JP5294662B2 - Method for selective removal of finely divided FT catalyst in FT synthetic oil - Google Patents

Method for selective removal of finely divided FT catalyst in FT synthetic oil Download PDF

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in that although a residual catalyst contained in an Ft synthetic crude oil is recovered and reused and also the synthetic oil with reduced residual catalyst is obtained, since the catalyst is pulverized, it has a bad influence for the characteristics of reactivity, etc., of the synthesis. <P>SOLUTION: By making the magnetic separation process as 2 stage separation processes, in a first liquid solid separation process, the catalyst having a large particle diameter is recovered and reused, and in a second liquid solid separation process, the pulverized residual catalyst is separated and discharged to the outside of a system. Thus, the FT synthetic oil reduced with the residual catalyst is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、一酸化炭素と水素を原料としたフィッシャー・トロプシュ合成法(以下、「FT合成法」と略す。)により得られる合成油と磁性を有するフィッシャー・トロプシュ触媒からなるスラリーを反応器から抜き出し、スラリー中の粒径の大きな触媒は分離して反応器に循環させ、粒径の小さな触媒は系外に排出するとともに得られた合成油を回収するために、該スラリーを、磁気分離工程を含む少なくとも2段階の液固分離工程により処理する方法に関する。   In the present invention, a slurry comprising a synthetic oil obtained by a Fischer-Tropsch synthesis method (hereinafter abbreviated as “FT synthesis method”) using carbon monoxide and hydrogen as raw materials and a magnetic Fischer-Tropsch catalyst is removed from a reactor. The catalyst having a large particle size in the slurry is separated and circulated into the reactor, and the catalyst having a small particle size is discharged out of the system and the obtained synthetic oil is recovered in order to recover the obtained synthetic oil. It is related with the method of processing by the liquid-solid separation process of at least 2 step | paragraph containing.

近年、環境負荷低減の観点から、硫黄分及び芳香族炭化水素の含有量が低く、環境にやさしいクリーンな液体燃料が求められている。そこで、石油業界においては、クリーン燃料の製造方法として、一酸化炭素と水素を原料としたFT合成法が検討されている。FT合成法によれば、パラフィン含有量に富み、かつ硫黄分を含まない液体燃料基材、例えばディーゼル燃料基材を製造することができるため、その期待は非常に大きい。例えば環境対応燃料油は特許文献1でも提案されている。   In recent years, clean liquid fuels that are low in sulfur content and aromatic hydrocarbon content and that are friendly to the environment have been demanded from the viewpoint of reducing environmental impact. Therefore, in the petroleum industry, an FT synthesis method using carbon monoxide and hydrogen as raw materials is being studied as a method for producing clean fuel. According to the FT synthesis method, a liquid fuel base material having a high paraffin content and not containing a sulfur content, for example, a diesel fuel base material can be produced. For example, environmentally-friendly fuel oil is also proposed in Patent Document 1.

特開2004−323626号公報JP 2004-323626 A

一方、一酸化炭素と水素を原料としたFT合成法の触媒は、従来、鉄系の固体触媒が多いが、近年は高活性なことからコバルト系の固体触媒も開発されている。
ここで、FT合成法の反応形態は、固体触媒が生成物の炭化水素中に懸濁するスラリーの態様であることが多い。したがって、触媒を含まない合成油を得ることのほかにも、得られるFT合成のスラリー中の触媒を回収、再使用することが、プロセスのコスト低減から必要である。
On the other hand, FT synthesis catalysts using carbon monoxide and hydrogen as raw materials have hitherto been many iron-based solid catalysts, but recently, cobalt-based solid catalysts have also been developed because of their high activity.
Here, the reaction form of the FT synthesis method is often an embodiment of a slurry in which a solid catalyst is suspended in a product hydrocarbon. Therefore, in addition to obtaining a synthetic oil containing no catalyst, it is necessary to recover and reuse the catalyst in the resulting FT synthesis slurry from the viewpoint of cost reduction of the process.

FT合成の反応器からは触媒の懸濁したスラリーが得られるので、これから触媒を回収して再使用し、一方で触媒を含まない合成油を回収することが好ましい。
FT合成の反応器中では触媒は衝突、粉砕等を繰り返し、微粉化粒子となってFT合成反応器内の流動状態が変化することがある。
一方で、液固分離工程は、一般には、所定径以上の粒径のものを分離、除去する機構であり、それ故、一定の微粉化したものは当該分離工程を通り抜けやすい。このように分離工程を通り抜けやすい微粉化触媒は、反応器内の流動状態を維持するためにも、合成油中の残留触媒を低減するためにも、選択的に、積極的にこれを除去する必要がある。
Since a slurry in which the catalyst is suspended is obtained from the reactor for FT synthesis, it is preferable to recover the catalyst from this and reuse it, while recovering the synthetic oil containing no catalyst.
In the reactor for FT synthesis, the catalyst may repeatedly collide, pulverize, etc., and become fine particles, and the flow state in the FT synthesis reactor may change.
On the other hand, the liquid-solid separation step is generally a mechanism that separates and removes particles having a particle diameter of a predetermined diameter or more, and therefore, a certain finely divided material easily passes through the separation step. In this way, the pulverized catalyst that easily passes through the separation step selectively and actively removes the catalyst in order to maintain the flow state in the reactor and to reduce the residual catalyst in the synthetic oil. There is a need.

本発明者らは、FT合成スラリーを磁気分離工程を含む少なくとも第1の液固分離工程と、それに続く第2の液固分離工程により分離処理することにより、初めの分離工程は、再利用可能な粒径の大きな触媒を回収して、これは再使用することとし、第2の液固分離工程では、高度に分離操作を駆使して、微粉化触媒を分離除去して、これは系外に排出することとし、かくして、残留触媒を低減したFT合成油を回収する。   The present inventors can separate the first separation step by reusing the FT synthesis slurry by at least a first liquid-solid separation step including a magnetic separation step and a subsequent second liquid-solid separation step. A catalyst with a large particle size is recovered and reused. In the second liquid-solid separation step, the pulverized catalyst is separated and removed using a high degree of separation operation. Thus, FT synthetic oil with reduced residual catalyst is recovered.

すなわち、本発明の第1は、フィッシャー・トロプシュ合成の反応器からフィッシャー・トロプシュ法により得られる合成油と磁性を有するフィッシャー・トロプシュ触媒を含むスラリーを抜き出し、スラリー中の粒径の大きな触媒は分離して反応器に循環させ、粒径の小さな触媒は系外に排出するとともに得られた合成油を回収するために、該スラリーを、磁気分離工程を含む少なくとも2段階の液固分離工程により処理することとし、ここで、
第1の液固分離工程は磁気分離工程であって、該工程ではスラリー中から所定の径の触媒を分離、回収して、これはフィッシャー・トロプシュ反応器に循環させて再使用し、高勾配磁気分離機の分離条件は、磁場強度が2000ガウス〜4000ガウスで、処理温度が100℃〜400℃で、滞留時間は15秒以上とし、
第2の液固分離工程は磁気分離以外の液固分離工程であって、該工程においては、スラリー中から、平均粒径がフィッシャー・トロプシュ反応器出口でのスラリー中の触媒の平均粒径よりも小さい触媒を分離し、これは系外へ排出する処理を行い、得られた合成油を回収することを特徴とする、
粒径が減少したフィッシャー・トロプシュ触媒を反応器から選択的に除去する方法に関する。
That is, in the first aspect of the present invention, a slurry containing a synthetic oil obtained by the Fischer-Tropsch method and a magnetic Fischer-Tropsch catalyst is extracted from a Fischer-Tropsch synthesis reactor, and a catalyst having a large particle size in the slurry is separated. The slurry is then circulated through the reactor, the catalyst having a small particle size is discharged out of the system, and the slurry is treated by at least two liquid-solid separation processes including a magnetic separation process in order to recover the synthetic oil obtained. And then where
The first liquid-solid separation step is a magnetic separation step, in the process, the catalyst separation of predetermined diameter from the slurry and collected, which is reused by circulating the Fischer-Tropsch reactor, high The separation conditions of the gradient magnetic separator are as follows: the magnetic field strength is 2000 gauss to 4000 gauss, the processing temperature is 100 ° C. to 400 ° C., and the residence time is 15 seconds or more.
The second liquid-solid separation step is a liquid-solid separation step other than magnetic separation, in which the average particle size is greater than the average particle size of the catalyst in the slurry at the outlet of the Fischer-Tropsch reactor. Is also characterized by separating the small catalyst, which is discharged outside the system and recovering the resulting synthetic oil,
The present invention relates to a method for selectively removing a Fischer-Tropsch catalyst having a reduced particle size from a reactor.

本発明の第2は、本発明の第において、前記高勾配磁気分離機が、内部を洗浄するための洗浄液導入ラインと、洗浄液を排出するラインを有し、捕捉した磁性微粒子を間欠的に洗浄する方法に関する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the high gradient magnetic separator has a cleaning liquid introduction line for cleaning the inside and a line for discharging the cleaning liquid, and intermittently captures the captured magnetic fine particles. It relates to a method of cleaning.

本発明の第は、本発明の第又は第において、前記高勾配磁気分離機以外から選択
される液固分離器が、ろ過分離器、重力沈降分離器、サイクロン、遠心分離器の少なくと
も1つであることを特徴とする方法に関する。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the liquid-solid separator selected from other than the high gradient magnetic separator is at least a filtration separator, a gravity sedimentation separator, a cyclone, or a centrifuge. It is related with the method characterized by being one.

FT反応器からのスラリーの処理に複数段の分離工程を設けて、該スラリーからは、初めの処理段では有効な粒径の触媒を回収して、これはFT反応器に戻して再使用し、後段では微粉化した触媒を除去することとして、触媒残渣の低減されたFT合成油が回収される。また磁気分離工程を併用することにより、微細な微粒子の発生しやすいFT合成粗油から微粉化触媒を効率よく回収できる。   In the treatment of the slurry from the FT reactor, a multi-stage separation step is provided, from which the catalyst having an effective particle size is recovered in the first treatment stage, which is returned to the FT reactor and reused. In the latter stage, FT synthetic oil with reduced catalyst residue is recovered by removing the finely divided catalyst. Further, by using the magnetic separation step in combination, the finely divided catalyst can be efficiently recovered from the FT synthetic crude oil in which fine fine particles are easily generated.

以下に詳細に本発明を説明する。
以下、図1を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。図1に示すように、ライン1から一酸化炭素ガスと水素ガスを含む合成ガスを供給し、FT合成反応器10におけるFT合成反応により液体炭化水素が生成される。合成ガスは、たとえば適宜に炭化水素の改質等により得ることができる。代表的な炭化水素としては、メタンや天然ガス、LNG(液化天然ガス)等を挙げる事ができる。たとえば、酸素を用いた部分酸化改質法(POX)、部分酸化改質法と水蒸気改質法の組合せである自己熱改質法(ATR)、炭酸ガス改質法などを利用することもできる。
The present invention is described in detail below.
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a synthesis gas containing carbon monoxide gas and hydrogen gas is supplied from a line 1, and liquid hydrocarbons are generated by an FT synthesis reaction in an FT synthesis reactor 10. The synthesis gas can be obtained by, for example, hydrocarbon reforming as appropriate. Typical hydrocarbons include methane, natural gas, LNG (liquefied natural gas), and the like. For example, a partial oxidation reforming method (POX) using oxygen, an autothermal reforming method (ATR) that is a combination of the partial oxidation reforming method and the steam reforming method, a carbon dioxide gas reforming method, or the like can be used. .

次に図1につきFT合成についてさらに説明する。
FT合成はFT合成反応器10を備える。反応器10は、たとえば気泡塔型反応器とすることができ、これは合成ガスを合成して液体炭化水素とする反応器の一例であり、FT合成反応により合成ガスから液体炭化水素を合成するFT合成用反応器として機能する。
Next, FT synthesis will be further described with reference to FIG.
FT synthesis comprises an FT synthesis reactor 10. The reactor 10 can be, for example, a bubble column reactor, which is an example of a reactor that synthesizes synthesis gas into liquid hydrocarbons, and synthesizes liquid hydrocarbons from synthesis gas by an FT synthesis reaction. Functions as a reactor for FT synthesis.

反応器10本体は、略円筒型の金属製の容器であって、その直径は1〜20m程度、好ましくは2〜10m程度である。反応器本体の高さは10〜50m程度、好ましくは15〜45m程度である。反応器本体の内部には、液体炭化水素(FT合成反応の生成物)中に固体の触媒粒子を懸濁させたスラリーが収容される。
この反応器の途中からライン3を経てスラリーの一部を分離器20、30に流出させる。反応器10の塔頂からは、ライン2により未反応の合成ガス等を排出させ、適宜に一部はライン1に戻して反応器10に循環させる。
The main body of the reactor 10 is a substantially cylindrical metal container having a diameter of about 1 to 20 m, preferably about 2 to 10 m. The height of the reactor body is about 10 to 50 m, preferably about 15 to 45 m. Inside the reactor main body, a slurry in which solid catalyst particles are suspended in liquid hydrocarbon (product of FT synthesis reaction) is accommodated.
Part of the slurry is discharged from the middle of the reactor to the separators 20 and 30 via the line 3. From the top of the reactor 10, unreacted synthesis gas or the like is discharged through the line 2, and a part of it is returned to the line 1 and circulated through the reactor 10 as appropriate.

外部から合成ガス供給管1を通じて供給された合成ガスは、合成ガス供給口(図示せず)から、反応器10内部のスラリー中に噴射される。合成ガスは触媒粒子と接触する接触反応により、液体炭化水素の合成反応(FT合成反応)が行われる。具体的には、下記化学反応式(1)に示すように水素ガスと一酸化炭素ガスとが合成反応を起こす。   The synthesis gas supplied from the outside through the synthesis gas supply pipe 1 is injected into the slurry inside the reactor 10 from a synthesis gas supply port (not shown). The synthesis gas undergoes a liquid hydrocarbon synthesis reaction (FT synthesis reaction) by a contact reaction that contacts catalyst particles. Specifically, as shown in the chemical reaction formula (1) below, hydrogen gas and carbon monoxide gas cause a synthesis reaction.

2nH十nCO→(−CH−)n+nH0 ....(1) 2nH 2 ten nCO → (-CH 2 -) n + nH 2 0. . . . (1)

具体的には、合成ガスを、ライン1から反応器10の底部に導入し、反応器10内に貯留されたスラリー内を上昇させる。この際、反応器内では、上述したFT合成反応により、当該合成ガスに含まれる一酸化炭素と水素ガスとが反応して、炭化水素が生成される。この合成反応時には発熱するが、適宜の冷却手段で除熱する。
金属触媒は担持型や沈積型等あるが、いずれにしろ、鉄族金属を含む固体粒子である。固体粒子中に、金属は適宜の量が含まれるが、100%金属でも良い。鉄族金属としては鉄が例示されるほか、高活性な点から、コバルトが好ましい。
Specifically, synthesis gas is introduced from the line 1 to the bottom of the reactor 10 to raise the slurry stored in the reactor 10. At this time, in the reactor, carbon monoxide and hydrogen gas contained in the synthesis gas react by the above-described FT synthesis reaction to generate hydrocarbons. Although heat is generated during this synthesis reaction, the heat is removed by an appropriate cooling means.
The metal catalyst includes a supported type and a deposited type, but in any case, it is a solid particle containing an iron group metal. An appropriate amount of metal is contained in the solid particles, but 100% metal may be used. The iron group metal is exemplified by iron, and cobalt is preferable from the viewpoint of high activity.

上記FT合成反応器10に供給される合成ガスの組成比は、FT合成反応に適した組成比(例えば、H:CO=2:1(モル比))に調整されている。なお、反応器10に供給される合成ガスは、適宜の圧縮機(図示せず)により、FT合成反応に適切な圧力(例えば3.6MPaG)まで昇圧される。ただし、上記圧縮機は、設ける必要がない場合もある。 The composition ratio of the synthesis gas supplied to the FT synthesis reactor 10 is adjusted to a composition ratio (for example, H 2 : CO = 2: 1 (molar ratio)) suitable for the FT synthesis reaction. In addition, the synthesis gas supplied to the reactor 10 is pressurized to a pressure (for example, 3.6 MPaG) appropriate for the FT synthesis reaction by an appropriate compressor (not shown). However, the compressor may not be provided.

かくして反応器10で合成された液体炭化水素は、反応器10の途中のライン3から触媒粒子の懸濁するスラリーとして反応器10からライン3を経て取り出されて、触媒の分離、回収工程に供される。   Thus, the liquid hydrocarbon synthesized in the reactor 10 is taken out from the reactor 10 through the line 3 as a slurry in which catalyst particles are suspended from the line 3 in the middle of the reactor 10, and used for the catalyst separation and recovery process. Is done.

触媒分離、回収工程では、図に示すように2基の分離器20、30が直列に配列されている。
分離器20による第1の液固分離工程ではスラリー中から所定の径の触媒を分離、回収して、これはライン21からフィッシャー・トロプシュ反応器10に循環させて再使用するものである。
所定の径は適宜に設定され得るが、たとえば、反応初期の触媒粒径(仕込み径)や、経時的に減少する粒子径の適当な時期の径を適宜に設定することができる。要は、反応系に戻して再利用する観点から適宜に所定の径の触媒は設定される。
In the catalyst separation and recovery process, as shown in the figure, two separators 20 and 30 are arranged in series.
In the first liquid-solid separation step by the separator 20, a catalyst having a predetermined diameter is separated and recovered from the slurry, which is circulated from the line 21 to the Fischer-Tropsch reactor 10 and reused.
The predetermined diameter can be set as appropriate. For example, the catalyst particle diameter (prepared diameter) at the initial stage of the reaction or the particle diameter that decreases with time can be set as appropriate. In short, a catalyst having a predetermined diameter is appropriately set from the viewpoint of returning to the reaction system and reusing it.

初めの分離器20から分離、回収される触媒は、粒径が大きく、FT反応器10で再使用可能なものであるから、ライン21により反応系に戻して再使用する。
粒径の大な粒子が分離除去された残りのスラリーは、ついでライン22により次の分離器30へ送液される。
Since the catalyst separated and recovered from the first separator 20 has a large particle size and can be reused in the FT reactor 10, it is returned to the reaction system by the line 21 and reused.
The remaining slurry from which the large particles have been separated and removed is then sent to the next separator 30 via the line 22.

前記第1の液固分離工程において、有効で利用可能な触媒は分離回収され、液中に残留した触媒は粒径の小さな不要な触媒であるので、これは分離機30による第2の液固分離工程において除去する。具体的には、第2の液固分離工程において排出される触媒の平均粒径がフィッシャー・トロプシュ反応器出口でのスラリー中の触媒の平均粒径よりも小さい触媒を分離し、これはライン31から系外へ排出する処理を行い、得られた合成油をライン32から回収することができる。   In the first liquid-solid separation step, an effective and usable catalyst is separated and recovered, and the catalyst remaining in the liquid is an unnecessary catalyst having a small particle size. It is removed in the separation step. Specifically, the catalyst having an average particle size of the catalyst discharged in the second liquid-solid separation step is separated from the average particle size of the catalyst in the slurry at the Fischer-Tropsch reactor outlet, The resulting synthetic oil can be recovered from the line 32.

次の分離器30から分離、回収される触媒は、微粉化しているので反応系外に排出し、再使用せずに廃棄処分とする。
分離器20、30のいずれか、または両方を磁気分離手段とすることができるが、以下では先ず、液固分離器20を磁気分離手段とする場合について説明する。
Since the catalyst separated and recovered from the next separator 30 is pulverized, it is discharged out of the reaction system and disposed of without being reused.
Either or both of the separators 20 and 30 can be used as magnetic separation means. First, the case where the liquid-solid separator 20 is used as magnetic separation means will be described below.

以下に高勾配磁気分離機20による分離操作を説明する。この工程は、抜き出されたFT合成粗油中に含まれる磁性微粒子を、高勾配磁気分離機20により分離除去するものである。   Hereinafter, the separation operation by the high gradient magnetic separator 20 will be described. In this step, the magnetic fine particles contained in the extracted FT synthetic crude oil are separated and removed by the high gradient magnetic separator 20.

すなわち、FT合成粗油を高勾配磁気分離機20により処理して磁性微粒子を分離除去する。FT合成用触媒としての鉄族金属の態様は、鉄にしろコバルトにしろ、一定の磁化率を有し、常磁性を示すこともわかった。したがって、磁気分離による除去が相当程度有効である。   That is, the FT synthetic crude oil is processed by the high gradient magnetic separator 20 to separate and remove the magnetic fine particles. It has also been found that the iron group metal as the FT synthesis catalyst has a certain magnetic susceptibility and exhibits paramagnetism, whether iron or cobalt. Therefore, removal by magnetic separation is quite effective.

本発明で用いる高勾配磁気分離機20とは、外部の電磁コイルにより発生する均一な高磁場空間内に強磁性の充填物を配置し、充填物の周囲に生じる通常1〜20kガウス/cmの高い磁場勾配により、充填物の表面に強磁性あるいは常磁性の微粒子物質を付着させてそれらを分離し、さらに付着した粒子を洗浄するように設計された磁気分離機である。たとえば、高勾配磁気分離機としては登録商標”FEROSEP”等で知られる市販機を使用することができる。   The high gradient magnetic separator 20 used in the present invention has a ferromagnetic packing disposed in a uniform high magnetic field space generated by an external electromagnetic coil, and is usually 1 to 20 k gauss / cm generated around the packing. It is a magnetic separator designed to attach ferromagnetic or paramagnetic particulate matter to the surface of the packing by a high magnetic field gradient, separate them, and wash the attached particles. For example, as the high gradient magnetic separator, a commercially available machine known by a registered trademark “FEROSEP” or the like can be used.

上記強磁性充填物としては、通常1〜1000μmの径をもつスチールウールあるいはスチールネットのような強磁性細線の集合体、エキスパンドメタル、貝殻状金属細片が用いられる。金属としては耐食、耐熱性、強度に優れるステンレススチールが好ましい。   As the ferromagnetic filler, an aggregate of ferromagnetic fine wires such as steel wool or steel net having a diameter of 1 to 1000 μm, expanded metal, and shell-shaped metal strips are usually used. As the metal, stainless steel having excellent corrosion resistance, heat resistance and strength is preferable.

そのほか、特開平7−70568号公報で提案されているような、強磁性金属片が二つの面を有する板状体であって、その二つの面うち面積が広い方の面の面積が、直径R=0.5〜4mmの円の面積と等しく、かつその板状体の最大厚さdに対するRの比、R/dが5〜20の範囲にあり、しかもその板状体がFeを主成分とし、Crを5〜25wt%、Siを0.5〜2wt%、Cを2wt%以下の量で含有するFe−Cr系合金からなる強磁性金属片もまた好ましく利用できる。   In addition, as proposed in JP-A-7-70568, a ferromagnetic metal piece is a plate-like body having two surfaces, and the area of the larger surface of the two surfaces is the diameter. R = equal to the area of a circle of 0.5 to 4 mm, the ratio of R to the maximum thickness d of the plate, R / d is in the range of 5 to 20, and the plate is mainly made of Fe A ferromagnetic metal piece made of an Fe—Cr alloy containing 5 to 25 wt% of Cr, 0.5 to 2 wt% of Si, and 2 wt% or less of C as components can also be preferably used.

高勾配磁気分離機20でスラリー中の磁性微粒子を分離する工程は、該スラリーを高勾配磁気分離機20の磁場空間内に導入し、磁場空間内に置かれた強磁性充填物に磁性微粒子を付着させてスラリーから除去する。次に充填物に付着した磁性微粒子を洗浄除去する工程は、一定面積の充填物に捕捉される磁性微粒子の量には限界があり、捕捉量が一定量又は限界量に達したならば捕捉した磁性微粒子を充填物から洗浄除去する。この洗浄除去工程は、磁場を断って磁性微粒子を脱離させ、これを洗浄液によって磁気分離機外に排出することによって行われる。スラリー中に含有される磁性微粒子の磁気分離条件ならびに充填物に捕捉され付着した磁性微粒子の洗浄除去条件を以下に述べる。   In the step of separating the magnetic fine particles in the slurry by the high gradient magnetic separator 20, the slurry is introduced into the magnetic field space of the high gradient magnetic separator 20, and the magnetic fine particles are put into the ferromagnetic packing placed in the magnetic field space. Deposit and remove from slurry. Next, the step of washing and removing the magnetic fine particles adhering to the packing has a limit in the amount of magnetic fine particles to be trapped by the packing of a certain area, and the trapping is performed when the trapped amount reaches a certain amount or the limit amount. The magnetic fine particles are washed away from the packing. This washing and removing step is performed by cutting off the magnetic field to desorb the magnetic fine particles, and discharging the magnetic fine particles outside the magnetic separator with the washing liquid. The magnetic separation conditions for the magnetic fine particles contained in the slurry and the washing and removal conditions for the magnetic fine particles trapped and adhered to the packing will be described below.

高勾配磁気分離機20の分離条件としては、磁場強度は2000ガウス以上が好ましく、さらに3000ガウス以上が好ましい。分離機内の液温度(処理温度)は100℃以上400℃以下が好ましく、さらに100℃以上300℃以下が好ましく、特に100℃以上200℃以下が好ましい。液滞留時間(滞留時間)は、15秒以上が好ましく、20秒以上がさらに好ましい。   As a separation condition of the high gradient magnetic separator 20, the magnetic field strength is preferably 2000 gauss or more, and more preferably 3000 gauss or more. The liquid temperature (treatment temperature) in the separator is preferably from 100 ° C. to 400 ° C., more preferably from 100 ° C. to 300 ° C., particularly preferably from 100 ° C. to 200 ° C. The liquid residence time (residence time) is preferably 15 seconds or longer, and more preferably 20 seconds or longer.

次に、磁性微粒子の磁気分離操作を継続すると、充填物に捕捉された磁性微粒子の量の増加につれて除去率が低下する。従って除去率を維持するためには、一定時間通油した後、捕捉された磁性微粒子を磁気分離機外へ排出する洗浄除去工程が必要となる。工業上の実際運転では、この洗浄除去工程中、磁性微粒子含有液体留分は磁気分離機をバイパスしてもよいが、洗浄必要時間が長いと磁性微粒子の次の工程への流入量が多くなり、除去率が低下することになるので、必要に応じ切替用の予備分離機を設けてもよい。   Next, if the magnetic separation operation of the magnetic fine particles is continued, the removal rate decreases as the amount of the magnetic fine particles trapped in the packing increases. Therefore, in order to maintain the removal rate, it is necessary to perform a washing and removing step of discharging the captured magnetic fine particles to the outside of the magnetic separator after passing oil for a certain time. In actual industrial operation, the liquid fraction containing magnetic fine particles may bypass the magnetic separator during this washing and removing process. However, if the time required for washing is long, the amount of magnetic fine particles flowing into the next process increases. Since the removal rate is lowered, a preliminary separator for switching may be provided if necessary.

洗浄除去においては、本発明においては磁気分離で処理した後の処理油を洗浄液として利用することができる。   In washing and removing, in the present invention, the treated oil after being treated by magnetic separation can be used as a washing liquid.

洗浄除去工程は、充填物周囲の磁場を消失(磁気分離機用電磁コイルの通電を止める)させ、上記洗浄液を分離機塔底からライン24を介して導入し、充填物に単に付着している磁性微粒子を流し去る操作である。洗浄液はライン25から排出される。洗浄条件としては、洗浄液線速度が1〜10cm/sec、好ましくは2〜6cm/secである。   In the washing and removing step, the magnetic field around the packing is lost (the power supply to the magnetic coil for the magnetic separator is stopped), and the cleaning liquid is introduced from the bottom of the separator tower via the line 24 and is simply attached to the packing. This is an operation to wash away magnetic fine particles. The cleaning liquid is discharged from the line 25. As cleaning conditions, the cleaning liquid linear velocity is 1 to 10 cm / sec, preferably 2 to 6 cm / sec.

以下に図2を参照して磁気分離工程を説明する。
図2は本発明に使用する高勾配磁気分離機20の模式簡略図である。高勾配磁気分離機20の分離部は縦型充填塔をなし、強磁性充填物が充填されている。充填物が充填されている充填層22は、塔外部の電磁コイル23により発生する磁力線により磁化されて高勾配の磁気分離部を形成する。この部分が、前記の外部の電磁コイルにより発生する均一な高磁場空間である。操作適温に加熱されたスラリーは所定の流速、液滞留時間が15秒以上となる流速でライン3からこの分離部を下方から上方へ通過し、この間に磁性微粒子が充填物表面に付着して除かれる。
The magnetic separation process will be described below with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic simplified view of the high gradient magnetic separator 20 used in the present invention. The separation part of the high gradient magnetic separator 20 forms a vertical packed tower and is filled with a ferromagnetic packing. The packed bed 22 filled with the packing is magnetized by the magnetic lines generated by the electromagnetic coil 23 outside the tower to form a high gradient magnetic separation part. This portion is a uniform high magnetic field space generated by the external electromagnetic coil. The slurry heated to an appropriate temperature passes through the separation part from the line 3 from the bottom to the top at a predetermined flow rate and a liquid residence time of 15 seconds or more. During this time, magnetic fine particles adhere to the surface of the packing and are removed. It is burned.

FT合成粗油が磁気分離機20を通過中は、洗浄液は洗浄油バイパスライン(図示せず)を通ってバイパスし、洗浄液がライン24から磁気分離機20を洗浄し、洗浄液はライン25から抜き出される際には、スラリーはスラリーバイパスライン(図示せず)を通ってバイパスさせ、直接、後段の液固分離装置、たとえば分離器30に送液することもできる。このようにして除去運転、洗浄運転の切替、繰返し連続運転が可能となる。上記洗浄除去工程は、特開平6−200260号公報記載の方法を参考にして行なうことができる。   While the FT synthetic crude oil passes through the magnetic separator 20, the cleaning liquid bypasses through a cleaning oil bypass line (not shown), the cleaning liquid cleans the magnetic separator 20 from the line 24, and the cleaning liquid is extracted from the line 25. When discharged, the slurry can be bypassed through a slurry bypass line (not shown) and directly sent to a subsequent liquid-solid separation device, for example, the separator 30. In this way, it is possible to perform switching between removal operation, cleaning operation, and repeated continuous operation. The washing and removing step can be performed with reference to the method described in JP-A-6-200260.

上記磁気分離機20に続いて、第2段として磁気分離工程以外の別個の液固分離工程30を設け、かくして第2の液固分離工程においては、第1の液固分離工程にて分離された液体分から、平均粒径がフィッシャー・トロプシュ反応器出口でのスラリー中の触媒の平均粒径よりも小さい触媒を分離することとし、分離した触媒は系外へ排出する処理を行い、得られた合成油を回収する。分離した触媒はライン31から系外へ排出され、触媒残渣の低減された清浄なFT合成油はライン32から抜き出され、次の工程、たとえば、精留塔40に送液される。   Subsequent to the magnetic separator 20, a separate liquid-solid separation step 30 other than the magnetic separation step is provided as a second stage. Thus, in the second liquid-solid separation step, separation is performed in the first liquid-solid separation step. From the liquid, the catalyst having an average particle size smaller than the average particle size of the catalyst in the slurry at the outlet of the Fischer-Tropsch reactor was separated, and the separated catalyst was discharged out of the system. Collect the synthetic oil. The separated catalyst is discharged out of the system from the line 31, and clean FT synthetic oil with reduced catalyst residue is extracted from the line 32 and sent to the next step, for example, the rectifying column 40.

平均粒径の測定法については特に限定は無いが、たとえば、レーザー回折法、動的光散乱法、標準篩法の粒度分布測定装置により測定される平均粒径(μm)を好ましく挙げることができる。また、廃棄されるFT触媒の平均粒径は、FT反応器出口でのスラリー中のFT触媒の平均粒径よりも小さければ、特に限定されるものではないが、FT反応器出口におけるスラリー中のFT触媒の平均粒径を基準として5%以上小さくなることが好ましく、10%以上小さくなることがより好ましく、20%以上小さくなることがさらに好ましい。下限値は特に限定されないが、通常は、当該第2段目の液固分離工程における分離能に依存する。   Although there is no particular limitation on the method for measuring the average particle size, for example, an average particle size (μm) measured by a particle size distribution measuring device of a laser diffraction method, a dynamic light scattering method, or a standard sieve method can be preferably exemplified. . Further, the average particle diameter of the discarded FT catalyst is not particularly limited as long as it is smaller than the average particle diameter of the FT catalyst in the slurry at the FT reactor outlet. The average particle size of the FT catalyst is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and further preferably 20% or more. Although a lower limit is not specifically limited, Usually, it depends on the separation ability in the second-stage liquid-solid separation step.

第2段の、磁気分離機以外の別個の液固分離工程30は、焼結金属フィルター等の適宜のフィルターを用いるろ過器、重力沈降分離器、サイクロン、遠心分離器等から選択される、いずれも常法のものを使用することができる。たとえば、液体分を満たし、その中の固体粒子を自然沈降させるべく一定時間放置する沈降槽(重力沈降分離器・自然沈降方式)を利用することができる。自然沈降方式の重力沈降分離器は構造が簡単であるので有利である。これらは、連続式、またはバッチ式のいずれも使用することができる。   The separate liquid-solid separation step 30 other than the magnetic separator in the second stage is selected from a filter using an appropriate filter such as a sintered metal filter, a gravity sedimentation separator, a cyclone, a centrifuge, etc. Ordinary ones can also be used. For example, it is possible to use a sedimentation tank (gravity sedimentation separator / natural sedimentation system) that fills the liquid and leaves the solid particles in the liquid for a certain period of time to spontaneously settle. A natural sedimentation type gravity sedimentation separator is advantageous because of its simple structure. These can be used either continuously or batchwise.

上記では、第1段の分離器20に磁気分離機を用い、続く第2段の分離器30には、磁気分離機以外の別個の液固分離器を用いる組み合わせを示した。しかしながら、これに限らず、反対に第1段の分離器20に磁気分離機以外の液固分離器による分離手段を、続く第2工程の分離器30に磁気分離機を用いる組み合わせを採用することができる。   In the above description, a combination in which a magnetic separator is used for the first-stage separator 20 and a separate liquid-solid separator other than the magnetic separator is used for the subsequent second-stage separator 30 is shown. However, the present invention is not limited to this, and conversely, a combination using a separation unit using a liquid-solid separator other than the magnetic separator for the first-stage separator 20 and a magnetic separator for the second-stage separator 30 is adopted. Can do.

再度、図1によると、二つの分離器20、30により磁性微粒子が分離されたFT合成粗油は,ライン32により次いで精留塔40に送油されて、そこで精留され、水素化処理など各種の精製処理を施されて、製品となる。
すなわち、2段の液固分離工程を経て得られた液体分は精留塔40に張り込まれて、分留され、たとえばナフサ留分(沸点が150℃未満)にはライン41により、中間留分(沸点が150〜350℃)にはライン42により、またワックス留分(沸点が350℃以上)にはライン43によりそれぞれ分留される。図では3留分に分留するが、2留分でもまた3留分以上であっても良い。また特に蒸留されずに次の適宜の精製工程に供することもできる。
Referring again to FIG. 1, the FT synthetic crude oil from which the magnetic fine particles have been separated by the two separators 20 and 30 is sent to the rectification tower 40 through the line 32, where it is rectified, hydrotreated, etc. Various purification treatments are applied to produce a product.
That is, the liquid obtained through the two-stage liquid-solid separation step is put into the rectification column 40 and fractionated. For example, the naphtha fraction (boiling point is less than 150 ° C.) is separated by an intermediate distillation by a line 41. A fraction (boiling point 150 to 350 ° C.) is fractionated by line 42, and a wax fraction (boiling point 350 ° C. or higher) is fractionated by line 43. Although it is fractionated into 3 fractions in the figure, it may be 2 fractions or 3 fractions or more. Moreover, it can also use for the following appropriate refinement | purification processes, without being especially distilled.

本発明は、一酸化炭素と水素を原料としたFT合成法により得られるFT合成粗油に含まれる残留触媒としての磁性微粒子を、2段の液固分離装置により分離し、粒径の大きな触媒を有効に回収、再使用し、微粉化した触媒は、系外へ排出し、かくして触媒残渣の低減された清浄なFT合成油を製造する方法に利用することができる。   The present invention provides a catalyst having a large particle size by separating magnetic fine particles as residual catalyst contained in an FT synthetic crude oil obtained by an FT synthesis method using carbon monoxide and hydrogen as raw materials by a two-stage liquid-solid separator. The catalyst which is effectively recovered, reused and pulverized can be discharged out of the system and thus used in a method for producing a clean FT synthetic oil with reduced catalyst residues.

天然ガスを改質して得られた一酸化炭素と水素ガスとを主成分として含む合成ガスを気泡塔型炭化水素合成反応器(FT合成反応器)10に送気し、FT触媒粒子(平均粒径100μm、活性金属としてコバルトを30重量%担持)を懸濁させたスラリー内で反応させて液体炭化水素を合成する。
FT合成反応で合成された液体炭化水素はFT触媒粒子を含むスラリーとしてライン3から取り出される。
Syngas containing carbon monoxide and hydrogen gas obtained by reforming natural gas as main components is sent to a bubble column type hydrocarbon synthesis reactor (FT synthesis reactor) 10 and FT catalyst particles (average) Liquid hydrocarbons are synthesized by reaction in a slurry in which a particle size of 100 μm and cobalt as an active metal is supported by 30% by weight.
The liquid hydrocarbon synthesized by the FT synthesis reaction is taken out from the line 3 as a slurry containing FT catalyst particles.

取り出されたスラリーをFT合成反応器の後段に配置した第1の液固分離工程(電磁石型高勾配磁気分離機(FEROSEP(登録商標))20に導き、表1記載の処理条件で一部の触媒粒子(比較的粒径の大きな粒子)と高勾配磁気分離機20で捕捉できなかった触媒粒子を含む液体分(液体A)とに分離する。   The taken slurry was led to a first liquid-solid separation step (electromagnet type high gradient magnetic separator (FEROSEP (registered trademark))) 20 arranged in the latter stage of the FT synthesis reactor, and a part of the treatment conditions described in Table 1 were used. The catalyst particles (particles having a relatively large particle size) are separated into a liquid component (liquid A) containing catalyst particles that could not be captured by the high gradient magnetic separator 20.

第1の液固分離工程20にて分離された触媒粒子は、ライン21からFT合成反応器10に戻し、液体分(液体A)は第2の液固分離工程(目開きが10μmの焼結金属フィルター)30に導き、さらに固形分である触媒粒子と液体分(液体B)とに分離する。
なお、第1の液固分離工程20で用いたFEROSEPは、内部洗浄をするための洗浄導入ライン24と洗浄液を排出するライン25を有し、捕捉した触媒粒子を2時間間隔で間欠的に洗浄してFT合成反応器へと戻している。
The catalyst particles separated in the first liquid-solid separation step 20 are returned to the FT synthesis reactor 10 from the line 21, and the liquid component (liquid A) is the second liquid-solid separation step (sintered with an opening of 10 μm). It is led to a (metal filter) 30 and further separated into solid catalyst particles and liquid (liquid B).
The FEROSEP used in the first liquid-solid separation step 20 has a cleaning introduction line 24 for internal cleaning and a line 25 for discharging the cleaning liquid, and the captured catalyst particles are intermittently cleaned at intervals of 2 hours. And returned to the FT synthesis reactor.

第2の液固分離工程30で分離された触媒粒子は系外へ排出し、液体分(液体B)は精留塔40へと導かれて分留され、ライン41としてナフサ留分(沸点が150℃未満)に、ライン42として中間留分(沸点が150〜350℃)に、またライン43としてワックス留分(沸点が350℃以上)に、それぞれ分留した。さらに、中間留分は水素化異性化装置(図示せず)で、ワックス留分は水素化分解装置(図示せず)で処理した後、ラインブレンドして第2の精留塔(図示せず)へ張り込んで分留し、ディーゼル燃料基材とした。   The catalyst particles separated in the second liquid-solid separation step 30 are discharged to the outside of the system, and the liquid component (liquid B) is guided to the rectification column 40 and fractionated, and a naphtha fraction (boiling point is reduced to a line 41). In the middle fraction (boiling point 150 to 350 ° C.) as line 42, and in the wax fraction (boiling point 350 ° C. or higher) as line 43. Further, the middle fraction is treated with a hydroisomerization apparatus (not shown), and the wax fraction is treated with a hydrocracking apparatus (not shown), and then line blended to produce a second fractionator (not shown). ) And fractionated to obtain a diesel fuel base material.

このとき、FT反応器10出口でのスラリー中の触媒粒子の平均粒径は72.5μmであり、系外へ排出された触媒粒子の平均粒径は57μmとなった。
ここで、触媒粒子の平均粒径は、(株)島津製作所製レーザ回折式粒度分布測定装置 SALD−3100の測定結果に基づく値である(以下同様)。
At this time, the average particle diameter of the catalyst particles in the slurry at the outlet of the FT reactor 10 was 72.5 μm, and the average particle diameter of the catalyst particles discharged out of the system was 57 μm.
Here, the average particle diameter of the catalyst particles is a value based on the measurement result of a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-3100 manufactured by Shimadzu Corporation (the same applies hereinafter).

第1の液固分離工程の処理条件を表1記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様の処理を行った。このとき、系外へ排出された触媒粒子の平均粒径は28μmとなった。   The same treatment as in Example 1 was performed except that the treatment conditions of the first liquid-solid separation step were changed as shown in Table 1. At this time, the average particle diameter of the catalyst particles discharged out of the system was 28 μm.

第1の液固分離工程の処理条件を表1記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様の処理を行った。このとき、系外へ排出された触媒粒子の平均粒径は39μmとなった。   The same treatment as in Example 1 was performed except that the treatment conditions of the first liquid-solid separation step were changed as shown in Table 1. At this time, the average particle diameter of the catalyst particles discharged out of the system was 39 μm.

第1の液固分離工程の処理条件を表1記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様の処理を行った。このとき、系外へ排出された触媒粒子の平均粒径は25μmとなった。   The same treatment as in Example 1 was performed except that the treatment conditions of the first liquid-solid separation step were changed as shown in Table 1. At this time, the average particle diameter of the catalyst particles discharged out of the system was 25 μm.

天然ガスを改質して得られた一酸化炭素と水素ガスとを主成分として含む合成ガスを気泡塔型炭化水素合成反応器(FT合成反応器)10に流入し、FT触媒粒子(平均粒径100μm、活性金属としてコバルトを30重量%担持)を懸濁させたスラリー内で反応させて液体炭化水素を合成する。FT合成反応器10で合成された液体炭化水素はFT触媒粒子を含むスラリーとしてライン3から取り出される、取り出されたスラリーをFT合成反応器10の後段に配置した第1の液固分離工程(目開きが10μmの焼結金属フィルター)20に導き、触媒粒子の一部(比較的粒径の大きな粒子)と第1の液固分離工程で捕捉できなかった触媒粒子を含む液体分(液体A)とに分離する。第1の液固分離工程にて分離された触媒粒子は、FT合成反応器10に戻し、液体分(液体A)は続く第2の液固分離工程(電磁石型高勾配磁気分離機 (FEROSEP(登録商標)))30に導き、さらに固形分である触媒粒子と液体分(液体B)とに分離する。   Syngas containing carbon monoxide and hydrogen gas obtained by reforming natural gas as main components flows into a bubble column type hydrocarbon synthesis reactor (FT synthesis reactor) 10 and FT catalyst particles (average particles) Liquid hydrocarbons are synthesized by reacting in a slurry in which 100 μm in diameter and 30% by weight of cobalt as an active metal are suspended. The liquid hydrocarbon synthesized in the FT synthesis reactor 10 is taken out from the line 3 as a slurry containing FT catalyst particles. Liquid component (Liquid A) containing part of the catalyst particles (particles having a relatively large particle size) and catalyst particles that could not be captured in the first liquid-solid separation step And to separate. The catalyst particles separated in the first liquid-solid separation step are returned to the FT synthesis reactor 10, and the liquid component (liquid A) is continued in the second liquid-solid separation step (electromagnetic type high gradient magnetic separator (FEROSEP ( (Registered Trademark)))) 30 and further separated into solid catalyst particles and liquid (liquid B).

なお、第2の液固分離工程で用いた高勾配磁気分離機30は、内部洗浄をするための洗浄導入ライン24と洗浄液を排出するライン25を有し、捕捉した触媒粒子を2時間間隔で間欠的に洗浄して系外へ排出している。第2の液固分離工程30で分離された触媒粒子は系外へ排出し、液体分(液体B)は精留塔40へと導かれて分留され、ナフサ留分(沸点が150℃未満)41、中間留分(沸点が150〜350℃)42とワックス留分(沸点が350℃以上)43とに分留した。さらに、中間留分は水素化異性化装置(図示せず)で、ワックス留分は水素化分解装置(図示せず)で処理した後、ラインブレンドして第2の精留塔(図示せず)へ張り込んで分留し、ディーゼル燃料基材とした。このとき、FT反応器10出口でのスラリー中の触媒粒子の平均粒径は72.5μmであり、系外へ排出された触媒粒子の平均粒径は25μmとなった。   The high gradient magnetic separator 30 used in the second liquid-solid separation step has a cleaning introduction line 24 for internal cleaning and a line 25 for discharging the cleaning liquid, and captures the captured catalyst particles at intervals of 2 hours. It is intermittently washed and discharged out of the system. The catalyst particles separated in the second liquid-solid separation step 30 are discharged out of the system, and the liquid component (liquid B) is guided to the rectification column 40 and fractionated, and the naphtha fraction (boiling point is less than 150 ° C.). ) 41, middle distillate (boiling point 150-350 ° C.) 42 and wax fraction (boiling point 350 ° C. or higher) 43. Further, the middle fraction is treated with a hydroisomerization apparatus (not shown), and the wax fraction is treated with a hydrocracking apparatus (not shown), and then line blended to produce a second fractionator (not shown). ) And fractionated to obtain a diesel fuel base material. At this time, the average particle diameter of the catalyst particles in the slurry at the outlet of the FT reactor 10 was 72.5 μm, and the average particle diameter of the catalyst particles discharged out of the system was 25 μm.

[比較例1]
天然ガスを改質して得られた一酸化炭素と水素ガスとを主成分として含む合成ガスを気泡塔型炭化水素合成反応器(FT合成反応器)10に流入させ、FT触媒粒子(平均粒径100μm、活性金属としてコバルトを30重量%担持)を懸濁させたスラリー内で反応させて液体炭化水素を合成した。FT合成反応器10で合成された液体炭化水素はFT触媒粒子を含むスラリーとしてライン3から取り出し、取り出されたスラリーをFT合成反応器の後段に配置した単段である液固分離工程(目開きが10μmの焼結金属フィルター)20に導き、触媒粒子と液体分とに分離する。ここで、液固分離器20は単段であって、磁気分離機30は設けていない。
[Comparative Example 1]
A synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen gas obtained by reforming natural gas as main components is caused to flow into a bubble column type hydrocarbon synthesis reactor (FT synthesis reactor) 10 and FT catalyst particles (average particles). Liquid hydrocarbons were synthesized by reaction in a slurry in which 100 μm in diameter and 30% by weight of cobalt as an active metal was suspended. The liquid hydrocarbon synthesized in the FT synthesis reactor 10 is taken out from the line 3 as a slurry containing FT catalyst particles, and the taken slurry is a single-stage liquid-solid separation step (opening) Is 10 μm sintered metal filter) 20 and separated into catalyst particles and a liquid component. Here, the liquid-solid separator 20 is a single stage, and the magnetic separator 30 is not provided.

ここで、液固分離工程20で分離された触媒粒子は系外へ排出し、液体分は精留塔40へと導かれて分留され、ナフサ留分(沸点が150℃未満)41、中間留分(沸点が150〜350℃)42とワックス留分(沸点が350℃以上)43とに分留した。このとき、系外へ排出された触媒粒子の平均粒径は72.5μmとなった。   Here, the catalyst particles separated in the liquid-solid separation step 20 are discharged out of the system, and the liquid component is guided to the rectification column 40 and fractionated to obtain a naphtha fraction (boiling point less than 150 ° C.) 41, intermediate A fraction (boiling point: 150 to 350 ° C.) 42 and a wax fraction (boiling point: 350 ° C. or higher) 43 were fractionated. At this time, the average particle diameter of the catalyst particles discharged out of the system was 72.5 μm.

(結果)
FT合成反応器の後段に、第1の液固分離工程として電磁石型高勾配磁気分離機20を、第2の液固分離工程として金属フィルター30を配した場合(実施例1〜4)および、第1の液固分離工程として金属フィルター20を、第2の液固分離工程として電磁石型高勾配磁気分離機30を配した場合は、系外へ排出された触媒の平均粒径(重量基準)は、いずれも比較例より小さな値を示し、スラリー中から粒径が減少した触媒粒子が選択的に除去できることが分かる。
(result)
When the electromagnet type high gradient magnetic separator 20 is arranged as the first liquid-solid separation step and the metal filter 30 is arranged as the second liquid-solid separation step in the subsequent stage of the FT synthesis reactor (Examples 1 to 4), and When the metal filter 20 is arranged as the first liquid-solid separation step and the electromagnet type high gradient magnetic separator 30 is arranged as the second liquid-solid separation step, the average particle diameter (weight basis) of the catalyst discharged out of the system Shows a smaller value than the comparative example, and it can be seen that the catalyst particles having a reduced particle size can be selectively removed from the slurry.

Figure 0005294662
Figure 0005294662

FT合成反応器10、FT合成粗油中の磁性微粒子を磁気分離する磁気分離機による液固分離器20、磁気分離機以外の液固分離器30を備える燃料製造プラント。A fuel production plant including an FT synthesis reactor 10, a liquid-solid separator 20 using a magnetic separator that magnetically separates magnetic fine particles in FT synthetic crude oil, and a liquid-solid separator 30 other than the magnetic separator. 本発明に使用する高勾配磁気分離機20の模式簡略図である。It is a model schematic diagram of the high gradient magnetic separator 20 used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 FT合成反応器
20 磁気分離機
30 磁気分離機以外の液固分離器
40 FT合成粗油を分留する第1の精留塔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 FT synthesis reactor 20 Magnetic separator 30 Liquid-solid separator other than magnetic separator 40 First rectification column for fractionating FT synthetic crude oil

Claims (3)

フィッシャー・トロプシュ合成の反応器からフィッシャー・トロプシュ法により得られる合成油と磁性を有するフィッシャー・トロプシュ触媒を含むスラリーを抜き出し、スラリー中の粒径の大きな触媒は分離して反応器に循環させ、粒径の小さな触媒は系外に排出するとともに得られた合成油を回収するために、該スラリーを、磁気分離工程を含む少なくとも2段階の液固分離工程により処理することとし、ここで、
第1の液固分離工程は磁気分離工程であって、該工程ではスラリー中から所定の径の触媒を分離、回収して、これはフィッシャー・トロプシュ反応器に循環させて再使用し、高勾配磁気分離機の分離条件は、磁場強度が2000ガウス〜4000ガウスで、処理温度が100℃〜400℃で、滞留時間は15秒以上とし、
第2の液固分離工程は磁気分離以外の液固分離工程であって、該工程においては、スラリー中から、平均粒径がフィッシャー・トロプシュ反応器出口でのスラリー中の触媒の平均粒径よりも小さい触媒を分離し、これは系外へ排出する処理を行い、得られた合成油を回収することを特徴とする、
粒径が減少したフィッシャー・トロプシュ触媒を反応器から選択的に除去する方法。
A slurry containing a synthetic oil obtained by the Fischer-Tropsch process and a magnetic Fischer-Tropsch catalyst is extracted from a Fischer-Tropsch synthesis reactor, and a catalyst having a large particle size in the slurry is separated and recycled to the reactor. In order to discharge the catalyst having a small diameter out of the system and collect the resultant synthetic oil, the slurry is treated by a liquid-solid separation process including at least two stages including a magnetic separation process.
The first liquid-solid separation step is a magnetic separation step, in the process, the catalyst separation of predetermined diameter from the slurry and collected, which is reused by circulating the Fischer-Tropsch reactor, high The separation conditions of the gradient magnetic separator are as follows: the magnetic field strength is 2000 gauss to 4000 gauss, the processing temperature is 100 ° C. to 400 ° C., and the residence time is 15 seconds or more.
The second liquid-solid separation step is a liquid-solid separation step other than magnetic separation, in which the average particle size is greater than the average particle size of the catalyst in the slurry at the outlet of the Fischer-Tropsch reactor. Is also characterized by separating the small catalyst, which is discharged outside the system and recovering the resulting synthetic oil,
A method for selectively removing a Fischer-Tropsch catalyst having a reduced particle size from a reactor.
前記高勾配磁気分離機が、内部を洗浄するための洗浄液導入ラインと、洗浄液を排出するラインを有し、捕捉した磁性微粒子を間欠的に洗浄する請求項 1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the high gradient magnetic separator has a cleaning liquid introduction line for cleaning the inside and a line for discharging the cleaning liquid, and intermittently cleans the captured magnetic fine particles. 前記高勾配磁気分離機以外から選択される液固分離器が、ろ過分離器、重力沈降分離器、サイクロン、遠心分離器の少なくとも1つであることを特徴とする、請求項又は2に記載の方法。 Liquid-solid separator that is selected from other than the high gradient magnetic separator is filtered separator, gravitational sedimentation separator, and wherein the cyclone is at least one of a centrifugal separator, according to claim 1 or 2 the method of.
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