JP2002501562A - スラリー炭化水素合成方法のための多重区画下降管 - Google Patents

スラリー炭化水素合成方法のための多重区画下降管

Info

Publication number
JP2002501562A
JP2002501562A JP54838998A JP54838998A JP2002501562A JP 2002501562 A JP2002501562 A JP 2002501562A JP 54838998 A JP54838998 A JP 54838998A JP 54838998 A JP54838998 A JP 54838998A JP 2002501562 A JP2002501562 A JP 2002501562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slurry
compartment
gas
catalyst
solids
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP54838998A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4035171B2 (ja
Inventor
シー. レヴィネス,ステファン
Original Assignee
エクソン リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エクソン リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー filed Critical エクソン リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー
Publication of JP2002501562A publication Critical patent/JP2002501562A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4035171B2 publication Critical patent/JP4035171B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/34Apparatus, reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/006Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • B01J8/224Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement
    • B01J8/226Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement internally, i.e. the particles rotate within the vessel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/06Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen in the presence of organic compounds, e.g. hydrocarbons
    • C07C1/063Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen in the presence of organic compounds, e.g. hydrocarbons the organic compound being the catalyst or a part of the catalyst system
    • C07C1/066Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen in the presence of organic compounds, e.g. hydrocarbons the organic compound being the catalyst or a part of the catalyst system used for dissolving, suspending or transporting the catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 粒子状固形物および気泡をスラリー液体中に含む3相スラリーから、異なる固形物およびガス濃度を有する少なくとも2種類のスラリーを形成するための下降管は、2つ以上の同心のガスおよび固形物分離区画を有し、それぞれが底部のオリフィスより垂下する開放流体導管を有する。この下降管は、触媒およびガスの減少したスラリーを形成し、このスラリーを液体フィルターに通過させて炭化水素液体をスラリー反応器から取り出す、スラリー炭化水素合成方法において有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 スラリー炭化水素合成方法のための多重区画下降管 本発明の背景 本発明の属する技術分野 本発明は、3相液体スラリー用多重区画下降管に関する。特に、本発明は、炭 化水素液休中に分散した気泡および粒子状固形物含む炭化水素合成スラリーから 、少なくとも2種類の異なる固形物および気体を減少させたスラリーを製造する ための下降管に関する。本発明の背景 スラリー炭化水素合成(HCS)方法は公知である。スラリーHCS方法では 、H2とCOの混合物を含む合成ガス(シンガス)の気泡が、反応器内のスラリ ーを通過して第3相としてバブリングされる。反応器内では、スラリー液体は合 成反応の炭化水素生成物を含み、分散し懸濁した固形物は適切なフィッシャート ロプシュ型炭化水素合成触媒を含む。このような3相スラリーを含む反応器は、 米国特許第5,348,982号に記載されるように「気泡塔(bubble column )」と呼ばれることもある。スラリー反応器を分散床(dispersed bed)として またはスランプ床(slumped bed)としてのいずれで操作するかとは無関係に、 通常スラリーの混合条件は、プラグ流および逆混合流の2つの理論的条件間のど こかに存在する。通常、触媒粒子は、スラリーを上昇する気泡の浮力作用や流体 力学的手段によって液体中に分散または懸濁させた状態に保たれる。腐食が速く 、触媒粒子の摩滅の原因となるため、羽根車やプロペラ等の機械的手段は使用し ない。1つ 以上の鉛直方向のガス分離下降管を、米国特許第5,382,748に記載され るようにスラリー中で鉛直方向に触媒を循環させることによるより均一な触媒分 散の維持を補助するための流体力学的手段として使用することができる。大きな 触媒粒子ほど、スラリー底部に集中する傾向がある。従って、鉛直方向触媒濃度 をより均一に維持するためには、触媒の少ないスラリーを反応器の底部に、そし て触媒の多いスラリーを上部に、循環させると有利である。さらに、HCS反応 のスラリー液体炭化水素生成物は、触媒粒子と分離しなければならない。これは 通常、液体は通過することができるが触媒は通過できない1つ以上の多孔質ろ過 材にスラリーを供給する機械的ろ過によって行われる。炭化水素液体ろ液は、次 にさらなる工程および品質向上工程に送られる。触媒粒子ケーキの堆積およびフ ィルターの目詰まりは、ろ過の前に触媒粒子の一部をスラリーから除去すれば、 減少させることが可能である。従って、反応器の底部およびろ過に供給されるス ラリー中の触媒濃度を低下させる手段が必要である。本発明の要約 本発明は、3相スラリーから2つ以上の異なる組成のスラリーを同時に生成す る手段および方法に関し、炭化水素合成(HCS)方法において有用なものであ る。スラリーは、スラリー液体中に気泡と粒子状固形物とを含む。本発明の手段 は、2つ以上の連続するガスおよび固形物分離区画と、少なくとも1つのスラリ ー移動導管とを含む。本発明の方法は、少なくとも2つのガスおよび固形物分離 区画にスラリーを連続的に通過させて固形物およびガスの減少したスラリーを生 成し、次にこれを下降管などの流体導管によって所望の場所に移動させ ることを含む。本発明は、気泡および固形触媒粒子をスラリー本体の底部に供給 されるHCSスラリーから除去して鉛直方向の触媒分布を向上させることと、ス ラリーHCS反応で生成したスラリー液体を回収するためのスラリーのろ過と、 ガスが減少し触媒が増加したスラリーを供給して再活性化させるためとに有用で ある。連続した区画によって、スラリーが、外部区画から隣接する下流区画に移 動し、次に連続する隣接流区画に移動して、もっとも下流である内部または最終 区画内に最後に移動することを意図している。区画は、互いが液体によって連絡 しており、このためスラリーは各区画を通過して次の連続する下流区画に移動す る。ガスを減少させたスラリーが生成され、これは、手段に供給されるスラリー 本体中よりも固形物濃度が高いか、また低いものである。スラリーはある区画か ら次の隣接する下流区画に連続的に移動するので、スラリー中のガス濃度は減少 する。また各区画は、スラリーをその区画から、スラリーの上部または底部、ろ 過位置、区画、またはスラリー外部の容器などの所望の位置に供給するための下 降管手段も備えている。区画と、区画を隣接下流区画から分離する手段との配置 に依存して、その区画の下降管に供給されるスラリーの固形物濃度が、隣接下流 区画に供給されるスラリーの固形物濃度よりも高くなることがある。ガスおよび 固形物を分離する区画は、単にそれぞれ1つ以上の下降管を有し底部に付けられ た上方が開放されたカップであってもよく、これによってガスおよび固形物が、 通過するスラリーから分離される。実施態様の1つでは、本発明の方法は、スラ リー本体中に沈められた下降管を含み、その下降管の上部が、周囲が外部区画に 囲まれ、堰手段によって分離される内部区画を含む多重区画ガスおよび固形物分 離手段に開放した手段によって実現する。 下降管周囲のスラリー本体からのスラリーは外部区画内に進行し、その中の気泡 および固形物の一部は分離して2つのスラリーが形成され、これらは、(i)堰 手段を越えて内部区画に進行する固形物およびガスの減少したスラリー、および (ii)外部区画底部から所望の位置に進行するガスが減少し固形物が増加した スラリーである。内部区画内では、外部区画から流入した固形物およびガスの減 少したスラリーからガスがさらに分離されて、ガスおよび固形物をほとんど含ま ないスラリーが形成され、これは1つ以上の内部区画下降管導管を通過して所望 の位置に移動する。 特に、少なくとも一部が液体である炭化水素生成のためのスラリーHCS方法 に関して、本発明は、 (a)H2とCOの混合物を含む合成ガス(シンガス)を、スラリー本体中で 固形粒子状炭化水素合成触媒と接触させる工程であって、該工程は、スラリー本 体が炭化水素スラリー液体中に触媒と気泡とを含み、反応条件において炭化水素 の少なくとも一部が液体である炭化水素を合成ガスから生成するために有効な反 応条件下で行なわれる工程と、 (b)スラリー本体からのスラリーの一部を第1区画内に移動させ、気泡の一 部を分離除去して、第1ガスおよび触媒減少スラリーを形成する工程と、 (c)前記第1ガスおよび固形物減少スラリーを第1区画の少なくとも1つの 隣接区画下流に送り、各区画においてさらに気泡を分離除去し、連続的にガスを 減少させたスラリーを形成する工程と、 (d)スラリーを、少なくとも1つの区画から流体導管に送って、 所望の位置に移動させる工程と を含む。 実施態様の1つでは、固形物は、少なくとも1つの区画内でスラリーから除去 され、最も内側または下流区画内のスラリーはガスと固形物の両方が減少する。 前述の実施態様では、2つの区画において、ガスおよび固形物分離手段が使用さ れ、スラリー本体の一部が、気泡および固形物の一部がスラリーから分離される 外部区画に移動し、固形物およびガスの減少したスラリーが形成され、このスラ リーは堰手段を越えて内部区画に移動し、スラリーからさらにガスが分離され、 固形物およびガスの減少したスラリーが形成される。次に、この固形物およびガ スの減少したスラリーは、内部区画底部の少なくとも1つのオリフィスの下部に 取り付けられた少なくとも1つの下降管を通過して、そこからスラリー底部また はろ過手段などの所望の位置に移動する。外部区画底部から移動したスラリーは 、周囲のスラリー本体よりも気泡が少なく触媒は多く、また内部区画から流出す るスラリーよりも気泡および触媒が多い。実施態様の1つでは、外部区画と1つ 以上の底部オリフィスは、その区画から1つ以上の下降管に移動するスラリーの 触媒濃度が増加するような大きさに作られている。このスラリーはガスが減少し 触媒が増加したスラリーであり、触媒濃度が底部より低いスラリー最上部付近の 位置に移動することができるし、またはスラリー中の触媒を再活性化させる手段 に送ることもできる。固形物およびガス分離区画に一部が移動するスラリーまた はスラリー本体は、HCS反応器中の反応性スラリーでも、外部再活性化または ろ過区画中のスラリー本体でもよく、流体導管は簡単な下降管であってもよ い。ろ過手段に送られるスラリーの固形物含有量を減少させることで、フィルタ ー上への触媒ケーキの堆積が減少し、その結果液体流量が増加する。スラリー固 形物およびガスを減少させる下降管の操作時には、HCS反応器を稼働させるこ とも停止させることもできる。稼働している場合、反応性HCSスラリー中の下 降管の存在は、HCS反応を妨害しない。本発明の方法および手段を分散スラリ ー反応器中の鉛直方向触媒濃度を向上させるために使用する場合には、反応器内 の鉛直方向の温度分布がより均一になる。このことによって、ホットスポットの 発生と、それに伴う要求度の高い液体炭化水素生成物の選択性の低下を抑制する 。ホットスポットの減少は、触媒の不活性化も減少させる。触媒の不活性化によ って、低いCO転化率のため、より低分子量の生成物の選択性が増加する。結果 として、ホットスポットを減少させることは、高いCO転化率と、より高分子量 の生成物の選択性との維持に役立つ。熱交換器に利用できる空間が非常に制限さ れるので、反応器底部付近の高い触媒濃度はHCS反応の発熱反応による熱の除 去を困難にする。反応器下部全体が過熱状態で稼働したり、反応器の残りの部分 の温度が低くなりすぎて底部の熱発生を防止できなくなったりするような結果が 起こりうる。本発明は、触媒を減少させたスラリーを底部に送ることでこのよう なことを防止する。本発明の方法および手段は、本明細書においてはスラリーH CS方法と関連した有用性を特に言及しているが、本発明はそのように限定され ることは意図していない。従って、本発明は、生物学的工程および排水処理工程 を含めた他の種類のスラリーおよび化学工程において実施することができる。図面の簡単な説明 図1は、本発明の実施に有用な下降管を含むスラリー型HCS反応器の略断面 図を概略的に示している。 図2(a)と図2(b)は、それぞれ、図1の下降管のより詳細な略断面図と 上面図を示している。 図3(a)と図3(b)は、それぞれ、分離カップ内にスラリー乱流低減手段 を含む本発明の分離手段の実施態様の略断面図と上面図を示している。詳細な説明 図1は、3相HCSスラリー54と本発明の実施に有用な下降管10とを内部 に含む外部シェル52を含むスラリー型HCS反応器50の断面を概略的に示し ている。スラリーは、粒子状HCS触媒と気泡が分散し懸濁した炭化水素スラリ ー液体とを含み、気泡は合成ガスとHCS生成ガスとを含む。スラリー液体は、 反応条件において液体であるHCS反応生成物を含む。底部にある合成ガス供給 口56から、反応器内のスラリー底部に配置された他のガスおよびスラリーは透 過しないトレイ58を横断して配列した好適なガス分配手段を通過して、ガスが スラリー中を上昇していく。H2とCOの混合物を含む合成ガス供給原料は、気 泡となってスラリー中を上昇し、粒子上触媒と接触して、炭化水素液体と、ある 種の炭化水素ガスと、水蒸気とを生成する。反応器条件で気体であるHCS反応 生成物と未反応のHCS合成ガスは上昇して、スラリー表面60より分離され、 ガス分離および 収集区画62内に進行し、ライン64より反応器から除去される。反応性スラリ ー中、または反応器外部の1つ以上のろ過容器中にある1つ以上の液体フィルタ ーのようなろ過手段は示していない。このようなろ過手段は、炭化水素スラリー 液体をろ液として触媒粒子から分離し、ろ液はさらなる工程または品質向上工程 に送られる。触媒粒子が磁性体または常磁性体である場合には、従来技術に開示 されるように、磁気手段を炭化水素液体生成物からの触媒粒子の分離に使用する こともできる。本発明の下降管10は、スラリー中に完全に沈めた状態で示され 、この実施態様ではガスおよび固形物分離手段12を備えており、図2(a)と 図2(b)ではさらにより詳細に示されているが、これは通常は長方形のカップ である。1つ以上の下降管を使用することができるが、便宜的に1つだけしか示 していない。ガスおよび固形物分離カップ12の内部には、外部および内部のガ スおよび固形物分離区画の区画18および20がそれぞれ含まれ、外壁22およ び内壁24と、内部および外部区画底部26および28とによって範囲が定めら れている。図2(b)に示されるように、内部区画の周囲は、外部区画によって 囲まれている。区画18および20は、底部が開放されており、それぞれがオリ フィス17、19、21を通って、それぞれが中空下降管導管または管13、1 4、15、16、17内に通じており、これらは区画底部から鉛直方向に垂下し ている。便宜的に、14、15、16のみを、図1、図2(a)、図3(a)に 示している。4つすべては図2(b)に示している。内壁24は、外部区画18 に存在するガスおよび固形物の減少したスラリーの堰としても機能し、図2(a )の矢印40で示されるように、これを越えて内部区画20に流入する。下降管 導管14、15、16は、それぞれの外部 および内部区画内部のスラリーが、区画外から所望の位置に流れ落ちることがで きるようになっている。外壁22および内壁24の上部は、スラリーが上部から スムーズに流出できるように、ぎざぎざや溝が付けてあってもよい。図1に示す 実施態様では、外部区画18から下降管14および15内を下降するスラリーは 、内部区画下降管16内を下降するスラリーと周囲のスラリー54のどちらより も高い濃度の触媒を含んでいる。この実施態様では、下降管14および15の長 さは、スラリー本体54のほとんど底部まで延びた下降管16の長さよりもかな り短く、そのため、より高濃度の触媒を含むスラリーは、触媒濃度が通常は最も 低い位置であるスラリーの上部に移動し、より低濃度の触媒を含むスラリーは、 触媒濃度が通常は最も高い位置であるスラリー底部付近の下降管16底部に送ら れ、スラリー中の触媒の不均一な分布が減少する。下降管16の底部開口部32 の下方にある、例えば簡単な板または円錐の形態であるバッフル30は、反応器 内でのスラリーの下降管外部およびスラリー底部への移動を妨げずに、供給ガス が下降管に流入するのを防止する。合成ガスが下降管に流入する場合は、スラリ ーが下降管を流下および流出するのを抑制したりさらに防止するだけでなく、ガ スの浮力作用のために下降管にスラリーを逆流させることもある。中空煙突また はガス導管36を通ってガス分離区画62上部で終結する、逆漏斗型または通常 の円錐形のガスおよびスラリーバッフル34は、ガス分離手段12の上方に位置 し、その底部開口部38がスラリー本体54の表面60より下に位置するもので あり、バッフル34は、スラリー本体54から外部区画18へのスラリーの流路 38と、区画18および20の上方のガス収集および除去区画33とを提供する 図3(a)は、本発明の下降管10のさら なる実施態様を示しており、図中スラリー乱流除去手段60は、その上端がスラ リー分離カップと近接して配置されており、主スラリー床中の波打ち、はね、お よび他のスラリー乱流の影響を最小限にするためのものであり、分離手段12内 に送り込んだり、さもなければガスおよび固形物の分離区画への放出を妨害する ことができる。従って、乱流低減手段60は、ガスおよび触媒の分離をより効率 的にする分離カップ内部の静止区画に維持する助けとなる。図3(a)と図3( b)に示されるように、乱流低減手段は、互いが直交して配列し、飲料輸送用カ ートンのセパレーターと同様の方法で相互に交差している(図示しない)および /または互いに溶接されている複数のストリップ62を含む格子を含むことがで き、この格子によって複数の開放セル66が形成され、便宜的にそれらのごく一 部にのみ番号を付けている。これらのセルは、区画内部にスラリーが流れ落ちる ことができ、同時に区画内でのスラリーの静止を妨害する流れの揺らぎを最小限 にすることができる。本発明の下降管の別の実施態様(図示しない)では、図1 〜3の実施態様とほとんど全ての点で同様であるが、内壁24上端が外壁22上 端よりも高い位置にあり、内壁24周囲に存在する1つ以上の開口部または溝穴 によって、スラリーは外部区画18から内部区画20に流入することができる。 これらの溝穴または開口部は、内壁上端より下部に位置する。この実施態様では 、スラリーは、内壁上端を越えて内部区画に移動することはできない。その代わ り、外部区画からのスラリーは、内壁に存在するオリフィスまたは溝穴を通って 内部区画に移動する。この実施態様では、高い内壁が、反応器の主スラリー本体 や、内部区画への流入からのスラリーの波うち等に対する障壁として作用し、こ れによってスラリーが内壁上端を越えて、 内部区画下部のスラリー中に流人することで起こりうる、内部区画内の乱流と揺 らぎがさらに減少する。 本発明のガスおよび固形物分離手段に流入するスラリーは、スラリーを通って 反応器外部へ上昇する気泡と接触しなくなるとすぐに、気泡を放出し始める。し かし、ガスおよび固形物分離手段周囲のスラリー本体中の波うち、はね、および 他のスラリー流の乱流は、可能であれば、本体からのガスおよび固形物を多く含 むスラリーと別の静止分離区画のスラリーとの混合を引き起こす。この混合が起 こると、気泡および触媒固形物を含む新しいスラリーは、分離区画のスラリーの 一部またはすべてと簡単に置き換わり、本発明の方法および分離手段の有効性が 損なわれる。スラリー中を上昇する気泡も、反応器のスラリー中に触媒粒子を分 散させて維持する役目を果たす。しかし、それだけでは完全には有効ではなく、 なぜならスラリーの不均一分布として知られる鉛直方向のスラリー濃度勾配が気 泡の上昇にもかかわらず発生することがあるからである。従って、米国特許第5 ,382,748号に記載されるように、スラリー下降管は、スラリーの不均一 分布を減少させるために使用される。稼働中は、スラリーは外部分離区画(また は2つ以上の分離区画の場合には、第1分離区画)に流入し、そこで脱気と、液 体よりも重い触媒粒子の減少が開始する。これが開始すると、ガスが減少し触媒 が増加したスラリーが、最も外側の区画の底部付近に生成する。このスラリーは 、1つ以上の関連下降管を経由するか、または区画の底部に位置する他のスラリ ー移動手段を経由するかによって、最も外側の区画から流出する。提示した実施 態様では、この移動手段は、触媒の多いスラリーを、触媒濃度が通常は最も 高い反応器底部付近ではなく、触媒濃度が通常は分散スラリー床中で最も低いそ の手段周囲のスラリー本体表面から短距離しか移動させない。希望するなら、周 辺スラリー本体よりも触媒濃度が高いこの触媒の多いスラリーの全部または一部 を、好適なスラリー触媒再活性化区画に移動させて、スラリー中の触媒粒子を少 なくとも部分的に再活性化させることができる。図2の実施態様では、主スラリ ー本体からの新しいスラリーが外壁上端を越えて外部区画内に流入し続ける限り は、外部または第1分離区画の上部にあるガスおよび触媒の減少したスラリーは 、堰である外壁を越えて、内部または第2分離区画に連続的に流入する。内部ま たは第2区画内では、スラリーから気泡がさらに放出され、ガスおよび触媒の減 少したスラリーが形成される。このガスおよび触媒の減少したスラリーは、内部 区画下降管導管内を流れ落ちて、触媒濃度が通常は最も低い場所である反応器中 のスラリー底部付近に排出される。下降管を通過するこのスラリーの循環は、ス ラリー本体中の触媒の鉛直方向の分布の均一性をより促進する。 本発明のガスおよび固形物分離手段の実際のサイズ、形状、および設計を決定 するために、多くの要因が考慮に入れられる。外部区画は、十分な滞留時間が得 られて、触媒が減少したスラリーが堰を越えて内部区画に流入するために十分な 程度の触媒沈降が起こるようなサイズに作られ、一方外部および内部区画を合わ せたサイズは、スラリーを所望の程度まで脱気できるために十分なスラリー滞留 時間と下降流の組み合わせが得られるようにしなければならない。図2に示すキ ャップは、外部区画の外周を覆うために十分な幅をもち、分離区画中のスラリー から放出されるガスを除去できる大きさの煙突を有する。キ ャップ内面と、分離手段外周あるいは第1または外部区画の外周との間の環状の 空隙は、他の要求を満たすためにスラリーが分離手段に移動できるために十分な 大きさでなければならない。直径2フィートのガス分離カップを上端に備えた従 来技術の3インチ下降管について検討した。60容積%の気泡を含むHCSスラ リーに浸漬すると、下降管を流れ落ちるスラリーは、気泡濃度がわずか20〜4 0%となり、下降管を流れ落ちるスラリーの流体力学的粘度は8〜16フィート /秒となる。 HCS方法では、液体および気体の炭化水素生成物は、H2とCOの混合物を 含む合成ガスを、好適なフィッシャートロプシュ型HCS触媒と、シフトまたは 非シフト条件下、好ましくは水性ガスシフト反応がほとんどまたは全く起こらな い非シフト条件下において、接触させることで生成される。特に、触媒金属がC o、Ruまたはそれらの混合物を含む場合に生成される。好適なフィッシャート ロプシュ反応型触媒は、例えばFe、Ni、Co、RuおよびReなどの第VI II族触媒金属を1種類以上含む。別の実施態様では、触媒は、触媒的有効量で CoとRe、Ru、Fe、Ni、Th、Zr、Hf、U、Mg、およびLaの1 種類以上とを、好適な無機担体物質、好ましくは1種類以上の耐火性金属酸化物 を含む無機担体物質上に担持したものが含まれる。Co含有触媒の好ましい担体 としては、チタニアが挙げられ、特により高分子量のパラフィン系液体炭化水素 の主生成物を所望のスラリーHCS方法で使用する場合に好ましい。有用な触媒 とそれらの調製方法は公知であって、実例となるが非限定的な例は、例えば米国 特許第4,568,663号、第4,663,305号、第4 ,542,122号;第4,621,072号および第5,545,674号に 見ることができる。 本発明によるHCS方法で生成する炭化水素は、C5+炭化水素の全部または一 部を分留および/または転化することで、通常はより有用な生成物に品質向上さ せる。転化とは、炭化水素の少なくとも一部の分子構造を変化させる1回以上の 操作を意味し、非接触工程(例えば水蒸気分解)と好適な触媒と分画を接触させ る接触工程(例えば接触分解)との両方が含まれる。反応物質として水素が存在 する場合は、このような工程段階は、一般的に水素化転化と呼ばれ、例えば水素 化異性化、水素化分解、水素化脱ろう、水素化精製および水素処理と呼ばれるよ り厳しい水素化精製が含まれ、すべてはパラフィン類の多い炭化水素供給原料を 含めた炭化水素供給原料の水素化転化の文献において公知の条件において行われ る。転化により生成するより有用な生成物の実例であるが非限定的な例としては 、1種類以上の合成原油、液体燃料、オレフィン類、溶剤、潤滑油、工業用また は医薬用油、ワックス質炭化水素類、窒素および酸素含有化合物などが挙げられ る。液体燃料には、1種類以上の、自動車用ガソリン、ディーゼル燃料、ジェッ ト燃料、および灯油が含まれ、また潤滑油には、例えば自動車用オイル、ジェッ ト用オイル、タービン油、および金属加工油が含まれる。工業用油には、削井流 体、農業用油、伝熱流体等が挙げられる。 本発明の実施における種々の他の実施態様および修正は、上述の本発明の範囲 および精神から逸脱することなく、当業者であれば、明ら かであり容易に実施できることは理解できるであろう。従って、本明細書の後に 続く請求の範囲は、前述の厳格な説明に制限することを意図するものではなく、 むしろ請求の範囲は、本発明に属する技術分野の当業者によってその同等物とし て扱われるすべての特徴および実施態様を含めて本発明に属する特許性のある新 規性のすべての特徴を包含するように作成している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.スラリー液体中に気泡および粒子状固形物を含む3相スラリーと、該スラリ ーから2種類以上の組成のスラリーを形成する手段とを含む容器であって、該手 段は、下記要素(イ)〜(ハ)を含むことを特徴とする容器。 (イ)(i)内部区画と該内部区画の周囲を囲む外部区画とを含み、(ii)各 区画は上端が開放され、周囲側壁および閉鎖した底部を有し、(iii)底部は 流体導管を伴なう少なくとも1つのスラリーオリフィスを含み、(iv)流体導 管は該区画の少なくとも1つの該オリフィスから垂下する、流体で連絡される少 なくとも2つの隣接するスラリー固形物およびガス分離区画 (ロ)該外部区画内で形成されるガスの減少したスラリーを該外部区画から該内 部区画に移動させるための該区画の分離手段 (ハ)スラリーを該手段外部から該外部区画に移動させる流入手段 2.該区画を分離する該手段は、固形物濃度が該外部スラリーよりも高く、該内 部区画で形成される該スラリーよりも高くなるスラリーを形成するサイズに作ら れた堰手段と該外部区画とを含むことを特徴とする請求の範囲1記載の容器。 3.該スラリー形成手段は、2つ以上の該区画を含むことを特徴とする請求の範 囲2記載の容器。 4.該スラリー形成手段は、該区画の上端にガス収集および除去手段 を含むことを特徴とする請求の範囲1記載の容器。 5.炭化水素生成のためのスラリー炭化水素合成方法であって、該方法は、下記 工程(a)〜(d)を含むことを特徴とするスラリー炭化水素合成方法。 (a)H2とCOの混合物を含む合成ガスを、固形で粒子状の炭化水素合成触媒 と、該触媒および気泡をスラリー液体に含むスラリー本体中で、反応条件におい て少なくとも一部が液体である該炭化水素を該合成ガスから生成するために有効 な反応条件下において接触させる工程 (b)該スラリー本体からのスラリーの一部を、第1区画に移動させて、該気泡 および触媒の一部を分離して除去し、(i)該区画中のスラリーの一部からガス および触媒の減少したスラリーと、(ii)別の部分のスラリーからガスが減少 し触媒が増加したスラリーとを形成し、該ガスが減少し触媒が増加したスラリー を該スラリー本体に戻す工程 (c)該第1ガスおよび固形物の減少したスラリーを、該第1区画の少なくとも 1つの隣接区画下流に移動させて、それぞれの該区画内でさらに気泡を分離し除 去して、連続的にガスを減少させたスラリーを形成する工程 (d)スラリーを少なくとも1つの該区画から流体導管に移動させて、さらに所 望の位置に移動させる工程 6.該触媒およびガスの減少したスラリーは、該スラリー本体の下部に移動させ ることを特徴とする請求の範囲5記載のスラリー炭化水素 合成方法。 7.該触媒およびガスの減少したスラリーは、スラリー液体ろ過手段に移動させ ることを特徴とする請求の範囲5記載のスラリー炭化水素合成方法。 8.該第1区画は、また触媒濃度が該スラリー本体よりも高いスラリーを形成す ることを特徴とする請求の範囲5記載のスラリー炭化水素合成方法。 9.該触媒は、少なくとも1種類の担持させた第VIII族金属を含むことを特 徴とする請求の範囲5記載のスラリー炭化水素合成方法。 10.該合成ガスから生成した該炭化水素の少なくとも一部は、1回以上の転化 操作によって少なくとも1種類のより有用な生成物に品質向上させることを特徴 とする請求の範囲6記載のスラリー炭化水素合成方法。
JP54838998A 1997-05-06 1998-05-05 スラリー炭化水素合成方法のための多重区画下降管 Expired - Fee Related JP4035171B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/851,868 US5962537A (en) 1997-05-06 1997-05-06 Multizone downcomer for slurry hydrocarbon syntheses process
US08/851,868 1997-05-06
PCT/US1998/009142 WO1998050493A1 (en) 1997-05-06 1998-05-05 Multizone downcomer for slurry hydrocarbon syntheses process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002501562A true JP2002501562A (ja) 2002-01-15
JP4035171B2 JP4035171B2 (ja) 2008-01-16

Family

ID=25311928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54838998A Expired - Fee Related JP4035171B2 (ja) 1997-05-06 1998-05-05 スラリー炭化水素合成方法のための多重区画下降管

Country Status (13)

Country Link
US (2) US5962537A (ja)
EP (1) EP0983328B1 (ja)
JP (1) JP4035171B2 (ja)
KR (1) KR20010012232A (ja)
AU (1) AU726643B2 (ja)
BR (1) BR9809594B1 (ja)
CA (1) CA2287456A1 (ja)
DE (1) DE69806753T2 (ja)
MY (1) MY120985A (ja)
NO (1) NO995424D0 (ja)
TW (1) TW370525B (ja)
WO (1) WO1998050493A1 (ja)
ZA (1) ZA983735B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007526825A (ja) * 2004-02-24 2007-09-20 スタートイル アーエスアー スラリー泡カラム反応器用降下管
US9299532B2 (en) 2009-06-15 2016-03-29 Bruker Nano Gmbh Low-interference sensor head for a radiation detector, as well as a radiation detector which contains this low-interference sensor head
KR20180136958A (ko) * 2016-04-22 2018-12-26 에보니크 룀 게엠베하 이종 촉매화 반응을 수행하는 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA985992B (en) * 1997-07-15 2000-01-10 Sasol Tech Pty Ltd A process for producing liquid and, optionally, gaseous products from gaseous reactants.
DE19906970C2 (de) * 1999-02-19 2003-03-27 Rheinmetall W & M Gmbh Aufklärungssonde
ATE278723T1 (de) 2001-06-27 2004-10-15 Borealis Tech Oy Propylen-copolymer mit zufälliger comonomerverteilung und verfahren zu seiner herstellung
US6555725B1 (en) * 2001-11-06 2003-04-29 Exxonmobil Research And Engineering Company In-situ hydroisomerization of synthesized hydrocarbon liquid in a slurry fischer-tropsch reactor
US6720358B2 (en) 2001-12-28 2004-04-13 Conocophillips Company Water stripping and catalyst/liquid product separation system
US6956063B2 (en) * 2001-12-28 2005-10-18 Conocophillips Company Method for reducing water concentration in a multi-phase column reactor
US7001927B2 (en) * 2001-12-28 2006-02-21 Conocophillips Company Water removal in Fischer-Tropsch processes
US6809122B2 (en) * 2001-12-28 2004-10-26 Conocophillips Company Method for reducing the maximum water concentration in a multi-phase column reactor
EP1495093A2 (en) * 2002-04-16 2005-01-12 Concophillips Company Solid/liquid separation system for multiphase converters
US6833078B2 (en) * 2002-09-13 2004-12-21 Conocophillips Company Solid-liquid separation system
WO2004072092A1 (de) * 2003-02-11 2004-08-26 Novelix Pharmaceuticals, Inc. Medikament zur wachstumsinhibierung von tumoren
WO2007055935A2 (en) 2005-11-03 2007-05-18 Chevron U.S.A. Inc. Fischer-tropsch derived turbine fuel and process for making same
AU2009299339B2 (en) * 2008-09-30 2013-05-09 Cosmo Oil Co., Ltd. Bubble column reactor and method of controlling bubble column reactor
CN103962067B (zh) * 2013-01-31 2017-02-08 中国科学院上海高等研究院 一种用来进行浆态床反应的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2756191A (en) * 1952-11-29 1956-07-24 Exxon Research Engineering Co Hydroforming high sulfur feed stocks
US4663054A (en) * 1986-09-04 1987-05-05 The Graver Company Hot process liquid treatment method and apparatus
US5283216A (en) * 1992-09-24 1994-02-01 Exxon Research And Engineering Company Rejuvenation of hydrocarbon synthesis catalyst
US5268344A (en) * 1992-12-18 1993-12-07 Exxon Research & Engineering Company Draft tube for catalyst rejuvenation and distribution
US5382748A (en) * 1992-12-18 1995-01-17 Exxon Research & Engineering Co. Hydrocarbon synthesis reactor employing vertical downcomer with gas disengaging means
US5811469A (en) * 1997-05-06 1998-09-22 Exxon Research And Engineering Company Slurry hydrocarbon synthesis with downcomer fed product filtration (LAW552)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007526825A (ja) * 2004-02-24 2007-09-20 スタートイル アーエスアー スラリー泡カラム反応器用降下管
US9299532B2 (en) 2009-06-15 2016-03-29 Bruker Nano Gmbh Low-interference sensor head for a radiation detector, as well as a radiation detector which contains this low-interference sensor head
KR20180136958A (ko) * 2016-04-22 2018-12-26 에보니크 룀 게엠베하 이종 촉매화 반응을 수행하는 방법
KR102352909B1 (ko) 2016-04-22 2022-01-18 룀 게엠베하 이종 촉매화 반응을 수행하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP0983328A1 (en) 2000-03-08
NO995424L (no) 1999-11-05
CA2287456A1 (en) 1998-11-12
NO995424D0 (no) 1999-11-05
US6270734B1 (en) 2001-08-07
AU726643B2 (en) 2000-11-16
ZA983735B (en) 1998-11-05
DE69806753D1 (de) 2002-08-29
US5962537A (en) 1999-10-05
WO1998050493A1 (en) 1998-11-12
TW370525B (en) 1999-09-21
DE69806753T2 (de) 2002-11-21
JP4035171B2 (ja) 2008-01-16
BR9809594A (pt) 2000-07-04
KR20010012232A (ko) 2001-02-15
BR9809594B1 (pt) 2009-01-13
EP0983328B1 (en) 2002-07-24
AU7286398A (en) 1998-11-27
MY120985A (en) 2005-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3984656B2 (ja) 下降管によって生成物をろ過するスラリー炭化水素合成方法
US5811468A (en) Combination gas disengaging downcomer-rejuvenation tube for in-situ slurry catalyst rejuvenation (LAW541)
US5770629A (en) Slurry hydrocarbon synthesis with external product filtration
JP3979474B2 (ja) ガス分離による炭化水素合成触媒スラリーの再生方法
JP4035171B2 (ja) スラリー炭化水素合成方法のための多重区画下降管
JP2002512651A (ja) 外部上昇管における触媒再生を伴なうスラリー炭化水素合成方法
AU7170498A (en) Catalyst rejuvenation in hydrocarbon synthesis slurry with reduced slurry recontamination
JP4807893B2 (ja) ガスおよび固体を減少させるスラリー下降管

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050426

A72 Notification of change in name of applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A721

Effective date: 20050426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070529

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071009

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071029

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees