NO177346B - Fremgangsmåte ved fremstilling av tunge hydrokarboner fra gassformige lette hydrokarboner - Google Patents

Fremgangsmåte ved fremstilling av tunge hydrokarboner fra gassformige lette hydrokarboner Download PDF

Info

Publication number
NO177346B
NO177346B NO890459A NO890459A NO177346B NO 177346 B NO177346 B NO 177346B NO 890459 A NO890459 A NO 890459A NO 890459 A NO890459 A NO 890459A NO 177346 B NO177346 B NO 177346B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
hydrocarbons
hydrogen
water
carbon dioxide
stream
Prior art date
Application number
NO890459A
Other languages
English (en)
Other versions
NO890459L (no
NO177346C (no
NO890459D0 (no
Inventor
Kenneth L Agee
Original Assignee
Gtg Inc
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 Gtg Inc filed Critical Gtg Inc
Publication of NO890459D0 publication Critical patent/NO890459D0/no
Publication of NO890459L publication Critical patent/NO890459L/no
Publication of NO177346B publication Critical patent/NO177346B/no
Publication of NO177346C publication Critical patent/NO177346C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0485Set-up of reactors or accessories; Multi-step processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2521/00Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
    • C07C2521/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • C07C2521/04Alumina
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2521/00Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
    • C07C2521/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • C07C2521/08Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2521/00Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
    • C07C2521/12Silica and alumina
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/75Cobalt

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte av den art som er angitt i krav l's ingress, ved fremstilling av tunge hydrokarboner fra gassformige lette hydrokarboner.
Syntetisk fremstilling av hydrokarboner ved katalytisk omsetning av karbonmonoksid og hydrogen er velkjent og refereres generelt til som Fischer-Tropsch reaksjonen. Et antall katalysatorer har blitt benyttet for å utføre reaksjonen, og ved relativt lave trykk (nær atmosfæretrykk til 6.8 bar) og temperaturer i området 148-315<*>C, kan det fremstilles både mettede og umettede hydrokarboner. Syntesereaksjonen er svært eksoterm og temperaturfølsom og forutsetter temperaturkontroll for å gi en tilfredsstillende hydrokarbonprodukt selektivitet. Fischer.Tropsch syntesen kan karakteriseres ved følgende generelle reaksjon :
Hittil er det benyttet to hovedmetoder for fremstilling av syntesegassen som brukes som innmatning i Fischer-Tropsch syntesen.
Den ene metoden er vanndamp-reforming hvor en eller flere lette hydrokarboner som f.eks. metan omsettes med vanndamp over en katalysator og danner karbonmonoksid og hydrogen. Den andre metoden er partiell oksidasjon hvor et eller flere lette hudrokarboner forbrennes ikke-støkiometrisk og danner syntesegass.
Den grunnleggende vanndamp-reforming prosessen kan representeres ved følgende generelle formel :
Vanndampreforming reaksjonen er endoterm og det benyttes ofte en katalysator som inneholder nikkel. Hydrogen til karbonmonoksid-forholdet i den fremstilte syntesegassen ved
vanndamp-reforming av metan er ca. 3:1.
Partiell oksidasjon er en ikke-katalytisk, ikke-støkiomet-risk forbrenning av lette hydrokarboner som f.eks. metan for å fremstille syntesegass. Den grunnleggende reaksjonen kan representeres ved følgende formel :
Den partielle oksidasjonen utføres typisk ved å benytte oksygen med høy renhet, noe som medfører store kostnader. Hydrogen til karbonmonoksid-forholdet ved partiell oksidasjon av metan er omtrent 2:1.
En kombinasjon av partiell oksidasjon og vanndamp-reforming, kjent som autotermisk reforming, hvor luft benyttes som oksygenkilde for den partielle oksidasjonsreaksjonen er også benyttet for å fremstille syntesegass. For eksempel beskriver U.S. patentene 2,552,308 og 2,686,195 en lavtrykks hydrokarbon synteseprosess hvor autotermisk reforming med luft benyttes for å fremstille syntesegass til Fischer-Tropsch syntesen. Autotermisk reforming er en enkel kombinasjon av partiell oksidasjon og vanndampreforming hvor den eksoterme varmen fra den partielle oksidasjonen fremskaffer den nødvendige varmemengden til den endoterme vanndamp-reformingsprosessen. Autotermisk reforming kan utføres i en relativ rimelig, motstandsdyktig karbon-stål reaktor, noe som medfører lave kostnader.
Den autotermiske prosessen resulterer i et lavere hydrogen/- karbonmonoksid-forhold i syntesegassen enn ved ren vanndamp-ref orming, fordi vanndamp-reforming av metan gir et forhold på ca. 3:1 mens partiell oksidasjon av metan gir et forhold på ca. 2:1. Det optimale forholdet for hydrokarbon syntese-reaks j onen utført ved lavt trykk over en koboltkatalysator er 2:1. Når innmatningen til den autotermiske reforming-prosessen er en blanding av lette hydrokarboner som f. eks. naturgass, er det nødvendig med en viss tilleggskontroll for å opprettholde hydrogen/karbonmonoksid-forholdet i syntesegassen ved et optimalt forhold på ca. 2:1.
I henhold til foreliggende oppfinnelse er det funnet en fremgangsmåte ved fremstilling av tyngre hydrokarboner fra et eller flere gassformige lette hydrokarboner. Fremgangsmåten som er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del omfatter følgende trinn : a) omsette gassformige lette hydrokarboner med luft og partielt oksidere en del av dem og fremstille en gass-strøm som inneholder uomsatte lette hydrokarboner, hydrogen, karbonmonoksid og nitrogen, b) omsette den partielt oksyderte gass-strøm fra trinn (a) med vanndamp og karbondioksyd fra en strøm anriket med hensyn til karbondioksyd i nærvær av en vanndamp-reformeringskatalysator for å omdanne en vesentlig del av de uomsatte lette hydrokarbonene til et tillegg av hydrogen og karbonmonoksyd og til å gi en syntesegass-strøm som inneholder hydrogen og karbonmonoksyd i ønskede forhold, c) omsette syntesegass-strømmen fra trinn (b) i nærvær av en hydrokarbonsyntesekatalysator som inneholder kobolt for å danne tyngre hydrokarboner og vann fra hydrogen og karbonmonoksyd i nevnte strøm, d) separere tunge hydrokarboner og vann fra produkt-strømmen fra trinn (c), som gir en restgass-strøm bestående av uomsatt hydrogen og karbonmonoksyd, lette hydrokarboner, karbondioksyd og nitrogen, e) underkaste restgass-strømmen fra trinn (d) katalytisk forbrenning med tilførsel av luft for å danne en produktstrøm omfattende hovedsaklig karbondioksyd, vanndamp og nitrogen, f) separere karbondioksyd fra produkstrømmen i trinn (e), og g) anvende minst en del av karbondioksydet separert i trinn (f) for å utføre trinn (b).
En slik prosess anvender en kombinasjon av autotermisk reforming-syntesegass-produksjon med luft og Fischer-Tropsc syntese hvor forholdet hydrogen/karbonmonoksid i syntesegassen er mer effektivt kontrollert mot et optimalt forhold, og en nitrogen produktstrøm som er dannet i tillegg til de tyngre hydrokarbonene.
Den autotermiske reformingsprosessen som omfatter de to første trinnene som er beskrevet over, utføres fortrinnsvis ved et trykk i området nær atmosfæretrykk til ca. 6.8 bar og temperatur på mellom 815-1927 'C. Fischer-Tropsch hydrokarbon- syntesen utføres fortrinnsvis ved omtrent samme trykk som de autotermiske reformingstrinnene og temperaturer på 177-288 °C med en koboltholdig katalysator.
Den innledende partielle oksidasjonsreaksjonen kan fremstille det ønskede 2:1 forholdet dersom innmatningen er metan, men typiske innmatningsgasser som f.eks. naturgass inneholder variable mengde av andre hydrokarboner dvs. etan og propan, som medfører at det totale
hydrogen/karbonbmonoksid-forholdet i syntesegassen kan bli
mindre enn 2:1, når innmatningsgasssen utsettes for partiell oksidasjon. Det etterfølgende vanndampreformingstrinnet vil imidlertid gi et høyere hydrogen/karbonmonoksid-forhold som oppveier og vanligvis overstiger det lave forholdet fra partiell oksidasjon. En måte å kontrollere netto-forholdet mellom hydrogen og karbonmonoksid på er å anvende både partiell oksidasjon og vanndamp-reforming, dvs, autotermisk reforming, og variere mengden vanndamp som tilsettes reformingsreaksjonen for å kontrollere hydrogen/karbonmonoksid-f orholdet .
Anvendelse av autotermisk reforming med luft som oksida-sjonsmiddel medfører en rekke andre fordeler fremfor kjente teknikker som kun anvender partiell oksidasjon, vanndamp-ref orming eller autotermisk reforming med rent oksygen.
For eksempel vil autotermiske teknikker som anvender vanndamp-reforming som en del av syntesegass fremstillingen redusere mengden av luft eller oksygen som behøves sammenlignet med partiell oksidasjon alene og dette reduserer kompresjonskostnadene. Damp til reformingsreaksjonen kan fås fra vannet som er et biprodukt i totalreaksjonen i foreliggende oppfinnelse. Anvendelse av luft i partiell oksidasjons-trinnet resulterer klart i en merkbar reduksjon i kostnadene sammenlignet med anvendelse av rent oksygen. Den partielle oksidasjonen og vanndamp-reformingen i den autotermiske prosessen kan utføres i en enkelt reaktor som inneholder et sjikt med reforming katalysator. Anvendelse av luft er også fordelaktig for totalreaksjonen i oppfinnelsen, ved at nitrogen som dannes i prosess-strømmen virker som et fortynningsmiddel i den etterfølgende hydrokarbonsyntese-reaksjonen. Dette er fordelaktig fordi det resulterer i færre varme punkter (hot spots) som dannes på katalysatoroverflaten og tillater at reaksjonen kan utføres ved høyere temperatur som igjen øker reaksjonshastigheten og omsetningen.
Den katalytiske forbrenning av restgassen etter separasjon av syntetiske tyngre hydrokarboner og vann, danner en gass som består av karbondioksid, vanndamp og nitrogen. Karbondioksidet og vanndampen separeres fra strømmen og resulterer i en produktstrøm med nitrogen som kan gi verdi for totalreaksjonen. Mer viktig er det separerte karbondioksidet som føres tilbake til vanndamp-reformingstrinnet hvor det reagere med de uomsatte lette hydrokarbonene og danner et tillegg av hydrogen og karbonmonoksid. Denne reaksjonen er representert ved metan :
Som vist over gir reaksjonen mellom karbondioksid og metan vann og karbonmonoksid i et forhold på 1:1 som gir en tilleggsmulighet for å kontrollere det totale hydrogen/karbonmonoksid-forholdet i syntesegassen, slik at mengde karbondioksid som innføres også kan varieres for å kontrollere forholdet hydrogen/karbonmonoksid i syntesegassen.
For at oppfinnelsen lettere kan forstås, vil etterfølgende beskrivelse bli gitt i form av eksempler og referanser til den vedlagte figur. Figuren er en skjematisk fremstilling av en utførelse av et apparat egnet for utførelsen av oppfinnelsen i form av et prosessdiagram.
Med henvisning til figuren, blir en kontinuerlig strøm av gassformige lette hydrokarboner, dvs. naturgass, ført inn i en varmeveksler (10) med en ledning (12). Typisk trykk i denne strømmen av lette hydrokarboner er fra nær atmosfærisk trykk til ca. 6.8 bar. Fra varmeveksleren (10) føres den forvarmede innmatningsgassen med en ledning (14) til en syntesegass generator (16).
Luft føres inn i en luftkompressor (18) ved hjelp av en innløpsledning (20) og ledes videre fra kompressoren (18) gjennom en varmeveksler (22) ved hjelp av ledningen (21) og den forvarmede luften ledes videre til syntesegass generatoren (16) ved hjelp av ledningen (24).
Selv om syntesegass generatoren kan ha forskjellige utforminger, vil den vanligvis omfatte en brenner (26) plassert til den ene enden av reaktoren (28). Et sjikt av vanndampreforming katalysator (30) fortrinnsvis inneholdende nikkel, er plassert inni reaktoren (28) i motsatt ende av brenneren (26).
Reaktoren (28) er fortrinnsvis en motstandsdyktig karbon-ståltank. Vann, som øyeblikkelige omdannes til vanndamp, føres inn i reaktoren (28) ved hjelp av en ledning (32) og karbondioksid føres inn i reaktoren (28) ved hjelp av ledningen (34).
Ved operasjon av syntesegass-generatoren (16) blir den forvarmede innmatningen av lette, gassformige hydrokarboner blandet med en forvarmet luftstrøm i brenneren (26) og antennes hvoretter forbrenningsreaksjonen skjer i reaktoren (28). Forbrenningsreaksjonen utføres ved en temperatur i området ca. 1293-1650 °C under ikke-støkiometriske forhold, hvor de lette hydrokarbonene blir partielt oksidert og det dannes en produktstrøm bestående av nitrogen, uomsatte lette hydrokarboner, hydrogen og karbonmonoksid.
De uomsatte lette hydrokarbonene i forbrenningsgassen reagerer med vanndamp som føres inn i reaktoren (28) i nærvær av reformingskatalysatoren, hvoretter det blir produsert et tilskudd av hydrogen og karbonmonoksid. Samtidig reagerer karbondioksid som føres inn i reaktoren (28) med uomsatte lette hydrokarboner og gir et tilskudd av karbonmonoksid og hydrogen. Den resulterende syntesegass-strømmen som er fremstilt i generatoren (16) består av hydrogen, karbonmonoksid, nitrogen og uomsatte lette hydrokarboner føres ut av reaktoren (28) i ledningen (36).
For å holde forholdet hydrogen/karbonmonoksid i syntesegassen som er fremstilt i generatoren (16) til så nær som mulig 2:1, kan mengden av vann som føres inn i reaktoren (28) ved ledningen (32) og karbondioksid som føres inn i reaktoren ved ledningen (34) varieres. Det vil si at forholdet mellom hydrogen og karbonmonoksid i den resulterende syntesegassen, eller innmatningen av lette hydrokarboner, eller begge deler, må kontrolleres og brukes som utgangspunkt for å endre mengden av vanndamp og karbondioksid til reaktoren (28) slik at forholdet mellom hydrogen/karbonmonoksid holdes på 2:1.
Syntesegassen fremstilt i generatoren (16) blir ført i ledningen (36) til varmeveksleren (10), videre gjennom varmeveksleren (22) til innløpet av den første hydrokarbonsyntese-reaktoren (38). Når syntesegassen forlater generatoren (16) har den en temperatur på ca. 538-1093 'C.
Når syntesegassen passerer gjennom varmevekslerne (10) og (22), avgir den varme til den av lette hydrokarboner og luft. Dette medfører at hydrokarboninnmatning og luft forvarmes til en temperatur på ca. 260-538 °C. Videre avkjøling av syntesegassen gjøres med en kjøler eller varmeveksler (23) som er plassert på ledningen (36) hvoretter temperaturen på syntesegassen er ca. 176-288 °C når den kommer inn i reaktoren (38).
Hydrogensyntese-reaktoren (38) kan ha forskjellige utforminger, men det foretrekkes en rørformet reaktor som har et fast sjikt (37) av hydrokarbon syntesekatalysator, fortrinnsvis bestående av kobolt på en silika-, AI2O3- eller silika-aluminiumoksyd-baerer som består av ca. 5-50 vektdeler kobolt pr. 100 vektdeler bærer. Katalysatoren inneholder fortrinnsvis også 0.1-5 vektdeler kalium som promotor pr. 100 vektdeler bærer.
Syntesegassen strømmer inn i og gjennom reaktoren (38) ved et lavere trykk enn i syntesegassgeneratoren og mengden tilsvarer trykkfallet mellom generatoren (16) og reaktoren (38). Når hydrogen og karbonmonoksid i syntesegassen kommer i kontakt med katalysatoren, vil det dannes tyngre hydrokarboner og vann.
Produktstrømmen fra reaktoren (38) føres via ledningen (40) til en kondensator (42), hvor vann og tyngre hydrokarboner blir kondensert. Strømmen føres videre via ledningen (44) til en separator (46) hvor kondensert vann og tyngre hydrokarboner separeres og fjernes separat, det vil si at det kondenserte vannet fjernes fra separatoren via henholdsvis via ledningene (48) og (50).
Strømmen av restgass fra separatoren (46) består av nitrogen, uomsatt hydrogen, karbonmonoksid, lette hydrokarboner og karbondioksid som føres via ledningen (52) til en sekundær hydrogensyntese-reaktor (54) som inneholder et fast sjikt (56) av hydrokarbonsyntese-katalysatoren som er beskrevet over. Trykk og temperatur i gass-strømmen gjennom reaktoren (54) opprettholdes på omtrent samme nivå som i reaktoren (38) ved hjelp av en varmer eller varmeveksler (58) plassert på ledningen (52) mellom separatoren (46) og reaktoren (54). Når restgassen strømmer gjennom rektoren (54) vil hydrogen og karbonmonoksid gi et tilskudd av tyngre hydrokarboner og den resulterende produktstrømmen forlater reaktoren (54) via ledningen (60) som fører strømmen til en kondensator (62) hvor tyngre hydrokarboner og vann kondenseres. Fra kondensatoren (62) føres strømmen via ledningen (64) til en kjøler (66) hvor resten av vannet og hydrokarbonene kondenseres. Den resulterende strømmen føres fra kjøleren (66) til en separator (70) via ledningen (68). Vannet føres bort fra separatoren (70) via ledningen (72) som er forbundet med ledningen (48) ved hjelp av konvensjonelle ventiler og kontrollere (ikke vist) og dreneres til ledningene (31) og (32) som beskrevet tidligere hvor alt eller en del av det kondenserte vannet som er skilt ut i separatorene (46) og (70) føres selektivt til syntesegass-generatoren (16) .
De kondenserte tyngre hydrokarbonene som er separert fra i separatoren (70) føres derfra i ledningen (74) som er forbundet med ledningen (50) fra separatoren (46). Ledningen (50) fører de tyngre hydrokarbonene fra begge separatorene (46) og (70) til en konvensjonell fraksjonerin-gsenhet (76). En strøm av hydrokarbonprodukter som inneholder utvalgte komponenter føres ut fra fraksjoneringsenheten (76) via ledningen (78) som fører produktstrømmen til lagring eller andre steder. Uønskede lette og tunge hydrokarbonfraksjoner som er dannet i fraksjoneringsenheten (76) føres henholdsvis derfra via ledningene (80) og (82). Ledningene (80) og (82) er forbundet med en ledning (84) som fører uønskede hydrokarboner til innløpsledningen (12) hvor de blandes med innmatnings-strømmen av lette gassformige
hydrokarboner og resykliseres.
Restgassen fra separatoren (70) består av nitrogen, uomsatt hydrogen, karbonmonoksid.lette hydrokarboner og karbondioksid og fjernes via ledningen (86), som fører restgassen til en katalytisk forbrenner (88) som består av brenneren (90) hvor restgassen ledes inn. En luftstrøm føres inn i brenneren (90) via ledningen (92) som er koblet til utløpet av luftviften (94) . Restgass fra separatoren (70) og luft føres inn i brenneren (90) og blandes, antennes og overføres til reaktoren (96) forbundet til brenneren (90). Reaktoren (96) inneholder et fast sjikt av en passende edelmetall-holdig katalysator (98), dvs, platina eller palladium, for å promotere og katalysere oksidasjonen av oksiderbare komponenter i restgassen. Som et resultat av denne oksidasjon, blir det dannet en produktstrøm bestående av karbondioksid, vanndamp og nitrogen som fjernes fra forbrenneren (88) via ledningen (100). Ledningen (100) fører produktstrømmen til en konvensjonell karbondioksid-fjernende enhet (102). Karbondioksid og vann fjernes fra strømmen ved hjelp av CC>2-f jernings enheten (102) og gir relativt rent nitrogen som fjernes fra enheten (102) ved ledningen (104) til videre behandling, lagring eller salg.
Karbondioksidet som fjernes i enheten (102) fjernes herfra via ledningen (106) og føres til en kompressor (108) som er forbundet ved hjelp av vanlige ventiler og kontrollere (ikke vist) til et avløp hvoretter all eller en del av karbondioksidet innføres selektivt i syntesegassgeneratoren (16).
Som tidligere beskrevet blir mengden vann som føres inn i syntesegassgeneratoren (16) via ledningen (32) og karbondioksid via ledningen (34) regulert for å holde forholdet mellom hydrogen og karbonmonoksid i syntesegass produkt-strømmen så nær 2:1 som mulig. Dette vil i sin tur forbedre effektiviteten til hydrokarbonsyntesen som utføres i reaktorene (38) og (54). Videre vil anvendelse av luft som oksygenkilde ved den partielle oksidasjonsreaksjonen i syntesegassgeneratoren medføre at nitrogen tilføres syntesegass strømmen. Nitrogenet vil virke som fortynningsmiddel i hydrokarbonsyntesereaktorene (38) og (54) og forhindre varme punkter (hot spots) på katalysatoren og videre øke effektiviteten av hydrokarbonsyntesen.
Dette nitrogenet vil sammen med nitrogenet produsert i den katalytiske forbrenneren (88), etter fjerning av karbondioksid, gi en relativ ren nitrogen produktstrøm. I tillegg vil resyklisering av alt eller deler av det fjernede karbondioksidet gi et tilskudd av karbon for fremstilling av tyngre hydrokarboner og øke totalreaksjonens effektivitet.
Videre illustrasjoner av fremgangsmåte er gitt ved følgende eksempler.
EKSEMPEL.
28320 m<3>/dag naturgass med spesifikk tetthet 0.55 og et kaloriinnhold på 3725285 J/m<3> med trykk 6.8 bar og temperatur 15.50 "C føres inn i varmeveksleren (10) hvor den varmes opp til 399 °C. 3612 kg/time luft varmes opp i varmeveksleren (22) til en temperatur på 399 °C og luft og naturgass reagerer ved forbrenning i syntesegassgeneratoren (16) ved en temperatur på 1371 'C.
Syntesegassgeneratoren (16) inneholder et fast sjikt av en nikkel og/eller kromoksid-holdig katalysator.
163 kg/time vann og 100 kg/time karbondioksid føres inn i reaktoren (28) via ledningene (32) og (34) og den autotermiske reformingsreaksjonen kombinert med reaksjonen mellom karbondioksid og uomsatte lette hydrokarboner i generatoren (16) gir en 4239 kg/time strøm av syntesegass som inneholder hydrogen og karbonmonoksid med forholdet ca.. 2:1.
Syntesegassen som er fremstilt i generatoren (16) blir ført til hydrokarbonsyntesereaktoren (38) ved et trykk på 5.8 bar og en temperatur på 218 °C. Hydrokarbonsyntesereaktoren fremstiller en produktstrøm som resulterer i 315kg/time hydrokarboner som kondenseres ved -23 °C, separert i separatoren (46) og fjernes derfra. 3201 kg/time restgass fjernes fra separatoren (46) med et trykk på 5.1 bar, oppvarmes til 232 °C og føres inn i hydrokarbonsyntesereaktoren (54). Uomsatt hydrogen og karbonmonoksid i restgassen omdannes til hydrokarboner i reaktoren (54) og resulterer i 156 kg/time hydrokarboner i tillegg, som kondenseres med en sluttemperatur på -23 °C og fjernes fra separatoren (70) via ledningen (74) .
508 kg/time hydrokarboner føres til fraksjoneringsenheten (76) og 693 l/time av en hydrokarbon produktstrøm med spesifikk tetthet 0.72 fjernes fra fraksjoneringsenheten via ledningen (78) . 10 kg/time av uønskede lette og tunge
hydrokarboner føres tilbake til innmatnings-strømmen i ledning (12) via ledningen (84).
2825 kg/time restgass fjernes fra separatoren )70) og utsettes for katalytisk forbrenning sammen med 2631 kg/time luft i den katalytiske forbrenneren (88).
4877 kg/time føres til karbondioksidfjerningsenheten (102) hvor karbondioksid separeres og 4331 kg/time nitrogen med høy renhet. 100 kg/time av fjernet karbondioksid føres tilbake fra karbondioksidfjerningsenheten (102) til syntesegassgeneratoren (16). 446 kg/time karbondioksid slippes ut.
Både mengden av vann som føres inn i syntesegassgeneratoren (16) via ledningen (32) og karbondioksid via ledningen (34) varieres i henhold til endringer i hydrogen/karbondioksid-forholdet for å fremstille syntesegass med et forhold på ca. 2:1.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av tyngre hydrokarboner fra et eller flere gassformige hydrokarboner hvor de gassformige hydrokarbonene blir partielt oksidert til karbonmonoksyd og hydrogen som deretter omsettes katalytisk og danner tyngre hydrokarboner, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn : a) omsette gassformige lette hydrokarboner med luft og partielt oksidere an del av dem og fremstille en gass-strøm som inneholder uomsatte lette hydrokarboner, hydrogen, karbonmonoksyd og nitrogen, b) omsette den partielt oksyderte gass-strøm fra trinn (a) med vanndamp og karbondioksyd fra en strøm anriket med hensyn til karbondioksyd i nærvær av en vanndamp-reformeringskatalysator for å omdanne en vesentlig del av de uomsatte lette hydrokarbonene til et tillegg av hydrogen og karbonmonoksyd og til å gi en syntesegass-strøm som inneholder hydrogen og karbonmonoksyd i ønskede forhold, c) omsette syntesegass-strømmen fra trinn (b) i nærvær av en hydrokarbonsyntesekatalysator som inneholder kobolt for å danne tyngre hydrokarboner og vann fra hydrogen og karbonmonoksyd i nevnte strøm, d) separere tunge hydrokarboner og vann fra produkt-strømmen fra trinn (c), som gir en restgass-strøm bestående av uomsatt hydrogen og karbonmonoksyd, lette hydrokarboner, karbondioksyd og nitrogen, e) underkaste restgass-strømmen fra trinn (d) katalytisk forbrenning med tilførsel av luft for å danne en produktstrøm omfattende hovedsaklig karbondioksyd, vanndamp og nitrogen, f) separere karbondioksyd fra produkstrømmen i trinn (e), og g) anvende minst en del av karbondioksydet separert i trinn (f) for å utføre trinn (b).
2. Fremgangsmåten i henhold til krav 1, karakterisert ved at trinn (a) og (b) utføres ved et trykk i området fra atmosfærisk trykk til ca. 6.8 bar og en temperatur i området fra 815 "C til 1927 °C.
3. Fremgangsmåten i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at trinn (c) utføres ved overveiende samme trykk som trinn (a) og (b) ved en temperatur i området fra 177 °C til 288 °C.
4. Fremgangsmåten i henhold til krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at hydrokarbonsyntese-katalysatoren inneholder 5-50 vektdeler kobolt pr. 100 vektdeler silika, aluminiumoksyd eller silika-aluminiumoksyd bærer.
5. Fremgangsmåten i henhold til krav 4, karakterisert ved at katalysatoren inneholder fra 0,1 til 5 vektdeler kalium pr. 100 vektdeler av nevnte bærer.
6. Fremgangsmåten i henhold til krav 1, karakterisert ved at tilførselen av vanndamp og karbondioksyd som anvendes for å utføre trinn (b) varieres for å kontrollere molforholdet av hydrogen til karbonmonoksyd i den produserte syntesegass-strøm på overveiende 2:1.
7. Fremgangsmåten i henhold til ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at den katalytiske forbrenning i trinn (e) utføres ved et trykk i området fra atmosfærisk trykk til ca. 6,8 bar og en temperatur i området fra 204 °C til 538 °C.
8. Fremgangsmåten i henhold til etthvert av de foregående krav, karakterisert ved at trinn (d) omfatter : nedkjøling av produktstrømmen i trinn (c) hvor nevnte tunge hydrokarboner og vann kondenseres, fjerning av kondenserte tunge hydrokarboner og vann fra den resulterende restgass-strømmen.
9. Fremgangsmåten i henhold til krav 8, karakterisert ved at den videre omfatter følgende trinn : separasjon av tunge hydrokarboner fra nevnte vann, og anvendelse av minst en del av nevnte separerte vann til å danne vanndamp som benyttes i trinn (b).
10. Fremgangsmåten i henhold til krav 9, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn : å utsette nevnte separerte hydrokarboner for fraksjonering og gi en produktstrøm som inneholder utvalgte hydrokarbon-komponenter og en resterende hydrokarbonstrøm, og å føre tilbake den resterende hydrokarbonstrømmen til trinn (a).
11. Fremgangsmåten i henhold til krav 9 eller 10, karakterisert ved at den omfatter trinnet å variere mengden av separert vann som benyttes i trinn (b) og mengden av karbondioksid som benyttes i trinn (g) for å kontrollere molforholdet hydrogen/karbondioksyd i syntesegass-strømmen fremstilt i trinn (b) til ca. 2:1.
12. Fremgangsmåten i henhold til ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter et trinn hvor varme utveksles mellom de gassformige lette hydrokarbonene før utførelsen av trinn (a) og syntesegass-strømmen fremstilt i trinn (b).
13. Fremgangsmåten i henhold til ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at trinn (a) og trinn (b) utføres i en enkelt syntesegassgenerator-beholder.
14. Fremgangsmåten i henhold til ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn : - før utførelsen av trinn (e) å omsette restgassen produsert i trinn (d) en gang til i nærvær av en hydrokarbonsyntese-katalysator som inneholder kobolt for å danne et tillegg av tyngre hydrokarboner og vann fra uomsatt hydrogen og karbonmonoksyd i nevnte restgass-strøm, - avkjøle den resulterende produktstrømmen hvor nevnte tunge hydrokarboner og vann kondenseres, og - fjerne nevnte kondenserte tunge hydrokarboner og vann fra den resulterende restgass-strømmen.
NO890459A 1988-02-05 1989-02-03 Fremgangsmåte ved fremstilling av tunge hydrokarboner fra gassformige lette hydrokarboner NO177346C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/152,878 US4833170A (en) 1988-02-05 1988-02-05 Process and apparatus for the production of heavier hydrocarbons from gaseous light hydrocarbons

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO890459D0 NO890459D0 (no) 1989-02-03
NO890459L NO890459L (no) 1989-08-07
NO177346B true NO177346B (no) 1995-05-22
NO177346C NO177346C (no) 1995-08-30

Family

ID=22544838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO890459A NO177346C (no) 1988-02-05 1989-02-03 Fremgangsmåte ved fremstilling av tunge hydrokarboner fra gassformige lette hydrokarboner

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4833170A (no)
CN (1) CN1018916B (no)
AU (1) AU611525B2 (no)
CA (1) CA1294989C (no)
GB (1) GB2215345B (no)
MX (1) MX166320B (no)
MY (1) MY105861A (no)
NL (1) NL193831C (no)
NO (1) NO177346C (no)

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9028034D0 (en) * 1990-12-24 1991-02-13 Isis Innovation Improved processes for the conversion of methane to synthesis gas
US5204900A (en) * 1991-03-04 1993-04-20 Pires H George Coding system for descrambling video
NZ242569A (en) 1991-05-30 1994-07-26 British Petroleum Co Plc Process for the conversion of natural gas into higher hydrocarbons by reforming combined with a fischer-tropsch process
NO934505L (no) * 1992-12-10 1994-06-13 Foster Wheeler Energy Ltd Fremgangsmåte for fremstilling av en organisk væske
US5342702A (en) * 1993-01-05 1994-08-30 Integrated Energy Development Corp. Synergistic process for the production of carbon dioxide using a cogeneration reactor
US5416245A (en) * 1993-11-12 1995-05-16 Integrated Energy Development Corp. Synergistic process for the production of methanol
US5690482A (en) * 1994-11-04 1997-11-25 Integrated Energy Development Corp. Process for the combustion of sulphur containing fuels
US7576296B2 (en) * 1995-03-14 2009-08-18 Battelle Energy Alliance, Llc Thermal synthesis apparatus
US5964290A (en) * 1996-01-31 1999-10-12 Vastar Resources, Inc. Chemically induced stimulation of cleat formation in a subterranean coal formation
US5865248A (en) * 1996-01-31 1999-02-02 Vastar Resources, Inc. Chemically induced permeability enhancement of subterranean coal formation
US5769165A (en) * 1996-01-31 1998-06-23 Vastar Resources Inc. Method for increasing methane recovery from a subterranean coal formation by injection of tail gas from a hydrocarbon synthesis process
US5967233A (en) * 1996-01-31 1999-10-19 Vastar Resources, Inc. Chemically induced stimulation of subterranean carbonaceous formations with aqueous oxidizing solutions
US5944104A (en) * 1996-01-31 1999-08-31 Vastar Resources, Inc. Chemically induced stimulation of subterranean carbonaceous formations with gaseous oxidants
US6201029B1 (en) 1996-02-13 2001-03-13 Marathon Oil Company Staged combustion of a low heating value fuel gas for driving a gas turbine
US6313361B1 (en) * 1996-02-13 2001-11-06 Marathon Oil Company Formation of a stable wax slurry from a Fischer-Tropsch reactor effluent
US5733941A (en) * 1996-02-13 1998-03-31 Marathon Oil Company Hydrocarbon gas conversion system and process for producing a synthetic hydrocarbon liquid
US6130259A (en) * 1996-02-13 2000-10-10 Marathon Oil Company Hydrocarbon gas conversion system and process for producing a synthetic hydrocarbon liquid
US5861441A (en) * 1996-02-13 1999-01-19 Marathon Oil Company Combusting a hydrocarbon gas to produce a reformed gas
AU740616B2 (en) * 1996-06-21 2001-11-08 Syntroleum Corporation Synthesis gas production system and method
MY118075A (en) 1996-07-09 2004-08-30 Syntroleum Corp Process for converting gas to liquids
US5950732A (en) * 1997-04-02 1999-09-14 Syntroleum Corporation System and method for hydrate recovery
WO1999019277A1 (en) * 1997-10-10 1999-04-22 Syntroleum Corporation System and method for converting light hydrocarbons to heavier hydrocarbons with separation of water into oxygen and hydrogen
WO1999021943A1 (en) * 1997-10-28 1999-05-06 University Of Kansas Center For Research, Inc. Blended compression-ignition fuel containing light synthetic crude and blending stock
US6534552B2 (en) 1998-03-31 2003-03-18 Rentech, Inc. Producing liquid hydrocarbons from natural gas
CN1073618C (zh) * 1998-11-18 2001-10-24 中国石油化工集团公司 一种重质烃类加氢裂化催化剂及其制备和应用
WO2000034414A1 (en) 1998-12-07 2000-06-15 Syntroleum Corporation Structured fischer-tropsch catalyst system and method for its application
AU762733B2 (en) * 1999-03-30 2003-07-03 Syntroleum Corporation System and method for converting light hydrocarbons into heavier hydrocarbons with a plurality of synthesis gas subsystems
US6156809A (en) * 1999-04-21 2000-12-05 Reema International Corp. Multiple reactor system and method for fischer-tropsch synthesis
US6265453B1 (en) * 1999-07-01 2001-07-24 Syntroleum Corporation Hydrocarbon conversion system with enhanced combustor and method
BR0013344A (pt) * 1999-08-17 2002-06-04 Battelle Memorial Institute Estrutura de catalisador e processo de sìntese de fischer-tropsch
US6451864B1 (en) * 1999-08-17 2002-09-17 Battelle Memorial Institute Catalyst structure and method of Fischer-Tropsch synthesis
US6395197B1 (en) * 1999-12-21 2002-05-28 Bechtel Bwxt Idaho Llc Hydrogen and elemental carbon production from natural gas and other hydrocarbons
US6512018B2 (en) 2000-03-28 2003-01-28 Syntroleum Corporation Hydrocarbon conversion process using a plurality of synthesis gas sources
EP1156026A1 (en) * 2000-05-19 2001-11-21 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for the production of liquid hydrocarbons
US7125540B1 (en) 2000-06-06 2006-10-24 Battelle Memorial Institute Microsystem process networks
GB0027575D0 (en) 2000-11-10 2000-12-27 Sasol Tech Pty Ltd Production of liquid hydrocarbon roducts
MY137714A (en) * 2001-05-29 2009-02-27 Shell Int Research Method to start a process for hydrocarbons
MY139324A (en) * 2001-06-25 2009-09-30 Shell Int Research Integrated process for hydrocarbon synthesis
AU2002356086B2 (en) * 2001-08-24 2007-11-29 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of hydrocarbons
MY128179A (en) * 2001-10-05 2007-01-31 Shell Int Research System for power generation in a process producing hydrocarbons
EP1306632A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-02 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for liquefying natural gas and producing liquid hydrocarbons
EP1323706A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-02 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for producing N-hydroxyalkyl compound, and tris(2-hydroxyethyl) isocyanurate composition
MY134898A (en) * 2002-01-25 2007-12-31 Sheel Internationale Res Mij B V Method for the preparation of lower olefines by steam cracking
US20030178195A1 (en) * 2002-03-20 2003-09-25 Agee Mark A. Method and system for recovery and conversion of subsurface gas hydrates
US6794417B2 (en) 2002-06-19 2004-09-21 Syntroleum Corporation System and method for treatment of water and disposal of contaminants produced by converting lighter hydrocarbons into heavier hydrocarbon
AU2003250994A1 (en) * 2002-07-19 2004-02-09 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for combustion of a liquid hydrocarbon
US20050203195A1 (en) * 2003-08-05 2005-09-15 Yong Wang Tailored Fischer-Tropsch synthesis product distribution
US20060189702A1 (en) 2003-08-06 2006-08-24 Tomlinson H L Movable gas-to-liquid system and process
US20050106086A1 (en) 2003-08-06 2005-05-19 Tomlinson H. L. Movable gas-to-liquid system and process
ATE417911T1 (de) * 2003-08-22 2009-01-15 Sasol Tech Pty Ltd Verfahren zur herstellung von kohlenwasserstoffen
US7399329B2 (en) * 2003-08-22 2008-07-15 Syntroleum Corporation Process for production of synthesis gas using an oxygen-containing gas
US6982355B2 (en) * 2003-08-25 2006-01-03 Syntroleum Corporation Integrated Fischer-Tropsch process for production of linear and branched alcohols and olefins
BRPI0506746A (pt) * 2004-01-08 2007-05-22 Syntroleum Corp processo para dar a partida em reformador autotérmico
WO2006058107A1 (en) 2004-11-22 2006-06-01 Syntroleum Corporation Movable gas-to-liquid system and process
US20070254968A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Syntroleum Corporation Method of delivery, replacement, and removal of fischer-tropsch catalyst
US20070259973A1 (en) * 2006-05-03 2007-11-08 Syntroleum Corporation Optimized hydrocarbon synthesis process
US20080021118A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Syntroleum Corporation Hydrocarbon recovery in the fischer-tropsch process
WO2009008092A1 (ja) * 2007-07-10 2009-01-15 Chiyoda Corporation 天然ガスからの灯軽油製造プロセスにおける合成ガスの製造方法
US20100056648A1 (en) * 2008-07-24 2010-03-04 Schroer Joseph W Processes and systems for production of liquefied petroleum gas (LPG)
US20110104045A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Air Liquide Process And Construction, Inc. Hydrogen Production With CO2 Capture
EP3473609A1 (en) * 2011-09-08 2019-04-24 Expander Energy Inc. Enhancement of fischer-tropsch for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
US9096803B2 (en) * 2012-03-30 2015-08-04 General Electric Company Systems and methods for converting gases to liquids
US10005963B2 (en) * 2012-09-20 2018-06-26 University Of South Florida Systems and methods for producing liquid fuels from landfill gases

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2552308A (en) * 1949-06-16 1951-05-08 Standard Oil Dev Co Low-pressure hydrocarbon synthesis process
US2686195A (en) * 1949-12-10 1954-08-10 Standard Oil Dev Co Hydrocarbon synthesis
US2683121A (en) * 1951-11-28 1954-07-06 Kellogg M W Co Preparation of hydrocarbon synthesis gas
US3549335A (en) * 1965-10-22 1970-12-22 Braun & Co C F Autothermal reactor
US3888043A (en) * 1973-06-25 1975-06-10 Texaco Inc Production of methane
US4074981A (en) * 1976-12-10 1978-02-21 Texaco Inc. Partial oxidation process
JPS55154314A (en) * 1979-05-18 1980-12-01 Toyo Eng Corp Joint production of methanol and ammonia
CA1240708A (en) * 1983-11-15 1988-08-16 Johannes K. Minderhoud Process for the preparation of hydrocarbons
CA1234158A (en) * 1983-11-15 1988-03-15 Johannes K. Minderhoud Process for the preparation of hydrocarbons
US4579986A (en) * 1984-04-18 1986-04-01 Shell Oil Company Process for the preparation of hydrocarbons
CA1241667A (en) * 1984-04-25 1988-09-06 Martin F.M. Post Process for the preparation of hydrocarbons

Also Published As

Publication number Publication date
AU2883789A (en) 1989-08-10
AU611525B2 (en) 1991-06-13
MY105861A (en) 1995-02-28
GB2215345B (en) 1991-07-31
NL193831B (nl) 2000-08-01
US4833170A (en) 1989-05-23
NO890459L (no) 1989-08-07
CN1018916B (zh) 1992-11-04
NO177346C (no) 1995-08-30
CN1036556A (zh) 1989-10-25
MX166320B (es) 1992-12-29
GB2215345A (en) 1989-09-20
NO890459D0 (no) 1989-02-03
NL193831C (nl) 2000-12-04
NL8900255A (nl) 1989-09-01
CA1294989C (en) 1992-01-28
GB8902597D0 (en) 1989-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO177346B (no) Fremgangsmåte ved fremstilling av tunge hydrokarboner fra gassformige lette hydrokarboner
US4973453A (en) Apparatus for the production of heavier hydrocarbons from gaseous light hydrocarbons
US7879919B2 (en) Production of hydrocarbons from natural gas
AU773977B2 (en) Production of liquid hydrocarbon products
US7485767B2 (en) Production of synthesis gas blends for conversion to methanol or Fischer-Tropsch liquids
US5714657A (en) Natural gas conversion to higher hydrocarbons
JP2925963B2 (ja) メタンの酸化カップリング方法とその装置
RU2430140C2 (ru) Способ получения продукта синтеза фишера-тропша
EP0349164B1 (en) Process for recycling and purifying condensate from a hydrocarbon or alcohol synthesis process
WO1993013039A1 (en) An olefins process which combines hydrocarbon cracking with methane coupling
NO165911B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av syntesegass.
NO922120L (no) Fremgangsmate for overforing av naturgass til hoyere hydrocarboner
US5053581A (en) Process for recycling and purifying condensate from a hydrocarbon or alcohol synthesis process
NO310350B1 (no) Trinnvis hydrokarbonsynteseprosess
US20080269359A1 (en) Process for the Production of Methanol
US5712313A (en) Process for carrying out chemical equilibrium reactions
JPH0762356A (ja) メタンを原料とした液状炭化水素の製造方法
NO157498B (no) Fremgangsm te ved fremstilling av metanol.
NL7908283A (nl) Werkwijze voor de produktie van synthetisch aardgas uit koolwaterstoffen.
WO1997009293A1 (en) Natural gas conversion to higher hydrocarbons
WO1995024367A1 (en) Natural gas conversion to higher hydrocarbons
NO307135B1 (no) Fremgangsmåte for fremstilling av ammoniakksyntesegass
WO2019236983A1 (en) Method for conversion of methane to ethylene
GB1573385A (en) Reduction processes

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN AUGUST 2003