EA022647B1 - Система извлечения катализатора, устройство для реакции синтеза углеводородов, реакционная система для синтеза углеводородов и способ извлечения катализатора - Google Patents

Abstract

Система извлечения катализатора, которая содержит узел получения концентрированной суспензии, который концентрирует суспензию, извлеченную из главного реакторного блока, и непрерывно производит концентрированную суспензию, первый узел выведения, который выводит концентрированную суспензию из узла получения концентрированной суспензии, узел получения отвержденной суспензии, который охлаждает концентрированную суспензию, выводимую из узла получения концентрированной суспензии, тем самым отверждая жидкую среду в концентрированной суспензии и производя отвержденную суспензию, и механизм извлечения, который извлекает отвержденную суспензию из узла получения отвержденной суспензии.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе извлечения катализатора, к устройству для реакции синтеза углеводородов, к реакционной системе для синтеза углеводородов и к способу извлечения катализатора.

Испрашивается приоритет на основании Японской заявки № 2011-004752, поданной 13 января 2011 г., содержание которой включается в настоящий документ в качестве ссылки.

Описание предыдущего уровня техники

В последние годы в качестве способа синтеза жидких топлив из природного газа разрабатывается технология СТЬ (переработка газа в жидкое топливо: синтез жидких топлив). Это технология СТЬ включает стадии риформинга природного газа с получением синтез-газа, содержащего газообразный монооксид углерода (СО) и газообразный водород (Н₂), в качестве главных компонентов, синтеза углеводородов с использованием этого синтез-газа в качестве исходных материалов и с использованием катализатора посредством реакции синтеза Фишера-Тропша (ниже упоминается также как реакция синтеза РТ), а затем гидрирования и фракционирования этих углеводородов с получением продуктов жидких топлив, таких как нафта (сырой бензин), керосин, газойль, воск и т.п.

В устройстве для реакции синтеза углеводородов, используемом в этой технологии СТЬ, углеводороды синтезируют посредством воздействия на газообразный монооксид углерода и газообразный водород в синтез-газе для реакции синтеза РТ внутри главного реакторного блока, который содержит суспензию, полученную посредством суспензирования частиц твердого катализатора (такого как кобальтовый катализатор) в жидкой среде (например, жидкие углеводороды или что-либо подобное).

В последние годы исследуется множество систем извлечения катализаторов для выделения и извлечения из реакционной суспензии тех частиц катализатора, которые деградируют под действием тепла, выделяемого реакциями, которые осуществляются в течение процесса реакции синтеза РТ, трения между частицами катализатора и внутренними стенками проходов для исходных материалов или других внешних факторов.

Известный пример этого типа системы извлечения катализатора представляет собой конфигурацию, описанную в патентном документе 1, описанном ниже. Эта система извлечения катализатора содержит первую линию для экстрагирования суспензии из главного реакторного блока, емкость-хранилище для хранения извлеченной суспензии, вторую линию для обработки суспензии в емкости-хранилище, и множество фильтров, предусмотренных внутри второй линии от переднего края линии до ее заднего края.

Список цитирований

Патентный документ 1. Памфлет публикации Международного патента № 2010-038400.

Сущность изобретения

Техническая проблема.

Однако в обычной системе извлечения катализатора, описанной выше, частицы катализатора отделяются с помощью фильтров от суспензии, которая сначала хранится в емкости-хранилище, и поскольку необходимо предусмотреть емкость-хранилище и фильтры, установленные снаружи емкости-хранилища, система извлечения катализатора является большой и сложной.

Кроме того, когда частицы катализатора, которые отделяются от суспензии, выводятся, поскольку частицы твердотельного катализатора, которые отфильтровывались с помощью фильтров, должны выводиться, необходимо не только приостанавливать фильтрование суспензии с помощью фильтров, но необходимо также осуществлять значительный объем ручных операций, это означает, что способ извлечения страдает от плохой эффективности.

Кроме того, когда частицы твердотельного катализатора выводятся, частицы катализатора склонны к генерированию тепла, вызываемого окислением, и по этой причине обработка выводимых частиц катализатора является сложной.

Настоящее изобретение разработано в свете указанных выше обстоятельств и имеет задачу создания системы извлечения катализатора, которая может быть более простой и иметь меньшие размеры, которая может извлекать частицы катализатора с хорошей эффективностью и может исключать окисление выводимых частиц катализатора.

Решение проблемы.

Система извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением представляет собой систему для извлечения частиц катализатора, находящихся в суспензии, содержащейся внутри главного реакторного блока, где система извлечения катализатора содержит узел получения концентрированной суспензии, который концентрирует суспензию, извлеченную из главного реакторного блока, и непрерывно производит концентрированную суспензию, первый узел выведения, который выводит концентрированную суспензию из узла получения концентрированной суспензии, узел получения отвержденной суспензии, который охлаждает концентрированную суспензию, выводимую из узла получения концентрированной суспензии, тем самым отверждая жидкую среду в концентрированной суспензии и производя отвержденную суспензию, и механизм извлечения, который извлекает отвержденную суспензию из узла получения отвержденной суспензии.

- 1 022647

Кроме того, способ извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением представляет собой способ извлечения частиц катализатора, находящихся в суспензии, содержащейся внутри главного реактора, где способ извлечения катализатора включает стадию получения концентрированной суспензии с концентрированием суспензии, извлеченной из главного реакторного блока, и с непрерывным получением концентрированной суспензии, стадию получения отвержденной суспензии с охлаждением концентрированной суспензии, при этом отверждая жидкую среду в концентрированной суспензии и производя отвержденную суспензию, и стадию извлечения с извлечением отвержденной суспензии.

В указанных выше аспектах настоящего изобретения суспензия, извлеченная из главного реакторного блока, концентрируется с помощью узла получения концентрированной суспензии, при этом непрерывно производя концентрированную суспензию, и концентрированная суспензия выводится из узла получения концентрированной суспензии с помощью первого узла выведения. Впоследствии жидкая среда отверждается с помощью узла получения отвержденной суспензии, при этом производя отвержденную суспензию, и отвержденная суспензия затем извлекается с помощью механизма извлечения. В отвержденной суспензии поверхность частиц катализатора покрыта отвержденной жидкой средой.

При использовании изобретения, описанного выше, частицы катализатора могут извлекаться из суспензии, извлеченной из главного реакторного блока, посредством разделения концентрированной суспензии, содержащей частицы катализатора.

Поскольку узел получения концентрированной суспензии непрерывно производит концентрированную суспензию, концентрированная суспензия может по-прежнему производиться и частицы катализатора могут по-прежнему выделяться из концентрированной суспензии, при этом суспензия попрежнему извлекается, без необходимости в приостановке извлечения суспензии из главного реакторного блока. Соответственно, в отличие от обычной технологии, описанной выше, отделение частиц катализатора от суспензии может осуществляться без хранения сначала суспензии в емкости-хранилище, это означает, что система извлечения катализатора не должна обеспечиваться емкостями-хранилищами или фильтрами, установленными снаружи емкости-хранилища, давая, таким образом, возможность для упрощения и уменьшения размеров системы извлечения катализатора.

Первый узел выведения выводит концентрированную суспензию, которая демонстрирует превосходную текучесть твердых частиц катализатора, и по этой причине операция выведения может упрощаться. В результате, частицы катализатора могут отделяться от суспензии с хорошей эффективностью.

Кроме того, в механизме извлечения, концентрированная суспензия извлекается как отвержденная суспензия, в которой поверхность частиц катализатора покрыта отвержденной жидкой средой, и по этой причине контакт между выведенными частицами катализатора и воздухом может исключаться, делая возможным также подавление окисления частиц катализатора. Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением узел получения концентрированной суспензии может содержать отстойную емкость, где суспензия в отстойной емкости концентрируется посредством оседания частиц катализатора в нижней части жидкой среды, и осевшая суспензия затем разделяется на полученную концентрированную суспензию и осветленную суспензию, имеющую более низкое содержание частиц катализатора, чем концентрированная суспензия.

В этом случае, поскольку узел получения концентрированной суспензии содержит отстойную емкость, концентрированную суспензию можно получать непрерывно с помощью процесса осаждения, делая возможным дальнейшее упрощение системы извлечения катализатора.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением отстойная емкость может снабжаться отверстием подачи, через который подается суспензия, отверстием выведения, с которым соединен первый узел выведения, и отверстием извлечения, через которое извлекают осветленную суспензию, где внутреннее пространство отстойной емкости снабжено разделительной стенкой, которая разделяет внутреннее пространство отстойной емкости на нижнюю камеру, к которой присоединены отверстие подачи и отверстие выведения и которые находятся в нижней части емкости, и на верхнюю камеру, с которой соединено отверстие извлечения и которое находится в верхней части емкости, и соединительным проходом, который проходит через разделительную стенку и соединяет между собой нижнюю камеру и верхнюю камеру.

В этом случае, когда суспензия подается из отверстия подачи в нижнюю камеру, частицы катализатора в суспензии оседают, и суспензия разделяется на концентрированную суспензию и осветленную суспензию в нижней камере. Концентрированная суспензия выводится из отверстия выведения с помощью первого узла выведения. С другой стороны, осветленная суспензия вытесняется из нижней камеры, когда дополнительная суспензия подается из отверстия подачи и проходит через соединительный проход и в верхнюю камеру перед извлечением из отверстия извлечения.

Как описано выше, посредством создания разделительной стенки и соединительного прохода внутри отстойной емкости, концентрированная суспензия может выводиться из отстойной емкости, в то время как осветленная суспензия также извлекается из отстойной емкости.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением разделительная стенка, рассмотренная выше, может быть наклонена в направлении вниз от отверстия подачи в направлении центральной оси отстойной емкости.

- 2 022647

В этом случае, поскольку разделительная стенка наклонена в направлении вниз от отверстия подачи в направлении центральной оси отстойной емкости, направление потока суспензии, подаваемой в нижнюю камеру из отверстия подачи, будет направлено вниз. В результате, частицы катализатора в суспензии могут осаждаться более эффективно.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением наклонная стенка, которая наклонена в направлении вниз от отверстия подачи в направлении центральной оси отстойной емкости, может располагаться в отстойной емкости под разделительной стенкой, при этом предусматривается некоторое пространство между наклонной стенкой и разделительной стенкой, и угол наклона наклонной стенки может быть, по меньшей мере, таким же по величине, как угол трения покоя частиц катализатора.

В этом случае, суспензия, подающаяся из отверстия подачи, направляется с направлением потока вниз с помощью разделительной стенки и протекает в пространстве между разделительной стенкой и наклонной стенкой. В это время по меньшей мере часть частиц катализатора в суспензии осаждается сверху на наклонную стенку. Однако поскольку угол наклона наклонной стенки является, по меньшей мере, таким же по величине, как угол трения покоя частиц катализатора, те частицы катализатора, которые осели сверху на наклонную стенку, продолжают плавно опускаться вдоль наклонной стенки.

Соответственно, поскольку угол наклона наклонной стенки является, по меньшей мере, таким же по величине как угол трения покоя частиц катализатора, по меньшей мере часть частиц катализатора в суспензии может плавно опускаться вдоль наклонной стенки, делая возможным более эффективное осаждение частиц катализатора.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением регулирующее устройство, которое ограничивает восходящее движение частиц катализатора через соединительный проход, может быть предусмотрено в соединительном проходе.

В этом случае, поскольку в соединительном проходе предусматривается регулирующее устройство, восходящее движение частиц катализатора через соединительный проход может замедляться вместе с протеканием осветленной суспензии внутри соединительного прохода, тем самым, исключая поступление частиц катализатора в верхнюю камеру.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением регулирующее устройство, рассмотренное выше, может содержать отражательную перегородку, которая простирается от внутренней периферийной поверхности соединительного прохода, и эта отражательная перегородка может быть наклонена в направлении вниз от внутренней периферийной поверхности соединительного прохода в направлении оси прохода соединительного прохода.

В этом случае, поскольку отражательная перегородка наклонена в направлении вниз от внутренней периферийной поверхности соединительного прохода в направлении оси прохода соединительного прохода, может надежно регулироваться проблема частиц катализатора, перемещающихся вверх через соединительный проход.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением труба для сбора масла, внутреннее пространство которой соединено с отверстием извлечения и которое блокирует соединение между отверстием извлечения и верхней камерой, может предусматриваться в верхней камере, сквозное отверстие, которое соединяет друг с другом внутреннее пространство трубы для сбора масла и верхнюю камеру, может предусматриваться в трубе для сбора масла, и площадь поверхности потока у сквозного отверстия может быть больше, чем площадь поверхности потока отверстия извлечения.

В этом случае, осветленная суспензия внутри верхней камеры проходит через сквозное отверстие и трубу для сбора масла перед извлечением из отверстия извлечения. Поскольку площадь поверхности потока в сквозном отверстии больше, чем площадь поверхности потока отверстия извлечения, скорость потока осветленной суспензии, когда она проходит через сквозное отверстие, ниже, чем скорость потока осветленной суспензии, когда она извлекается из отверстия извлечения.

В результате могут замедляться протекание через сквозное отверстие частиц катализатора в осветленной суспензии и их поступление в трубу для сбора масла, это означает, что выведение частиц катализатора из отверстия извлечения может исключаться.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением отстойная емкость может содержать устройство для нагрева емкости, которое нагревает внутреннее пространство отстойной емкости.

В этом случае, поскольку отстойная емкость содержит устройство для нагрева емкости, может предотвращаться падение температуры и отверждение жидкой среды в суспензии внутри отстойной емкости, делая тем самым возможным более надежное осаждение частиц катализатора в суспензии.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением устройство детектирования границы раздела, которое детектирует границу раздела при осаждении концентрированной суспензии внутри отстойной емкости, может предусматриваться в отстойной емкости.

В этом случае, поскольку это устройство детектирования границы раздела предусматривается в отстойной емкости, первый узел выведения может работать на основе детектируемой границы раздела при

- 3 022647 осаждении для концентрированной суспензии, делая возможным выведение концентрированной суспензии из отстойной емкости.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением первый узел выведения может содержать первую верхнюю линию, которая выводит концентрированную суспензию из отстойной емкости, временный бункер, в который концентрированная суспензия выводится из первой верхней линии, первую нижнюю линию, которая выводит концентрированную суспензию из временного бункера, первый верхний клапан, который открывает и закрывает первую верхнюю линию, и первый нижний клапан, который открывает и закрывает первую нижнюю линию.

В этом случае, когда концентрированная суспензия выводится из отстойной емкости с помощью первого узла выведения, клапаны сначала устанавливаются так, что первая верхняя линия и первая нижняя линия закрыты. Сначала, первый верхний клапан работает для открывания первой верхней линии и концентрированная суспензия внутри отстойной емкости выводится через первую верхнюю линию и во временный бункер. Впоследствии первый верхний клапан работает для закрывания первой верхней линии, затем первый нижний клапан работает для открывания первой нижней линии и концентрированная суспензия во временном бункере выводится через первую нижнюю линию.

При использовании указанной выше конфигурации концентрированная суспензия может выводиться из отстойной емкости без соединения внутреннего пространства отстойной емкости с внешним пространством через первый узел выведения, и по этой причине давление внутри отстойной емкости в течение выведения концентрированной суспензии может стабилизироваться.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением временный бункер может содержать устройство нагрева бункера, которое нагревает внутреннее пространство временного бункера.

В этом случае, поскольку временный бункер содержит это устройство нагрева бункера, может предотвращаться падение температуры и отверждение жидкой среды в концентрированной суспензии во временном бункере, делая тем самым возможным более надежное выведение концентрированной суспензии из временного бункера.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением временный бункер может содержать первое устройство для повышения давления в бункере, которое повышает давление во временном бункере.

В этом случае, поскольку временный бункер содержит это первое устройство для повышения давления в бункере, давление концентрированной суспензии внутри временного бункера может повышаться с помощью первого устройства для повышения давления в бункере, делая возможным более надежное выведение концентрированной суспензии из временного бункера.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением может предусматриваться линия осветленной суспензии, через которую осветленная суспензия извлекается из отстойной емкости, и редукционный клапан, который понижает давление осветленной суспензии в линии осветленной суспензии, может предусматриваться в линии осветленной суспензии.

В этом случае, поскольку в линии осветленной суспензии предусматривается редукционный клапан, может предотвращаться падение давления в отстойной емкости, когда осветленная суспензия извлекается из отстойной емкости через линию осветленной суспензии, делая возможным стабилизацию давления в отстойной емкости.

Кроме того, система извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением может также содержать центробежный сепаратор, в который осветленная суспензия подается из линии осветленной суспензии, и второй узел выведения, который выводит суспензию, содержащую остаточный катализатор, отделенную от осветленной суспензии с помощью центробежного сепаратора, где второй узел выведения может содержать вторую верхнюю линию, которая выводит суспензию, содержащую остаточный катализатор, из центробежного сепаратора, бункер для остаточного катализатора, в который суспензия, содержащая остаточный катализатор, выводится из второй верхней линии, и вторую нижнюю линию, которая выводит суспензию, содержащую остаточный катализатор, из бункера для остаточного катализатора, и бункер для остаточного катализатора может содержать второе устройство для повышения давления в бункере, которое повышает давление в бункере для остаточного катализатора.

В этом случае, суспензия, содержащая остаточный катализатор, отделенная от осветленной суспензии с помощью центробежного сепаратора, выводится через вторую верхнюю линию в бункер для остаточного катализатора, а затем выводится через вторую нижнюю линию. Поскольку бункер для остаточного катализатора содержит второе устройство для повышения давления в бункере, давление суспензии, содержащей остаточный катализатор, в бункере для остаточного катализатора может быть повышено с помощью второго устройства для повышения давления в бункере, делая возможным более надежное выведение суспензии, содержащей остаточный катализатор, из бункера для остаточного катализатора.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением рассмотренный выше узел получения отвержденной суспензии может содержать охлаждающий бункер, в который выводится концентрированная суспензия, и охлаждающее устройство, которое охлаждает внутреннее пространство охлаждающего бункера, и охлаждающий бункер может быть снабжен линией выпуска

- 4 022647 газа, через которую выпускают газ из охлаждающего бункера.

В этом случае, концентрированная суспензия выводится из узла получения концентрированной суспензии в охлаждающий бункер и охлаждается с помощью охлаждающего устройства. В это время в охлаждающем бункере получается газ из концентрированной суспензии, и этот газ выпускается через линию выпуска газа.

Таким образом, поскольку в охлаждающем бункере предусматривается линия выпуска газа, можно предотвратить накопление газа в охлаждающем бункере.

Кроме того, в системе извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением рассмотренный выше механизм извлечения может содержать измельчительное устройство, которое измельчает отвержденную суспензию.

В этом случае, поскольку механизм извлечения содержит измельчительное устройство, отвержденная суспензия может измельчаться до размеров, которые облегчают последующую обработку, делая возможной более простую последующую обработку извлеченной отвержденной суспензии.

Устройство для реакции синтеза углеводородов в соответствии с настоящим изобретением синтезирует углеводородные соединения посредством приведения в контакт синтез-газа, содержащего газообразный водород и газообразный монооксид углерода в качестве главных компонентов, с суспензией, полученной посредством суспензирования частиц твердого катализатора в жидкой среде, и содержит главный реакторный блок, который содержит суспензию и снабжается синтез-газом, и систему извлечения катализатора, описанную выше.

В соответствии с этим аспектом настоящего изобретения, поскольку устройство для реакции синтеза углеводородов обеспечивается более простой и меньшей системой извлечения катализатора, устройство также может быть уменьшено в размерах и упрощено.

Реакционная система для синтеза углеводородов в соответствии с настоящим изобретением содержит устройство для реакции синтеза углеводородов, описанное выше, узел получения синтез-газа, который осуществляет риформинг углеводородных исходных материалов с получением синтез-газа, а затем подает синтез-газ в главный реакторный блок, и узел облагораживания, который производит жидкие топлива из углеводородных соединений.

В соответствии с этим аспектом настоящего изобретения, поскольку реакционная система для синтеза углеводородов снабжается более простым и меньшим устройством для реакции синтеза углеводородов, реакционная система для синтеза углеводородов также может быть уменьшена в размерах и упрощена.

Преимущественные воздействия изобретения.

При использовании системы извлечения катализатора и способа извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением система может быть упрощена и уменьшена в размерах, операция извлечения частиц катализатора может осуществляться с хорошей эффективностью и окисление выводимых частиц катализатора может исключаться.

Кроме того, при использовании устройства для реакции синтеза углеводородов и реакционной системы для синтеза углеводородов в соответствии с настоящим изобретением устройство и система могут быть уменьшены в размерах и упрощены.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую общую структуру системы синтеза жидкого топлива в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой схему, иллюстрирующую общую структуру системы извлечения катализатора, предусмотренную в системе синтеза жидкого топлива, иллюстрируемой на фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой вид продольного сечения, иллюстрирующий отстойную емкость в системе извлечения катализатора, иллюстрируемой на фиг. 2.

Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе вдоль стрелки А-А, иллюстрируемой на фиг. 3.

Подробное описание изобретения

Один из вариантов осуществления системы синтеза жидкого топлива в соответствии с настоящим изобретением описывается ниже со ссылками на чертежи. Как иллюстрируется на фиг. 1, система 1 синтеза жидкого топлива (реакционная система для синтеза углеводородов) 1 представляет собой промышленную установку, которая осуществляет способ ОТЬ, который преобразует углеводородные исходные материалы, такие как природный газ, в жидкие топлива. Эта система 1 синтеза жидкого топлива содержит узел 3 получения синтез-газа, узел 5 синтеза РТ (устройство для реакции синтеза углеводородов) и узел 7 облагораживания. Узел 3 получения синтез-газа осуществляет риформинг природного газа, который используется в качестве углеводородных исходных материалов, с получением синтез-газа, содержащего газообразный монооксид углерода и газообразный водород. Узел 5 синтеза РТ синтезирует жидкие углеводородные соединения из полученного синтез-газа посредством реакции синтеза РТ. Узел 7 облагораживания (обработки для повышения качества) осуществляет гидрообработку жидких углеводородных соединений, синтезируемых посредством реакции синтеза РТ, с получением жидких топлив и других продуктов (таких как нафта, керосин, газойль и воск). Структурные элементы каждого из этих узлов описаны ниже.

- 5 022647

Сначала идет описание узла 3 получения синтез-газа.

Узел 3 получения синтез-газа состоит главным образом из реактора 10 десульфуризации, риформера 12, бойлера 14 на избыточном тепле, сепараторов 16 и 18 газ-жидкость, узла 20 удаления СО₂ и сепаратора 26 для водорода. Реактор 10 десульфуризации состоит из гидродесульфуризатора и т.п., и удаляет компоненты серы из природного газа, который функционирует в качестве исходных материалов. Риформер 12 осуществляет риформинг природного газа, подающегося из реактора 10 десульфуризации, с получением синтез-газа, содержащего газообразный монооксид углерода (СО) и газообразный водород (Н₂) в качестве главных компонентов. Бойлер 14 на избыточном тепле извлекает избыточное тепло из синтезгаза, получаемого в риформере 12, с генерированием водяного пара высокого давления. Сепаратор 16 газ-жидкость разделяет воду, которая нагревается посредством теплообмена с синтез-газом в бойлере 14 на избыточном тепле, на газ (водяной пар высокого давления) и жидкость. Сепаратор 18 газ-жидкость удаляет конденсировавшийся компонент из синтез-газа, который охлаждается в бойлере 14 на избыточном тепле, и подает компонент газа в узел 20 удаления СО2. Узел 20 удаления СО2 имеет поглотительную башню (вторую поглотительную башню) 22 и регенерационную башню 24. Поглотительная башня 22 использует поглотитель для поглощения газообразного диоксида углерода из синтез-газа, подающегося из сепаратора 18 газ-жидкость. Регенерационная башня 24 высвобождает газообразный диоксид углерода, поглощаемый поглотителем, тем самым регенерируя поглотитель. Сепаратор 26 для водорода отделяет часть газообразного водорода, содержащегося в синтез-газе, из которого газообразный диоксид углерода уже выделен с помощью узла 20 удаления СО₂. В некоторых случаях указанный выше узел 20 удаления СО₂, необязательно, может не предусматриваться.

В риформере 12, например, с использованием способа риформинга с помощью водяного пара и газообразного диоксида углерода, представленного формулами (1) и (2) химических реакций, показанными ниже, осуществляют риформинг природного газа с помощью диоксида углерода и водяного пара и получают высокотемпературный синтез-газ, который содержит газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве главных компонентов. Однако способ риформинга, используемый в риформере 12, не ограничивается этим способом риформинга с помощью водяного пара и газообразного диоксида углерода. Например, можно также использовать способ парового риформинга, способ риформинга с частичным окислением (РОХ) с использованием кислорода, способ аутотермического риформинга (ЛТК), который представляет собой сочетание способа с частичным окислением и способа парового риформинга, или способ риформинга с использованием газообразного диоксида углерода.

СН₄+Н_гО - СО+ЗН₂ (1)

СН₄+СО₂ - 2СО+2Н_г (2)

Сепаратор 26 для водорода предусматривается на ответвляющейся линии, которая ответвляется от главной линии, которая соединяет узел 20 удаления СО₂ или сепаратор 18 газ-жидкость с барботажной реакторной колонной 30. Этот сепаратор 26 для водорода может состоять, например, из устройства Р8Л (адсорбции при переменном давлении) водорода, которое осуществляет адсорбцию и десорбцию водорода с использованием разности давлений. Это устройство для Р8Л водорода имеет адсорбенты (такие как цеолитный адсорбент, активированный уголь, гель на основе оксида алюминия или оксида кремния), набитые во множество адсорбционных колонн (не показаны на чертеже), которые расположены параллельно. С помощью последовательного повторения каждой из стадий повышения давления водорода, адсорбции, десорбции (понижения давления) и продувки в каждой из этих адсорбционных колонн, устройство для Р8Л водорода может непрерывно подавать газообразный водород высокой чистоты (с чистотой приблизительно 99,999%), который отделяется от синтез-газа.

Способ отделения газообразного водорода, используемый в сепараторе 26 для водорода, не ограничивается типом способа адсорбции при переменном давлении, используемым в указанном выше устройстве для Р8Л водорода, и могут также использоваться, например, способ адсорбции сплавом для хранения водорода, способ мембранного разделения или их сочетание.

Способ с использованием сплава для хранения водорода представляет собой технологию выделения газообразного водорода с использованием, например, сплава для хранения водорода (такого как ПРе, Ьа№₅, Т1Ре(₀,7_-0>9)МИ(₀,з_-0,1) или ΤίΜι_>5), который демонстрирует свойства адсорбции и высвобождения водорода при охлаждении и нагреве соответственно. В способе с использованием сплава для хранения водорода, например, адсорбция водорода посредством охлаждения сплава для хранения водорода и высвобождение водорода с помощью нагрева сплава для хранения водорода может повторяться попеременно во множестве адсорбционных колонн, содержащих сплав для хранения водорода. Таким образом, газообразный водород, содержащийся в синтез-газе, может отделяться и извлекаться.

Способ мембранного разделения представляет собой способ, который использует мембрану, состоящую из полимерного материала, такого как ароматический полиимид, для отделения газообразного водорода, который демонстрирует превосходную проницаемость через мембрану, от смешанного газа. Поскольку способ мембранного разделения не требует изменения фазы целевых разделяемых материалов для осуществления разделения, требуется меньше энергии для операции разделения, это означает, что затраты на работу низкие. Кроме того, поскольку структура устройства мембранного разделения являет- 6 022647 ся простой и компактной, затраты на установку являются низкими и площадь поверхности, необходимая для установки оборудования является малой. Кроме того, приводного устройства в разделительной мембране нет, и диапазон стабильной работы является широким, что дает другое преимущество, то, что обслуживание является сравнительно простым.

Затем следует описание узла 5 синтеза РТ.

Узел 5 синтеза РТ главным образом включает, например, барботажную реакторную колонну (главный реакторный блок) 30, сепаратор 34 газ-жидкость, сепаратор 36, сепаратор 38 газ-жидкость, первое фракционирующее устройство 40 и систему 80 извлечения катализатора. Барботажная реакторная колонна 30 использует реакцию синтеза РТ для синтеза жидких углеводородных соединений из синтез-газа, получаемого с помощью рассмотренного выше узла 3 получения синтез-газа, а именно, из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода. Сепаратор 34 газ-жидкость разделяет воду, которая нагревается посредством прохождения через теплообменную трубу 32, расположенную внутри барботажной реакторной колонны 30, на водяной пар (водяной пар среднего давления) и жидкость. Сепаратор 36 соединен со средней секцией барботажной реакторной колонны 30 и разделяет катализатор и жидкие углеводородные соединения. Сепаратор 38 газ-жидкость соединен с верхней частью барботажной реакторной колонны 30 и охлаждает любой непрореагировавший синтез-газ и газообразные углеводородные соединения. Первое фракционирующее устройство 40 осуществляет фракционную разгонку жидких углеводородных соединений, которые подаются из барботажной реакторной колонны 30, посредством сепаратора 36 и сепаратора 38 газ-жидкость в виде ряда фракций.

Барботажная реакторная колонна 30 представляет собой пример реактора, который синтезирует жидкие углеводородные соединения из синтез-газа и функционирует в качестве реактора синтеза РТ, который синтезирует жидкие углеводородные соединения из синтез-газа посредством реакции синтеза РТ. Барботажная реакторная колонна 30 формируется, например, из барботажной реакторной колонны типа с суспендированным слоем, в которой суспензия, состоящая, главным образом, из частиц катализатора, и масляная среда (жидкая среда, жидкие углеводороды) содержатся внутри емкости типа колонны. Эта барботажная реакторная колонна 30 синтезирует газообразные или жидкие углеводородные соединения из синтез-газа посредством реакции синтеза РТ. В частности, в барботажной реакторной колонне 30 синтез-газ, который представляет собой газообразные исходные материалы, подается как газовые пузырьки из распределительной пластины, расположенной в нижней части барботажной реакторной колонны 30, и эти газовые пузырьки проходят через суспензию, которая образуется посредством суспендирования частиц катализатора в масляной среде. В этом суспендированном состоянии газообразный водород и газообразный монооксид углерода, содержащиеся в синтез-газе, взаимодействуют друг с другом для синтеза углеводородных соединений, как показано в следующей далее формуле химической реакции (3).

2пН₂+пСО -> (-СН₂-) п+пН₂0 (3)

Частицы катализатора имеют более высокую плотность, чем масляная среда, и они могут подвергаться деградации под действием таких факторов, как тепло, генерируемое в течение реакции синтеза РТ, и трение между частицами катализатора и внутренними стенками линий. Кроме того, поскольку реакция синтеза РТ представляет собой экзотермическую реакцию, барботажная реакторная колонна 30 представляет собой реактор теплообменного типа, имеющий теплообменную трубу 32, расположенную внутри реактора. Барботажная реакторная колонна 30 снабжается, например, водой (ВРА: вода для питания бойлера) в качестве охладителя, так что тепло реакции от реакции синтеза РТ может извлекаться в форме водяного пара среднего давления посредством теплообмена между суспензией и водой.

Далее следует описание узла 7 облагораживания. Узел 7 облагораживания содержит, например, реактор 50 гидрокрекинга фракции восков, реактор 52 гидрообработки средней фракции, реактор 54 гидрообработки фракции нафты, сепараторы 56, 58 и 60 газ-жидкость, второе фракционирующее устройство 70 и стабилизатор 72 нафты. Реактор 50 гидрокрекинга фракции восков соединен с нижней частью первого фракционирующего устройства 40. Реактор 52 гидрообработки средней фракции соединен со средней секцией первого фракционирующего устройства 40. Реактор 54 гидрообработки фракции нафты соединен с верхней частью первого фракционирующего устройства 40. Сепараторы 56, 58 и 60 газжидкость предусматриваются такими, чтобы они соответствовали реакторам 50, 52 и 54 гидрирования соответственно. Второе фракционирующее устройство 70 осуществляет фракционную разгонку жидких углеводородных соединений, подающихся из сепараторов 56 и 58 газ-жидкость. Стабилизатор 72 нафты осуществляет ректификацию жидких углеводородных соединений во фракции нафты, подающейся из сепаратора 60 газ-жидкость, и прошедших фракционную разгонку во втором фракционирующем устройстве 70. В результате, стабилизатор 72 нафты выпускает бутан и компоненты более легкие, чем бутан в качестве выходящего газа и извлекает компоненты, имеющие количество атомов углерода пять или больше, в качестве продукта нафты.

Далее следует описание способа синтеза жидких топлив из природного газа (способ СТЬ) с использованием системы 1 синтеза жидкого топлива, имеющей структуру, описанную выше.

Природный газ (главный компонент которого представляет собой СН₄) подается в качестве углеводородных исходных материалов в систему 1 синтеза жидкого топлива из внешнего источника подачи

- 7 022647 природного газа (не показан на чертеже), такого как поле природного газа или установка переработки природного газа. Указанный выше узел 3 получения синтез-газа осуществляет риформинг природного газа с получением синтез-газа (газовой смеси, содержащей газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве главных компонентов).

Конкретно, сначала природный газ, описанный выше, подается в реактор 10 десульфуризации вместе с газообразным водородом, выделенным с помощью сепаратора 26 водорода. В реакторе 10 десульфуризации компоненты серы, содержащиеся в природном газе, преобразуются в сероводород с помощью введенного газообразного водорода и катализатора гидродесульфуризации. Кроме того, в реакторе 10 десульфуризации полученный сероводород поглощается посредством десульфуризирующего агента, такого как ΖηΟ. Посредством предварительной десульфуризации природного газа, таким образом, можно предотвратить уменьшение активности катализаторов, используемых в риформере 12 и барботажной реакторной колонне 30, из-за серы.

Природный газ (который может также содержать диоксид углерода), который десульфуризируется таким образом, подают в риформер 12 после смешивания с газообразным диоксидом углерода (СО₂), подающимся из источника подачи диоксида углерода (не показан на чертеже), и с водяным паром, генерируемым в бойлере 14 на избыточном тепле. В риформере 12 осуществляют риформинг природного газа с помощью газообразного диоксида углерода и водяного пара посредством способа риформинга с помощью водяного пара и диоксида водорода, с получением при этом высокотемпературного синтезгаза, содержащего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве главных компонентов. В это время топливный газ и воздух для горелки, установленной в риформере 12, подаются в риформер 12, и тепло горения от топливного газа в горелке используют для получения необходимого тепла реакции для указанной выше реакции риформинга с помощью водяного пара и диоксида водорода, которая представляет собой эндотермическую реакцию.

Высокотемпературный синтез-газ (например, 900°С, 2,0 МПа в датчике), получаемый в риформере 12 таким образом, подается в бойлер 14 на избыточном тепле и охлаждается (например, до 400°С) посредством теплового обмена с водой, циркулирующей через бойлер 14 на избыточном тепле, тем самым извлекая избыточное тепло из синтез-газа. В это время вода, нагретая с помощью синтез-газа в бойлере 14 на избыточном тепле, подается в сепаратор 16 газ-жидкость. В сепараторе 16 газ-жидкость вода, которая нагревается с помощью синтез-газа, разделяется на водяной пар высокого давления (например, 3,410,0 МПа в датчике) и воду. Отделенный пар высокого давления подается в риформер 12 или другие внешние устройства, в то время как отделенная вода возвращается в бойлер 14 на избыточном тепле.

В то же время синтез-газ, который охлажден в бойлере 14 на избыточном тепле, подается либо в поглотательную башню 22 узла 20 удаления СО₂, либо в барботажную реакторную колонну 30, после отделения и удаления конденсированной жидкой фракции из синтез-газа в сепараторе 18 газ-жидкость. В поглотительной башне 22 газообразный диоксид углерода, содержащийся в синтез-газе, поглощается поглотителем, содержащимся в поглотительной башне 22, тем самым удаляя газообразный диоксид углерода из синтез-газа. Поглотитель, который поглотил газообразный диоксид углерода в поглотительной башне 22, выводится из поглотительной башни 22 и вводится в регенерационную башню 24.

Этот поглотитель, который вводится в регенерационную башню 24, затем нагревается, например, с помощью водяного пара и подвергается воздействию обработки с отделением для высвобождения газообразного диоксида углерода. Высвобожденный газообразный диоксид углерода выводится из регенерационной башни 24 и вводится в риформер 12, где он может повторно использоваться для указанной выше реакции риформинга.

Синтез-газ, получаемый в узле 3 получения синтез-газа таким образом, подается в барботажную реакторную колонну 30 указанного выше узла 5 синтеза РТ. В это время композиционное отношение синтез-газа, подающегося в барботажную реакторную колонну 30, доводят до композиционного отношения, пригодного для реакции синтеза РТ (например, Н₂:СО=2:1 (молярное отношение)). В дополнение к этому, у синтез-газа, подающегося в барботажную реакторную колонну 30, давление повышают до давления, пригодного для реакции синтеза РТ (например, приблизительно 3,6 МПа в датчике), с помощью компрессора (на чертеже не показан), предусмотренного в линии, соединяющей узел 20 удаления СО₂ с барботажной реакторной колонной 30.

Кроме того, порция синтез-газа, которая подвергается отделению газообразного диоксида углерода с помощью указанного выше узла 20 удаления СО2, также подается в сепаратор 26 для водорода. В сепараторе 26 для водорода газообразный водород, содержащийся в синтез-газе, отделяют посредством адсорбции и десорбции с использованием разности давлений (ΡδΑ водорода), как описано выше. Отделенный газообразный водород подается непрерывно из газгольдера или чего-либо подобного (не показано на чертеже) с помощью компрессора (не показан на чертеже) в различные реакторы, использующие водород (например, реактор 10 десульфуризации, реактор 50 гидрокрекинга фракции восков, реактор 52 гидрообработки средней фракции и реактор 54 гидрообработки фракции нафты), в системе 1 реакции синтеза, которая осуществляет заданные реакции с использованием водорода.

Далее, узел синтеза РТ 5 синтезирует жидкие углеводородные соединения посредством реакции синтеза РТ из синтез-газа, полученного в указанном выше узле 3 получения синтез-газа.

- 8 022647

В частности, синтез-газ, который подвергается отделению газообразного диоксида углерода с помощью указанного выше узла 20 удаления СО₂, вводится в барботажную реакторную колонну 30, и он протекает через суспензию, содержащую катализатор, содержащуюся в барботажной реакторной колонне 30. В течение этого времени в барботажной реакторной колонне 30 монооксид углерода и газообразный водород, содержащиеся в синтез-газе, взаимодействуют друг с другом с помощью рассмотренной выше реакции синтеза РТ, и получают углеводородные соединения. Кроме того, в течение этой реакции синтеза РТ тепло реакции от реакции синтеза РТ извлекается с помощью воды, протекающей через теплообменную трубу 32 барботажной реакторной колонны 30, и вода, которая нагревается с помощью этого тепла реакции, испаряется в виде водяного пара. Этот водяной пар подается в сепаратор 34 газжидкость и разделяется на конденсированную воду и газовую фракцию. Вода возвращается в теплообменную трубу 32, в то время как газовая фракция подается во внешнее устройство в виде водяного пара среднего давления (например, 1,0-2,5 МПа в датчике).

Жидкие углеводородные соединения, синтезируемые в барботажной реакторной колонне 30 таким образом, выводятся из средней секции барботажной реакторной колонны 30 как суспензия, которая содержит частицы катализатора, и эта суспензия вводится в сепаратор 36. В сепараторе 36 введенную суспензию разделяют на катализатор (твердую фракцию) и жидкую фракцию, содержащую жидкие углеводородные соединения. Часть отделенного катализатора возвращают в барботажную реакторную колонну 30, в то время как жидкая фракция вводится в первое фракционирующее устройство 40. Газообразные побочные продукты, включая непрореагировавший синтез-газ из реакции синтеза РТ и газообразные углеводородные соединения, полученные в реакции синтеза РТ, выводятся из верхней части барботажной реакторной колонны 30. Газообразные побочные продукты, высвобождаемые из барботажной реакторной колонны 30, вводятся в сепаратор 38 газ-жидкость. В сепараторе 38 газ-жидкость газообразные побочные продукты охлаждаются и разделяются на конденсированные жидкие углеводородные соединения и газовую фракцию. Отделенные жидкие углеводородные соединения выводятся из сепаратора 38 газжидкость и вводятся в первое фракционирующее устройство 40. Отделенная газовая фракция выводится из сепаратора 38 газ-жидкость, при этом часть газовой фракции повторно вводится в барботажную реакторную колонну 30. В барботажной реакторной колонне 30 непрореагировавшие при синтезе газы (СО и Н₂), содержащиеся в этой повторно введенной газовой фракции, повторно используют для реакции синтеза РТ. Кроме того, оставшуюся часть газовой фракции, выведенной из сепаратора 38 газ-жидкость, можно использовать как газовое топливо на основе уходящего газа или топлива, эквивалентные ЬРС (сжиженному нефтяному газу), могут извлекаться из газовой фракции.

В первом фракционирующем устройстве 40 жидкие углеводородные соединения (с различными количествами атомов углерода), подающиеся из барботажной реакторной колонны 30 посредством сепаратора 36 и сепаратора 38 газ-жидкость способом, описанным выше, подвергаются фракционной разгонке на фракцию нафты (с температурой кипения, которая ниже чем приблизительно 150°С), среднюю фракцию (с температурой кипения приблизительно 150-350°С) и фракцию восков (с температурой кипения, которая превышает приблизительно 350°С). Жидкие углеводородные соединения фракции восков (главным образом С₂₁ или выше), выводимые из нижней части первого фракционирующего устройства 40, вводятся в реактор 50 гидрокрекинга фракции восков. Жидкие углеводородные соединения средней фракции, эквивалентные керосину и газойлю (главным образом Сц-С₂₀), выводимые из средней секции первого фракционирующего устройства 40, вводятся в реактор 52 гидрообработки средней фракции. Жидкие углеводородные соединения фракции нафты (главным образом С₅-С₁₀), выводимые из верхней части первого фракционирующего устройства 40, вводятся в реактор 54 гидрообработки фракции нафты.

Реактор 50 гидрокрекинга фракции восков осуществляет гидрокрекинг жидких углеводородных соединений фракции восков с большими количествами атомов углерода (приблизительно С₂₁ углеводороды или выше), выводимых из нижней части первого фракционирующего устройства 40, посредством использования газообразного водорода, подающегося из указанного выше сепаратора 26 для водорода, для уменьшения количества атомов углерода до 20 или меньше. В этой реакции гидрокрекинга, связи С-С углеводородных соединений с большими количествами атомов углерода расщепляются. Этот процесс преобразует углеводородные соединения с большим количеством атомов углерода в углеводородные соединения с меньшим количеством атомов углерода. Кроме того, в реакторе 50 гидрокрекинга фракции восков, реакция гидроизомеризации линейных насыщенных углеводородных соединений (нормальных парафинов) с получением разветвленных насыщенных углеводородных соединений (изопарафинов) осуществляется параллельно с реакцией гидрокрекинга. Это улучшает низкотемпературную текучесть продукта гидрокрекинга фракции восков, которая является необходимым свойством для базовых компонентов топливного масла. Кроме того, в реакторе 50 гидрокрекинга фракции восков, реакция гидродеоксигенирования кислородсодержащих соединений, таких как спирты, и реакция гидрирования олефинов, которые могут содержаться во фракции восков, которая функционирует в качестве исходных материалов, также осуществляется в течение процесса гидрокрекинга. Продукты, содержащие жидкие углеводородные соединения, получаемые посредством гидрокрекинга и выводимые из реактора 50 гидрокрекинга фракции восков, вводятся в сепаратор 56 газ-жидкость и разделяются на газ и жидкость. Отделенные жидкие углеводородные соединения вводятся во второе фракционирующее устройство 70, а отделенная

- 9 022647 газовая фракция (которая содержит газообразный водород) вводится в реактор 52 гидрообработки средней фракции и реактор 54 гидрообработки фракции нафты.

В реакторе 52 гидрообработки средней фракции жидкие углеводородные соединения средней фракции, эквивалентные керосину и газойлю, которые имеют количество атомов углерода в среднем диапазоне (приблизительно С₁₁-С₂₀) и выводятся из средней секции первого фракционирующего устройства 40, подвергаются воздействию гидрообработки. В реакторе 52 гидрообработки средней фракции газообразный водород, подающийся из сепаратора 26 для водорода через реактор 50 гидрокрекинга фракции восков, используют для гидрообработки. В этой реакции гидрообработки олефины, содержащиеся в указанных выше жидких углеводородных соединениях, гидрируются с получением насыщенных углеводородных соединений, а кислородсодержащие соединения, такие как спирты, содержащиеся в жидких углеводородных соединениях, гидродеоксигенируются и преобразуются в насыщенные углеводородные соединения и воду. Кроме того, в этой реакции гидрообработки реакция гидроизомеризации, которая изомеризует линейные насыщенные углеводородные соединения (нормальные парафины) и преобразует их в разветвленные насыщенные углеводородные соединения (изопарафины), также осуществляется, улучшая тем самым низкотемпературную текучесть получаемого масла, которая является необходимым свойством для топливного масла. Продукт, содержащий жидкие углеводородные соединения, после гидрообработки разделяется на газ и жидкость в сепараторе 58 газ-жидкость. Отделенные жидкие углеводородные соединения вводятся во второе фракционирующее устройство 70, а отделенная газовая фракция (которая содержит газообразный водород) повторно используется для указанной выше реакции гидрирования.

В реакторе 54 гидрообработки фракции нафты, жидкие углеводородные соединения фракции нафты, которые имеют низкое количество атомов углерода (приблизительно Сю или меньше) и выводятся из верхней части первого фракционирующего устройства 40, подвергаются гидрообработке. В реакторе 54 гидрообработки фракции нафты, газообразный водород, подающийся из сепаратора 26 для водорода через реактор 50 гидрокрекинга фракции восков, используют для гидрообработки. В результате, продукт, содержащий жидкие углеводородные соединения после гидрообработки, разделяется на газ и жидкость в сепараторе 60 газ-жидкость. Отделенные жидкие углеводородные соединения вводятся в стабилизатор 72 нафты, а отделенная газовая фракция (которая содержит газообразный водород) повторно используется для указанной выше реакции гидрирования. В этом процессе гидрообработки фракции нафты, главные реакции, которые осуществляются, представляют собой гидрирование олефинов и гидродеоксигенирование кислородсодержащих соединений, таких как спирты.

Во втором фракционирующем устройстве 70, жидкие углеводородные соединения, подающиеся из реактора 50 гидрокрекинга фракции восков и реактора 52 гидрообработки средней фракции, способом, описанным выше, подвергаются воздействию фракционной разгонки на углеводородные соединения с количеством атомов углерода Сю или меньше (с температурами кипения ниже приблизительно, чем 150°С), керосиновую фракцию (с температурой кипения приблизительно 150-250°С), фракцию газойля (с температурой кипения приблизительно 250-350°С) и фракцию некрекированных восков (с температурой кипения превышающей приблизительно 350°С) из реактора 50 гидрокрекинга фракции восков. Фракцию некрекированных восков получают из нижней части второго фракционирующего устройства 70, и ее рециклируют в положение перед реактором 50 гидрокрекинга фракции восков. Керосин и газойль выводят из средней секции второго фракционирующего устройства 70. В это время, газообразные углеводородные соединения С₁₀ или меньше выводятся из верхней части второго фракционирующего устройства 70 и вводятся в стабилизатор 72 нафты.

В стабилизаторе 72 нафты углеводородные соединения С₁₀ или меньше, которые подаются из реактора 54 гидрообработки фракции нафты и подвергаются фракционной разгонке во втором фракционирующем устройстве 70, и нафту (С₅-С₁₀) получают в качестве продукта. Соответственно, нафту высокой чистоты выводят из нижней части стабилизатора 72 нафты. В этом время выходящий газ, содержащий главным образом углеводородные соединения, имеющие заданное или меньшее количество атомов углерода (С₄ или меньше), которые не являются целевым продуктом, выводят из верхней части стабилизатора 72 нафты. Этот выходящий газ используют в качестве топливного газа, или альтернативно, из выходящего газа может извлекаться топливный эквивалент ЬРО.

Далее следует описание системы 80 извлечения катализатора, снабженной узлом синтеза РТ 5 и иллюстрируемой на фиг. 2.

Система 80 извлечения катализатора извлекает частицы катализатора из суспензии, содержащейся в барботажной реакторной колонне 30. Эта система 80 извлечения катализатора содержит узел 82 получения концентрированной суспензии, первый узел 84 выведения, линию 86 осветленной суспензии, центробежный сепаратор 88, второй узел 90 выведения, узел 91 получения отвержденной суспензии и механизм 92 извлечения.

Узел 82 получения концентрированной суспензии концентрирует суспензию, извлеченную из барботажной реакторной колонны 30, с получением концентрированной суспензии непрерывным образом. Концентрированная суспензия выводится из узла 82 получения концентрированной суспензии через первый узел 84 выведения. Линия осветленной суспензии 86 используется для извлечения осветленной суспензии, которая имеет более низкое содержание частиц катализатора, чем концентрированная суспензия,

- 10 022647 из узла 82 получения концентрированной суспензии. Осветленная суспензия подается из линии 86 осветленной суспензии в центробежный сепаратор 88. Суспензия, содержащая остаточный катализатор, которая выделяется из осветленной суспензии с помощью центробежного сепаратора 88, выводится через второй узел 90 выведения. Узел 91 получения отвержденной суспензии охлаждает концентрированную суспензию, выводимую из узла 82 получения концентрированной суспензии, и суспензию, содержащую остаточный катализатор, выводимую из центробежного сепаратора 88, при этом отверждая масляную среду и производя отвержденную суспензию. Отвержденная суспензия извлекается из узла 91 получения отвержденной суспензии с помощью механизма 92 извлечения.

Узел 82 получения концентрированной суспензии содержит отстойную емкость 94, которая разделяет суспензию на концентрированную суспензию и осветленную суспензию, и линию 96 для суспензии, которая соединяет внутреннее пространство барботажной реакторной колонны 30 с внутренним пространством отстойной емкости 94 и снабжена клапаном 96а открывания-закрывания.

Как иллюстрируется на фиг. 3, отстойная емкость 94 представляет собой цилиндрическую закрытую емкость, которая простирается в вертикальном направлении, где нижняя секция стенки отстойной емкости 94 сформирована с обратным сужением, которое заставляет емкость постепенно сужаться в направлении вниз, в то время как верхняя секция стенки отстойной емкости 94 расширяется в направлении вверх.

Как иллюстрируется на фиг. 2-4, отстойная емкость 94 содержит отверстие 98 подачи, через которое подается суспензия, отверстие 100 выведения, с которым соединен первый узел 84 выведения, и отверстие 102 извлечения, через которое извлекается осветленная суспензия. Линия 96 для суспензии соединена с отверстием 98 подачи, в то время как линия 86 осветленной суспензии соединена с отверстием 102 извлечения.

Как иллюстрируется на фиг. 3, отверстие 100 выведения формируется на нижнем краю нижней секции стенки отстойной емкости 94 и открывается в емкость. Отверстие 98 подачи и отверстие 102 извлечения формируются на периферийной стенке отстойной емкости 94, ив примере, иллюстрируемом на чертежах, отверстие 98 подачи располагается выше отверстия 102 извлечения. Кроме того, как иллюстрируется на фиг. 4, направление отверстия 98А отверстия 98 подачи и направление отверстия 102А отверстия 102 извлечения являются взаимно ортогональными, если смотреть сверху. Кроме того, как иллюстрируется на фиг. 3, внутреннее пространство отстойной емкости 94 снабжено отражательной перегородкой, облегчающей осаждение (разделительной стенкой) 108, которая разделяет внутреннее пространство отстойной емкости 94 на нижнюю камеру 104, к которой присоединены отверстие 98 подачи и отверстие 100 выведения и которые расположены в нижней части емкости, и на верхнюю камеру 106, к которой присоединено отверстие 102 извлечения и которая располагается в верхней части емкости, и соединительным проходом 110, который проходит через отражательную перегородку 108, облегчающую осаждение, и соединяет друг с другом нижнюю камеру 104 и верхнюю камеру 106. Отражательная перегородка 108, облегчающая осаждение, наклонена в направлении вниз от отверстия подачи 98 в направлении центральной оси отстойной емкости 94. Как иллюстрируется на фиг. 4, форма отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение, если смотреть сверху, имеет форму перевернутой буквы Ό, где искривленная часть наружного периферийного края отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение, соединена с внутренней периферийной поверхностью периферийной стенки отстойной емкости 94 по всей длине кривой. Кроме того, как иллюстрируется на фиг. 3, линейная часть наружного периферийного края отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение, простирается горизонтально, образует нижний конец отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение, и является дальней от внутренней периферийной поверхности периферийной стенки отстойной емкости 94. Верхний край отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение, расположен напротив отверстия 98 подачи. Труба 122 для сбора масла, описанная ниже, расположена непосредственно над нижним краем отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение.

Наклонные стенки 112, которые наклонены в направлении вниз от отверстия 98 подачи в направлении центральной оси отстойной емкости, 94 находятся внутри отстойной емкости 94 под отражательной перегородкой 108, облегчающей осаждение, при этом предусматривается некоторое пространство между наклонными стенками 112 и отражательной перегородкой 108, облегчающей осаждение. Предусматривается множество наклонных стенок 112 (в примере, иллюстрируемом на чертежах, четыре) с пространствами, предусматриваемыми между ними. Эти наклонные стенки 112 параллельны отражательной перегородке 108, облегчающей осаждение, и располагаются на равных расстояниях под отражательной перегородкой 108, облегчающей осаждение. В примере, иллюстрируемом на чертежах, угол наклона 9 наклонных стенок 112 по отношению к горизонтальной плоскости имеет, по меньшей мере, величину угла трения покоя частиц катализатора (например, приблизительно 30 градусов). Кроме того, нижние края наклонных стенок 112 располагаются по существу на такой же высоте в вертикальном направлении, как и нижний край отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение.

Кроме того, среди множества наклонных стенок 112, нижняя наклонная стенка 112а, расположенная в самом нижнем положении, имеет форму перевернутой буквы Ό, если смотреть сверху, при этом искривленная часть наружного периферийного края нижней наклонной стенки 112а соединена с внут- 11 022647 ренней периферийной поверхностью периферийной стенки отстойной емкости 94 по всей длине кривой.

Кроме того, среди множества наклонных стенок 112, другие наклонные стенки 112, расположенные выше нижней наклонной стенки 112а, располагаются так, что существует некоторое пространство между верхним краем каждой из этих других наклонных стенок 112 и внутренней периферийной поверхностью периферийной стенки отстойной емкости 94.

Стенка 114 канала, которая простирается в вертикальном направлении, располагается в пространстве между нижним краем отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение (а именно, линейной секции наружного периферийного края отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение), и внутренней периферийной поверхностью периферийной стенки отстойной емкости 94. Нижний край стенки 114 канала располагается в нижней камере 104, в то время как верхний край стенки 114 канала располагается в верхней камере 106, в положении над отверстием 102 извлечения. Два боковых края стенки 114 канала соединены с внутренней периферийной поверхностью периферийной стенки отстойной емкости 94 по всей длине стенки 114 канала. Предусматривается узкое пространство 116 между нижним краем отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение, и стенкой 114 канала. Пространство между стенкой 114 канала и внутренней периферийной поверхностью периферийной стенки отстойной емкости 94 функционирует в качестве рассмотренного выше соединительного прохода 110.

Регулирующее устройство 118, которое ограничивает восходящее движение частиц катализатора через соединительный проход 110, предусматривается в соединительном проходе 110. Регулирующее устройство 118 содержит множество отражательных перегородок (перегородки, предотвращающие восходящее движение частиц) 120, которые простираются от внутренней периферийной поверхности соединительного прохода 110. Эти отражательные перегородки 120 наклонены в направлении вниз от внутренней периферийной поверхности соединительного прохода 110 в направлении оси прохода соединительного прохода 110, и множество этих отражательных перегородок предусматриваются чередующимся образом между верхним краем соединительного прохода 110 и нижним краем соединительного прохода 110. В примере, иллюстрируемом на чертежах, каждая из отражательных перегородок 120 простирается от стенки 114 канала или от периферийной стенки отстойной емкости 94, и среди множества отражательных перегородок 120, нижняя отражательная перегородка 120а, расположенная в самом нижнем положении, простирается от внутренней периферийной поверхности отстойной емкости 94.

Кроме того, как иллюстрируется на фиг. 4, труба 122 для сбора масла, внутреннее пространство которой соединено с отверстием 102 извлечения и которое блокирует соединение между отверстием 102 извлечения и верхней камерой 106, предусматривается внутри верхней камеры 106.

Труба 122 для сбора масла располагается вдоль той же оси, что и отверстие 102 извлечения, и сквозные отверстия 124, которые соединяют внутреннее пространство трубы для сбора масла 122 и верхнюю камеру 106, формируются в трубе 122 для сбора масла. В примере, иллюстрируемом на чертежах, эти сквозные отверстия 124 формируются как продолговатые отверстия, множество которых предусматривается вдоль длины трубы 122 для сбора масла с пространствами, предусмотренными между индивидуальными отверстиями. Площадь поверхности потока сквозных отверстий 124 больше, чем площадь поверхности потока отверстия 102 извлечения. В тех случаях, когда предусматривается множество сквозных отверстий 124, площадь поверхности потока сквозных отверстий 124 описывает сумму площадей поверхностей потока каждого из сквозных отверстий 124.

Как иллюстрируется на фиг. 2 и 3, отстойная емкость 94 снабжена устройством 126 детектирования границы раздела, которое детектирует границу раздела при осаждении концентрированной суспензии в отстойной емкости 94, и устройством 128 для нагрева емкости, которое нагревает внутреннее пространство отстойной емкости 94.

Как иллюстрируется на фиг. 3, узел 130 контроля, который может контролировать различные настройки в системе 80 извлечения катализатора, соединен электрически с устройством 126 детектирования границы раздела. Данные по границе раздела концентрированной суспензии, детектируемые с помощью устройства 126 детектирования границы раздела, направляются в этот узел 130 контроля.

Как иллюстрируется на фиг. 2, устройство 128 для нагрева емкости содержит теплопроводящую часть 128а, которая навивается вокруг наружной периферийной поверхности отстойной емкости 94, и узел 128Ь питания источника тепла, который питает источник тепла для теплопроводящей части 128а. В примере, иллюстрируемом на чертеже, теплопроводящая часть 128а формируется в трубчатой форме, и узел 128Ь питания источника тепла подает водяной пар в качестве источника тепла внутрь теплопроводящей части 128а. Примеры водяного пара, который может использоваться, включают водяной пар, производимый в других секциях узла 5 синтеза РТ (таких как сепаратор 34 газ-жидкость). Это устройство 128 для нагрева емкости может также иметь конфигурацию, в которой теплопроводящая часть 128а формируется из электрически нагреваемой проволоки, при этом узел 128Ь питания источника тепла подает электрическую энергию в теплопроводящую часть 128а в качестве источника тепла.

Первый узел 84 выведения содержит первую верхнюю линию 132, которая выводит концентрированную суспензию из отстойной емкости 94, временный бункер 134, в который выводится концентрированная суспензия из первой верхней линии 132, первую нижнюю линию 136, которая выводит концентрированную суспензию из временного бункера 134, первый верхний клапан 138, который открывает и

- 12 022647 закрывает первую верхнюю линию 132, и первый нижний клапан 140, который открывает и закрывает первую нижнюю линию 136.

Временный бункер 134 снабжен устройством 142 нагрева бункера, которое нагревает внутреннее пространство временного бункера 134, и первое устройство 144 для повышения давления в бункере, которое повышает давление концентрированной суспензии внутри временного бункера 134.

Устройство 142 нагрева бункера содержит теплопроводящую часть 142а, которая навивается вокруг наружной периферийной поверхности временного бункера 134, и узел 142Ь питания источника тепла, который питает источник тепла для теплопроводящей части 142а. В примере, иллюстрируемом на чертеже, теплопроводящая часть 142а формируется в трубчатой форме и узел 142Ь питания источника тепла подает водяной пар в качестве источника тепла внутрь теплопроводящей части 142а. Примеры водяного пара, который может использоваться, включают водяной пар, производимый в других секциях узла 5 синтеза РТ (таких как сепаратор газ-жидкость 34). Это устройство 142 нагрева бункера может также иметь конфигурацию, в которой теплопроводящая часть 142а формируется из электрически нагреваемой проволоки, при этом узел 142Ь питания источника тепла подает электрическую энергию в теплопроводящую часть 142а в качестве источника тепла.

Первое устройство 144 для повышения давления в бункере повышает давление концентрированной суспензии внутри временного бункера 134 посредством подачи инертного газа внутрь временного бункера 134. В примере, иллюстрируемом на чертежах, в качестве инертного газа используется газообразный азот.

Линия 86 осветленной суспензии снабжена клапаном 86а открывания-закрывания, который открывает и закрывает линию 86 осветленной суспензии, и редукционным клапаном 146, который понижает давление осветленной суспензии внутри линии 86 осветленной суспензии, при этом эти два клапана предусматриваются между отстойной емкостью 94 и центробежным сепаратором 88 именно в этом порядке.

Центробежный сепаратор 88 имеет, например, вертикальную структуру, которая осуществляет центробежное разделение осветленной суспензии на суспензию, содержащую остаточный катализатор, и отделенное масло. Суспензия, содержащая остаточный катализатор, содержит частицы остаточного катализатора из осветленной суспензии, в то время как отделенное масло является еще более осветленным, чем осветленная суспензия, и содержит, например, очень малое количество частиц катализатора, имеющих размер частиц 0,1 мкм или меньше, и масляную среду.

Емкость 148 для отделенного масла для хранения отделенного масла соединена с центробежным сепаратором 88.

Второй узел 90 выведения содержит вторую верхнюю линию 150, которая выводит суспензию, содержащую остаточный катализатор, из центробежного сепаратора 88, бункер 152 для остаточного катализатора, в который выводится суспензия, содержащая остаточный катализатор, из второй верхней линии 150, вторую нижнюю линию 154, которая выводит суспензию, содержащую остаточный катализатор, из бункера 152 для остаточного катализатора, второй верхний клапан 156, который открывает и закрывает вторую верхнюю линию 150, и второй нижний клапан 158, который открывает и закрывает вторую нижнюю линию 154.

Бункер 152 для остаточного катализатора снабжен вторым устройством 160 для повышения давления в бункере, которое повышает давление суспензии, содержащей остаточный катализатор, в бункере 152 для остаточного катализатора.

Второе устройство 160 для повышения давления в бункере повышает давление суспензии, содержащей остаточный катализатор, в бункере 152 для остаточного катализатора посредством подачи инертного газа внутрь бункера 152 для остаточного катализатора. В примере, иллюстрируемом на чертежах, в качестве инертного газа используется газообразный азот.

Узел 91 получения отвержденной суспензии охлаждает выводимую суспензию, которая выводится в узел 91 получения отвержденной суспензии и содержит по меньшей мере одну суспензию из концентрированной суспензии и суспензии, содержащей остаточный катализатор, при этом отверждая масляную среду в выводимой суспензии и производя отвержденную суспензию. Этот узел 91 получения отвержденной суспензии содержит охлаждающий бункер 162, в который выводится выводимая суспензия, и охлаждающее устройство 164, которое охлаждает внутреннее пространство охлаждающего бункера 162.

Первая нижняя линия 136 первого узла 84 выведения и вторая нижняя линия 154 второго узла 90 выведения соединены с охлаждающим бункером 162. Охлаждающий бункер 162 также снабжен линией 172 выпуска газа, через которую газ внутри охлаждающего бункера 162 может выпускаться и газ, который протекает в этой линии 172 выпуска газа, может, например, подаваться в наружное устройство горения (не показано на чертежах), где газ может сжигаться, а затем высвобождаться в атмосферу.

Охлаждающее устройство 164 подает охлаждающую воду в охлаждающий бункер 162.

Механизм 92 извлечения содержит измельчительное устройство 166, которое измельчает отвержденную суспензию, приемную емкость 168 для катализатора, в который извлекается отвержденная суспензия, и транспортное устройство 170, которое транспортирует отвержденную суспензию из измельчительного устройства 166 в приемную емкость 168 для катализатора.

- 13 022647

Измельчительное устройство 166 предусматривается внутри охлаждающего бункера 162. Например, в качестве измельчительного устройства 166 можно использовать структуру, имеющую двухосный шнековый механизм.

Транспортное устройство 170 транспортирует отвержденную суспензию, в то же время удаляя охлаждающую воду из суспензии. В примере, иллюстрируемом на чертеже, транспортное устройство 170 представляет собой шнековый конвейер, который содержит шнек 170а, который транспортирует отвержденную суспензию, и корпус 1706, который заключает в себе шнек 170а.

Один край корпуса 1706 соединен с нижним отверстием охлаждающего бункера 162, в то время как другой край корпуса 1706 располагается выше приемной емкости 168 для катализатора и открывается вниз. Корпус 1706 является наклонным и постепенно возвышается от одного края до другого. В примере, иллюстрируемом на чертеже, один край корпуса 1706 снабжен дренажом 174 для охлаждающей воды из охлаждающего устройства 164.

Далее следует описание применения системы 80 извлечения катализатора, имеющей структуру, описанную выше, в способе извлечения частиц катализатора, для отделения и извлечения частиц катализатора из суспензии. Извлечение частиц катализатора осуществляют, например, когда работа узла 5 синтеза РТ останавливается. Каждая из стадий, описанных ниже, может осуществляться автоматически, с использованием узла 130 контроля, или осуществляться вручную оператором с использованием панели контроля оператора или чего-либо подобного, не показанного на чертежах.

Следующее далее описание начинается с состояния, в котором клапан 86а открывания-закрывания, клапан 96а открывания-закрывания узла 82 получения концентрированной суспензии, первый верхний клапан 138 и первый нижний клапан 140 первого узла 84 выведения, и второй верхний клапан 156 и второй нижний клапан 158 второго узла 90 выведения, все они закрыты.

Кроме того, предполагается, что внутреннее пространство отстойной емкости 94 заполнено суспензией и что давление в отстойной емкости 94 по существу равно давлению (например, приблизительно 3,6 МПа в датчике) внутри барботажной реакторной колонны 30. Кроме того, также предполагается, что суспензия в отстойной емкости 94 осаждается в виде концентрированной суспензии и осветленной суспензии, где граница раздела при осаждении концентрированной суспензии находится в нижней камере 104.

Сначала, суспензия, которая извлекается из барботажной реакторной колонны 30, подвергается воздействию стадии получения концентрированной суспензии с концентрированием суспензии в отстойной емкости 94 и с непрерывным получением концентрированной суспензии и стадии извлечения с извлечением осветленной суспензии из отстойной емкости 94.

На стадии получения концентрированной суспензии, сначала клапан 96а открывания-закрывания в линии 96 для суспензии и клапан 86а открывания-закрывания в линии 86 осветленной суспензии открываются, и суспензия внутри барботажной реакторной колонны 30 вводится через линию 96 для суспензии и отверстие 98 подачи и подается в нижнюю камеру 104 отстойной емкости 94. Как иллюстрируется на фиг. 3, суспензия, подающаяся из отверстия 98 подачи, протекает из отверстия 98 подачи в направлении центральной оси отстойной емкости 94. В результате, суспензия соударяется с отражательной перегородкой 108, облегчающей осаждение, заставляя поток суспензии изменить направление и двигаться вниз. Затем суспензия протекает вниз через нижнюю камеру 104 либо через пространство между отражательной перегородкой 108, облегчающей осаждение, и наклонной стенкой 112, либо в пространстве между соседними наклонными стенками 112.

В течение этого процесса протекания суспензии вниз через нижнюю камеру 104 способом, описанным выше, частицы катализатора в суспензии оседают и накапливаются в нижней части нижней камеры 104 (секция нижней стенки отстойной емкости 94), с получением при этом концентрированной суспензии в нижней части нижней камеры 104, и заставляя суспензию разделяться на концентрированную суспензию и осветленную суспензию в нижней камере 104. Когда суспензия протекает через пространство между отражательной перегородкой 108, облегчающей осаждение, и наклонной стенкой 112 или через пространство между соседними наклонными стенками 112, по меньшей мере часть частиц катализатора в суспензии осаждается поверх одной из наклонных стенок 112. Однако в настоящем варианте осуществления, поскольку угол наклона 9 наклонных стенок 112 имеет, по меньшей мере, величину угла трения покоя частиц катализатора, эти частицы катализатора, которые оседают на наклонную стенку 112, продолжают плавно опускаться вдоль наклонной стенки 112 к нижнему краю стенки, а затем падают вниз через нижнюю камеру 104 с нижнего края наклонной стенки 112.

Эта стадия получения концентрированной суспензии может продолжаться, например, до тех пор, когда количество суспензии, остающейся внутри барботажной реакторной колонны 30, становится достаточно малым, чтобы сделать извлечение сложным.

В то же время на стадии извлечения, сначала, суспензия, подающаяся из отверстия 98 подачи в нижнюю камеру 104 на рассмотренной выше стадии получения концентрированной суспензии, вытесняет эквивалентный объем осветленной суспензии из нижней камеры 104 в соединительный проход 110. В результате, осветленная суспензия внутри соединительного прохода 110 вытесняется в верхнюю камеру 106, осветленная суспензия внутри верхней камеры 106 вытесняется через сквозные отверстия 124 и в

- 14 022647 трубу 122 для сбора масла и осветленная суспензия внутри трубы 122 для сбора масла вытесняется и извлекается через отверстие 102 извлечения.

Это завершает стадию извлечения.

Как иллюстрируется на фиг. 3, в настоящем варианте осуществления предусматривается регулирующее устройство 118 в соединительном проходе 110, и по этой причине, в течение стадии извлечения, может предотвращаться восходящее движение частиц катализатора, когда осветленная суспензия протекает вверх через внутреннее пространство соединительного прохода 110, исключая тем самым поступление частиц катализатора в верхнюю камеру 106. В примере, иллюстрируемом на чертежах, поскольку отражательные перегородки 120 наклонены вниз от внутренней периферийной поверхности соединительного прохода 110 в направлении оси прохода соединительного прохода 110, восходящее движение частиц катализатора внутри соединительного прохода 110 может надежно регулироваться.

Кроме того, в настоящем варианте осуществления, поскольку площадь поверхности потока сквозных отверстий 124 больше, чем площадь поверхности потока отверстия 102 извлечения, скорость потока осветленной суспензии, когда она проходит через сквозные отверстия 124, может быть уменьшена до скорости, которая ниже, чем скорость потока осветленной суспензии, когда она извлекается из отверстия 102 извлечения. В результате, может замедляться протекание частиц катализатора в осветленной суспензии через сквозные отверстия 124 и их поступление в трубу 122 для сбора масла, это означает, что выведение частиц катализатора из отверстия 102 извлечения может исключаться.

В настоящем варианте осуществления, поскольку предусматривается рассмотренное выше узкое пространство 116 между нижним краем отражательной перегородки 108, облегчающей осаждение, и стенкой 114 канала, любые частицы катализатора, которые оседают внутри верхней камеры 106, могут двигаться через это узкое пространство 116 и в нижнюю камеру 104.

Как иллюстрируется на фиг. 2, осветленная суспензия, извлекаемая из отстойной емкости 94 на стадии извлечения, которая проходит через линию 86 осветленной суспензии, имеет давление, уменьшенное с помощью редукционного клапана 146, а затем она подается в центробежный сепаратор 88. Затем осуществляют стадию центробежного разделения с использованием центробежного сепаратора 88 для разделения осветленной суспензии на суспензию, содержащую остаточный катализатор, и отделенное масло. Отделенное масло, полученное на этой стадии центробежного разделения, хранят в емкости 148 для отделенного масла.

Затем, после начала рассмотренной выше стадии получения концентрированной суспензии, осуществляют первую стадию выведения с выведением концентрированной суспензии из отстойной емкости 94. Эта первая стадия выведения может начинаться, например, когда устройство 126 детектирования границы раздела детектирует, что граница раздела при осаждении концентрированной суспензии достигает заданного порога по высоте.

На первой стадии выведения, первая нижняя линия 136 сначала закрыта с помощью первого нижнего клапана 140. Сначала, первый верхний клапан 138 работает таким образом, чтобы открыть первую верхнюю линию 132, и концентрированная суспензия в отстойной емкости 94 выводится через первую верхнюю линию 132 и во временный бункер 134. Затем первый верхний клапан 138 работает таким образом, чтобы закрыть первую верхнюю линию 132, затем первый нижний клапан 140 работает, чтобы открыть первую нижнюю линию 136, и концентрированная суспензия во временном бункере 134 выводится через первую нижнюю линию 136. В это время повышается давление концентрированной суспензии во временном бункере 134 с использованием первого устройства 144 для повышения давления в бункере, делая возможным надежное выведение концентрированной суспензии из временного бункера 134.

Это завершает первую стадию выведения. Таким образом, первая стадия выведения может быть осуществлена с помощью соединения между отстойной емкостью 94 и наружной атмосферой с помощью первого узла 84 выведения, поддерживаемого в герметичном состоянии.

Суспензия, содержащая остаточный катализатор, выделенная с помощью стадии центробежного разделения, описанной выше, подвергается воздействию второй стадии выведения с выведением суспензии из центробежного сепаратора 88.

На этой второй стадии выведения, вторая верхняя линия 150 и вторая нижняя линия 154 сначала закрыты с помощью клапанов 156 и 158 соответственно. Сначала второй верхний клапан 156 работает таким образом, чтобы открыть вторую верхнюю линию 150, и суспензия, содержащая остаточный катализатор, внутри центробежного сепаратора 88 выводится через вторую верхнюю линию 150 в бункер 152 для остаточного катализатора. Затем второй верхний клапан 156 работает таким образом, чтобы закрыть вторую верхнюю линию 150, затем второй нижний клапан 158 работает, чтобы открыть вторую нижнюю линию 154, и суспензия, содержащая остаточный катализатор, внутри бункера 152 для остаточного катализатора выводится через вторую нижнюю линию 154. В это время давление суспензии, содержащей остаточный катализатор, внутри бункера 152 для остаточного катализатора повышается с использованием второго устройства 160 для повышения давления в бункере, делая возможным надежное выведение суспензии, содержащей остаточный катализатор, из бункера 152 для остаточного катализатора.

Это завершает вторую стадию выведения.

Суспензия, содержащая остаточный катализатор, выведенная на первой стадии выведения, и сус- 15 022647 пензия, содержащая остаточный катализатор, выведенная на второй стадии выведения, выводятся в качестве рассмотренной выше выведенной суспензии в охлаждающий бункер 162 узла 91 получения отвержденной суспензии. После начала по меньшей мере одной стадии из первой стадии выведения и второй стадии выведения осуществляют стадию получения отвержденной суспензии с охлаждением выводимой суспензии и отверждением масляной среды в выведенной суспензии с получением отвержденной суспензии и стадию извлечения с извлечением отвержденной суспензии.

На стадии получения отвержденной суспензии охлаждающую воду подают внутрь охлаждающего бункера 162 с помощью охлаждающего устройства 164, и выведенная суспензия охлаждается с получением отвержденной суспензии.

Затем, на стадии извлечения, эта отвержденная суспензия сначала измельчается с помощью измельчительного устройства 166 в охлаждающем бункере 162. В отвержденной суспензии поверхность частиц катализатора покрыта отвержденной масляной средой.

Затем, после выведения отвержденной суспензии из отверстия в нижней части охлаждающего бункера 162, транспортное устройство 170 используют для транспортировки отвержденной суспензии в приемную емкость 168 для катализатора, удаляя в то же время охлаждающую воду из суспензии. В это время, поскольку отвержденная суспензия транспортируется с помощью транспортного устройства 170, операции, которые должны осуществляться оператором вблизи охлаждающего бункера 162, могут быть сокращены.

Газ генерируется из выводимой суспензии в охлаждающем бункере 162, и этот газ выпускают через линию 172 выпуска газа.

Как описано выше, с использованием системы отделения и извлечения катализатора в соответствии с настоящим изобретением и используя систему для выделения концентрированной суспензии, содержащей частицы катализатора, из суспензии, извлекаемой из барботажной реакторной колонны 30, частицы катализатора могут извлекаться из суспензии.

Поскольку узел 82 получения концентрированной суспензии производит концентрированную суспензию непрерывно, получение концентрированной суспензии может продолжаться, когда суспензия извлекается, и отделение частиц катализатора от суспензии может продолжаться, без приостановки извлечения суспензии из барботажной реакторной колонны 30. В результате, в отличие от обычной технологии, описанной выше, частицы катализатора могут выделяться из суспензии без необходимости во временном хранении суспензии в емкости-хранилище, это означает, что система 80 извлечения катализатора не должна снабжаться такой емкостью-хранилищем или фильтрами, установленными снаружи емкости-хранилища, таким образом, делая возможным упрощение и уменьшение размеров системы 80 извлечения катализатора.

Кроме того, поскольку узел 82 получения концентрированной суспензии содержит отстойную емкость 94, описанную выше, концентрированная суспензия может получаться непрерывно посредством осаждения, делая возможным дополнительное упрощение системы 80 извлечения катализатора.

Кроме того, поскольку первый узел 84 выведения выводит концентрированную суспензию, которая демонстрирует превосходную текучесть твердых частиц катализатора, операция выведения может быть упрощена. В результате, частицы катализатора могут выделяться из суспензии с хорошей эффективностью.

Кроме того, в механизме 92 извлечения, поскольку концентрированная суспензия извлекается как отвержденная суспензия, в которой поверхность частиц катализатора покрыта отвержденной масляной средой, контакт между выводимыми частицами катализатора и воздухом может исключаться, делая возможным подавление окисления частиц катализатора.

Кроме того, поскольку в отстойной емкости 94 предусматриваются рассмотренная выше отражательная перегородка 108, облегчающая осаждение, и соединительный проход 110, концентрированная суспензия может выводиться из отстойной емкости 94 в то время, когда осветленная суспензия также извлекается из отстойной емкости 94.

Кроме того, поскольку отражательная перегородка 108, облегчающая осаждение, наклонена в направлении вниз от отверстия подачи 98 в направлении центральной оси отстойной емкости 94, направление потока суспензии, подающейся в нижнюю камеру 104 из отверстия 98 подачи, может быть направлено вниз. В результате, частицы катализатора в суспензии могут осаждаться более эффективно.

Кроме того, поскольку угол наклона 9 наклонной стенки 112 является, по меньшей мере, таким же по величине, как угол трения покоя частиц катализатора, по меньшей мере часть частиц катализатора в суспензии может плавно опускаться вдоль наклонной стенки 112, делая возможным более эффективное осаждение частиц катализатора.

В дополнение к этому, поскольку отстойная емкость 94 снабжена устройством 128 для нагрева емкости, описанным выше, может предотвращаться падение температуры и отверждение масляной среды в суспензии в отстойной емкости 94, таким образом, делая возможным более надежное осаждение частиц катализатора в суспензии.

Кроме того, поскольку линия 86 осветленной суспензии снабжается редукционным клапаном 146, описанным выше, может предотвращаться падение давления в отстойной емкости 94, когда осветленная

- 16 022647 суспензия извлекается из отстойной емкости 94 через линию 86 осветленной суспензии, таким образом, делая возможной стабилизацию давления внутри отстойной емкости 94.

Кроме того, поскольку отстойная емкость 94 снабжена устройством 126 детектирования границы раздела, описанным выше, первый узел 84 выведения может работать на основе детектирования границы раздела при осаждении концентрированной суспензии, делая возможным выведение концентрированной суспензии из отстойной емкости 94.

Кроме того, концентрированная суспензия может выводиться из отстойной емкости 94 с помощью соединения между отстойной емкостью 94 и внешней атмосферой с помощью первого узла 84 выведения, поддерживаемого в герметичном состоянии, и по этой причине давление в отстойной емкости 94 во время выведения концентрированной суспензии может стабилизироваться.

Кроме того, поскольку временный бункер 134 снабжен первым устройством 144 для повышения давления в бункере, описанным выше, давление концентрированной суспензии во временном бункере 134 может быть повышено с помощью первого устройства 144 для повышения давления в бункере, делая возможным более надежное выведение концентрированной суспензии из временного бункера 134.

В дополнение к этому, поскольку временный бункер 134 также снабжен устройством 142 нагрева бункера, описанным выше, может предотвращаться падение температуры и отверждения масляной среды в концентрированной суспензии во временном бункере 134, таким образом, делая возможным более надежное выведение концентрированной суспензии из временного бункера 134.

Поскольку бункер 152 для остаточного катализатора снабжен вторым устройством 160 для повышения давления в бункере, описанным выше, давление суспензии, содержащей остаточный катализатор, в бункере 152 для остаточного катализатора может быть повышено с помощью второго устройства 160 для повышения давления в бункере, делая тем самым возможным более надежное выведение суспензии, содержащей остаточный катализатор, из бункера 152 для остаточного катализатора.

Кроме того, поскольку механизм 92 извлечения содержит измельчительное устройство 166, описанное выше, отвержденная суспензия может измельчаться до размеров, которые облегчают последующую обработку, делая возможной более простую последующую обработку извлеченной отвержденной суспензии.

Кроме того, поскольку охлаждающий бункер 162 снабжен линией 172 выпуска газа, может предотвращаться накопление газа в охлаждающем бункере 162.

Поскольку узел 5 синтеза РТ в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит упрощенную и имеющую меньшие размеры систему 80 извлечения катализатора, узел 5 синтеза РТ может также быть уменьшен в размерах и упрощен.

Кроме того, поскольку система 1 синтеза жидкого топлива содержит упрощенный и уменьшенный в размерах узел 5 синтеза РТ, система 1 синтеза жидкого топлива также может быть уменьшена в размерах и упрощена.

Хотя предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан выше со ссылкой на прилагаемые чертежи, должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничивается этим конкретным вариантом осуществления. Специалисту в данной области должно быть очевидным, что разнообразные альтернативные примеры и модифицированные примеры могут быть предложены без отклонения от рамок настоящего изобретения, как определено в формуле изобретения, и все такие альтернативные примеры и модифицированные примеры также считаются включенными в технические рамки настоящего изобретения.

Например, в варианте осуществления, описанном выше, природный газ используют в качестве углеводородных исходных материалов, подающихся в систему 1 синтеза жидкого топлива, но настоящее изобретение не ограничивается этим конкретным примером, и другие углеводородные исходные материалы, такие как асфальт и остаточные масла, также могут использоваться.

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, синтез жидких углеводородов посредством реакции синтеза РТ используется в качестве примера реакции синтеза в барботажной реакторной колонне 30, но настоящее изобретение не ограничивается этой конкретной конфигурацией. Примеры других реакций синтеза, которые могут осуществляться в барботажной реакторной колонне, включают оксо синтез (реакцию гидроформилирования) [КСН=СН₂+СО+Н₂^К-СН₂СН₂СНО], синтез метанола [СО+2Н₂^СН₃ОН] и синтез простого диметилового эфира (ΌΜΕ) [3СО+3Н₂^СН₃ОСН₃+СО₂].

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, охлаждающий бункер 162 узла 91 получения отвержденной суспензии снабжен линией 172 выпуска газа, но эта линия 172 выпуска газа может быть исключена. Кроме того, узел 91 получения отвержденной суспензии в настоящем варианте осуществления содержит охлаждающий бункер 162 и охлаждающее устройство 164, но может также использоваться другая конфигурация при условии, что выводимая суспензия может охлаждаться с получением отвержденной суспензии.

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, механизм 92 извлечения содержит измельчительное устройство 166, приемная емкость для катализатора 168 и транспортное устройство 170, но может также использоваться другая конфигурация при условии, что отвержденная суспензия может

- 17 022647 извлекаться из узла 91 получения отвержденной суспензии.

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, бункер 152 для остаточного катализатора снабжен вторым устройством 160 для повышения давления в бункере, но второе устройство 160 для повышения давления в бункере может быть исключено.

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, система 80 извлечения катализатора снабжена центробежным сепаратором 88 и вторым узлом 90 выведения, но эти узлы могут быть исключены. В таком случае, узел 91 получения отвержденной суспензии охлаждает концентрированную суспензию как выведенную суспензию с получением отвержденной суспензии.

Кроме того, в настоящем варианте осуществления, описанном выше, временный бункер 134 снабжен устройством 142 нагрева бункера и первым устройством 144 для повышения давления в бункере, но эти устройства могут быть исключены. Кроме того, первый узел 84 выведения не ограничивается конфигурацией, описанной в указанном выше варианте осуществления, и может быть изменен по потребности при условии, что он сможет выводить концентрированную суспензию из узла 82 получения концентрированной суспензии.

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, отстойная емкость 94 снабжена устройством 128 для нагрева емкости и устройством 126 детектирования границы раздела, но эти устройства могут быть исключены.

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, в отстойной емкости 94 предусматривается труба 122 для сбора масла, но труба 122 для сбора масла может быть исключена. Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, регулирующее устройство 118 содержит отражательные перегородки 120, но может также использоваться другая конфигурация при условии, что восходящее движение частиц катализатора через соединительный проход 110 может регулироваться. Кроме того, регулирующее устройство 118 также может быть исключено.

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, в отстойной емкости 94 предусматриваются наклонные стенки 112, но эти наклонные стенки 112 могут быть исключены. Кроме того, в указанном выше варианте осуществления отражательная перегородка 108, облегчающая осаждение, является наклонной, но может также использоваться разделительная стенка, которая не является наклонной, а также и простые перегородки между нижней камерой 104 и верхней камерой 106.

Кроме того, в варианте осуществления, описанном выше, внутреннее пространство отстойной емкости 94 заполнено суспензией, когда начинается извлечение частиц катализатора, но настоящее изобретение не ограничивается этой конкретной конфигурацией. Например, даже в тех случаях, когда внутреннее пространство отстойной емкости 94 не заполнено суспензией, внутреннее пространство отстойной емкости 94 может просто заполняться суспензией посредством продолжения подачи суспензии из барботажной реакторной колонны 30.

Кроме того, отстойная емкость 94 не ограничивается конфигурацией, описанной в указанном выше варианте осуществления, и может быть изменена по потребности при условии, что суспензия в отстойной емкости 94 может концентрироваться посредством осаждения частиц катализатора в масляной среде, приводя к разделению суспензии на концентрированную суспензию и осветленную суспензию.

Кроме того, узел 82 получения концентрированной суспензии не ограничивается конфигурацией, описанной в указанном выше варианте осуществления, и может быть изменен по потребности, при условии, что он может концентрировать суспензию, извлеченную из барботажной реакторной колонны 30, с непрерывным получением концентрированной суспензии.

Промышленное применение

Настоящее изобретение относится к системе извлечения катализатора для извлечения частиц катализатора, находящихся в суспензии, содержащейся внутри главного реактора, где система извлечения катализатора содержит узел получения концентрированной суспензии, который концентрирует суспензию, извлеченную из главного реакторного блока, и непрерывно производит концентрированную суспензию, первый узел выведения, который выводит концентрированную суспензию из узла получения концентрированной суспензии, узел получения отвержденной суспензии, который охлаждает концентрированную суспензию, выводимую из узла получения концентрированной суспензии, тем самым отверждая жидкую среду в концентрированной суспензии и производя отвержденную суспензию, и механизм извлечения, который извлекает отвержденную суспензию из узла получения отвержденной суспензии.

Настоящее изобретение может предложить систему извлечения катализатора, которая может быть упрощенной и уменьшенной в размерах, может извлекать частицы катализатора с хорошей эффективностью и может исключать окисление выводимых частиц катализатора.

Описание ссылочных номеров.

1: система синтеза жидкого топлива (реакционная система для синтеза углеводородов);

3: узел получения синтез-газа;

5: узел синтеза РТ (устройство для реакции синтеза углеводородов);

7: узел облагораживания;

30: барботажная реакторная колонна (главный реакторный блок);

80: система извлечения катализатора;

- 18 022647

82: узел получения концентрированной суспензии;

84: первый узел выведения;

86: линия осветленной суспензии;

88: центробежный сепаратор;

90: второй узел выведения;

91: узел получения отвержденной суспензии;

92: механизм извлечения;

94: отстойная емкость;

98: отверстие подачи;

100: отверстие выведения;

102: отверстие извлечения;

104: нижняя камера;

106: верхняя камера;

108: отражательная перегородка, облегчающая осаждение (разделительная стенка); 110: соединительный проход;

112: наклонная стенка;

118: регулирующее устройство;

120: отражательная перегородка;

122: труба для сбора масла;

124: сквозное отверстие;

126: устройство детектирования границы раздела;

128: устройство для нагрева емкости;

132: первая верхняя линия;

134: временный бункер;

136: первая нижняя линия;

138: первый верхний клапан;

140: первый нижний клапан;

142: устройство нагрева бункера;

144: первое устройство для повышения давления в бункере;

146: редукционный клапан;

150: вторая верхняя линия;

152: бункер;

154: вторая нижняя линия;

160: второе устройство для повышения давления в бункере;

162: охлаждающий бункер;

164: охлаждающее устройство;

166: измельчительное устройство;

172: линия выпуска газа.

Claims (20)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Система извлечения катализатора для извлечения частиц катализатора, находящихся в суспензии, содержащейся внутри главного реакторного блока, содержащая узел получения концентрированной суспензии для концентрирования суспензии, извлеченной из главного реакторного блока, и непрерывного производства концентрированной суспензии;

   первый узел выведения для выведения концентрированной суспензии из узла получения концентрированной суспензии;

   узел получения отвержденной суспензии для охлаждения концентрированной суспензии, выводимой из узла получения концентрированной суспензии, отверждения жидкой среды в концентрированной суспензии и производства отвержденной суспензии; и механизм извлечения для извлечения отвержденной суспензии из узла получения отвержденной суспензии.
2. 2. Система по п.1, в которой узел получения концентрированной суспензии содержит отстойную емкость для концентрирования суспензии посредством осаждения части катализатора в нижней части жидкой среды и разделения на концентрированную суспензию и осветленную суспензию, имеющую более низкое содержание частиц катализатора, чем концентрированная суспензия.
3. 3. Система по п.2, в которой отстойная емкость содержит отверстие подачи для подачи суспензии;

   отверстие выведения, соединённое с первым узлом выведения; и отверстие извлечения для извлечения осветленной суспензии, и внутри отстойной емкости предусмотрены разделительная стенка для разделения внутреннего пространства отстойной емкости на нижнюю

   - 19 022647 камеру, с которой соединены отверстие подачи и отверстие выведения и которое находится в нижней части отстойной емкости, и на верхнюю камеру, с которой соединено отверстие извлечения и которое расположено в верхней части отстойной емкости; и соединительный проход, который проходит через разделительную стенку и соединяет между собой нижнюю камеру и верхнюю камеру.
4. 4. Система по п.3, в которой разделительная стенка наклонена в направлении вниз от отверстия подачи в направлении центральной оси отстойной емкости.
5. 5. Система по п.4, в которой наклонная стенка, которая наклонена в направлении вниз от отверстия подачи в направлении центральной оси отстойной емкости, расположена внутри отстойной емкости ниже разделительной стенки, с пространством, предусматриваемым между наклонной стенкой и разделительной стенкой, и угол наклона наклонной стенки является, по меньшей мере, таким же по величине, как угол трения покоя частиц катализатора.
6. 6. Система по любому из пп.3-5, в которой регулирующее устройство для ограничения восходящего движения частиц катализатора через соединительный проход предусмотрено внутри соединительного прохода.
7. 7. Система по п.6, в которой регулирующее устройство содержит отражательную перегородку, которая проходит от внутренней периферийной поверхности соединительного прохода; и отражательная перегородка наклонена в направлении вниз от внутренней периферийной поверхности соединительного прохода в направлении оси прохода соединительного прохода.
8. 8. Система по любому из пп.3-7, в которой внутри верхней камеры предусмотрена труба для сбора масла, внутреннее пространство которой соединено с отверстием извлечения и которое блокирует соединение между отверстием извлечения и верхней камерой;

   в трубе для сбора масла предусмотрено сквозное отверстие, которое соединяет внутреннее пространство трубы для сбора масла с верхней камерой; и площадь поверхности потока сквозного отверстия больше, чем площадь поверхности потока отверстия извлечения.
9. 9. Система по любому из пп.2-8, в которой отстойная емкость содержит устройство для нагрева емкости для нагрева внутреннего пространства отстойной емкости.
10. 10. Система по любому из пп.2-9, в которой отстойная емкость содержит устройство детектирования границы раздела для определения границы раздела при осаждении концентрированной суспензии внутри отстойной емкости.
11. 11. Система по любому из пп.1-10, в которой первый узел выведения содержит первую верхнюю линию для выведения концентрированной суспензии из отстойной емкости; временный бункер для приема концентрированной суспензии из первой верхней линии; первую нижнюю линию для выведения концентрированной суспензии из временного бункера; первый верхний клапан для открытия и закрытия первой верхней линии и первый нижний клапан для открытия и закрытия первой нижней линии.
12. 12. Система по п.11, в которой временный бункер содержит устройство нагрева бункера для нагрева внутреннего пространства временного бункера.
13. 13. Система по п.11 или 12, в которой временный бункер содержит первое устройство для повышения давления в бункере для повышения давления внутри временного бункера.
14. 14. Система по любому из пп.2-13, дополнительно содержащая линию осветленной суспензии для извлечения осветленной суспензии из отстойной емкости, в которой расположен редукционный клапан для понижения давления осветленной суспензии внутри линии осветленной суспензии.
15. 15. Система по п.14, дополнительно содержащая центробежный сепаратор для центробежного разделения подаваемой в него осветленной суспензии из линии осветленной суспензии и второй узел выведения для выведения остаточной суспензии, содержащей катализатор, отделенной от осветленной суспензии с помощью центробежного сепаратора, где второй узел выведения содержит вторую верхнюю линию для выведения суспензии, содержащей остаточный катализатор, из центробежного сепаратора;

    бункер для остаточного катализатора для приема суспензии, содержащей остаточный катализатор, из второй верхней линии; и вторую нижнюю линию для выведения суспензии, содержащей остаточный катализатор, из бункера для остаточного катализатора; и бункер для остаточного катализатора содержит второе устройство для повышения давления внутри бункера для остаточного катализатора.

    - 20 022647
16. 16. Система по любому из пп.1-15, в которой узел получения отвержденной суспензии содержит охлаждающий бункер для приема концентрированной суспензии и охлаждающее устройство для охлаждения внутреннего пространства охлаждающего бункера, и охлаждающий бункер содержит линию выпуска газа для выпуска газа из внутреннего пространства охлаждающего бункера.
17. 17. Система по любому из пп.1-16, в которой механизм извлечения содержит измельчительное устройство для измельчения отвержденной суспензии.
18. 18. Устройство для реакции синтеза углеводородов, которое синтезирует углеводородные соединения посредством приведения в контакт синтез-газа, содержащего газообразный водород и газообразный монооксид углерода в качестве главных компонентов, с суспензией, полученной посредством суспендирования частиц твердого катализатора в жидкой среде, причем устройство содержит главный реакторный блок, который содержит суспензию катализатора и в котором предусмотрено снабжение синтез-газом; и систему извлечения катализатора по любому из пп.1-17.
19. 19. Реакционная система для синтеза углеводородов, содержащая устройство для реакции синтеза углеводородов по п.18;

    узел получения синтез-газа, обеспечивающий риформинг углеводородных исходных материалов с получением синтез-газа и подачу синтез-газа в главный реакторный блок; и узел облагораживания для производства жидких топлив из углеводородных соединений.
20. 20. Способ извлечения катализатора для извлечения частиц катализатора, находящихся в суспензии, содержащейся внутри главного реакторного блока посредством системы по п.1, включающий стадии, на которых концентрируют суспензию, извлеченную из главного реакторного блока, и непрерывно получают концентрированную суспензию;

    охлаждают концентрированную суспензию, содержащую жидкую среду, и производят отвержденную суспензию; и извлекают отвержденную суспензию.