NL2000030C2 - Werkwijze voor het bedienen van een gefluïdiseerd-bedreactor en gefluïdiseerd-bedreactor. - Google Patents

Werkwijze voor het bedienen van een gefluïdiseerd-bedreactor en gefluïdiseerd-bedreactor. Download PDF

Info

Publication number
NL2000030C2
NL2000030C2 NL2000030A NL2000030A NL2000030C2 NL 2000030 C2 NL2000030 C2 NL 2000030C2 NL 2000030 A NL2000030 A NL 2000030A NL 2000030 A NL2000030 A NL 2000030A NL 2000030 C2 NL2000030 C2 NL 2000030C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
reactor
slurry
sub
channels
reactors
Prior art date
Application number
NL2000030A
Other languages
English (en)
Other versions
NL2000030A1 (nl
Inventor
Andre Peter Steynberg
Berthold Berend Breman
Derk Willem Frederik Brilman
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 NL2000030A1 publication Critical patent/NL2000030A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL2000030C2 publication Critical patent/NL2000030C2/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • B01J8/28Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations the one above the other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248Reactors comprising multiple separated flow channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249Plate-type reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/065Feeding reactive fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067Heating or cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1836Heating and cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • B01J8/224Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement
    • B01J8/226Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement internally, i.e. the particles rotate within the vessel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/34Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with stationary packing material in the fluidised bed, e.g. bricks, wire rings, baffles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/34Apparatus, reactors
    • C10G2/342Apparatus, reactors with moving solid catalysts
    • C10G2/344Apparatus, reactors with moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/00132Tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/0015Plates; Cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/0061Controlling the level
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823Mixing elements
    • B01J2208/00831Stationary elements
    • B01J2208/0084Stationary elements inside the bed, e.g. baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/02Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/021Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles comprising a plurality of beds with flow of reactants in parallel
    • B01J2208/022Plate-type reactors filled with granular catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002Chemical plants
    • B01J2219/00004Scale aspects
    • B01J2219/00015Scale-up
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002Chemical plants
    • B01J2219/00018Construction aspects
    • B01J2219/0002Plants assembled from modules joined together
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • B01J2219/2451Geometry of the reactor
    • B01J2219/2453Plates arranged in parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • B01J2219/2451Geometry of the reactor
    • B01J2219/2456Geometry of the plates
    • B01J2219/2458Flat plates, i.e. plates which are not corrugated or otherwise structured, e.g. plates with cylindrical shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • B01J2219/2461Heat exchange aspects
    • B01J2219/2462Heat exchange aspects the reactants being in indirect heat exchange with a non reacting heat exchange medium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • B01J2219/2469Feeding means
    • B01J2219/247Feeding means for the reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • B01J2219/2474Mixing means, e.g. fins or baffles attached to the plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • B01J2219/2476Construction materials
    • B01J2219/2477Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2481Catalysts in granular from between plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • B01J2219/2491Other constructional details
    • B01J2219/2492Assembling means
    • B01J2219/2496Means for assembling modules together, e.g. casings, holders, fluidic connectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245Plate-type reactors
    • B01J2219/2491Other constructional details
    • B01J2219/2497Size aspects, i.e. concrete sizes are being mentioned in the classified document
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1022Fischer-Tropsch products
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Description

NL 8269-Vo/hv
Werkwijze voor het bedienen van een gefluldiseerd-bedreactor en gefluïdiseerd-bedreactor
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bedienen van een gefluïdiseerd bedreactor en op een gefluïdiseerd bedreactor.
Een aanzienlijk risico wordt gelopen wanneer technologie 5 wordt opgeschaald vanaf proeffabriekschaal naar de schaal van een commerciële fabriek teneinde economische schaalvoordelen te oogsten. Gefluïdiseerd bedreactors, zoals driefase-slurryreactors en tweefase-gefluïdiseerd bedreactors vertonen op typische wijze schaalafhankelijke macromengeffectenen het 10 bovengenoemde risico is derhalve van toepassing wanneer gefluïdiseerd bedreactors worden opgeschaald. Het zal derhalve een voordeel zijn indien een werkwijze kan worden gevonden die op significante wijze het risico kan reduceren dat samenhangt met het opschalen van gefluïdiseerd 15 bedreactors. Bovendien bezitten reactorontwerpen waarin de mengpatronen binnen de reactor beter kunnen worden gemodelleerd of voorspeld uit experimenten, het voordeel dat de mate van de in het algemeen ongewenste terugmenging kan worden beperkt, waardoor eventueel een optimale combinatie 20 kan worden toegestaan van gewenste plugstromingskarakteristieken (in het algemeen een goede productiviteit en goede selectiviteit) en goede mengkarakteristieken (vaak vereist voor een wenselijke vaste stoffenverdeling en gelijkmatige temperatuurprofielen).
25 Overeenkomstig één aspect van de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het bedienen van een tweefase-gef luïdiseerdbedreactor welke werkwijze omvat: het op een laag niveau toevoeren van ten minste één gasvormige reactant in een zich verticaal uitstrekkend 30 gefluïdiseerd lichaam uit vaste deeltjes, welk gefluïdiseerd lichaam is opgesloten in ten minste twee zich verticaal 2 uitstrekkende schachten die zijn opgenomen in een gemeenschappelijke reactorschaal, waarbij elke schacht is verdeeld in een aantal zich verticaal uitstrekkende kanalen waarvan er ten minste een aantal in stromingsverbinding staan 5 en waarbij het gefluidiseerde lichaam aanwezig is in ten minste sommige van de kanalen; het toestaan dat de gasvormige reactant reageert terwijl deze omhoog passeert door het gefluidiseerde bed dat aanwezig is in ten minste een aantal van de kanalen van de schachten, 10 waardoor een gasvormig product wordt gevormd; het toestaan dat het gasvormige product en/of niet gereageerde gasvormige reactanten vrijkomen van het gefluidiseerde lichaam in een kopruimte boven het gefluidiseerde lichaam, en 15 het onttrekken van het gasvormige product en niet gereageerde gasvormige reactant, indien aanwezig, uit de kopruimte.
Op typische wijze bevatten het onttrokken gasvormige product en de niet-gereageerde gasvormige reactant vaste 20 deeltjes uit het gefluidiseerde lichaam. De werkwijze kan aldus omvatten het scheiden van de vaste deeltjes van de gassen, bijvoorbeeld door middel van cyclonen. De werkwijze kan tevens omvatten het terugleiden van de gescheiden vaste deeltjes naar het gefluidiseerde lichaam.
25 De werkwijze kan omvatten het handhaven van het gefluidiseerde lichaam op een wenselijk niveau door het toevoegen of verwijderen van vaste deeltjes bijvoorbeeld door middel van pneumatische werkwijzen. Bij voorkeur wordt een restgas gebruikt bij dergelijke pneumatische werkwijzen 30 teneinde de vaste deeltjes te fluïdiseren indien ze moeten worden toegevoegd aan het gefluidiseerde lichaam.
De uitvinding strekt zich uit tot een werkwijze voor het bedienen van een driefase-slurryreactor als hiervoor beschreven. Bij het verder beschrijven van de uitvinding 35 wordt aldus verwezen naar een slurrylichaam in plaats van een gefluïdiseerd lichaam. Met moet zich echter realiseren dat hetgeen wordt opgemerkt met betrekking tot de uitvinding onder verwijzing naar een slurrylichaam of slurry, tevens van 3 toepassing is op de uitvinding onder verwijzing naar een gefluidiseerd lichaam uit vaste deeltjes, tenzij het voor een deskundige op het gebied van gefluidiseerd bedreactors duidelijk niet toepasbaar zou zijn.
5 Derhalve wordt overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding een werkwijze verschaft voor het bedienen van een driefase-slurryreactor, welke werkwijze omvat het op een laag niveau toevoeren van ten minste één gasvormige reactant in een zich verticaal uitstrekkend 10 slurrylichaam uit vaste deeltjes die zijn gesuspendeerd in een suspensievloeistof, welk slurrylichaam is opgesloten in ten minste twee zich verticaal uitstrekkende schachten die zijn opgenomen in een gemeenschappelijke reactorschaal, waarbij elke schacht is verdeeld in een aantal zich verticaal 15 uitstrekkende kanalen waarvan er ten minste een aantal in slurrystromingsverbinding staan en waarbij het slurrylichaam aanwezig is in ten minste sommige van de kanalen; het toestaan dat de gasvormige reactant reageert terwijl deze omhoog passeert door het slurrylichaam dat aanwezig is 20 in ten minste een aantal van de kanalen van de schachten, waardoor een niet-gasvormig en/of een gasvormig product wordt gevormd; het toestaan dat het gasvormige product, indien aanwezig, en/of de niet-gereageerde gasvormige reactant 25 vrijkomt van het slurrylichaam in een kopruimte boven het slurrylichaam; het onttrekken van het gasvormige product, indien aanwezig, en/of de niet-gereageerde gasvormige reactant aan de kopruimte, en 30 indien noodzakelijk, het handhaven van het slurrylichaam op een gewenst niveau door het onttrekken van slurry of suspensievloeistof, waaronder niet-gasvormig product indien aanwezig, of door het toevoegen van slurry of suspensievloeistof.
35 De werkwijze kan omvatten het door sommige van de kanalen van de schachten leiden van een warmteoverdrachtmedium, waarbij de warmteoverdrachtmedium ί 4 bevattende kanalen van een schacht in stromingsverbinding staan.
De kanalen van een schacht kunnen zich in evenwijdige vlakken bevinden en kunnen afwisselend het slurrylichaam en 5 het warmteoverdrachtmedium bevatten.
In plaats daarvan kan de werkwijze omvatten het omringen van de kanalen van een schacht met het warmteoverdrachtmedium. De kanalen kunnen derhalve de vorm bezitten van zich verticaal uitstrekkende buizen, waarbij de 10 schachten worden gedefinieerd door zich verticaal uitstrekkende zijwanden die de reactor verdelen. De zijwanden kunnen koordes vormen van de schaal wanneer de schaal cirkelcilindrisch is, als gezien in horizontale doorsnede. :
Warmteoverdrachtoppervlakken van de reactor, zoals die ; 15 van de buizen en/of de zijwanden, kunnen eventueel gevormd zijn of getextureerd ter vergroting van hun warmteoverdrachtoppervlakte of ter verbetering van de warmteoverdrachtcoëfficiënten, vergeleken met die van gladde cilindrische buizen of gladde zijwanden. Het vormen of 20 textureren kan, te midden van andere bij deskundigen op het terrein bekende werkwijzen, het gebruik van doorgezette, geribde of gevinde buizen of platen omvatten.
Een slurrystromingsverbinding tussen kanalen in een schacht vindt bij voorkeur slechts plaats ter plaatse van de 25 bovenste en/of onderste uiteinden van dergelijke kanalen.
Zoals men zal inzien fungeert elke schacht met zijn kanalen als een slurry bellenreactor of een driefase-slurryreactor (of in het geval van een gefluïdiseerd bedreactor als een tweefase-gefluïdiseerd bedreactor). Het 30 ontwerp en testen van een enkele schacht op proefschaal is uitvoerbaar, waarbij een reactor op commerciële schaal dan is voorzien van een aantal schachten, waardoor het risico van het opschalen aanzienlijk wordt gereduceerd.
Terwijl wordt aangenomen, dat de werkwijze 35 overeenkomstig het tweede aspect van de uitvinding ten minste in principe een ruimere toepassing kan bezitten, wordt overwogen dat de vaste deeltjes normaal katalysatordeeltjes zullen zijn voor het katalyseren van de reactie van de 5 gasvormige reactant of gasvormige reactanten tot een product, in het bijzonder een vloeibaar product en/of een gasvormig product. De suspensievloeistof zal in het algemeen, doch niet noodzakelijkerwijs altijd, een vloeibaar product zijn, 5 waarbij de vloeibare fase aldus uit het slurrylichaam wordt onttrokken ter handhaving van het slurrylichaam op een gewenst niveau.
Terwijl verder tevens wordt aangenomen dat in principe de werkwijze volgens het tweede aspect van de uitvinding een 10 ruimere toepassing kan bezitten, wordt overwogen dat deze een specifieke toepassing zal bezitten bij een koolwaterstofsynthese waarbij de gasvormige reactanten in staat zijn om katalytisch exotherm te reageren in het slurrylichaam ter vorming van een vloeibaar 15 koolwaterstofproduct en, eventueel, een gasvormig koolwaterstofproduct. In het bijzonder kan de reactie of koolwaterstofsynthese een Fischer-Tropsch synthese zijn, waarbij de gasvormige reactanten de vorm bezitten van een synthesegasstroom die in hoofdzaak koolmonoxide en waterstof 20 bevat, en waarbij zowel vloeibare als gasvormige koolwaterstofproducten worden geproduceerd en het warmteoverdrachtmedium een koelmedium, bijvoorbeeld boilertoevoerwater, is.
De werkwijze kan omvatten het toestaan dat de slurry 25 omlaag passeert vanaf een hoog niveau in het slurrylichaam naar een lager niveau daarvan, onder gebruikmaking van een of een aantal kanalen in de schachten. Dit kan omvatten het verhinderen dat de gasvormige reactant of reactanten een of meer kanalen in de schachten binnentreden, bijvoorbeeld door 30 het verschaffen van een keerplaat, waardoor aan deze kanalen wordt toegestaan om te fungeren als daalpijpen, en/of kan de werkwijze omvatten het ontgassen van de slurry in het kanaal, bijvoorbeeld door het toevoegen van een ontgassen aan een bovenste uiteinde van het kanaal.
35 Het proces kan omvatten het koelen van het gas uit de kopruimte voor het condenseren van een vloeibaar product, bijvoorbeeld vloeibare koolwaterstoffen en reactiewater, waardoor het vloeibare product wordt gescheiden van de gassen 6 ter verschaffing van een restgas, en waarbij ten minste een gedeelte van het restgas wordt gerecycled naar het slurrylichaam als een recyclegasstroom.
Ten minste sommige individuele schachten kunnen elk een 5 inlaat voor een gasvormige reactant bezitten. De werkwijze kan omvatten het toevoeren van de gasvormige reactant of reactanten, of het recyclegas, aan deze individuele schachten. De gasvormige reactant of reactanten kunnen onafhankelijk vanaf de toevoer naar een andere schacht worden 10 geleid, in het bijzonder een andere schacht op hetzelfde niveau.
Ten minste sommige van de schachten kunnen elk een uitlaat of inlaat voor een slurry of een suspensievloeistof bezitten. De werkwijze kan omvatten het handhaven van het 15 slurrylichaamniveau in deze schachten door het toevoeren of onttrekken van slurry of suspensievloeistof door de vloeistofinlaat of -uitlaat. De suspensievloeistof of slurry kan worden toegevoerd of onttrokken vanuit een schacht, onafhankelijk van een andere schacht, in het bijzonder een 20 andere schacht op hetzelfde niveau.
Ten minste sommige van de schachten kunnen een filtratiezone bezitten of definiëren voor het verwijderen van de vloeibare fase uit de reactor. De vloeibare fase kan onafhankelijk van een andere schacht uit een schacht worden 2 5 ont t rokken.
Ten minste twee van de zich verticaal uitstrekkende schachten kunnen verticaal op een afstand van elkaar liggen, waarbij een bovenste uiteinde van een onderste schacht zich lager bevindt dan een onderste uiteinde van een bovenste 30 schacht. De werkwijze kan omvatten het toestaan dat slurry omlaag passeert vanaf een hoog niveau in het slurrylichaam in de bovenste schacht naar een lager niveau daarin, en de werkwijze kan omvatten het toestaan dat de slurry omlaag passeert vanaf een hoog niveau in het slurrylichaam van de 35 onderste schacht naar een lager niveau daarvan. De werkwijze volgens de uitvinding staat aldus een slurry herverdeling of -recycling toe over geselecteerde zich verticaal uitstrekkende gebieden van de reactor, hetgeen minder nadelig 7 is voor een luchtstromingsgedrag dan een slurry recycling over de totale reactorhoogte. Tegelijkertijd worden, als resultaat van het gebruik van de kanalen, de wenselijke kenmerken van een hoge slankheid (verhouding tussen lengte en 5 diameter) voor de reactor gerealiseerd. Indien gewenst kan de werkwijze echter omvatten het toestaan dat slurry omlaag passeert vanaf een hoog niveau in het slurrylichaam in de bovenste schacht naar een laag niveau in het slurrylichaam in de onderste schacht, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van 10 kanalen die verticaal op één lijn liggen of die verticaal zijn verbonden teneinde in stromingsverbinding te staan en die fungeren als daalpijpen.
De werkwijze kan omvatten het toevoeren van recyclegas op een verhoogd niveau in het slurrylichaam, zodat het 15 recyclegas slechts passeert door de bovenste schacht of bovenste schachten en de onderste schacht of onderste schachten vermijdt.
De werkwijze kan omvatten het verhinderen van een slurrystromingsverbinding tussen aangrenzende schachten, of 20 tussen alle schachten op hetzelfde niveau. In plaats daarvan kan de werkwijze een slurryverbinding toestaan tussen aangrenzende schachten op een niveau tussen de bovenste uiteinden en onderste uiteinden van de schachten, of kan de werkwijze omvatten het toestaan van een 25 slurrystromingsverbinding tussen schachten aan de onderste uiteinden van de schachten, in het bijzonder tussen de onderste uiteinden van de onderste schachten. De werkwijze kan tevens omvatten het toestaan van een slurrystromingsverbinding tussen schachten in een verticaal 30 gebied, doch het verhinderen van een slurrystromingsverbinding in een verschillend verticaal gebied tussen dezelfde schachten ter hindering van de vorming van macromengpatronen.
Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding wordt 35 een tweefase-gefluïdiseerd bedreactor verschaft, welke reactor omvat een reactorschaal die ten minste twee zich verticaal uitstrekkende subreactors opneemt die elk een aantal zich 8 verticaal uitstrekkende kanalen definiëren waarvan er ten minste een aantal in stromingsverbinding staan en die een gefluïdiseerd-bedzone definiëren die, tijdens gebruik, een gefluidiseerd lichaam uit vaste deeltjes zal bevatten; 5 een gasinlaat in de reactorschaal voor het toevoeren van een gasvormige reactant of gasvormige reactanten in de reactor, en een gasuitlaat in de reactorschaal voor het onttrekken van gas uit een kopruimte in de reactorschaal boven één of 10 een aantal van de subreactors.
13. Driefase-slurryreactor, welke reactor omvat een reactorschaal die ten minste twee zich verticaal uitstrekkende subreactors opneemt die elk een aantal zich verticaal uitstrekkende kanalen definiëren waarvan er ten 15 minste een aantal in slurrystromingsverbinding staan en die een slurryzone definiëren die, tijdens gebruik, een slurry zal bevatten uit vaste deeltjes die zijn gesuspendeerd in een suspens i evloe i s t of; een gasinlaat in de reactorschaal voor het toevoeren van 20 een gasvormige reactant of gasvormige reactanten in de reactor; een gasuitlaat in de reactorschaal voor het onttrekken van gas uit een kopruimte in de reactorschaal boven een of een aantal van de subreactors, en 25 indien noodzakelijk, een vloeistofinlaat of een vloeistofuitlaat voor het toevoegen of onttrekken van slurry of suspensievloeistof aan of uit de reactor.
De gefluidiseerd bedreactor kan een inlaat of uitlaat voor vaste deeltjes bezitten voor het toevoegen of onttrekken 30 van vaste deeltjes aan of uit de reactor.
Overeenkomstig nog een ander aspect van de uitvinding wordt een driefase-slurryreactor verschaft, welke reactor omvat een reactorschaal die ten minste twee zich verticaal 35 uitstrekkende subreactors opneemt die elk een aantal zich verticaal uitstrekkende kanalen definiëren waarvan er ten minste een aantal in slurrystromingsverbinding staan en die een slurryzone definiëren die, tijdens gebruik, een slurry 9 zal bevatten uit vaste deeltjes die zijn gesuspendeerd in een suspensievloeistof; een gasinlaat in de reactorschaal voor het toevoeren van een gasvormige reactant of gasvormige reactanten in de 5 reactor; een gasuitlaat in de reactorschaal voor het onttrekken van gas uit een kopruimte in de reactorschaal boven een of een aantal van de subreactors, en indien noodzakelijk, een vloeistofinlaat of een 10 vloeistofuitlaat voor het toevoegen of onttrekken van slurry of suspensievloeistof aan of uit de reactor.
Op typische wijze bezitten of definiëren ten minste sommige van de subreactors in de slurryreactor een filtratiezone voor het verwijderen van de vloeibare fase uit 15 de reactor.
De subreactors kunnen voorzien zijn van een aantal zich verticaal uitstrekkende verdeelwanden die tussen zich in de zich verticaal uitstrekkende kanalen definiëren. Eén of een aantal zich verticaal uitstrekkende zijwanden van een 20 subreactor kunnen worden gedefinieerd door een verdeelwand van een of een aantal aangrenzende subreactors.
Op typische wijze zijn ten minste sommige van de kanalen stromingskanalen voor een warmteoverdrachtmediurn, met warmteoverdrachtoppervlakken.
25 In plaats daarvan kunnen de subreactors voorzien zijn van een aantal zich verticaal uitstrekkende buizen, waarbij elke buis een kanaal definieert. Zich verticaal uitstrekkende keerplaten of zijwanden kunnen zijden van de subreactors definiëren. Twee aangrenzende subreactors kunnen een 30 gemeenschappelijke keerplaat of zijwand delen. De zijwanden kunnen uitgevoerd zijn als in het voorgaande beschreven.
Op typische wijze bezitten de buizen een diameter van ten minste 10 cm.
De warmteoverdrachtoppervlakken van de reactor, zoals 35 die van de buizen en/of de zijwanden, kunnen eventueel zodanig zijn gevormd of getextureerd dat hun warmteoverdrachtoppervlakte wordt vergroot of de warmteoverdrachtcoëfficiënten worden verbeterd vergeleken met 10 die van gladde cilindrische buizen of gladde zijwanden. Het vormen of textureren kan, te midden van andere bij deskundigen bekende werkwijzen, het gebruik van doorgezette, geribde of gevinde buizen of platen omvatten.
5 Wanneer de subreactors voorzien zijn van een aantal zich verticaal uitstrekkende verdeelwanden die daartussen de zich verticaal uitstrekkende kanalen definiëren, kunnen ten minste sommige van de kanalen stromingskanalen voor een warmteoverdrachtmedium zijn. Wanneer de subreactors een 10 aantal zich verticaal uitstrekkende buizen bevatten, kan een stromingsruimte voor een warmteoverdrachtmedium worden gedefinieerd tussen de keerplaten of zijwanden van een subreactor, waarbij de stromingsruimte voor het warmteoverdrachtmedium aldus de buizen omringt.
15 Op typische wijze staan/staat de stromingskanalen voor het warmteoverdrachtmedium of de stromingsruimte voor het warmteoverdrachtmedium in stromingsverbinding met een inlaatvoorziening voor het warmteoverdrachtmedium en een uitlaatvoorziening voor het warmteoverdrachtmedium. De 20 inlaatvoorziening voor het warmteoverdrachtmedium en de uitlaatvoorziening voor het warmteoverdrachtmedium kunnen allen dienen als stromingskanalen voor het warmteoverdrachtmedium in een subreactor. De inlaat- of uitlaatvoorziening voor het warmteoverdrachtmedium van een 25 subreactor kan in stromingsverbinding staan met respectievelijk de inlaat- of uitlaatvoorziening voor het warmteoverdrachtmedium van een andere subreactor.
De stromingskanalen voor het warmteoverdrachtmedium en de kanalen die de slurry of de gefluïdiseerde bedzones 30 definiëren kunnen afwisselend gerangschikt zijn.
De reactor kan een of een aantal van de subreactors op een lager niveau in de schaal bezitten en een of een aantal subreactors aangebracht op een hoger niveau in de schaal, zodat de onderste uiteinden van de kanalen van de bovenste 35 subreactor(s) zich boven de bovenste uiteinden van de kanalen van de onderste subreactor(s) bevinden.
De reactor kan een tussenzone bezitten tussen de bovenste subreactor(s) en de onderste subreactor(s). De 11 tussenzone kan in stromingsverbinding staan met de slurry of de kanalen van de gefluidiseerde bedzone van een bovenste subreactor of bovenste subreactors en met de slurry of kanalen van de gefluidiseerde bedzone van een onderste 5 subreactor of onderste subreactors.
De gasinlaat kan zodanig geplaatst zijn dat een gasvormige reactant of gasvormige reactanten rechtstreeks in ten minste sommige van de subreactors wordt geleid, op lage niveaus in de subreactors. Op typische wijze is de gasinlaat 10 zodanig geplaatst dat een gasvormige reactant of gasvormige reactanten rechtstreeks in elk der onderste subreactors wordt geleid, op lage niveaus in deze onderste subreactors.
De reactor kan voorzien zijn van een recyclegasinlaat.
De recyclegasinlaat kan zodanig geplaatst zijn dat recyclegas 15 rechtstreeks in ten minste sommige van de subreactors wordt geleid. De recyclegasinlaat kan zodanig geplaatst zijn dat recyclegas rechtstreeks in elke van de onderste subreactors en/of elke van de bovenste subreactors wordt geleid. Wanneer deze is aangebracht om recyclegas rechtstreeks toe te voeren 20 aan de bovenste subreactors, kan de recyclegasinlaat zodanig zijn geplaatst dat het recyclegas in de tussenzone wordt geleid.
Een of een aantal kanalen van een subreactor kan een daalpijpkanaal zijn. Een daalpijpkanaal kan aan zijn onderste 25 uiteinde voorzien zijn van een gaspreventietoestel, bijvoorbeeld een keerplaat, en/of deze kan aan zijn bovenste uiteinde voorzien zijn van een ontgasser. Een daalpijpkanaal in een bovenste subreactor kan op één lijn liggen of in stromingsverbinding staan met een daalpijpkanaal in een 30 onderste subreactor. In plaats daarvan kan een daalpijpkanaal in een bovenste subreactor horizontaal op afstand liggen van of versprongen zijn ten opzichte van een daalpijpkanaal in een onderste subreactor die zich direct onder de bovenste subreactor bevindt.
35 Bij voorkeur bezit elke subreactor een zich verticaal uitstrekkende zijde die na de schaal wijst of die wordt gedefinieerd door de schaal. Dit staat een leidingsvoorziening toe naar of vanaf elke subreactor.
12
Aangrenzende subreactors op een specifiek niveau in de schaal kunnen van elkaar geïsoleerd zijn in zoverre het een slurry- of gefluïdiseerd lichaam stromingsverbinding betreft. Echter, in één uitvoeringsvorm van de uitvinding, wordt een 5 slurry- of gefluïdiseerd bedstromingsverbinding tussen aangrenzende subreactors verschaft onder de onderste subreactors, dat wil zeggen in een bodem van de reactor. Tevens wordt in een uitvoeringsvorm van de uitvinding een slurry- of gefluïdiseerd lichaam stromingsverbinding 10 verschaft tussen aangrenzende bovenste subreactors, onder de bovenste subreactors doch boven de onderste subreactors. Op typische wijze wordt dit bewerkstelligd door een slurry- of gefluïdiseerd lichaam stroming toe te staan tussen aangrenzende bovenste subreactors, in de tussenzone.
15 Op typische wijze wordt, alwaar een slurry- of gefluïdiseerd lichaam stromingsverbinding tussen subreactors op hetzelfde niveau werd toegestaan, een slurry- of gefluïdiseerd lichaam stromingsverbinding niet toegestaan tussen subreactors die op één lijn liggen met de subreactors 20 tussen welke een slurry- of gefluïdiseerd lichaam stromingsverbinding werd toegestaan, doch die op een ander niveau zijn gelegen.
Op typische wijze wordt een slurry- of gefluïdiseerd lichaam stromingsverbinding tussen de bovenste uiteinden van 25 aangrenzende bovenste subreactors verhinderd. Aldus wordt, alhoewel de kopruimte boven de bovenste subreactors gemeenschappelijk is voor de bovenste subreactors, op typische wijze verhinderd dat slurry of een gefluïdiseerd lichaam vanaf het bovenste uiteinde van een kanaal van een 30 subreactor naar een andere aangrenzende subreactor stroomt, bijvoorbeeld door middel van zijwanden van de subreactors die zich uitstrekken in de kopruimte boven een normaal slurry- of gefluïdiseerd bedniveau in elke bovenste subreactor.
De uitvinding zal thans gedetailleerder worden 35 beschreven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin 13
Fig. 1 schematisch een zijdelings doorsnedenaanzicht toont van een driefase-slurryreactor in overeenstemming met de uitvinding;
Fig. 2 een bovendoorsnedenaanzicht toont van de 5 slurryreactor volgens Fig. 1;
Fig. 3 een zijdelings doorsnedenaanzicht toont van een andere uitvoeringsvorm van een driefase-slurryreactor in overeenstemming met de uitvinding; en
Fig. 4 een bovendoorsnedenaanzicht toont van de 10 slurryreactor volgens Fig. 3.
Verwijzend naar de Fig. 1 en 2 van de tekeningen duidt het verwijzingscijfer 10 in het algemeen een driefase-slurryreactor aan in overeenstemming met de uitvinding. De reactor 10 is geschikt voor een koolwaterstofsynthese in een 15 proces waarbij gasvormige reactanten in de vorm van een synthesegas reageren in een slurrylichaam of slurrybed dat een productsuspensievloeistof en katalysatordeeltjes bevat.
De reactor 10 bevat een reactorschaal 12 die 24 parallellepipidumvormige subreactors 14 bevat. De subreactors 20 14 zijn gegroepeerd in groepen van telkens 12, waarbij een in het algemeen door het verwijzingscijfer 16 aangeduide groep bestaat uit onderste subreactors, en een andere, in het algemeen door het verwijzingscijfer 18 aangeduide groep bestaat uit bovenste subreactors. De bovenste subreactors 25 zijn verticaal op een afstand gelegen van de onderste subreactors waardoor een tussenzone 20 overblijft tussen de bovenste subreactors 18 en de onderste subreactors 16.
Elke subreactor 14 is voorzien van een aantal zich verticaal uitstrekkende metalen verdeelwanden of platen 22 30 die daartussen zich verticaal uitstrekkende kanalen 24 definiëren. De subreactors 14 bezitten tevens zijwanden 26. Zoals duidelijk zichtbaar is in Fig. 2, worden de zijwanden 26 van sommige subreactors 14 gedefinieerd door een verdeelwand 22 van een aangrenzende subreactor 14, waarbij de 35 verdeelwanden 22 van deze twee subreactors 14 loodrecht zijn gerangschikt.
Alhoewel niet getoond in de Fig. 1 en 2, kunnen ten minste sommige van de verdeelwanden of platen 22 zodanig zijn 14 gevormd of getextureerd dat hun warmteoverdrachtoppervlakte wordt vergroot of dat de warmteoverdrachtcoëfficiënten worden verbeterd. Het vormen of textureren kan, te midden van andere bij deskundigen bekende werkwijzen, het gebruik van 5 doorgezette, geribde of gevinde platen omvatten.
De reactor 10 is tevens voorzien van een gasinlaat 28 op een laag niveau, onder de onderste subreactors 16, en een gasuitlaat 30 op een hoog niveau. De gasuitlaat 30 staat in stromingsverbinding met een kopruimte 32 in de schaal 12 10 boven de bovenste subreactors 18. Een recyclegasinlaat 34 leidt in de tussenzone 20 en een vloeistof- of slurry uitlaat 36 begint onder de onderste subreactors 16.
De kanalen 24 van elke subreactor 14 zijn afwisselend slurrykanalen en koelkanalen. Met andere woorden bevatten 15 tijdens gebruik de kanalen 24 van een subreactor 14 hetzij slurry, of boilertoevoerwater als een warmteoverdracht- of koelmedium, waarbij de slurry en het boilertoevoerwater aanwezig zijn in afwisselende kanalen. Elke subreactor 14 is aldus voorzien van een inlaatvoorziening voor een 20 warmteoverdrachtmedium (niet getoond) en een uitlaatvoorziening (niet getoond) voor een j warmteoverdrachtmedium. De inlaatvoorziening voor het warmteoverdrachtmedium van een subreactor 14 voert tijdens gebruik boilertoevoerwater toe in alle koelkanalen van de 25 subreactor 14, aan één uiteinde daarvan. De uitlaatvoorziening voor het warmteoverdrachtmedium onttrekt het boilertoevoerwater uit alle koelkanalen, aan het andere uiteinde van de subreactor 14. De stroming van het boilertoevoerwater door de koelkanalen kan hetzij omhoog of 30 omlaag plaatsvinden, dat wil zeggen in gelijkstroming of tegenstroming tijdens gebruik ten opzichte van gasvormige reactanten en bellen van het gasvormige product die door de slurrykanalen opstijgen.
De slurrykanalen bezitten open uiteinden. In 35 tegenstelling tot de slurrykanalen bezitten de koelkanalen gesloten bovenste en onderste uiteinden, doch staan in stromingsverbinding met elkaar aan hun uiteinden en met de inlaat- en uitlaatvoorzieningen voor het 15 warmteoverdrachtmedium, met een constructie die lijkt op een plaatwarmtewisselaar.
In de uitvoeringsvorm van de uitvinding die wordt getoond in de Fig. 1 en 2 strekken de zijwanden 26 van de 5 onderste subreactors 16 zich omlaag uit naar de schaal 12, alwaar ze zijn afgedicht tegen de schaal 12. Met andere woorden staan de onderste subreactors 16 onder de kanalen 24 van de onderste subreactors 16 niet in stromingsverbinding.
De gasinlaat 28 voedt aldus elk der onderste subreactors 16 10 individueel. Op typische wijze zal een stromingsregelaar voor een gasvormige reactant (niet getoond) worden toegepast voor elk der onderste subreactors 16. Op overeenkomstige wijze is de vloeistofuitlaat 36 geplaatst om vloeistof te onttrekken onder elk der onderste subreactors 16 afzonderlijk. Op 15 typische wijze behoort een niveauregelaar voor het slurrylichaam of slurrybed (niet getoond) bij elk der bovenste subreactors 18, teneinde het onttrekken van vloeistof of slurry aan de onderste subreactors 16 te regelen.
20 Zoals zichtbaar is in Fig. 1 van de tekeningen, bestaat in de tussenzone 20 evenmin een horizontale slurrystromingsverbinding tussen de onderste subreactors 16 of tussen de bovenste subreactors 18, ten gevolge van de zijwanden 26 van hetzij de bovenste hetzij de onderste 25 subreactors 16, 18 die barrières vormen in de tussenzone 20. Echter, de onderste subreactors 16 staan onmiddellijk daarboven in slurrystromingsverbinding met de bovenste subreactors 18. Met andere woorden staat een subreactor 14 die een onderste subreactor vormt en die verticaal op lijn 30 ligt met een subreactor 14 die een bovenste subreactor vormt, in stromingsverbinding met de bovenste subreactor.
De zijwanden 26 van de bovenste subreactors 18 strekken zich omhoog uit in de kopruimte 32 teneinde omhoog uit te steken boven een normaal slurryniveau dat wordt aangeduid 35 door het verwijzingscijfer 38. Dientengevolge staan de bovenste subreactors 18 ter plaatse van hun bovenste uiteinden evenmin in horizontale slurrystromingsverbinding, alhoewel ze de gemeenschappelijke kopruimte 32 delen.
16
De recyclegasinlaat 34 voedt elke bovenste subreactor 18 individueel, zoals schematisch is getoond in Fig. 1. Indien gewenst kan een recyclegasstromingsregelaar worden toegepast voor elk van de bovenste subreactors 18. De plaatsing van de 5 recyclegasinlaat 34 in Fig. 1 is slechts schematisch weergegeven. In de praktijk is het, ten gevolge van het feit dat elk van de subreactors 14 op typische wijze ten minste één zijwand 26 bezit die naar de schaal 12 wijst, op typische wijze eenvoudig om elk van de bovenste subreactors 18 te 10 voorzien van een individuele recyclegasinlaat die zich uitstrekt door de schaal 12. Op overeenkomstige wij ze kunnen deze leidingsvoorzieningen voor de vloeistofuitlaat 36 en de gasinlaat 28, indien het niet gewenst is om binnen te treden door de bodem van de schaal 12, binnentreden door de 15 cirkelcilindrische schaal 12 omdat de onderste subreactors 16 eveneens elk ten minste één zijwand 26 bezitten die naar de schaal 12 wijst.
Ten minste sommige van de slurrykanalen 24 van de bovenste subreactors 18 en de onderste subreactors 16 zijn 20 geconfigureerd om te functioneren als daalpijpkanalen. Deze kanalen zijn aan hun onderste uiteinden voorzien van een gaspreventietoestel, zoals een keerplaat (niet getoond), en/of ter plaatse van een bovenste uiteinde voorzien van een ontgasser (niet getoond). Een daalpijpkanaal in een bovenste 25 subreactor 16 kan gelegen zijn direct boven of kan op één lijn liggen met een daalpijpkanaal van een onderste subreactor 16. Indien gewenst kunnen deze twee daalpijpkanalen tevens fysiek worden verbonden zodat ze in rechtstreekse stromingsverbinding met elkaar staan. In plaats 30 daarvan kan een daalpijpkanaal in een bovenste subreactor 18 horizontaal op een afstand liggen van of versprongen zijn ten opzichte van een daalpijpkanaal in een onderste subreactor 16.
De reactor 10 is geschikt voor veel processen die een 35 driefase-slurryreactor vereisen en die een warmteoverdracht naar of vanaf de slurry vereisen. Echter, slechts één gebruik, namelijk een koolwaterstofsynthese, zal thans worden beschreven.
17
Tijdens gebruik wordt een vers synthesegas dat in hoofdzaak koolmonoxide en waterstof als gasvormige reactanten bevat, via de gasinlaat 28 toegevoerd in de bodem van de reactor 10. Het synthesegas wordt individueel toegevoerd in 5 elk van de onderste subreactors 16 en wordt op typische wijze uniform verdeeld via een sprenkelsysteem (niet getoond) binnen elk van de onderste subreactors 16. Tegelijkertijd wordt een recyclegasstroom (op typische wijze gekoeld) die op typische wijze waterstof, koolmonoxide, methaan en 10 kooldioxide bevat, teruggeleid naar de reactor 10 via de recyclegasinlaat 34. De volledige recyclegasstroom kan in de bovenste subreactors 18 worden geleid door middel van de recyclegasinlaat 34 of, indien gewenst, kan een gedeelte van de recyclegasstroom worden teruggeleid naar de bodem van de 15 reactor 10, zoals getoond door de leiding 34.1, en de gasinlaat 28 binnentreden.
Evenals het verse synthesegas wordt het recyclegas individueel toegevoerd aan elk van de bovenste subreactors 18 en op typische wijze uniform verdeeld binnen de bovenste 20 subreactors 18 door middel van een sprenkelsysteem (niet getoond) binnen elk van de bovenste subreactors 18. Door gebruikmaking van de recyclegasinlaat 34 is het aldus mogelijk om mogelijk te maken dat een gedeelte van het recyclegas de slurry vermijdt die is gelegen in de bovenste 25 subreactors 16. Op deze wijze kan de totale gasopname in de reactor 1 worden gereduceerd, waardoor op verrassende wijze de reactorcapaciteit wordt verhoogd.
De gasvormige reactanten, die het verse synthesegas en elk recyclegas omvatten, passeren omhoog door een 30 slurrylichaam 40 dat de slurrykanalen van de bovenste en onderste subreacties 18, 16 vult en dat zich uitstrekt vanaf de bodem van de reactor 10 tot aan het niveau 38. Het slurrylichaam 40 bevat Fischer-Tropsch katalysatordeeltjes, op typische wijze een op ijzer of op kobalt gebaseerde 35 katalysator, die zijn gesuspendeerd in een vloeibaar product. Het slurrylichaam 40 wordt zodanig geregeld dat het een slurryniveau 38 bezit boven de open bovenste uiteinden van de slurrykanalen 24 van de bovenste subreactors 18, doch onder 18 de bovenste uiteinden van de zijwanden 26 van de bovenste subreactors 18 die zich in de kopruimte 32 uitstrekken.
Wanneer het synthesegas door het slurrylichaam 40 borrelt, reageren de gasvormige reactanten daarin katalytisch 5 en exotherm ter vorming van een vloeibaar product, dat aldus een deel vormt van het slurrylichaam 40. Van tijd tot tijd, of continu, wordt de vloeibare fase of de slurry die het vloeibare product bevat, onttrokken door de vloeistofuitlaat 36, waarbij het slurryniveau 38 in elk der bovenste 10 subreactors 18 aldus individueel wordt geregeld. De katalysatordeeltjes worden gescheiden van het vloeibare product in een geschikt intern of extern scheidingssysteem, bijvoorbeeld onder gebruikmaking van filters (niet getoond). Indien het scheidingssysteem extern ten opzichte van de 15 reactor 10 is gelegen, wordt dan een aanvullend systeem (niet getoond) verschaft om de gescheiden katalysatordeeltjes terug te leiden naar de reactor 10.
Het verse toegevoerde synthesegas en het recyclegas worden in de reactor 10 toegevoerd in een snelheid die 20 voldoende is om alle katalysatordeeltjes binnen de reactor 10 zonder afzetting te agiteren en te suspenderen. De gasstromingssnelheid zal worden gekozen afhankelijk van de slurryconcentratie, katalysatordichtheid, dichtheid en viscositeit van het suspenderende medium en de specifiek 25 gebruikte deeltjesafmeting. Geschikte gasstromingssnelheden omvatten, bijvoorbeeld, van ongeveer 5 cm per seconde tot ongeveer 50 cm per seconde. Echter, gassnelheden tot aan 85 cm per seconde werden getest in bellen kolommen. Het gebruik van hogere snelheden bezit het nadeel dat deze worden 30 vergezeld door een hogere gasopname in de reactor waardoor relatief minder ruimte blijft voor het opnemen van de de katalysator bevattende slurry. Ongeacht welke gasstromingssnelheid echter wordt gekozen, moet deze voldoende zijn om een deeltjesafzetting en -agglomeratie in 35 de subreactors 14 te vermijden.
Een gedeelte van de slurry passeert continu omlaag door de daalpijpkanalen, waardoor een herverdeling van de katalysatordeeltjes binnen het slurrylichaam 40 wordt 19 bewerkstelligd en een uniforme warmteherverdeling door het slurrylichaam 40 wordt bevorderd. Zoals men zal inzien is, afhankelijk van de rangschikking van de daalpijpkanalen in de bovenste subreactors 18 en hun bijbehorende onderste 5 subreactors 16, een slurryherverdeling over geselecteerde zich verticaal uitstrekkende gebieden van de reactor 10 mogelijk.
Elke subreactor 14 wordt zodanig bediend dat het slurrybed 40 daarin zich in een heterogeen of earn-turbulent 10 stromingsregime bevindt en is voorzien van een verdunde fase die bestaat uit snel opstijgende grotere bellen uit gasvormige reactanten en het gasvormige product die het slurrylichaam 40 nagenoeg op plugstromingswijze passeren, en een dichtere fase die het vloeibare product, vaste 15 katalysatordeeltjes en meegenomen kleinere bellen uit gasvormige reactanten en gasvormig product bevat. Door middel van het gebruik van de subreactors 14 wordt het plugstromingsgedrag van de volledige reactor 10 bevorderd, omdat elke subreactor 14 een hoge slankheid bezit die ver 20 boven de slankheid van de schaal 12 ligt.
Het slurrylichaam 40 is aanwezig in afwisselende, of van open uiteinden voorziene, kanalen 24 in elke subreactor 14. Het boilertoevoerwater als koelmedium wordt gecirculeerd door de resterende, van gesloten uiteinden voorziene, kanalen 24 25 teneinde de warmte van de exotherme reacties af te voeren. Zoals men zal inzien verschaffen de verdeelwanden 22 grote warmteoverdrachtoppervlakken voor het afvoeren van warmte uit het slurrylichaam 40.
Lichte koolwaterstofproducten, zoals C2o en een lagere 30 fractie, worden onttrokken uit de reactor 10 via de gasuitlaat 30 en naar een scheidingseenheid geleid (niet getoond). Op typische wijze omvat de scheidingseenheid een reeks koelers en een damp-vloeistofscheider en kan deze eventueel extra koelers en schelders omvatten en eventueel 35 tevens een cryogene eenheid voor het verwijderen van waterstof, koolmonoxide, methaan en kooldioxide uit het C2o en de lagere koolwaterstoffractie. Andere scheidingstechnologieën, zoals membraaneenheden, 20 drukvariatie-adsorptie-eenheden en/of eenheden voor het selectief verwijderen van kooldioxide, kunnen worden toegepast. De afgescheiden gassen die stikstof, koolmonoxide en andere gassen bevatten, worden gecomprimeerd en gerecycled 5 door middel van een compressor (niet getoond) ter verschaffing van de recyclegasstroom. Gecondenseerde vloeibare koolwaterstoffen en reactiewater worden aan de scheidingseenheid onttrokken voor een verder opwerken.
Men dient zich tevens te realiseren dat, alhoewel de 10 reactor 10 als weergegeven het recyclen van gas naar de reactor 10 toestaat, het niet noodzakelijkerwijs zodanig is dat een recyclegasstroom in alle uitvoeringsvormen zal worden toegepast.
In de uitvoeringsvorm van de uitvinding als getoond in 15 Fig. 1 en 2 is geen slurrystromingsverbinding mogelijk tussen de subreactors 14 op hetzelfde niveau. Het is echter tamelijk eenvoudig om het reactorgedrag te wijzigen ter verkrijging van een dwarsgerichte of horizontale slurrystromingsverbinding op geselecteerde niveaus binnen de 20 reactor 10. Aldus is het, bijvoorbeeld door het verwijderen of wijzigen van de gedeeltes van de zijwanden 26 van de onderste subreactors 16 die zich omlaag onder de onderste subreactors 16 uitstrekken, mogelijk om een slurrystromingsverbinding toe te staan tussen de onderste 25 subreactors 16 in de bodem van de reactor 10. Op overeenkomstige wijze kan tevens een slurrystromingsverbinding tussen de onderste subreactors 16 of tussen de bovenste subreactors 18 in de tussenzone 20 worden bewerkstelligd.
30 Verwijzend naar de Fig. 3 en 4 van de tekeningen, wordt een andere uitvoeringsvorm van een driefase-slurryreactor in overeenstemming met de uitvinding in het algemeen aangeduid door het verwijzingscijfer 100. De reactor 100 belichaamt dezelfde concepten als de reactor 10 en omvat derhalve veel 35 onderdelen of kenmerken die hetzelfde of overeenkomstig zijn. Deze onderdelen of kenmerken worden door dezelfde verwijzingscijfers in de Fig. 3 en 4 aangeduid als in de Fig. 1 en 2, tenzij anders aangeduid.
21
In de reactor 100 definiëren de zijwanden 26 van elke subreactor koorden van de schaal 12, zoals duidelijk zichtbaar is in Fig. 4. In plaats van verdeelwanden te bezitten overeenkomstig de verdeelwanden 22 van de reactor 5 10, bezit de reactor 100 in elk van de subreactors 14 een aantal zich verticaal uitstrekkende buizen 102 die zijn aangebracht tussen bovenste en onderste buisplaten 104.
Tussen de zijwanden 26 en de buizen 102 omringend, wordt een stromingsruimte voor een warmteoverdrachtmedium 10 (stromingsruimte voor het boilertoevoerwater) 106 gedefinieerd.
De reactor 100 wordt op dezelfde wijze bediend als reactor 10, waarbij het slurrylichaam 40 de buizen 102 vult. In de in de Fig. 3 en 4 getoonde uitvoeringsvorm wordt, 15 evenals het geval is bij de reactor 10, geen slurrystromingsverbinding toegestaan tussen aangrenzende onderste subreactors 16, in de bodem van de reactor 100, of tussen aangrenzende bovenste subreactors 18, boven de bovenste subreactors 18 in de kopruimte 32. Echter, in de 20 tussenzone 20 wordt een slurrystromingsverbinding tussen aangrenzende subreactors 14 toegestaan.
Alhoewel niet getoond in de Fig. 3 en 4, kunnen ten minste sommige van de buizen 102 zodanig gevormd of getextureerd zijn dat hun warmteoverdrachtoppervlakte wordt 25 vergroot of de warmteoverdrachtscoëfficiënten worden verbeterd. Het vormen of textureren kan, te midden van andere bij deskundigen bekende werkwijzen, het gebruik van doorgezette, geribde of gevinde buizen omvatten.
Tijdens gebruik wordt boilertoevoerwater gecirculeerd 30 door de stromingsruimtes 106 voor het boilertoevoerwater, waarbij het op typische wijze elke subreactor 14 binnentreedt op een laag niveau en deze verlaat op een hoog niveau.
Evenals bij de reactor 10 kan elke subreactor 14 van de reactor 100 eenvoudig worden voorzien van 35 leidingsvoorzieningen omdat elke subreactor 14 een zijwand bezit die wordt gedefinieerd door de schaal 12.
Gemeend wordt dat de reactors 10, 100, als weergegeven, ontwerpen vormen die in aanzienlijke mate het risico van het 22 opschalen vanaf de schaal van een proeffabriek tot de schaal van een commerciële fabriek reduceren, waarbij gereduceerde schaalafhankelijke macromengeffecten optreden. Tevens wordt | gemeend, dat deze reactorontwerpen beter kunnen worden | 5 gemodelleerd of voorspeld door experimenten, waardoor betere | combinaties van wenselijke plugstromingskarakteristieken en j goed gemengde karakteristieken van reactanten en producten worden toegestaan. Het ontwerp en testen van een enkele subreactor op proefschaal is mogelijk, waarbij het opschalen 10 thans slechts het toevoegen van subreactors omvat. De weergegeven reactorontwerpen verschaffen tevens grote warmteoverdrachtoppervlakken en gedeelde functies, zoals een filtratie over een te onderhouden subreactor. Deze ontwerpen staan tevens verticaal getrapte daalpijpen toe die het 15 nadelige effect op het plugstromingsgedrag van over de gehele reactorhoogte werkende daalpijpen reduceren. Katalysators kunnen tevens verticaal in een grotere mate worden afgescheiden dan bij bekende reactorontwerpen welke de aanvrager kent. Dit kan op gunstige wijze worden gebruikt, in 20 het bijzonder bij ijzerkatalysators, teneinde minder van de katalysator bloot te stellen aan gebieden in de reactor met een hoge partiële waterdruk die op negatieve wijze de katalysatoractiviteit beïnvloeden, hetgeen leidt tot een verhoogde reactorproductiviteit.

Claims (22)

1. Werkwijze voor het bedienen van een tweefase-gefluïdiseerdbedreactor welke werkwijze omvat: het op een laag niveau toevoeren van ten minste één gasvormige reactant in een zich verticaal uitstrekkend 5 gefluïdiseerd lichaam uit vaste deeltjes, welk gefluidiseerd lichaam is opgesloten in ten minste twee zich verticaal uitstrekkende schachten die zijn opgenomen in een gemeenschappelijke reactorschaal, waarbij elke schacht is verdeeld in een aantal zich verticaal uitstrekkende kanalen 10 waarvan er ten minste een aantal in stromingsverbinding staan en waarbij het gefluïdiseerde lichaam aanwezig is in ten minste sommige van de kanalen; het toestaan dat de gasvormige reactant reageert terwijl deze omhoog passeert door het gefluïdiseerde bed dat aanwezig 15 is in ten minste een aantal van de kanalen van de schachten, waardoor een gasvormig product wordt gevormd; het toestaan dat het gasvormige product en/of niet gereageerde gasvormige reactanten vrijkomen van het gefluïdiseerde lichaam in een kopruimte boven het 20 gefluïdiseerde lichaam, en het onttrekken van het gasvormige product en niet gereageerde gasvormige reactant, indien aanwezig, uit de kopruimte.
2. Werkwijze voor het bedienen van een driefase-25 slurryreactor, welke werkwijze omvat het op een laag niveau toevoeren van ten minste één gasvormige reactant in een zich verticaal uitstrekkend slurrylichaam uit vaste deeltjes die zijn gesuspendeerd in een suspensievloeistof, welk slurrylichaam is opgesloten in 30 ten minste twee zich verticaal uitstrekkende schachten die zijn opgenomen in een gemeenschappelijke reactorschaal, waarbij elke schacht is verdeeld in een aantal zich verticaal uitstrekkende kanalen waarvan er ten minste een aantal in slurrystromingsverbinding staan en waarbij het slurrylichaam aanwezig is in ten minste sommige van de kanalen; het toestaan dat de gasvormige reactant reageert terwijl deze omhoog passeert door het slurrylichaam dat aanwezig is j 5 in ten minste een aantal van de kanalen van de schachten, j waardoor een niet-gasvormig en/of een gasvormig product wordt gevormd; het toestaan dat het gasvormige product, indien aanwezig, en/of de niet-gereageerde gasvormige reactant 10 vrijkomt van het slurrylichaam in een kopruimte boven het slurrylichaam; het onttrekken van het gasvormige product, indien aanwezig, en/of de niet-gereageerde gasvormige reactant aan de kopruimte, en 15 indien noodzakelijk, het handhaven van het slurrylichaam op een gewenst niveau door het onttrekken van slurry of suspensievloeistof, waaronder niet-gasvormig product indien aanwezig, of door het toevoegen van slurry of suspensievloeistof.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of conclusie 2, waarbij de kanalen van een schacht zich in evenwijdige vlakken bevinden, en waarbij een warmteoverdrachtmedium wordt gevoerd door sommige van de kanalen van de schachten.
4. Werkwijze volgens conclusie 1 of conclusie 2, waarbij 25 de kanalen de vorm van zich verticaal uitstrekkende buizen bezitten, waarbij de schachten worden gedefinieerd door zich verticaal uitstrekkende zijwanden die de reactor verdelen en waarbij de kanalen van een schacht worden omringd door het warmteoverdrachtmedium.
5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de slurrystromingsverbinding tussen de kanalen in een schacht die het gefluïdiseerde of slurrylichaam bevat, slechts plaatsvindt ter plaatse van het bovenste en/of onderste uiteinde van dergelijke kanalen.
6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de vaste deeltjes katalysatordeeltjes zijn voor het katalyseren van de reactie van de gasvormige reactant of de gasvormige reactanten tot een product.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de reactie een Fischer-Tropsch koolwaterstofsynthese is.
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste sommige individuele schachten elk een 5 inlaat voor een gasvormige reactant bezitten, waarbij de werkwijze omvat het toevoeren van de gasvormige reactant of reactanten, of een recyclegas, aan deze individuele schachten onafhankelijk van de toevoer aan een andere schacht.
9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 10 waarbij ten minste twee van de zich verticaal uitstrekkende schachten verticaal op een afstand van elkaar liggen, waarbij een bovenste uiteinde van een onderste schacht zich onder een onderste uiteinde van een bovenste schacht bevindt.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de reactor 15 een driefase-slurryreactor is, en die omvat het toestaan dat de slurry omlaag passeert vanaf een hoog niveau in het slurrylichaam in de bovenste schacht naar een lager niveau van de bovenste schacht, en/of die omvat het toestaan dat slurry omlaag passeert vanaf een hoog niveau in het 20 slurrylichaam van de onderste schacht naar een laag niveau van de onderste schacht.
11. Werkwijze volgens conclusie 9 of conclusie 10, welke omvat het toevoeren van een recyclegas op een verhoogd niveau in de reactor, zodat dit recyclegas slechts passeert door de 25 bovenste schacht of bovenste schachten en de onderste schacht of onderste schachten passeert.
12. Tweefase-gefluïdiseerd bedreactor, welke reactor omvat een reactorschaal die ten minste twee zich verticaal 30 uitstrekkende subreactors opneemt die elk een aantal zich verticaal uitstrekkende kanalen definiëren waarvan er ten minste een aantal in stromingsverbinding staan en die een gefluïdiseerd-bedzone definiëren die, tijdens gebruik, een gefluïdiseerd lichaam uit vaste deeltjes zal bevatten; 35 een gasinlaat in de reactorschaal voor het toevoeren van een gasvormige reactant of gasvormige reactanten in de reactor, en - --- 26 ; een gasuitlaat in de reactorschaal voor het onttrekken van gas uit een kopruimte in de reactorschaal boven één of een aantal van de subreactors.
13. Driefase-slurryreactor, welke reactor omvat 5 een reactorschaal die ten minste twee zich verticaal uitstrekkende subreactors opneemt die elk een aantal zich verticaal uitstrekkende kanalen definiëren waarvan er ten minste een aantal in slurrystromingsverbinding staan en die een slurryzone definiëren die, tijdens gebruik, een slurry 10 zal bevatten uit vaste deeltjes die zijn gesuspendeerd in een suspensievloeistof; een gasinlaat in de reactorschaal voor het toevoeren van een gasvormige reactant of gasvormige reactanten in de reactor; 15 een gasuitlaat in de reactorschaal voor het onttrekken van gas uit een kopruimte in de reactorschaal boven een of een aantal van de subreactors, en indien noodzakelijk, een vloeistofinlaat of een vloeistofuitlaat voor het toevoegen of onttrekken van slurry 20 of suspensievloeistof aan of uit de reactor.
14. Reactor volgens conclusie 12 of conclusie 13, waarbij ten minste een aantal van de subreactors een aantal zich verticaal uitstrekkende verdeelwanden bevat die tussen zich in de zich verticaal uitstrekkende kanalen definiëren.
15. Reactor volgens conclusie 14, waarbij ten minste een aantal van de kanalen stromingskanalen zijn voor een warmteoverdrachtmedium.
16. Reactor volgens conclusie 12 of conclusie 13, waarbij de subreactors een aantal zich verticaal 30 uitstrekkende buizen bevatten, waarbij elke buis een kanaal definieert en waarbij zich verticaal uitstrekkende keerplaten of zijwanden de zijden van de subreactors definiëren.
17. Reactor volgens conclusie 16, waarbij een stromingsruimte voor een warmteoverdrachtmedium wordt 35 gedefinieerd tussen de keerplaten of zijwanden van een subreactor, welke stromingsruimte voor een warmteoverdrachtmedium aldus de buizen omringt.
18. Reactor volgens een der conclusies 12 tot 17, die is voorzien van een of een aantal subreactors die zijn geplaatst op een lager niveau in de schaal en een of een aantal subreactors die zijn geplaatst op een hoger niveau in de 5 schaal, zodat de onderste uiteinden van de kanalen van de bovenste subreactor(s) zich boven de bovenste uiteinden van de kanalen van de onderste subreactor(s) bevinden.
19. Reactor volgens conclusie 18, die is voorzien van een tussenzone tussen de bovenste subreactor(s) en de 10 onderste subreactor(s), welke tussenzone in stromingsverbinding staat met de slurrykanalen of gefluïdiseerd-bedzonekanalen van een bovenste subreactor of bovenste subreactors en met slurrykanalen of gefluïdiseerd-bedzonekanalen van een onderste subreactor of onderste 15 subreactors.
20. Reactor volgens een der conclusies 12 tot 19, waarbij de gasinlaat zodanig is geplaatst dat deze een gasvormige reactant of gasvormige reactanten rechtstreeks toevoert in ten minste een aantal van de subreactors, op lage 20 niveaus in de subreactors.
21. Reactor volgens een der conclusies 12 tot 20, waarbij elke subreactor een zich verticaal uitstrekkende zijde bezit die wijst naar de schaal of die wordt gedefinieerd door de schaal.
22. Reactor volgens een der conclusies 12 tot 21, waarbij de slurry-stromingsverbinding of gefluïdiseerd-lichaam-stromingsverbinding tussen bovenste uiteinden van aangrenzende subreactors, of ten minste bovenste uiteinden van aangrenzende bovenste subreactors, indien aanwezig, wordt 30 verhinderd. ———- " "
NL2000030A 2005-03-17 2006-03-17 Werkwijze voor het bedienen van een gefluïdiseerd-bedreactor en gefluïdiseerd-bedreactor. NL2000030C2 (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA200502263 2005-03-17
ZA200502263 2005-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL2000030A1 NL2000030A1 (nl) 2006-09-20
NL2000030C2 true NL2000030C2 (nl) 2007-06-14

Family

ID=36992115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2000030A NL2000030C2 (nl) 2005-03-17 2006-03-17 Werkwijze voor het bedienen van een gefluïdiseerd-bedreactor en gefluïdiseerd-bedreactor.

Country Status (15)

Country Link
US (3) US8008359B2 (nl)
JP (1) JP5674271B2 (nl)
KR (1) KR20080009267A (nl)
CN (1) CN101155631B (nl)
AU (1) AU2006224209B2 (nl)
BR (1) BRPI0608541B1 (nl)
CA (1) CA2601510C (nl)
DE (1) DE112006000625T5 (nl)
GB (1) GB2438815B (nl)
IT (1) ITMI20060493A1 (nl)
NL (1) NL2000030C2 (nl)
NO (1) NO20075303L (nl)
RU (1) RU2391132C2 (nl)
WO (1) WO2006097904A2 (nl)
ZA (1) ZA200707990B (nl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080009268A (ko) * 2005-03-17 2008-01-28 사솔 테크놀로지(프로프라이어터리) 리미티드 삼상 슬러리 반응기의 작동 방법
US7645892B2 (en) 2006-05-02 2010-01-12 Lyondell Chemical Technology, L.P. Reaction system
CN101462927B (zh) * 2007-12-20 2012-04-04 财团法人工业技术研究院 多重区间反应装置
US8394154B2 (en) 2007-12-28 2013-03-12 Texaco Inc. Counter-current oxidation and steam methane reforming process and reactor therefor
US7989511B2 (en) 2008-05-21 2011-08-02 Texaco Inc. Process and apparatus for synthesis gas and hydrocarbon production
US8624069B2 (en) * 2008-08-08 2014-01-07 Afognak Native Corporation Conversion of biomass feedstocks into hydrocarbon liquid transportation fuels
MY158204A (en) 2008-09-30 2016-09-15 Japan Oil Gas & Metals Jogmec Liquid-fuel synthesizing method and liquid-fuel, synthsizing apparatus
US8841495B2 (en) * 2011-04-18 2014-09-23 Gas Technology Institute Bubbling bed catalytic hydropyrolysis process utilizing larger catalyst particles and smaller biomass particles featuring an anti-slugging reactor
CA2843645C (en) 2011-08-04 2019-07-30 Stephen L. Cunningham Plasma arc furnace and applications
JP6688742B2 (ja) 2014-05-09 2020-04-28 カニンガム,スティーブン,エル. アーク炉製錬システムおよび方法
CN104697370A (zh) * 2015-03-12 2015-06-10 上海板换机械设备有限公司 板式固液流化床换热器
BR112017026811B1 (pt) * 2015-06-15 2022-04-26 Basell Polyolefine Gmbh Usina para polimerização e processos para a preparação de um polímero e de um produto a jusante
FR3053452B1 (fr) * 2016-07-01 2018-07-13 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Echangeur de chaleur comprenant un dispositif de distribution d'un melange liquide/gaz

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB728543A (en) * 1952-03-05 1955-04-20 Koppers Gmbh Heinrich Process for the synthesis of hydrocarbons
US2853369A (en) * 1955-01-12 1958-09-23 Kolbel Herbert Apparatus for carrying out gaseous catalytic reactions in liquid medium
FR1603547A (en) * 1968-12-11 1971-05-03 Micro organism bleeding method
FR2536676B1 (fr) * 1982-11-26 1993-01-22 Inst Francais Du Petrole Reacteurs a plaques pour syntheses chimiques effectuees sous haute pression en phase gazeuse et en catalyse heterogene
JP3096302B2 (ja) * 1989-12-11 2000-10-10 ゲブリユーダー ズルツアー アクチエンゲゼルシヤフト 不均一反応型の反応器及び反応器用触媒
JP3298189B2 (ja) * 1992-12-11 2002-07-02 株式会社デンソー 多管式熱交換器
KR960703665A (ko) * 1993-07-05 1996-08-31 티에니 펠레린 반응온도조절 방법 및 장치(Process and apparatus for controlling reaction temperatures)
FR2751564B1 (fr) 1996-07-26 2001-10-12 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif pour le fonctionnement d'une colonne a bulles triphasique avec application en synthese fischer-tropsch
IT1292422B1 (it) * 1997-06-26 1999-02-08 Agip Petroli Reattore a bolle con draft tube e procedimento per la rigenerazione del catalizzatore in esso contenuto
JP3098467B2 (ja) * 1997-08-05 2000-10-16 北陸電力株式会社 熱交換型反応器
JP2004503455A (ja) * 1998-02-26 2004-02-05 フアルマシア・コーポレーシヨン 元素状燐から燐オキシ酸を製造する方法および装置
DE19843573A1 (de) * 1998-09-23 2000-03-30 Degussa Blasensäule und deren Verwendung
EG22489A (en) 1999-02-05 2003-02-26 Sasol Technology Process for producing liquid and optionally gaseous products from gaseous reactants
DE19952964A1 (de) * 1999-11-03 2001-05-10 Basf Ag Verfahren zur katalytischen Gasphasenoxidation zu (Meth)Acrolein und/oder (Meth)Acrylsäure
JP2001340746A (ja) * 2000-06-01 2001-12-11 Nkk Corp スラリー床反応器
DE10042746A1 (de) * 2000-08-31 2002-03-28 Degussa Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen von Reaktionen in einem Reaktor mit spaltförmigen Reaktionsräumen
AU2002310583A1 (en) * 2001-05-25 2002-12-09 Bp Exploration Operating Company Limited Fischer-tropsch synthesis process
US7096931B2 (en) 2001-06-08 2006-08-29 Exxonmobil Research And Engineering Company Increased heat exchange in two or three phase slurry
JP2003080054A (ja) * 2001-09-13 2003-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 反応方法
DE10258180A1 (de) * 2002-12-12 2004-06-24 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Chlor durch Gasphasenoxidation von Chlorwasserstoff
JP4212888B2 (ja) 2002-12-26 2009-01-21 三菱化学エンジニアリング株式会社 プレート型触媒反応器
DE602004015984D1 (de) * 2003-05-16 2008-10-02 Sasol Tech Pty Ltd Verfahren zur herstellung von flüssigen und gegebenenfalls gasförmigen produkten aus gasförmigen reaktanten
WO2005009608A1 (de) * 2003-07-24 2005-02-03 Basf Aktiengesellschaft Reaktor für partialoxidationen mit thermoblechplattenmodulen
DE10354311B4 (de) 2003-11-20 2009-09-17 Lurgi Gmbh Reaktor zur kontinuierlichen Durchführung einer chemischen Mehrphasenreaktion
KR20080009268A (ko) * 2005-03-17 2008-01-28 사솔 테크놀로지(프로프라이어터리) 리미티드 삼상 슬러리 반응기의 작동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN101155631A (zh) 2008-04-02
KR20080009267A (ko) 2008-01-28
ITMI20060493A1 (it) 2006-09-18
JP2008532758A (ja) 2008-08-21
AU2006224209A1 (en) 2006-09-21
RU2007138256A (ru) 2009-04-27
CA2601510C (en) 2013-05-07
NO20075303L (no) 2007-12-13
GB0719799D0 (en) 2007-11-21
WO2006097904A2 (en) 2006-09-21
AU2006224209B2 (en) 2010-07-22
GB2438815A (en) 2007-12-05
WO2006097904A3 (en) 2007-02-15
CN101155631B (zh) 2012-08-15
US8008359B2 (en) 2011-08-30
NL2000030A1 (nl) 2006-09-20
US20080146683A1 (en) 2008-06-19
BRPI0608541A2 (pt) 2010-11-16
JP5674271B2 (ja) 2015-02-25
CA2601510A1 (en) 2006-09-21
BRPI0608541B1 (pt) 2015-07-28
DE112006000625T5 (de) 2008-04-10
US8283386B2 (en) 2012-10-09
GB2438815B (en) 2009-12-02
RU2391132C2 (ru) 2010-06-10
US20130071293A1 (en) 2013-03-21
US20110301253A1 (en) 2011-12-08
ZA200707990B (en) 2008-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2000030C2 (nl) Werkwijze voor het bedienen van een gefluïdiseerd-bedreactor en gefluïdiseerd-bedreactor.
NL2000029C2 (nl) Werkwijze voor het bedienen van een driefase-slurryreactor en een driefase-slurryreactor.
US20080299022A1 (en) Process for producing liquid and, optionally, gaseous products from gaseous reactants
AU730075B2 (en) A process for producing liquid and, optionally, gaseous products from gaseous reactants
NL2000031C2 (nl) Produktie van vloeibare en, eventueel, gasvormige producten uit gasvormige reactanten.
AU2011242141B2 (en) Method of operating a three-phase slurry reactor
AU2011244859A1 (en) Method of operating a three-phase slurry reactor

Legal Events

Date Code Title Description
AD1A A request for search or an international type search has been filed
RD2N Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report)

Effective date: 20070413

PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20111001