JP6518108B2 - Bubble column slurry bed reactor - Google Patents

Bubble column slurry bed reactor Download PDF

Info

Publication number
JP6518108B2
JP6518108B2 JP2015068651A JP2015068651A JP6518108B2 JP 6518108 B2 JP6518108 B2 JP 6518108B2 JP 2015068651 A JP2015068651 A JP 2015068651A JP 2015068651 A JP2015068651 A JP 2015068651A JP 6518108 B2 JP6518108 B2 JP 6518108B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
synthesis gas
nozzle
reaction tower
slurry
bubble column
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.)
Active
Application number
JP2015068651A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016188296A (en
Inventor
徹 神谷
徹 神谷
陽介 釜田
陽介 釜田
一樹 富永
一樹 富永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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 Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP2015068651A priority Critical patent/JP6518108B2/en
Publication of JP2016188296A publication Critical patent/JP2016188296A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6518108B2 publication Critical patent/JP6518108B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

本発明は、気泡塔型スラリー床反応装置に関し、特に粒子状の固体触媒を溶媒中に懸濁させたスラリーにガスを流通させて、触媒反応により炭化水素を合成する気泡塔型スラリー床反応装置に関する。   The present invention relates to a bubble column slurry bed reactor, and more particularly, to a bubble column slurry bed reactor in which a gas is caused to flow through a slurry in which a particulate solid catalyst is suspended in a solvent to catalyze hydrocarbon synthesis. About.

フィッシャー−トロプッシュ(Fischer−Tropsch)合成反応(以下、「FT合成反応」という。)は、水素と一酸化炭素からなる合成ガスを固体触媒の存在下で反応させ、液体炭化水素を合成する一連の過程をいう。   The Fischer-Tropsch synthesis reaction (hereinafter referred to as "FT synthesis reaction") is a series of reaction of synthesis gas consisting of hydrogen and carbon monoxide in the presence of a solid catalyst to synthesize liquid hydrocarbons. Say the process of

気泡塔型スラリー床反応装置を用いてFT合成反応を行なう場合、初期に溶媒として充填する炭化水素や反応生成物である炭化水素の比重と比べて触媒の比重が十分に大きいため、触媒粒子は反応塔内で沈降して底部に堆積しやすい。触媒の沈降を防ぐため、主にスラリーの上向き流れによって触媒を浮上、流動させるように合成ガスを噴出する必要がある。   When the FT synthesis reaction is performed using a bubble column slurry bed reactor, the specific gravity of the catalyst is sufficiently larger than the specific gravity of the hydrocarbon charged as a solvent at the beginning and the hydrocarbon which is the reaction product, so It tends to settle down in the reaction column and deposit at the bottom. In order to prevent the sedimentation of the catalyst, it is necessary to eject syngas so that the catalyst floats and flows mainly by the upward flow of the slurry.

特許文献1には、液体炭化水素中に固体の触媒粒子を懸濁させたスラリーを収容する反応器本体と、前記反応器本体の下部に配設され、水素および一酸化炭素を主成分とする合成ガスを下方に噴射して前記スラリーに供給する反応ガス供給部と、前記反応ガス供給部から噴射される合成ガスの噴射方向に前記反応器本体の底部とは別途配置され、前記スラリーの流れを制限する障壁部材と、前記反応器本体の底部に設けられ、前記液体炭化水素のみを排出する液体炭化水素排出口とを備え、前記障壁部材は、前記反応ガス供給部から噴射される合成ガスが到達する範囲内に、前記反応器本体の高さ方向に垂直な水平面に平行となるように設置され、かつ、前記スラリー中の触媒粒子のみの流れを制限するフィルタ要素を含むことを特徴とする気泡塔型炭化水素合成反応器が開示されている。   In Patent Document 1, a reactor main body for containing a slurry in which solid catalyst particles are suspended in liquid hydrocarbon, and a lower part of the reactor main body are mainly composed of hydrogen and carbon monoxide. A reaction gas supply unit for injecting synthesis gas downward and supplying the slurry to the slurry, and a bottom portion of the reactor main body are separately disposed in the injection direction of the synthesis gas injected from the reaction gas supply unit, the flow of the slurry And a liquid hydrocarbon outlet provided at the bottom of the reactor body and discharging only the liquid hydrocarbon, wherein the barrier member is a synthetic gas injected from the reaction gas supply unit. And a filter element installed parallel to a horizontal plane perpendicular to the height direction of the reactor body and limiting the flow of only the catalyst particles in the slurry. Do Foam column type hydrocarbon synthesis reactor is disclosed.

特許文献2には、使用中、固形の触媒粒子が懸濁されている液相よりなる所定量のスラリーを収容するように配置されたスラリー帯域と、このスラリー帯域の上方のガス空間と、ガスをスラリー帯域に供給するように配置されたガス供給装置と、ガス空間からのガス出口と、液体出口とを具備するスラリー気泡塔の反応器であって、前記ガス供給装置は、ガス供給/分布手段および1組のガスノズルを備えており、このガス供給/分布手段は、ガスを前記1組のガスノズルに送出すように配置されており、これらノズルの開口部は、下方に開口していて、使用中、ガスをこの反応器のスラリー帯域に注入して、スラリー中に長さLの下方に延びるガスジェットを形成するように配置されており、前記ノズルの数および構成は、反応器の横断面内で、1mあたり75個の均等に分布されたノズルの最小密度に対応するノズルの分布を与えるように選択されており、各ノズルの前記開口部は、反応器の底面から直交方向の距離Dのところに位置されており、D=0.75ないし1.5Lであるスラリー気泡塔の反応器が開示されている。 Patent Document 2 discloses a slurry zone arranged to accommodate a predetermined amount of slurry consisting of a liquid phase in which solid catalyst particles are suspended during use, a gas space above the slurry zone, and a gas. A slurry bubble column reactor comprising a gas supply arranged to supply the slurry to the slurry zone, a gas outlet from the gas space, and a liquid outlet, said gas supply comprising: Means and a set of gas nozzles, the gas supply / distribution means being arranged to deliver gas to the set of gas nozzles, the openings of the nozzles being open downwards, In use, gas is injected into the slurry zone of the reactor to form a gas jet extending down the length L into the slurry, the number and configuration of the nozzles being across the reactor surface In, 1 m 2 per 75 amino are selected to provide a distribution of the nozzle corresponding to the minimum density of uniformly distributed nozzle, the opening of each nozzle, the reactor length from the bottom in the perpendicular direction of D A slurry bubble column reactor is disclosed, which is located at: D = 0.75 to 1.5 L.

特許第4874660号公報Patent No. 4874660 特許第5242157号公報Patent No. 5242157

しかし、特許文献1に記載された気泡塔型炭化水素合成反応器は、反応ガス供給部と反応器本体の底部との間にスラリーの流れを制限し液体炭化水素及び気泡のみ通過させるスクリーンを備えた障壁部材を設ける必要があり、下方に向けて噴射された反応ガスの一部がスクリーンを通過するため、触媒粒子の巻き上げ力が制限され、良好なスラリーの流動が阻害され、或いは微小な触媒粒子がスクリーンの目詰まりを招き頻繁なメンテナンスが必要になる等の問題があった。   However, the bubble column type hydrocarbon synthesis reactor described in Patent Document 1 is equipped with a screen between the reaction gas supply unit and the bottom of the reactor body to restrict the flow of the slurry and allow only the liquid hydrocarbon and the bubbles to pass. It is necessary to provide a barrier member, and a part of the reaction gas injected downward passes through the screen, which restricts the rolling-up power of the catalyst particles and inhibits the flow of a good slurry, or a minute catalyst. The particles clogged the screen, requiring frequent maintenance.

また、特許文献1,2に開示された気泡塔型炭化水素合成反応器に設置されたガス供給装置には、反応器本体の障壁部材或いは底面に向けてガスを噴出する多数のガスノズルが設けられ、各ガスノズルから噴射され障壁部材或いは底面で上方に偏向されたガス流が互いに干渉し合いながらスラリーを上方に流動させるため、スラリーの上昇流と下降流が干渉して反応器本体内部でスラリーの流れが不均一になるばかりかスラリーを流動させるためのエネルギーにロスが生じ、さらにはFT合成のためのガスと触媒との接触機会が制限される虞があるという問題があった。   In addition, the gas supply device installed in the bubble column type hydrocarbon synthesis reactor disclosed in Patent Documents 1 and 2 is provided with a large number of gas nozzles that eject gas toward the barrier member or the bottom surface of the reactor body. Since the gas flow injected from each gas nozzle and deflected upward at the barrier member or the bottom surface causes the slurry to flow upward while interfering with each other, the upward flow and the downward flow of the slurry interfere with each other to cause the slurry inside the reactor body. Not only is the flow non-uniform, there is also a loss in energy for flowing the slurry, and there is also a problem that there is a possibility that the contact opportunity between the gas for FT synthesis and the catalyst may be limited.

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、反応塔内部での触媒の良好な流動性と、合成ガスと触媒との十分な接触機会を確保できる気泡塔型スラリー床反応装置を提供する点にある。   In view of the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a bubble column type slurry bed reactor which can ensure good fluidity of the catalyst inside the reaction tower and sufficient contact opportunity between the synthesis gas and the catalyst. It is in.

上述の目的を達成するため、本発明による気泡塔型スラリー床反応装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、液体炭化水素中に固体の触媒粒子を懸濁させたスラリーを収容する反応塔と、前記反応塔の下部に配置され合成ガスを供給する合成ガス供給部と、前記反応塔の上部に配置され合成ガスから生成されたガス状炭化水素を排出するガス排出部と、前記反応塔の内部に配設された複数の冷却部材と、を備えている気泡塔型スラリー床反応装置であって、前記合成ガス供給部は、前記合成ガスを前記反応塔の内部に案内し、鉛直下方に対して0°<θ<45°の間の傾斜角度θで、前記反応塔の周方向の一方向に向けて前記合成ガスを噴出する複数のノズルが、前記反応塔の軸心周りの円環状領域に形成されている点にある。 In order to achieve the above-mentioned objects, the first feature of the bubble column slurry bed reactor according to the present invention is the catalyst particles solid in liquid hydrocarbon as described in claim 1 of the claimed document. , A synthesis gas supply unit disposed in the lower portion of the reaction tower for supplying synthesis gas, and gaseous hydrocarbons produced from the synthesis gas disposed in the upper portion of the reaction tower The bubble column slurry bed reactor comprises a gas outlet for discharging the gas and a plurality of cooling members disposed inside the reaction tower, wherein the synthesis gas supply unit guided inside the reaction tower, at 0 ° <θ <45 inclination angle between ° theta with respect to the vertical downward direction, a plurality of nozzles for ejecting the synthesis gas in one direction in the circumferential direction of the reaction column but it is formed in an annular region around the axis of the reactor It lies in the fact that.

合成ガス供給部に備えたノズルから鉛直下方に対して0°<θ<45°の間の傾斜角度θで、同一の周方向に向けて噴射された合成ガスによって、底面の触媒粒子を含むスラリーが周方向に沿って巻き上げられ、さらに反応塔の内部で周方向に旋回しながら上昇するようになり、合成ガスが持つエネルギーが効率的にスラリーの上昇流の形成に用いられるようになる。また、反応ガスの供給が停止する場合でもノズルが鉛直下方に対して傾斜するように合成ガス供給部に形成されているので、その後沈降するスラリーがノズルから合成ガス供給部の内部に流入して閉塞を招くというようなこともない。   Slurry containing catalyst particles on the bottom surface by synthesis gas injected toward the same circumferential direction at an inclination angle θ between 0 ° <θ <45 ° with respect to the vertically downward direction from the nozzle provided in the synthesis gas supply unit Is rolled up along the circumferential direction, and further swirls in the circumferential direction inside the reaction tower and rises, so that the energy possessed by the synthesis gas is efficiently used to form the upward flow of the slurry. Further, even when the supply of the reaction gas is stopped, since the nozzle is formed in the synthesis gas supply unit so that the nozzle is inclined to the vertically downward direction, the slurry which settles thereafter flows from the nozzle into the inside of the synthesis gas supply unit There is no such thing as an obstruction.

同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記合成ガス供給部は、鉛直下方に対して5°≦θ≦15°の間の傾斜角度θで、前記反応塔の周方向の一方向に向けて前記合成ガスを噴出するノズルが形成されている点にある。 According to the second feature, as described in claim 2, in addition to the above-mentioned first feature, the synthesis gas supply unit is between 5 ° ≦ θ ≦ 15 ° with respect to the vertically downward direction. At an inclination angle θ, a nozzle is formed to eject the synthesis gas in one circumferential direction of the reaction tower .

ノズルが鉛直下方に対して5°≦θ≦15°の間の傾斜角度θで形成されていると、特にスラリーの良好な流動性能を得ることができる。   When the nozzle is formed at an inclination angle θ between 5 ° ≦ θ ≦ 15 ° with respect to the vertically downward direction, particularly, good flow performance of the slurry can be obtained.

同第三の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記反応塔は、前記スラリーが主に上昇する上昇領域と、上昇したスラリーが主に下降する下降領域とに領域区画され、前記ノズルが前記上昇領域の下方に位置するように前記合成ガス供給部に形成されている点にある。   According to the third aspect, as described in the second aspect, in addition to the above-mentioned first or second aspect, the reaction tower is provided with a rising region in which the slurry mainly rises, and a rising slurry Is mainly divided into a descending region where the nozzle falls, and the nozzle is formed in the synthesis gas supply unit so as to be located below the ascending region.

反応塔内部でスラリーが主に上昇する上昇領域の下方にノズルが位置することにより、上昇領域に向けて触媒粒子を含むスラリーの良好な流れが効率的に形成され、下降領域では下降流に対する抵抗が小さく、速やかに底面に下降するようになり、下降したスラリーが底部で上昇領域側に速やかに移動する良好な循環経路が形成されるようになる。   By positioning the nozzle below the rising region where the slurry mainly rises in the reaction tower, a good flow of slurry containing catalyst particles is efficiently formed toward the rising region, and the resistance to the downward flow in the falling region As a result, it is possible to quickly lower to the bottom and to form a good circulation path in which the lowered slurry rapidly moves to the rising region side at the bottom.

同第四の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記冷却部材が前記反応塔の軸心に沿う姿勢で筒状を形成するように所定間隔を隔てて配設され、前記合成ガス供給部は前記冷却部材の下方に配置されている点にある。   According to the fourth feature, as described in the fourth aspect, in addition to the first or second feature described above, the cooling member forms a tubular shape in a posture along the axis of the reaction tower. The synthetic gas supply unit is disposed below the cooling member.

反応塔の内部で流動するスラリー中の触媒と合成ガスとが接触することにより生じるFT合成反応は発熱反応であるため、反応熱を連続的に取り除くべく反応塔内部には冷却部材が設置されている。合成ガス供給部が冷却部材の下方に配置されているので、ノズルから噴射される合成ガスの流れが阻害されることなく良好なスラリーの流動が形成されるようになる。   Since the FT synthesis reaction generated by the contact between the catalyst in the slurry flowing inside the reaction tower and the synthesis gas is an exothermic reaction, a cooling member is installed inside the reaction tower to continuously remove the heat of reaction. There is. Since the synthesis gas supply unit is disposed below the cooling member, a good slurry flow can be formed without impeding the flow of synthesis gas injected from the nozzle.

同第五の特徴構成は、同請求項5に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加えて、前記ノズルは前記反応塔の軸心方向視で少なくとも前記冷却部材で形成される筒状の外側領域に配置されている点にある。   According to a fifth feature of the present invention, in addition to the fourth feature described above, the nozzle has a cylindrical shape formed by at least the cooling member in the axial center direction of the reaction tower. Is located in the outer area of the

反応塔の軸心方向視で、冷却部材で形成される筒状の外側領域にノズルが配置されていると、ノズルから噴射された合成ガスにより生起されるスラリーの上昇流が冷却部材で阻害されるようなことがない。   When the nozzle is disposed in the cylindrical outer region formed by the cooling member in the axial direction of the reaction tower, the rising member of the slurry generated by the synthetic gas injected from the nozzle is blocked by the cooling member. There is no such thing as

同第六の特徴構成は、同請求項6に記載した通り、上述の第五の特徴構成に加えて、前記上昇領域と下降領域が前記冷却部材により領域区画され、前記ノズルが前記上昇領域の下方に位置するように前記合成ガス供給部に形成されている点にある。   According to the sixth aspect, as described in the sixth aspect, in addition to the fifth aspect, the rising area and the falling area are divided by the cooling member, and the nozzle is the rising area. It is in the point formed in the above-mentioned synthetic gas supply part so that it may be located below.

冷却部材により領域区画された上昇領域に沿ってスラリーの上昇流が形成されるので、上昇領域を区画するための別途の案内部材を設ける必要がない。   Since the rising flow of the slurry is formed along the rising region partitioned by the cooling member, it is not necessary to provide a separate guiding member for dividing the rising region.

同第七の特徴構成は、同請求項7に記載した通り、上述の第四から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記冷却部材で形成される筒状の外側領域に前記上昇領域が形成され、内側領域に前記下降領域が形成され、前記ノズルが前記上昇領域の下方に位置するように前記合成ガス供給部に形成されている点にある。   According to a seventh aspect of the present invention, in addition to any of the fourth to sixth features described above, as described in the seventh aspect of the present invention, the rising area is formed in the cylindrical outer area formed by the cooling member. Is formed in the inner area, and the nozzle is formed in the synthesis gas supply unit such that the nozzle is located below the rising area.

冷却部材で形成される筒状の外側領域の下方に位置するノズルから噴射された合成ガスの流れに従って筒状の外側領域でスラリーの旋回上昇流が形成されてFT反応が促進される。上昇したスラリーは筒状の内側領域を下降して反応塔の底部に沈降し、再度上昇領域で上昇するように循環される。   The swirling upflow of the slurry is formed in the cylindrical outer region according to the flow of the synthesis gas injected from the nozzle located below the cylindrical outer region formed by the cooling member, thereby promoting the FT reaction. The raised slurry descends in the cylindrical inner region, settles to the bottom of the reaction tower, and is circulated again to rise in the rising region.

同第八の特徴構成は、同請求項8に記載した通り、上述の第七の特徴構成に加えて、さらに、前記合成ガス供給部には下降したスラリーを上昇領域へ案内するガイドノズルが前記下降領域の下方に位置するように設けられ、前記ガイドノズルは前記ノズルと同一の周方向且つ前記上昇領域へ向けて合成ガスを噴出するように形成されている点にある。   According to an eighth characterizing feature of the present invention, in addition to the seventh characterizing feature as described in claim 8, further, a guide nozzle for guiding the lowered slurry to the rising region is provided to the synthesis gas supply unit. The guide nozzle is provided below the descent region, and the guide nozzle is formed to eject the synthesis gas in the same circumferential direction as the nozzle and toward the ascending region.

下降領域を下降して反応塔の底部に沈降した触媒粒子を含むスラリーはガイドノズルから噴射される合成ガスの流れによって上昇領域側に押し出され、ノズルから噴射される合成ガスのガス流の流れに従って上昇領域を旋回しながら上昇するので、触媒が反応塔内で良好に分散しながら安定的に流動するようになる。   The slurry containing the catalyst particles which has fallen to the bottom of the reaction column by descending the descending region is pushed out to the ascending region by the flow of synthesis gas jetted from the guide nozzle and follows the flow of the gas flow of synthesis gas jetted from the nozzle Since the catalyst rises while swirling in the rising region, the catalyst flows stably while being well dispersed in the reaction tower.

同第九の特徴構成は、同請求項9に記載した通り、上述の第一から第八の何れかの特徴構成に加えて、下降したスラリーが少なくとも合成ガス供給部に形成されたノズルの形成位置を包絡する領域に案内されるように、前記反応塔の底面に傾斜ガイド部が形成されている点にある。   According to the ninth characteristic configuration, as described in the ninth aspect, in addition to any of the above-described first to eighth characteristic configurations, formation of a nozzle in which the lowered slurry is formed at least in the synthesis gas supply unit An inclined guide portion is formed on the bottom of the reaction tower so as to be guided to an area enveloping the position.

反応塔の底部に沈降または沈降する虞のある触媒粒子が傾斜ガイド部に沿ってノズルの形成位置を包絡する領域に移動するので、ノズルから噴射される合成ガスのガス流によって効率的に流動するようになる。   The catalyst particles which may settle or settle at the bottom of the reaction column move along the inclined guide to the area enveloping the position where the nozzle is formed, so that the gas flows efficiently by the syngas gas jetted from the nozzle It will be.

同第十の特徴構成は、同請求項10に記載した通り、上述の第六から第八の何れかの特徴構成に加えて、下降したスラリーが前記上昇領域に案内されるように、前記反応塔の底面に傾斜ガイド部が形成されている点にある。   In addition to the above-described sixth to eighth features, as in the tenth aspect, in the tenth aspect, the reaction is performed so that the lowered slurry is guided to the rising region. It is in the point where the inclined guide part is formed in the bottom of the tower.

反応塔の底部に沈降または沈降する虞のある触媒粒子が傾斜ガイド部に沿って上昇領域に案内されるので、ノズルから噴射される合成ガスのガス流によって効率的に流動するようになる。   The catalyst particles which may settle or settle at the bottom of the reaction tower are guided along the inclined guide portion to the ascending region, so that they flow efficiently by the gas flow of synthesis gas jetted from the nozzles.

以上説明した通り、本発明によれば、反応塔内部での触媒の良好な流動性と、合成ガスと触媒との十分な接触機会を確保できる気泡塔型スラリー床反応装置を提供することができるようになった。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a bubble column type slurry bed reactor capable of ensuring good fluidity of the catalyst inside the reaction tower and sufficient contact opportunity between the synthesis gas and the catalyst. It became so.

FT合成装置の説明図Illustration of FT synthesizer (a)は本発明による気泡塔型スラリー床反応装置の縦断面説明図、(b)は同装置の横断面説明図(A) is a longitudinal cross-sectional explanatory view of a bubble column type slurry bed reactor according to the present invention, (b) is a cross-sectional explanatory view of the same device 気泡塔型スラリー床反応装置の要部の断面図Cross section of the main part of bubble column type slurry bed reactor 反応塔の底面から視た合成ガス供給部の説明図Explanatory view of the synthesis gas supply unit viewed from the bottom of the reaction tower (a),(b),(c)は別実施形態を示し、反応塔の底面から視た合成ガス供給部の説明図(A), (b), and (c) show another embodiment, and are explanatory drawings of the synthesis gas supply part seen from the bottom of the reaction tower 別実施形態を示し、反応塔の底面から視た合成ガス供給部の説明図Explanatory drawing of the synthetic gas supply part which showed another embodiment and was seen from the bottom of the reaction tower. (a),(b),(c)は別実施形態を示す反応塔の要部説明図(A), (b) and (c) are principal part explanatory drawing of the reaction tower which shows another embodiment 別実施形態を示す反応塔の要部説明図Principal part explanatory drawing of the reaction tower which shows another embodiment (a)から(e)はノズルの説明図(A) to (e) illustrate the nozzle 実験説明図Experiment explanation

以下、本発明による気泡塔型スラリー床反応装置の実施形態を説明する。
図1に示すように、FT合成装置14は、圧縮機15、ヒータ16、反応器17、及び凝縮器18を備えている。
Hereinafter, an embodiment of a bubble column type slurry bed reactor according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the FT synthesis device 14 includes a compressor 15, a heater 16, a reactor 17, and a condenser 18.

不純物を含まない合成ガス(H,CO)が圧縮機15で約0.9MPaまで圧縮され、圧縮された合成ガス(H,CO)がヒータ16により約280℃に加熱される。こうして、高温・高圧状態となった合成ガス(H,CO)が反応器17、つまり気泡塔型スラリー床反応装置17に送られる。尚、ヒータ16による加熱は、反応器17での発熱反応が生じない起動時に用いられ、FT合成が始まるとヒータ16は切られる。 Impurities-free synthesis gas (H 2 , CO) is compressed by the compressor 15 to about 0.9 MPa, and the compressed synthesis gas (H 2 , CO) is heated by the heater 16 to about 280 ° C. Thus, the synthesis gas (H 2 , CO) in the high temperature and high pressure state is sent to the reactor 17, that is, the bubble column slurry bed reactor 17. The heating by the heater 16 is used at the time of start-up where no exothermic reaction occurs in the reactor 17, and the heater 16 is turned off when the FT synthesis starts.

気泡塔型スラリー床反応装置17では、高温・高圧状態の合成ガス(H,CO)が鉄やコバルト等の触媒粒子が分散したスラリー状の溶媒中に噴射されて触媒と接触することによりガス状の合成炭化水素に変換される。 In the bubble column type slurry bed reactor 17, the synthesis gas (H 2 , CO) in a high temperature / high pressure state is injected into a slurry-like solvent in which catalyst particles such as iron and cobalt are dispersed and contacted with the catalyst. In the form of synthetic hydrocarbons.

気泡塔型スラリー床反応装置17で生成されたガス状の合成炭化水素は、凝縮器18に送られて間接冷却されて凝縮され、液体状の合成炭化水素として回収される。同時に、未反応の合成ガス(H,CO)やメタン、エタン等の軽質ガスが分離回収される。尚、本実施形態では合成ガスとしてHとCOを利用して液体状の軽油を合成し回収する。 The gaseous synthetic hydrocarbon produced in the bubble column slurry bed reactor 17 is sent to the condenser 18 to be indirectly cooled and condensed, and recovered as a liquid synthetic hydrocarbon. At the same time, unreacted synthesis gas (H 2 , CO) and light gases such as methane and ethane are separated and recovered. In the present embodiment, liquid gas oil is synthesized and recovered using H 2 and CO as synthesis gas.

図2(a),(b)及び図3に示すように、気泡塔型スラリー床反応装置17は、略円筒型の金属製の容器で構成され、溶媒となる液体炭化水素(例えば、ポリアルファオレフィン)中に固体の触媒粒子を懸濁させたスラリーを収容する反応塔21と、反応塔21の下部に配置され合成ガスをスラリーに供給する合成ガス供給部22と、反応塔の上部に配置され合成ガスから生成されたガス状の合成炭化水素を排出するガス排出部23と、反応塔21の内部に配設された複数の冷却管24とを備えて構成されている。尚、図2には示されていないが、反応塔21にはスラリーの投入口及び排出口、複数の温度センサや圧力センサが設けられている。当該冷却管24が本発明の冷却部材として機能する。   As shown in FIGS. 2 (a), (b) and FIG. 3, the bubble column type slurry bed reactor 17 is composed of a substantially cylindrical metal container and is a liquid hydrocarbon (for example, polyalpha) as a solvent. A reaction tower 21 containing a slurry in which solid catalyst particles are suspended in an olefin), a synthesis gas supply unit 22 disposed at a lower portion of the reaction tower 21 and supplying synthesis gas to the slurry, and a reaction gas And a plurality of cooling pipes 24 disposed inside the reaction tower 21. The gas discharge unit 23 discharges the gaseous synthetic hydrocarbon generated from the synthesis gas. Although not shown in FIG. 2, the reaction tower 21 is provided with a slurry inlet and outlet, and a plurality of temperature sensors and pressure sensors. The cooling pipe 24 functions as a cooling member of the present invention.

反応塔21の内部で流動するスラリー中の触媒と合成ガスとが接触することにより生じるFT合成反応は発熱反応であり、反応熱を連続的に取り除くために、本発明の冷却部材となる冷却管24が設置されている。具体的に4本の二重管構造の冷却管24が反応塔21の軸心に沿う姿勢で冷却管24の縦軸心周りで筒状を形成するように所定間隔を隔てて配設され、反応塔21の上方で外管24aから流入した冷却媒体が反応塔21内で熱交換しながら下降し、内管24bの底部開口から上昇して外部に流出するように構成されている。ここで、冷却媒体として冷却水や空気等が利用される。   The FT synthesis reaction generated by the contact between the catalyst in the slurry flowing inside the reaction tower 21 and the synthesis gas is an exothermic reaction, and the cooling pipe serving as the cooling member of the present invention to continuously remove the heat of reaction. 24 are installed. Specifically, four double-pipe cooling pipes 24 are disposed at predetermined intervals so as to form a cylindrical shape around the vertical axis of the cooling pipe 24 in a posture along the axial center of the reaction tower 21, The cooling medium flowing from the outer pipe 24a above the reaction tower 21 descends while exchanging heat in the reaction tower 21, and rises from the bottom opening of the inner pipe 24b and flows out to the outside. Here, cooling water, air or the like is used as a cooling medium.

尚、冷却管24の本数は4本に限定されているわけではなく、複数であればよい。また、4本の冷却管24で円筒または四角筒の筒形を形成した例を説明しているが、冷却管の本数によっては円筒または四角筒以外に八角筒状等のどのような形態の筒状に形成されていてもよい。   The number of cooling pipes 24 is not limited to four, and may be plural. Also, although an example in which a cylindrical or square cylinder is formed by four cooling pipes 24 is described, depending on the number of cooling pipes, any type of cylinder such as an octagonal cylinder besides a cylinder or a square cylinder It may be formed in a shape.

複数の冷却管24で構成される筒状の外側領域31にスラリーが主に上昇する円環状の上昇領域R1が形成され、筒状の内側領域32にスラリーが主に下降する円柱状の下降領域R2が形成されるように領域区画されている。   An annular rising region R1 in which the slurry mainly rises is formed in a cylindrical outer region 31 formed of a plurality of cooling pipes 24, and a cylindrical falling region in which the slurry mainly falls in the cylindrical inner region 32. The regions are partitioned such that R2 is formed.

合成ガス供給部22は、冷却管24の下端より下方に位置するように配置され、合成ガスを反応塔21の内部に案内するガス供給主管22Aと、一端がガス供給主管22Aに接続された4本のガス供給支管22Bとを備えて構成されている。   The synthesis gas supply unit 22 is disposed below the lower end of the cooling pipe 24. The synthesis gas supply unit 22 guides the synthesis gas to the inside of the reaction tower 21. The synthesis gas supply unit 22 has one end connected to the gas supply main pipe 22A. And a gas supply branch pipe 22B.

各ガス供給支管22Bは、反応塔21の底面から所定距離離隔した位置で、平面視で互いに直交する方向に延出形成され、鉛直下方に対して0°<θ<45°の間の傾斜角度θで、同一の周方向に向けて合成ガスを噴出するノズル22Nが、上昇領域R1の下方に位置するように形成されている。尚、後述の通り、上昇領域R1と下降領域R2の境界は明確でないため、上昇領域R1の下方に位置するノズル22Nは上昇領域R1の下方近傍にあればよいものである。   Each gas supply branch pipe 22B is formed to extend in a direction orthogonal to each other in plan view at a position separated from the bottom surface of the reaction tower 21 by a predetermined distance, and an inclination angle between 0 ° <θ <45 ° with respect to the vertically downward direction At θ, a nozzle 22N that ejects synthesis gas in the same circumferential direction is formed to be located below the rising region R1. As described later, since the boundary between the rising area R1 and the falling area R2 is not clear, the nozzle 22N located below the rising area R1 may be located near the lower side of the rising area R1.

尚、図3に示した二点鎖線L1,L2は上昇領域R1と下降領域R2の境界を示し、二点鎖線L3は冷却管24の下端位置を示す。尚、上昇領域R1と下降領域R2のスラリーは完全に独立した動きをするわけではなく、かといって相互に依存関係を有するわけでもない。2つの領域にあるスラリーは隣接する4本の冷却管24の隙間を通って相互に拡散し合う弱い依存関係を有することになる。そのためL1,L2も明確な線があるわけではない。   The two-dot chain line L1 and L2 shown in FIG. 3 indicate the boundary between the rising region R1 and the falling region R2, and the two-dot chain line L3 indicates the lower end position of the cooling pipe 24. The slurries in the rising region R1 and the falling region R2 do not move completely independently, nor do they have a mutual dependency. The slurry in the two regions will have a weak dependence which diffuses mutually through the gaps of the adjacent four cooling pipes 24. Therefore, L1 and L2 do not necessarily have clear lines.

図4に示すように、反応塔21の内部でノズル22Nから同一の周方向に向けて噴射された合成ガスによって、反応塔21の底面の触媒粒子を含むスラリーが周方向に沿って巻き上げられ、さらに反応塔21の内部で周方向に旋回しながら上昇するようになり、合成ガスが持つエネルギーが効率的にスラリーの上昇流の形成に用いられるようになる。尚、上昇する流れは旋回して上昇する流れのほか、スラリー中の合成ガスのエアリフト効果により生じるものもある。   As shown in FIG. 4, the slurry containing the catalyst particles on the bottom of the reaction tower 21 is wound up along the circumferential direction by the synthetic gas injected from the nozzle 22N in the same circumferential direction inside the reaction tower 21, Furthermore, it rises as it swirls in the circumferential direction inside the reaction tower 21, and the energy possessed by the synthesis gas is efficiently used to form the upward flow of the slurry. The rising flow is not only swirling and rising flow, but also may be generated by the air lift effect of synthesis gas in the slurry.

また、反応塔21の底面から各ガス供給支管22Bまでの距離は、ノズルからの合成ガスの噴出速度にもよるが、距離が近いほど巻き上げる力が強くなる。   Further, the distance from the bottom of the reaction tower 21 to the gas supply branch pipes 22B depends on the jet velocity of the synthesis gas from the nozzles, but the closer the distance is, the stronger the winding force becomes.

その結果、下降領域R2の下方を含め上昇領域R1へ向かう触媒を含むスラリーの良好な流れが効率的に形成され、下降領域R2では下降流に対する抵抗が小さくなり、速やかに底面に下降するようになり、下降したスラリーが底部で上昇領域側に速やかに移動する良好な循環経路が形成されるようになる。   As a result, a good flow of the slurry including the catalyst toward the rising region R1 including the lower portion of the falling region R2 is efficiently formed, and the resistance to the downward flow is decreased in the falling region R2 so that it rapidly falls to the bottom surface. As a result, a good circulation path is formed in which the lowered slurry moves quickly to the rising region side at the bottom.

また、反応ガスの供給が停止する場合でもノズル22Nが鉛直下方に対して角度θ傾斜するようにガス供給支管22Bに形成されているので、その後沈降するスラリー中の触媒粒子がノズル22Nからガス供給支管22Bの内部に流入して閉塞を招くというようなこともない。   Further, even when the supply of the reaction gas is stopped, the nozzle 22N is formed in the gas supply branch pipe 22B so that the nozzle 22N is inclined at an angle θ with respect to the vertically downward direction. It does not flow into the inside of the branch pipe 22B and cause blockage.

また、上昇領域R1と下降領域R2が冷却管24により領域区画されているので、領域区画するための別途に専用のガイド板等を反応塔21の内部に設置する必要がない。   Further, since the rising region R1 and the falling region R2 are divided by the cooling pipe 24, it is not necessary to separately install a dedicated guide plate or the like for dividing the region inside the reaction tower 21.

合成ガス供給部22は冷却管24の下方に配置されているので、ノズル22Nから噴射される合成ガスの流れが冷却管24によって阻害されることなく良好にスラリーが流動するようになる。   Since the synthesis gas supply unit 22 is disposed below the cooling pipe 24, the slurry flows well without the flow of the synthesis gas injected from the nozzle 22N being blocked by the cooling pipe 24.

図5(a)に示すように、ガス供給支管22Bに、反応塔21の底面に下降したスラリーを上昇領域R1へ案内するガイドノズルGNが下降領域R2の直下に位置するように設けられていることが好ましい。下降領域R2に沿って沈降したスラリーに含まれる触媒粒子が底面に堆積または堆積しそうになっても、ガイドノズルGNから噴出される合成ガスによって上昇領域側に搬送され、ノズル22Nによって再度上昇領域R1に巻き上げられるようになる。   As shown in FIG. 5A, the gas supply branch pipe 22B is provided with a guide nozzle GN for guiding the slurry lowered to the bottom of the reaction tower 21 to the rising region R1 so as to be located immediately below the falling region R2. Is preferred. Even if catalyst particles contained in the slurry precipitated along the falling area R2 are deposited or deposited on the bottom surface, they are transported to the rising area by the synthesis gas ejected from the guide nozzle GN, and are again raised by the nozzle 22N. Will be rolled up.

図5(b)に示すように、ガイドノズルGNがノズル22Nと同一の周方向で且つ上昇領域R1へ合成ガスを噴出するように形成されていることが好ましい。下降領域R2を下降して反応塔21の底部に沈降した触媒粒子を含むスラリーはガイドノズルGNから噴射される合成ガスの流れによって上昇領域R1側に押し出され、ノズル22Nから噴射される合成ガスのガス流の流れとともに上昇領域R1を旋回しながら上昇するので、触媒粒子が反応塔内で良好に分散しながら安定的に流動するようになる。   As shown in FIG. 5B, it is preferable that the guide nozzle GN be formed so as to eject the synthesis gas to the rising region R1 in the same circumferential direction as the nozzle 22N. The slurry containing the catalyst particles which has fallen to the bottom of the reaction tower 21 by descending the descending region R2 is pushed out to the ascending region R1 side by the flow of synthesis gas injected from the guide nozzle GN, and the synthesis gas injected from the nozzle 22N As the gas flows upward while swirling in the rising region R1, the catalyst particles are stably dispersed while being well dispersed in the reaction tower.

図5(c)に示すように、ガイドノズルGN用のガス供給支管を別途持つ構成でもよい。このように、より沈降しやすいところにガイドノズルGNから合成ガスを噴射することで上昇領域R1側に触媒粒子を押し出すことができる。   As shown in FIG. 5C, the gas supply branch for the guide nozzle GN may be separately provided. As described above, the catalyst particles can be pushed out to the rising region R1 side by injecting the synthesis gas from the guide nozzle GN to a place where settling is easier.

尚、上述したガス供給支管22Bの数は4本に限るものではなく、2本以上の複数本で構成されていればよく、またノズル22N及びガイドノズルの数も特に限定されることはない。また、ガス供給支管22Bと冷却管24は平面視で重なるような配置であってもよい。   The number of gas supply branch pipes 22B described above is not limited to four, and may be two or more, and the number of nozzles 22N and the number of guide nozzles are not particularly limited. Further, the gas supply branch pipe 22B and the cooling pipe 24 may be arranged to overlap in a plan view.

図6に示すように、ガス供給支管22Bは直管である必要はなく、環状管22Bで構成され、その環状管22Bに複数のノズル22Nが、反応塔21の周方向に向けて同一方向に合成ガスを噴射するように構成されていてもよい。このような環状管の数も一つである必要はなく、同心円状に複数備えていてもよい。   As shown in FIG. 6, the gas supply branch pipe 22B does not have to be a straight pipe, and is constituted by an annular pipe 22B, and in the annular pipe 22B, a plurality of nozzles 22N are directed in the same direction in the circumferential direction of the reaction tower 21. It may be configured to inject syngas. The number of such annular tubes does not have to be one, and a plurality of annular tubes may be provided concentrically.

図7(a)に示すように、下降領域R2から底面に下降したスラリーが少なくとも各ガス供給支管22Bに形成されたノズル22Nの形成位置を包絡する領域、好ましくは環状の領域に案内されるように、反応塔21の底面に傾斜ガイド部GPが形成されていることが好ましい。尚、傾斜ガイド部GPは平面で形成されていてもよいが、図7(b)に示すように、凹局面で形成されていてもよいし、図7(c)に示すように凸局面で形成されていてもよい。   As shown in FIG. 7A, the slurry which has descended from the descending area R2 to the bottom surface is guided to at least the area enveloping the formation position of the nozzle 22N formed on each gas supply branch 22B, preferably an annular area. Preferably, the inclined guide portion GP is formed on the bottom of the reaction tower 21. In addition, although the inclination guide part GP may be formed by a plane, as shown in FIG.7 (b), it may be formed by a concave phase, and as shown in FIG.7 (c), it is a convex phase. It may be formed.

反応塔21の底部に沈降した、または沈降しそうになる触媒粒子が傾斜ガイド部GPに沿ってノズル22Nの形成位置を包絡する環状の領域に移動するので、ノズルから噴射される合成ガスのガス流によって効率的に流動するようになる。   The catalyst particles which have settled or are likely to settle at the bottom of the reaction tower 21 move along the inclined guide portion GP to an annular region enveloping the formation position of the nozzle 22N, so the gas flow of synthesis gas injected from the nozzle Will flow efficiently.

さらに、図8に示すように、下降領域R2から底面に降下したスラリーが上昇領域R1へ案内されるように、反応塔21の底面に傾斜ガイド部GPが形成されていてもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 8, the inclined guide portion GP may be formed on the bottom surface of the reaction tower 21 so that the slurry dropped from the falling region R2 to the bottom surface is guided to the rising region R1.

各ガス供給支管に形成されるノズル22Nは、鉛直下方に対して5°≦θ≦15°の間の傾斜角度θで、同一の周方向に向けて前記合成ガスを噴出するように構成されていることが、スラリーの流動性をより良好にする点でより好ましい。   The nozzle 22N formed in each gas supply branch is configured to eject the synthesis gas in the same circumferential direction at an inclination angle θ between 5 ° ≦ θ ≦ 15 ° with respect to the vertically downward direction Is more preferable in that the flowability of the slurry is better.

筒状に配置された冷却管24の内側領域をスラリーの上昇領域R1に、外側領域をスラリーの下降領域R2に構成してもよい。   The inner region of the cylindrical cooling pipe 24 may be configured as the rising region R1 of the slurry, and the outer region may be configured as the falling region R2 of the slurry.

スラリーが主に上昇する上昇領域R1と、上昇したスラリーが主に下降する下降領域R2とを領域区画する専用のガイド部材を設けてもよい。ガイド部材としては、冷却管を利用して冷却管の間をつなぐ板状体や、冷却管の間に挿入する邪魔管等で構成することができる。   A dedicated guide member may be provided which divides the rising region R1 in which the slurry mainly rises and the falling region R2 in which the rising slurry mainly drops. The guide member may be formed of a plate-like body connecting cooling pipes using a cooling pipe, a baffle pipe inserted between the cooling pipes, and the like.

以下に、上述した気泡塔型スラリー床反応装置を用いてスラリー中の触媒の流動性能の確認実験を行なった結果を説明する。
触媒の流動分割合は、試験中に反応塔の高さ方向に沿って上部、中部、下部、底部の夫々からスラリーをサンプリングして各存在割合(wt%)を計測したときの、底部以外の触媒の存在割合の合計値である。つまり、流動分割合が大きいほど触媒は底部に滞留せずスラリー中の全体に分布していると判断できる。尚、ガス吹込み部のノズルの向きは鉛直下方に設定されており、反応塔には冷却管は配置されていない。
Below, the result of having conducted experiment which confirmed the flow performance of the catalyst in a slurry using the bubble column type slurry bed reactor mentioned above is demonstrated.
The flow fraction ratio of the catalyst is obtained by sampling the slurry from each of the top, middle, bottom, and bottom along the height direction of the reaction tower during the test and measuring each existing ratio (wt%), except for the bottom It is the total value of the proportion of catalyst present. That is, it can be determined that the catalyst does not stay at the bottom and is distributed throughout the slurry as the flow fraction ratio increases. The direction of the nozzle of the gas injection unit is set vertically downward, and the cooling pipe is not disposed in the reaction tower.

図10には、塔径150mmの反応塔に対して、図4に示すようなガス吹込み部(ガス供給支管22B)の形状で、ノズル22Nの数及び鉛直下方に対する傾斜角度θを異ならせた場合の触媒の流動分割合試験の実験条件と実験結果が示されている。   In FIG. 10, the number of nozzles 22N and the inclination angle θ with respect to the vertical lower side are made different from each other in the shape of the gas injection section (gas supply branch pipe 22B) as shown in FIG. The experimental conditions and experimental results of the fluid fraction ratio test of the case are shown.

図10に示した分岐管aから分岐管eに対応するノズルの角度及び数の詳細が、図9(a)から(e)に示されている。分岐管aは鉛直下方に向けた単一ノズル、分岐管bは鉛直下方に対する傾斜角度θ=5度とした単一ノズル、分岐管cは鉛直下方及び90度傾斜した位置に夫々ノズルがあるダブルノズル、分岐管dは鉛直下方から両側に45度傾斜したダブルノズル、分岐管eは鉛直下方から一方に5度傾斜したノズルが2つあるダブルノズルである。   The details of the angles and numbers of the nozzles corresponding to the branch pipes a to e shown in FIG. 10 are shown in FIGS. 9 (a) to (e). The branch pipe a is a single nozzle directed vertically downward, the branch pipe b is a single nozzle with an inclination angle θ of 5 degrees with respect to the vertical downward, and the branch pipe c is a double with a nozzle respectively at a position inclined vertically downward and 90 degrees The nozzle and the branch pipe d are double nozzles inclined 45 degrees to the both sides from the vertical lower side, and the branch pipe e is a double nozzle with two nozzles inclined 5 degrees to the one side from the vertical lower side.

この試験から分岐管eが他に比較して触媒の流動分割合が良好であることが判る。尚、さらに条件を異ならせて試験を進めたところ、鉛直下方に対して0°<θ<45°の間の傾斜角度θで、同一の周方向に向けて合成ガスを噴出するノズルが形成されていると、良好な触媒の流動分割合が得られ、鉛直下方に対して5°≦θ≦15°の間の傾斜角度θで、同一の周方向に向けて合成ガスを噴出するノズルが形成されていると、さらに良好な触媒の流動分割合が得られた。   It can be understood from this test that the flow ratio of the catalyst is good as compared with the branch pipe e. In addition, when the conditions were further changed and the test was advanced, a nozzle is formed which ejects synthesis gas in the same circumferential direction at an inclination angle θ between 0 ° <θ <45 ° with respect to the vertically downward direction. When this is done, a good flow fraction of catalyst can be obtained, and a nozzle is formed that ejects synthesis gas in the same circumferential direction at an inclination angle θ between 5 ° ≦ θ ≦ 15 ° with respect to the vertically downward direction. As it was, an even better catalyst flow rate was obtained.

上述した各実施例では合成ガスを噴出するノズルは、管に孔をあけて形成したが、市販の流体ノズル等、合成ガスを噴出できる構造のものであればよい。   In each of the above-described embodiments, the nozzle for ejecting the synthetic gas is formed by drilling a hole in the pipe, but any nozzle having a structure that can eject the synthetic gas, such as a commercially available fluid nozzle, may be used.

上述した様々な実施形態は、本発明による気泡塔型スラリー床反応装置の一具体例を説明したに過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。   The various embodiments described above only describe one specific example of the bubble column type slurry bed reactor according to the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the description, and the specific configuration of each part is It is needless to say that appropriate design changes can be made as long as the effects of the present invention are exhibited.

14:FT合成装置
15:圧縮機
16:ヒータ
17:反応器(気泡塔型スラリー床反応装置)
18:凝縮器
21:反応塔
22:合成ガス供給部
22A:ガス供給主管
22B:ガス供給支管
22N:ノズル
23:ガス排出部
24:冷却管
31:外側領域
32:内側領域
GN:ガイドノズル
R1:上昇領域
R2:下降領域
14: FT synthesis apparatus 15: Compressor 16: Heater 17: Reactor (bubble column type slurry bed reactor)
18: Condenser 21: Reaction tower 22: Synthetic gas supply unit 22A: Gas supply main pipe 22B: Gas supply branch 22N: Nozzle 23: Gas discharge unit 24: Cooling pipe 31: Outer region 32: Inner region GN: Guide nozzle R1: Rising area R2: falling area

Claims (10)

液体炭化水素中に固体の触媒粒子を懸濁させたスラリーを収容する反応塔と、
前記反応塔の下部に配置され合成ガスを供給する合成ガス供給部と、
前記反応塔の上部に配置され合成ガスから生成されたガス状炭化水素を排出するガス排出部と、
前記反応塔の内部に配設された複数の冷却部材と、
を備えている気泡塔型スラリー床反応装置であって、
前記合成ガス供給部は、前記合成ガスを前記反応塔の内部に案内し、鉛直下方に対して0°<θ<45°の間の傾斜角度θで、前記反応塔の周方向の一方向に向けて前記合成ガスを噴出する複数のノズルが、前記反応塔の軸心周りの円環状領域に形成されている気泡塔型スラリー床反応装置。
A reaction tower containing a slurry of solid catalyst particles suspended in liquid hydrocarbon;
A synthesis gas supply unit disposed at a lower portion of the reaction tower to supply synthesis gas;
A gas discharge unit disposed at an upper portion of the reaction tower and discharging a gaseous hydrocarbon generated from synthesis gas;
A plurality of cooling members disposed inside the reaction tower;
A bubble column type slurry bed reactor comprising:
The synthesis gas supply unit guides the synthesis gas to the inside of the reaction tower, and in one direction in the circumferential direction of the reaction tower, at an inclination angle θ between 0 ° <θ <45 ° with respect to the vertically downward direction . A bubble column type slurry bed reactor, wherein a plurality of nozzles directed to jet the synthesis gas are formed in an annular region around the axis of the reaction tower .
前記合成ガス供給部は、鉛直下方に対して5°≦θ≦15°の間の傾斜角度θで、前記反応塔の周方向の一方向に向けて前記合成ガスを噴出するノズルが形成されている請求項1記載の気泡塔型スラリー床反応装置。 The synthesis gas supply unit is formed with a nozzle that ejects the synthesis gas toward one direction in the circumferential direction of the reaction tower at an inclination angle θ between 5 ° ≦ θ ≦ 15 ° with respect to the vertically downward direction. The bubble column type slurry bed reactor according to claim 1. 前記反応塔は、前記スラリーが主に上昇する上昇領域と、上昇したスラリーが主に下降する下降領域とに領域区画され、前記ノズルが前記上昇領域の下方に位置するように前記合成ガス供給部に形成されている請求項1または2記載の気泡塔型スラリー床反応装置。   The reaction tower is divided into a rising region where the slurry mainly rises and a falling region where the raised slurry mainly falls, and the synthesis gas supply unit is positioned such that the nozzle is located below the rising region. The bubble column type slurry bed reactor according to claim 1 or 2, which is formed in 前記冷却部材が前記反応塔の軸心に沿う姿勢で筒状を形成するように所定間隔を隔てて配設され、前記合成ガス供給部は前記冷却部材の下方に配置されている請求項1または2記載の気泡塔型スラリー床反応装置。   The cooling member is disposed at a predetermined interval so as to form a cylindrical shape in a posture along the axis of the reaction tower, and the synthesis gas supply unit is disposed below the cooling member. 2. The bubble column type slurry bed reactor according to 2. 前記ノズルは前記反応塔の軸心方向視で少なくとも前記冷却部材で形成される筒状の外側領域に配置されている請求項4記載の気泡塔型スラリー床反応装置。   The bubble column type slurry bed reaction apparatus according to claim 4, wherein the nozzle is disposed in a cylindrical outer region formed by at least the cooling member in the axial direction of the reaction column. 前記上昇領域と下降領域が前記冷却部材により領域区画され、前記ノズルが前記上昇領域の下方に位置するように前記合成ガス供給部に形成されている請求項5記載の気泡塔型スラリー床反応装置。   The bubble column slurry bed reactor according to claim 5, wherein the rising area and the falling area are sectioned by the cooling member, and the nozzle is formed in the synthesis gas supply unit so as to be located below the rising area. . 前記冷却部材で形成される筒状の外側領域に前記上昇領域が形成され、内側領域に前記下降領域が形成され、
前記ノズルが前記上昇領域の下方に位置するように前記合成ガス供給部に形成されている請求項4から6の何れかに記載の気泡塔型スラリー床反応装置。
The rising area is formed in a cylindrical outer area formed by the cooling member, and the falling area is formed in an inner area,
The bubble column type slurry bed reactor according to any one of claims 4 to 6, wherein the nozzle is formed in the synthesis gas supply unit so as to be located below the rising region.
さらに、前記合成ガス供給部には下降したスラリーを上昇領域へ案内するガイドノズルが前記下降領域の下方に位置するように設けられ、前記ガイドノズルは前記ノズルと同一の周方向且つ前記上昇領域へ向けて合成ガスを噴出するように形成されている請求項7記載の気泡塔型スラリー床反応装置。   Furthermore, the synthetic gas supply unit is provided with a guide nozzle for guiding the lowered slurry to the rising area so as to be located below the falling area, and the guide nozzle is in the same circumferential direction as the nozzle and to the rising area. 8. The bubble column slurry bed reactor according to claim 7, wherein the bubble column slurry bed reactor is formed to direct synthesis gas. 下降したスラリーが少なくとも合成ガス供給部に形成されたノズルの形成位置を包絡する領域に案内されるように、前記反応塔の底面に傾斜ガイド部が形成されている請求項1から8の何れかに記載の気泡塔型スラリー床反応装置。   9. The inclined guide portion is formed on the bottom surface of the reaction tower so that the lowered slurry is guided to a region enveloping at least the formation position of the nozzle formed in the synthesis gas supply portion. The bubble column type slurry bed reactor according to claim 1. 下降したスラリーが前記上昇領域に案内されるように、前記反応塔の底面に傾斜ガイド部が形成されている請求項6から8の何れかに記載の気泡塔型スラリー床反応装置。
The bubble column type slurry bed reactor according to any one of claims 6 to 8, wherein an inclined guide portion is formed on a bottom surface of the reaction tower so that the lowered slurry is guided to the rising region.
JP2015068651A 2015-03-30 2015-03-30 Bubble column slurry bed reactor Active JP6518108B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015068651A JP6518108B2 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Bubble column slurry bed reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015068651A JP6518108B2 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Bubble column slurry bed reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016188296A JP2016188296A (en) 2016-11-04
JP6518108B2 true JP6518108B2 (en) 2019-05-22

Family

ID=57239501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015068651A Active JP6518108B2 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Bubble column slurry bed reactor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6518108B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10216501A (en) * 1997-01-31 1998-08-18 Nkk Corp Slurry bed reactor
MY152110A (en) * 2007-09-27 2014-08-15 Nippon Steel Eng Co Ltd Bubble column type hydrocarbon synthesis reator, and hydrocarbon synthesis reaction system having the same
JP6145348B2 (en) * 2013-07-30 2017-06-07 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 Reactor for hydrocarbon synthesis

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016188296A (en) 2016-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2819813C (en) Slurry phase apparatus
KR101129714B1 (en) Slurry bubble column reactor
JP4874660B2 (en) Bubble column type hydrocarbon synthesis reactor
KR101654804B1 (en) Slurry bubble column reactor
US20100080743A1 (en) Fluidized bed sparger
ES2806943T3 (en) Grid assembly for a hydroconversion reactor and its use
JP4203129B2 (en) Method for producing a liquid product and optionally a gaseous product from a gaseous reactant
US20160310925A1 (en) A method of shutting down an operating three-phase slurry bubble column reactor
JP2007197636A (en) Bubble column type reactor for synthesizing hydrocarbon
JP6173744B2 (en) Catalytic reactor with quenching device with tangential injection of quenching liquid
JP7158412B2 (en) Novel apparatus for dispensing multiphase mixtures in chambers containing flowing media
JP6518108B2 (en) Bubble column slurry bed reactor
RU2652198C1 (en) Distributor of the catalyst for the reactor-reclaimer system of c3-c5 paraffin hydrocarbon dehydration of with fluidized bed
US20120230883A1 (en) Quenching apparatus for a reactor
JP5739599B2 (en) Downcomer for slurry foam column reactor
JP6518480B2 (en) Bubble column slurry bed reactor
JP5734871B6 (en) Slurry foam column reactor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190123

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190322

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: 20190409

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190419

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6518108

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150