивается и, при необходимости, компримируется.

Для синтеза метанола или ДМЭ соотношение Н₂/СО в синтез-газе предпочтительно составляет не менее 2. В этом случае сохраняется высокий выход метанола (ДМЭ), относительно С в СО. При меньшем соотношении уменьшается выход метанола (ДМЭ) и повышается выход СО₂.

Отдельные этапы соответствующего изобретению способа будут детально рассмотрены ниже на основе предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

Бензин из синтез-газа производится в два этапа: на этапе а) происходит синтез соединений типа К¹О-К², например метанола и/или диметилэфира, на этапе Ь) происходит конверсия соединений типа К^'-ОК² на цеолитовом катализаторе в смесь из углеводородов. Соединения типа К'-О-К², получаемые на первом этапе, могут быть, как весь поток продукта, из первого конвертера направлены на второй этап или отделены от продукта первого конвертера в любом варианте и затем переданы на второй этап.

- 7 021044

От продукта первого конвертера могут быть в качестве загружаемого материала для второго этапа отделены метанол и в некоторых случаях диметилэфир, в том числе и в смеси с водой. Не превращенный синтез-газ предпочтительно отделяется от продукта первого конвертера или от продукта второго конвертера и возвращается в первый конвертер для синтеза соединений типа К¹ -О-К².

Синтез-газ может быть преимущественно использован как сырьевая смесь, однако предпочтительно он высушивается, при необходимости, компримируется и в смеси с газом циркуляции нагревается до температуры, близкой к температуре реакции, например, в теплообменниках-рекуператорах и/или нагревателях (паронагревателях, печах и /или электронагревателях) и направляется в первый конвертер (на чертежах - блок I) для синтеза соединений типа К¹-О-К² (метанола и в некоторых случаях диметилэфира). При получении соединений типа К¹-О-К² происходит контакт с катализатором синтеза метанола или с катализатором синтеза метанола и катализатором дегидратации метанола в диметилэфир (ДМЭ).

Для синтеза метанола на этапе а) применяются преимущественно медьсодержащие катализаторы при температуре до 260°С и давлении до 6 мПа. Реакция СО и Н₂ с образованием метанола происходит экзотермически с тепловым эффектом, равным 90,73 кДж/моль метанола. Поэтому на этапе а) преимущественно используется изотермический охлаждающий конвертер. Он способен уменьшить необходимый объем газа циркуляции и произвести синтез при оптимальных условиях, при соответствующем уменьшении образования побочных продуктов, увеличении выхода метанола, продлении срока службы катализатора и выработке водяного пара среднего давления для использования в качестве энергоносителя.

Продукт из конвертера синтеза соединений типа К¹-О-К² предпочтительно охлаждается в теплообменниках, подогревая сырьевой поток (синтез-газ). Как вариант поток продукта может быть предпочтительно разделен на газовый продукт и конденсат. Для этого продукт преимущественно охлаждается в воздушном охладителе и водяном охладителе, а при наличии диметилэфира в продукте, также и с применением глубокого охлаждения. Органические компоненты и вода конденсируются. Конденсат (сырой метанол, содержание воды до 20% либо смесь из диметилэфира, метанола и воды) отделяется в сепараторе. Газовый продукт из сепаратора представляет собой не превращенный синтез-газ, часть его возвращается в первый конвертер для смешивания с исходным синтез-газом с целью полного превращения.

В качестве варианта к сепаратору может быть также подключена ректификационная колонна для отделения воды от смеси с органическими компонентами, поскольку присутствие воды в загружаемом материале для второго конвертера с целью превращения соединений типа К¹-О-К² В углеводороды ускоряет необратимую деактивацию примененного во втором конвертере цеолитового катализатора. Однако это очень дорогостоящая операция и более экономично было бы разбавить поток загружаемого вещества для второго конвертера инертными компонентами для уменьшения парциального давления воды и метанола.

Отделенные соединения типа К¹-О-К² (метанол либо смесь метанола/ДМЭ) или поток продукта из первого конвертера (блок I) подается во второй конвертер (на чертежах - блок III) синтеза бензина, где они предпочтительно смешиваются с рециркуляционным потоком метанола (поток 11 на фиг. 1 + 2) из блока V, с рециркуляционным потоком легкого газообразного углеводорода (поток 7 на фиг. 1) из блока IV и с потоком не вступившего в реакцию синтез-газа (поток 5 на фиг. 1) из сепаратора (блок II). Смешанный поток предпочтительно нагревается в теплообменниках-рекуператорах и в нагревателе и подается в конвертер для синтеза бензина.

Присутствие водорода и монооксида углерода в соответствующем изобретению способе в зоне превращения метанола (и в некоторых случаях диметилэфира) уменьшает, по крайней мере, частично нежелательное разложение метанола на водород и монооксид углерода на этапе Ь). В результате этого преимущественно повышается селективность образования углеводородов. Парциальное давление водорода предпочтительно выше 0,07 мПа, а парциальное давление монооксида углерода выше 0,008 мПа. Для достижения необходимого эффекта либо водород и монооксид углерода смешиваются с предварительно отделенным от первого потока продукта метанолом (и в некоторых случаях диметилэфиром), либо первый поток продукта, содержащий еще не превращенный синтез-газ, направляется непосредственно во второй конвертер. Водород и монооксид углерода служат во втором конвертере в качестве разбавляющих компонентов, т.е. они разбавляют эдукт (метанол и в некоторых случаях ДМЭ). Разбавление метанола (метанола + ДМЭ) в потоке загружаемого во второй конвертер вещества должно быть таким, чтобы парциальное давление метанола было менее 0,5 мПа, а воды менее 0,3 мПа.

Продукт из конвертера синтеза бензина предпочтительно охлаждается в теплообменникахрекуператорах, причем загружаемое вещество конвертера (метанол и в некоторых случаях ДМЭ) предпочтительно нагревается по возможности в смеси с газом циркуляции. Охлажденный поток преимущественно переводится во второй сепаратор (на чертежах - блок IV) для отделения конвертерного продукта синтеза бензина. При охлаждении в рекуператоре и в охладителях конденсируются бензиновые углеводороды, часть легких углеводородов, не вступившие в реакции соединения типа К'-О-К² и вода. В сепараторе предпочтительно разделяются: 1) вода, содержащая не превращенные соединения типа К^!-О-К², 2) бензиновые углеводороды и 3) газовая фаза, содержащая водород, оксиды углерода и легкие углеводороды (главным образом до 4 атомов углерода, преимущественно метан и углеводороды С₂-С₄), образующиеся при превращении метанола. Часть газовой фазы смешивается с частью содержащих СО и Н₂

- 8 021044 газов из первого сепаратора (на чережах - блок II) и предпочтительно в качестве разбавляющих компонентов к загружаемому материалу (метанол и в некоторых случаях ДМЭ) возвращается в конвертер синтеза бензина.

Конденсат бензиновых углеводородов из сепаратора с) предпочтительно нагревается и проводится к стабилизационной колонне, в которой легкие головные газы (короткоцепные углеводороды, в основном пропан, пропилен, бутан, бутилен, а также метан, этан, этилен и Н₂) отделяются от стабильного бензина (поток 8 на чертежах). При необходимости, углеводороды С₃-С₄ могут отделяться как жидкая фракция С₃-С₄. Из бензиновых углеводородов, которые подаются в стабилизационную колонну, в стабилизационной колонне или в дополнительной колонне может быть также выделен тяжелый бензин (поток 9 на чертежах).

Водная фаза (поток 10 на чертежах) из сепаратора с) может быть, как вариант, направлена в ректификационную колонну (блок V на фиг. 1 + 2), а затем в конвертер водоочистки (блок VI на фиг. 1 + 2). В ректификационной колонне происходит концентрация соединения типа КЗ-О-К² (поток 11 на фиг. 1 + 2). Этот рециркуляционный поток направляется в блок синтеза бензина. Сохраненная в кубе колонны вода, содержащая остаточную концентрацию К'-О-К², направляется в конвертер водоочистки. Водная фаза из сепаратора с) может быть также непосредственно подана на водоочистку.

С помощью следующих чертежей детально рассматриваются два предпочтительных варианта соответствующего изобретению способа.

Фиг. 1 показывает блок-схему предпочтительного процесса производства бензина из синтез-газа по соответствующему изобретению способу с сепарацией рециркуляционного потока синтез-газа из продукта конвертера синтеза соединений типа К'-О-К² и каталитическим разложением метанола в воде вслед за дистилляционным выделением основного количества метанола из технологической воды.

Фиг. 2 показывает блок-схему предпочтительного процесса производства бензина из синтез-газа по соответствующему изобретению способу с непосредственным вводом потока продукта из первого конвертера во второй конвертер и выделением рециркуляционного потока синтез-газа из продукта конвертера синтеза бензина и каталитическим разложением метанола в воде вслед за дистилляционным выделением основного количества метанола из технологической воды.

На фиг. 1 синтез-газ 1, основными компонентами которого являются водород и монооксид углерода в соотношении, зависящем от способа их получения, но который содержит также инертные компоненты, очищается от катализаторных ядов и примесей, при необходимости, компримируется и подается в первый конвертер (блок I) синтеза соединений типа К¹-О-К², где смешивается с газом циркуляции 3. Возникшая смесь подогревается в теплообменниках-рекуператорах и нагревателях (паровых и/или электрических нагревателях, печах) до температуры реакции и направляется в конвертер синтеза соединений типа К¹-О-К². При получении соединений типа К¹-О-К² происходит контакт с катализатором синтеза метанола или с катализатором синтеза метанола и катализатором дегидратации метанола в диметилэфир. При синтезе метанола предпочтительным является использование медьсодержащих катализаторов при температуре до 260°С и давлении до 8 мПа, но могут быть также применены цинк-хромовые катализаторы, работающие при температуре до 360°С и давлении выше 8 мПа.

Продукт из конвертера синтеза соединений типа К¹-О-К² охлаждается в теплообменниках, подогревая сырьевой поток, а также в воздушных и водяных охладителях, а при наличии в продукте диметилэфира для охлаждения используется также и глубокий холод, причем соединения типа К¹-О-К² и вода конденсируются. Конденсат (сырой метанол с содержанием воды до 20% либо смесь диметилэфира, метанола и воды) отделяется в сепараторе (блок II). Газовый продукт из сепаратора представляет собой не превращенный синтез-газ, часть которого (поток 3) направляется на смешивание с исходным синтезгазом с целью полного превращения сырья. Отделенные в сепараторе соединения типа К¹-О-К² 4 (метанол и в некоторых случаях ДМЭ) смешиваются с рециркуляционным потоком метанола 11 из блока V, рециркуляционным потоком 7 легкого газообразного углеводорода из второго сепаратора (блок IV) и потоком 5 не вступившего в реакцию синтез-газа из блока II, предпочтительно газовым продуктом из сепаратора. После смешивания компоненты предпочтительно подогреваются в теплообменникахрекуператорах и/или в нагревателях и подаются в конвертер синтеза бензина.

Для получения наивысшего качества бензина (с незначительной долей тяжелого бензина и ароматических соединений) превращение соединений типа К¹-О-К² (метанол и в некоторых случаях ДМЭ) во втором конвертере (блок III) предпочтительно поддерживается на уровне ниже 99,5%. Продукт конвертера синтеза бензина содержит полученные при превращении соединений типа К¹-О-К² углеводороды (в особенности бензиновые углеводороды) и не превращенные соединения типа К¹-О-К², главным образом метанол и компоненты синтез-газа.

Оба конвертера (блок I и III) предпочтительно являются охлаждаемыми конвертерами. Первый конвертер имеет поверхность теплоотдачи минимум 50 м² на 1 м³ катализатора при объемном потоке газа циркуляции менее 150 реальных м³ на 1 м³ катализатора. Во втором конвертере поверхность теплоотдачи составляет минимум 40 м² на 1 м³ катализатора при объемном потоке циркулирующего газа синтеза бензина менее 150 реальных м³ на 1 м³ катализатора. Полученный при охлаждении конвертеров пар, как было описано выше, применяется для выработки хладагента с помощью абсорбционной холодильной

- 9 021044 машины, в паровых нагревателях для подогрева потоков загружаемого вещества первого конвертера и как нагреватель куба колонны для разделения продукта.

Продукт из конвертера синтеза бензина (блок III) охлаждается в теплообменниках-рекуператорах, причем загружаемый в конвертер материал нагревается, а затем охлаждается в охладителях. В процессе охлаждения происходит конденсация бензиновых углеводородов и воды. Охлажденный поток 6 переносится к сепаратору с) (блок IV) для отделения продукта реактора синтеза бензина. В сепараторе с) отделяются 1) содержащая метанол вода 10, 2) фаза бензиновых углеводородов 8+9 и 3) газовая фаза 7, содержащая водород, оксиды углерода и легкие углеводороды, которые образуются при преобразовании метанола.

Рециркуляционный поток легкого газообразного углеводорода 7 в указанном случае смешивается с частью содержащих СО и Н₂ газов 5 из первого сепаратора (блок II) для получения разбавляющего компонента для загружаемого материала синтеза соединений типа К?-О-К².

Конденсат углеводородов (в т.ч. углеводороды С₅+) 6 из сепаратора (блок IV) проводится к стабилизационной колонне (блок IV), в которой легкие головные газы 7 отделяются от стабильного бензина 8. От нестабильных бензиновых углеводородов в стабилизационной или дополнительной колонне может быть также отделен тяжелый бензин 9.

Водяная фаза 10 из сепаратора направляется в блок V для концентрации соединений типа КЗ-О-В² и оттуда в блок VI для каталитической очистки воды от соединений типа К¹-О-К². Вода здесь в зависимости от степени превращения содержит, как правило, от 3,5 до 30 мас.% соединений типа К¹-О-К².

В блоке V концентрации соединений типа К¹-О-К² в ректификационной колонне в головной части происходит обогащение метанола и получается рециркуляционный поток метанола 11, который перемещается к блоку III синтеза бензина. Кубовый продукт из колонны (блок V) - вода 12, содержащая от 1 до 5% метанола 5, направляется в конвертер водоочистки (блок VI), где производится каталитическое разложение метанола в водной среде.

В конвертере водоочистки (блок VI) от разложения метанола получается газовый поток 13 - оксиды углерода и водород, который подается в первый конвертер (блок I). Получается химически очищенная вода 14, которая используется для подпитки системы оборотной воды, системы выработки пара и для других целей.

Изображенный на фиг. 2 производственный процесс является упрощенным вариантом изображенного на фиг. 1 способа и отличается от него, прежде всего, следующим.

Продукт первого конвертера (блок I) подогревается в теплообменниках и/или нагревателях и непосредственно, без предварительного разделения направляется в конвертер (блок III) синтеза бензина.

В качестве разбавляющего компонента кислородсодержащего загружаемого материала здесь также может быть добавлен возвращенный газ циркуляции 3 (здесь из блока IV).

Здесь к синтез-газу 1 до или во время подачи в первый конвертер наряду с газом циркуляции 3 дополнительно подмешивается водород и монооксид углерода 13, который образуется в конвертере каталитической водоочистки (блок VI). Продукт из первого конвертера по своему составу в основном соответствует продукту по способу на фиг. 1.

Для достижения наивысшего качества бензина (незначительная доля тяжелого бензина) превращение соединения типа К?-О-К² (метанол и в некоторых случаях ДМЭ) предпочтительно поддерживается на уровне ниже 99,5%.

Продукт из конвертера синтеза бензина здесь также предпочтительно сначала охлаждается в теплообменниках-рекуператорах и в охладителях. Частично охлажденный поток 6 подается в блок IV разделения продуктов конвертера синтеза бензина, где в результате охлаждения в охладителях происходит конденсация бензиновых углеводородов и воды. В сепараторе улавливается вода 10, содержащая не преобразованные соединения типа К'-О-К². и разделяются фаза бензиновых углеводородов и газовая фаза. Газовый продукт из сепаратора состоит главным образом из не превращенного синтез-газа и легких углеводородов, часть из них (поток 3) возвращается в первый конвертер (блок I) для смешивания с исходным синтез-газом с целью более полного преобразования сырья.

Образованная в конвертере синтеза бензина вода содержит здесь в зависимости от степени превращения, как правило, от 3,5 до 40% метанола (а в некоторых случаях ДМЭ). Поэтому происходит очистка воды в ректификационной колонне (блок V) и затем в отдельном конвертере водоочистки (блок VI) путем каталитического разложения метанола на водород и оксиды углерода (причем эти газы возвращаются в процесс как примесь к синтез-газу, см. описание фиг. 1).

Конденсат углеводорода из сепаратора (блок IV) проводится к стабилизационной колонне (блок IV), в которой отделяется бензин 8. От нестабильных бензиновых углеводородов в стабилизационной колонне или дополнительной колонне может быть также отделен тяжелый бензин 9.

Водная фаза 10 из сепаратора подается в блок V обогащения соединений типа КЗ-О-К² 2 и затем в конвертер водоочистки (блок VI). В блоке V концентрации соединений типа К¹-О-К² в ректификационной колонне в головной части происходит обогащение метанола и получается рециркуляционный поток этого метанола 11, который возвращается в блок III синтеза бензина. Кубовый продукт колонны - вода 12, содержащая от 2 до 5% метанола 5, подается в конвертер водоочистки (блок VI).

- 10 021044

В блоке VI очистки содержащий метанол поток воды предпочтительно продвигается через теплообменники-рекуператоры и/или нагреватели, где он подогревается до требуемой температуры реакции, и затем подается в конвертер водоочистки, где происходит контакт с катализатором разложения метанола на водород и оксиды углерода.

Продукт из конвертера водоочистки предпочтительно охлаждается в теплообменникахрекуператорах и воздушном охладителе. Затем газовая фаза в сепараторе отделяется от конденсата. Отделенные при этом газы разложения метанола 13 выходят из сепаратора и направляются в первый конвертер (блок I) для смешивания с неочищенным синтез-газом. Очищенная вода перемещается в дегазационную колонну. Получается химически очищенная вода 14, которая используется для подпитки системы оборотной воды, системы выработки пара и для других целей.

Посредством изображенной на фиг. 1 и 2 воды опосредованно охлаждаются конвертеры. Вода воспринимает тепло от теплоносителя, который в свою очередь отводит тепло из зоны реакции. Вода выходит из блока I и III в виде пара.

Ниже изобретение будет детально описано посредством сравнительного примера и примеров осуществления.

Пример 1 (сравнительный пример).

Данный пример был выполнен аналогично процессу ТИГАЗ фирмы На1бог Торное Н. Торр1огдеи8еи, перепечатано из ЗюЮек ίη ЗигГасе апб СаЮЕьФ. ν, 36, МеЮап Сопуегмоп. в 1987 г.

На фиг. 3 изображена блок-схема процесса ТИГАЗ.

Синтез-газ смешивается с газом циркуляции, который содержит не превращенные компоненты синтез-газа и легкие углеводороды, и поступает в реактор синтеза метанола + ДМЭ с бифункциональным катализатором, который состоит из катализаторного компонента синтеза метанола и катализаторного компонента дегидратации метанола. Полученная смесь из метанола + ДМЭ + воды и из компонентов не вступившего в реакцию синтез-газа подается на стадию синтеза бензина, где на цеолитсодержащем катализаторе происходит превращение метанола и ДМЭ в углеводороды. Затем смесь продуктов разделяется на бензин, водную фазу, которая направляется на очистку, фракцию С₃-С₄ и газ, одна часть которого в качестве циркулирующего газа проводится на стадию синтеза кислородных соединений. Все стадии осуществляются при приблизительно одинаковом давлении в диапазоне 50-100 бар.

Применяется синтез-газ с содержанием Н₂:СО=3.

Согласно источнику выход кислородных соединений относительно СН₂ в синтез-газе составляет 94%. Выход бензина относительно СН₂ в кислородных соединениях составляет 78%.

В целом выход бензина составляет 73,34% относительно СН₂ в синтез-газе без учета потерь при разделении продукта и т.д.

Далее приводятся примеры различных вариантов осуществления соответствующего изобретению процесса.

При этом применяется реальный синтез-газ следующего состава, в об.%: СО - 21,91; Н₂ - 61,16; СО₂ 6,38; СН₄ - 1,83; Н₂О - 8,72.

Объемный поток синтез-газа составляет 738,3 м (ΐ.Ν.)/π.

Для синтеза метанола из синтез-газа применяется катализатор фирмы Зюдхеми под названием МЕОАМАХ 700® (компоненты СиО, ΖηΟ, А1₂О₃), а для синтеза бензина из метанола - цеолитсодержащий катализатор фирмы Зюдхеми под названием ЗМА-2.

Производственными условиями в конвертере синтеза соединений типа К'-О-К² являются температуры в диапазоне от 210 до 260°С и давление в диапазоне от 50 до 55 мПа. Объем катализатора составляет 0,46 м³, поверхность теплообмена в зоне реакции составляет 30 м² Давление выработанного водяного пара составляет 1,8 мПа.

В конвертере синтеза бензина в примерах 2-4 давление находится на уровне 7 бар, а в примере 5 на уровне 45 бар. Температура процесса находится в диапазоне от 310 до 430°С в режиме реакции и в диапазоне от 280 до 500°С в режиме регенерации.

Конвертеры синтеза метанола и синтеза бензина охлаждаются. Применяются конвертеры с поверхностью теплоотдачи, составляющей 60 м²/м³ катализатора.

Реакции в конвертерах синтеза метанола и синтеза бензина проводятся в почти изотермических условиях, при которых разница температур внутри засыпки катализатора составляет менее 5 К.

В примерах 2-4 разделение продуктов процесса получения кислородных соединений происходит при температуре 40°С. Сепарация продуктов синтеза бензина во всех примерах происходит при температуре +5°С.

Примеры 2-5 отличаются выбором для применения отдельных отличительных признаков изобретения.

Пример 2.

Установка для получения синтетического бензина в основном соответствует схеме на фиг. 1 и содержит блок (блок I) синтеза метанола из синтез-газа, блок (блок II) выделения метанола из потока продукта блока I, блок (блок III) синтеза бензина из неочищенного метанола, блок (блок IV) фракционирования с отделением произведенного бензина, блок (блок V) выделения метанола из технологической воды.

- 11 021044

Однако в отличие от схемы на фиг. 1 блок очистки воды от метанола не действует. К тому же в установке в отличие от фиг. 1 отсутствуют потоки 5, 13 и 14, т.е. в блок III не подается поток 5.

Таблица 2.1

Материальный баланс установки

Режим получения	Катализатор	Превращени	Селективность	Превращение
синтетического бензина из	синтеза	е метанола	превращения	(СО+СОг) в
неочищенного метанола,	бензина:		метанола в	метанол
без подачи синтез-газа из		99%	бензин
блока синтеза метанола в	5МА-2			94,7 %
блок синтеза бензина, без			86%

блока водоочистки

Количество часов эксплуатации в год 8000,00

Поток вещества	кг/час	т/год	% по массе, относительно сырья
Вход; синтез-газ	376,10	3008,80	100,00
Всего	376,10	3008,80	100,00
Выход:
Выпускаемый газ блока синтеза метанола	29,00	232,00	7,71

Содержащий углеводороды выпускаемый газ	23,00	184,00	6,12
Синтетический бензин	97,00	776,00	25,79 82,76* 78,39**
Реакционная вода	180,50	1444,00	47,99
Вода из неочищенного синтез-газа	46,60	372,80	12,39
Всего:	376,10	3008,80	100,00

* относительно СН₂ метанола, ** относительно СН₂ синтез-газа.

Таблица 2.2

Характеристика потоков в схеме на фиг. 1

Пример 3.

Установка для получения синтетического бензина в основном соответствует схеме на фиг. 1 и со- 12 021044 держит блок синтеза метанола из синтез-газа (блок I), блок (блок II) выделения метанола из потока продукта блока I, блок (блок III) синтеза бензина из неочищенного метанола, блок (блок IV) фракционирования с отделением произведенного бензина, блок (блок V) выделения метанола из технологической воды.

Блок очистки воды от метанола не действует. К тому же в установке в отличие от схемы на фиг. 1 отсутствуют потоки 13 и 14.

Таблица 3.1

Материальный баланс установки

Режим получения синтетического бензина из неочищенного метанола, без блока очистки воды

Количество часов эксплуатации в год

Катализатор синтеза бензина;

8МА-2

Превращение метанола

99%

Селективность превращения метанола в бензин 87%

Превращение (СО+СО₂) в метанол 94,2 %

8000,00

Поток вещества	кг/час	т/год	% по массе» относительно сырья
Вход: синтез-газ	376,10	3008,80	100,00
Всего	376,10	3008,80	100,00
Выход: Выпускаемый газ блока синтеза метанола	28,00	224,00	7,44
Содержащий углеводороды выпускаемый газ	24,20	193,60	6,43
Синтетический бензин	97,40	779,20	25,90
83,53*
78,71**
Реакционная вода	179,90	1439,20	47,84
Вода из неочищенного синтез-газа	46,60	372,80	12,39
Всего:	376,10	3008,80	100,00

* относительно СН₂ метанола, ** относительно СН₂ синтез-газа.

Таблица 3.2

Характеристика потоков в схеме на фиг. 1

№	Физические свойства потоков вещества	Состав потоков (% по массе)
т [•С]	Р [мПа]	Массовый поток [кг/час.]	н2	СО	со2	Н2О	сн3он	С|-С4	С5,
1	60,0	5,70	329,5	11,68	58,17	26,61	0,76	-	2,78	-
2	123,7	5,20	2406,5	6,89	7,00	37,55	1,29	12,53	34,74	-
3	54	5,8	2077,0	7,89	8,02	42,57	0,03	1,67	39,82	-
4	40,7	5,20	299,4	-	-	1,12	10,12	88,74	0,02	-
5	40	5,1	2,5	7,89	8,02	42,57	0,03	1,67	39,82	-
6	88,7	5,50	780,1	2,19	1,35	21,70	22,69	0,34	35,42	16,31
7	61,5	1,00	486,2	3,49	2,15	34,32	0,16	-	53,19	6,69
8	40,4	0,70	79,2	-	-	-	-	0,01	2,97	97,02
9	45,4	0,60	18,2	-	-	-	-	-	-	100,00
10	5,0	0,40	180,9	-	-	0,01	98,52	1,47	-	-
11	60,0	1,0	1,0	-	-	0,46	14,38	85,16	-	-
12	61,9	5,65	179,9	-	-	-	99,00	1,00	-	-
13	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
14	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Пример 4.

Установка для получения синтетического бензина в основном соответствует схеме на фиг. 1 и со- 13 021044 держит блок (блок I) синтеза метанола из синтез-газа, блок (блок II) выделения метанола из потока продукта блока I, блок (блок III) синтеза бензина из неочищенного метанола, блок (блок IV) фракционирования с выделением произведенного бензина, блок (блок V) выделения метанола из технологической воды, блок (блок VI) очистки воды от метанола.

Таблица 4.1

Материальный баланс установки

Режим получения	Катализатор	Превращение	Селективность	Превращение
синтетического бензина из	синтеза	метанола	превращения	(СО+СО2) в
неочищенного метанола	бензина:		метанола в	метанол
		97%	бензин
	8МА-2			94,7 %
			87,5 %
Количество часов
эксплуатации в год	8000,00

Поток вещества	кг/час	т/год	% по массе, относительно сырья
Вход: синтез-газ	376,10	3008,80	100,00
Всего	376,10	3008,80	100,00
Выход: Выпускаемый газ блока синтеза метанола	28,00	224,00	7,44
Содержащий углеводороды выпускаемый газ	24,10	192,80	6,41
Синтетический бензин	98,40	787,20	26,16 83,92* 79,52**
Реакционная вода	179,00	1432,00	47,60
Вода из неочищенного синтез-газа	46,60	372,80	12,39
Всего:	376,10	3008,80	100,00

* относительно СН₂ метанола, ** относительно СН₂ синтез-газа.

Таблица 4.2

Характеристика потоков в схеме на фиг. 1

№	Физические свойства потоков вещества	Состав потоков (% по массе)
т [•С]	Р [мПа]	Массовый поток [кг/час.]	н3	СО	со2	Н2О	СН3ОН	с,-с4	с5.
1	60,0	5,70	329,5	11,68	58,17	26,61	0,76	-	2,78	-
2	123,5	5,20	2405,2	6,91	7,06	37,51	1,29	12,60	34,61	-
3	54	5,8	2073,9	7,93	8,10	42,56	0,03	1,68	39,70	-
4	40,7	5,20	301,1	-	-	1,12	10,06	88,80	0,01	-
5	40	5,1	2,5	7,93	8,10	42,56	0,03	1,68	39,70	-
6	86,9	5,50	793,5	2,19	1,41	21,41	22,80	1,04	34,79	16,36
7	58	1,00	482,4	3,53	2,27	34,33	0,16	-	52,96	6,75
8	40,4	0,70	79,6	-	-	-	-	0,04	2,94	97,02
9	45,4	0,60	18,8	-	-	-	-	-	-	100,00
10	5,0	0,40	188,3	-	-	0,01	95,65	4,34	-	-
И	60,0	1,0	7,5	-	-	0,2	14,80	85,00	-	-
12	61,9	5,65	180,8	-	-	-	99,00	1,00	-	-
13	70	5,42	1,8	12,51	86,21	-	1,28	-	-	-
14	70	5,42	179,0	-	-	следы	100,00	следы	-	-

- 14 021044

Пример 5.

Установка для получения синтетического бензина соответствует схеме на фиг. 2 и содержит блок (блок I) синтеза метанола из синтез-газа, блок (блок III) синтеза бензина без выделения метанола из потока продукта блока I, блок (блок IV) фракционирования с отделением произведенного бензина, блок (блок V) выделения метанола из технологической воды, блок (блок VI) очистки воды от метанола.

Таблица 5.1

Материальный баланс установки

Режим получения	Катализатор	Превращение	Селективность	Превращение
синтетического бензина из	синтеза	метанола	превращения	(СО+СОг) в
потока синтеза метанола	бензина:		метанола в	метанол
		99%	бензин
	8МА-2			94,2 %
			85,5 %
Количество часов
эксплуатации в год	8000,00

Поток вещества	кг/час	т/год	% по массе, относительно сырья
Вход: синтез-газ	376,10	3008,80	100,00
Всего	376,10	3008,80	100,00
Выход: Содержащий углеводороды выпускаемый газ	54,30	434,4	14,44
Синтетический бензин	96,80	774,40	25,74 83,02* 78,23**
Очищенная технологическая вода	178,40	1427,20	47,43
Вода из неочищенного синтез-газа	46,60	372,80	12,39
Всего:	376,10	3008,80	100,00

* относительно СН₂ метанола, ** относительно СН₂ синтез-газа.

Таблица 5.2

Характеристика потоков в схеме на фиг. 2

№	Физические свойства потоков вещества	Состав потоков (% по массе)
т ГС]	Р [мПа]	Массовый поток [кг/час.]	н2	СО	СО2	Н2О	СНзОН	С1-С4	Сп
1	60,0	5,70	329,5	11,68	58,17	26,61	0,76	-	2,78	-
2	117,5	4,35	2263	6,01	7,46	39,23	1,37	11,77	32,56	1,6
3	29,9	4,9	1931,7	6,94	8,59	44,88	0,04	-	37,68	1,87
6	176,3	3,9	2264,0	6,02	7,45	39,21	7,92	0,12	33,45	5,83
8	40,4	0,70	79,9	-	-	-	-	0,01	3,07	96,92
9	45,4	0,60	16,9	-	-	-	-	-	-	100,00
10	5,0	0,40	181,2	-	-	0,02	98,51	1,47	-	-
11	62,2	4,5	1	-	-	0,46	14,38	85,16	-	-
12	62,6	5,65	180,2	-	-	-	99,00	1,00	-	-
13	70,0	5,35	1,8	12,5	86,2	-	1,3	-	-	-
14	70,0	5,35	178,4	-	-	-	100,00	-	-	-

- 15 021044

Перечень ссылочных обозначений

На чертежах и в тексте используются следующие обозначения:

Исходный синтез-газ

Продукт из блока синтеза соединений типа К’-О-К²

Газ циркуляции (синтез-газ, который возвращается из блока II или IV в блок I)

Неочищенный метанол (либо исходный продукт соединений типа К^{1 II III IV V VI}-О-К²)

Циркулирующий газ (синтез-газ, который подается от блока II в блок III)

Продукт из блока синтеза бензина

Циркулирующий газообразный углеводород (возвращается из блока IV в блок III)

Бензин

Тяжелый бензин

Технологическая вода

Возвращенное соединение типа К'-О-К² (предпочтительно метанол)

Отработанная вода, содержащая соединения типа К'-О-К² (предпочтительно метанол)

Газы, образующиеся при выделении соединений типа К'-О-К² (предпочтительно метанола)

Химически очищенная вода

Газ

Фракция С3-С4

I 2

I Блок синтеза соединений типа К -О-К с первым конвертером

II Блок разделения с первым сепаратором

III Блок синтеза бензина со вторым конвертером

IV Блок разделения со вторым сепаратором и стабилизационной колонной нестабильного бензина

V Блок концентрации соединений типа К’-О-К² (предпочтительно метанола) в ректификационной колонне из технологической воды

VI Блок каталитической очистки воды от соединений типа К -О-К (предпочтительно метанола)

Claims (20)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ получения углеводородов путем превращения содержащей СО и Н₂ газовой смеси (синтез-газа), предусматривающий:

   a) контакт газовой смеси с катализатором в первом конвертере для получения первого потока продукта, который содержит минимум одно химическое соединение типа К¹-О-К² (причем К¹ - это алкильные группы с количеством атомов углерода от 1 до 5, а К² - это водород, алкильные и алкоксильные группы с количеством атомов углерода от 1 до 5), а также не превращенные компоненты синтез-газа,

   b) контакт всего продукта из первого конвертера или после отделения по крайней мере части не вступивших в реакцию компонентов синтез-газа с катализатором, который содержит, по крайней мере, частично протонированный цеолит, во втором охлаждаемом конвертере при близких к изотермическим условиях, при которых разность температур в пределах засыпки катализатора не превышает 40 К при

   - 16 021044 парциальном давлении:

   соединения типа К¹-О-К² менее 0,5 МПа, воды менее 0,3 МПа, для получения потока продукта, который содержит бензиновые углеводороды, в том числе до 45 мас.% ароматических соединений, с содержанием до 1 мас.% бензола и не менее 40 мас.% изопарафинов, углеводороды С₁-С₄, которые образуются в количестве не более 17 мас.% в пересчете на С в превращенном метаноле и/или, при необходимости, в превращенном диметилэфире, не превращенное соединение типа К¹-О-К², а также не вступившие в реакцию компоненты синтез-газа, причём температура процесса находится в диапазоне от 310 до 430°С в режиме реакции, причем синтез-газ отделяют от первого и/или второго потока продукта и, по крайней мере, частично возвращают в первый конвертер в качестве газа циркуляции,

   с) разделение продукта второго конвертера, причём полученный нестабильный бензин стабилизируется известными методами, причём получаются:

   ί) фракция бензина, из которой, при необходимости, выделяется фракция, содержащая дурол, ίί) фракция углеводородов С₃-С₄, ίίί) газовый поток, содержащий лёгкие углеводороды и не вступившие в реакцию компоненты синтез-газа, а также ίν) водная фаза, содержащая не превращенное соединение типа К'-О-К².

   причём газовый поток ίίί), по крайней мере, частично направляется как циркулирующий газ обратно во второй конвертер и/или в первый конвертер, при этом водная фаза ίν) подается непосредственно на очистку от соединения типа К¹-О-К² или сначала на ректификацию, причем посредством ректификации происходит разделение на концентрированный раствор соединения типа К¹-О-К² и на загрязненную соединением типа К¹-О-К² воду, которая подается на очистку.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что химическое соединение типа К¹-О-К² является метанолом и/или диметилэфиром.
3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрированный раствор соединения типа К¹-О-К² составляет не менее 75%.
4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что загрязнённая вода содержит соединение типа К¹-О-К² менее 5%.
5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что загружаемый во второй конвертер материал имеет парциальное давление водорода более 0,07 МПа и парциальное давление оксидов углерода более 0,008 МПа.
6. 6. Способ по одному из пп.2-5, отличающийся тем, что превращение соединения типа К¹-О-К² на стадии Ь) составляет не менее 82 и не более 99,8%.
7. 7. Способ по одному из пп.2-6, отличающийся тем, что превращение диметилэфира на стадии Ь) составляет не менее 92 и не более 99,8%.
8. 8. Способ по одному из пп.2-7, отличающийся тем, что превращение метанола на стадии Ь) составляет не менее 82 и не более 99,5%.
9. 9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что контакт с катализатором в первом конвертере происходит при близких к изотермическим условиях, которые достигаются посредством отвода теплоты реакции через поверхность теплоотдачи при соотношении поверхности теплоотдачи к объему катализатора не менее 50 м²/м³.
10. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что за счет отведенной из первого конвертера теплоты реакции вырабатывается пар с давлением до 4 мПа, причем объем газа циркуляции, который содержит не вступившие в реакцию компоненты синтез-газа и который подается в первый конвертер, не превышает 150 реальных м³ относительно 1 м³ катализатора.
11. 11. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что контакт с катализатором во втором конвертере происходит при близких к изотермическим условиях, которые достигаются посредством отвода теплоты реакции через поверхность теплоотдачи при соотношении поверхности теплоотдачи к объему катализатора не менее 40 м²/м³.
12. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что за счет отведенной из второго конвертера теплоты реакции вырабатывается пар с давлением до 22 МПа и объем циркулирующего газового потока ίίί), содержащего легкие углеводороды потока продукта второго конвертера, а также не вступившие в реакцию компоненты синтез-газа, имеет величину до 150 реальных м³ относительно 1 м³ катализатора.
13. 13. Способ по одному из пп.1-12, отличающийся тем, что загрязненная соединением типа К¹-О-К² вода вводится в контакт с катализатором для разложения метанола при температуре до 360°С, в результате чего образуются очищенная вода и компоненты синтез-газа, в особенности водород, монооксид углерода и СО2.
14. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что контакт загрязненной соединением типа К¹-О-К² воды с катализатором производится при таком давлении, которое позволяет направить полученные компоненты

    - 17 021044 синтез-газа непосредственно в первый конвертер или в первый конвертер при помощи циркуляционного компрессора.
15. 15. Способ по одному из пп.6-13, отличающийся тем, что часть синтез-газа, отделенного от первого потока продукта, подается во второй конвертер для регулировки парциальных давлений водорода и оксидов углерода, в особенности монооксида углерода.
16. 16. Установка для осуществления способа по одному из пп.1-15, содержащая:

    a) первый конвертер, который содержит катализатор, пригодный для катализа превращения СО с Н₂ в химическое соединение типа К¹-О-К²,

    b) второй конвертер, который содержит катализатор, пригодный для катализа превращения химического соединения типа К¹-О-К² в углеводороды,

    c) сепаратор, пригодный для выделения бензиновых углеводородов из потока продукта, который наряду с бензиновыми углеводородами содержит также химические соединения типа К¹-О-К², воду и газ, содержащий короткоцепные углеводороды, компоненты синтез-газа, соединения типа К¹-О-К² и следы бензиновых углеводородов,

    й) третий конвертер, который содержит катализатор, пригодный для катализа превращения содержащегося в воде химического соединения типа К¹-О-К² в СО и Н₂.
17. 17. Установка по п.16, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный сепаратор для разделения потока продукта из первого конвертера, причем дополнительный сепаратор имеет соединительный трубопровод с первым конвертером, позволяющий направить отделенные в сепараторе СО и Н2 в первый конвертер.
18. 18. Установка по п.16, отличающаяся тем, что этот сепаратор содержит первый соединительный трубопровод со вторым конвертером, позволяющий подавать химические соединения типа К¹-О-К² вместе с Н₂О во второй конвертер, и второй соединительный трубопровод со вторым конвертером, позволяющий при определенных условиях подавать СО и Н2 во второй конвертер.
19. 19. Установка по п.16, отличающаяся тем, что первый конвертер непосредственно соединен со вторым конвертером так, что весь поток продукта из первого конвертера направляется во второй конвертер, причем сепаратор содержит соединительный трубопровод с первым конвертером, позволяющий подавать в первый конвертер не превращенные СО и Н2, а также короткоцепные углеводороды.
20. 20. Установка по одному из пп.16-19, отличающаяся тем, что она имеет по крайней мере один из следующих дополнительных компонентов:

    ί) соединительный трубопровод от третьего конвертера к первому конвертеру, позволяющий направить в первый конвертер образованные в третьем конвертере СО и Н₂, и/или ίΐ) подключенное к сепаратору устройство, которое позволяет отделять соединение типа К¹-О-К², причем установка содержит соединительный трубопровод для возврата отделенного химического соединения типа К¹-О-К² во второй конвертер, и/или ίίί) устройства для отвода теплоты реакции в первом и/или втором конвертере, которые позволяют вырабатывать водяной пар, причем устройства для отвода теплоты реакции в первом конвертере имеют соотношение поверхности теплоотдачи и объема катализатора минимум 50 м²/м³, а во втором конвертере соотношение поверхности теплоотдачи и объема катализатора минимум 40 м²/м³.