JP5808559B2 - 炭化水素油の製造方法、フィッシャー・トロプシュ合成反応装置及び炭化水素油の製造システム - Google Patents
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Description
本実施形態において使用する炭化水素油の製造システム100は、天然ガス等の炭化水素原料を軽油、灯油及びナフサ等の液体燃料(炭化水素油)基材に転換するGTLプロセスを実施するためのプラント設備である。本実施形態の炭化水素油の製造システム100は、改質器(図示省略。)、気泡塔型スラリー床反応器C2、第1精留塔C4、水素化分解装置C6、中間留分水素化精製装置C8、ナフサ留分水素化精製装置C10及び第2精留塔C12を主として備える。
製造システム100を用いた炭化水素油の製造方法は、下記の工程S1〜S8を備える。
粗ワックス留分は、第1精留塔C4の塔底と水素化分解装置C6を結ぶ第1移送ラインL12及びL16を通じて移送される。
工程S1では、まず、脱硫装置(図示省略。)により、天然ガス中に含まれる硫黄化合物を除去する。通常この脱硫装置は、公知の水素化脱硫触媒が充填された水素化脱硫反応器及びその後段に配設された、例えば酸化亜鉛等の硫化水素の吸着材が充填された吸着脱硫装置から構成される。天然ガスは水素とともに水素化脱硫反応器に供給され、天然ガス中の硫黄化合物は硫化水素に転化される。続いて吸着脱硫装置において硫化水素が吸着除去されて、天然ガスが脱硫される。この天然ガスの脱硫により、改質器に充填された改質触媒、工程S2で使用されるFT合成触媒等の硫黄化合物による被毒を防止する。
CH4+H2O→CO+3H2 (1)
CH4+CO2→2CO+2H2 (2)
工程S2においては、工程S1において製造された合成ガスが気泡塔型スラリー床反応器C2に供給され、合成ガス中の水素ガスと一酸化炭素ガスから炭化水素が合成される。
2nH2+nCO→(−CH2−)n+nH2O (3)
工程S3では、気泡塔型スラリー床反応器C2から供給された軽質炭化水素油と重質炭化水素油との混合物からなる炭化水素油(FT合成油)を第1精留塔C4において分留する。この分留により、FT合成油を、概ねC5〜C10であり沸点が約150℃より低い粗ナフサ留分と、概ねC11〜C21であり沸点が約150〜360℃である粗中間留分と、概ねC22以上であり沸点が約360℃を超える粗ワックス留分とに分離する。
第1精留塔C4の塔底に接続されたラインL12はミキシングドラムD6に接続され、ミキシングドラムD6と水素化分解装置C6とはラインL16により接続されている。
第1精留塔C4から工程S4により移送された粗ワックス留分は、ラインL16に接続される水素ガスの供給ライン(図示省略。)により供給される水素ガスとともに、ラインL16の中途に設置された熱交換器H4により粗ワックス留分の水素化分解に必要な温度まで加熱された後、水素化分解装置C6へ供給されて水素化分解される。なお、水素化分解装置C6において水素化分解を十分に受けなかった粗ワックス留分(以下、場合により「未分解ワックス留分」という。)は、工程S8において第2精留塔C12の塔底油として回収され、ラインL38によりラインL12にリサイクルされ、ミキシングドラムD6において第1精留塔C4からの粗ワックス留分と混合されて、水素化分解装置C6へ再び供給される。
第1精留塔C4からラインL18により抜き出された粗中間留分は、ラインL18に接続される水素ガスの供給ライン(図示省略。)により供給される水素ガスとともに、ラインL18に設置された熱交換器H6により粗中間留分の水素化精製に必要な温度まで加熱された後、中間留分水素化精製装置C8へ供給され、水素化精製される。
第1精留塔C4からラインL20により抜き出された粗ナフサ留分は、ラインL20に接続される水素ガスの供給ライン(図示省略。)により供給される水素ガスとともに、ラインL20に設置された熱交換器H8により粗ナフサ留分の水素化精製に必要な温度まで加熱された後、ナフサ留分水素化精製装置C10へ供給され、水素化精製される。
水素化分解装置C6からの生成物から得られる液体炭化水素及び中間留分水素化精製装置C8からの生成物から得られる液体炭化水素からなる混合油は、ラインL32に設置された熱交換器H10で加熱された後に、第2精留塔C12へ供給され、概ねC10以下である炭化水素と、灯油留分と、軽油留分と、未分解ワックス留分とに分留される。概ねC10以下の炭化水素は沸点が約150℃より低く、第2精留塔C12の塔頂からラインL44により抜き出される。灯油留分は沸点が約150〜250℃であり、第2精留塔C12の中央部からラインL42により抜き出され、タンクT4に貯留される。軽油留分は沸点が約250〜360℃であり、第2精留塔C12の下部からラインL40により抜き出され、タンクT2に貯留される。未分解ワックス留分は沸点が約360℃を超え、第2精留塔C12の塔底から抜き出され、ラインL38により水素化分解装置C6の上流のラインL12にリサイクルされる。第2精留塔C12の塔頂から抜き出された概ねC10以下の炭化水素はラインL44及びL36によりナフサスタビライザーに供給され、ナフサ留分水素化精製装置C10より供給された液体炭化水素とともに分留される。
気泡塔型スラリー床反応器C2において、温度調節手段である伝熱管A2、A4及びA6によって、スラリー下部、スラリー中部及び液面を含むスラリー上部の温度を、それぞれ下記表1の試験1〜3として記載したとおり調節したところ、軽質炭化水素(表中、「軽質分」と表す。)及び重質炭化水素油(表中、「重質分」と表す。)としてそれぞれ抜き出される炭化水素油の量は、下記表2に記載のとおりとなった。
Claims (3)
- 触媒粒子を含むスラリーと該スラリーの上部に位置する気相部とを有する反応器を備えるフィッシャー・トロプシュ合成反応装置を用いて、フィッシャー・トロプシュ合成反応により炭化水素油を得る、炭化水素油の製造方法において、
前記スラリーの平均温度T1と前記スラリーの前記気相部と接する液面の温度T2との差T2−T1が5〜30℃となるように前記スラリーの温度を調節して、前記フィッシャー・トロプシュ反応を行うことを特徴とする、炭化水素油の製造方法。 - 一酸化炭素及び水素を含む原料ガスを、触媒粒子を含むスラリーに接触させて炭化水素油を得るためのフィッシャー・トロプシュ合成反応装置であって、
前記スラリー及び該スラリーの上部に位置する気相部を有する反応器と、
前記スラリーに前記原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記スラリーの平均温度T1と前記スラリーの前記気相部と接する液面の温度T2との差T2−T1が5〜30℃となるように、前記スラリーの温度を調節する温度調節手段と、
を備える、フィッシャー・トロプシュ合成反応装置。 - 請求項2に記載のフィッシャー・トロプシュ合成反応装置を備える、炭化水素油の製造システム。
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