本发明的烃合成反应装置中，所述反应容器可以进一步具备在所述反应容器内的 所述衆料中追加新的催化剂粒子的催化剂粒子追加机构。
[0036] 为了补充通过所述粉化催化剂粒子排出机构和所述块状粒子排出机构排出到所 述反应容器外的劣化催化剂的不足部分，通过向所述反应容器内补充新的催化剂粒子，能 够抑制伴随催化剂量的减少或催化剂活性的劣化的液态烃化合物的生产量的减少。
[0037] 发明效果
[0038] 根据本发明，能防止反应容器内部的过滤器因粉化的微小的催化剂粒子的附着而 堵塞，由此能够将液态烃化合物稳定地排出到反应容器的外部。
[0039] 此外，能够防止浆料中容易沉降的块状化的催化剂粒子在反应容器内浓缩，能抑 制因催化剂不均匀分散而导致的浆料的流动性的降低。
【附图说明】
[0040] 图1为表示具备本发明的烃合成反应装置的一实施方式的液体燃料合成系统的 整体构成的系统图。
[0041] 图2为表示图1所示的烃合成反应装置的要部的概略构成的系统图。
【具体实施方式】
[0042] 以下，参照附图对包括本发明的烃合成反应装置的烃合成反应系统的一个实施方 式进行说明。
[0043] (液体燃料合成系统）
[0044] 图1为表示实施本发明的烃合成反应装置的启动方法的一实施方式的液体燃料 合成系统的整体构成的系统图。如图1所示，液体燃料合成系统（烃合成反应系统）1为实 施将天然气等烃原料转换为液体燃料的GTL工艺的成套设备。该液体燃料合成系统1由合 成气体生成单元3、FT合成单元（经合成反应装置）5、以及产品精制单元7构成。合成气体 生成单元3将作为烃原料的天然气重整来制造含有一氧化碳气体和氢气的合成气体。FT合 成单元5由制造的合成气体通过FT合成反应生成液态的经化合物。产品精制单元7将通 过FT合成反应合成的液态的烃化合物加氢、精制来制造液体燃料及其它的产品（石脑油、 煤油、轻油、蜡等）。以下对这些各单元的构成要素进行说明。
[0045] 首先，对合成气体生成单元3进行说明。
[0046] 合成气体生成单元3例如具备脱硫反应器10、重整器12、废热锅炉14、气液分离器 16和18、脱碳酸装置20、以及氢分离装置26。脱硫反应器10由加氢脱硫装置等构成，从作 为原料的天然气中除去硫成分。重整器12将从脱硫反应器10供给的天然气重整，制造含 有一氧化碳气体（C0)和氢气（H 2)作为主成分的合成气体。废热锅炉14将由重整器12生 成的合成气体的废热回收而产生高压蒸汽。气液分离器16将在废热锅炉14中通过与合成 气体的热交换而被加热的水分离成气体（高压蒸汽）和液体。气液分离器18从被废热锅 炉14冷却了的合成气体中除去冷凝成分，将气体成分供给到脱碳酸装置20中。
[0047] 脱碳酸装置20具有吸收塔22和再生塔24。在吸收塔22中，由气液分离器18供 给的合成气体中所含的二氧化碳气体被吸收液吸收。在再生塔24中，吸收了二氧化碳气体 的吸收液使二氧化碳气体扩散，使吸收剂再生。氢分离装置26从通过脱碳酸装置20分离 了二氧化碳气体的合成气体中将该合成气体所含的氢气的一部分分离。但是，上述脱碳酸 装置20根据情况有时不需要设置。
[0048] 重整器12例如使用下述的化学反应式（1)、（2)所示的水蒸气-二氧化碳气体重 整法通过二氧化碳和水蒸气对天然气进行重整，制造以一氧化碳气体和氢气为主成分的高 温的合成气体。另外，该重整器12中的重整法不限定于上述水蒸气-二氧化碳气体重整法。 例如，也可以利用水蒸气重整法、使用了氧的部分氧化重整法（P0X)、部分氧化重整法和水 蒸气重整法的组合即自热重整法（ATR)、二氧化碳气体重整法等。
[0049] [化 1]
[0050] CH4+H20 - C0+3H2 ? ? ? (1)
[0051] CH4+C02-2C0+2H 2 ? ? ? (2)
[0052] 氢分离装置26设置在从连接脱碳酸装置20或气液分离器18与气泡塔型反应器 30的主配管分出的分支管线上。该氢分离装置26例如可以由利用压力差进行氢的吸附和 脱附的氢PSA(PressureSwingAdsorption:压力变动吸附）装置等构成。该氢PSA装置 在并列配置的多个吸附塔（未图示）内具有吸附剂（沸石系吸附剂、活性炭、氧化铝、硅胶 等）。通过在各吸附塔中依次反复进行氢的加压、吸附、脱附（减压）、吹扫的各工序，能够 连续地供给从合成气体中分离的高纯度的氢气（例如99. 999%左右）。
[0053] 氢分离装置26中的氢气分离方法不限于利用上述氢PSA装置的压力变动吸附法。 例如也可以使用储氢合金吸附法、膜分离法、或者它们的组合等。
[0054] 储氢合金法是例如使用具有通过冷却/加热而吸附/释放氢的性质的储氢合金 〇^6、1^附 5、1^%7~。.#11。.3~。.1或1^11 1.5等），将氢气分离的方法。储氢合金法中，在例 如收纳了储氢合金的多个吸附塔中，反复交替进行通过储氢合金的冷却而进行的氢的吸附 和通过储氢合金的加热而进行的氢的释放。由此，能够将合成气体中的氢气分离吸收。
[0055] 膜分离法是使用芳香族聚酰亚胺等高分子材料的膜，从混合气体中将膜透过性良 好的氢气分离的方法。该膜分离法由于不需要进行分离对象的相变化，因此能够减小运转 所必要的能量，运行成本小。此外，由于膜分离装置的结构简单且紧凑，因此能够降低设备 成本，减小设备的所需面积。进而，分离膜由于无驱动装置，稳定运转范围广，从而具有容易 维护管理的优点。
[0056] 接着，对FT合成单元5进行说明。
[0057]FT合成单元5例如具备气泡塔型反应器（反应容器）30、气液分离器31、气液分离 器32、气液分离器33以及第1精馏塔34。气泡塔型反应器30从由上述合成气体生成单元 3制造的合成气体、即一氧化碳气体和氢气通过FT合成反应合成液态烃化合物。
[0058] 气液分离器31将从配设于气泡塔型反应器30内的冷却管35内通过而被加热的 水分离成水蒸气（中压蒸汽）和液体。气液分离器32与气泡塔型反应器30内的一次过滤 器37连接，将通过一次过滤器37的液态烃化合物中所含的气体成分分离。气液分离器33 与气泡塔型反应器30的塔顶连接，通过将未反应合成气体和气体烃化合物冷却，分离成液 态烃化合物和含有未反应合成气体的气体。该气体中，由于含有系统内不需要的甲烷等成 分，因此将一部分作为废气从废气排出路39排出到系统外。第1精馏塔34将从气泡塔型 反应器30经由气液分离器32供给的液态烃化合物分馏成各馏分。
[0059] 其中，气泡塔型反应器30为从合成气体合成液态的烃化合物的反应容器的一例， 作为通过FT合成反应从合成气体合成液态的烃化合物的FT合成用反应容器发挥功能。该 气泡塔型反应器30例如由在塔型的容器内部收纳了主要由催化剂粒子和介质油（介质液 体、液态烃）构成的浆料的气泡塔型浆料床式反应器构成。该气泡塔型反应器30通过FT 合成反应从合成气体合成气态或液态的烃化合物。详细地，在该气泡塔型反应器30中，作 为原料气体的合成气体从气泡塔型反应器30的底部的喷射器形成为气泡而被供给，并从 在介质油中悬浮有催化剂粒子的浆料内通过。并且，如下述化学反应式（3)所示，在悬浮状 态下使合成气体所含的氢气与一氧化碳气体反应而合成烃化合物。
[0060] [化 2]
[0061]
[0062] 这里，将在这样的反应中，在反应器内被消耗的一氧化碳气体相对于向FT合成单 元5中供给的一氧化碳气体（C0)的比例在本申请中作为"C0转化率"。该C0转化率可以 由每单位时间向FT合成单元5中流入的气体中的一氧化碳气体的摩尔流量（合成气体C0 摩尔流量）和每单位时间从FT合成单元5通过废气排出路39抽出的废气中的一氧化碳气 体的摩尔流量（废气C0摩尔流量）以百分率的形式算出。即，C0转化率通过以下的式（4) 求出。
[0063] [数 1]
[0064] C0转化率=[(合成气体C0摩尔流量一废气C0摩尔流量）/合成气体C0摩尔流 量]X 100 (4)
[0065] 由于该FT合成反应为发热反应，因此气泡塔型反应器30形成为内部配设有冷却 管35的热交换器型。向气泡塔型反应器30中供给作为冷却介质的例如水（BFW:锅炉供 水），从而能使上述FT合成反应的反应热通过浆料与水的热交换作为中压蒸汽而回收。
[0066] 接着，对产品精制单元7进行说明。产品精制单元7例如具备蜡馏分加氢裂化反 应器50、中间馏分加氢精制反应器52、石脑油馏分加氢精制反应器54、气液分离器56、58、 60、第2精馏塔70、以及石脑油稳定塔72。蜡馏分加氢裂化反应器50与第1精馏塔34的 塔底连接。
[0067]中间馏分加氢精制反应器52与第1精馏塔34的中央部连接。石脑油馏分加氢精 制反应器54与第1精馏塔34的塔顶连接。气液分离器56、58、60与这些加氢反应器50、 52、54分别相对应地设置。第2精馏塔70将从气液分离器56、58供给的液态烃化合物进行 分馏。石脑油稳定塔72将从气液分离器60供给的、以及从第2精馏塔70分馏的石脑油馏 分的液态烃化合物进行精馏。其结果，石脑油稳定塔72将丁烷及比丁烷轻质的成分作为废 气排出，将碳原子数为5以上的成分作为产品的石脑油回收。
[0068] 接着，对通过以上构成的液体燃料合成系统1由天然气合成液体燃料的额定运转 时的工序（GTL工艺）进行说明。
[0069] 从天然气田或天然气工厂等外部的天然气供给源（未图示）向液体燃料合成系统 1供给作为烃原料的天然气（主成分为CH4)。上述合成气体生成单元3将该天然气重整而 制造合