TW201336805A - 催化方法之操作 - Google Patents

Abstract

一種能夠在原位再生費雪-闕布希合成反應器內之費雪-闕布希觸媒之方法，該合成反應器係將含有氫和一氧化碳之合成氣生成烴類。此方法亦可用來抑制反應器使用期間污染物所產生的效應，該反應器為費雪-闕布希合成反應器，其係由含有氫和一氧化碳的合成氣來產生烴類，反應器中含有費雪-闕布希觸媒，並且可在210℃的溫度下操作，其中合成氣的氫：CO比率小於2.0。此方法包括步驟為：(a)將合成氣連續通入反應器(55)，同時提高合成氣的氫：CO比率；(b)確保反應器(55)內的溫度不會面臨熱失控；以及(c)將反應器(55)維持在這些操作條件下至少一天，例如，直到污染物不再出現為止。為了抑制污染物的效應，最適比率可定在2.0和2.5之間，其生產率仍能令人滿意。

Description

催化方法之操作

本發明係關於一種進行費雪-闕布希(Fischer-Tropsch)合成的方法，特別是在有污染物存在的情況下，能確保令人滿意的操作。本發明可應用於處理天然氣以產生液體產物的方法。

眾所周知，大多數的油井也會產生天然氣。在許多油井，隨著油所產生的天然氣相對少量。當所伴隨氣體的數量夠大，或者是井相當靠近已有的氣體運輸基礎設施時，氣體可以被運送至異地加工設施。當製油在許多遙遠的地點進行時，要將伴隨氣體送入已有的氣體運輸基礎設施是很困難的。在缺乏此種基礎設施的情況下，伴隨氣體一般係藉由燃除(flaring)或再注入(re-injection)的方式來處置。然而，燃除氣體已不再是環境可接受的方式，而再注入對於油田產油的品質也會帶來負面的影響。

氣轉液技術可用來將天然氣轉化成液態烴，並且可接著進行兩階段方法來生產包括合成氣生成之烴液，接著再進行費雪-闕布希合成。一般而言，合成氣(氫和一氧化碳之混合物)可以藉由部分氧化、自熱重組或蒸汽甲烷重組的一或多種反應來產生。當使用蒸汽甲烷重組反應時，反應為吸熱反應，因此需要熱量，以及如鉑/銠之類的觸媒。接著讓合成氣進行費雪-闕布希合成。對於進行費雪-闕布希合成而言，氫相對於一氧化碳的最適比率 為約2：1，並且蒸汽重組具有一項好處，其可提供比所需還要充分的氫氣。就費雪-闕布希方法而言，適合的觸媒係使用在陶瓷載體上的鈷。

此類方法在例如WO 01/51194(AEA Technology)及WO 03/048034(Accentus plc)中皆有所描述。

在某些條件下，氣流可能含有污染物，其對於費雪-闕布希觸媒具有不利作用。費雪-闕布希觸媒因而可能會在某些階段需要再生。然而，即使觸媒並沒有施用於反應器的結構零件，觸媒載體的移除和更換是相當耗時的，因此，能避免觸媒再生的方法將可提供明顯的優勢。

這方面的問題特別是因為氨而引起，其可能為此類的污染物。即使是低含量的氨，例如在合成氣中低於10億分之50(50 ppb)就會對費雪-闕布希反應器的操作造成明顯影響。

本發明提供了一種費雪-闕布希合成反應器操作之方法，其係由含有氫和一氧化碳的合成氣來產生烴類，該反應器含有費雪-闕布希觸媒，其中合成氣含有一種污染物，並且此方法包括以下步驟：(a)將合成氣連續通入反應器，同時提高合成氣的氫：CO比率；(b)確保反應器不會面臨熱失控；以及(c)將反應器維持在這些操作條件下至少一天。

如果合成氣流被發現含有污染物(例如氨)時，就可以使用本發明方法，以維持反應器的生產率。因而，步 驟(c)可以在長時間週期內進行，直到合成氣流中不再出現污染物或者是出現的數量可忽略為止應理解到，在步驟(a)中，氫：CO比率將被提高，該比率可在沒有污染物的情況下產生最佳的生產率。

因此，例如一種用於費雪-闕布希合成反應器操作之方法，其係由含有氫和一氧化碳的合成氣來產生烴類，該反應器含有費雪-闕布希觸媒，並且可在210℃的溫度下操作，且合成氣的氫：CO比率小於2.0，其中合成氣含有污染物，該方法包括以下步驟：(a)將合成氣連續通入反應器，同時將合成氣中的氫：CO比率提高到至少2.0；(b)接著確保反應器內的溫度至少為220℃；以及(c)將反應器維持在這些操作條件下至少一天。

反應器可在210℃的溫度下操作且合成氣的氫：CO比率小於2.0係指該反應能夠在這些條件下操作，雖然在這些的條件下操作可能不會提供最佳的功能。反應器在實施標準操作條件時，可能會不同於這些數值，例如為了改善功能，並且標準操作條件可能也會隨著觸媒的老化而改變。

應當理解此方法可在不改變配套設施進行。已發現此方法特別適用於避免觸媒被氨毒化，但它同時也可有效避免觸媒因其它方式而鈍化，例如隨著時間而鈍化、被其它毒物鈍化、被水鈍化、活性金屬氧化、活性金屬和載體之間的交互作用、積垢、或是金屬結塊或燒結。

本發明的另一優點是在此改變的條件下持續製造液 體產物。在這種模式的操作期間C5+的生產率可以和先前所獲得之生產率一樣高。

此方法較佳係在進行步驟(c)之前包括以下額外的步驟：(b1)將合成氣流中的氫：CO比率調整至1.8和2.5之間的範圍內，同時確保反應器內的溫度不超過250℃；(b2)監測在每一個不同氫：CO比率下的反應器性能，並且推斷能提供最適反應器性能之氫：CO比率；以及(b3)將氫：CO比率調整成能提供最適反應器性能之氫：CO比率。

本方法較佳係包括在每一個步驟中，確保反應器內的溫度不超過240℃。這是為了確保反應器不會發生過熱，尤其是避免熱失控。

此方法特別適合用於小型催化費雪-闕布希反應器，該反應器限定用於費雪-闕布希反應之多重第一流動通道設置於鄰近用於熱交換流體之多重第二流動通道，故在各別流動通道之間有熱交換。觸媒可被提供於用於費雪-闕布希反應之流動通道的壁上，或者是用於費雪-闕布希反應的每一個流動通道中含有可移動的觸媒，以催化該反應。觸媒可以是一種觸媒結構，其可包含一種金屬基材及摻入適當的觸媒材料。每一種此類的觸媒結構可以被成型，以將流動通道細隔成多個平行的流動次通道。每一種觸媒結構可包括在金屬基材上的陶瓷載體材料，其提供觸媒用的載體。

金屬基材對觸媒結構提供了強度，並且藉由傳導來 改善熱傳。金屬基材可以是一種鋼合金，其加熱時形成氧化鋁的附著表面塗層，例如摻有鋁的肥粒鋼合金(例如Fecralloy(TM))。基材可以是箔、鋼絲網或氈片，其可被製成波紋狀、漣漪狀或皺摺狀；適合的基板是一種薄金屬箔，例如厚度通常係在50微米和200微米之間，例如100微米，其被成波以界定出縱向的次通道。

反應器可包括一堆疊平板。例如第一和第二流動通道可藉由各別平板中的溝槽來界定，將這些平板予以堆疊並且接著接合在一起。或者，這些流動通道可以被齒形狀且與平片交替堆疊的薄金屬片界定；流動通道的邊緣可以藉由密封條來界定。流動通道也可以換成以間隔條隔開的平金屬片來界定。為了確保所需的良好熱接觸，第一和第二氣體流動通道的高度可以都是介於10毫米和2毫米之間(剖面)；並且每一個通道的寬度可以是介於約3毫米和25毫米之間。形成反應器區(reactor block)的堆疊平板係藉由例如擴散接合、焊接或熱均壓的方式接合在一起。

該方法的步驟(a)需要提高合成氣中的H₂/CO比率。在正常操作期間的典型比率將介於1.8和2.0之間。此改變必須逐漸進行，例如，以超過至少30分鐘的週期來發生，更佳是至少2小時。此比率可提高至3.0或甚至於3.5，例如，雖然也可以設想成更高的比率。

該方法的步驟(b)也可能需要改變溫度。在步驟(b)中，溫度可以提高到介於220℃和235℃之間，例如225℃或230℃；並且其係藉由緩慢改變溫度來達成，例如 在速率低於0.5℃/小時，例如在0.2℃/小時。

在每一個例子中，任何改變可以連續進行或者是分段進行。例如，當提高一個參數時，該參數可以逐步提高，並且在每一個數值至少維持10分鐘。當改變氫：CO比率時，該比率可以連續改變，或者是分段提高，例如，在每一個步驟將比率提高0.1或0.05，並且在每一個數值至少維持30分鐘，以確保穩定操作。

現在，本發明僅藉由實施例並結合附圖進一步且更具體地描述。

1.氣轉液裝置概述

本發明係關於將天然氣(主要為甲烷)轉化成更長鏈烴類的化學裝置及方法。該裝置適合用於處理伴產氣(associated gas)，其為隨著原油所產生的天然氣，並且之後再由原油(crude oil)分離出來。該化學方法的第一階段係關於合成氣的形成。此例如可藉由蒸汽重組來達成，反應型態為：H₂O+CH₄ → CO+3H₂(1)

此反應為吸熱，並且可藉由在第一氣體流動通道中的銠或鉑/銠觸媒來催化。需要用來引發反應的熱量可藉由在相鄰通道中的氣體(如甲烷或氫)催化燃燒來提供，其為放熱反應，或者是與來自不同燃燒反應器的廢氣進行熱交換。該燃燒可藉由在小型催化反應器中的鄰近第二氣體流動通道中的鈀觸媒來催化。在兩種情形中，觸 媒可以在安定化的氧化鋁載體上，其在金屬基材上形成厚度一般少於100微米的塗層。或者是，可將觸媒施用於流動通道壁，或者是製成丸粒置於流動通道內。燃燒所產生的熱量將會經由分隔相鄰通道之金屬片來傳導。如式(1)所示，所得合成氣的H₂/CO比率為3.0，雖然確實的數據將視反應器的情況，以及提供給反應器之蒸汽對甲烷之比率而定，例如，如果所提供的蒸汽比例較高，則此比率可以是3.5。

接著使用由蒸汽/甲烷重組所產生的氣體混合物來進行費雪-闕布希合成，以產生較長鏈的烴類，也就是說：n CO+2n H₂ → (CH₂)_n+n H₂O(2)其為放熱反應，係在有觸媒存在下，於通常在190℃和280℃之間(例如210℃或230℃)之高溫及通常在1.8 MPa和2.7 MPa之間(絕對數值)之高壓下發生。當在較低溫度下操作，儘管可使用Fe系觸媒，但較佳係使用摻雜例如1wt%(其係佔鈷金屬重量的百分比)貴重金屬(如鈀、鉑、銠或錸)所助的金屬Co觸媒，由於他們具有提高氧化安定性。這些活性金屬以10-40wt%浸漬到耐火性載體材料(例如，TiO₂、Al₂O₃或SiO₂)中，該載體材料可摻雜稀土和過渡金屬氧化物，以改善其熱水安定性(hydrothermal stability)。

由上述式子中可得知，如果使用蒸汽/甲烷重組反應來製造合成氣，氫會過量。因此，富含氫的氣流可自進行費雪-闕布希合成前的合成氣流、或者自進行費雪-闕 布希合成後仍殘留的尾氣中分離出來。如此的分離可使用膜分離器。

參照第1圖，其呈現出本發明之氣轉液裝置10。天然氣進料5主要係由甲烷構成，但具有小比例的其它氣態烴類、烴蒸氣及水蒸氣。例如，氣體進料5的壓力可以是4.0 MPa(40大氣壓)，並且在經過海水冷卻之後，由原本90℃的溫度降為35℃，並且可以由產生原油的井中產生伴產氣。

天然氣進料5被供應至預處理系統25，其中該處被施以可包括以下一種以上之處理：改變其壓力；改變其溫度；以及去除如硫之類的雜質。接著在混合器26中與蒸汽混合。

2.製造合成氣

接著將氣體/蒸汽混合物，較佳的溫度為約450℃，進料至催化蒸汽/甲烷重組器30中。重組器30的第一段可以是預先重組器，其中任何乙烷或更高烴類將被轉化成甲烷。重組器30係由自界定兩組交替配置之通道的堆疊平板所形成的小型催化反應器構成。一組通道係用於重組反應，並且含有重組觸媒，其可位於可移動之波紋狀金屬箔載體上，同時，另一組通道則是用於提供熱。在一種改良方法中，預先重組器和重組器為不同的反應器。

在這個實施例中，利用分離式燃燒器32來提供熱，將來自燃燒器32且溫度約為850℃的廢氣通過重組器30，在與蒸汽/甲烷混合物的流動方向逆向。重組器30的 反應通道可以在通道一開始的部分含有鎳觸媒，其係在整個600毫米長的反應通道中，長度在100和200毫米之間，例如150毫米。在通道的第一部分中，有鎳觸媒的存在，發生了預先重組反應，因此，任何較高烴類將會與蒸汽反應而產生甲烷。反應通道的其它長度部分則是含有重組器觸媒，例如鉑/銠觸媒，蒸汽和甲烷在該處反應而形成一氧化碳和氫。

在重組器30中，蒸汽/甲烷重組反應所需的熱量係由來自位於燃燒空氣流中之燃料集管34的氣體燃料燃燒而得。在這個實施例中，氣體燃料主要為氫。燃燒空氣係由鼓風機36提供且在熱交換器38被預熱，從在燃燒生成的熱廢氣通過重組器30後取出熱量。除此之外，蒸汽和醇蒸氣的混合物40被送入燃燒器32的燃燒空氣上游。在通過熱交換器38之後，廢氣可經由煙囪39排出。

高於800℃的一氧化碳和氫之混合物從重組器30排出，並且以熱虹吸的形式，藉由通過蒸汽上升熱交換器42而淬火至400℃以下。熱交換器42為管殼式熱交換器，熱氣通過管子，並且入口和出口的管道在頂端和底部與外殼相連通，並且與蒸汽鼓44相連通。蒸汽鼓44約裝滿一半的水，因此水能夠經由熱交換器42和蒸汽鼓44之間的自然對流而循環。來自蒸汽鼓44的蒸汽，經由控制閥46而供應至混合器26中。

氣體混合物，其為合成氣的形式，可以進一步施以冷卻(圖中未顯示)。接著再使用兩個連續式的壓縮機50 將其予以壓縮，較佳是在每一個壓縮機50之後，具有冷卻和液體分離的階段(圖中未顯示)。壓縮機50將壓力升高至約2.6 MPa(26atm)(絕對壓力)。

由上式(1)可得知，依照這種方式所產生之氫對CO的比率為約3：1，然而化學定量的要求為約2：1，這可由式(2)明顯的看出。因此，高壓合成氣藉由氫滲透膜52通過以去除過量的氫。此氫氣再被供應至燃料集管34，且係主要的燃料氣體。

3.費雪-闕布希合成

高壓一氧化碳和氫的流接著在熱交換器54中加熱到約200℃，並且之後進料至催化費雪-闕布希反應器55中；反應器55也可以是由上述的堆疊平板所形成之小型催化反應器。參照第2圖，其呈現部分費雪-闕布希反應器55的剖視圖。反應器55包括間隔開的堆疊厚度1毫米之平板12，以界定用於與費雪-闕布希合成用的通道17交錯的冷卻劑流體之通道15費雪-闕布希。冷卻劑通道15係以成型為平頂鋸齒狀波紋的厚度0.75毫米之片14所界定。在這個實施例中，波紋的高度為2毫米(通常在1至4毫米的範圍內)，並且沿著側邊相對厚的固體邊條16，並且紋波的波長為12毫米。費雪-闕布希合成用通道17的高度為5毫米(通常在2毫米至10毫米的範圍內)，係由高5毫米且間隔80毫米(間隔通常在20至100毫米的範圍內)的方形或矩形截面之棒條18隔出，因而界定直直的通道。在每一個費雪-闕布希合成用通道17內為觸媒，在這個實施例中是一種觸媒嵌入物20，其係 由50微米厚的波紋狀厚箔(通常厚度在20-200微米的範圍內)所構成且具有做為觸媒材料的載體之陶瓷塗層(圖中僅顯示出2個此種嵌入物20)；除了單層箔片之外，嵌入物20也可由堆疊成型箔片所構成。反應器55可藉由將界定通道15和17之組件予以堆疊，接著再藉由例如焊接或擴散接合將它們接合在一起的方式來製造。接著將接合的堆疊轉90度，使得通道15和17變成直立，並且將觸媒嵌入物20插入通道17中。

再次參照第1圖，反應混合物流入通道17，同時冷卻劑則是流過另一個通道15。冷卻劑經由泵56循環通過熱交換器58，其循環速率可使得在通過反應器55的通路上之溫度變動少於10 K。一開始，當觸媒是全新的時候，大約是在210℃下發生費雪-闕布希反應。

來自費雪-闕布希合成的反應產物，主要為水和烴類(如石蠟)，藉由通過熱交換器60而冷卻至大約70℃以冷凝液體，並且送料至分離室62，在該處，水、烴類和尾氣等三相進行分離。水相含有水及大約1-2%由費雪-闕布希合成所形成之含氧物，如乙醇和甲醇。部分來自分離室62的水相會進行蒸汽汽提63的處理，以分離出含氧物(標示為”醇”)而留下可排放成廢料之乾淨的水。分離出的含氧物(含氧物濃度為約80%)可以留存做後續使用，如下文所述。殘留的水相則是經過熱交換器58進料成為程序用水，因而通過壓力墜閥64而進入汽提槽66。在汽提槽66內，水相沸騰一般是在大約1.0 MPa(10atm)的壓力下，液相由汽提槽66的底部進料至蒸汽鼓44 ，而含有蒸汽和大量含氧物的蒸氣相則經由控制閥68來提供被送至燃燒空氣的蒸汽40。

來自分離室62的烴相為長鏈的烴類產物，也就是在大約70℃下為液體的烴類，具有C8以上的鏈長。來自分離室62的蒸氣和氣相被進料通過兩個連續的冷卻熱交換器70，第二個會將蒸氣冷卻至室溫。任何在經由第一個熱交換器70的通道上冷凝之液體將被送回分離室62。第二個熱交換器70的輸出物將被送入相分離室72，水和輕烴液體產物(也就是在室溫下為液體的烴類，主要為C5至C8的鏈長)會在該處分離。

接著將與費雪-闕布希反應器55壓力相同的殘留蒸氣相，經由熱交換器74送至節流閥76，接著再進入相分離容器78。當氣體通過節流閥76時，它會絕熱膨脹至較低壓力區域，未有由周遭環境輸入明顯的熱量。因此，依據焦耳湯姆生效應(Joule Thomson effect)，氣體顯著冷卻。由相分離容器78排出的液體含有水和輕烴液體產物。由相分離容器78排出的氣體，其為來自費雪-闕布希方法的尾氣，將經過熱交換器74送回，以冷卻注入的氣體，並且，選擇性地，通過氫滲透膜(圖中未顯示)。部分尾氣可送回至第一壓縮機50上游的合成氣流中。至少部分的尾氣被進料至燃料集管34中，以確保在費雪-闕布希反應器55中沒有過量的甲烷累積。

燃料集管34不只是提供用於燃燒器32的燃料，也經由燃料壓縮機80將燃料供應至氣渦輪機82。事實上，經壓縮的氣體燃料也可以供應至未成為部分裝置10的 其它設備(圖中未顯示)。氣渦輪機82可以被配置成提供操作裝置10所需的電力。如圖中的虛線所示，在這個實例中，由氣渦輪機82所產生的電被用來提供壓縮機50電力。或者是氣渦輪機82可以直接結合以驅動壓縮機50。

4.鈍化

上面的描述是裝置10的一般操作情況。商用裝置可包括數個平行操作的蒸汽/甲烷重組器30，並且也可包括數個平行操作的費雪-闕布希反應器55。

在裝置10的操作期間，在費雪-闕布希反應器55中之觸媒嵌入物20上的觸媒可能會鈍化。這可能是因為例如受到氨的毒化，但是鈍化也可能因其它方式而發生，例如純粹因為觸媒使用的時間長度；或者是因為觸媒曝露於含有顯著含量之水蒸氣的環境中，其加速了活性鈷的氧化；或者是因為快速增加CO轉化的結果，結果降低了空間速度。因此，後續可能會需要更換觸媒，或者是對其施以再生程序。然而，特別是如果合成氣中含有氨的話，改變裝置10的操作可能是恰當的。

5.修改操作

如果操作員確認在合成氣中存在如氨之類的污染物時，他可能可改變費雪-闕布希反應器55的操作，以補償污染物所造成的效應。經研究發現，即使在合成氣流中低量的氨也會具有明顯的不利作用。例如，在合成氣中存在如30 ppb少的氨已被觀察到CO轉化率自25.0%降低至19.7%且C5+生產率(亦即具有至少五碳原子之烴 類的生產率)自0.66降低至0.5 克/克_催化劑.小時。

例如，本發明可應用於費雪-闕布希反應器55，其一般操作條件是在210℃，氫：CO的比率為1.86，且氣體壓力為2.6 MPa(絕對壓力)。在沒有污染物的情況下，己知提高合成氣比率(亦即氫：CO比率)將會增加轉化，但是會降低C5+選擇性，並且可能會導致熱失控。本發明方法係關於將合成氣持續通過反應器55，同時逐漸增加合成氣的氫：CO比率。

在固定操作溫度下，調整合成氣比率已被發現到可抑制氨對費雪-闕布希性能的不利作用。令人驚訝的，這種調整可以避免對C5+選擇性產生任何負面影響的方式來進行，以致C5+選擇性並未顯著降低。任何因操作溫度改變所造成的效應皆較不顯著。

氫：CO比率的提高可以分段進行，例如，將額外的氫氣送入合成氣中，使得合成氣的比率提高至2.0，接著提高至2.1，接著再2.2，接著再2.3，接著再2.4。每一次改變合成氣的比率，監測相關條件，以確保反應器55中的最大溫度不超過240℃，並且，如果溫度接近該數值時，在再次逐漸增加合成氣比率之前，稍微降低合成氣比率，以降低溫度。在每一種不同的合成氣比率之下，反應器55皆操作至少一個小時，確保達到穩定的操作情況，並且藉由例如分析出口氣體組成的方式來監測反應器55的性能。這種分析可以利用例如氣相層析法。

最大溫度的設定係依據觸媒的老化以及反應器55的一般操作溫度。在這個實施例中，反應器55一般是在 210℃下操作，其係當觸媒是新時為適當的。在此情形中，當合成氣比率變動時，最大溫度被設定在240℃。老化的觸媒比新觸媒更不容易發生熱失控。因此，在觸媒壽命的後段，反應器55的一般操作溫度可以較高，例如240℃，並且在合成氣比率變化的期間，最大溫度可設定在較高的數值，如250℃。

熱失控的發生可能表示反應器55正產生顯著增加比例的甲烷，因而達到較低的C5+選擇性。

由不同合成氣比率下的反應器55性能，可觀察到C5+選擇性隨著合成氣比率的變動情形，並且推論出最適的合成氣比率。然後可以逐漸改變氫的比例，以類似的分段方式或者是連續進行，直到達到最適的合成氣比率為止。然後，只要污染物存在於合成氣中就維持在此合成氣比率。

在穩態之下，操作溫度可能沒有改變。或者是，可以稍微增加操作溫度，例如由210增加到220℃，這樣的溫度增加係企圖用來補償觸媒的鈍化。

例如，在一個實驗測試中，合成氣中含有30 ppb(10億分之一，亦即1/10⁹)的氨已被觀察到CO轉化率自25.02%降低至19.67%，並且C5+的生產率自0.66降低至0.5克/克_催化劑.小時。在沒有氨存在的情況下，反應器的最適操作條件係需要1.86的合成氣比率。將此比率提高到2.0，可導致性能的改善，CO轉化率由19.67增加為22.82%，並且生產率由0.50增加至0.56克/克_催化劑.小時，同時選擇性也不會受到影響。然而，將合成氣比率增加 到2.1以上時，會發現其將導致所預期選擇性的下降，並且增加轉化率，整體的效果是有害的。因此，在這個情形中，在有出現此種含量的氨污染物時，反應器5.5的性能可藉由在合成氣比率約為2.0下操作而達到最適化。

因此，為了發現此種污染程度之最適合成氣比率的更準確數值，進行更多的測試是相當恰當的，例如，監測合成氣比率介於1.9和2.1之間的反應器性能。

據信，費雪-闕布希觸媒被氨鈍化的作用機制是競爭性吸附。提高合成氣比率將提高氣相中所含氫的比率，並且這些額外的氫會使氨的吸附平衡偏移至脫附。因此會有較少的氨被吸附。

5‧‧‧天然氣進料

10‧‧‧天然氣轉液裝置

12‧‧‧平板

14‧‧‧片

15‧‧‧通道

16‧‧‧邊條

17‧‧‧通道

18‧‧‧棒條

20‧‧‧嵌入物

25‧‧‧預處理系統

26‧‧‧混合器

30‧‧‧重組器

32‧‧‧燃燒器

34‧‧‧燃料集管

36‧‧‧鼓風機

38‧‧‧熱交換器

39‧‧‧煙囪

40‧‧‧蒸汽和醇蒸氣的混合物

42‧‧‧熱交換器

44‧‧‧蒸汽鼓

46‧‧‧控制閥

50‧‧‧壓縮機

52‧‧‧氫滲透膜

54‧‧‧熱交換器

55‧‧‧費雪-闕布希反應器

56‧‧‧泵

58‧‧‧熱交換器

60‧‧‧熱交換器

62‧‧‧分離室

63‧‧‧蒸汽汽提

64‧‧‧壓力墜閥

66‧‧‧汽提槽

68‧‧‧控制閥

70‧‧‧熱交換器

72‧‧‧相分離室

74‧‧‧熱交換器

76‧‧‧節流閥

78‧‧‧分離容器

80‧‧‧壓縮機

82‧‧‧氣渦輪機

第1圖顯示氣轉液裝置及相關設備的示意性流程圖，包括費雪-闕布希反應器；以及第2圖顯示適合用於費雪-闕布希反應器之反應器區之剖面簡圖。

Claims (5)

1. 一種用於費雪-闕布希(Fischer-Tropsch)合成反應器操作之方法，其用以自含有氫和一氧化碳的合成氣來產生烴類，該反應器含有費雪-闕布希觸媒，其中合成氣含有污染物，並且此方法包括以下步驟：(a)將合成氣連續通入反應器，同時提高合成氣的氫：CO比率；(b)確保反應器不會面臨熱失控；以及(c)將反應器度維持在這些操作條件下至少一天。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法在進行步驟(c)之前包括額外步驟：(b1)將合成氣流中的氫：CO比率調整至1.8和2.5之間的範圍內，同時確保反應器內的溫度不超過250℃；(b2)監測在每一個不同氫：CO比率下的反應器性能，並且推斷能提供最適反應器性能之氫：CO比率；以及(b3)將氫：CO比率調整成能提供最適反應器性能之氫：CO比率。
3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中每一個步驟的溫度不超過240℃。
4. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中在步驟(c)中，反應器將維持在該操作條件下，直到合成氣中不再出現污染物為止。
5. 如前述申請專利範圍任一項之方法，該反應器可在210 ℃的溫度下操作，且合成氣的氫：CO比率小於2.0，該方法包括以下步驟：(a)將合成氣連續通入反應器，同時將合成氣中的氫：CO比率提高到至少2.0；(b)接著確保反應器內的溫度至少為220℃；(c)將反應器維持在這些操作條件下至少一天。