RU99124178A - Способ получения жидких и, возможно, газообразных продуктов из газообразных реагентов - Google Patents

Claims (18)

1. Способ получения жидких и, возможно, газообразных продуктов из газообразных реагентов, отличающийся тем, что включает в себя следующие операции: подача, на низком уровне, газообразных реагентов в слой взвеси твердых частиц, взвешенных в жидкости суспензии; создание возможности протекания реакции для газообразных реагентов при их прохождении вверх через слой взвеси, в результате чего образуются жидкие и, опционно, газообразные продукты, причем газообразные реагенты и любой газообразный продукт содействуют поддержанию твердых частиц во взвешенном состоянии в жидкости суспензии, при этом жидкий продукт образует, совместно с жидкостью суспензии, жидкостную фазу слоя взвеси; создание возможности для любого газообразного продукта и не вступивших в реакцию газообразных реагентов освобождаться из слоя взвеси в свободное пространство над слоем взвеси; создание возможности для взвеси проходить вниз от высокого уровня в слое взвеси к более низкому уровню, по меньшей мере через один стояк, расположенный в первой области размещения стояка слоя взвеси, а также по меньшей мере через один дополнительный стояк, расположенный во второй области размещения стояка слоя взвеси, причем вторая область размещения стояка смещена по вертикали относительно указанной первой области, в результате чего происходит перераспределение твердых частиц в объеме слоя взвеси; отвод любого газообразного продукта и не вступивших в реакцию газообразных реагентов из указанного свободного пространства; и отвод жидкостной фазы из слоя взвеси для поддержания слоя взвеси на желательном уровне.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердые частицы представляют собой частицы катализатора для ускорения реакции газообразных реагентов с жидким и, если это применимо, с газообразным продуктом; причем жидкость суспензии представляет собой жидкий продукт, а в зоне реакции реактора взвеси или в барботажной колонне использована трехфазная система, которую образуют частицы твердого катализатора, жидкий продукт и газообразные реагенты, а также, возможно, "газообразный продукт".

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что газообразные реагенты способны вступать в реакцию каталитически в слое взвеси с образованием жидкого углеводородного продукта и газообразного углеводородного продукта за счет синтеза Фишера-Тропша, когда газообразные реагенты имеют вид потока газа синтеза, образованного главным образом моноксидом углерода и водородом.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что катализатором является катализатор Фишера-Тропша на основе железа, катализатор Фишера-Тропша на основе кобальта или катализатор Фишера-Тропша на основе железа и кобальта, причем частицы катализатора имеют такой диапазон размеров, что частицы катализатора размером более 300 мкм и менее 22 мкм составляют менее 5% от массы частиц катализатора.

5. Способ по п.3 или по п.4, отличающийся тем, что каждый стояк содержит нижнюю секцию транспортирования и верхнюю секцию освобождения с большим поперечным сечением, чем в секции транспортирования, причем секция освобождения соединена с секцией транспортирования при помощи расширяющегося наружу вверх соединительного компонента.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанный способ предусматривает обеспечение работы реактора взвеси таким образом, что слой взвеси находится в неоднородном или ксантотурбулентном режиме течения и содержит разбавленную фазу, образованную быстро поднимающимися большими пузырьками газообразных реагентов и газообразного продукта, причем эти пузырьки проходят зону реакции или слой взвеси фактически в пробковом режиме потока, а также содержит плотную фазу, которая включает в себя жидкий продукт, твердые частицы катализатора, увлеченные небольшие пузырьки газообразных реагентов и газообразный продукт.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что секция освобождения каждого стояка устроена таким образом, чтобы позволить большей части газовых пузырьков с диаметром более 3 мм улетучиваться из ожиженной взвеси, которая поступает в стояк, причем для этого диаметр секции дегазации выбран таким образом, что взвесь протекает в направлении вниз в секции дегазации медленнее, чем поднимаются вверх пузырьки размером 3 мм.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения секции освобождения каждого стояка в соответствующей области расположения стояка составляет от 2 до 50% площади поперечного сечения зоны реакции в области расположения стояка, причем вертикальная высота секции освобождения составляет от 0,23 до 0,61 м, что позволяет пузырькам с размером 3 мм иметь достаточное время для подъема и выхода из секции освобождения.

9. Способ по одному из пп.5-8, отличающийся тем, что скорость потока взвеси в стояке (стояках) не превышает ориентировочно на 5 м/с, чтобы предотвратить как эрозию трубы стояка, так и физическую деградацию катализатора во взвеси.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что скорость потока взвеси внутри стояка (стояков) составляет от 2 до 5 м/с.

11. Способ по одному из пп.5-10, отличающийся тем, что направленная вверх поверхностная скорость жидкости вне стояка (стояков) составляет от 2 до 4 см/с.

12. Установка для получения жидких и, возможно, газообразных продуктов из газообразных реагентов, отличающаяся тем, что включает в себя реактор, в котором предусмотрена зона слоя взвеси, в которой при работе имеется слой твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в жидкости суспензии; впуск газа в реакторе на низком уровне в зоне слоя взвеси, предназначенный для ввода газообразных реагентов в реактор; выпуск газа в реакторе над зоной слоя взвеси, предназначенный для вывода не вступивших в реакцию газообразных реагентов и, если он есть, газообразного продукта из реактора; по меньшей мере один стояк, расположенный в первой области размещения стояка в зоне слоя взвеси, через который взвесь может проходить в направлении вниз; по меньшей мере один дополнительный стояк, расположенный во второй области размещения стояка в зоне слоя взвеси, смещенной вертикально относительно указанной первой зоны, через который взвесь также может проходить в направлении вниз; и выпуск жидкости в реакторе в зоне слоя взвеси, предназначенный для вывода жидкого продукта из реактора.

13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что вторая область размещения стояка расположена на более высоком уровне, чем первая область размещения стояка, причем дополнительные области, в каждой из которых имеется по меньшей мере один стояк или отводящая труба, расположены над указанной второй областью, при этом третья и любая последующая область размещения стояков также смещены вертикально друг от друга.

14. Установка по п.13, отличающаяся тем, что вторая область размещения стояка перекрывает первую область размещения стояка, таким образом, что нижний конец (концы) стояка (стояков) во второй области размещения стояка может перекрывать вертикально верхний конец (концы) стояка (стояков) в первой области размещения стояка.

15. Установка по п.13, отличающаяся тем, что вторая область размещения стояка расположена с отсутствием перекрытия первой области размещения стояка, таким образом, что нижний конец (концы) стояка (стояков) во второй области преимущественно имеет вертикальное смещение от верхнего конца (концов) стояка (стояков) в первой области размещения стояка.

16. Установка по п.14 или по п.15, отличающаяся тем, что стояк (стояки) во второй области размещения стояка смещен в плане по отношению к стояку (стоякам) в первой области таким образом, что нижний конец (концы) стояка (стояков) во второй области размещения стояка не служат для непосредственной разгрузки взвеси над верхним концом (концами) стояка (стояков) в первой области размещения стояка.

17. Установка по одному из пп.12-16, отличающаяся тем, что каждый стояк содержит нижнюю секцию транспортирования и верхнюю секцию освобождения с большим поперечным сечением, чем в секции транспортирования, причем секция освобождения соединена с секцией транспортирования при помощи расширяющегося наружу вверх соединительного компонента.

18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что площадь поперечного сечения секции освобождения каждого стояка в соответствующей области расположения стояка составляет от 2% до 50% площади поперечного сечения зоны реакции в области расположения стояка, причем вертикальная высота секции освобождения составляет от 0,23 до 0,61 м.