烃合成反应装置的制造方法_3

文档序号:9332097阅读:来源:国知局
成气体(以一氧化碳气体和氢气为主成分的混合气体)。
[0070] 具体地,首先,上述天然气与通过氢分离装置26分离的氢气一起被导入脱硫反应 器10中。脱硫反应器10通过导入的氢气和加氢脱硫催化剂,将天然气中所含的硫成分转换 成硫化氢。进而,脱硫反应器10将生成的硫化氢通过例如ZnO等脱硫剂吸附除去。这样, 通过对天然气进行预先脱硫,从而能够防止在重整器12和气泡塔型反应器30等中使用的 催化剂的活性因硫而降低。
[0071] 这样脱硫得到的天然气(也可以含有二氧化碳)与从二氧化碳供给源(未图示) 供给的二氧化碳(C02)气体和由废热锅炉14产生的水蒸气混合之后,被供给到重整器12 中。重整器12例如通过上述的水蒸气-二氧化碳气体重整法使用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。此时,向重整器12 中供给了例如重整器12所具备的燃烧炉用的燃料气体和空气。并且,通过该燃烧炉中的燃 料气体的燃烧热,提供了作为吸热反应的上述水蒸气-二氧化碳气体重整反应所需要的反 应热。
[0072] 这样通过重整器12制造的高温的合成气体(例如,900°C、2.OMPaG)被供给到废热 锅炉14中,通过与从废热锅炉14内通过的水的热交换而被冷却(例如400°C)。并且,合 成气体的废热被水回收。
[0073] 此时,在废热锅炉14中被合成气体加热的水被供给到气液分离器16中。并且,被 该合成气体加热的水在气液分离器16中被分离成高压蒸汽(例如3. 4~10.OMPaG)和水。 被分离的高压蒸汽供给到重整器12或其它的外部装置中,被分离的水返回到废热锅炉14 中。
[0074] 另一方面,在废热锅炉14中被冷却的合成气体在冷凝的液体成分在气液分离器 18中被分离、除去后,被供给到脱碳酸装置20的吸收塔22、或气泡塔型反应器30中。吸收 塔22中,通过储存在吸收塔22的内部的吸收液,将合成气体中所含的二氧化碳气体吸收, 从该合成气体中除去二氧化碳气体。在吸收塔22内吸收了二氧化碳气体的吸收液从吸收 塔22排出,被导入再生塔24中。导入再生塔24中的吸收液例如通过蒸汽加热而进行汽提 处理,使二氧化碳气体扩散。扩散的二氧化碳气体从再生塔24排出而导入重整器12中,再 利用于上述重整反应中。
[0075] 这样,在合成气体生成单元3中制造的合成气体被供给到上述FT合成单元5的气 泡塔型反应器30中。此时,被供给到气泡塔型反应器30中的合成气体的组成比被调节为 适合于FT合成反应的组成比(例如,H2:C0 = 2 :1 (摩尔比))。另外,被供给到气泡塔型反 应器30中的合成气体通过设置在将脱碳酸装置20和气泡塔型反应器30连接的配管上的 第1压缩机(未图示),升压至适合于FT合成反应的压力(例如3. 6MPaG左右)。
[0076] 此外,通过上述脱碳酸装置20分离了二氧化碳气体的合成气体的一部分也被供 给到氢分离装置26中。氢分离装置26通过上述那样利用了压力差的吸附、脱附(氢PSA), 将合成气体中所含的氢气分离。该分离得到的氢从储气罐(未图示)等经由压缩机(未图 示),向在液体燃料合成系统1内利用氢进行规定反应的各种利用氢反应装置(例如,脱硫 反应器10、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等)中连续地供给。
[0077] 接着,上述FT合成单元5从由上述合成气体生成单元3制造的合成气体通过FT 合成反应合成液态烃化合物。
[0078] 具体地,在上述脱碳酸装置20中分离了二氧化碳气体的合成气体被导入气泡塔 型反应器30中,在收纳于气泡塔型反应器30内的含有催化剂的浆料内通过。此时,在气泡 塔型反应器30内,通过上述的FT合成反应,该合成气体中所含的一氧化碳气体和氢气反 应,生成烃化合物。进而,在该FT合成反应时,通过在气泡塔型反应器30的冷却管35内通 过的水,FT合成反应的反应热被回收,被反应热加热的水发生汽化而形成水蒸气。该水蒸 气被供给到气液分离器31中分离成冷凝水和气体成分,水返回到冷却管35中,气体成分作 为中压蒸汽(例如1.〇~2. 5MPaG)被供给到外部装置中。
[0079] 这样,在气泡塔型反应器30中合成的液态烃化合物以从气泡塔型反应器30的中 央部通过一次过滤器37除去了催化剂粒子的状态被排出,被导入到气液分离器32中。在 气液分离器32中从被导入的液态烃化合物中分离气体成分。分离得到的液态烃化合物被 导入到第1精馏塔34中。
[0080] 从气泡塔型反应器30的塔顶将含有在FT合成反应中未反应的合成气体和通过FT 合成反应生成的气体烃化合物的气体副产物排出。从气泡塔型反应器30中排出的气体副 产物被导入到气液分离器33中。在气液分离器33中,被导入的气体副产物被冷却,分离成 冷凝的液态烃化合物和气体成分。分离得到的液态烃化合物从气液分离器33排出,被导入 到第1精馏塔34中。
[0081] 分离得到的气体成分从气液分离器33排出,其一部分被再导入到气泡塔型反应 器30中。在气泡塔型反应器30中,被再导入的气体成分中所含的未反应的合成气体(C0 和氏)被再利用到FT合成反应中。此外,从气液分离器33排出的气体成分的一部分作为 废气从废气排出路39排出到系统外、用于燃料,或者从该气体成分中回收相当于LPG(液化 石油气体)的燃料。
[0082] 在第1精馏塔34中,如上述那样将从气泡塔型反应器30经由气液分离器32而供 给的液态烃化合物(碳原子数多种)分馏成石脑油馏分(沸点大约低于150°C)、中间馏分 (沸点大约为150~360°C)、以及蜡馏分(沸点大约超过360°C)。从该第1精馏塔34的 塔底排出的蜡馏分的液态烃化合物(主要为C22以上)被导入到蜡馏分加氢裂化反应器50 中。从第1精馏塔34的中央部排出的相当于煤油、轻油的中间馏分的液态烃化合物(主要 为Cn~C21)被导入到中间馏分加氢精制反应器52中。从第1精馏塔34的塔顶排出的石 脑油馏分的液态烃化合物(主要为C5~C1(])被导入到石脑油馏分加氢精制反应器54中。
[0083] 蜡馏分加氢裂化反应器50将从第1精馏塔34的塔底排出的碳原子数多的蜡馏分 的液态烃化合物(大概为C22以上)利用从上述氢分离装置26供给的氢气进行加氢裂化, 从而将碳原子数减少至21以下。在该加氢裂化反应中,将碳原子数多的烃化合物的C-C键 切断。由此,将碳原子数多的烃化合物转换为碳原子数少的烃化合物。此外,在蜡馏分加氢 裂化反应器50中,还与加氢裂化反应并行地进行将直链状饱和烃化合物(正链烷烃)加氢 异构化而生成支链状饱和烃化合物(异链烷烃)的反应。由此,使得蜡馏分加氢裂化产物 的作为燃料油基材所要求的低温流动性提高。进而,在蜡馏分加氢裂化反应器50中,也进 行作为原料的蜡馏分中所含的醇类等含氧化合物的加氢脱氧反应和烯烃的加氢反应。加氢 裂化后从蜡馏分加氢裂化反应器50排出的含有液态烃化合物的产物被导入到气液分离器56中,被分离成气体和液体。分离得到的液态烃化合物被导入到第2精馏塔70中,分离得 到的气体成分(含有氢气)被导入到中间馏分加氢精制反应器52和石脑油馏分加氢精制 反应器54中。
[0084]中间馏分加氢精制反应器52将从第1精馏塔34的中央部排出的碳原子数为中 等程度的相当于煤油、轻油的中间馏分的液态烃化合物(大概为Cn~C21)进行加氢精制。 在中间馏分加氢精制反应器52中将从氢分离装置26经由蜡馏分加氢裂化反应器50供给 的氢气用于加氢精制。在该加氢精制反应中,在上述液态烃化合物中所含的烯烃被加氢而 生成饱和烃化合物的同时,上述液态烃化合物中所含的醇等含氧化合物进行加氢脱氧而转 换成饱和经化合物和水。进而,在该加氢精制反应中,进行将直链状饱和经化合物(正链烧 烃)异构化转换成支链状饱和烃化合物(异链烷烃)的加氢异构化反应,使生成油的作为 燃料油所要求的低温流动性提高。含有加氢精制的液态烃化合物的产物在气液分离器58 中被分离成气体和液体。
[0085] 分离得到的液态烃化合物被导入到第2精馏塔70中,气体成分(含有氢气)被再 利用于上述加氢反应中。
[0086] 在石脑油馏分加氢精制反应器54中,将从第1精馏塔34的上部排出的碳原子数 少的石脑油馏分的液态烃化合物(大概为(;。以下)进行加氢精制。在石脑油馏分加氢精 制反应器54中,将从氢分离装置26经由蜡馏分加氢裂化反应器50供给的氢气用于加氢精 制。在该石脑油馏分的加氢精制反应中,主要进行烯烃的加氢和醇等含氧化合物的加氢脱 氧。加氢精制而成的含有液态烃化合物的产物在气液分离器60中被分离成气体和液体。分 离得到的液态烃化合物被导入石脑油稳定塔72中,分离得到的气体成分(含有氢气)被再 利用于上述加氢反应中。
[0087] 在第2精馏塔70中,将上述那样从蜡馏分加氢裂化反应器50和中间馏分加氢精 制反应器52供给的液态烃化合物分馏成Q。以下的烃化合物(沸点大约低于150°C)、煤油 (沸点大约为150~250°C)、轻油(沸点大约为250~360°C)、以及来自蜡馏分加氢裂化 反应器50的未裂化蜡馏分(沸点大约超过360°C)。从第2精馏塔70的塔底得到未裂解 的蜡馏分,将其再循环到蜡馏分加氢裂化反应器50的上游。从第2精馏塔70的中央部排 出煤油和轻油。另一方面,从第2精馏塔70的塔顶排出Q。以下的烃化合物,导入石脑油稳 定塔72中。
[0088] 进而,在石脑油稳定塔72中,将从上述石脑油馏分加氢精制反应器54供给的以 及在第2精馏塔70中分馏得到的Q。以下的烃化合物蒸馏,得到作为产品的石脑油(C5~ C10)。由此,从石脑油稳定塔72的塔底排出高纯度的石脑油。另一方面,从石脑油稳定塔72 的塔顶排出以产品对象以外的碳原子数为规定数以下(C4以下
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