JP2023549739A

JP2023549739A - 予備配合されたまたは規格に適合した燃料を製造するための、フィッシャー・トロプシュに基づく粗生成物の生成物ワークアップの方法および設備

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Publication number: JP2023549739A
Application number: JP2023527289A
Authority: JP
Inventors: バウトナーユリアン; ゼリンゼクマヌエル
Original assignee: Ineratec GmbH
Current assignee: Ineratec GmbH
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2021-10-14
Publication date: 2023-11-29
Also published as: AU2021370113A1; CA3195310A1; CL2023001118A1; CN116507704A; EP4237513A1; US20230383193A1; EP3992265A1; WO2022089955A1

Abstract

ＣＯ２およびＨ２から出発し、様々なプロセスステップを経てフィッシャー・トロプシュ粗生成物を統合的にワークアップし、後処理の後に残留する水素または水素を含むガスをフィッシャー・トロプシュ合成の前のＲＷＧＳに返送することにより、規格に適合した燃料、好ましくはガソリン（ＥＮ２２８準拠）、軽油（ＥＮ５９０またはＥＮ１５９４０準拠）および灯油（ＡＳＴＭＤ７５６６またはＡＳＴＭＤ１５６６準拠）を製造するための方法および装置。

Description

本願で引用されたすべての文書は、参照によりその全体が本開示に組み込まれる。

本発明は、様々なプロセスステップおよび対応する設備によるフィッシャー・トロプシュ粗生成物（特に油およびワックス）の統合的なワークアップによって、例えば軽油や灯油などの規格に適合した燃料を製造するための方法および設備に関する。

先行技術：
炭化水素の製造に使用されるフィッシャー・トロプシュ合成（ＦＴＳ）法は、数十年も前から知られている。この方法では、主に一酸化炭素（ＣＯ）と水素（Ｈ_２）からなる合成ガスを合成反応器内で不均一系触媒作用により炭化水素へと転化させる。フィッシャー・トロプシュ法に従って合成ガスから炭化水素を合成するフィッシャー・トロプシュ合成ユニットの出口流では、通常、４つのフラクションを区別することができる：
未反応の合成ガス（主にＣＯ、Ｈ_２）と、短鎖炭化水素と、副生成物の揮発成分と、ＣＯ_２とからなる気相
周囲温度および周囲圧力で固体である、長鎖炭化水素のワックス状の相（ワックス相）
周囲温度および周囲圧力で液体である、比較的短鎖の炭化水素の疎水性の相（油相）
形成される反応水およびそこに溶解した有機化合物から構成される水相。

フィッシャー・トロプシュ合成で生成されたワックス相および油相を、製油所でのいわゆるハイドロトリートメントを用いた水素処理によって、ガソリン、軽油または灯油などの規格に適合した燃料生成物にワークアップする方法が知られている。

国際公開第２００７／０３１６６８号には、アップグレードユニットからフィッシャー・トロプシュ反応器へのガスの返送が記載されており、再循環ガスがフィッシャー・トロプシュ段階に直接送られる。米国特許第６，３０６，９１７号明細書には、合成ガス製造部へのハイドロトリートメントガスの返送が記載されており、その際、ガスの精製が提供されている。米国特許第８，１０６，１０２号明細書には、ハイドロトリートメントからフィッシャー・トロプシュ段階への水素の返送が記載されている。国際公開第２００４／０９６９５２号には、分離段階を用いたワークアップからのガスの再循環が記載されている。独国特許出願公開第１０２０１９２００２４５号明細書には、フィッシャー・トロプシュ生成物の分離およびガス状フラクションの改質装置への返送が開示されている。

従来の先行技術の問題の１つとして、分散型の気候中立的なエネルギー生成構想が、これらの再生可能エネルギーの損失が少ない輸送や中間貯蔵を行うべく、高エネルギー密度の液体および／または固体エネルギー担体への現場での直接転化に基づくことが多いことが挙げられる。このような気候中立的なエネルギー担体を燃料として利用するには、次いで、規格に適合した燃料が得られるまでワークアップを行う必要があり、これは通常、製油所で行われる。しかし、製油所での従来のワークアップは、非常に高い処理能力に基づいているため、処理能力に制限のある分散的に製造されたフィッシャー・トロプシュ生成物のいわゆるコプロセッシングしかできない。これによって、単に製油所生成物の気候中立的な混合率が可能となるに過ぎない。したがって、従来の先行技術によって完全に気候中立的な燃料を製造するには、フィッシャー・トロプシュ合成の製造能力に適合した製油所を設置することか、またはフィッシャー・トロプシュ粗生成物を直接、分散的にワークアップして、規格に適合した燃料を得ることのいずれかが必要である。

さらに、従来の先行技術によれば、ハイドロクラッキングや水素化や異性化などの従来の既に詳細に研究されているワークアップ法は、非常に多くの水素を必要とすることが問題であるため、これらの方法は、経済的理由から従来の石油精製所において水素製造プロセスと接続されることが多い。規格に適合した燃料を製造するためにフィッシャー・トロプシュ生成物の独立したワークアップ設備を設置すると、水素需要量が多いため経済的な運転がますます困難となる。

こうした点で、従来の先行技術から出発して、なおも多くの改善の余地がある。

課題：
したがって、本発明の課題は、先行技術の問題をもはや示さないか、少なくとも大幅に減少した程度にしか示さないか、または新たな有利な効果を示す方法および装置を提供することにあった。

さらなる課題設定は、以下の説明から明らかである。

解決手段：
これらの課題および本発明における他の課題は、独立請求項の主題によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項および以下の説明から明らかである。

用語の定義：
本発明において、量のデータはすべて、別段の定めがない限り、重量データと理解されるべきである。本発明において、「周囲温度」という用語は、２０℃の温度を意味する。温度のデータは、別段の定めがない限り、摂氏（℃）単位である。

別段の定めがない限り、表示されている反応またはプロセスステップは、周囲圧力（＝常圧／大気圧）、すなわち１０１３ｍｂａｒ_ａで実施される。

本発明において、「長鎖炭化水素」という用語は、少なくとも２５個の炭素原子を有する（Ｃ_２５）炭化水素であると理解される。ここで、少なくとも２５個の炭素原子を有する長鎖炭化水素は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。通常、長鎖炭化水素は、約１００個の炭素原子を有する鎖に達する。特別な反応条件下では、さらに長い鎖を形成することができる。

本発明において、「比較的短鎖の炭化水素」という用語は、５～２４個の炭素原子を有する（Ｃ_５～Ｃ_２４）炭化水素であると理解される。ここで、５～２４個の炭素原子を有する比較的短鎖の炭化水素は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。

本発明において、「短鎖炭化水素」という用語は、１～４個の炭素原子を有する（Ｃ_１～Ｃ_４）炭化水素であると理解される。ここで、４個の炭素原子を有する短鎖炭化水素は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。

本発明において、「ワックス相」という用語は、フィッシャー・トロプシュ合成の生成物相のうち、長鎖炭化水素を特徴とするものであると理解される。個々の事例では、副次的な量の他の化合物が、１０重量％未満、特に５重量％未満含まれ得る。このことは当業者には公知であり、これ以上の説明は不要である。

本発明において、「油相」という用語は、フィッシャー・トロプシュ合成の生成物相のうち、比較的短鎖の炭化水素を特徴とするものであると理解される。個々の事例では、副次的な量の他の化合物が、１０重量％未満、特に５重量％未満含まれ得る。このことは当業者には公知であり、これ以上の説明は不要である。

本発明において、規格に適合した燃料とは、それぞれの法的規格に準拠して使用できる燃料、すなわち、それぞれの規格のパラメータを満たす燃料であると理解される。現在適用されている法的規定に応じて、これは変わる可能性がある。特に、そのような規格は、ガソリンについてはＥＮ２２８、軽油についてはＥＮ５９０またはＥＮ１５９４０、灯油についてはＡＳＴＭＤ７５６６またはＡＳＴＭＤ１５６６である。

本発明において、「フィッシャー・トロプシュ」は、便宜上「ＦＴ」と略記されることがある。

本発明において、「逆水性ガスシフト反応」は、便宜上「ＲＷＧＳ」と略記されることがあり、これに対応して、ＲＷＧＳが生じる装置／ユニットも、便宜上「ＲＷＧＳ」と称されることがある。

本発明において、「ハイドロトリートメントユニット」は、便宜上「ＨＴＥ」と略記されることがある。

本発明において、「設備」および「装置」という用語は、同義で使用されることがある。

本発明において、狭義でのパワー・ツー・リキッド（ＰｔＬ）設備またはパワー・ツー・リキッド方法とは、ＣＯ_２を水素、特に電気分解により得られた水素と共に、目的生成物である油相およびワックス相に転化させ、その際、目的生成物に加えてさらに、軽質短鎖炭化水素（Ｃ_１～Ｃ_４）および残留ガス（ＣＯ、ＣＯ_２、Ｈ_２）を含むガスフラクションと、溶解した酸素含有炭化水素（副生成物、特にアルコール、有機酸）を含む水相を生成することができる設備または方法であると理解される。

広義では、この用語はさらに、規格に適合した燃料を製造するためのワックス相および／または油相の後続の後処理または後処理ユニットであると理解される。

本発明において、「からなる」という用語は、装置の必須部品または方法の必須ステップを指すと解釈される。ねじ、パイプコネクタ、スリーブなどの一般的な部品は、たとえ明示的に言及されていなくても存在し得る（または存在しなければならない）ことは言うまでもない。

詳細な説明：
本発明は、様々なプロセスステップによるフィッシャー・トロプシュ粗生成物（油およびワックス）の統合的なワークアップによって、規格に適合した燃料、好ましくはガソリン（ＥＮ２２８に準拠）、軽油（ＥＮ５９０またはＥＮ１５９４０に準拠）および灯油（ＡＳＴＭＤ７５６６またはＡＳＴＭＤ１５６６に準拠）、特に好ましくは軽油または灯油を製造するための方法および装置に関する。

本発明のいくつかの変形例において、フィッシャー・トロプシュ合成の出発点としての合成ガスは、バイオマスのガス化、化石原料（天然ガス、石油、石炭）からの合成ガス生成、または電気ベースの方法（電解生成Ｈ_２およびＣＯ_２から貯蔵可能な生成物への転化）から得られるものである。

本発明において使用可能なＦＴ合成ユニットは、通常、連続して配置される２つの段階に基づいており、第１の段階ではＲＷＧＳ（逆水性ガスシフト反応）が行われ、第２の段階では実際のＦＴ転化が行われる。

ＲＷＧＳでは、二酸化炭素（ＣＯ_２）を水素（Ｈ_２）と反応させることで、一酸化炭素（ＣＯ）および水（Ｈ_２Ｏ）が生成される。ここで、本発明の好ましい実施形態において、含まれる水素は、後続のＦＴユニットで反応物として使用できるように、完全には転化されない。したがって、好ましくは、Ｈ_２は、ＲＷＧＳに過剰に供給される。

本発明において、ＲＷＧＳで得られる合成ガスは、ＣＯおよびＨ_２、またはＣＯ、Ｈ_２ＯおよびＨ_２に加えてさらにＣＯ_２およびＣＨ_４、ならびに場合によっては他の不純物を含むことがある。これは特に、後処理から返送されたガスが、水素に加えてさらにＣ_１～Ｃ_４炭化水素を含む場合に該当する。

ＲＷＧＳで生成された、ＣＯおよびＨ_２を含む混合物、またはＣＯ、Ｈ_２ＯおよびＨ_２を含む混合物は、その後、反応物流としてＦＴユニットに送られる。

フィッシャー・トロプシュ合成ユニットを、本発明のいくつかの実施形態においてハイドロクラッキング、水素化、異性化および分別などの従来のワークアップステップを含む追加の独立したワークアップ段階で拡張することにより、ＦＴ生成物をＦＴ合成ユニットの現場で直接、規格に適合した燃料へと処理することができ、そのようにして直接的な利用を実現することができる。

ワークアップ段階での高い水素需要量を最小限に抑えるため、このユニットは、本発明においてフィッシャー・トロプシュ合成ユニットとプロセス技術的に接続され、フィッシャー・トロプシュ合成ユニットのＲＷＧＳでのワークアップ排ガスの材料利用が実現される。この方法操作により、ワークアップ設備の未反応の水素がＲＷＧＳを通じた再循環によりＦＴユニットの入口に達するため、フィッシャー・トロプシュユニットの水素フィードを減らすことができる。このようにして、ワークアップ反応に必要な過剰の水素を問題なく実現することができる。したがって、ＦＴユニットのフィードガスの計量は、部分的に、接続されたワークアップユニットにより実施される。

したがって、本発明において、ワークアップユニットの排ガスが、こうした接続状態で合成ガス製造プロセスに供給される。これは、この場合にも供給されるＣＯ_２を一酸化炭素にするために高いＨ_２の割合が必要とされるという問題に対処するものである。

本発明において、この合成ガス製造は、逆水性ガスシフト反応（ＲＷＧＳ）によって行われる。

先行技術とは対照的に、本発明において、ＨＴユニットで生じた水素含有排ガスは、ＲＷＧＳで合成ガスを製造するために使用される。

したがって、本発明において、再循環ガスが合成ガス製造部に供給される。

本発明において、ハイドロトリートメント排ガスを合成ガス製造部に返送する際に精製は必要なく、特に、分離段階は不要である。

本発明の特別な特徴は、ハイドロトリートメントで生じた水素含有排ガスをＲＷＧＳに直接導入することである。

排ガスを直接導入することにより、本発明において様々なガス分離装置を回避することができる。同時に、ハイドロトリートメントユニット内の水素濃度が非常に高く、転化率が比較的低いため、ＲＷＧＳにおける（新鮮な）水素の使用を大幅に削減することができる。

本発明において、本発明による接続および本発明による方法が特に有利な結果をもたらすことを示すことができた。

本発明において、ハイドロトリートメントユニットは、いくつかの実施形態において、異なるワークアップステップとして、少なくともハイドロクラッキング、水素化および異性化を含む。これにより、フィッシャー・トロプシュ設備から排出される生成物から、軽油や灯油のような規格に適合した燃料を製造することができる。

本発明の好ましい一実施形態は、以下のように記述することができる：ＦＴ合成から排出されたワックス相は、ハイドロトリートメントユニット（ＨＴＥ）の貯蔵槽に搬送され、そこから、計量された水素と共にハイドロクラッキング反応器において比較的短鎖の炭化水素へと転化される。好ましい変形例において多段式とすることができる分離器装置において、未反応のワックスが第１の高温分離器で分離される。好ましい変形例において、これをワックスの再循環の形態で貯蔵槽に返送することができ、それによってワックスフラクションを完全に除去することができる。低温分離器では、生成された比較的短鎖の炭化水素が残留ガス流から分離され、ＨＴＥの油貯蔵槽に搬送される。未反応の水素とクラック反応の副生成物、主にメタンやエタンなどの短鎖炭化水素とを含む残留ガス流は、ＨＴＥの排ガスに供給される。

ＦＴ合成ユニットから排出された油相も、同様にＨＴＥの油貯蔵槽に搬送され、そこでハイドロクラッキング反応の比較的短鎖の生成物と混合される。混合された油相は、その後、分離ユニットで所望のフラクションに分離される。本発明の一変形例において、この分離は蒸留によって行われる。ＨＴＥのワックス貯蔵槽への内部返送により、生成物フラクションの沸騰の上端により生じる油相の長鎖部分をハイドロクラッカーに供給し、それにより同様に除去することができる。

分離ユニットから得られる、好ましくはＣ_５～Ｃ_１０炭化水素から構成される軽質油フラクションは、粗製ガソリン、いわゆるナフサとしてＨＴＥから取り出すことも、ＨＴＥ内で、好ましくは、例えば、したがって好ましくは異性化などの追加のワークアップステップによって、よりオクタン価の高いナフサにワークアップすることもできる。分離ユニットによって分離された目的のフラクションも同様に、異性化および水素化ユニットで規格に適合した燃料にワークアップすることができる。この目的のためには、反応に応じて水素の大量投入が必要である。

変形例において、少なくとも１つの下流の分離器において気相から燃料を選別することができ、未反応の水素と、異性化および水素化ユニットの副生成物とを含む残留ガス流を、ＨＴＥの排ガスに供給することができる。

ハイドロクラッキングユニットならびに異性化および水素化ユニットで生じた未反応の水素と、前述のワークアップユニットの副反応で生じた短鎖炭化水素とを含むＨＴＥ全体の排ガスは、本発明において、ＲＷＧＳのガス返送の形態で合成ガス製造部に加えられる。

本発明の好ましい実施形態において、ＨＴＥ内のプロセスは、５０～３５０℃、好ましくは１００～３００℃の温度、７０ｂａｒまで、特に５０ｂａｒまでの圧力を含み、貴金属、特に酸化アルミニウムに担持された白金および／もしくはパラジウム、またはゼオライトを用いて実施される。ここで、当業者には、所望の生成物に応じてプロセス自体において広範囲の温度および圧力が可能であることが知られている。

好ましい実施形態において、異性化のプロセス条件は以下のとおりである：触媒＝Ｐｔ／γ－Ａｌ_２Ｏ_３、比Ｈ_２／ＣＨ_２＝２、異性化温度２４０℃、圧力＝２０ｂａｒ。

本発明の主題は、特に、規格に適合した燃料の製造装置であって、
Ａ）ＣＯ_２／Ｈ_２混合物を提供するための任意のユニットと、
Ｂ）以下：
－ＣＯ_２およびＨ_２が合成ガスに転化されるように構成された少なくとも１つのＲＷＧＳ段階であって、ここで、合成ガスは、ＣＯおよびＨ_２、またはＣＯ、Ｈ_２およびＨ_２Ｏ、ならびに任意にＣＯ_２およびＣＨ_４を含むものとする段階、
－ＣＯおよびＨ_２を含む合成ガスがフィッシャー・トロプシュ合成で転化されるように構成された少なくとも１つのフィッシャー・トロプシュ段階、
を含むかまたはそれらからなるフィッシャー・トロプシュ合成ユニットと、
Ｃ０）任意に、フィッシャー・トロプシュ合成から生じる生成物流用の少なくとも１つの排出装置と、
Ｃ）合成ユニットから分流されたフィッシャー・トロプシュ生成物、特にワックス相および油相の取り込みおよび後処理が行われるように構成された後処理ユニットであって、以下：
－以下の３つのサブユニットのうちの少なくとも１つ：
ｉ）異性化ユニット、
ｉｉ）クラッキングユニット、好ましくはハイドロクラッキングユニット、
ｉｉｉ）水素化ユニット、
－任意に、しかし好ましくは、少なくとも１つの分離ユニット、
－水素用の少なくとも１つの供給管、
－それぞれ規格に適合した１つの燃料を含むフラクションから排出されるようにそれぞれ構成された１つ以上の排出管、
－任意に、水相用の排出管、好ましくは水相用の排出管、および
－水素およびＣ_１～Ｃ_４炭化水素を含む生成されるガス用の少なくとも１つの排出管
を含むかまたはそれらからなる後処理ユニットと
を備えた装置において、生成されるガス用の排出管が、ＲＷＧＳへのガス用の返送管として構成されており、装置が、後処理ユニットで生成されて合成ユニットのＲＷＧＳに返送されるガス用の精製装置を備えていないことを特徴とする、装置である。

ここで、本発明にとって重要な点は、合成ユニットと後処理ユニットとが相対的に互いに場所的に近接して存在しているため、本装置によって、後処理ユニットで生成される水素を含むガスを合成ユニットに返送できることである。

確かに、原理的にはパイプラインもこのガスの返送に適しており、これは確かに本発明の水素節約効果に悪影響を与えるものではないが、エネルギー消費の増加によりこの利点を打ち消すものであろう。

この点で、合成ユニットと後処理ユニットとが同じ敷地内に、好ましくは返送管の長さが１０ｍ未満でなければならないように存在していると、本発明において好ましい。特に、合成ユニットと後処理ユニットとが１ｍ未満の間隔で直接並んで存在していると、またはさらには１つのハウジング内に存在していると、好ましい。

ここで、フィッシャー・トロプシュ合成から生じる生成物流用の排出装置Ｃ０）は、様々な様式で構成または形成されていてよい。この装置を、すべての生成物流を排出できるように構成することが可能である。また、個々の生成物流のみを排出できることも可能である。同様に、それぞれの生成物流の一部を排出し、残部を後処理ユニットに送ることも可能である。この点で、排出装置は、例えば１つ以上の分流器として構成されていてよい。いずれのＦＴ生成物のいずれの部分が後処理ユニットに送られるかは、いずれの燃料が目的であるかによって決定される。例えば、油相がすでに燃料としての規格の要件を満たしていることも十分あり得る。

合成ユニットおよび後処理ユニットの詳細な構成は、当業者であれば、所望の詳細な生成物に基づいて選択することができる。ユニットは当業者にとって既知であるため、これは当業者にとって容易に可能である。したがって特に、後処理サブユニットの詳細な順序およびそれらの接続は様々に実施することができ、必要であるのは、合成ユニットおよび後処理ユニットならびにサブユニットが互いに対応して作動的に接続されていることのみである。

それに応じて、好ましい実施形態において、本発明の装置は、１つの敷地に、好ましくは１つの複合装置内に、特に１つのハウジング内に配置されている。

好ましい実施形態において、後処理ユニットは、前記サブユニットを少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、特に４つすべて備える。

本発明において、装置は、後処理ユニットで生成されて合成ユニットのＲＷＧＳに返送されるガス用の精製装置を備えていない。

本発明の好ましい実施形態において、ワックス相および油相の後処理のための後処理ユニットＣ）は、以下の設備部分：
Ｃ－Ａ）ワックス相、油相、水素用の供給管；
Ｃ－Ｂ）ワックス相が水素と反応するように構成された、１つ以上のサブユニットからなることができるハイドロクラッキング反応器ユニット；
Ｃ－Ｃ）ユニットＣ－Ｂ）の生成物が、
Ｃ－Ｃａ）長鎖のワックス状フラクションＣ－３ａ）、
Ｃ－Ｃｃ）短鎖の油状フラクションＣ－３ｃ）、および
Ｃ－Ｃｄ）水素または水素を含むガスＣ－３ｄ）
に分離されるように構成された、１つ以上の分離器ユニット；
Ｃ－Ｄ）油相が短鎖の油状フラクションＣ－３ｃ）と混合されるように構成された混合ユニット、
Ｃ－Ｅ）混合ユニットＣ－Ｄ）で得られた混合物が、
５ａ）長鎖のワックス状フラクション、
５ｃ）生成物、特にナフサとして排出可能な短鎖のフラクション、
５ｄ）中鎖のフラクション
に分離されるように構成された、１つ以上の分離ユニットであって、
Ｅａ）ワックス相へのフラクションＣ－５ａ）用の返送管、
Ｅｃ）Ｃ－５ｃ）用の排出管、
Ｅｄ）フラクションＣ－５ｄ）用の排出管
を備えた分離ユニット；
Ｃ－Ｆ）水素添加下にフラクションＣ－５ｄ）が転化されるように構成された異性化および水素化ユニット、
Ｃ－Ｇ）ユニットＣ－Ｆ）で得られた混合物が、
Ｃ－Ｇａ）燃料および
Ｃ－Ｇｂ）水素または水素を含むガス
に分離されるように構成された、１つ以上の分離器ユニット；
を含むかまたはこれらからなり、ここで、それぞれの設備部分は互いに作動的に接続されており、設備は、Ｃ－Ｃ）およびＣ－Ｇ）で生成される水素を含むガスがフィッシャー・トロプシュ合成ユニットＢ）に返送されるように構成されている。

本発明の本変形例において示された、比較的短鎖の、などの相対的な呼称は、本実施形態内における相対的なものであることに留意されたい。つまり、他の実施形態に関するその関係性は必ずしも同じではなく、例えば、本実施形態の比較的短鎖のフラクションは、他の実施形態との関係では短鎖である場合も、また長鎖である場合もある。

本発明の主題はさらに、規格に適合した燃料の製造方法であって、
Ａ）ＣＯ_２／Ｈ_２混合物を提供するステップと、
Ｂ）ＣＯ_２／Ｈ_２混合物をフィッシャー・トロプシュ合成ユニットに導入し、
－ＣＯ_２およびＨ_２をＲＷＧＳ反応で反応させてＣＯおよびＨ_２を生成し、その際、副生成物としてＨ_２ＯおよびＣＯ_２が存在することができ、
－ＣＯおよびＨ_２をフィッシャー・トロプシュ合成で転化させるステップと、
Ｃ０）任意に、フィッシャー・トロプシュ合成から１つ以上の生成物流を排出するステップと、
Ｃ）Ｃ０）で排出されず、フィッシャー・トロプシュ合成から分流されたフィッシャー・トロプシュ生成物、特にワックス相および油相を取り込み、
－水素の添加下に
－以下の３つの反応のうちの少なくとも１つ：
ｉ）異性化、
ｉｉ）クラッキング、好ましくはハイドロクラッキング、
ｉｉｉ）水素化、
－任意に、しかし好ましくは分離、
－規格に適合した燃料を含む少なくとも１つのフラクションの排出、
－任意に、水相の排出、好ましくは水相の排出、および
－後処理で生成される、水素およびＣ_１～Ｃ_４炭化水素を含むガスの排出
によって後処理するステップとを含む方法において、生成されるガスの排出をＲＷＧＳへの返送として行い、後処理ユニットで生成されるガスを精製せずに合成ユニットへ返送することを特徴とする、方法である。

好ましい実施形態において、フィッシャー・トロプシュ合成からフィッシャー・トロプシュ生成物として分流されたワックス相および油相のステップＣ）における後処理は、以下のステップ：
Ｉａ）ワックス相を、任意に貯蔵容器内に提供するステップと、
ＩＩ）ワックス相を水素と共にハイドロクラッキング反応器に導入し、比較的短鎖の炭化水素に転化させるステップと、
ＩＩＩ）ステップＩＩ）で得られた生成物を、
３ａ）長鎖のワックス状フラクションであって、Ｉａ）に返送されるものとするフラクション、
３ｃ）短鎖の油状フラクション、
３ｄ）水素または水素を含むガス
に分離するステップと、
ＩＶ）油相を、任意に貯蔵容器内に提供し、油相を３ｃ）の短鎖の油状フラクションと混合し、この混合を、任意に同時に少なくとも部分的に脱気しながら行うステップと、
Ｖ）ＩＶ）で得られた混合物を、
５ａ）長鎖のワックス状フラクションであって、Ｉａ）に返送されるものとするフラクション、
５ｃ）生成物、特にナフサとして排出可能な短鎖のフラクション、
５ｄ）中鎖のフラクション
に分離するステップと、
ＶＩ）フラクション５ｄ）を、異性化および水素化ユニットにおいて水素の添加下に転化させるステップと、
ＶＩＩ）ＶＩ）の生成物を、
７ａ）燃料、特に灯油、
７ｂ）水素または水素を含むガス
に分離するステップと
を含むかまたはこれらからなり、ステップＩＩＩ）およびＶＩＩ）で生成される水素を含むガスを返送する。

一変形例において、本発明は、ワックス相、油相（本実施形態において、確かに好ましくはＦＴ生成物であるが、他の供給源から得られるものであってもよい）および水素から規格に適合した燃料を製造する方法であって、該方法は、以下のステップ：
Ｉａ）ワックス相を、任意に貯蔵容器内に提供し、これは、ＰｔＬの生成物流からの直接的な転化または貯蔵槽への導入に相当するものとするステップと、
ＩＩ）ワックス相を水素と共にハイドロクラッキング反応器に導入し、比較的短鎖の炭化水素に転化させるステップと、
ＩＩＩ）ステップＩＩ）で得られた生成物を、
３ａ）長鎖のワックス状フラクションであって、Ｉａ）に返送されるものとするフラクション、
３ｃ）短鎖の油状フラクション、
３ｄ）水素または水素を含むガス
に分離するステップと、
ＩＶ）油相を、任意に貯蔵容器内に提供し、これは、ＰｔＬの生成物流からの直接的な転化または油貯蔵槽への導入に相当し、油相を３ｃ）の短鎖の油状フラクションと混合し、この混合を、任意に同時に少なくとも部分的に脱気しながら行うステップと、
Ｖ）ＩＶ）で得られた混合物を、
５ａ）長鎖のワックス状フラクションであって、Ｉａ）に返送されるものとするフラクション、
５ｃ）生成物、特にナフサとして排出可能な短鎖のフラクション、
５ｄ）中鎖のフラクション
に分離するステップと、
ＶＩ）フラクション５ｄ）を、異性化および水素化ユニットにおいて水素の添加下に転化させるステップと、
ＶＩＩ）ＶＩ）の生成物を、
７ａ）燃料、特に灯油、
７ｂ）水素または水素を含むガス
に分離するステップと
を含むかまたはこれらからなり、ステップＩＩＩ）およびＶＩＩ）で生成される水素を含むガスを返送し、反応物水素流に加える、方法に関する。

本発明の本変形例において、ステップＩＩＩ）は、ステップＩＩ）で得られた生成物を高温分離器で、Ｉａ）に返送される長鎖のワックス状フラクション３ａ）と、比較的短鎖の油状フラクション３ｂ）とに分離し、任意にさらに、比較的短鎖のフラクションを、低温分離器で、短鎖の油状フラクションと、水素または水素を含むガスとにさらに分離し、これを回収することを含むことができる。

本発明の本変形例においてさらに、ステップＶ）は、ステップＩＶ）で得られた生成物を、第１の分離ユニットで、Ｉａ）に返送される長鎖のワックス状フラクション５ａ）と、比較的短鎖の油状フラクション５ｂ）とに分離し、任意に、比較的短鎖のフラクションを、第２の分離ユニットで、短鎖の油状生成物フラクション５ｃ）、特にナフサと、中鎖のフラクション５ｄ）とにさらに分離することを含むことができる。

同様に、本発明の本変形例において、ステップＶＩＩ）における分離を低温分離器で実施することができる。

さらに、本発明の本変形例において、ステップＩＩＩ）およびＶＩＩ）で生成された水素または水素を含むガスは、さらなる後処理、特に精製を行わずに返送され、反応物水素流に加えられる。つまり、返送されたガス流は、短鎖炭化水素、特にＣ_１～Ｃ_４炭化水素をも含み得る。

同様に、本発明の本変形例において、油相とワックス相は、フィッシャー・トロプシュ合成の生成物であってよい。

さらに、本発明の本変形例において、ワックス相および油相は、パワー・ツー・リキッドプロセス、好ましくはフィッシャー・トロプシュ合成に基づくパワー・ツー・リキッドプロセスから得られるものであってもよい。

本発明の一実施形態において、フィッシャー・トロプシュ合成ユニットから来る生成物の取込みおよび処理のための後処理ユニットＣ）は、以下の設備部分：
Ｃ－Ａ）以下：
Ｃ－Ａａ）ワックス相
Ｃ－Ａｂ）油相
Ｃ－Ａｃ）水素
用の供給管；
Ｃ－Ｂ）ワックス相が水素と反応するように構成された、１つ以上のサブユニットからなることができるハイドロクラッキング反応器ユニット；
Ｃ－Ｃ）ユニットＣ－Ｂ）の生成物が、
Ｃ－Ｃａ）長鎖のワックス状フラクションＣ－３ａ）、
Ｃ－Ｃｃ）短鎖の油状フラクションＣ－３ｃ）、および
Ｃ－Ｃｄ）水素または水素を含むガスＣ－３ｄ）
に分離されるように構成された、１つ以上の分離器ユニット；
Ｃ－Ｄ）油相が短鎖の油状フラクションＣ－３ｃ）と混合されるように構成された混合ユニット、
Ｃ－Ｅ）混合ユニットＣ－Ｄ）で得られた混合物が、
Ｃ－５ａ）長鎖のワックス状フラクション、
Ｃ－５ｃ）生成物、特にナフサとして排出可能な短鎖のフラクション、
Ｃ－５ｄ）中鎖のフラクション
に分離されるように構成された、１つ以上の分離ユニットであって、
Ｃ－Ｅａ）ワックス相へのフラクションＣ－５ａ）用の返送管、
Ｃ－Ｅｃ）Ｃ－５ｃ）用の排出管、
Ｃ－Ｅｄ）フラクションＣ－５ｄ）用の排出管
を備えた分離ユニット；
Ｃ－Ｆ）水素添加下にフラクションＣ－５ｄ）が転化されるように構成された異性化および水素化ユニット、
Ｃ－Ｇ）フラクションＣ－５ｄ）が、
Ｃ－Ｇａ）燃料および
Ｃ－Ｇｂ）水素または水素を含むガス
に分離されるように構成された、１つ以上の分離器ユニット；
を含むかまたはこれらからなり、ここで、それぞれの設備部分は互いに作動的に接続されており、設備は、Ｃ－Ｃ）およびＣ－Ｇ）で生成される水素を含むガスが返送され、さらなる後処理を行わずに反応物水素流に加えられるかまたはＲＷＧＳに直接加えられるように構成されている。

本発明の本実施形態において示された、比較的短鎖の、などの相対的な呼称は、本実施形態内における相対的なものであることに留意されたい。つまり、他の実施形態に関するその関係性は必ずしも同じではなく、例えば、本実施形態の比較的短鎖のフラクションは、他の実施形態との関係では短鎖である場合も、また長鎖である場合もある。

さらに、本実施形態の後処理ユニットは、下位特徴Ｃ１）、Ｃ２）、Ｃ３）およびＣ４）を有する上述のものと置き換えてもよいことに留意されたい。

本発明の本実施形態において、Ｃ－Ｃ）は、２つの分離器ユニットを含むかまたはこれらからなることができ、その際、第１の分離器ユニット、好ましくは高温分離器ユニットは、ユニットＣ－Ｂ）で得られた生成物が、長鎖のワックス状フラクションＣ－３ａ）と、比較的短鎖の油状フラクションＣ－３ｂ）とに分離されるように構成されており、第２の分離器ユニット、好ましくは低温分離器ユニットは、第１の分離器ユニットで得られた比較的短鎖のフラクションが、短鎖の油状フラクションＣ－３ｃ）と、水素または水素を含むガスＣ－３ｄ）とに分離されるように構成されている。ここで、分離器ユニットは、第１の分離器ユニットで得られた長鎖のワックス状フラクションがワックス相に返送されるように構成されている。

本発明の本実施形態において、さらに、Ｃ－Ｅ）は、２つの分離ユニットを含むかまたはこれらからなることができ、その際、第１の分離ユニットは、混合ユニットＣ－Ｄ）で得られた混合物が、長鎖のワックス状フラクションＣ－５ａ）と、比較的短鎖の油状フラクションＣ－５ｂ）とに分離されるように構成されており、第２の分離ユニットは、フラクションＣ－５ｂ）が、短鎖の油状生成物フラクションＣ－５ｃ）、特にナフサと、中鎖のフラクションＣ－５ｄ）とにさらに分離されるように構成されている。ここで、分離ユニットは、第１の分離ユニットで得られた長鎖のワックス状フラクションがワックス相に返送されるように構成されている。

本発明による後処理ユニットの本変形例およびすべてのさらなる変形例において、Ｃ－Ｇ）は、分離器、好ましくは低温分離器として構成されていてよい。

本発明において、後処理ユニットは、Ｃ－Ｃ）およびＣ－Ｇ）で生成される水素または水素を含むガスが、さらなる後処理、特に精製を行わずに返送され、さらなる後処理を行わずに反応物水素流またはＲＷＧＳ設備に加えられるように構成されている。

本発明の実施形態において、本発明による装置において、フィッシャー・トロプシュ合成ユニット内でＲＷＧＳ段階とフィッシャー・トロプシュ段階との間に水素供給管が配置されていてよい。

したがって、本発明の実施形態において、本発明による方法において、ＲＷＧＳ反応で行われるＣＯ_２およびＨ_２の反応によるＣＯおよびＨ_２の生成と、フィッシャー・トロプシュ合成におけるＣＯおよびＨ_２の転化との間に水素の供給を行うことができる。

特に、本発明による後処理ユニットは、ワックス相および油相がパワー・ツー・リキッド設備の生成物から得られるものとなるように、パワー・ツー・リキッド設備、特にフィッシャー・トロプシュ合成に基づくパワー・ツー・リキッド設備に接続されている。

本発明の利点の１つとして、合成ガス製造のＲＷＧＳにガス混合物を供給するためにガスを精製する必要がないことが挙げられる。

本発明の利点の１つとして、ＰｔＬ設備に必要な水素需要量、および双方のプロセスステップ、すなわちＰｔＬプロセスおよび石油精製でのプロセスステップに必要な総水素需要量が低減されることが挙げられる。

ここで、驚くべきことに、ハイドロトリートメントで得られた水素を含むガスを、さらなる後処理を行うことなくＲＷＧＳに返送することができるが、これらのガス中の水素含有量が高いため、高いＨ_２／ＣＯ比が生じることが判明した。

本発明の特別な利点の１つとして、個々のプロセスステップまたは装置の個々の部分においてパラメータを狙いどおりに設定することにより、それぞれ規格に適合した燃料を製造することが可能になることが挙げられる。

この場合、パラメータをそれぞれどのように詳細に設定するかは、当業者には自身の一般的な技術的知識に基づいて知られており、所望の目標生成物に基づいて行われる。

ここで特に、本発明において、既存の規格、例えば上述のものであるがこれのみというわけではない規格に限定されるわけではなく、様々な規格に柔軟に対応し、変更された規格およびその仕様をも満たすために方法および装置のパラメータを適合させることができることが有利である。

本発明による設備の説明において、部分または設備全体が「からなる」と表記されている場合、これは、言及された必須構成要素を指すものと理解される。パイプ、バルブ、ねじ、ハウジング、測定ユニット、反応物／生成物用の貯蔵容器などの自明なまたは固有の部材は、これによって除外されない。しかし、好ましくは、方法シーケンスを変更することになるさらなる反応器などのような他の必須部品は除外される。

ここで、本発明の様々な実施形態、例えば、しかしこれのみというわけではない様々な従属請求項の実施形態は、任意の様式で互いに組み合わせることができるが、ただし、そのような組み合わせが互いに矛盾しないことを条件とする。

本発明を概略的に示す図である。従来の先行技術を示す図である。本発明による実施形態における構成を示す図である。ＦＴ生成物の後処理の可能な一変形例を示す図である。例２による物質流量をプロットしたグラフを示す図である。

実施例：
ここで、以下の非限定的な実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。

例１：
室温で液体である炭化水素（ＦＴ油）および固体である炭化水素（ＦＴワックス）の製造が空間的に離れている場合、ＰｔＬの現場と下流のワークアップの現場（例えば、製油所）との双方で水素の需要が生じる。

例として、需要量は、毎時１トンのＣＯ_２の投入流量に正規化されている。

その場合、ＰｔＬの現場での合成ユニットでは、ＦＴ生成物を製造するために毎時１２７ｋｇの水素フィードが必要である。その場合、製油所側での後処理ではさらに毎時３６．６ｋｇの水素が必要となり、合計で毎時１６３．６ｋｇの水素が必要となる。

先行技術のようにＰｔＬの現場と製油所とが空間的に離れている場合には、この水素量が常に必要となる。なぜならば、製油所側で後処理時に生成される水素が分流および廃棄されるためであり、その量は毎時２７．３ｋｇである。

これに対し、本発明では空間的な分離がなく、後処理時に生成される水素が合成ユニットに返送される。したがって、本発明において、前述の後処理ユニットからの毎時２７．３ｋｇは失われないため、合成ユニットへの新鮮な（新たな）水素の連続的なフィードは、毎時わずか９９．７ｋｇで済む。

したがって、ＰｔＬ設備の製造能力が同一である場合、本発明によって、ＰｔＬの現場でのワークアップステップの統合が可能となり、その結果、総水素需要量が減少し、ＰｔＬの現場で規格に適合した燃料を直接製造することが可能となる。

よって、本発明の基礎を成すＨ_２管理により、ＰｔＬ設備に必要な水素需要量を低減すると共に、双方のプロセスステップに必要な総水素需要量を低減することができる。

ここで、これらのデータを比較すると、１０００ｋｇ／ｈのＣＯ_２につき１６３．６ｋｇ／ｈの水素（１２７＋３６．６）の総水素需要量のうち、先行技術では２７．３ｋｇ／ｈを未使用で排出および廃棄しなければならないが、本発明ではこれが返送および再利用されることが分かる。この点で、本発明により約１７％の水素節約が達成される。

例２：
本発明による方法を、以下の特性データを用いて実施した：
－ＲＷＧＳ時の温度：７４０℃
－ＦＴ合成時の温度：２４０℃
－分離時の温度：１９０℃
－圧力２０ｂａｒ
－再循環ガスの割合（定常運転時）：１８体積％

したがって、ＣＯ_２／Ｈ_２混合物を提供してフィッシャー・トロプシュ合成ユニットに導入し、そこでまずＣＯ_２およびＨ_２をＲＷＧＳ反応で反応させてＣＯおよびＨ_２を生成し、次にフィッシャー・トロプシュ合成でＣＯおよびＨ_２を転化させた。

フィッシャー・トロプシュ合成で得られた生成物の後処理後に生成されるＣ_１～Ｃ_４炭化水素を含むガスを、精製せずに再循環流としてＲＷＧＳに直接返送した（ＦＴ生成物の後処理の詳細な様式は、本例では重要でないため言及しない；本例では、生成されるガスのみが重要である）。

ここで、水素の供給量を、再循環ガスの割合に応じて運転中に制御した。つまり、再循環ガスの量が増えると、それに対応して水素の供給量も少なくなる。対応する量を図４に示すが、ここで、水素供給量を破線で、再循環ガス流量を一点鎖線で表す（図４の凡例も参照）。

再循環ガスにはＣ_１～Ｃ_４炭化水素分が含まれているため、二酸化炭素の供給量も再循環ガスの量に応じて適宜変更した。図４では、二酸化炭素の供給量が点線で表されている。

ＲＷＧＳの生成物流をガスクロマトグラフィーで測定することにより、Ｈ_２とＣＯとの比を求めた。Ｈ_２とＣＯとの比について得られた測定値は、ここで図４において点で示されている。

結果として、本例では、再循環ガスの割合が増加しても、Ｈ_２／ＣＯ比は大きく変化しないことが確認された。

図面の説明：
以下に、図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。ここで、図面は、限定的に解釈されるべきではなく、また正確な縮尺でもない。さらに、図面は、従来の設備に存在するすべての特徴を含むものではなく、本発明およびその理解に不可欠な特徴に絞ったものである。

図１は、本発明を概略的に示す。フィードガスＡとしてのＣＯ_２およびＨ_２は、合成ユニット１においてフィッシャー・トロプシュ生成物に転化される。ここで、図示の例では、合成ユニット１は、概略的に、ＲＷＧＳ２と、実際のフィッシャー・トロプシュ設備３とからなる。ＲＷＧＳ２では、ＣＯ_２およびＨ_２が反応して合成ガス、すなわちＣＯおよびＨ_２が生成され、生成物ガス中にはさらに副生成物であるＣＯ_２およびＨ_２Ｏも存在し得る。ＣＯおよびＨ_２は、次いでＦＴ設備３で生成物混合物Ｂに転化され、この生成物混合物Ｂは、未反応の合成ガス（主にＣＯ、Ｈ_２）、短鎖炭化水素および副生成物の揮発成分ならびにＣＯ_２からなる気相と、周囲温度および周囲圧力で固体である、長鎖炭化水素のワックス状の相（ワックス相）と、周囲温度および周囲圧力で液体である、比較的短鎖の炭化水素の疎水性の相（油相）と、形成される反応水およびそこに溶解した有機化合物から構成される水相とからなる。この生成物混合物Ｂ（ＦＴ生成物）は、次いで後処理ユニット４に送られる。ここで、図に示すように、ＦＴ生成物Ｂの一部を分岐させることが可能である。ここで、この分岐された部分Ｃは、前述の４つの相すべてを含むことも、一部を含むことも可能である。例えば、油相が特定の用途で予定されている場合には、油相の一部または油相全体を分岐させ、残部を後処理ユニット４に送ることが可能である。次いで、後処理ユニット４において、異性化、クラッキング、水素化および分離を実施することにより、ＦＴ生成物Ｂを後処理することができる。このために、水素Ｆが後処理ユニット４に供給される。次いで、規格に適合した少なくとも１つの液体燃料Ｄが、後処理ユニット４から排出される。後処理ユニット４で生成される水素を含むガス流Ｅは、Ｃ_１～Ｃ_４炭化水素をなおも含み得るが、このガス流Ｅは、さらなる精製を行わずに合成ユニット１、そこでＲＷＧＳユニット２に返送される。水素を含む流れＥを返送することにより、先行技術による手順の場合に比べて必要な水素が著しく少なくなる。

図２ａは、従来の先行技術を示す。この場合には、本発明とは対照的に、ＰｔＬの現場と製油所とが場所的に互いに離れている（２つの破線のボックスで示されており、上方はＰｔＬの現場、下方は製油所を表す）。上方のボックスにはＰｔＬの現場が示されており、ここには図１による合成ユニット１が存在しており、下方のボックスには製油所が示されており、ここには図１による後処理ユニット４が存在している。ここで、合成ユニットには水素Ａ１および二酸化炭素Ａ２が導入され、生成物として（主に）油相Ｂ１およびワックス相Ｂ２が得られる。これら２つの相Ｂ１およびＢ２は、後処理ユニット４で後処理され、生成物Ｄが得られる。先行技術によれば、図２ａに示されるように、ＰｔＬの現場と製油所とが空間的に離れているため、合成ユニット１とワークアップユニット４との間には装置的な接続が存在しない。その結果、合成ユニット１に必要なすべての水素Ａ１をＰｔＬの現場で入手できるようにしなければならず、さらに、後処理に必要な水素Ａ１－ＩＩを完全に製油所の現場で入手できるようにしなければならない。さらに、後処理時に生成される水素を、製油所の現場で排出管Ｇを通じて排出および廃棄（例えば、燃焼）させなければならない。

図２ｂは、基本的には図２ａと同一であるが本発明による実施形態における構成を示す。各ユニットで進行する基本的な反応は実質的に同一であり、また各ユニットに供給され、そこから排出されるガス流も同様である。しかし、先行技術との相違点は、ＰｔＬの現場には、合成ユニット１に加えてワークアップユニット４も含まれており、このワークアップユニット４が、別の場所である製油所には存在していないことである（双方のユニットを包含する大きな破線のボックスで示されている）。これにより、後処理ユニット４で生成される水素を、再循環流Ｅとして合成ユニットに直接返送することが可能になる。これには、２つの大きな利点がある。第１に、これにより、必要な水素の量を低減することができ、第２に、後処理時に生成される水素を廃棄しなくて済む。このようにして、環境的、経済的および装置的に非常に大きな利点が達成される。

ここで、図２ａと図２ｂとを比較すると、１０００ｋｇ／ｈのＣＯ_２につき１６３．６ｋｇ／ｈの水素（１２７＋３６．６）の総水素需要量のうち、先行技術では２７．３ｋｇ／ｈを未使用で排出および廃棄しなければならないが、本発明ではこれが返送および再利用されることが分かる。この点で、本発明により約１７％の水素節約が達成される。

図３は、ＦＴ生成物の後処理の可能な一変形例を示す。

本例では、ワックス相Ｂ２と油相Ｂ１との双方が貯蔵槽ＳＴ２／ＳＴ１に中間貯蔵される。ここで、油相Ｂ１は、必要に応じて、貯蔵容器ＳＴ１において（いつでも）脱気することができる（図示せず）。次に、ワックス相Ｂ２またはそのある部分がハイドロクラッキング反応器ＨＣに送られ、そこで水素フィードＡ１－ＩＩからの水素供給下に転化される。次いで、生成物は高温分離器ＨＴに達し、そこで分離が行われ、一方の相は貯蔵容器ＳＴ２に返送され、他方の相はさらに低温分離器ＣＴ１に送られる。低温分離器ＣＴ１では、水素を含むガス流と、あるフラクションとに分離が行われ、この水素を含むガス流は、再循環流Ｅとして返送され、このフラクションは、油相Ｂ１の前述の貯蔵容器ＳＴ１に送られる。この貯蔵容器ＳＴ１から、物質混合物が分離ユニットＳ１に送られる。そこで得られた底部生成物は、ワックス相の貯蔵容器ＳＴ２に返送され、頂部生成物はさらに、さらなる分離ユニットＳ２に送られる。本例では、頂部生成物は、ナフサとして、すなわち生成物Ｄ１として分流される。第２の分離ユニットＳ２の底部生成物は、本例ではさらに異性化反応器Ｉに送られ、そこで水素フィードＡ１－ＩＩからの水素供給下に転化される。こうして得られた生成物は、低温分離器ＣＴ２に送られ、そこで、水素を含むガスと燃料とに分離が行われ、この水素を含むガスは、再循環流Ｅとして返送され、この燃料は、生成物Ｄ２として分流される。

図３に示す設備部分の配置は、１つの可能性に過ぎず、唯一のものではないことに留意されたい。

図４は、例２による物質流量をプロットしたグラフである。

１合成ユニット
２ＲＷＧＳユニット
３ＦＴ設備
４後処理ユニット
Ａ水素および二酸化炭素ガスを含むガスフィード
Ａ１水素フィード
Ａ２二酸化炭素フィード
Ａ１－ＩＩ後処理用の水素フィード
ＢＦＴ生成物
Ｂ１油相
Ｂ２ワックス相
Ｃ（１から直接）製造されたＦＴ生成物
Ｄ生成物（規格に適合した燃料）
Ｄ１ナフサ
Ｄ２ジェット燃料（燃料）
Ｅ水素およびＣ_１～Ｃ_４炭化水素を含む再循環流
Ｇ水素用排出管
Ｉ異性化ユニット
Ｓ１分離ユニット１
Ｓ２分離ユニット２
ＣＴ１低温分離器１
ＣＴ２低温分離器２
ＨＣハイドロクラッキング反応器
ＨＴ高温分離器
ＳＴ１貯蔵槽１
ＳＴ２貯蔵槽２

Claims

規格に適合した燃料の製造装置であって、
Ａ）ＣＯ_２／Ｈ_２混合物を提供するための任意のユニットと、
Ｂ）以下：
－ＣＯ_２およびＨ_２が合成ガスに転化されるように構成された少なくとも１つのＲＷＧＳ段階、
－ＣＯおよびＨ_２がフィッシャー・トロプシュ合成で転化されるように構成された少なくとも１つのフィッシャー・トロプシュ段階、
を含むかまたはそれらからなるフィッシャー・トロプシュ合成ユニットと、
Ｃ０）任意に、前記フィッシャー・トロプシュ合成から生じる生成物流用の少なくとも１つの排出装置と、
Ｃ）前記合成ユニットから分流されたフィッシャー・トロプシュ生成物、特にワックス相および油相の取込みおよび後処理が行われるように構成された後処理ユニットであって、以下：
－３つのサブユニットのうちの少なくとも１つ：
ｉ）異性化ユニット、
ｉｉ）クラッキングユニット、好ましくはハイドロクラッキングユニット、
ｉｉｉ）水素化ユニット、
－任意に、少なくとも１つの分離ユニット、
－水素用の少なくとも１つの供給管、
－それぞれ規格に適合した１つの燃料を含むフラクションから排出されるようにそれぞれ構成された１つ以上の排出管、
－任意に、水相用の排出管、および
－水素およびＣ_１～Ｃ_４炭化水素を含む生成されるガス用の少なくとも１つの排出管
を含むかまたはそれらからなる後処理ユニットと
を備えた装置において、前記生成されるガス用の少なくとも１つの排出管が、前記ＲＷＧＳへの前記ガス用の返送管として構成されており、前記装置が、前記後処理ユニットで生成されて前記ＲＷＧＳに返送されるガス用の精製装置を備えていないことを特徴とする、装置。
前記装置が、同一の敷地に、好ましくは１つの複合装置内に、特に１つのハウジング内に配置されている、請求項１記載の装置。
前記後処理ユニットが、サブユニットｉ）、ｉｉ）およびｉｉｉ）のうち少なくとも２つ、好ましくは３つすべて備える、請求項１または２記載の装置。
燃料である灯油、軽油またはガソリンのうちの少なくとも１つが生成物として製造されるように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
ワックス相および油相の後処理のための前記後処理ユニットＣ）が、以下の設備部分：
Ｃ－Ａ）以下：
Ｃ－Ａａ）ワックス相
Ｃ－Ａｂ）油相
Ｃ－Ａｃ）水素
用の供給管；
Ｃ－Ｂ）ワックス相が水素と反応するように構成された、１つ以上のサブユニットからなることができるハイドロクラッキング反応器ユニット；
Ｃ－Ｃ）ユニットＣ－Ｂ）の生成物が、
Ｃ－Ｃａ）長鎖のワックス状フラクションＣ－３ａ）、
Ｃ－Ｃｃ）短鎖の油状フラクションＣ－３ｃ）、および
Ｃ－Ｃｄ）水素または水素を含むガスＣ－３ｄ）
に分離されるように構成された、１つ以上の分離器ユニット；
Ｃ－Ｄ）油相が前記短鎖の油状フラクションＣ－３ｃ）と混合されるように構成された混合ユニット、
Ｃ－Ｅ）前記混合ユニットＣ－Ｄ）で得られた混合物が、
５ａ）長鎖のワックス状フラクション、
５ｃ）生成物、特にナフサとして排出可能な短鎖のフラクション、
５ｄ）中鎖のフラクション
に分離されるように構成された、１つ以上の分離ユニットであって、
Ｅａ）前記ワックス相への前記フラクションＣ－５ａ）用の返送管、
Ｅｃ）Ｃ－５ｃ）用の排出管、
Ｅｄ）前記フラクションＣ－５ｄ）用の排出管
を備えた分離ユニット；
Ｃ－Ｆ）水素添加下にフラクションＣ－５ｄ）が転化されるように構成された異性化および水素化ユニット、
Ｃ－Ｇ）ユニットＣ－Ｆ）で得られた混合物が、
Ｃ－Ｇａ）燃料および
Ｃ－Ｇｂ）水素または水素を含むガス
に分離されるように構成された、１つ以上の分離器ユニット；
を含むかまたはこれらからなり、ここで、それぞれの設備部分は互いに作動的に接続されており、前記設備は、Ｃ－Ｃ）およびＣ－Ｇ）で生成される水素を含むガスが前記フィッシャー・トロプシュ合成ユニットＢ）の前記ＲＷＧＳに返送されるように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
前記フィッシャー・トロプシュ合成ユニットＢ）内で、前記ＲＷＧＳ段階と前記フィッシャー・トロプシュ段階との間に水素供給管が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
規格に適合した燃料の製造方法であって、
Ａ）ＣＯ_２／Ｈ_２混合物を提供するステップと、
Ｂ）ＣＯ_２／Ｈ_２混合物をフィッシャー・トロプシュ合成ユニットに導入し、
－ＣＯ_２およびＨ_２をＲＷＧＳ反応で反応させてＣＯおよびＨ_２を生成し、
－ＣＯおよびＨ_２をフィッシャー・トロプシュ合成で転化させるステップと、
Ｃ０）任意に、フィッシャー・トロプシュ合成から１つ以上の生成物流を排出するステップと、
Ｃ）Ｃ０）で排出されず、フィッシャー・トロプシュ合成から分流されたフィッシャー・トロプシュ生成物、特にワックス相および油相を取り込み、
－水素の添加下に
－以下の３つの反応のうちの少なくとも１つ：
ｉ）異性化、
ｉｉ）クラッキング、好ましくはハイドロクラッキング、
ｉｉｉ）水素化、
－任意に、分離、
－規格に適合した燃料を含む少なくとも１つのフラクションの排出、
－任意に、水相の排出、および
－後処理で生成される、水素およびＣ_１～Ｃ_４炭化水素を含むガスの排出
によって後処理するステップとを含む方法において、前記生成されるガスの排出を前記ＲＷＧＳへの返送として行い、前記後処理ユニットで生成されるガスを精製せずに前記ＲＷＧＳへ返送することを特徴とする、方法。
前記フィッシャー・トロプシュ合成からフィッシャー・トロプシュ生成物として分流されたワックス相および油相のステップＣ）における前記後処理が、以下のステップ：
Ｉａ）前記ワックス相を、任意に貯蔵容器内に提供するステップと、
ＩＩ）前記ワックス相を水素と共にハイドロクラッキング反応器に導入し、比較的短鎖の炭化水素に転化させるステップと、
ＩＩＩ）ステップＩＩ）で得られた生成物を、
３ａ）長鎖のワックス状フラクションであって、Ｉａ）に返送されるものとするフラクション、
３ｃ）短鎖の油状フラクション、
３ｄ）水素または水素を含むガス
に分離するステップと、
ＩＶ）油相を、任意に貯蔵容器内に提供し、前記油相を前記３ｃ）の短鎖の油状フラクションと混合し、前記混合を、任意に同時に少なくとも部分的に脱気しながら行うステップと、
Ｖ）ＩＶ）で得られた混合物を、
５ａ）長鎖のワックス状フラクションであって、Ｉａ）に返送されるものとするフラクション、
５ｃ）生成物、特にナフサとして排出可能な短鎖のフラクション、
５ｄ）中鎖のフラクション
に分離するステップと、
ＶＩ）前記フラクション５ｄ）を、異性化および水素化ユニットにおいて水素の添加下に転化させるステップと、
ＶＩＩ）ＶＩ）の生成物を、
７ａ）燃料、特に灯油、
７ｂ）水素または水素を含むガス
に分離するステップと
を含むかまたはこれらからなり、前記ステップＩＩＩ）およびＶＩＩ）で生成される水素を含むガスを返送する、請求項７記載の方法。
すべてのプロセスステップを、同一の敷地で、好ましくは１つの複合装置内で、特に１つのハウジング内で行う、請求項７または８記載の方法。
ステップＣ）が、反応ｉ）、ｉｉ）およびｉｉｉ）のうち少なくとも２つ、好ましくは３つすべてを含む、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
前記ステップを、燃料である灯油、軽油またはガソリンのうちの少なくとも１つが生成物として生じるように行う、請求項７から１０までのいずれか１項記載の方法。
ステップＢ）において、ＲＷＧＳ反応におけるＣＯ_２およびＨ_２の反応によるＣＯおよびＨ_２の生成と、フィッシャー・トロプシュ合成におけるＣＯおよびＨ_２の転化との間に水素の供給を行う、請求項７から１１までのいずれか１項記載の方法。