NL1033051C2 - Productie van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas. - Google Patents

Productie van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas. Download PDF

Info

Publication number
NL1033051C2
NL1033051C2 NL1033051A NL1033051A NL1033051C2 NL 1033051 C2 NL1033051 C2 NL 1033051C2 NL 1033051 A NL1033051 A NL 1033051A NL 1033051 A NL1033051 A NL 1033051A NL 1033051 C2 NL1033051 C2 NL 1033051C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
stage
fischer
tropsch
stream
cryogenic separation
Prior art date
Application number
NL1033051A
Other languages
English (en)
Other versions
NL1033051A1 (nl
Inventor
Werner Siegfried Ernst
Jacobus Francois Van Tonder
Original Assignee
Sasol Tech Pty Ltd
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 Sasol Tech Pty Ltd filed Critical Sasol Tech Pty Ltd
Publication of NL1033051A1 publication Critical patent/NL1033051A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1033051C2 publication Critical patent/NL1033051C2/nl

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02—Preparation of oxygen
    • C01B13/0229—Purification or separation processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/33—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
    • C10G2/331—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
    • C10G2/332—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals of the iron-group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G49/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
    • C10G49/007—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00 in the presence of hydrogen from a special source or of a special composition or having been purified by a special treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0219—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0238—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0242—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 3 carbon atoms or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0247—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 4 carbon atoms or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0252—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04527—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general
    • F25J3/04539—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04563—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1258—Pre-treatment of the feed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1258—Pre-treatment of the feed
    • C01B2203/1264—Catalytic pre-treatment of the feed
    • C01B2203/127—Catalytic desulfurisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0046—Nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1025—Natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4081—Recycling aspects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/02—Gasoline
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/20—C2-C4 olefins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/12—Refinery or petrochemical off-gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/60—Integration in an installation using hydrocarbons, e.g. for fuel purposes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Description

PRODUCTIE VAN KOOLWATERSTOFFEN UIT NATUURLIJK GAS
De uitvinding heeft betrekking op de productie van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas. In het bijzonder heeft 5 de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het produceren van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas.
Volgens de uitvinding wordt een proces verschaft voor het produceren van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas, waarbij het proces omvat: 10 in een cryogene scheidingsfase, het cryogeen scheiden van het natuurlijke gas voor het produceren van tenminste een methaanstroom en natuurlijk-gas vloeistoffen; in een omvormingsstadium het omvormen van de methaanstroom voor het produceren van een synthetisch gas dat 15 tenminste CO en H2 bevat; in een Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium, het converteren van tenminste een deel van de CO en H2 in een Fischer-Tropschproduct dat koolwaterstoffen bevat; in een Fischer-Tropsch productscheidingsstadium, het 20 afscheiden van een Fischer-Tropsch afvoergas, dat tenminste CO en H2( methaan en koolwaterstoffen, die zwaarder zijn dan methaan, bevat, van het Fischer-Tropsch product; en het recyclen van tenminste een deel van het Fischer-Tropsch afvoergas naar de cryogene scheidingsfase waar het 25 Fischer-Tropsch afvoergas cryogeen gescheiden wordt in twee of meer stromen.
In deze beschrijving wordt met de term "natuurlijk gas" ondergronds gas bedoeld dat zowel in samenhang met ruwe olie als niet in samenhang met ruwe olie wordt gevonden, 30 omvattende CH< als belangrijkste component, andere koolwaterstoffen en mogelijk eveneens niet-koolwaterstoffen zoals stikstof, koolstofdioxide en zwavelbevattende verbindingen.
0 33 0 5 1 2
Het proces omvat typischerwijze het onttrekken van vloeistof en/of gasachtige Fischer-Tropsch koolwaterstofproducten en andere gassen en dampen aan het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium en, in de 5 Fischer-Tropschproduct scheidingsstadium, het koelen van de gassen en dampen voor het condenseren van vloeibare koolwaterstoffen en daarin aanwezig water, en het produceren van een Fischer-Tropsch afvoergas, dat niet-gereageerd waterstof en koolmonoxide en lichte alkenen omvat.
10 Typischerwijze worden de gecondenseerde vloeibare koolwaterstoffen, het reactiewater en afvoergas gescheiden in en onttrokken aan een scheidingsvat, dat een driefasen-scheidingsvat is.
Het Fischer-Tropsch afvoergas kan cryogeen gescheiden 15 zijn voor het produceren van een H2-rijke stroom. De H2-rijke stroom uit het cryogene scheidingsstadium kan CO omvatten.
Het cryogene scheidingsstadium kan eveneens een inerte stroom produceren, waarbij de inerte stroom uitgestoten wordt. De inerte stroom omvat typischerwijze 20 stikstof en argon. In sommige uitvoeringsvormen kan argon uit de inerte stroom worden teruggewonnen voorafgaand aan het uitstoten van de inerte stroom.
Het cryogene scheidingsstadium kan een of meer van de volgende produceren: ethyleen-productstroom, propyleen-25 productstroom, butylenen-productstroom, een butenen/pentanen-en zwaardere alkenen/alkanen- (nafta) productstroom en een lichte paraffinestroom. Als alternatief of daarnaast kan het cryogene scheidingsstadium een of meer van de volgende produceren: gecombineerde C2 productstroom die zowel ethyleen 30 als ethaan bevat, gecombineerde C3 productstroom die zowel propyleen als andere C3's bevat, een gecombineerde C4 stroom die zowel butyleen als andere C4's bevat en een nafta-productstroom.
3
Het proces kan voorbehandeling van het natuurlijke gas omvatten voorafgaand aan de cryogene scheiding van natuurlijke gas in het cryogene scheidingsstadium. Voorbehandeling van het natuurlijke gas kan het drogen van 5 het natuurlijke gas in een droogstadium omvatten.
Typischerwijze omvat dit het koelen van het natuurlijke gas en het uitstoten van vloeistof, gevolgd door het door moleculaire zeven leiden van het natuurlijke gas in een temperatuurswing-absorptiecyclus.
10 Voorbehandeling van het natuurlijke gas kan eveneens omvatten het in een co2 verwijderingstadium verwijderen van co2 uit het natuurlijke gas. Het C02 kan worden verwijderd met gebruikmaking van een absorbens bijvoorbeeld koude methanol, (zogeheten Rectisolproces), kaliumcarbonaat (zogeheten 15 Benfieldoplossing) of een aminescruboplossing of een combinatie hiervan. In plaats daarvan kan het C02 gedeeltelijk worden verwijderd tot een vereist niveau met behulp van membraantechnologie of absorptietechnologie (bijvoorbeeld drukswingadsorptie).
20 Het cryogene scheidingsstadium kan een veelvoud aan scheidingseenheden of -stappen omvatten, en het natuurlijke gas en Fischer-Tropsch afvoergas kunnen afzonderlijk gevoed worden aan het cryogene scheidingsstadium. Het natuurlijke gas en het Fischer-Tropsch afvoergas kunnen derhalve aan 25 verschillende scheidingseenheden en -stappen toegevoerd worden zodat het natuurlijke gas en het Fischer-Tropsch afvoergas in het cryogene scheidingsstadium worden onderworpen aan verschillende scheidingeenheden of -stappen als eerste scheidingseenheden of -stappen. Hoewel het 30 afzonderlijk aanvoeren van het natuurlijke gas en Fischer-Tropsch afvoergas de voorkeur heeft kan in sommige uitvoeringsvormen het natuurlijke gas en het Fischer-Tropsch afvoergas in plaats daarvan worden gecombineerd voordat het 4 gecombineerde gas toegevoerd wordt aan het cryogene scheidingsstadium.
Het cryogene scheidingsstadium kan scheidingseenheden of -stappen omvatten die gebruik maken van koelcycli, die 5 lichte gassen gekozen uit propyleen, propaan, ethyleen, ethaan, methaan en/of gasmengsels, die een van deze lichte gassen omvatten, gebruiken.
Het cryogene scheidingsstadium kan een methaan-waseenheid of kolom omvatten, met gekoeld natuurlijk gas, die 10 wanneer de druk voldoende hoog is en de temperatuur voldoende laag, dienst doet als een reflux in de methaan-waseenheid of -kolom, waardoor de behoefte aan een gescheiden of geïntegreerde methaan-koelcyclus in het cryogene scheidingsstadium wordt voorkomen of verminderd.
15 Het proces omvat typischerwijze een luchtscheidingsstadium voor het produceren van zuurstof uit het omvormingstadium. Een stikstofstroom uit het luchtscheidingsstadium kan voordeligerwijs in het cryogene scheidingsstadium worden gebruikt voor het verminderen van de 20 koelvermogenbehoeften in het cryogene scheidingsstadium, dat wil zeggen voor het voldoen aan sommige van de koelingsbehoeften in het cryogene scheidingsstadium.
Typischerwijze wordt in het cryogene scheidingsstadium tenminste een deel van de aanwezige 25 zwavelspecies in het natuurlijke gas verwijderd zodat de methaanstroom verder geen ontzwaveling meer vereist. Het proces kan echter een zwavelverwijderingstadium omvatten tussen de instroom van natuurlijk gas en het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium, typischerwijze tussen het 30 cryogene scheidingsstadium en het omvormingstadium.
Het zwavelverwijderingstadium kan een hydrogeneringsstap omvatten voor het omzetten van alle organische zwavelspecies in H2S, gevolgd door een stap 5 waarbij het H2S wordt verwijderd, bijvoorbeeld door het laten reageren van H2S met ZnO voor het vormen van vast ZnS en waterdamp. Een dergelijke hydrogeneringsstap vereist typischerwijs een kleine waterstofrijke aanvoer.
5 Het omvormingstadium kan wel of niet een autothermal omvormingstadium, een gedeeltelijk oxidatiestadium, of een gecombineerd autothermal omvormingstadium en een warmtewisselingsomvormingstadium omvatten, waarin een gas dat het autothermale omvormingstadium verlaat gebruikt wordt als 10 verwarmingsgas in het warmtewisselingsomvormingstadium. Het warmtewisselingsomvormingstadium is typischerwijs een stoomomvormingstadium, waarbij het verwarmingsgas dat de energie verschaft dat nodig is voor het onderhouden van de endotherme stoomomvormingsreacties plaats vindt in het 15 warmtewisselaarsomvormingstadium.
Het proces kan het aanpassen van de samenstelling van het synthesegas uit het omvormingstadium omvatten. Het proces kan derhalve een water-gasverschuivingstadium omvatten waar een deel van het synthesegas doorheen geleid wordt, waardoor 20 de H2 concentratie van het synthesegas door de water- gasverschuivingsreactie wordt verhoogd, in het bijzonder wanneer partiële oxidatie-omvorming wordt toegepast.
Het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium kan een of meer geschikte reactoren omvatten, zoals een 25 fluidiserend-bedreactor, een buisvormige vast-bedreactor, een slurry-bedreactor of een borrel-bedreactor. Het kan meerdere reactoren omvatten die onder verschillende omstandigheden werken. De druk in de reactoren kan tussen 1 bar en 100 bar liggen terwijl de temperatuur tussen 160°C en 380°C kan 30 liggen. De reactoren zullen derhalve een Fischer-Tropsch katalysator omvatten, die deeltjesvormig is. De katalysator kan als zijn actieve katalytische component Co, Fe, Ni, Ru,
Re en/of Rh omvatten. De katalysator kan in gang gezet worden 6 door een of meer promotoren gekozen uit een alkalimetaal, V, Cr, Pt, Pd, La, Re, Rh, Ru, Th, Mn, Cu, Mg, K, Na, Ca, Ba, Zn en Zr. De katalysator kan een katalysator op een drager zijn, in welk geval de actieve katalysatorcomponent, bijvoorbeeld 5 Co zich op een geschikte drager bevindt zoals A1203, Ti02,
Si02, ZnO of een combinatie daarvan.
Het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium kan een of meer lage-temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstof-synthesereactoren of een of meer hoge-temperatuur Fischer-10 Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren omvatten. Bij voorkeur maakt de Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthese gebruik van een katalysator op basis van Fe, welke een Fischer-Tropsch afvoergas produceert met een hoger alkeengehalte dan andere Fischer-Tropsch katalysatoren, zoals katalysatoren op basis 15 van kobalt. Om deze reden kan het eveneens de voorkeur hebben om hoge-temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstof-synthesereactoren te gebruiken.
Wanneer het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium een lage-temperatuur Fischer-Tropsch 20 koolwaterstofsynthesereactor omvat, kan de reactor werken bij een temperatuur van minder dan 280°C, typischerwijs tussen 160°C en 280°C, bij voorkeur tussen 220°C en 260°C, bijvoorbeeld ongeveer 250°C. De reactor kan derhalve een hoge-ketengroei-, typischerwijs een slurry-bed-, reactor zijn 25 die werkt bij een vooraf bepaalde werkingsdruk in het bereik van 10 tot 50 bar.
Wanneer het Fischer-Tropsch synthesestadium een lage-temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactor omvat, die gebruik maakt van een katalysator op basis van Fe, 30 moet de verhouding tussen H2 en Co in het aanvoergas naar een dergelijke reactor in het bereik liggen van 0,4 tot 2,0, bij voorkeur 0,7 tot 1,6.
7
Wanneer het Fischer-Tropsch synthesestadium een hoge-temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactor omvat, kan de reactor werken bij een temperatuur van tenminste 320°C, typischerwijs tussen 320°C en 380°C, 5 bijvoorbeeld ongeveer 350°C in een voorafgaand bepaalde werkingsdruk in het bereik van 10 tot 50 bar. De reactor kan derhalve een lage-ketengroeireactor zijn, typischerwijs een tweefasige fluïdiserend bedreactor.
Wanneer het Fischer-Tropsch 10 koolwaterstofsynthesestadium een hoge temperatuur Fischer-
Tropsch koolwaterstofsynthesereactor omvat, die gebruik maakt van een katalysator op basis van Fe ligt het Ribblet getal van het synthesegas dat wordt toegevoegd aan een dergelijke reactor in het bereik van 0,8-1,1, bij voorkeur 0,95-1,05, 15 waarin het Ribblet getal is [H2] 20 2 [CO] + 3 [C02]
Het proces kan, in een water-gasverschuivingsstadium stroomafwaarts van het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium, de omzetting van CO in het Fischer-Tropsch 25 afvoergas naar C02 omvatten, waarbij meer H2 wordt geproduceerd dat kan worden teruggewonnen in de H2-rijke stroom uit het cryogene scheidingsstadium.
Het proces kan het gebruik omvatten van de H2-rijke stroom uit het cryogene scheidingsstadium voor het aanpassen 30 van de samenstelling voor het synthesegas dat wordt toegevoerd aan een of meer van de Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren van het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium, bijvoorbeeld voor het aanpassen 8 van het Ribblet getal of de H2:CO verhouding van het synthese gas stroomopwaarts.
Als alternatief of daarnaast kan het proces, in een water-gas verschuivingstadium stroomafwaarts van het 5 omvormingsstadium, het converteren omvatten van CO in tenminste een deel van het synthesegas uit het omvormingstadium in C02, het produceren van H2 en eventueel verwijderen van C02 voor het aanpassen van de samenstelling van het synthesegas uit het omvormingstadium.
10 De werkwijze kan een productopwerkstadium omvatten waarin Fischer-Tropsch product opgewerkt wordt, met een deel van de H2-rijke stroom uit het cryogene scheidingsstadium, welke voor hydrogenatie wordt toegevoerd aan het productopwerkstadium.
15 Het proces kan, in een C02 verwijderingstadium, het verwijderen omvatten van C02 uit het Fischer-Tropsch afvoergas voordat het Fischer-Tropsch afvoergas gerecycled wordt naar het cryogene scheidingsstadium. De C02 kan worden verwijderd in het C02 verwijderingstadium met gebruikmaking 20 van technieken zoals hierboven beschreven.
De stroom lichte paraffines uit het cryogene scheidingsstadium kan gekraakt worden, bijvoorbeeld in een stoomkraakeenheid, bijvoorbeeld voor het produceren van ethyleen en propyleen, en niet-geconverteerde, dat wil zeggen 25 niet-gekraakte lichte paraffines en producten, dat wil zeggen ethyleen en propyleen, kunnen worden afgescheiden in het cryogene scheidingsstadium.
Het proces kan het produceren van een LPG-stroom in het productopwerkstadium omvatten en het kraken van de LPG-30 stroom samen met de stroom lichte paraffines.
Het proces kan eveneens gebruik maken van een naftakraker voor het kraken van nafta uit het cryogene scheidingsstadium en/of uit het productopwerkstadium.
9
De uitvinding zal nu, enkel bij wijze van voorbeeld, worden beschreven onder verwijzing naar de enige begeleidende schematische tekening, die een proces toont volgens de uitvinding voor het produceren van koolwaterstoffen uit 5 natuurlijk gas.
Verwijzend naar de tekeningen geeft verwijzingscijfer 10 in het algemeen een proces weer voor het produceren van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas of geassocieerd gas en dergelijke. Het proces 10 omvat ruwweg een C02-10 verwijderingsstadium 12, een dehydratatiestadium 14, een cryogeen scheidingsstadium 16, een zwavelverwijderingsstadium 18, een omvormingsstadium 20, een Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22, een Fischer-Tropsch scheidingsstadium 24, een water-gasverschuivingsstadium 26, 15 een verder C02 verwijderingstadium 28, nog een dehydratatiestadium 30, een luchtscheidingsstadium 32 en een productopwerkstadium 34.
Een aanvoerlijn 36 voor natuurlijk gas leidt naar het C02 verwijderingstadium 12 en van daar naar 20 dehydratatiestadium 14 voordat het naar het cryogene scheidingsstadium 16 gaat. In de uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond in de tekening vertrekken er een methaanstroomleiding 38, meerdere alkeenproduct- (ethyleen, propyleen, butyleen) lijnen 52, een naftaproductlijn 53, een 25 LPG-lijn 54 en een lijn voor inertia 56, evenals een H2-rijke stroomlijn 46 vanaf het cryogene scheidingsstadium 16.
De methaanstroomlijn 38 loopt door het zwavelverwi jderingsstadium 18 naar het omvormingstadium 20. Uit het omvormingstadium 20 leidt een syngaslijn 4 0 naar het 30 Fischer-Tropsch koolwaterstof synthesestadium 22 en van het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium leidt een Fischer-Tropsch productlijn 42 naar het Fischer-Tropsch scheidingsstadium 24.
10
Een Fischer-Tropsch afvoergaslijn 44 leidt van het Fischer-Tropsch scheidingsstadium 24 naar het water-gasverschuivingsstadium 26, met een Fischer-Tropsch afvoergas recyclinglijn 48 die vertakt vanaf en terugkeert naar het 5 Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22. De H2-rijkestroomlijn 46 van het cryogene scheidingsstadium 16 leidt naar het koolwaterstofsynthesestadium 22 en eveneens naar het productopwerkstadium 34 en het zwavelverwijderingsstadium 18. Een opstart-H2lijn 47 voegt 10 zich bij de tak van de H2-rijkestroomlijn 46 die het zwavelverwijderingstadium 18 voedt.
Uit het water-gasverschuivingsstadium 26 leidt de Fischer-Tropsch afvoergaslijn 44 naar het C02-verwijderings-stadium 28 en van daaruit naar het dehydratatiestadium 30 15 voor terugkeer naar het cryogene scheidingsstadium 16.
Vloeibare-koolwaterstofproductlijnen 64 leiden van het Fischer-Tropsch productscheidingsstadium 24 en, in een geval waar het Fischer-Tropsch synthesestadium lage-temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren 20 omvat, eveneens van het Fischer-Tropsch synthesestadium 22 naar het productopwerkstadium 30 van waaruit een diesel-productlijn 66, een nafta-productlijn 68 en een LPG-productlijn 70 lopen.
Een luchtlijn 58 leidt naar het 25 luchtscheidingsstadium 32. Een zuurstoflijn 60 leidt van het luchtscheidingsstadium 32 naar het omvormingstadium 20. Een stikstoflijn 62 verlaat eveneens het luchtscheidingsstadium 32.
Waterlijnen 50 verlaten respectievelijk de 30 dehydratatiestadia 14 en 30 en het Fischer-Tropsch productscheidingsstadium 24.
11 C02-verwijderingslijnen 72 verlaten respectievelijk het C02-verwijderingsstadium 12 en het C02-verwijderingsstadium 28.
Het proces 10 wordt gebruikt voor het omzetten van 5 natuurlijk gas in waardevolle koolwaterstoffen. Het natuurlijk gas bestaat in hoofdzaak uit methaan, maar bevat typischerwijs eveneens zware koolwaterstoffen, water, C02, stikstof en zwavelbevattende verbindingen. Het natuurlijke gas wordt door middel van een natuurlijk-gasaanvoerlijn 36 10 naar het C02 verwijderingsstadium 12 geleid waar het C02 wordt verwijderd uit de natuurlijk-gasaanvoer. Afhankelijk van de C02 concentraties is het mogelijk dat het C02- verwijderingsstadium 12 weggelaten wordt. Het C02 verwi jderingsstadium 12 maakt typischerwijs gebruik van een absorptieproces, dat 15 gebruik maakt van koude methanol, kaliumcarbonaat of allminuscubbing of een combinatie hiervan. In plaats daarvan kan het de voorkeur hebben om C02 te verwijderen tot een bepaald niveau met behulp van alleen membraantechnologie of alleen absorptietechnologie (bijvoorbeeld drukswing-20 absorptie). Het verwijderde C02 wordt onttrokken aan het C02-verwijderingstadium 12 door middel van de C02- verwijderings-lijn 72.
Het natuurlijke gas wordt dan gedehydreerd of gedroogd in het dehydratatiestadium 14. Drogen wordt 25 typischerwijs uitgevoerd door het koelen van het natuurlijke gas en het uitstoten van gecondenseerd water, gevolgd door het leiden van het natuurlijke gas door moleculaire zeven in een temperatuurswing-absorptiecyclus.
Gedroogd natuurlijk gas wordt toegevoerd aan het 30 cryogene scheidingsstadium 16 dat typischerwijs gebruik maakt van koelcycli, die lichte gassen gebruiken gekozen uit propyleen, propaan, ethyleen, ethaan, methaan en/of gasmengsels, die een van deze lichte gassen omvatten, voor 12 het cryogeen koelen van het natuurlijke gas en het scheiden daarvan in een aantal stromen. In de uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond in de tekening produceert het cryogene scheidingsstadium een methaanstroom verwijderd door middel 5 van de methaanstroomlijn 38 en alkeenproducten verwijderd door middel van de alkeenproductlijn 52, een LPG-product verwijderd door de LPG-lijn 54, een nafta-product verwijderd door de naftalijn 53 en H2-rijke stroom verwijderd door middel van de H2-rijke-stroomlijn 46. Inertia (typischerwijs 10 stikstof en argon) worden verwijderd door middel van de inertialijn 56. In sommige uitvoeringsvormen kan argon worden teruggewonnen uit de inertia voordat het uitgestoten wordt.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding dient het natuurlijke gas, dat typisch onder hoge druk staat 15 na koeling, als een effectieve reflux in een methaan-waskolom als onderdeel van het cryogene scheidingsstadium 16. Het gebruik van het natuurlijke gas als een reflux in de methaan-waskolom voorkomt of vermindert de behoefte aan een afzonderlijke of geïntegreerde methaankoelcyclus in het 20 cryogene scheidingsstadium 16.
Het methaan uit het cryogene scheidingsstadium 16 kan voldoende ontdaan zijn van zwavelspecies voor verdere verwerking. Indien nodig kan het methaan echter zoals getoond in proces 10 verder worden gezuiverd in het 25 zwavelverwijderingsstadium 18. Typischerwijs omvat het zwavelverwijderingsstadium 18 een hydrogeneringstap die typischerwijs wordt uitgevoerd tussen 350°C en 380°C waarin alle organische zwavelspecies worden omgezet in H2S, gevolgd door een H2S verwijderingsstap waarin het H2S in reactie wordt 30 gebracht met ZnO voor het vormen van vast ZnS en water waarbij het vaste ZnS van tijd tot tijd wordt vervangen door ZnO. Tijdens voortdurende werking van het proces 10 verschaft de waterstof rij ke-stroomli jn 46 H2 die nodig is voor de 13 hydrogeneringstap. Tijdens opstartcondities kan H2 die nodig is voor de hydrogeneringstap worden aangevoerd via de opstartwaterstoflijn 47. Typischerwijs wordt de opstartwaterstoflijn 47 aangevuld door een kleine H2-5 opstarthoeveelheid (niet getoond).
Ontzwaveld methaan wordt aangevoerd door middel van de methaanstroomlijn 28 naar het omvormingstadium 20 welke een conventioneel omvormingstadium is welke gebruik maakt van een conventionele omvormingstechnologie, zoals autothermale 10 omvorming, partiële oxidatietechnologie of een combinatie van autothermale omvorming en warmtewisselaarsomvorming. Wanneer een combinatie van een autothermale omvorming en warmtewisselaarsomvorming gebruikt wordt, wordt een gas dat vertrekt uit het autothermale omvormingsstadium gebruikt als 15 verwarmingsgas in het warmtewisselaarsomvormingsstadium. Het warmtewisselaarsomvormingstadium is typischerwijs een stoomomvormingstadium waarbij het verwarmingsgas energie verschaft die nodig is voor het onderhouden van endotherme stoomomvormingsreacties die plaats vinden in het 20 warmtewisselaarsomvormingstadium. Lucht wordt door middel van de luchtaanvoerlijn 58 aangevoerd naar het luchtscheidings-stadium 32 waar de lucht wordt samengeperst en cryogeen gescheiden in zuurstof en stikstof. Stikstof wordt verwijderd door middel van stikstoflijn 62 en kan worden gebruikt om 25 tenminste te voldoen aan een deel van de koelbehoefte in het cryogene scheidingsstadium 16. Zuurstof wordt toegevoerd aan het omvormingsstadium 20 door middel van de zuurstof lijn 60.
In het omvormingsstadium 20 wordt de methaan omgevormd voor het verschaffen van een synthesegas dat 30 typischerwijs CH4, CO, C02, H20 en H2 omvat. Gewoonlijk wordt de verhouding van zuurstof ten opzichte van methaan gebruikt voor het regelen van de temperatuur in het omvormingsstadium 20 om roetvorming te voorkomen.
14
Syngas uit omvormingsstadium 20 wordt toegevoerd door middel van de syngaslijn 40 naar het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22, dat bij voorkeur een of meer Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren omvat die 5 gebruik maken van een katalysator op basis van Fe. Wanneer het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium hoge-temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren op Fe-basis omvat moet het Ribbletgetal van de syngasaanvoer naar dergelijke reactoren binnen het bereik van 0,8 tot 1,1 10 bij voorkeur 0,95-1,05 liggen. Wanneer het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium een of meer lage-temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren op basis van Fe bevat moet de H2:CO verhouding van de syngasaanvoer naar dergelijke reactoren in het bereik van 0,4 tot 2,0 bij 15 voorkeur 0,7 tot 1,6 liggen. In geval van autothermale omvorming in het omvormingsstadium 20 kan dit worden bereikt door het op de juiste wijze kiezen van een verhouding tussen stoom en koolstof voor het autothermale omvormingsproces en een juiste autothermale omvormingsproces outlettemperatuur.
20 Wanneer partiële oxidatie-omvorming wordt gebruikt zal het typischerwijs nodig zijn om water-gasverschuiving te gebruiken op tenminste een deel van het syngas van omvormingsstadium 20 voor het verhogen van de H2:CO verhouding gevolgd door C02-verwijdering (niet getoond).
25 In het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22 wordt het syngas-gedeelte omgezet in koolwaterstoffen. De werking van het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium is over het algemeen goed bekend en zal hier niet in meer detail worden beschreven.
30 Tenminste een deel van het Fischer-Tropsch product uit het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22 wordt verwijderd door middel van de Fischer-Tropsch productlijn 42 en aangevoerd naar het Fischer-Tropsch productscheidings- 15 stadium 44 waar het Fischer-Tropsch product wordt gekoeld en gescheiden met behulp van een drie-fasenscheider. Vloeibare koolwaterstof producten uit het Fischer-Tropsch scheidingsstadium 24 en mogelijke eveneens vloeibare 5 koolwaterstofproducten uit het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22 worden verwijderd door middel van de vloeibare-koolwaterstofproductlijnen 64 en aangevoerd naar het productopwerkstadium 34. Water (reactiewater) wordt afgevoerd uit het Fischer-Tropsch productscheidingsstadium 24 10 door middel van de waterlijn 50.
Het Fischer-Tropsch productscheidingsstadium 24 produceert Fischer-Tropsch afvoergas dat typischerwijze niet-geconverteerd H2 en CO evenals C02 omvat. Het Fischer-Tropsch afvoergas wordt door middel van de Fischer-Tropsch 15 afvoergaslijn 44 aangevoerd naar het water- gasschuivingsstadium 46. Een deel van het Fischer-Tropsch afvoergas wordt echter gerecycled naar het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22 door middel van de Fischer-Tropsch afvoergasrecyclelijn 48. Waterstof uit het cryogene 20 scheidingsstadium 16 kan door middel van de H2-rijke stoom 46 worden aangevoerd voor het met waterstof verrijken van het syngas dat wordt aangevoerd naar Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren voor het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22 waardoor ervoor wordt gezorgd 25 dat ofwel het Ribbletgetal of de H2:CO verhouding, al naar gelang het geval, van het synthesegas dat wordt aangevoerd naar de Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren binnen de bovengenoemde bereiken blijft. Zoals goed bekend is bij de deskundige op dit vakgebied lijdt een Fischer-Tropsch 30 koolwaterstofsynthesestadium dat gebruik maakt van een gestimuleerde ijzer Fischer-Tropsch katalysator aan een snelle afname in reactiestadiumproductiviteit wanneer de conversie van CO en H2 per doorloop toeneemt. Dit is in het 16 bijzonder waar in het geval van lage-temperatuur Fischer-Tropsch synthese. Recycling van het Fischer-Tropsch afvoergas kan dus worden gebruikt om de conversie van CO en H2 per passage voldoende laag te houden terwijl tegelijkertijd een 5 acceptabele overall omzetting van CO en H2 wordt verzekerd.
In het water-gasverschuivingsreactiestadium 26 wordt alles of een deel van het CO in het Fischer-Tropsch afvoergas omgezet naar C02 met behulp van de zeer bekende water-gasverschuivingsreactie tussen CO en H20 voor het produceren 10 van H2 en C02. In het geval waar hoge-temperatuur Fischer-Tropsch reactoren worden gebruikt in het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22 kan het water-gasverschuivingsreactiestadium 26 worden weggelaten. Het Fischer-Tropsch afvoergas wordt dan gevoerd naar het C02-15 verwijderingstadium 28 waar tenminste een deel van het C02 wordt verwijderd door middel van de C02-verwijderingslijn 72. Het C02-verwijderingstadium 28 kan op dezelfde wijze worden gerund als het C02 verwijderingstadium 12 maar gegeven de grote volumina C02 die verwerkt moeten worden maakt het C02-20 verwijderingstadium 28 typischerwijs gebruik van een absorptieproces. Het Fischer-Tropsch afvoergas van het C02-verwijderingstadium 28 wordt dan gevoerd naar het dehydratatiestadium 30 waar het gekoeld wordt en gecondenseerd water wordt afgescheiden van het Fischer-25 Tropsch afvoergas en verwijderd door middel van de waterlijn 50. Het gedroogde Fischer-Tropsch afvoergas wordt vervolgens gerecycled naar het cryogene scheidingsstadium 16.
Het product opwerkstadium 34 wordt gebruikt voor het produceren van diesel, nafta en LPG uit vloeibare 30 koolwaterstoffen van het Fischer-Tropsch koolwaterstof-scheidingsstadium 24 en mogelijk van het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium 22. Waterstof van het cryogene scheidingsstadium 16 wordt aangevoerd naar het 17 productopwerkstadium 34 door middel van de H2-rijke stroomlijn 46 voor hydrogeneringsdoeleinden. In de getoonde uitvoeringsvorm is waterstof uit het cryogene scheidingsstadium 16 voldoende zuiver om direct te worden 5 gebruikt in het productopwerkstadium. Wanneer dit niet het geval is kan het nodig zijn om alleen de waterstofaanvoer voor het productopwerkstadium 34 verder te zuiveren. Een dergelijk zuivering kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd met absorbentia in een drukswing-absorptiecyclus.
10 De alkeenproducten geproduceerd door het cryogene scheidingsstadium 16 bevatten typischerwijs een ethyleenproduct, propyleenproduct en een butyleenproduct. Het naftaproduct geproduceerd door het cryogene scheidingsstadium 16 bevat typischerwijs pentenen/pentanen en zwaardere 15 alkenen/alkanen. Het LPG dat is geproduceerd door het cryogene scheidingsstadium 16 en verwijderd door middel van het LPG-lijn 54 omvat typischerwijze lichte paraffines en kan worden gebruikt als een brandstofgas, verkocht als een LPG-product of het kan worden geleid naar een optionele 20 stoomkraker voor omzetting in ethyleen en propyleen. De productstromen en niet geconverteerde reagentia uit een dergelijke stoomkrakereenheid kunnen worden teruggevoerd naar het cryogene scheidingsstadium 16 voor scheiding. De verschillende lichte paraffinefracties kunnen ofwel samen 25 worden behandeld of ze kunnen worden gescheiden in C2, C3 etc fracties en dan worden behandeld.
De LPG uit het productopwerkstadium 34 kan voordeligerwijs eveneens worden toegevoerd naar een stroomkraakeenheid, die wordt gebruikt voor het kraken van de 30 LPG uit het cryogene scheidingsstadium 16. Op deze wijze kan de schaalefficiency van het cryogene scheidingsstadium 16 worden verbeterd. Een naftakraker kan eveneens worden toegepast voor hetzelfde effect.
18
Wanneer het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthese-stadium 22 een lage-temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium is zal het typischerwijs nodig zijn om extra H2 terug te winnen voor het opwerken van het 5 product met behulp van membraan- of drukswing-absorptietechnologie.
Het proces 10 als geïllustreerd vertoont een verrassend aantal voordelen. De hoeveelheid alkenen in een afvoergas van een Fischer-Tropsch 10 koolwaterstofsynthesestadium dat gebruik maakt van lage-temperatuur koolwaterstofsynthesereactoren is normaal gesproken te laag en de hoofdkosten van cryogene scheiding zijn te hoog om terugwinning te garanderen. Met proces 10 volgens de uitvinding en gebruikmakend van lage-temperatuur 15 Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthese kunnen alkenen op economische wijze worden teruggewonnen uit het afvoergas. Een gunstige schaalefficiency wordt bereikt voor de cryogene scheiding en voor de productie van C2 tot C4 koolwaterstoffen of alkenen.
20 Kapitaalvereisten en besturingskosten voor de productie van synthesegas zijn verminderd omdat het mogelijk is om de methaanstroom die vrij is van zwaardere koolwaterstoffen voor te verwarmen tot een hogere temperatuur voordat pre-omvorming vereist is en dat in gedachten houdend 25 dat slechts methaan moet worden verwijderd uit het cryogene scheidingsstadium 16 voor de productie van synthesegas aangezien H2, CO, inertia, lichte koolwaterstoffen uit het Fischer-Tropsch afvoergas worden verwijderd. Een hoge voorverwarmingstemperatuur verbetert de thermale koolstof-30 inefficiency van de omvormingsstap. Uitgestoten, niet-geconverteerde reagentia die anders dienst zouden hebben gedaan als brandstofgas worden teruggewonnen en gerecycled naar het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium. Dit 19 maakt het mogelijk dat minder waardevolle natuurlijke gassen of condensaten gebruikt worden als brandstof. Een verminderde concentratie aan inertia kan worden bereikt in de Fischer-Tropsch afvoergasloop resulterend in een efficiënter gebruik 5 van de apparatuur en een mogelijk verbeterde overall omzetting door interne recycleratio's voor het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium toe te staan.
Afhankelijk van het specifieke zwavelspecies dat afwezig is in het natuurlijke gas kan het cryogene 10 scheidingsstadium 16 een groot deel van de zwavelspecies verwijderen, waardoor behoefte aan zwavelverwijdering stroomopwaarts van het omvormingsstadium verminderd wordt en eventueel zelfs de eliminatie van de behoefte aan verdere zwavelverwijdering in geval van Fe-gekatalyseerde Fischer-15 Tropsch processen, in het bijzonder in het geval van hoge temperatuur Fischer-Tropsch. De uitvinders geloven dat het zeer goed haalbaar is om zelfs het meest vluchtige zwavelspecies, namelijk H2S, tot een zeer laag niveau in het cryogene scheidingsstadium te verwijderen, en daardoor 20 volledig de behoefte aan een zwavelverwijderingsstadium stroomopwaarts van het omvormingsstadium te elimineren. Dit heeft eveneens het voordeel van het elimineren van de behoefte aan een opstartwaterstofaanvoereenheid of bron. Voordeligerwijs komt geen van de zwavelspecies terecht in de 25 H2-rijke stoom, met het resultaat dat geen zwavelverwijdering nodig is uit de H2-rijke stroom die wordt aangevoerd naar het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium. Zuurstof met een lagere zuiverheid kan in het omvormingsproces 20 worden getolereerd, aangezien inertia effectief worden verwijderd 30 uit de methaanstroom. Een grotere overall omvang van de fabriek kan worden bereikt voor een bepaalde zuurstoffabriekgrootte aangezien de vorming van synthesegas minder zuurstof nodig zal hebben in de afwezigheid van C2+ 20 koolwaterstoffen in de aanvoer naar het omvormingsstadium 20. CO en methaan hebben beide een nauwe vloeistof-damplus. Het omzetten van het totaal aan of een deel van het C02 in het Fischer-Tropsch afvoergas in het water-gasverschuivings-5 reactiestadium 26 heeft het voordeel dat het de behoefte om methaan en CO in het cryogene scheidingsstadium 16 af te scheiden elimineert of vermindert.
Cryogene scheiding vereist veel vermogen om koelcycli aan te drijven. Een Fischer-Tropsch proces dat gebruik maakt 10 van economisch moeilijk winbaar gas kan een overmaat aan vermogen produceren voor export maar heeft gewoonlijk geen markt voor de overmaat vermogen. De combinatie van een groot cryogeen scheidingsstadium gekoppeld aan een Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium maakt gebruik van deze twee 15 kenmerken waardoor een bruikbare consument voor het beschikbare vermogen wordt verschaft.
Het proces 10, zoals geïllustreerd, kan een hoge overall koolstof- en thermische efficiency bereiken vergeleken met andere Fischer-Tropsch processen waarvan de 20 uitvinders zich bewust zijn, aangezien praktisch alle
Fischer-Tropsch C2+ koolwaterstofproducten kunnen worden teruggewonnen uit het Fischer-Tropsch afvoergas in plaats van gerecycled en omgevormd te worden.
0 3 3 0 5 1

Claims (21)

1. Werkwijze voor het produceren van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas, waarbij het proces omvat: 5 in een cryogeen scheidingsstadium het cryogeen scheiden van het natuurlijke gas voor het produceren van tenminste een methaanstroom en natuurlijk-gasvloeistoffen; in een omvormingsstadium het omvormen van de methaanstroom voor het produceren van een synthetisch gas dat 10 tenminste CO en H2 omvat; in een Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium het omzetten van tenminste een deel van het CO en H2 in een Fischer-Tropsch product dat koolwaterstoffen omvat; in een Fischer-Tropsch productscheidingsstadium het 15 scheiden van het Fischer-Tropschafvoergas, dat tenminste CO en H2, methaan en koolwaterstoffen zwaarder dan methaan omvat, van het Fischer-Tropsch product; en het recyclen van tenminste een deel van het Fischer-Tropsch afvoergas naar het cryogene scheidingsstadium, waarin 20 het Fischer-Tropsch afvoergas cryogeen gescheiden wordt in twee of meer stromen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende het afvoeren van vloeibare en/of gasachtige Fischer-Tropsch koolwaterstofproducten en andere gassen en dampen uit het
25 Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium en, in het Fischer-Tropsch productscheidingsstadium, het koelen van de gassen en dampen voor het condenseren van vloeibare koolwaterstoffen en daarin aanwezig water en voor het produceren van het Fischer-Tropsch afvoergas, dat waterstof 30 en koolmonoxide en lichte alkenen bevat die niet hebben gereageerd.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 en 2 waarin het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium een of meer lage :)13051 temperatuur Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesereactoren en/of een of meer hoge-temperatuur koolwaterstofsynthesereactoren bevat.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin het Fischer-5 Tropsch koolwaterstofsynthesestadium gebruik maakt van een katalysator op basis van Fe.
5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarin het Fischer-Tropsch afvoergas cryogeen gescheiden wordt voor het produceren van een H2-rijke stroom.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, omvattende een water-gasverschuivingstadium stroomafwaarts van het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium, het omzetten van CO in het Fischer-Tropsch afvoergas in C02, het produceren van meer H2 dat wordt teruggewonnen in de H2-rijke stroom uit het 15 cryogene scheidingsstadium.
7. Werkwij ze volgens conclusie 5 of 6 omvattende het gebruik van de H2-rijke stroom uit het cryogene scheidingsstadium voor het aanpassen van het synthesegas dat wordt toegevoerd aan de een of meer Fischer-Tropsch 20 koolwaterstofsynthesereactoren van het Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthesestadium.
8. Werkwijze volgens een der conclusies 5 tot en met 7, omvattende een productopwerkstadium waarbij het Fischer-Tropsch product wordt opgewerkt, waarbij een deel van de H2- 25 rijke stroom van het cryogene scheidingsstadium wordt toegevoerd aan het productopwerkstadium voor hydrogenering.
9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende, in een C02 verwijderingsstadium, het verwijderen van C02 uit het Fischer-Tropsch afvoergas voordat het
30 Fischer-Tropsch afvoergas wordt gerecycled naar het cryogene scheidingsstadium.
10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarin het cryogene scheidingsstadium een inerte stroom produceert waarbij de inerte stroom wordt uitgestoten.
11. Werkwijze volgens conclusie 10 waarin argon wordt 5 teruggewonnen uit de inerte stroom voorafgaand aan de uitstoot van de inerte stroom.
12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarin het cryogene scheidingsstadium een of meer van de volgende produceert: een ethyleen-productstoom, een 10 propyleen-productstroom, een butylenen-productstroom, een pentenen/pentanen- en zwaardere alkanen/alkenen- (nafta-) productstroom en een lichte-paraffinenstroom.
13. Werkwijze volgens conclusie 12 waarin de lichte-paraf finenstroom uit het cryogene scheidingsstadium gekraakt 15 wordt voor het produceren van ethyleen en propyleen en waarin niet-geconverteerde, dat wil zeggen niet-gekraakte lichte paraffinen en producten, dat wil zeggen ethyleen en propyleen, worden gescheiden in het cryogene scheidingsstadium.
14. Werkwijze volgens conclusie 13, omvattende een productopwerkstadium en waarin een LPG-stroom wordt geproduceerd in het productopwerkstadium, waarbij de LPG-stroom samen met de lichte-paraffinenstroom wordt gekraakt.
15. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 25 waarin het cryogene scheidingsstadium een of meer van de volgende produceert: een gecombineerde C2-productstroom die zowel ethyleen als ethaan bevat, een gecombineerde C3-stroom die zowel propyleen als andere C3's omvat, een gecombineerde C4-stroom omvattende butyleen en andere C4's en een nafta- 30 productstroom.
16. Werkwijze volgens een der conclusies 5 tot en met 8, waarin de H2-rijke stroom van het cryogene scheidingsstadium CO omvat.
17. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarin het cryogene scheidingsstadium een veelvoud aan scheidingseenheden of -stappen omvat, waarin natuurlijk gas en het Fischer-Tropsch afvoergas afzonderlijk worden 5 toegevoerd aan het cryogene scheidingsstadium.
18. Werkwijze volgens conclusie 17 waarin het cryogene scheidingsstadium scheidingseenheden of -stappen omvat die gebruik maken van koelcycli die gebruik maken van lichte gassen gekozen uit: propyleen, propaan, ethyleen, 10 ethaan, methaan en/of gasmengsels van deze gassen.
19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, waarin het cryogene scheidingsstadium een methaan-waseenheid of -kolom omvat, waarbij gekoeld natuurlijk gas dienst doet als reflux in de methaan-waseenheid of -kolom, waardoor de behoefte aan 15 een gescheiden of geïntegreerde methaan-koelcyclus in de cryogene scheidingsfase wordt voorkomen of verminderd.
20. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarin tenminste een deel van enig in het natuurlijke gas aanwezig zwavelspecies wordt verwijderd in het cryogene 20 scheidingsstadium zodat de methaanstroom geen verdere ontzwaveling vereist.
21. Werkwijze volgens conclusie 15 of 17, welke gebruik maakt van een naftakraker om nafta te kraken uit het cryogene scheidingsstadium of het productopwerkstadium. ' ' ‘j 351
NL1033051A 2005-12-15 2006-12-14 Productie van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas. NL1033051C2 (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA200510246 2005-12-15
ZA200510246 2005-12-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1033051A1 NL1033051A1 (nl) 2007-06-18
NL1033051C2 true NL1033051C2 (nl) 2007-08-16

Family

ID=38163315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1033051A NL1033051C2 (nl) 2005-12-15 2006-12-14 Productie van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas.

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7879919B2 (nl)
JP (1) JP2009519371A (nl)
AU (1) AU2006324972B2 (nl)
BR (1) BRPI0619933A2 (nl)
FR (1) FR2895747B1 (nl)
GB (1) GB2446755A (nl)
IT (1) ITMI20062394A1 (nl)
NL (1) NL1033051C2 (nl)
WO (1) WO2007069197A2 (nl)
ZA (1) ZA200805018B (nl)

Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009013664A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-29 Sasol Technology (Proprietary) Limited Production of hydrocarbons
DE102008025577A1 (de) * 2008-05-28 2009-12-03 Uhde Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Fischer-Tropsch-Synthese
JP5296478B2 (ja) * 2008-09-30 2013-09-25 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 精留塔のスタートアップ方法
DE102009003350C5 (de) 2009-01-14 2017-02-09 Reicat Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Argon aus einem Gasgemisch
WO2010141629A1 (en) 2009-06-02 2010-12-09 Thermochem Recovery International, Inc. Gasifier having integrated fuel cell power generation system
EA021624B1 (ru) 2009-08-31 2015-07-30 Джэпэн Ойл, Гэз Энд Металз Нэшнл Корпорейшн Устройство для реакции синтеза углеводородов, реакционная система для синтеза углеводородов и способ извлечения жидких углеводородов
DE102009044249B3 (de) * 2009-10-14 2011-06-30 ReiCat GmbH, 63571 Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Argon aus einem Gasgemisch
JP5599633B2 (ja) * 2010-03-25 2014-10-01 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 精留塔のスタートアップ方法
JP5599634B2 (ja) * 2010-03-30 2014-10-01 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 精留塔のスタートアップ方法
BR112012024193B1 (pt) * 2010-03-25 2018-10-09 Japan Oil, Gas And Metals National Corporation método de partida para fracionador
CN103347601B (zh) 2010-11-05 2015-04-22 国际热化学恢复股份有限公司 固体循环系统与捕捉和转化反应性固体的方法
US8093306B2 (en) * 2010-12-22 2012-01-10 Rentech, Inc. Integrated biorefinery for production of liquid fuels
US9115324B2 (en) 2011-02-10 2015-08-25 Expander Energy Inc. Enhancement of Fischer-Tropsch process for hydrocarbon fuel formulation
CA2832887A1 (en) 2011-04-11 2012-10-18 ADA-ES, Inc. Fluidized bed method and system for gas component capture
US9156691B2 (en) 2011-04-20 2015-10-13 Expander Energy Inc. Process for co-producing commercially valuable products from byproducts of heavy oil and bitumen upgrading process
US9169443B2 (en) 2011-04-20 2015-10-27 Expander Energy Inc. Process for heavy oil and bitumen upgrading
CN103748033B (zh) 2011-06-29 2016-12-07 赫多特普索化工设备公司 重整烃的方法
CN102351625B (zh) * 2011-08-19 2013-11-27 西安长庆科技工程有限责任公司 油田伴生气乙烷回收系统
BR112014005500B1 (pt) 2011-09-08 2019-08-20 Expander Energy, Inc Aprimoramento do processo de fischer-tropsch para formulação de combustível de hidrocarboneto em um ambiente de gtl
US9315452B2 (en) 2011-09-08 2016-04-19 Expander Energy Inc. Process for co-producing commercially valuable products from byproducts of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a GTL environment
US8889746B2 (en) 2011-09-08 2014-11-18 Expander Energy Inc. Enhancement of Fischer-Tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a GTL environment
GB201115929D0 (en) 2011-09-15 2011-10-26 Johnson Matthey Plc Improved hydrocarbon production process
WO2013049368A1 (en) 2011-09-27 2013-04-04 Thermochem Recovery International, Inc. System and method for syngas clean-up
CA2776369C (en) 2012-05-09 2014-01-21 Steve Kresnyak Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
US8574501B1 (en) * 2012-05-16 2013-11-05 Greenway Innovative Energy, Inc. Natural gas to liquid fuels
CN102730637B (zh) * 2012-07-17 2014-12-10 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 低碳排放的费托合成尾气综合利用工艺
CN103626898B (zh) * 2012-08-24 2016-09-14 中国石油化工集团公司 一种从费托合成副产品气中回收利用轻烃的方法
WO2014047354A1 (en) 2012-09-20 2014-03-27 ADA-ES, Inc. Method and system to reclaim functional sites on a sorbent contaminated by heat stable salts
WO2014056535A1 (en) 2012-10-11 2014-04-17 Haldor Topsøe A/S Process for the production of synthesis gas
US9359558B2 (en) 2012-11-29 2016-06-07 General Electric Company Carbon to liquids system and method of operation
US9266730B2 (en) 2013-03-13 2016-02-23 Expander Energy Inc. Partial upgrading process for heavy oil and bitumen
CA2818322C (en) 2013-05-24 2015-03-10 Expander Energy Inc. Refinery process for heavy oil and bitumen
DE102013011640A1 (de) * 2013-07-11 2015-01-29 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Abtrennen von Sauergasen aus Erdgas
US9701910B2 (en) * 2013-07-31 2017-07-11 Saudi Basic Industries Corporation Process for the production of olefins through FT based synthesis
WO2015015311A2 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Saudi Basic Industries Corporation A process for the production of olefins through ft based synthesis
EP3027712A2 (en) * 2013-07-31 2016-06-08 Saudi Basic Industries Corporation A process for the production of olefins through fischer-tropsch based synthesis
US9062257B1 (en) 2013-11-19 2015-06-23 Emerging Fuels Technology, Inc. Enhanced GTL process
US20150322350A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 Siluria Technologies, Inc. Fischer-Tropsch Based Gas to Liquids Systems and Methods
CA2950291C (en) * 2014-05-30 2019-02-05 Sgc Energia Co Llc Methods, systems, and apparatuses for utilizing a fischer-tropsch purge stream
WO2016004955A1 (en) 2014-07-09 2016-01-14 Haldor Topsøe A/S Process for producing hydrogen
KR102291922B1 (ko) * 2015-04-28 2021-08-20 대우조선해양 주식회사 천연가스를 이용하여 중질탄화수소를 생산하는 ｆｌｎｇ 및 ｆｌｎｇ에서 천연가스를 이용하여 중질탄화수소를 생산하는 방법
CN107580586A (zh) 2015-05-08 2018-01-12 赛贝克环球科技公司 与烯烃生产相关的系统和方法
EP3294844A1 (en) 2015-05-08 2018-03-21 SABIC Global Technologies B.V. Systems and methods related to syngas to olefin production
CN107635953A (zh) 2015-05-15 2018-01-26 赛贝克环球科技公司 与合成气制烯烃工艺相关的系统和方法
EP3294836A1 (en) * 2015-05-15 2018-03-21 SABIC Global Technologies B.V. Systems and methods related to the syngas to olefin process
US9968906B2 (en) 2015-06-01 2018-05-15 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Army Reforming with oxygen-enriched matter
WO2017056022A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 Sabic Global Technologies B.V. Cryogenic separation of light olefins and methane from syngas
US20180283775A1 (en) * 2015-09-29 2018-10-04 Sabic Global Technologies B.V. Cyrogenic separation of light olefins and methane from syngas
EP3368638B1 (en) * 2015-10-26 2019-09-11 Technip France Process for producing a hydrocarbon product flow from a gaseous hydrocarbonaceous feed flow and related installation
CA3014874C (en) 2016-02-16 2019-03-19 Thermochem Recovery International, Inc. Two-stage energy-integrated product gas generation system and method
JP7017024B2 (ja) * 2016-02-29 2022-02-08 株式会社Ihi オレフィン製造システム、および、オレフィン製造方法
DE102016002728A1 (de) * 2016-03-08 2017-09-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas
CN109153929B (zh) 2016-03-25 2019-12-20 国际热化学恢复股份有限公司 三阶段能量集成产物气体发生系统和方法
CN106350095B (zh) * 2016-08-24 2018-11-30 内蒙古伊泰煤制油有限责任公司 一种缩短费托合成反应系统开车时间的方法
US10197014B2 (en) 2016-08-30 2019-02-05 Thermochem Recovery International, Inc. Feed zone delivery system having carbonaceous feedstock density reduction and gas mixing
US10197015B2 (en) 2016-08-30 2019-02-05 Thermochem Recovery International, Inc. Feedstock delivery system having carbonaceous feedstock splitter and gas mixing
US10364398B2 (en) 2016-08-30 2019-07-30 Thermochem Recovery International, Inc. Method of producing product gas from multiple carbonaceous feedstock streams mixed with a reduced-pressure mixing gas
US10329506B2 (en) 2017-04-10 2019-06-25 Thermochem Recovery International, Inc. Gas-solids separation system having a partitioned solids transfer conduit
US10717102B2 (en) 2017-05-31 2020-07-21 Thermochem Recovery International, Inc. Pressure-based method and system for measuring the density and height of a fluidized bed
US9920926B1 (en) 2017-07-10 2018-03-20 Thermochem Recovery International, Inc. Pulse combustion heat exchanger system and method
CN109651036B (zh) * 2017-10-10 2022-03-11 中国石油化工股份有限公司 一种由合成气制备低碳烯烃的方法
US10099200B1 (en) 2017-10-24 2018-10-16 Thermochem Recovery International, Inc. Liquid fuel production system having parallel product gas generation
US11555157B2 (en) 2020-03-10 2023-01-17 Thermochem Recovery International, Inc. System and method for liquid fuel production from carbonaceous materials using recycled conditioned syngas
CN115298153A (zh) * 2020-03-31 2022-11-04 大阪瓦斯株式会社 烃制备系统
EP3964475A1 (de) * 2020-09-03 2022-03-09 Linde GmbH Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von stickstoffarmem synthesegas aus stickstoffhaltigem erdgas
US11466223B2 (en) 2020-09-04 2022-10-11 Thermochem Recovery International, Inc. Two-stage syngas production with separate char and product gas inputs into the second stage
WO2022171906A2 (en) * 2021-04-28 2022-08-18 Torrgas Technology B.V. Process to prepare lower olefins
CN114437841A (zh) * 2022-02-14 2022-05-06 中科合成油技术股份有限公司 利用费托合成尾气联产天然气、lpg和石脑油的方法及装置
JP2024046825A (ja) * 2022-09-26 2024-04-05 千代田化工建設株式会社 液体燃料製造システム及び液体燃料の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2168719B (en) 1984-10-29 1988-10-19 Humphreys & Glasgow Ltd A process to produce and utilize a synthesis gas of a controlled carbon monoxide hydrogen ratio
US5621155A (en) * 1986-05-08 1997-04-15 Rentech, Inc. Process for the production of hydrocarbons
US5852061A (en) 1997-05-06 1998-12-22 Exxon Research And Engineering Company Hydrocarbon synthesis with cryogenic nitrogen removal upstream of the syngas generation
US6214258B1 (en) * 1998-08-13 2001-04-10 Air Products And Chemicals, Inc. Feed gas pretreatment in synthesis gas production
US6248794B1 (en) 1999-08-05 2001-06-19 Atlantic Richfield Company Integrated process for converting hydrocarbon gas to liquids
GB0218815D0 (en) 2002-08-13 2002-09-18 Air Prod & Chem Process and apparatus for the production of hydrocarbon compounds from methane
US6889523B2 (en) * 2003-03-07 2005-05-10 Elkcorp LNG production in cryogenic natural gas processing plants
US6992113B2 (en) * 2003-11-25 2006-01-31 Chevron U.S.A. Inc. Control of CO2 emissions from a fischer-tropsch facility by use of dual functional syngas conversion

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200805018B (en) 2009-06-24
WO2007069197A2 (en) 2007-06-21
NL1033051A1 (nl) 2007-06-18
ITMI20062394A1 (it) 2007-06-16
BRPI0619933A2 (pt) 2011-10-25
US20080312347A1 (en) 2008-12-18
JP2009519371A (ja) 2009-05-14
WO2007069197A3 (en) 2007-11-15
FR2895747B1 (fr) 2009-08-28
GB2446755A (en) 2008-08-20
GB0811366D0 (en) 2008-07-30
FR2895747A1 (fr) 2007-07-06
AU2006324972A1 (en) 2007-06-21
US7879919B2 (en) 2011-02-01
AU2006324972B2 (en) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1033051C2 (nl) Productie van koolwaterstoffen uit natuurlijk gas.
US10829424B2 (en) Oxidative coupling of methane implementations for olefin production
US20210024438A1 (en) Efficient oxidative coupling of methane processes and systems
US11008265B2 (en) Reactors and systems for oxidative coupling of methane
US20180215682A1 (en) Efficient oxidative coupling of methane processes and systems
RU2524720C2 (ru) Комплексная установка для переработки газа
JP4969241B2 (ja) 炭化水素合成方法
US20190233350A1 (en) Process for conversion of hydrocarbon feed to c2 unsaturated hydrocarbons and syngas composition used for multiple applications
CN108358162A (zh) 制备链烷烃产品的方法
AU2013369328B2 (en) Process for preparing a paraffin product
NL2016236B1 (en) Process and system for the production of olefins.

Legal Events

Date Code Title Description
AD1B A search report has been drawn up
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20110701