烴制造裝置及烴的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用采用泡罩塔型漿料床反應(yīng)器的費-托合成反應(yīng)的烴制造裝置及 烴的制造方法。
[0002] 本申請基于2013年3月29日在日本提出申請的特愿2013-073223號主張優(yōu)先權(quán)， 在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，從降低環(huán)境負荷的觀點出發(fā)，一直尋求硫成分及芳香族烴的含量低、對環(huán) 境友好的清潔的液體燃料。從這樣的觀點出發(fā)，作為能夠制造不含硫成分及芳香族烴、富 含脂肪族烴的燃料油基材、特別是煤油、輕油基材的技術(shù)，研究了利用以一氧化碳氣體（C0) 及氫氣（H2)為原料氣體的費-托合成反應(yīng)（以下稱為"FT合成反應(yīng)"）的方法。該方法通 過對天然氣進行改性來制造合成氣體（以C0和H2為主成分的混合氣體），從該合成氣體通 過FT合成反應(yīng)合成具有寬的碳原子數(shù)分布的烴，對得到的烴進行加氫處理及分餾，從而制 造液體燃料基材，被稱為GTL(天然氣液化：GasToLiquids)技術(shù)（例如參照專利文獻1)。
[0004] 此外，作為通過FT合成反應(yīng)制造烴的方法，已知有通過向?qū)⒐腆w的催化劑粒子懸 浮在液體烴中得到的漿料（以下有時也簡稱為"漿料"）中吹入合成氣體而進行FT合成反 應(yīng)的使用泡罩塔型漿料床反應(yīng)器的方法（例如參照專利文獻2)。
[0005] 在采用該泡罩塔型漿料床反應(yīng)器的方法中，在該反應(yīng)器內(nèi)的漿料的上部形成氣相 部，將在漿料中通過的期間沒有反應(yīng)的合成氣體（未反應(yīng)的合成氣體）及通過FT合成反應(yīng) 而生成的在反應(yīng)器內(nèi)的條件下為氣體的輕質(zhì)的烴，從連接在反應(yīng)器上部的導(dǎo)管排出。
[0006] 在這樣的泡罩塔型漿料床反應(yīng)器中，通常為了從由連接在反應(yīng)器上部的導(dǎo)管排出 的輕質(zhì)的烴中作為液體的輕油進行分離回收，將該導(dǎo)管連接在氣液分離裝置上，通過該氣 液分離裝置的冷卻器對來自反應(yīng)器上部的氣體排出成分進行冷卻，將凝結(jié)的輕質(zhì)的烴通過 氣液分離槽與氣體成分分離。然后，將含有分離的未反應(yīng)的合成氣體的氣體成分再循環(huán)到 反應(yīng)器中，將分離了的液體成分（輕油）與后述的重油一同供給后段的蒸餾工序。
[0007] 這里，通過FT合成反應(yīng)而生成的重油盡管基本上以液體的形式從反應(yīng)器的漿料 床中抽出，但在反應(yīng)器內(nèi)的條件下雖微小也具有蒸汽壓，因此其一部分以氣體存在于氣相 部中，作為所述氣體排出成分的一部分被從導(dǎo)管排出。另外，還認為液狀的重油成為飛沫， 伴隨排出的氣體含在排出成分中。
[0008] 可是，在所述的泡罩塔型漿料床反應(yīng)器中，例如，在從停止運轉(zhuǎn)的狀態(tài)到開始合成 氣體（原料氣體）的供給的啟動（Startup)的階段或因某種事情而需要臨時停止FT合成 反應(yīng)等情況下，停止原料氣體的供給，使氮氣在反應(yīng)體系內(nèi)循環(huán)，盡管反應(yīng)停止但有時仍進 行保持漿料流動的運轉(zhuǎn)。此外，在從這樣的運轉(zhuǎn)向通常的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變的途中的階段等中，盡管 進行原料氣體的供給，但與通常運轉(zhuǎn)相比將反應(yīng)溫度設(shè)定在低溫，實質(zhì)上不進行FT合成反 應(yīng)，或與通常運轉(zhuǎn)相比，有時在非常低的一氧化碳反應(yīng)轉(zhuǎn)化率下進行運轉(zhuǎn)。
[0009] 在這樣的非穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)中，在用于對從所述泡罩塔型漿料床反應(yīng)器的氣相部排出 的氣體排出成分進行冷卻使其一部分液化的冷卻器中，有時發(fā)現(xiàn)因冷卻效率下降而使該冷 卻器出口的溫度上升的傾向。這是因為從構(gòu)成保持在泡罩塔型漿料床反應(yīng)器內(nèi)的漿料的液 狀的烴氣化的、成為氣體排出成分的一部分的重油在所述冷卻器中被冷卻，作為固體（蠟） 析出并附著在冷卻器的配管上。而且，還有因所述冷卻器出口溫度的上升而產(chǎn)生難使FT合 成單元繼續(xù)運轉(zhuǎn)，或在極端的情況下堵塞冷卻器的配管等問題的顧慮。
[0010] 作為對由這樣的所述冷卻器中的蠟成分的附著所導(dǎo)致的麻煩的對策，也可考慮在 冷卻器的冷卻效率下降到一定水準的階段，例如通過蒸汽將附著的蠟熔化除去的方法?？?是，在此種情況下，由于必須臨時停止氣液分離裝置的運轉(zhuǎn)，因此FT合成單元的運轉(zhuǎn)率下 降。此外，為不使氣液分離裝置的運轉(zhuǎn)停止還可考慮多個并列地配置氣液分離裝置，但在此 種情況下，招致設(shè)備的大型化或設(shè)備成本的上升。
[0011] 本申請人基于這樣的背景，先前提出了可防止蠟附著在所述氣液分離裝置的冷卻 器上的烴制造裝置及烴的制造方法（參照專利文獻3)。
[0012] 在該烴制造裝置及烴的制造方法中，通過在氣液分離裝置的最后段的氣液分離單 元的下游側(cè)的管線、即濁點比所述最后段的氣液分離單元中的冷卻器的出口溫度低的輕油 的輕質(zhì)成分沿著內(nèi)部流通的下游側(cè)管線與所述氣液分離裝置的最后段的氣液分離單元的 上游側(cè)的上游側(cè)管線之間，設(shè)置用于將所述下游側(cè)管線內(nèi)的所述輕油的輕質(zhì)成分供給至所 述上游側(cè)管線的輕油的輕質(zhì)成分的供給管線，防止蠟附著在所述氣液分離裝置的最后段的 氣液分離單元的冷卻器上。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0014] 專利文獻
[0015] 專利文獻1 :日本特開2004-323626號公報
[0016] 專利文獻2 :日本特表2007-516065號公報
[0017] 專利文獻3 :日本特開2012-193302號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 發(fā)明要解決的問題
[0019] 根據(jù)上述專利文獻3所公開的技術(shù)，得到了防止蠟附著在冷卻器上的一定的效 果?？墒?，在該技術(shù)中，例如在將連接在氣液分離裝置的最后段的氣液分離單元上的管線作 為輕油的輕質(zhì)成分的供給管線，將輕油的輕質(zhì)成分返送給（供給）位于所述氣液分離裝置 的最后段的氣液分離單元跟前的管線的情況下，特別是如果進行長時間待機運轉(zhuǎn)，則在從 所述輕油的輕質(zhì)成分的供給管線再循環(huán)的輕油的輕質(zhì)成分中蠟成分濃縮，不能充分防止蠟 附著，因此有蠟附著蓄積在所述最后段的氣液分離單元的冷卻器上的顧慮。
[0020] 所以，期望提供可更充分防止蠟附著在冷卻器上的烴制造裝置及烴的制造方法。
[0021] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種烴制造裝置及烴的制造 方法，其在通過采用泡罩塔型漿料床反應(yīng)器的FT合成反應(yīng)制造烴時，在非穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，能 夠充分防止蠟附著在氣液分離裝置的冷卻器上而產(chǎn)生的麻煩，所述氣液分離裝置的冷卻器 用于對從所述反應(yīng)器的氣相部排出的氣體排出成分進行冷卻，使其一部分液化并回收液體 成分。
[0022] 用于解決問題的手段
[0023] 本發(fā)明的烴制造裝置是通過費-托合成反應(yīng)來制造烴的烴制造裝置，其具備：
[0024] 泡罩塔型漿料床反應(yīng)器，其在內(nèi)部保持包含催化劑粒子和液體烴的漿料，和
[0025] 氣液分離裝置，其具有多個由冷卻器和氣液分離槽構(gòu)成的氣液分離單元，用所述 冷卻器對從所述反應(yīng)器內(nèi)的位于所述漿料上的氣相部中抽出的在所述反應(yīng)器內(nèi)的條件下 為氣體狀的烴進行冷卻，通過所述氣液分離槽使該烴的一部分液化，進行氣液分離；
[0026] 在所述氣液分離裝置中的最后段的第1氣液分離單元的上游側(cè)處配置的第2氣液 分離單元的氣液分離槽內(nèi)的中間部，設(shè)置填充材料層；
[0027] 在所述第1氣液分離單元的氣液分離槽中設(shè)置第1返送管線；
[0028] 在所述第2氣液分離單元的氣液分離槽中設(shè)置第2返送管線；
[0029] 在所述第1氣液分離單元中，在從所述第2氣液分離單元的所述氣液分離槽內(nèi)比 所述第2返送管線的返送處更靠近頂部側(cè)的位置到所述第1氣液分離單元的所述冷卻器跟 前的管線之間，從所述氣液分離槽的底部導(dǎo)出的輕油的輕質(zhì)成分通過所述第1返送管線進 行返送；
[0030] 在將利用所述冷卻器進行冷卻的冷卻溫度設(shè)定在80°C~120°C的所述第2氣液分 離單元中，通過所述第2返送管線，將從所述第2氣液分離單元的所述氣液分離槽的底部導(dǎo) 出的輕油的重質(zhì)成分返送到所述第2氣液分離單元的氣液分離槽的所述填充材料層或比 該填充材料層更靠近頂部側(cè)的位置。
[0031] 在所述烴制造裝置中，所述第1返送管線可以設(shè)置在所述第1氣液分離單元的氣 液分離槽的底部與所述第2氣液分離單元的氣液分離槽內(nèi)比所述填充材料層更靠近頂部 側(cè)的位置之間。
[0032] 在所述烴制造裝置中，在所述第2返送管線中，可以設(shè)置用于輸送輕油的重質(zhì)成 分的栗和位于該栗的下游側(cè)的第2返送管線內(nèi)冷卻器；
[0033] 所述第2返送管線內(nèi)冷卻器可以按照將從所述栗送出的輕油的重質(zhì)成分冷卻到 80°C以上且所述第2氣液分離單元的利用冷卻器的冷卻溫度以下的方式進行設(shè)定。
[0034] 本發(fā)明的烴的制造方法通過采用上述烴制造裝置的費-托合成反應(yīng)來制造烴，
[0035] 其具備氣液分離工序，用所述冷卻器對從所述反應(yīng)器內(nèi)的位于所述漿料上的氣相 部抽出的在所述反應(yīng)器內(nèi)的條件下為氣體狀的烴進行冷卻，通過所述氣液分離槽使該烴的 一部分液化，進行氣液分離；
[0036] 在所述反應(yīng)器中的反應(yīng)停止期間或該反應(yīng)器中的一氧化碳反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為20%以 下的期間，在所述第1氣液分離單元中，從所述氣液分離槽的底部導(dǎo)出的輕油的輕質(zhì)成分 被返送至從所述第2氣液分離單元的所述氣液分離槽內(nèi)比所述第2返送管線的返送處更靠 近頂部側(cè)的位置到所述第1氣液分離單元的所述冷卻器跟前的管線之間，在將利用所述冷 卻器進行冷卻的冷卻溫度設(shè)定在80°C~120°C的所述第2氣液分離單元中，將從所述氣液 分離槽的底部導(dǎo)出的輕油的重質(zhì)成分返送至所述第2氣液分離單元的氣液分離槽的所述 填充材料層或比該填充材料層更靠近頂部側(cè)的位置。
[0037] 在所述烴的制造方法中，在所述第1氣液分離單元中，可以將從該氣液分離槽的 底部導(dǎo)出的輕油的輕質(zhì)成分通過第1返送管線返送至所述第2氣液分離單元的氣液分離槽 內(nèi)的比所述填充材料層更靠近頂部側(cè)的位置。
[0038] 在所述烴的制造方法中，在所述第2返送管線中可以設(shè)置用于輸送輕油的重質(zhì)成 分的栗，而且在該栗的下游側(cè)可以設(shè)置第2返送管線內(nèi)冷卻器；
[0039] 在所述第2返送管線內(nèi)冷卻器中，可以將從所述栗送來的輕油的重質(zhì)成分冷卻至 80°C以上且所述第2氣液分離單元的利用冷卻器的冷卻溫度以下。
[0040]發(fā)明效果
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的烴制造裝置，由于在將利用冷卻器的冷卻溫度設(shè)定在80°C~120°C 的第2氣液分離單元的氣液分離槽內(nèi)的中間部設(shè)置填充材料層，在該第2氣液分離單元的 氣液分離槽中設(shè)置用于將從其底部導(dǎo)出的輕油的重質(zhì)成分返送至該第2氣液分離單元的 氣液分離槽的所述填充材料層中或比該填充材料層更靠近頂部側(cè)的第2返送管線，所以通 過在所述填充材料層中使導(dǎo)入到該第2氣液分離單元的氣液分離槽中的烴中的氣體成分 和返送至該氣液分離槽的填充材料層中或比該填充材料層更靠近頂部側(cè)的輕油的重質(zhì)成 分進行氣液接觸，從而能夠在輕油的重質(zhì)成分中良好地吸收導(dǎo)入的烴中的重質(zhì)成分的蒸汽 或飛沫等。
[0042]由此，能夠防止烴中的蠟成分即重質(zhì)成分作為蒸汽或飛沫等從氣液分離槽的頂部 流出，流向最后段的第1氣液分離單元側(cè)。
[0043] 此外，由于在第1氣液分離單元的氣液分離槽中設(shè)置第1返送管線，其將從其底部 導(dǎo)出的輕油的輕質(zhì)成分返送至從所述第2氣液分離單元的氣液分離槽內(nèi)比所述第2返送管 線的返送處更靠近頂部側(cè)的位置到所述第1氣液分離單元的冷卻器中的最后段的冷卻器 跟前的管線之間，因此能夠向直到所述最后段的冷卻器跟前的管線之間供給輕油的輕質(zhì)成 分，由此，能夠防止蠟附著在所述第1氣液分離單元中的所述最后段的冷卻器上，此外，能 夠?qū)⒏街南灣ァ?br>[0044]另外，在進行長時間待機運轉(zhuǎn)時，通過設(shè)置所述第2返送管線，也可抑制在從第2氣液分離槽的頂部流出的烴中含有蠟成分即重質(zhì)成分，防止蠟成分即重質(zhì)成分流向最后段 的第1氣液分離單元側(cè)，因此能夠防止蠟成分在沿著第1返送管線流動循環(huán)的輕油的輕質(zhì) 成分中濃縮。
[0045] 因而，能夠在不招致FT合成單元的運轉(zhuǎn)率的下降及設(shè)備的大型化或設(shè)備成本的 上升的情況下，更充分地防止伴隨蠟的附著的麻煩的發(fā)生。
[0046] 此外，