專利名稱：液體燃料合成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體燃料合成系統(tǒng)。
本申請(qǐng)對(duì)于在2006年3月30日申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)第2006-95932 號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，這里援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
近年來，作為從天然氣合成液體燃料的方法之一，開發(fā)了GTL(GasTo Liquid:液體燃料合成)技術(shù)。該技術(shù)是通過對(duì)天然氣進(jìn)行重整，生成以一 氧化碳?xì)怏w(CO)和氫氣(H2)為主成分的合成氣，以該合成氣作為原料 氣體，通過費(fèi)-托合成反應(yīng)(以下，稱為"FT合成反應(yīng)")合成液體碳?xì)浠?合物，再通過對(duì)該液體碳?xì)浠衔镞M(jìn)行加氫及精制，制造石腦油(粗汽油)、 燈油、輕油、蠟等液體燃料制品。
采用GTL技術(shù)的液體燃料合成系統(tǒng)具備重整天然氣生成一氧化碳?xì)怏w 及氫氣的重整器、和通過合成反應(yīng)從重整器生成的合成氣生成液體燃料的 反應(yīng)器等。而且，為了提高反應(yīng)器中的合成反應(yīng)的反應(yīng)率，需耍適當(dāng)?shù)卦O(shè) 定導(dǎo)入反應(yīng)器的合成氣的壓力，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)壓力。
但是，有時(shí)在重整器和反應(yīng)器之間設(shè)置脫碳酸裝置或配管、閥等。因 此，在以往的液體燃料合成系統(tǒng)中，從重整器送出的合成氣的壓力因這些 裝置或配管等造成的壓力損失，在向反應(yīng)器導(dǎo)入時(shí)下降。結(jié)果是反應(yīng)器內(nèi) 的反應(yīng)壓力達(dá)不到適當(dāng)?shù)膲毫Γ虼撕铣煞磻?yīng)的反應(yīng)率降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠確 保反應(yīng)器中的合成反應(yīng)所需的穩(wěn)定的反應(yīng)壓力、能提高合成反應(yīng)的反應(yīng)率 的液體燃料合成系統(tǒng)。
本發(fā)明的液體燃料合成系統(tǒng)具備重整器，其對(duì)碳?xì)浠衔镌线M(jìn)行重整，生成以一氧化碳?xì)怏w及氫氣為主成分的合成氣；反應(yīng)器，其由所述 合成氣中所含的一氧化碳?xì)怏w及氫氣來合成液體碳?xì)浠衔?；供給路徑， 其從所述重整器向所述反應(yīng)器供給所述合成氣；第1壓縮裝置，其設(shè)在所 述供給路徑上，將在所述重整器中生成的合成氣壓縮到至少所述反應(yīng)器中 的規(guī)定的反應(yīng)壓力以上。
通過此構(gòu)成，第1壓縮裝置將合成氣壓縮到從由重整器等構(gòu)成的合成 氣生成單元送出的合成氣的壓力以上，能夠向反應(yīng)器導(dǎo)入壓力比反應(yīng)器內(nèi) 高的合成氣。結(jié)果能夠確保反應(yīng)器中的合成反應(yīng)所需的穩(wěn)定的壓力，能夠 提高合成反應(yīng)的反應(yīng)率。
本發(fā)明的液體燃料合成系統(tǒng)還可以具備用于回收在上述重整器中生成 的合成氣的熱并產(chǎn)生水蒸氣的排熱鍋爐；可以以在排熱鍋爐中產(chǎn)生的水蒸 氣為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)第1壓縮裝置。通過上述構(gòu)成，排熱鍋爐回收在重整器 中生成的合成氣的熱能，產(chǎn)生水蒸氣。從排熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣成為連接 在第1壓縮裝置上的蒸汽汽輪機(jī)的動(dòng)力源，通過該蒸汽汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)第1壓 縮裝置。
本發(fā)明的液體燃料合成系統(tǒng)還可以具備再循環(huán)路徑，其使從上述反 應(yīng)器的塔頂排出的未反應(yīng)的合成氣返回到反應(yīng)器的導(dǎo)入口；第2壓縮裝置， 其設(shè)在該再循環(huán)路徑上，將未反應(yīng)的合成氣壓縮到至少反應(yīng)器中的規(guī)定的 反應(yīng)壓力以上。通過此構(gòu)成，第2壓縮裝置將合成氣壓縮到至少?gòu)姆磻?yīng)器 送出的未反應(yīng)的合成氣的壓力以上，能夠?qū)⒏邏毫Φ暮铣蓺庠俅螌?dǎo)入反 應(yīng)器中。
本發(fā)明的液體燃料合成系統(tǒng)還可以具備用于回收在上述重整器中生成 的合成氣的熱并產(chǎn)生水蒸氣的排熱鍋爐；可以以在排熱鍋爐中產(chǎn)生的水蒸 氣為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)第2壓縮裝置。通過此構(gòu)成，排熱鍋爐回收在重整器中 生成的合成氣的熱能，產(chǎn)生水蒸氣。從排熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣成為連接在 第2壓縮裝置上的蒸汽汽輪機(jī)的動(dòng)力源，通過該蒸汽汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)第2壓縮 裝置。
本發(fā)明的液體燃料合成系統(tǒng)還可以具備排熱鍋爐，其回收在上述重 整器中生成的合成氣的熱，產(chǎn)生水蒸氣；和發(fā)電機(jī)，其以在排熱鍋爐中產(chǎn) 生的水蒸氣為動(dòng)力源而被驅(qū)動(dòng)，并向液體燃料合成系統(tǒng)內(nèi)的各裝置供給電力。通過此構(gòu)成，排熱鍋爐回收在重整器中生成的合成氣的熱能，產(chǎn)生水 蒸氣。從排熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣成為連接在發(fā)電機(jī)上的蒸汽汽輪機(jī)的動(dòng)力 源，發(fā)電機(jī)通過該蒸汽汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)來進(jìn)行發(fā)電。
也可以將上述排熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣從排熱鍋爐不減壓地直接供給到 發(fā)電機(jī)。通過此構(gòu)成，能夠有效地利用從排熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣保有的能 里。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠確保反應(yīng)器中的合成反應(yīng)所需的穩(wěn)定的 反應(yīng)壓力，能提高合成反應(yīng)的反應(yīng)率。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)的整體構(gòu)成的簡(jiǎn)略圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)中的髙壓蒸汽系統(tǒng) 的構(gòu)成例的模塊圖。
圖3表示本發(fā)明的實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的構(gòu)成的 簡(jiǎn)略圖。
符號(hào)說明
1…液體燃料合成系統(tǒng)，3…合成氣生成單元，5…FT合成反應(yīng)單元，7… 制品精制單元，10…脫硫反應(yīng)器，12…重整器，14…排熱鍋爐，16、 18、 34、 38、 56、 58、 60…氣液分離器，20…脫碳酸裝置，22…吸收塔，24... 再生±荅，26…氫分離裝置，30…氣泡塔式反應(yīng)器，32…導(dǎo)熱管，36…分離 器，40…第1精餾塔，50…蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器，52…燈油及輕油餾分 加氫精制反應(yīng)器，54…石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器，70…第2精餾塔，72… 石腦油穩(wěn)定器，110…第1壓縮裝置，112…蒸汽汽輪機(jī)，114…壓縮機(jī)，116… 電機(jī)部，120…第2壓縮機(jī)，132…蒸汽汽輪機(jī)，134…發(fā)電機(jī)，136…蓄電 設(shè)備，138…變電站，140、 142、 144、 146、 150…配管
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。再有，在本說明書及附圖中，對(duì)于具有實(shí)質(zhì)上相同功能構(gòu)成的構(gòu)成要素使用相同 的符號(hào)，并省略重復(fù)的說明。
首先，參照?qǐng)D1，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)行GTL (Gas To Liquid)工 藝的液體燃料合成系統(tǒng)1的整體構(gòu)成及工作進(jìn)行說明。圖1是表示木實(shí)施 方式的液體燃料合成系統(tǒng)I的整體構(gòu)成的簡(jiǎn)略圖。
如圖1所示，本實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)I是實(shí)行將天然氣等碳 氫化合物原料轉(zhuǎn)換成液體燃料的GTL工藝的成套設(shè)備(plant)。該液體燃 料合成系統(tǒng)1由合成氣生成單元3、 FT合成單元5和制品精制單元7構(gòu)成。 合成氣生成單元3對(duì)碳?xì)浠衔镌霞簇踩粴膺M(jìn)行重整，生成含有一氧化 碳?xì)怏w和氫氣的合成氣。FT合成單元5通過費(fèi)-托合成反應(yīng)(以下，稱為"FT 合成反應(yīng)")，由生成的合成氣生成液體碳?xì)浠衔?。制品精制單?對(duì)通 過FT合成反應(yīng)生成的液體碳?xì)浠衔镞M(jìn)行加氫精制，制造液體燃料(石腦 油、燈油、輕油等)。以下，對(duì)上述各單元的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。
首先，對(duì)合成氣生成中-元3進(jìn)行說明。合成氣生成單元3例如主要具 備脫硫反應(yīng)器IO、重整器12、排熱鍋爐14、氣液分離器16及18、脫碳 酸裝置20、氫分離裝置26。脫硫反應(yīng)器10由氫化脫硫裝置等構(gòu)成，用于 從原料即天然氣中除去硫成分。重整器12對(duì)從脫硫反應(yīng)器10供給的天然 氣進(jìn)行重整，生成含有一氧化碳?xì)怏w(CO)和氫氣(H2)作為主成分的合 成氣。排熱鍋爐14回收在重整器12中生成的合成氣的排熱，產(chǎn)生高壓蒸 汽。氣液分離器16將在排熱鍋爐14中通過與合成氣的熱交換被加熱的水 分離成氣體(高壓蒸汽)和液體。氣液分離器18從在排熱鍋爐14被冷卻 的合成氣中除去冷凝部分，將氣體部分供給到脫碳酸裝置20。脫碳酸裝置 20具有采用吸收液從由氣液分離器18供給的合成氣中除去碳酸氣的吸收塔 22、和從含有該碳酸氣的吸收液中使碳酸氣散發(fā)進(jìn)行再生的再生塔24。氨 分離裝置26從被脫碳酸裝置20分離了碳酸氣的合成氣中分離一部分在該 合成氣中所含的氫氣。伹是，上述脫碳酸裝置20根據(jù)情況有吋不需耍設(shè)置。
其中，重整器12例如通過用下述的化學(xué)反應(yīng)式(1)、 (2)表示的水蒸 氣碳酸氣重整法，采用二氧化碳和水蒸氣對(duì)夭然氣進(jìn)行重整，生成以一氧 化碳?xì)怏w和氫氣為主成分的高溫的合成氣。再有，該重整器12所用的寬整 法并不限定于上述水蒸氣碳酸氣重整法的例子，例如，也能夠利用水蒸氣重整法、采用了氧的部分氧化重整法(POX)、將部分氧化重整法和水蒸氣 重整法組合而成的自熱重整法(ATR)、碳酸氣重整法等。
<formula>formula see original document page 8</formula> (1)
<formula>formula see original document page 8</formula> (2)
此外，氫分離裝置26被設(shè)在從連接脫碳酸裝置20或氣液分離器18與 氣泡塔式反應(yīng)器30的主配管分支出去的分支線上。該氫分離裝置26例如 由利用壓力差進(jìn)行氫的吸附和解吸的氫PSA (Pressure Swing Adsorption: 壓力變動(dòng)吸附)裝置等構(gòu)成。該氫PSA裝置在并列配置的多個(gè)吸附塔(未 圖示)內(nèi)具有吸附劑(沸石系吸附劑、活性炭、氧化鋁、硅膠等)，通過在 各吸附塔依次重復(fù)進(jìn)行氫的加壓、吸附、解吸(減壓)、凈化的各工序，能 夠?qū)暮铣蓺夥蛛x的純度高的氫氣(例如99.999%左右)連續(xù)地供給到反應(yīng) 器。
再有，作為氫分離裝置26中的氫氣分離方法，并不限定于上述氫PSA 裝置這樣的壓力變動(dòng)吸附法的例子，例如，也可以采用儲(chǔ)氫合金吸附法、 膜分離法、或它們的組合等。
接著，對(duì)FT合成單元5進(jìn)行說明。FT合成單元5例如主要具備氣泡 塔式反應(yīng)器30、氣液分離器34、分離器36、氣液分離器38、和第1精餾 塔40。氣泡塔式反應(yīng)器30使在上述合成氣生成單元3中生成的合成氣、即 一氧化碳?xì)怏w和氫氣發(fā)生FT合成反應(yīng)，生成液體碳?xì)浠衔铩庖悍蛛x器 34將在氣泡塔式反應(yīng)器30內(nèi)配設(shè)的導(dǎo)熱管32內(nèi)流通且被加熱的水分離成 水蒸氣(中壓蒸汽)和液體。分離器36被連接在氣泡塔式反應(yīng)器30的中 央部，對(duì)催化劑和液體碳?xì)浠衔锂a(chǎn)物進(jìn)行分離處理。氣液分離器38被連 接在氣泡塔式反應(yīng)器30的上部，對(duì)未反應(yīng)的合成氣及氣體碳?xì)浠衔锂a(chǎn)物 進(jìn)行冷卻處理。第1精餾塔40對(duì)從氣泡塔式反應(yīng)器30經(jīng)由分離器36、氣 液分離器38供給的液體碳?xì)浠衔镞M(jìn)行蒸餾，根據(jù)沸點(diǎn)而分離、精制各制 品餾分。
其屮，氣泡塔式反應(yīng)器30是在將合成氣合成為液體碳?xì)浠衔锏姆磻?yīng) 器的一個(gè)例子，具有作為通過FT合成反應(yīng)從合成氣合成液體碳?xì)浠衔锏?FT合成用反應(yīng)器的功能。該氣泡塔式反應(yīng)器30例如由在塔式的容器內(nèi)部 儲(chǔ)留有包含催化劑和介質(zhì)油的漿液的氣泡塔式懸浮床式反應(yīng)器(也稱作"氣泡塔式漿液床式反應(yīng)器")構(gòu)成。該氣泡塔式反應(yīng)器30通過FT合成反應(yīng)從 合成氣生成液體碳?xì)浠衔?。詳?xì)地講，在該氣泡塔式反應(yīng)器30中，原料 氣體即合成氣從氣泡塔式反應(yīng)器30的底部的分散板變成氣泡而供給，在包 含催化劑和介質(zhì)油的槳液內(nèi)通過，在懸濁狀態(tài)中如下述化學(xué)反應(yīng)式(3)所 示，氫氣和一氧化碳?xì)怏w發(fā)生合成反應(yīng)。
2nH2 + nCO—(—CH廣)n + nH20 (3)
由于該FT合成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此氣泡塔式反應(yīng)器30為在內(nèi)部配 設(shè)了導(dǎo)熱管32的熱交換器型，例如供給水(BFW: Boiler Feed Water,鍋 爐給水)來作為冷卻劑，可通過漿液和水的熱交換來作為中壓蒸汽回收上 述FT合成反應(yīng)的反應(yīng)熱。
最后，對(duì)制品精制單元7進(jìn)行說明。制品精制單元7例如具備蠟餾 分加氫裂化反應(yīng)器50、燈油及輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52、石腦油餾分加 氫精制反應(yīng)器54、氣液分離器56、 58、 60、第2精餾塔70、石腦油穩(wěn)定器 72。蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50被連接在第1精餾塔40的下部。燈油及輕 油餾分加氫精制反應(yīng)器52被連接在第1精餾塔40的中央部。石腦油餾分 加氫精制反應(yīng)器54被連接在第1精餾塔40的上部。氣液分離器56、 58、 60分別與這些加氫反應(yīng)器50、 52、 54對(duì)應(yīng)地設(shè)置。第2精餾塔70根據(jù)沸 點(diǎn)對(duì)從氣液分離器56、 58供給的液體碳?xì)浠衔镞M(jìn)行分離和精制。石腦油 穩(wěn)定器72對(duì)從氣液分離器60及第2精餾塔70供給的石腦油餾分的液體碳 氫化合物進(jìn)行精餾，將比丁垸輕的成分排向尾氣(排氣)側(cè)，分離回收碳 數(shù)為Cs以上的成分作為制品的石腦油。
接著，對(duì)通過上述構(gòu)成的液體燃料合成系統(tǒng)1從天然氣合成液體燃料 的工序(GTL工藝)進(jìn)行說明。
從天然氣田或天然氣成套設(shè)備等外部的天然氣供給源(未圖示)，向液 體燃料合成系統(tǒng)1供給作為碳?xì)浠衔镌系奶烊粴?主成分為CH4)。上 述合成氣生成單元3對(duì)該天然氣進(jìn)行重整，制造合成氣(以一氧化碳?xì)怏w 和氫氣為主成分的混合氣)。
具體是，首先，將上述天然氣與由氫分離裝置26分離得到的氫氣一同 供給到脫硫反應(yīng)器10。脫硫反應(yīng)器10采用該氫氣將天然氣中所含的硫成分 通過例如ZnO催化劑進(jìn)行氫化脫硫。通過如此預(yù)先將天然氣脫硫，能夠防止重整器12及氣泡塔式反應(yīng)器30等中使用的催化劑的活性因硫而降低。 被如此脫硫的天然氣(也可以含有二氧化碳)在與從二氧化碳供給源 (未圖示)供給的二氧化碳(C02)氣體和在排熱鍋爐14產(chǎn)生的水蒸氣混 合后，被供給到重整器12。重整器12例如利用上述的水蒸氣碳酸氣重整法， 利用二氧化碳和水蒸氣對(duì)天然氣進(jìn)行重整，生成以一氧化碳?xì)怏w和氫氣為 主成分的高溫的合成氣。此時(shí)，向重整器12供給例如重整器12具備的燃 燒器用的燃料氣體和空氣，通過該燃燒器中的燃料氣體的燃燒熱，供給吸 熱反應(yīng)即上述水蒸氣碳酸氣重整反應(yīng)所需的反應(yīng)熱。
將如此在重整器12中生成的高溫的合成氣(例如，900'C、 2.0MPaG) 供給到排熱鍋爐14,通過與在排熱鍋爐14內(nèi)流通的水的熱交換將該合成氣 冷卻(例如400'C)，排熱被回收。此時(shí)，將在排熱鍋爐14中被合成氣加熱 的水供給到氣液分離器16，從該氣液分離器16將氣體部分以高壓蒸汽(例 如3.4 10.0MPaG)供給到重整器12或其它外部裝置，將液體部分的水返 回到排熱鍋爐14。
另一方面，在排熱鍋爐14中被冷卻的合成氣，當(dāng)在氣液分離器18中 分離除去冷凝液部分后，供給到脫碳酸裝置20的吸收塔22、或氣泡塔式反 應(yīng)器30。吸收塔22通過將在合成氣中所含的碳酸氣吸收到貯存的吸收液內(nèi)， 從該合成氣中除去碳酸氣。將該吸收塔22內(nèi)的含有碳酸氣的吸收液導(dǎo)入到 再生塔24中，例如用蒸汽加熱含有該碳酸氣的吸收液，進(jìn)行汽提處理，將 釋放的碳酸氣從再生塔24送入到重整器12中，再利用于上述重整反應(yīng)。
這樣一來，將在合成氣生成單元3中生成的合成氣供給到上述FT合成 單元5的氣泡塔式反應(yīng)器30。此時(shí)，供給到氣泡塔式反應(yīng)器30的合成氣的 組成比被調(diào)整為適合FT合成反應(yīng)的組成比(例如，H2 : CO=2 : I(摩爾比))。 再有，供給到氣泡塔式反應(yīng)器30的合成氣，通過設(shè)在連接脫碳酸裝置20 和氣泡塔式反應(yīng)器30的合成氣供給路徑的配管150上的第1壓縮裝置110 被升壓到適合FT合成反應(yīng)的壓力(例如3.6MPaG)，但詳細(xì)情況后述。
此外，將通過上述脫碳酸裝置20分離了碳酸氣的合成氣的一部分也供 給到氫分離裝置26。氫分離裝置26如上所述通過利用壓力差的吸附、解吸 (氫PSA)，分離在合成氣中所含的氫氣。將該被分離的氫從儲(chǔ)氣罐(未圖 示)等，經(jīng)由壓縮機(jī)(未圖示)，連續(xù)地供給到在液體燃料合成系統(tǒng)l內(nèi)利用氫進(jìn)行規(guī)定反應(yīng)的各種利用氫的反應(yīng)裝置(例如，脫硫反應(yīng)器10、蠟餾 分加氫裂化反應(yīng)器50、燈油及輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52、石腦油餾分加 氫精制反應(yīng)器54等)。
接著，上述FT合成單元5從由上述合成氣生成單元3生成的合成氣， 通過FT合成反應(yīng)合成液體碳?xì)浠衔铩?br> 具體是，從氣泡塔式反應(yīng)器30的底部流入由上述合成氣生成單元3生 成的合成氣，在儲(chǔ)留在氣泡塔式反應(yīng)器30內(nèi)的催化劑漿液內(nèi)上升。此時(shí)， 在氣泡塔式反應(yīng)器30內(nèi)，通過上述的FT合成反應(yīng)，在該合成氣中所含的 一氧化碳和氫氣發(fā)生反應(yīng)，生成碳?xì)浠衔铩６?，在該合成反?yīng)時(shí)，通 過使水在氣泡塔式反應(yīng)器30的導(dǎo)熱管32內(nèi)流動(dòng)，除去FT合成反應(yīng)的反應(yīng) 熱，通過該熱交換使被加熱的水氣化而成為水蒸氣。該水蒸氣在氣液分離 器34中液化而成的水返回到導(dǎo)熱管32，氣體部分作為中壓蒸汽(例如1.0 2.5MPaG)被供給到外部裝置。
如此一來，從氣泡塔式反應(yīng)器30的中央部取出在氣泡塔式反應(yīng)器30 中合成的液體碳?xì)浠衔?，?dǎo)入到分離器36。分離器36將取出的漿液中的 催化劑(固體部分)和含有液體碳?xì)浠衔锂a(chǎn)物的液體部分分離。將分離 出的催化劑的一部分返回到氣泡塔式反應(yīng)器30，將液體部分供給到第1精 餾塔40。此外，從氣泡塔式反應(yīng)器30的塔頂，將未反應(yīng)的合成氣和合成的 碳?xì)浠衔锏臍怏w部分導(dǎo)入到氣液分離器38。氣液分離器38將這些氣體冷 卻，分離一部分的冷凝部分的液體碳?xì)浠衔?，?dǎo)入第1精餾塔40。另一 方面，對(duì)于由氣液分離器38分離得到的氣體部分，將未反應(yīng)的合成氣(CO 和H2)再投入到氣泡塔式反應(yīng)器30的底部，再利用于FT合成反應(yīng)，此外， 將以制品對(duì)象以外的碳數(shù)少(C4以下)的碳?xì)浠衔餁怏w為主成分的排氣 (尾氣)導(dǎo)入到外部的燃燒設(shè)備(未圖示)中，燃燒后向大氣中排放。
另一方而，對(duì)于在氣液分離器38中被分離的氣體部分，將制品對(duì)象以 外的碳數(shù)少(Ct以下)的碳?xì)浠衔餁怏w及未反應(yīng)的合成氣(CO和H2)， 通過設(shè)在再循環(huán)路徑的配管142、 146上的第2壓縮裝置120吸引所需的量， 經(jīng)由配管140、 142、 146，再導(dǎo)入到氣泡塔式反應(yīng)器30的底部。其中的未 反應(yīng)的合成氣(CO和H2)被再利用于FT合成反應(yīng)。此外，在氣液分離器 38被分離出的氣體部分的一部分，作為以C4以下的碳?xì)浠衔餁怏w和未反應(yīng)的合成氣為主成分的排氣(尾氣)，經(jīng)由配管140、 144導(dǎo)入到外部的燃 燒設(shè)備(未圖示)中，燃燒后向大氣中排放。
接著，第1精餾塔40加熱如上所述從氣泡塔式反應(yīng)器30經(jīng)由分離器 36、氣液分離器38供給的液體碳?xì)浠衔?碳數(shù)為多樣)，利用沸點(diǎn)的差 異進(jìn)行分餾，分離、精制成石腦油餾分(沸點(diǎn)大約低于3151C)、燈油及輕 油餾分(沸點(diǎn)大約為315 800'C)、蠟餾分(沸點(diǎn)大約高于800'C)。將從 該第1精餾塔40的底部取出的蠟餾分的液體碳?xì)浠衔?主要為C2I以上) 移送到蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50，將從第1精餾塔40的中央部取出的燈油 及輕油餾分的液體碳?xì)浠衔?主要為C C2D)移送到燈油及輕油餾分加 氫精制反應(yīng)器52，將從第1精餾塔40的上部取出的石腦油餾分的液體碳?xì)?化合物(主要為C5 Cw)移送到石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54。
蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50利用從上述氫分離裝置26供給的氫氣，將 從第1精餾塔40的下部供給的碳數(shù)多的蠟餾分的液體碳?xì)浠衔?一般為 C2,以上)加氫裂化，將碳數(shù)降低到C20以下。在該加氫裂化反應(yīng)中，禾U用
催化劑和熱，切斷碳數(shù)多的碳?xì)浠衔锏腃-C鍵，生成碳數(shù)少的低分子量 的碳?xì)浠衔?。通過該蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50，含有被加氫裂化了的液 體碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)物在氣液分離器56中被分離成氣體和液體，其中的液體 碳?xì)浠衔锉灰扑偷降?精餾塔70，氣體部分(含有氫氣)被移送到燈油 及輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52及石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54。
燈油及輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52采用從氫分離裝置26經(jīng)由蠟餾分 加氣裂化反應(yīng)器50供給的氫氣，對(duì)從第1精餾塔40的中央部供給的碳數(shù) 為中等程度的燈油及輕油餾分的液體碳?xì)浠衔?一般為C C2())進(jìn)行加 氫精制。該加氫精制反應(yīng)是對(duì)上述液體碳?xì)浠衔锏牟伙柡玩I加成氫使其 飽和而生成直鏈狀飽和碳?xì)浠衔锏姆磻?yīng)。結(jié)果是含有被加氫精制了的液 體碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)物在氣液分離器58中被分離成氣體和液體，其中的液體 碳?xì)浠衔锉灰扑偷降?精餾塔70，氣體部分(含有氫氣)被再利用于上 述加氫反應(yīng)。
石腦油餾分加氫糈制反應(yīng)器54采用從氫分離裝置26經(jīng)由蠟餾分加氫 裂化反應(yīng)器50供給的氫氣，對(duì)從第1精餾塔40的上部供給的碳數(shù)少的石 腦油餾分的液體碳?xì)浠衔飀為C,o以下)進(jìn)行加氫精制。結(jié)果是含有被加氫精制的液體碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)物在氣液分離器60中被分離成氣體和液 體，其中的液體碳?xì)浠衔锉灰扑偷绞X油穩(wěn)定器72，氣體部分(含有氫 氣)被再利用于上述加氫反應(yīng)。
接著，第2精餾塔70對(duì)如上所述從蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50及燈油 及輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52供給的液體碳?xì)浠衔镞M(jìn)行蒸餾，分離精制 成碳數(shù)為C,o以下的碳?xì)浠衔?沸點(diǎn)大約低于315'C)、燈油(沸點(diǎn)大約 為315 450'C)、及輕油(沸點(diǎn)大約為450 800X:)。從第2精餾塔70的 下部取出輕油，從中央部取出燈油。另一方面，從第2精餾塔70的塔頂取 出碳數(shù)為C,o以下的碳?xì)浠衔餁怏w，供給到石腦油穩(wěn)定器72。
而且，在石腦油穩(wěn)定器72中對(duì)從上述石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54 及第2精餾塔70供給的碳數(shù)為CIQ以下的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行蒸餾，分離精制 作為制品的石腦油(C5 C1Q)。由此，從石腦油穩(wěn)定器72的下部取出高純 度的石腦油。另一方面，從石腦油穩(wěn)定器72的塔頂排出以制品對(duì)象以外的 碳數(shù)在規(guī)定數(shù)以下(C4以下)的碳?xì)浠衔餅橹鞒煞值呐艢?尾氣)。將該 排氣導(dǎo)入到外部的燃燒設(shè)備(未圖示)中，燃燒后向大氣中排放。
以上，對(duì)液體燃料合成系統(tǒng)1的工作(GTL工藝)進(jìn)行了說明。根據(jù) 該GTL工藝，能夠容易且經(jīng)濟(jì)地將天然氣轉(zhuǎn)換成高純度的石腦油(C5 Cm: 粗汽油)、燈油(C C15:煤油)及輕油(CI6 C2D:粗柴油)等清潔的液 體燃料。而且，在本實(shí)施方式中，優(yōu)點(diǎn)是通過在重整器12中采用上述水 蒸氣碳酸氣重整法，可有效地利用作為原料的天然氣中所含的二氧化碳， 且能夠通過重整器12的1次反應(yīng)高效率地生成適合上述FT合成反應(yīng)的合 成氣的組成比(例如，H2:CO=2: 1 (摩爾比))，不需要?dú)錆舛日{(diào)節(jié)裝置 等。
可是，在以往的液體燃料合成系統(tǒng)中，不設(shè)置第1壓縮裝置110或第2 壓縮裝置120，因而存在從重整器送出的合成氣及從氣泡塔式反應(yīng)器的塔頂 送出的合成氣的壓力因裝置或配管等的壓力損失，而在導(dǎo)入氣泡塔式反應(yīng) 器時(shí)之前降低的問題。此外，存在當(dāng)將壓力下降的合成氣導(dǎo)入氣泡塔式反 應(yīng)器時(shí)，氣泡塔式反應(yīng)器內(nèi)的合成反應(yīng)的反應(yīng)率惡化的問題。
而且，在液體燃料合成系統(tǒng)中，在對(duì)天然氣進(jìn)行重整來生成含有一氧 化碳?xì)怏w和氫氣的合成氣的重整器的重整工序中，由于排出接近大約1000x:的排氣，因此可用排熱鍋爐回收排熱，使其產(chǎn)生高壓且大量的水蒸氣。 該高壓蒸汽以往多以減壓了的狀態(tài)用作塔、槽設(shè)備類的加熱用熱源。
而且，液體燃料合成系統(tǒng)具有加熱低溫的液體而以高溫供給到蒸餾塔、 或?qū)⒏邷氐囊后w冷卻到低溫的處理操作，由于此溫度落差大，因此需耍大 量的加熱用水蒸氣及冷卻水，存在液體燃料合成系統(tǒng)整體的能量效率低的 問題。
因此，對(duì)于在本發(fā)明的實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)i中將在排熱鍋
爐14產(chǎn)生的水蒸氣用于第.1壓縮裝置10、第2壓縮裝置120及發(fā)電機(jī)134 的構(gòu)成，參照?qǐng)D及圖2進(jìn)行說明。圖2是表示本實(shí)施方式的液體燃料合 成系統(tǒng)l中的高壓蒸汽系統(tǒng)的構(gòu)成例的模塊圖。
如圖1及圖2所示，本實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)1具備壓縮由 重整器12合成的合成氣的第1壓縮裝置110、壓縮從氣泡塔式反應(yīng)器30再 循環(huán)的未反應(yīng)的合成氣的第2壓縮裝置120、和通過以在排熱鍋爐14產(chǎn)生 的水蒸氣為動(dòng)力源的蒸汽汽輪機(jī)132來驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)134。
在合成氣流動(dòng)的供給路徑的配管150上，第1壓縮裝置110被配置在 脫碳酸裝置20的下游側(cè)。而且，為了將被第1壓縮裝置110壓縮了的合成 氣導(dǎo)入氣泡塔式反應(yīng)器30，第1壓縮裝置110被配置在氣泡塔式反應(yīng)器30 的合成氣導(dǎo)入口的上游側(cè)。這里，配管150作為合成氣的供給路徑，從排 熱鍋爐I4經(jīng)由氣液分離器18、脫碳酸裝置20，連接在氣泡塔式反應(yīng)器30 上而構(gòu)成。
第2壓縮裝置120被配置在將從氣泡塔式反應(yīng)器30的塔頂送出的未反 應(yīng)的合成氣再次導(dǎo)入氣泡塔式反應(yīng)器30的作為再循環(huán)路徑的配管142、 146 上。具體是，將第2壓縮裝置120配置在氣液分離器38的下游側(cè)。而且， 為了將被第2壓縮裝置120壓縮了的氣體再次導(dǎo)入氣泡塔式反應(yīng)器30，第 2壓縮裝置120被配置在氣泡塔式反應(yīng)器30的合成氣導(dǎo)入口的上游側(cè)。這 里，連接在氣液分離器38上的配管140與配管142、 146構(gòu)成為再循環(huán)路 徑。
接著，對(duì)第1壓縮裝置U0、第2壓縮裝置120進(jìn)行具體的說明。圖3 是表示本實(shí)施方式的液體燃,合成系統(tǒng)中的第1壓縮裝置110、第2壓縮裝 置120的構(gòu)成的簡(jiǎn)略圖。如圖3所示，第1壓縮裝置110、第2壓縮裝置120由壓縮機(jī)114、電 機(jī)部116和蒸汽汽輪機(jī)112構(gòu)成。
壓縮機(jī)14是通過驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)氣體進(jìn)行壓縮，并將被壓縮的氣體連續(xù) 送出的裝置。壓縮機(jī)n4具有氣體的入口部114a和出口部114b，從入口部 114a導(dǎo)入合成氣，從出口部114b送出被壓縮的合成氣。壓縮機(jī)114例如可 使用容積式壓縮機(jī)和渦輪式壓縮機(jī)。作為容積式壓縮機(jī)可使用往復(fù)運(yùn)動(dòng)式 的活塞式壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式的螺旋壓縮機(jī)等，作為渦輪式壓縮機(jī)，可使用離 心式的徑向壓縮機(jī)、渦輪壓縮機(jī)、軸流式的軸流壓縮機(jī)等。
容積式壓縮機(jī)首先在室內(nèi)^f閉一定容積的氣體，然后，通過縮小封閉 了氣體的室內(nèi)的容積來增加氣體的壓力，壓縮氣體，向外部連續(xù)地排出該 被壓縮了的氣體。渦輪式壓縮機(jī)通過使收納在殼中的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過葉輪 產(chǎn)生的氣體的能量增加，對(duì)氣體附加壓力和速度，從而壓縮氣體，向外部 連續(xù)地排出該被壓縮了的氣體。
在電機(jī)部116上連接蒸汽汽輪機(jī)112的旋轉(zhuǎn)軸和壓縮機(jī)114的旋轉(zhuǎn)軸。 電機(jī)部116通過蒸汽汽輪機(jī)112的旋轉(zhuǎn)力來驅(qū)動(dòng)，將其旋轉(zhuǎn)力傳遞給壓縮 機(jī)114，來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)114。
蒸汽汽輪機(jī)112是將水蒸氣的熱能轉(zhuǎn)換成動(dòng)力的熱機(jī)。蒸汽汽輪機(jī)112 由被固定的固定葉片和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片構(gòu)成，通過使在固定葉片發(fā)生的高 速蒸汽流碰撞轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，使安裝了轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)來得到驅(qū)動(dòng)力。 從入口側(cè)112a向蒸汽汽輪機(jī)112導(dǎo)入氣體即水蒸氣。作為蒸汽汽輪機(jī)112 可使用背壓式汽輪機(jī)或凝汽式汽輪機(jī)等。背壓式汽輪機(jī)將水蒸氣以氣體的 狀態(tài)向出口側(cè)112b排出，凝汽式汽輪機(jī)在出口側(cè)112b通過冷卻器(未圖 示)冷卻水蒸氣，以液體即水的形式排出。
以從排熱鍋爐14排出的高壓蒸汽作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)連接在壓縮機(jī)114 上的蒸汽汽輪機(jī)I12。因此，在蒸汽汽輪機(jī)1I2上連接用于導(dǎo)入高壓蒸汽的 水蒸氣配管。該水蒸氣配管以連接可取出從排熱鍋爐14排出的高壓蒸汽的 氣液分離器16和蒸汽汽輪機(jī)U2的方式設(shè)置。此外，在蒸汽汽輪機(jī)112上， 設(shè)有排出口 ，該排出口用于排出高壓蒸汽通過能量轉(zhuǎn)換而冷凝形成的冷凝 水(冷凝物)。
接著，對(duì)本實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)1中的高壓蒸汽的供給對(duì)象的第1壓縮裝置110、第2壓縮裝置120的工作，參照?qǐng)D2及圖3進(jìn)行說明。 首先，就對(duì)由重整器12合成的合成氣進(jìn)行壓縮的第1壓縮裝置110的工作 進(jìn)行以下的說明。合成氣在從重整器12排出后，通過排熱鍋爐14而被冷 卻，再經(jīng)由脫碳酸裝置20,通過作為供給路徑的配管150，被導(dǎo)入到第1 壓縮裝置110。第1壓縮裝置IIO壓縮該導(dǎo)入的合成氣。具體是，合成氣的 壓力在從重整器12排出時(shí)，例如大約為2.0MPaG，然后，在從脫碳酸裝置 20排出時(shí)，例如大約為1.8MPaG。然后，導(dǎo)入到第1壓縮裝置110的合成 氣的壓力例如上升到3.6MPaG。從第1壓縮裝置110排出的合成氣被導(dǎo)入 到氣泡塔式反應(yīng)器30。因配管等的壓力損失，此時(shí)的合成氣壓力例如大約 為3.2MPaG。
為了提高氣泡塔式反應(yīng)器30中的FT合成反應(yīng)的反應(yīng)率，需要適當(dāng)?shù)?設(shè)定導(dǎo)入氣泡塔式反應(yīng)器30的合成氣的壓力，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整氣泡塔式反應(yīng)器 30內(nèi)的反應(yīng)壓力。如上所述，本實(shí)施方式由于通過設(shè)置第1壓縮裝置110， 能夠向氣泡塔式反應(yīng)器30導(dǎo)入升壓到規(guī)定的反應(yīng)壓以上的合成氣，所以能 夠提高FT合成反應(yīng)的反應(yīng)壓力，從而能夠提高合成反應(yīng)的反應(yīng)率。
在不設(shè)置第1壓縮裝置110時(shí)，氣泡塔式反應(yīng)器30內(nèi)的FT合成反應(yīng) 的反應(yīng)壓力為從脫碳酸裝置20排出時(shí)的壓力，即例如大約為1.8MPaG或其 以下的值，F(xiàn)T合成反應(yīng)的反應(yīng)率例如大約為50y。。而且，本實(shí)施方式通過 設(shè)置第1壓縮裝置110，能夠?qū)T合成反應(yīng)的反應(yīng)壓力提高到例如大約 3.2MPaG，因此能夠使FT合成反應(yīng)的反應(yīng)率上升到例如大約60^或其以上。
此外，即使因第1壓縮裝置110的上游側(cè)的排熱鍋爐14或脫碳酸裝置 20的工作、或配管、閥等的壓力損失等，在配管內(nèi)部產(chǎn)生合成氣的壓力變 動(dòng)或脈動(dòng)，第1壓縮裝置110也能緩沖上游側(cè)的合成氣的壓力變動(dòng)等。因 此，第1壓縮裝置110能夠穩(wěn)定地向第1壓縮裝置110的下游側(cè)供給升壓 了的合成氣。所以，本實(shí)施方式通過在氣泡塔式反應(yīng)器30的合成氣導(dǎo)入側(cè) 的上游設(shè)置第1壓縮裝置110，能夠向氣泡塔式反應(yīng)器30供給壓力穩(wěn)定的 合成氣。其結(jié)果是，由于氣泡塔式反應(yīng)器30內(nèi)的FT合成反應(yīng)的反應(yīng)壓力 也穩(wěn)定，因而能夠使FT合成反應(yīng)穩(wěn)定。
而且，以從排熱鍋爐14中產(chǎn)生的高壓蒸汽為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)第1壓縮裝 置IIO。如上所述，在液體燃料合成系統(tǒng)l中，由于存在大量剩余的高壓蒸汽，因而能夠?qū)⒃摳邏赫羝鳛檫B接在第1壓縮裝置110上的蒸汽汽輪機(jī) 112的動(dòng)力源來利用。而且，與以第1壓縮裝置110的動(dòng)力為電力時(shí)相比， 可抑制電力的消費(fèi)。其結(jié)果是，本實(shí)施方式能夠提高液體燃料合成系統(tǒng)1 整體的能量效率。
2壓縮裝置進(jìn)行說叨Z在4泡塔式反應(yīng)器30 二，導(dǎo)I的合:氣不是^ 部反應(yīng)，例如存在大約40%的未反應(yīng)氣體。未反應(yīng)的合成氣在從氣泡塔式 反應(yīng)器30的塔頂被送出后，經(jīng)由氣液分離器38，通過配管140、 142、 146， 再次被導(dǎo)入到氣泡塔式反應(yīng)器30的上游側(cè)。第2壓縮裝置120壓縮該未反 應(yīng)的合成氣。具體是，從氣泡塔式反應(yīng)器30的塔頂送出的、導(dǎo)入第2壓縮 裝置120前的合成氣的壓力為"BR〉A(chǔ)例如大約為3.0MPaG。然后，被第2 壓縮裝置120壓縮了的合成氣的壓力上升到例如3.6MPaG。結(jié)果與上述第1 壓縮裝置110時(shí)同樣，能夠?qū)⑸龎汉蟮暮铣蓺鈱?dǎo)入氣泡塔式反應(yīng)器30，能 夠提高氣泡塔式反應(yīng)器30內(nèi)的FT合成反應(yīng)的反應(yīng)壓力。從而，能夠提高 FT合成反應(yīng)的反應(yīng)率。
此外，第2壓縮裝置120與第1壓縮裝置110同樣，能夠緩沖上游側(cè) 的壓力變動(dòng)等，能夠向下游側(cè)的氣泡塔式反應(yīng)器30的導(dǎo)入口供給壓力穩(wěn)定 的合成氣。其結(jié)果是，因氣泡塔式反應(yīng)器30內(nèi)的壓力穩(wěn)定，從而能使FT 合成反應(yīng)穩(wěn)定。
第2壓縮裝置120由以從排熱鍋爐14中產(chǎn)生的高壓蒸汽為動(dòng)力源的蒸 汽汽輪機(jī)112來驅(qū)動(dòng)。與第1壓縮裝置110的情況同樣，由于能夠有效地 利用液體燃料合成系統(tǒng)1中的剩余髙壓蒸汽，可抑制電力的消費(fèi)，因而能 夠提高液體燃料合成系統(tǒng)1整體的能量效率。
接著，對(duì)由蒸汽汽輪機(jī)132驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)134進(jìn)行說明。首先，將蒸 汽汽輪機(jī)132連接在用于流通高壓蒸汽的水蒸氣配管系統(tǒng)上。具體是，水 蒸氣配管以連接可取出從排熱鍋爐14排出的高壓蒸汽的氣液分離器16和 蒸汽汽輪機(jī)132的方式設(shè)置。而且，蒸汽汽輪機(jī)132和發(fā)電機(jī)134相互連 接地設(shè)置，使得蒸汽汽輪機(jī)132能夠?qū)⑼ㄟ^高壓蒸汽得到的動(dòng)力傳遞給發(fā) 電機(jī)134。
以從排熱鍋爐14中產(chǎn)生的高壓蒸汽作為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)蒸汽汽輪機(jī)132。而且，通過旋轉(zhuǎn)蒸汽汽輪機(jī)132能夠驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)134，產(chǎn)生電力。此時(shí)，由 于能夠不使高壓蒸汽鄉(xiāng)壓地直接使蒸汽汽輪機(jī)132旋轉(zhuǎn)，因此能夠有效地 利用高壓蒸汽所具有的能量。此外，由于能夠有效地利用從排熱鍋爐14排 出的剩余高壓蒸汽，因而能夠提高液體燃料合成系統(tǒng)1整體的能量效率。
通過發(fā)電機(jī)134得到的電被供給到例如液體燃料合成系統(tǒng)1的蓄電設(shè) 備136來進(jìn)行蓄電。蓄電設(shè)備136為了儲(chǔ)存由發(fā)電機(jī)134得到的電力，與 發(fā)電機(jī)134電連接地設(shè)置。此外，變電站138接收蓄電設(shè)備136蓄積的電 力，為了將電力供給到液體燃料合成系統(tǒng)1的各裝置，該變電站138與液 體燃料合成系統(tǒng)1的各裝置電連接地設(shè)置。
在蓄電設(shè)備136蓄積的電通過變電站138供給到液體燃料合成系統(tǒng)1 中的各裝置。具體是，由發(fā)電機(jī)134產(chǎn)生的電可用于第1壓縮裝置110、第 2壓縮裝置120、使流體流動(dòng)的泵、或從重整器12排出排氣時(shí)所用的風(fēng)扇 等。此外，也能夠?qū)⑸鲜鲭娪糜趯?duì)脫碳酸裝置20中的二氧化碳吸收液進(jìn)行 再生時(shí)使用的例如泵等旋轉(zhuǎn)設(shè)備。其結(jié)果是，可提高液體燃料合成系統(tǒng)1 整體的能量效率。
此外，通過在蓄電設(shè)備136中蓄電，能夠穩(wěn)定地向液體燃料合成系統(tǒng)1 供電。也就是說，在液體燃料合成系統(tǒng)I的起動(dòng)時(shí)或維修時(shí)，能夠使用蓄 積的電。而且，蓄電設(shè)備136的設(shè)置也能成為在停電等的緊急情況下不損 壞液體燃料合成系統(tǒng)1的措施。例如，在使水蒸氣循環(huán)的系統(tǒng)中，在停電 時(shí)也能使泵連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行冷卻，因而能夠防止設(shè)備類、反應(yīng)器的溫度 上升及因溫度上升造成的設(shè)備類、反應(yīng)器的損壞。
如上所述，在液體燃料合成系統(tǒng)l中，為了冷卻從重整器12排出的高 溫(例如900 1000'C)的合成氣(例如冷卻到大約400'C)，在排熱鍋爐 14中循環(huán)大量的水。因此，與一般的成套設(shè)備相比，產(chǎn)生大量高壓蒸汽。 如上所述，該高壓蒸汽在液體燃料合成系統(tǒng)1中，被供給到重整器12，用 于重整器12中的天然氣的重整。此外，高壓蒸汽在減壓后還可用于配管的 示蹤、或成套設(shè)備各處的升溫。
而且，在液體燃料合成系統(tǒng)1中，由于產(chǎn)生大量的高壓蒸汽，因此如 果僅是上述的利用，則仍殘存剩余的高壓蒸汽。因而，剩余的高壓蒸汽以 水的形式而被回收，然后廢棄，但在這種情況下，將高壓蒸汽具有的熱能白白地浪費(fèi)掉。因此，將從排熱鍋爐14中產(chǎn)生的髙壓蒸汽供給到第1壓縮 裝置IIO、第2壓縮裝置120、發(fā)電機(jī)134的蒸汽汽輪機(jī)132。其結(jié)果是， 能夠?qū)⒏邏赫羝臒崮苻D(zhuǎn)換成動(dòng)力，能夠有效地利用高壓蒸汽。
以上，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，當(dāng)然本發(fā)明 并不限定于上述例子。顯然，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，就能在權(quán)利要求的 范圍內(nèi)想到各種變更例或修正例，這些當(dāng)然也可以理解為屬于本發(fā)明的技 術(shù)范圍。
例如，在上述實(shí)施方式中，作為供給液體燃料合成系統(tǒng)I的碳?xì)浠?物原料采用天然氣，但也不限定于此例，例如也可以釆用瀝青、渣油等其 它碳?xì)浠衔镌稀?br> 此外，在上述實(shí)施方式中，作為氣泡塔式反應(yīng)器30中的合成反應(yīng)，通 過FT合成反應(yīng)合成液體碳?xì)浠衔?，但本發(fā)明并不限定于此例。作為氣泡 塔式反應(yīng)器中的合成反應(yīng)，例如，也能夠適用于羰基合成(羰基化反應(yīng)) "R CH=CH2+CO+H2—R CH2CH2CHO "、甲醇合成"CO+2H2—CH3OH "、 二甲醚(DME)合成"3CO+3H2—CH3OCH3+C02"等。
此外，在上述實(shí)施方式中，作為將合成氣合成為液體碳?xì)浠衔锏姆?應(yīng)器，采用了氣泡塔式懸浮床式反應(yīng)器，但本發(fā)明并不限定于此例，例如， 也可以采用固定床式反應(yīng)器等來進(jìn)行FT合成反應(yīng)。
此外，在上述實(shí)施方式中，示出了通過以高壓蒸汽作為動(dòng)力的蒸汽汽 輪機(jī)112驅(qū)動(dòng)第1壓縮裝置110、第2壓縮裝置120的例子，但也不限定于 此例，也可以在第1壓縮裝置110的電機(jī)部116上連接電源，通過電力驅(qū) 動(dòng)第1壓縮裝置U0、第2壓縮裝置120，另外也可以并用水蒸氣和電力來 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
此外，在上述實(shí)施方式中，作為連接在第1壓縮裝置110、第2壓縮裝 置120上的蒸汽汽輪機(jī)12，示出了以從排熱鍋爐14排出的高壓蒸汽為動(dòng) 力源的例子，但也不限定于此例，也可以以經(jīng)過氣泡塔式反應(yīng)器30的導(dǎo)熱 管而產(chǎn)生的中壓蒸汽為動(dòng)力源。
本發(fā)明涉及液體燃料合成系統(tǒng)具備重整器，其對(duì)碳?xì)浠衔镌线M(jìn) 行重整，生成以一氧化碳?xì)怏w及氫氣為主成分的合成氣；反應(yīng)器，其由所 述合成氣中所含的一氧化碳?xì)怏w及氫氣來合成液體碳?xì)浠衔?；供給路徑，其從所述重整器向所述反應(yīng)器供給所述合成氣；第1壓縮裝置，其設(shè)在所 述供給路徑上，將在所述重整器中生成的合成氣壓縮到至少所述反應(yīng)器中 的規(guī)定的反應(yīng)壓力以上。
根據(jù)本發(fā)明的液體燃料合成系統(tǒng)，能夠確保反應(yīng)器屮的合成反應(yīng)所需 的穩(wěn)定的反應(yīng)壓力，能夠提高合成反應(yīng)的反應(yīng)率。
權(quán)利要求
1、一種液體燃料合成系統(tǒng)，具備重整器，其對(duì)碳?xì)浠衔镌线M(jìn)行重整，生成以一氧化碳?xì)怏w及氫氣為主成分的合成氣；反應(yīng)器，其由所述合成氣中所含的一氧化碳?xì)怏w及氫氣來合成液體碳?xì)浠衔?；供給路徑，其從所述重整器向所述反應(yīng)器供給所述合成氣；第1壓縮裝置，其設(shè)在所述供給路徑上，將在所述重整器中生成的合成氣壓縮到至少所述反應(yīng)器中的規(guī)定的反應(yīng)壓力以上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體燃料合成系統(tǒng)，其中，該液體燃料合成 系統(tǒng)還具備排熱鍋爐，該排熱鍋爐回收在所述重整器中生成的合成氣的熱， 并產(chǎn)生水蒸氣以在所述排熱鍋爐中產(chǎn)生的水蒸氣為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)所述第 1壓縮裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體燃料合成系統(tǒng)，其中，該液體燃料合成 系統(tǒng)還具備再循環(huán)路徑，其使從所述反應(yīng)器排出的未反應(yīng)的合成氣返回 到所述反應(yīng)器的導(dǎo)入口；第2壓縮裝置，其設(shè)在所述再循環(huán)路徑上，將所 述未反應(yīng)的合成氣壓縮到至少所述反應(yīng)器中的規(guī)定的反應(yīng)壓力以上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體燃料合成系統(tǒng)，其中，該液體燃料合成 系統(tǒng)還具備排熱鍋爐，該排熱鍋爐回收在所述重整器中生成的合成氣的熱， 并產(chǎn)生水蒸氣；以在所述排熱鍋爐中產(chǎn)生的水蒸氣為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)所述第2 壓縮裝置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體燃料合成系統(tǒng)，其中，該液體燃料合成 系統(tǒng)還具備排熱鍋爐，其回收在所述重整器中生成的合成氣的熱，并產(chǎn) 生水蒸氣；發(fā)電機(jī)，其以在所述排熱鍋爐中產(chǎn)生的水蒸氣為動(dòng)力源而被驅(qū) 動(dòng)，并向所述液體燃料合成系統(tǒng)內(nèi)的各裝置供給電力。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體燃料合成系統(tǒng)，其中，將在所述排熱鍋 爐中產(chǎn)生的水蒸氣從所述排熱鍋爐不減壓地直接供給到所述發(fā)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的液體燃料合成系統(tǒng)(1)具備重整器(12)，其對(duì)碳?xì)浠衔镌线M(jìn)行重整，生成以一氧化碳?xì)怏w及氫氣為主成分的合成氣；氣泡塔式反應(yīng)器(30)，其由合成氣中所含的一氧化碳?xì)怏w及氫氣來合成液體碳?xì)浠衔铮慌涔?150)，其作為從重整器(12)向氣泡塔式反應(yīng)器(30)供給合成氣的供給路徑；第1壓縮裝置(110)，其將在重整器(12)生成的合成氣壓縮到至少氣泡塔式反應(yīng)器(30)中的規(guī)定的反應(yīng)壓力以上。
文檔編號(hào)C10G2/00GK101432395SQ20078001567
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者大西康博, 若村修, 藤本健一郎 申請(qǐng)人:新日鐵工程技術(shù)株式會(huì)社