NO315746B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av hydrokarboner fra naturgass - Google Patents
Fremgangsmåte for fremstilling av hydrokarboner fra naturgass Download PDFInfo
- Publication number
- NO315746B1 NO315746B1 NO19951525A NO951525A NO315746B1 NO 315746 B1 NO315746 B1 NO 315746B1 NO 19951525 A NO19951525 A NO 19951525A NO 951525 A NO951525 A NO 951525A NO 315746 B1 NO315746 B1 NO 315746B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- effluent
- proportion
- essentially
- hydrocarbons
- carbon atoms
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 68
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 53
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 45
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims description 20
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 38
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 36
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 15
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- -1 55 - 99% by volume) Chemical compound 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003863 metallic catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G57/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one cracking process or refining process and at least one other conversion process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
- C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C07C1/0485—Set-up of reactors or accessories; Multi-step processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av i hovedsak lineære og mettede hydrokarboner,
som fortrinnsvis omfatter en stor andel hydrokarboner som inneholder minst 5 karbonatomer pr. molekyl (C5+) fra en naturgass.
Naturgass er et fossilt materiale som forekommer i rike-
lige mengder og som i hovedsak består av metan, men som ofte inneholder store mengder etan og C3+-hydrokarboner (hydrokarboner som inneholder minst 3 karbonatomer pr. atom), i hoved-
sak C2-C4 (hydrokarboner som inneholder minst 2-4
karbonatomer pr. atom), samt andre bestanddeler så som vann (H2O), karbondioksyd (CO2), nitrogen (N2), hydrogensulfid (H2
S) og helium (He).
Naturgass blir vanligvis renset; rensingen består bl.a.
av å fjerne minst hydrogensulfidet, vann og helium.
Etter rensing inneholder naturgassen, med et sulfidinn-hold på fortrinnsvis mindre enn 10 ppm, i hovedsak metan (f. eks. 55 - 99 volum%), men også C2+-hydrokarboner, i hovedsak C2-C4, og den kan også inneholde små mengder nitrogen og/el-
ler karbondioksyd.
Unøyaktig språkbruk gjør at betegnelsen naturgass anvendes for å angi både gassen fra et felt uten noen ytterligere rensing så vel som den rensede gass som er oppnådd-etter de-hydratisering og avsvovling.
Fagmannen er klar over at naturgass kan omvandles til syntesegass [dvs. en blanding som inneholder karbonmonoksyd, hydrogen og kanskje karbondioksyd, idet blandingen forkortes nedenfor som CO-(C02)H2]. Denne omdannelse kan gjennomføres under anvendelse av mange forskjellige fremgangsmåter, så som vannreformering, som for tiden gjennomføres i to reaksjons-trinn, eller partiell oksydasjon (Ulmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, bd. A12, s. 186-212).
For å kunne forbedre det termiske utbytte (dvs. forholdet mellom den kaloriske verdi av gassen oppnådd etter reformering eller partiell oksydasjon og denne verdi for utgangs-naturgassen) er det blitt foreslått en autotermisk ref ormeringsprosess som drives i nærvær av vann og luft (Ulmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, bd. A12, s.
202; fransk patentsøknad FR-A 2 679 217).
Fagmannen er også klar over at syntesegass kan omdannes til hydrokarboner i nærvær av en katalysator som inneholder minst ett overgangsmetall. Denne reaksjon er i litteraturen kjent som Fischer-Tropsch-syntesen (Ulmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, bd. A7, s. 206). Katalysatoren som normalt anvendes for denne syntese, inneholder generelt minst ett metall fra gruppene 6 - 11, så som jern, ruthenium, kobolt eller nikkel (Catalysis Letters, bd. 7, s. 303, 1990). Produktene fremstilt ved hjelp av Fischer-Tropsch-syntesen i nærvær av denne metalliske katalysator har en svært bred fordeling av molekylvekter. En stor del av de fremstilte hydrokarboner inneholder mer enn 5 karbonatomer pr. molekyl (C5+-hydrokarboner); i tillegg er disse hydrokarbon-produkter i hovedsak lineære og mettede hydrokarboner med høye kokepunkter, dvs. med kokepunkter som er over mellomdestillatområdet (dvs. kerosinfraksjonen hvor kokepunktene er mellom 140°C og 300°C og gassoljefraksjonen hvor kokepunktene er mellom 180°C og 370°C) . Det er ofte fordelaktig å behandle minst en andel av hydrokarbonene fremstilt ved Fischer-Tropsch-syntesen i en katalytisk hydrobehandlingsprosess drevet i nærvær av hydrogen. Katalysatoren som anvendes i denne prosess inneholder fortrinnsvis minst ett metall fra gruppene 6-11, idet dette metall har en hydrogenerende aktivitet og metallet er dispergert på en bærer. Denne prosess omdanner primært hydrokarboner med høyt kokepunkt til lettere produkter, og øker således i betydelig grad mellomdestillatutbyttet.
Kombinasjonen av prosesser, som omfatter omdannelse av naturgass til syntesegass, Fischer-Tropsch-syntesen og den eventuelle hydrobehandlingsprosess, produserer imidlertid også lette, mettede og umettede hydrokarboner, som inneholder maksimalt 4 karbonatomer pr. molekyl (C4_-hydrokarboner), i hovedsak C2-C4, og som er vanskelige å valorisere. I US-patent US-A 4 587 008 beskrives resirkulering av minst en andel av hydrokarbonene til syntesegass-produksjonstrinnet.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse omdanner naturgass til i hovedsak lineære, mettede hydrokarboner som fortrinnsvis inneholder en høy andel av C5+-hydrokarboner, og valoriserer også fordelaktig de i hovedsak lineære og mettede
C2+_hydrokarboner, i hovedsak C2-C4, som naturgassen innehol-
der. Fremgangsmåten kan også omdanne minst en andel av de i hovedsak lineære og mettede C4_-hydrokarboner, i hovedsak C2-
C4, fra Fischer-Tropsch-syntesen og den eventuelle hydrobehandlingsprosess .
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er en prosess for fremstilling av i hovedsak lineære og mettede hydrokarboner som fortrinnsvis inneholder en høy andel av C54. -hydrokarboner, fra et utgangsmateriale som i hovedsak inneholder naturgass, og fremgangsmåten omfatter de følgende etterhverandre følgende trinn, hvor trinn (b) og (c) kan gjennomføres enten samtidig eller i rekkefølgen (b) og deretter (c) eller i rekkefølgen (c) og deretter (b):
(a) Fremstilling av syntesegass ved behandling av minst en
andel- av utgangsmaterialet for å oppnå et avløp som i hovedsak inneholder karbonmonoksyd, hydrogen og
eventuelt karbondioksyd;
(b) blanding av et avløp som omfatter minst en hovedandel av avløpet oppnådd fra det foregående trinn med et avløp som omfatter i hovedsak minst ett hydrokarbon som
inneholder 2-4 karbonatomer pr. molekyl; (c) avkjøling av et avløp som omfatter minst hovedandelen av blandingen oppnådd fra det foregående trinn for å fremstille et avkjølt avløp; (d) omdannelse av hovedandelen av det avkjølte avløp fra det foregående trinn i en krakkingsone for å oppnå et avløp
som omfatter umettede hydrokarboner;
(e) skilling av minst en hovedandel av avløpet fra trinn (d) i
et avløp som omfatter i hovedsak vann og et avløp som er
praktisk talt fritt for vann; (f) omdannelse av minst en hovedandel av det praktisk talt vannfrie avløp fra trinn (e) ved hjelp av en Figcher-Tropsch-syntese i nærvær av en Fischer-Tropsch-syntesekatalysator for å fremstille det endelige avløp.
Dersom trinn (b) og (c) gjennomføres samtidig, gjennomføres et trinn som følger etter trinn (a), hvor minst en hovedandel av avløpet fra trinn (a) blandes med et avløp som i hovedsak omfatter minst ett C2-C4-hydrokarbon og avkjøles for å fremstille et avkjølt avløp.
Dersom trinn (b) og (c) gjennomføres i rekkefølgen (b) og deretter (c), gjennomføres følgende trinn etter trinn (a) og før trinn (d): (b) Blanding av et avløp som omfatter minst en hovedandel av avløpet oppnådd fra trinn (a) med et avløp som omfatter i hovedsak minst ett C2_C4-hydrokarbon; (c) avkjøling av et avløp som omfatter minst hovedandelen av blandingen oppnådd fra trinn (b) for å fremstille et av-kjølt avløp.
Dersom trinn (b) og (c) gjennomføres i rekkefølgen (c) og deretter (b), gjennomføres følgende trinn etter trinn (a) og før trinn (d): (c)Avkjøling av et- avløp som omfatter minst hovedandelen av blandingen oppnådd fra trinn (a) for å fremstille et av-kjølt avløp; (b)blanding av et avløp som omfatter minst en hovedandel av avløpet oppnådd fra trinn (b) med et avløp som inneholder i hovedsak minst ett C2-C4-hydrokarbon, som kan avkjøles.
I en foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles avløpet fra trinn (b) og som omfatter i hovedsak minst ett hydrokarbon som inneholder 2-4 karbonatomer pr. molekyl fortrinnsvis minst delvis ved hjelp av minst én av de følgende fremgangsmåter: En Fischer-Tropsch-synteseprosess eller en hydrobehandlingsprosess; i det foretrukne tilfelle kan avløpet selvsagt være et avløp fra prosessen ifølge oppfinnelsen.
I en foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skilles avløpet fra trinn (f) i et første avløp som inneholder i hovedsak lineære og mettede hydrokarboner, som inneholder 2-4 karbonatomer pr. molekyl, og et andre avløp som inneholder lineære og mettede hydrokarboner, som inneholder minst 5 karbonatomer pr. molekyl. I denne foretrukne ut-førelse omfatter avløpet, som omfatter i hovedsak minst ett C 2-C4-hydrokarbon fra trinn (b), minst en hovedandel av det første avløp oppnådd fra trinn (f). I tilfelle av denne foretrukne utførelse gjennomføres imidlertid hydrobehandling på det andre avløp etter trinn (f). Enda mer foretrukket omfatter avløpet, som omfatter i hovedsak minst ett C2-C4-hydrokarbon fra trinn (b), minst en hovedandel av et avløp som omfatter i hovedsak & 2~ c4-hydrokarboner fra hydrobehandlingstrinnet.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennomføres fortrinnsvis på en slik måte at utgangsmaterialet før trinn (a) i prosessen ifølge oppfinnelsen separeres i en første metananriket fraksjon, dvs. en fraksjon som inneholder minst 85 mol% metan, fortrinnsvis minst 90 mol% metan og mer foretrukket minst 95 mol% metan, og i en andre fraksjon som er anriket med minst ett C2+-hydrokarbon, i hovedsak C2-C4,' dvs. som omfatter minst 85 mol% C2+, i hovedsak C2-C4, fortrinnsvis minst 90 mol% C2+-hydrokarbon og mer foretrukket minst 95 mol% C2+-hydrokarbon, i hovedsak C2-C4, slik at andelen av utgangsmaterialet behandlet i trinn (a) i hovedsak er hovedandelen av den første fraksjon. Når det gjelder denne foretrukne fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, omfatter avløpet, som inneholder i hovedsak minst ett C2-C4-hydrokarbon fra.trinn (b), minst en hovedandel av den andre fraksjon (som generelt inneholder en høy andel av etan).
Trinn (d) , som omfatter krakking av i hovedsak C2-C4-hydrokarbonene, omdanner disse hydrokarboner, som i hovedsak er lineære og mettede og inerte, i Fischer-Tropsch-syntese-reaksjonen, til i hovedsak umettede hydrokarboner, som utgjør kjedeinitiatorer i denne reaksjon (A.A. Adesina, R.R. Hudgins dg P.L. Silveston, Applied Catalysis, bd. 61, s. 295, 1990; P. Chaumette, C. Verdon, A. Kiennemann, S. Boujana, A.C.S. Div. Pet. Chem., bd. 37, nr. 3, s. 833, april 1992). For Fischer-Tropsch-syntesen er dette resultat en forbedring i selektiviteten i forhold til C5+-hydrokarboner og bedre valorisering av lette C1-C4-hydrokarboner.
De forskjellige trinn som kan inkluderes i utførelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen beskrevet ovenfor, er trinn som er kjente av fagmannen. Noen detaljer vil ikke desto mindre bli angitt i det følgende.
Trinn (a) for fremstilling av syntesegassen er fortrinnsvis et partielt oksydasjonstrinn for minst en andel av utgangsmaterialet, som i hovedsak omfatter naturgass (brennstoff) i nærvær av et oksydasjonsmiddel i et forbrenningskammer, som omfatter minst én injeksjonsanordning for et kompletterende brennstoff og vanndamp, som kan tilsettes sammen med oksydasjonsmidlet eller brennstoffet i forbrenningskammeret. Det metananrikede brennbare utgangsmateriale kan eventuelt blandes med et CO-(CO2)-tr-avløp. Oksydasjonsmidlet som anvendes i dette trinn, kan være rent oksygen eller oksygen blandet med en inert gass, så som nitrogen, damp eller karbondioksyd.
En reaksjonssone, betegnet som en autotermisk reforme-ringssone, kan også anvendes for trinn (a) , og omfatter et ikke-katalytisk forbrenningskammer og minst ett katalytisk skikt, inn i hvilket gassene fra forbrenningskammeret strøm-mer; det anvendte forbrenningskammer må også kunne drives med en kort oppholdstid og med underskudd av oksygen, som beskrevet i fransk patentsøknad FR-A 2 679 217.
Trinn (a) i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen drives således fortrinnsvis uten en katalysator (for partiell okyda-sjon) og ved en temperatur som generelt er mellom 1000 og
■1500°C," fortrinnsvis mellom 1200°C og 1400°C.
Dersom trinn (a) i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen drives i nærvær av en katalysator, anvendes en korrigert romhastighet pr. time (WH = hourly space velocity) som er mellom 200 og 10 000 timer-!, fortrinnsvis mellom 400 og 8 000 timer" 1, idet den korrigerte WH er lik m x WH dersom mm er det midlere antall karbonatomer i utgangsmaterialet.
Fortrinnsvis anvendes det følgende molare forhold:
hvor SC representerer alt karbonet i hydrokarbonene, og hvor (H2O + CO2) representerer summen av strømningshastighetene for det injiserte vann og CO2.
Forvarming er tilrådelig, både for brennstoffet og for oksydasjonsmidlet, før innføring i reaktoren. Fortrinnsvis forvarmes brennstoffet til mellom 100°C og 850°C, mens oksydasjonsmidlet kan forvarmes til mellom 100°C og 900°C, fortrinnsvis mellom 200°C og 750°C.
Trykket i forbrenningskammeret er generelt mellom 0,1 og 15 MPa, fortrinnsvis mellom 2 og 10 MPa (1 MPa = IO<6> Pa).
Kjøletrinnet gjennomføres fortrinnsvis ved tilsetning av vann (hurtigkjøling). I så fall er vanntilsetningen i vektprosent i forhold til avløpet som skal avkjøles mellom 0,1 og 80, fortrinnsvis mellom 1 og 15.
Omdannelsestrinnet i krakkingsonen for hovedandelen av det avkjølte avløp fra det foregående trinn
[trinn (d) ifølge oppfinnelsen] krever ingen generell anvendelse av en katalysator. Det gjennomføres ved en temperatur mellom 700°C og 1300°C, fortrinnsvis mellom 800°C og 1100°C. Trykket har ingen absolutt verdi ettersom trykktapet i krakkingreaktoren kan være så høyt som flere bar (1 bar = 10^ Pa) .
Ettersom økning i trykket inhiberer krakkingreaksjonene, er det vanlig å drive ved det laveste trykk som er kompatibelt med trykktapene og med de trykk som anvendes i de følgende trinn, dvs. f.eks. mellom 0,1 og 6 MPa, fortrinnsvis mellom 1 og 4 MPa.
Omdannelsen av minst en hovedandel av det praktisk talt vannfrie avløp fra trinn (e) i Fischer-Tropsch-syntesen [trinn (f) ifølge oppfinnelsen] gjennomføres generelt ved et totaltrykk som normalt er mellom 0,1 og 15 MPa, fortrinnsvis mellom 0,5 og 10 MPa, og temperaturen er generelt mellom 150°C og 350°C, fortrinnsvis mellom 170°C og 300°C.
Romhastigheten pr. time er normalt mellom 100 og 10 000 volumer avløp pr. volum katalysator pr. time, fortrinnsvis mellom 400 og 5 000 volumer avløp pr. volum katalysator pr. time, og H2/CO-forholdet i syntesegassen er normalt mellom 1:1 og 3:1, fortrinnsvis mellom 1,2:1 og 2,5:1.
Katalysatoren for trinn (f) kan anvendes som et pulver av fin kvalitet [normalt 10-700 um (1 um = IO-<6> m) ], eller som partikler med en ekvivalentdiameter som generelt er mellom 2 og 10 mm, i nærvær av en gassfase eller i nærvær av en væske og en gassfase under driftsbetingelser. Den flytende fase kan utgjøres av minst ett hydrokarbon som inneholder minst 5 og fortrinnsvis minst 10 karbonatomer pr. molekyl. Katalysatoren er generelt basert på minst ett metall fra gruppen 6 - 11, og inneholder fortrinnsvis minst kobolt eller jern, dispergert på en bærer basert på minst ett metalloksyd, fortrinnsvis silisiumdioksyd, aluminiumoksyd eller titanoksyd. Fortrinnsvis anvendes en koboltbasert katalysator, så som den som er beskrevet i europeisk patentsøknad EP-A 0 581 619. Enhver kjent katalysator kan imidlertid anvendes.
Det følgende eksempel 1 representerer en utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som kan anvendes for å omvandle et utgangsmateriale som i hovedsak består av naturgass til i hovedsak lineære og mettede hydrokarboner, samt med fordel valorisere de i hovedsak lineære og mettede C 2+ som befinner seg i dette utgangsmateriale. Eksemplet il-lustreres av den vedlagte fig. 1.
EKSEMPEL 1 (i henhold til oppfinnelsen)
Naturgass 1, som inneholder 92% metan og 8% etan {prosenter uttrykt som prosent av karbon, dvs. i mol karbon pr. mol karbon som den innførte naturgass inneholder), ble ført inn i en separas jonsenhet 2. "En første fraksjon 3, inneholdende i hovedsak metan, og en andre fraksjon 4, inneholdende C2+-hydrokarbonene (i hovedsak etan), ble. oppnådd fra utgangen av denne enhet. Sammensetningene av avløpene er angitt i tabell 1, .og prosessdiagrammet er vist i fig. 1.
Den metanrike fraksjon 3 ble ført inn i en oksydasjons-reaktor for partiell oksydasjon 6, hvor den ble omvandlet til syntesegass 7 under anvendelse av oksygen 5. Reaktoren ble drevet ved en temperatur på 1260°C og et trykk på 3 MPa.
Den etanrike fraksjon 4 og vann 9 ble satt til syntesegassen 7 for å produsere et avløp 8, som reduserte (bråkjølte) temperaturen for avløpet fra enheten for partiell oksydasjon før det gikk inn i krakkingreaktoren 10.
Avløpet 8 ble krakket ved et trykk på 3 MPa, en inngangstemperatur på 800°C og med en oppholdstid for utgangsmaterialet i krakkingreaktoren på 2,4 sekunder. Avløpet 11 ved utgangen av reaktoren 10 hadde en temperatur på 730°C.
Etter utskilling av vannet 13 i separasjonsenheten 12 ble det i hovedsak vannfrie avløp 14 sendt til Fischer-Tropsch-synteseenheten 15, som også ble drevet ved 3 MPa, men ved en temperatur på 240°C og en WH på 2000 timer-<1>, for å omdanne det til en blanding av hydrokarboner (avløp 16) i nærvær av en katalysator omfattende 20% kobolt, 0,8% ruthenium og 0,2% kobber på silisiumdioksyd.
Tabell 1 viser at kombinasjonen av.et partielt oksydasjonstrinn 6 og et hydrokarbon-krakkingtrinn 10 produserte et H2/C0-forhold nær 2 ved inngangen til Fischer-Tropsch-syntesereaktoren, dvs. en verdi som er nær den støkiometriske verdi for hydrokarbon-syntesereaksjonene.
Krakkingtrinnet omvandlet praktisk talt alt etan til etylen (se tabell 1, produkt 11), som bidro til hydrokarbonsyntesen i Fischer-Tropsch-reaktoren.
Dette førte selvsagt til høyere produktivitet og selektivitet i forhold til C5+-hydrokarboner (hhv. 0,6228 mol C5+-hydrokarboner pr. mol karbon som ble ført inn og 85,22% C 54--hydrokarboner) .
Eksempel 2 (sammenligning)
Naturgass 1, inneholdende 92% og 8% etan (prosentandeler uttrykt som prosent av karbon), ble ført inn i en reaktor 6 for partiell oksydasjon,■hvor den ble omvandlet til syntesegass 17 under anvendelse av oksygen 5. Reaktoren ble drevet ved en temperatur på 1260°C og ved et trykk på 3 MPa. Sammensetningene for de forskjellige avløp er angitt i tabell 2, og diagrammet for prosessen er vist i fig. 2. Den produserte syntesegass hadde et H2/CO-forhold på 1,21.
Etter fraskilling av vannet 13 i separasjonsenheten 12 ble det i hovedsak vannfrie avløp 18 sendt til Fischer-Tropsch-synteseenheten 15, som også ble drevet ved 3 MPa, men ved en temperatur på 240°C og en WH på 2000 timer-<1>, for å omvandle det til et avløp 19 (se tabell 2) . Det lave H2/CO-forhold i den vannfrie syntesegass 18 resulterte i en mye lavere C5+-produktivitet enn den som ble oppnådd i eksempel 1 ifølge oppfinnelsen (0,4428 mol pr. mol tilført hydrokarbon).
Eksempel 3 (sammenligning)
Naturgass 1, inneholdende 92% metan og 8% etan (prosentandeler uttrykt som prosent karbon), ble først skilt i to fraksjoner i en separasjonsenhet 2. En første fraksjon 3, inneholdende i hovedsak metan, og en andre fraksjon 4, inneholdende C2+-hydrokarbonene (i hovedsak etan), ble oppnådd ved utgangen av denne enhet. Sammensetningene av avløpene er angitt i tabell 3, og prosessdiagrammet er vist i fig. 3.
Den metanrike fraksjon 3 ble ført inn i reaktoren 6 for partiell oksydasjon, hvor den ble omvandlet til syntesegass 20 under anvendelse av oksygen 5. Reaktoren ble drevet ved en temperatur på 1260°C og ved et trykk på 3 MPa.
Den fremstilte syntesegass 20 hadde et H2/CO-forhold på
1,88. Avløpet 21, oppnådd etter fraskilling av vannet i separas jonsenheten 12, ble ført inn i Fischer-Tropsch-syntese-reaktoren 15, hvor det ble omvandlet til et avløp 22 til hvilket avløpet fra rørledning 4 ble tilsatt for å oppnå det endelige avløp 23 (tabell 3) . Fischer-Tropsch-synteseenheten ble drevet ved 3 MPa, 240°C og med en WH på 2000 timer-<1>. Produktiviteten og selektiviteten mot de oppnådde C5-1--hydrokarboner var mye lavere enn i eksempel 1 i samsvar med oppfinnelsen.
Claims (10)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av i hovedsak lineære og mettede hydrokarboner fra et utgangsmateriale som i hovedsak inneholder naturgass,
karakterisert ved at den omfatter de føl-gende etterhverandre følgende trinn, hvor trinn (b) og (c) kan gjennomføres enten samtidig eller i rekkefølgen (b) og deretter (c) eller i rekkefølgen (c) og deretter (b); (a) fremstilling av syntesegass ved behandling av minst en andel av utgangsmaterialet for å oppnå et avløp som i hovedsak inneholder karbonmonoksyd, hydrogen og eventuelt en karbondioksyd; (b) blanding av et avløp, som omfatter minst en hovedandel av avløpet oppnådd fra det foregående trinn, med et avløp som omfatter i hovedsak minst ett hydrokarbon som inneholder 2-4 karbonatomer pr. molekyl; (c) avkjøling av et avløp som omfatter minst hovedandelen av blandingen oppnådd fra det foregående trinn for å.fremstille et avkjølt avløp; (d) omdannelse av hovedandelen av det avkjølte avløp fra det foregående trinn i en krakkingsone for å oppnå et avløp som omfatter umettede hydrokarboner; (e) skilling av minst en hovedandel fra avløpet fra trinn (d) i et avløp som omfatter i hovedsak vann og et avløp som er praktisk talt fritt for vann; (f) omdannelse av minst en hovedandel av det praktisk talt vannfrie avløp fra trinn (e) ved hjelp av en Fischer-Tropsch-syntese i nærvær av en Fischer-Tropsch-syntesekatalysator for å fremstille det endelige avløp.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avløpet fra trinn (b) og som omfatter minst ett hydrokarbon inneholdende 2-4 karbonatomer pr. molekyl, fremstilles minst delvis fra minst én av prosessene en Fischer-Tropsch-synteseprosess eller en hydrobehandlingsprosess.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at avløpet fra trinn (f) separeres til et første avløp, som i hovedsak inneholder lineære og mettede hydrokarboner som inneholder 2 til 4 karbonatomer pr. molekyl, og et andre avløp, som i hovedsak inneholder lineære og mettede hydrokarboner som inneholder minst 5 karbonatomer pr. molekyl.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at avløpet som inneholder i hovedsak minst ett C2_C4-hydrokarbon fra trinn (b) omfatter minst en hovedandel av det første avløp oppnådd fra trinn (f).
5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at hydrobehandlingen av det andre avløp gjennomføres etter trinn (f).
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakteris, ert ved at avløpet definert i trinn (b), og som omfatter i hovedsak minst ett C2~C4-hydrokarbon, omfatter minst en hovedandel av et avløp som i hovedsak omfatter C2_C4-hydrokarboner fra hydrobehandlingstrinnet.
7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at utgangsmaterialet før trinn (a) i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen separeres i en første metananriket fraksjon og en andre fraksjon som er anriket på minst ett hydrokarbon som inneholder 2-4 karbonatomer pr. molekyl, slik at andelen av utgangsmaterialet behandlet i trinn (a) i hovedsak er hovedandelen av den første fraksjon.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at avløpet, som inneholder i hovedsak minst ett C2-C4-hydrokarbon fra trinn (b), omfatter minst en hovedandel av den andre fraksjon.
9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at syntesegassen fremstilles ved partiell oksydasjon av minst en andel av naturgassen.
10. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-9, karakterisert ved at det fremstilles i hovedsak lineære og mettede hydrokarboner som inneholder en stor andel av hydrokarboner inneholdende minst 5 karbonatomer pr. molekyl.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9405065A FR2719054B1 (fr) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | Procédé de conversion du gaz naturel en hydrocarbures. |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO951525D0 NO951525D0 (no) | 1995-04-21 |
| NO951525L NO951525L (no) | 1995-10-26 |
| NO315746B1 true NO315746B1 (no) | 2003-10-20 |
Family
ID=9462550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO19951525A NO315746B1 (no) | 1994-04-25 | 1995-04-21 | Fremgangsmåte for fremstilling av hydrokarboner fra naturgass |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5723505A (no) |
| EP (1) | EP0679709B1 (no) |
| AU (1) | AU698967B2 (no) |
| CA (1) | CA2147809C (no) |
| DE (1) | DE69522988T2 (no) |
| FR (1) | FR2719054B1 (no) |
| MY (1) | MY113844A (no) |
| NO (1) | NO315746B1 (no) |
| ZA (1) | ZA953283B (no) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7576296B2 (en) | 1995-03-14 | 2009-08-18 | Battelle Energy Alliance, Llc | Thermal synthesis apparatus |
| US6187226B1 (en) | 1995-03-14 | 2001-02-13 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Thermal device and method for production of carbon monoxide and hydrogen by thermal dissociation of hydrocarbon gases |
| US6821500B2 (en) * | 1995-03-14 | 2004-11-23 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Thermal synthesis apparatus and process |
| AU2906401A (en) * | 1999-12-21 | 2001-07-03 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Hydrogen and elemental carbon production from natural gas and other hydrocarbons |
| JP2002226873A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Takeshi Hatanaka | 液体燃料油の製造法およびその装置 |
| US7973086B1 (en) * | 2010-10-28 | 2011-07-05 | Chevron U.S.A. Inc. | Process of synthesis gas conversion to liquid hydrocarbon mixtures using alternating layers of synthesis gas conversion catalyst and hydrocracking catalyst |
| US7354561B2 (en) * | 2004-11-17 | 2008-04-08 | Battelle Energy Alliance, Llc | Chemical reactor and method for chemically converting a first material into a second material |
| DE102006006281A1 (de) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Linde Ag | Verfahren zur Erzeugung von Kohlenmonoxid aus Synthesegas |
| US8591821B2 (en) | 2009-04-23 | 2013-11-26 | Battelle Energy Alliance, Llc | Combustion flame-plasma hybrid reactor systems, and chemical reactant sources |
| CN107810253A (zh) * | 2015-05-08 | 2018-03-16 | 赛贝克环球科技公司 | 与合成气到烯烃生产相关的系统和方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5023276A (en) * | 1982-09-30 | 1991-06-11 | Engelhard Corporation | Preparation of normally liquid hydrocarbons and a synthesis gas to make the same, from a normally gaseous hydrocarbon feed |
| CA1234158A (en) * | 1983-11-15 | 1988-03-15 | Johannes K. Minderhoud | Process for the preparation of hydrocarbons |
-
1994
- 1994-04-25 FR FR9405065A patent/FR2719054B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-20 EP EP95400888A patent/EP0679709B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-20 DE DE69522988T patent/DE69522988T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-21 NO NO19951525A patent/NO315746B1/no not_active IP Right Cessation
- 1995-04-22 MY MYPI95001053A patent/MY113844A/en unknown
- 1995-04-24 ZA ZA953283A patent/ZA953283B/xx unknown
- 1995-04-24 AU AU17639/95A patent/AU698967B2/en not_active Ceased
- 1995-04-25 CA CA002147809A patent/CA2147809C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-25 US US08/428,550 patent/US5723505A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2719054B1 (fr) | 1996-06-21 |
| CA2147809C (fr) | 2008-01-22 |
| AU698967B2 (en) | 1998-11-12 |
| EP0679709B1 (fr) | 2001-10-04 |
| NO951525L (no) | 1995-10-26 |
| DE69522988T2 (de) | 2002-04-04 |
| EP0679709A1 (fr) | 1995-11-02 |
| ZA953283B (en) | 1996-10-24 |
| DE69522988D1 (de) | 2001-11-08 |
| FR2719054A1 (fr) | 1995-10-27 |
| US5723505A (en) | 1998-03-03 |
| MY113844A (en) | 2002-06-29 |
| NO951525D0 (no) | 1995-04-21 |
| AU1763995A (en) | 1995-11-02 |
| CA2147809A1 (fr) | 1995-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11254626B2 (en) | Process for separating hydrocarbon compounds | |
| JP2011521995A (ja) | 化学的使用のための低濃度エチレンの製造方法 | |
| US20090159494A1 (en) | Hydrocracking process for fabricating jet fuel from diesel fuel | |
| EP0393029A1 (en) | TREATMENT OF NITROGEN, HYDROGEN AND OLEFIN GASES WITH PHYSICAL SOLVENTS. | |
| US20120053383A1 (en) | Method for producing olefins by dilute feed cracking of refinery off-gas and other light hydrocarbons | |
| JPS60219292A (ja) | 石油化学製品の選択的製造法 | |
| NO315746B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av hydrokarboner fra naturgass | |
| GB2416171A (en) | Recovery of light Fischer-Tropsch hydrocarbons | |
| US3907920A (en) | Two-stage hydropyrolysis-cracking process for producing ethylene | |
| WO2012087425A1 (en) | Systems and methods for processing hydrocarbons | |
| US10400182B2 (en) | Two stage upgrading of light olefins | |
| AU2008346799B8 (en) | Acetylene enhanced conversion of syngas to Fischer-Tropsch hydrocarbon products | |
| US6433235B1 (en) | Method for converting methane-containing gaseous hydrocarbon mixtures to liquid hydrocarbons | |
| CA2993199C (en) | Two stage upgrading of light olefins | |
| US6897246B2 (en) | Recycling light olefins in multistage Fischer Tropsch processes | |
| CA1067106A (en) | Process for producing ethylene from higher hydrocarbons | |
| CA3077100A1 (en) | A process for converting a natural gas feedstock with inert content to chemical intermediates | |
| US20240150260A1 (en) | Separation processes for pyrolysis products of annular jet vortex chamber reactor | |
| US3660272A (en) | Gasoline production from wellhead natural gas | |
| AU767397B2 (en) | Process for separating olefins from saturated compounds | |
| NL2016236B1 (en) | Process and system for the production of olefins. | |
| CA2489383C (en) | Method for converting methane-containing gaseous hydrocarbon mixtures to liquid hydrocarbons | |
| US20050131082A1 (en) | Process for reducing the pour point and viscosity of fischer-tropsch wax | |
| Velarde et al. | Energy analysis and plant design for ethylene production from naphtha and natural gas | |
| EA041111B1 (ru) | Способ получения углеводородов при помощи комбинированной установки конверсии метанола в пропилен |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |