Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

EA018022B1 - Способ получения синтетической сырой нефти фишера-тропша - Google Patents

Способ получения синтетической сырой нефти фишера-тропша Download PDF

Info

Publication number
EA018022B1
EA018022B1 EA201070958A EA201070958A EA018022B1 EA 018022 B1 EA018022 B1 EA 018022B1 EA 201070958 A EA201070958 A EA 201070958A EA 201070958 A EA201070958 A EA 201070958A EA 018022 B1 EA018022 B1 EA 018022B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
magnetic
crude oil
separator
particles
catalyst
Prior art date
Application number
EA201070958A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201070958A1 (ru
Inventor
Казухико Тасака
Original Assignee
Джэпэн Ойл, Гэз Энд Металз Нэшнл Корпорейшн
Инпекс Корпорейшн
ДжейЭкс НИППОН ОЙЛ ЭНД ЭНЕРДЖИ КОРПОРЕЙШН
Джапан Петролеум Эксплорейшн Ко., Лтд.
Космо Ойл Ко., Лтд.
Ниппон Стил Инджиниринг Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008065769A external-priority patent/JP2009221300A/ja
Priority claimed from JP2008065774A external-priority patent/JP5223073B2/ja
Application filed by Джэпэн Ойл, Гэз Энд Металз Нэшнл Корпорейшн, Инпекс Корпорейшн, ДжейЭкс НИППОН ОЙЛ ЭНД ЭНЕРДЖИ КОРПОРЕЙШН, Джапан Петролеум Эксплорейшн Ко., Лтд., Космо Ойл Ко., Лтд., Ниппон Стил Инджиниринг Ко., Лтд. filed Critical Джэпэн Ойл, Гэз Энд Металз Нэшнл Корпорейшн
Publication of EA201070958A1 publication Critical patent/EA201070958A1/ru
Publication of EA018022B1 publication Critical patent/EA018022B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/34—Apparatus, reactors
    • C10G2/342—Apparatus, reactors with moving solid catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/75—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/90—Regeneration or reactivation
    • B01J23/94—Regeneration or reactivation of catalysts comprising metals, oxides or hydroxides of the iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/34—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation
    • B01J37/341—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation
    • B01J37/342—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation of electric, magnetic or electromagnetic fields, e.g. for magnetic separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/48—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended
    • B01J38/50—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended using organic liquids
    • B01J38/56—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/72—Regeneration or reactivation of catalysts, in general including segregation of diverse particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
    • C10G31/08—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by treating with water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
    • C10G31/09—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by filtration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G32/00—Refining of hydrocarbon oils by electric or magnetic means, by irradiation, or by using microorganisms
    • C10G32/02—Refining of hydrocarbon oils by electric or magnetic means, by irradiation, or by using microorganisms by electric or magnetic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/33—Electric or magnetic properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Предложен способ удаления магнитных частиц из синтетической сырой нефти Фишера-Тропша, включающий способ разделения твердое вещество-жидкость, по которому твердый компонент отделяют от синтетической сырой нефти, полученной по реакции синтеза Фишера-Тропша; и способ магнитного разделения, по которому магнитные частицы, присутствующие в синтетической сырой нефти, которую подвергают воздействию способа разделения твердое вещество-жидкость, улавливают, а магнитные частицы от синтетической сырой нефти отделяют. Способ магнитного разделения реализуют при использовании высокоградиентного магнитного сепаратора, включающего линию введения очищающего раствора, которая вводит очищающий раствор для периодического вымывания уловленных магнитных частиц, и линию выпуска очищающего раствора, которая выпускает очищающий раствор после использования раствора для вымывания магнитных частиц.

Description

Настоящее изобретение относится к способу удаления из суспензии магнитных частиц, содержащихся в синтетической сырой нефти ФТ, полученной по способу синтеза Фишера-Тропша (здесь и далее в настоящем документе просто называемому способом синтеза ФТ) при использовании монооксида углерода и водорода в качестве материалов исходного сырья, при использовании магнитного сепаратора.
Заявляется приоритет японской патентной заявки № 2008-65774 и японской патентной заявки № 2008-65769, поданных 14 марта 2008 г., содержание которых в качестве ссылки включается в настоящий документ.
В последние годы для уменьшения нагрузки на окружающую среду потребовалось чистое жидкое топливо, характеризующееся низким уровнем содержания серы и ароматических углеводородов и безопасное для окружающей среды. Таким образом, в нефтяной промышленности в качестве способа получения чистого жидкого топлива стали рассматривать способ синтеза ФТ при использовании монооксида углерода и водорода в качестве материалов исходного сырья. В соответствии со способом синтеза ФТ может быть получен базовый компонент жидкого топлива, характеризующийся высоким уровнем содержания парафина и не содержащий серы, например базовый компонент дизельного топлива. По этой причине на способ синтеза ФТ возлагаются большие надежды. Например, в патентном документе 1 предлагается чистое жидкое топливо, безопасное для окружающей среды.
Патентный документ 1: японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2004323626.
Обычно в качестве катализатора для способа синтеза ФТ при использовании монооксида углерода и водорода в качестве материалов исходного сырья широко использовали твердый катализатор на основе железа. Однако в последние годы ввиду высокой активности разработали твердый катализатор на основе кобальта. В данном случае пример типа реакции для способа синтеза ФТ включает тип с неподвижным слоем, тип с псевдоожиженным слоем, тип с подвижным слоем и т.п., но в любом случае используют гетерогенный катализатор, которым является твердый катализатор.
Поэтому в синтетической сырой нефти ФТ, полученной по реакции синтеза ФТ, содержится большое количество остаточного катализатора. Синтетическую сырую нефть ФТ подвергают воздействию способов облагораживания, таких как способы перегонки и гидрообработки, для получения, тем самым, продукта, такого как нефтяное топливо. Однако на данный момент вследствие неблагоприятного воздействия остаточного катализатора на способ последующей обработки, например способ облагораживания, остаточный катализатор необходимо в достаточной степени удалить из синтетической сырой нефти ФТ.
Вне зависимости от типа реакции синтеза ФТ остаточный катализатор, остающийся в синтетической сырой нефти ФТ, во множестве случаев имеет форму микрочастиц. По этой причине микрочастицы от синтетической сырой нефти ФТ выгодно отделять при использовании магнитного разделения. Т.е. магнитные частицы отделяют от синтетической сырой нефти ФТ по магнитному способу при использовании высокоградиентного магнитного сепаратора. В высокоградиентном магнитном сепараторе материалы ферромагнитных наполнителей размещают в пространстве однородного сильного магнитного поля, создаваемого внешней электромагнитной катушкой, и ферромагнитные или парамагнитные частицы улавливают на поверхностях материалов наполнителей при использовании сильного магнитного поля, имеющего напряженность в диапазоне от 10000 до 50000 гауссов (Гс), которое в общем случае создают в окрестности материалов наполнителей, для отделения, тем самым, магнитных частиц, таких как остаточный катализатор, от синтетической сырой нефти ФТ. Материалы наполнителей очищают промывной жидкостью, а после этого уловленные частицы удаляют. Операцию промывания материала наполнителя периодически проводят таким образом, чтобы промывную жидкость к материалам наполнителей подавать по трубе введения промывной жидкости для введения промывной жидкости к материалам наполнителей и трубе выпуска промывной жидкости для выпуска промывной жидкости, которую использовали для очистки материалов наполнителей.
Однако вследствие малости частиц, содержащихся в синтетической сырой нефти ФТ, и их большого количества материалы наполнителей требуют проведения частой очистки. Т.е. в случае использования по ходу технологического потока после реактора синтеза ФТ магнитного сепаратора суспензию ФТ, характеризующуюся высокой концентрацией катализатора, будут непосредственно подвергать воздействию способа с использованием магнитного сепаратора. В соответствии с этим эффективность улавливания сразу же уменьшается. По этой причине интервал между промываниями должен быть коротким. Это неэффективно.
Настоящее изобретение разработано с учетом описывавшихся ранее обстоятельств, и задача изобретения заключается в создании способа эффективного удаления из суспензии магнитных частиц, содержащихся в синтетической сырой нефти ФТ, полученной по способу синтеза Фишера-Тропша, при использовании магнитного сепаратора.
В соответствии с одним аспектом изобретения раскрывается способ удаления магнитных частиц из синтетической сырой нефти Фишера-Тропша, при этом способ включает стадию разделения твердое вещество-жидкость для отделения твердого компонента от синтетической сырой нефти Фишера-Тропша, полученной по реакции синтеза Фишера-Тропша; и стадию магнитного разделения для улавливания магнитных частиц, содержащихся в синтетической сырой нефти Фишера-Тропша, подвергнутой воздейст
- 1 018022 вию стадии разделения твердое вещество-жидкость, и отделения магнитных частиц от синтетической сырой нефти Фишера-Тропша. Стадию магнитного разделения проводят при использовании высокоградиентного магнитного сепаратора, включающего линию введения промывной жидкости для введения промывной жидкости, использующейся для периодической очистки от уловленных магнитных частиц, и линию выпуска промывной жидкости для выпуска промывной жидкости, которую использовали для очистки от магнитных частиц.
В способе удаления магнитных частиц из синтетической сырой нефти Фишера-Тропша стадия разделения твердое вещество-жидкость может быть проведена при использовании любого одного устройства, выбираемого из фильтра, гравитационного осадительного сепаратора, циклона и центробежного сепаратора.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения описывается способ получения синтетической сырой нефти Фишера-Тропша, при этом способ включает стадию водородной восстановительной обработки для реализации способа восстановительной обработки при 270°С и более на катализаторе ФишераТропша, остающемся в суспензии, в результате осуществления газожидкостного контакта между водородом и суспензией, содержащей катализатор Фишера-Тропша и вытекающей из реактора синтеза Фишера-Тропша; и стадию магнитного разделения для улавливания катализатора Фишера-Тропша, восстановленного водородом, при использовании высокоградиентного магнитного сепаратора и отделения катализатора Фишера-Тропша от суспензии.
В способе получения синтетической сырой нефти Фишера-Тропша может быть дополнительно предусмотрена стадия разделения твердое вещество-жидкость для отделения твердого компонента от суспензии при использовании любого одного устройства, выбираемого из фильтра, гравитационного осадительного сепаратора, циклона и центробежного сепаратора. Стадию разделения твердое веществожидкость проводят до стадии водородной восстановительной обработки, между стадией водородной восстановительной обработки и стадией магнитного разделения или после стадии магнитного разделения.
В способе получения синтетической сырой нефти Фишера-Тропша катализатор Фишера-Тропша, отделенный от суспензии на стадии магнитного разделения, может быть отправлен на рецикл в реактор синтеза Фишера-Тропша.
В способе получения синтетической сырой нефти Фишера-Тропша может быть дополнительно предусмотрена стадия гидрообработки для реализации способа гидрообработки полученной синтетической сырой нефти, где избыточный водород, использовавшийся для способа водородной восстановительной обработки, используют еще раз в качестве части водорода для стадии гидрообработки синтетической сырой нефти.
В соответствии со способом удаления магнитных частиц из синтетической сырой нефти ФишераТропша перед проведением магнитного разделения твердый компонент отделяют от синтетической сырой нефти ФТ для уменьшения, тем самым, концентрации катализатора в синтетической сырой нефти в результате проведения стадии разделения твердое вещество-жидкость. В соответствии с этим можно продлить интервал между промываниями материала наполнителя в магнитном сепараторе и, таким образом, улучшить эффективность.
В соответствии со способом получения синтетической сырой нефти Фишера-Тропша перед проведением магнитного разделения магнетизм катализатора синтеза ФТ становится сильным вследствие восстановления катализатора синтеза ФТ, остающегося в суспензии, в присутствии водорода. В соответствии с этим можно улучшить эффективность магнитного разделения.
Кроме того, вследствие воздействия во множестве случаев на синтетическую сырую нефть ФТ, из которой удалили остаточный катализатор синтеза ФТ, способа гидроочистки можно эффективно воспользоваться избыточным водородом на стадии водородной восстановительной обработки в качестве водорода для способа гидроочистки.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее установку получения топлива, соответствующую первому варианту реализации изобретения.
Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее высокоградиентный магнитный сепаратор, использующийся в изобретении.
Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее установку получения топлива, соответствующую второму варианту реализации изобретения.
Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее высокоградиентный магнитный сепаратор, использующийся в изобретении.
10: реактор синтеза ФТ;
20, 30: сепараторы;
40: фракционирующая колонна;
120, 140: сепараторы;
130: водородная восстановительная колонна.
Первый вариант реализации изобретения будет описываться при обращении к фиг. 1 и 2.
Как это показано на фиг. 1, синтез-газ, содержащий газообразный монооксид углерода и газообраз
- 2 018022 ный водород, по линии 1 в виде трубы подачи синтез-газа подают в реактор синтеза ФТ 10 для получения, тем самым, жидких углеводородов по реакции синтеза ФТ в реакторе синтеза ФТ 10. Синтез-газ может быть получен, например, в результате надлежащего риформинга углеводорода. Один типичный пример углеводорода включает метан, природный газ, СПГ (сжиженный природный газ) и т.п. В качестве способа риформинга могут быть использованы способ неполного окислительного риформинга (РОХ), использующий кислород, способ автотермического риформинга (ЛТК), который представляет собой комбинацию способа неполного окислительного риформинга и способа парового риформинга, способ риформинга в присутствии газообразного диоксида углерода и т.п.
Далее способ синтеза ФТ будет описываться со ссылкой на фиг. 1.
Система реакции синтеза ФТ включает реактор синтеза ФТ 10. Реактор синтеза ФТ 10 представляет собой один пример реактора получения жидких углеводородов при использовании синтеза синтез-газа и используется в качестве реактора синтеза ФТ для синтеза жидких углеводородов из синтез-газа по реакции синтеза ФТ. Реактор 10 может представлять собой, например, барботажную реакторную колонну.
Корпус реактора у реактора синтеза ФТ 10 имеет конфигурацию металлической емкости, сформированной и имеющей, по существу, цилиндрическую форму, и имеет диаметр в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 20 м, а предпочтительно в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 10 м. Корпус реактора имеет высоту в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 50 м, а предпочтительно в диапазоне от приблизительно 15 до приблизительно 45 м. Корпус реактора вмещает в себя суспензию, в которой частицы твердого катализатора суспендированы в жидких углеводородах (продукте реакции синтеза ФТ).
Часть суспензии, содержащейся в реакторе синтеза ФТ 10, из корпусной части реактора синтеза ФТ 10 по линии 3 в виде трубы перепускания суспензии вводят в сепаратор 20.
Непрореагировавший синтез-газ и т.п. по линии 2 в виде трубы выпуска синтез-газа выпускают через верх реактора синтеза ФТ 10 и часть его по линии 1 отправляют на рецикл в реактор синтеза ФТ 10.
Синтез-газ, подаваемый в реактор синтеза ФТ 10 по линии 1, нагнетают из отверстия подачи синтез-газа (не показано) в суспензию, содержащуюся в реакторе синтеза ФТ 10. В случае попадания синтезгаза в контакт с частицами катализатора произойдет реакция синтеза (реакция синтеза ФТ) жидких углеводородов по механизму контактной реакции. Говоря конкретно, как продемонстрировано в следующей далее химической формуле (1), реакция синтеза протекает между газообразным водородом и газообразным монооксидом углерода.
2пН2 + пСО -> -(СН2)п- + пН2О (1)
Говоря конкретно, синтез-газ втекает в низ реактора синтеза ФТ 10 и перемещается снизу вверх в суспензии, содержащейся в реакторе синтеза ФТ 10. На данный момент в реакторе синтеза ФТ 10 получают углеводороды по реакции между газообразным водородом и газообразным монооксидом углерода, содержащимися в синтез-газе, по механизму описывавшейся ранее реакции синтеза ФТ. В дополнение к этому, вследствие реакции синтеза образуется тепло, но тепло может быть отведено при использовании надлежащих средств охлаждения.
Один пример металлического катализатора включает тип, нанесенный на носитель, осажденный тип и т.п., но в любом случае металлический катализатор представляет собой твердые магнитные частицы, содержащие металл из группы железа. В твердой частице содержится надлежащее количество металла, но металлом могут быть и 100% твердой частицы. Примером металла из группы железа является железо, но ввиду высокой активности желательным является кобальт.
Соотношение между компонентами смеси в синтез-газе, подаваемом в реактор синтеза ФТ 10, устанавливают равным соотношению между компонентами смеси, подходящему для реакции синтеза ФТ (например, Н2:СО=2:1 (молярное соотношение)). В дополнение к этому, давление синтез-газа, подаваемого в реактор синтеза ФТ 10, может быть увеличено вплоть до давления (например, 3,6 МПа (изб.)), подходящего для проведения реакция синтеза ФТ, при использовании надлежащего компрессора (не показано). Однако в некоторых случаях компрессор может быть и не предусмотрен.
Жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе синтеза ФТ 10, из реактора синтеза ФТ 10 извлекают в форме суспензии, включающей частицы катализатора, суспендированные в жидких углеводородах, по линии 3, соединенной с корпусной частью реактора синтеза ФТ 10, и вводят в сепаратор 20. Сепаратор 20 отделяет из введенной суспензии твердый компонент, такой как частицы катализатора, при использовании средств разделения твердое вещество-жидкость. В качестве средства разделения твердое вещество-жидкость может быть использована известная методика. В желательном варианте примерами являются фильтр, использующий надлежащее фильтрующее средство, такой как металлокерамический фильтр, гравитационный осадительный сепаратор, циклон, центробежный сепаратор и т.п.
После этого высокоградиентный магнитный сепаратор 30 по магнитному способу отделяет частицы катализатора, которые не могут быть отделены при использовании сепаратора 20, от синтетической сырой нефти, получаемой в результате отделения твердого компонента, такого как частицы катализатора из суспензии, при использовании средств магнитного разделения.
Далее в настоящем документе будет описываться способ магнитного разделения.
Т.е. синтетическую сырую нефть ФТ подвергают воздействию способа магнитного разделения вы
- 3 018022 сокоградиентного магнитного сепаратора 30. Твердый компонент, такой как частицы катализатора, выпускают из высокоградиентного магнитного сепаратора 30 по линии 34 в виде трубы выпуска частиц катализатора. Синтетическую сырую нефть ФТ, от которой отделен твердый компонент, такой как частицы катализатора, по линии 33 в виде трубы перепускания синтетической сырой нефти вводят во фракционирующую колонну 40. Как было установлено, для типа металла из группы железа в качестве катализатора синтеза ФТ наблюдается предварительно определенная магнитная восприимчивость, а парамагнетизм обнаруживается вне зависимости от того, будет ли это железо или кобальт. В соответствии с этим удаление при использовании магнитного разделения в определенной степени является эффективным.
В высокоградиентном магнитном сепараторе 30, использующемся в изобретении, материалы ферромагнитных наполнителей размещают в пространстве однородного сильного магнитного поля, создаваемого внешней электромагнитной катушкой, и ферромагнитные или парамагнитные частицы улавливают на поверхностях материалов наполнителей при использовании градиента сильного магнитного поля в диапазоне от 1000 до 20000 Гс/см, в общем случае создаваемого на периферии материалов наполнителей, для отделения, тем самым, твердых магнитных частиц, таких как частицы катализатора, от жидкого компонента, содержащего жидкие углеводороды. Материалы наполнителей очищают, а после этого уловленные частицы удаляют. В качестве высокоградиентного магнитного сепаратора 30, например, может быть использовано коммерчески доступное устройство, известное под торговой маркой ЕЕЯО8ЕР, и т.п.
В качестве материала ферромагнитного наполнителя может быть использован комплект из ферромагнитной тонкой проволоки, такой как стальная сетка или стальная шерсть, с диаметром в общем случае в диапазоне от 1 до 1000 мкм, тянутый металл и мелкие куски ноздреватого металла. В качестве металла желательно использовать нержавеющую сталь, характеризующуюся превосходными коррозионной стойкостью, теплостойкостью и прочностью.
В дополнение к этому, желательным может оказаться использование куска ферромагнитного металла, предложенное в японской патентной заявке, первой публикации № Н07-70568. Т.е. кусок ферромагнитного металла формуют в виде пластины, имеющей две плоскости; поверхность большей площади из двух поверхностей имеет ту же самую площадь, что и круг, имеющий диаметр К=0,5-4,0 мм; соотношение (К./6) между диаметром Я и максимальной толщиной ά у пластины находится в диапазоне от 5 до 20; и пластину изготавливают из сплава на основе Ее-Ст, в основном содержащего Ее и дополнительно содержащего Сг в количестве в диапазоне от 5 до 25 мас.%, 8ί в количестве в диапазоне от 0,5 до 2 мас.% и С в количестве, равном 2 мас.% и менее.
В способе отделения магнитных частиц, которые не могут быть отделены при использовании сепаратора 20, от синтетической сырой нефти, подвергнутой воздействию способа сепаратора 20, синтетическую сырую нефть вводят в пространство магнитного поля высокоградиентного магнитного сепаратора 30 и магнитные частицы улавливают на материалах ферромагнитных наполнителей, размещенных в пространстве магнитного поля, для отделения, тем самым, магнитных частиц от синтетической сырой нефти.
После этого по способу промывания и удаления магнитных частиц, уловленных на материалах наполнителей, материалы ферромагнитных наполнителей, включающие уловленные на них магнитные частицы, очищают для удаления, тем самым, магнитных частиц из материалов наполнителей под действием промывной жидкости. Материалы наполнителей имеют ограниченную площадь поверхности, использующуюся для улавливания магнитных частиц. Таким образом, в случае равенства степени улавливания магнитных частиц определенной величине или ограниченной величине магнитное поле устранят для отделения магнитных частиц от материалов наполнителей. После этого материалы наполнителей очищают промывной жидкостью, а затем магнитные частицы выпускают во внешнее пространство магнитного сепаратора совместно с промывной жидкостью. Далее в настоящем документе будут описываться условия магнитного разделения для магнитных частиц, содержащихся в промывной жидкости, и условия промывания и удаления магнитных частиц, уловленных на материалах наполнителей.
В рамках условий магнитного разделения для высокоградиентного сепаратора 30 напряженность магнитного поля составляет в желательном варианте 10000 Гс и более и в желательном варианте также 25000 Гс и более. Температура жидкости (технологическая температура) в магнитном сепараторе в желательном варианте равна 100°С и более и равна 400°С и менее, в более желательном варианте равна 100°С и более и равна 300°С и менее, а в особенно желательном варианте равна 100°С и более и равна 200°С и менее. Время пребывания жидкости (время пребывания) составляет в желательном варианте 15 с и более, а в более желательном варианте 30 с и более.
Затем в случае непрерывного проведения операции магнитного разделения для магнитных частиц степень удаления магнитных частиц при использовании материалов наполнителей будет уменьшаться в соответствии с увеличением количества магнитных частиц, уловленных материалами наполнителей. В соответствии с этим для поддержания степени удаления после продолжения операции магнитного разделения в течение предварительно определенного периода времени необходимо реализовать способ промывания и удаления для выпуска магнитных частиц, уловленных материалами наполнителей, во внешнее пространство магнитного сепаратора. В одной промышленной операции жидкость, включающая магнит
- 4 018022 ные частицы, в ходе реализации способа промывания и удаления может обходить высокоградиентный магнитный сепаратор по байпасу. Однако в случае продолжительности времени, необходимого для операции промывания, во фракционирующую колонну 40 притечет большое количество магнитных частиц. В соответствии с этим при необходимости может быть предусмотрен и сепаратор для резервного переключения.
На промывную жидкость, использующуюся для способа промывания и удаления, конкретных ограничений не накладывают, но, например, может быть использована извлекаемая по линии 33 синтетическая сырая нефть ФТ, из которой магнитные частицы удалили при использовании магнитного сепаратора 30. В альтернативном варианте, могут быть использованы лигроиновая фракция, средняя фракция и парафиновая фракция, перегнанная при использовании фракционирующей колонны 40. В альтернативном варианте, могут быть использованы керосиновая фракция и газойлевая фракция, полученные в результате гидрирования данных фракций, или продукт, такой как дизельное топливо, полученное в результате произвольного перемешивания керосиновой фракции и газойлевой фракции. В соответствии с изобретением в качестве промывной жидкости в желательном варианте может быть использована синтетическая сырая нефть ФТ, полученная по линии 33 после магнитного разделения.
В способе промывания и удаления магнитное поле, создаваемое в окрестности материалов наполнителей, исчезает (прекращается подача электрического тока на электромагнитную катушку магнитного разделения), и из низа сепаратора в высокоградиентный магнитный сепаратор 30 по трубе подачи промывной жидкости вводят промывную жидкость, обеспечивая вытекание магнитных частиц, уловленных на материалах наполнителей, во внешнее пространство совместно с промывной жидкостью. Промывную жидкость выпускают во внешнее пространство системы по линии 34. В рамках условий промывания линейная скорость промывной жидкости находится в диапазоне от 1 до 10 см/с, а в желательном варианте в диапазоне от 2 до 6 см/с.
Здесь и далее в настоящем документе будет описываться способ магнитного разделения со ссылкой на фиг. 2.
Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее высокоградиентный магнитный сепаратор 30, использующийся в изобретении. Сепарационную часть высокоградиентного магнитного сепаратора 30 получают в вертикальной емкости наполнителя, которую заполняют материалами ферромагнитных наполнителей. Резервуар наполнителя 31, заполненный материалами наполнителей, подвергают воздействию магнитного поля под действием магнитного потока, создаваемого электромагнитной катушкой 32, размещенной на внешней стороне вертикальной емкости наполнителя, для получения, тем самым, высокоградиентной магнитной сепарационной части. Данная часть соответствует пространству однородного сильного магнитного поля, создаваемого внешней электромагнитной катушкой 32. Синтетическую сырую нефть, нагретую вплоть до температуры, подходящей для проведения операции, по линии 21 в виде трубы перепускания синтетической сырой нефти вводят в низ высокоградиентного магнитного сепаратора 30 и перепускают через высокоградиентный магнитный сепаратор 30 от нижней стороны к верхней стороне при предварительно определенном расходе (в желательном варианте при расходе, для которого время пребывания жидкости в магнитной сепарационной части составляет 15 секунд и более) для выпуска, тем самым, синтетической сырой нефти из верха высокоградиентного магнитного сепаратора 30 по линии 33. На данный момент магнитные частицы, содержащиеся в синтетической сырой нефти, улавливаются на поверхностях материалов наполнителей в течение того периода времени, пока синтетическая сырая нефть будет проходить через магнитную сепарационную часть.
В течение того периода времени, пока синтетическая сырая нефть ФТ будет проходить через высокоградиентный магнитный сепаратор 30, промывная жидкость пойдет по байпасу по трубе байпаса промывной жидкости (не показано). В течение того периода времени, пока материалы наполнителей, включающие уловленные на них магнитные частицы, будут очищать, промывную жидкость по линии 35 в виде трубы введения промывной жидкости будут вводить в высокоградиентный магнитный сепаратор 30. Синтетическая сырая нефть может пойти по байпасу по трубе байпаса синтетической сырой нефти (не показано) или может быть перепущена во фракционирующую колонну 40. Таким образом, можно проводить операцию переключения между операцией удаления и операцией промывания, добиваясь прохождения повторяемой непрерывной операции. Способ промывания и удаления может быть реализован на основании, например, способа, описывавшегося в японской патентной заявке, первой публикации № Н06-200260.
В данном случае вследствие малости частиц в суспензии ФТ, проходящей через реактор синтеза ФТ 10, и их большого количества при непосредственном воздействии на суспензию ФТ, проходящую через реактор синтеза ФТ 10, способа магнитного разделения частота промывания материалов наполнителей увеличится, тем самым, операция способа магнитного разделения станет усложненной.
Поэтому в соответствии с изобретением в дополнение к способу магнитного разделения по ходу технологического потока до способа магнитного разделения предусматривается способ разделения твердое вещество-жидкость для продления, тем самым, интервала между промежуточными промываниями в способе магнитного разделения.
Способ разделения твердое вещество-жидкость, отдельно реализуемый в качестве предварительно
- 5 018022 го способа в дополнение к способу магнитного разделения, реализуют с применением фильтра, использующего надлежащее фильтрующее средство, такого как металлокерамический фильтр, гравитационного осадительного сепаратора, циклона, центробежного сепаратора и т.п. Могут быть использованы все известные методики. Например, может быть использован осадительный резервуар (гравитационный осадительный сепаратор), который заполняют суспензией на предварительно определенный период времени, для того чтобы твердые частицы, содержащиеся в суспензии, самопроизвольно бы осаждались. В качестве осадительного сепаратора выгодным является гравитационный осадительный сепаратор, имеющий простую конструкцию. Могут быть использованы все типы, выбираемые из типа непрерывного действия или типа периодического действия. На фиг. 1 в качестве примера представлен случай, в котором перед способом магнитного разделения предусматривается один способ разделения твердое веществожидкость, но может быть предусмотрено и несколько способов разделения твердое вещество-жидкость. Твердые частицы, отделенные от суспензии, выпускают из сепаратора 20 по линии 22 в виде трубы выпуска твердых частиц. Синтетическую сырую нефть ФТ, от которой отделяют твердые частицы, по линии 21 вводят в высокоградиентный магнитный сепаратор 30. Операцию в высокоградиентном магнитном сепараторе 30 проводят так, как это описывалось ранее.
Синтетическую сырую нефть ФТ, из которой твердые частицы удалили при использовании сепараторов 20 и 30, по линии 33 вводят во фракционирующую колонну 40 для проведения в ней перегонки и подвергают воздействию различных способов облагораживания, таких как способ гидрообработки, для получения, тем самым, продукта.
Т.е. синтетическую сырую нефть, полученную по способу магнитного разделения, по линии 33 вводят во фракционирующую колонну 40 для проведения в ней фракционной перегонки. В дополнение к этому, например, лигроиновую фракцию (имеющую температуру кипения менее чем приблизительно 150°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 41, среднюю фракцию (имеющую температуру кипения в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 350°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 42 и затем парафиновую фракцию (имеющую температуру кипения более чем приблизительно 350°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 43. На чертежах в результате фракционной перегонки получают три фракции, но в результате фракционной перегонки могут быть получены и две фракции, или могут быть получены три и более фракций. В дополнение к этому, синтетическая сырая нефть может быть подана на последующий способ облагораживания и без проведения конкретной фракционной перегонки. После фракционной перегонки фракции подвергают воздействию различных способов облагораживания, таких как способ гидрообработки, для получения, тем самым, продукта.
В рамках конкретного способа гидрообработки лигроиновая фракция (имеющая температуру кипения менее чем приблизительно 150°С) может быть подвергнута воздействию способа гидрообработки при использовании устройства гидрообработки. Средняя фракция (имеющая температуру кипения в диапазоне от 150 до приблизительно 350°С) может быть подвергнута воздействию способа гидроизомеризации при использовании устройства гидроизомеризации (реакции, по которой изомеризуют жидкий углеводород или добавляют водород для насыщения ненасыщенных соединительных звеньев). В альтернативном варианте парафиновая фракция (имеющая температуру кипения более чем приблизительно 350°С) может быть подвергнута воздействию способа гидрокрекинга при использовании устройства гидрокрекинга.
Пример 1.
Синтез-газ, полученный в результате риформинга природного газа и в основном содержащий газообразные монооксид углерода и водород, по линии 1 вводят в реактор синтеза углеводородов (реактор синтеза ФТ) 10, относящийся к типу барботажной колонны, для индуцирования реакции с суспензией, включающей суспендированные частицы катализатора ФТ (характеризующиеся средним диаметром частиц 100 мкм и являющиеся носителем для 30 мас.% кобальта в качестве активного металла), для синтеза, тем самым, жидких углеводородов.
Жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе синтеза ФТ 10, извлекают из реактора синтеза ФТ 10 по линии 3 в форме суспензии, включающей частицы катализатора ФТ. Частицы катализатора из извлеченной суспензии удаляют при использовании первого сепаратора твердое вещество-жидкость (гравитационного осадительного сепаратора) 20, размещенного по ходу технологического потока после реактора синтеза ФТ 10.
После этого синтетическую сырую нефть (жидкость А), включающую частицы катализатора, которые не могут быть отделены при использовании первого сепаратора твердое вещество-жидкость 20, вводят в электромагнитный высокоградиентный магнитный сепаратор (ΕΕΚ.Ο8ΕΡ (торговая марка)) 30 для отделения, тем самым, частиц катализатора, которые представляют собой твердые компоненты.
Для второго способа разделения твердое вещество-жидкость концентрация остаточных магнитных частиц (ч./млн (мас.)) на входе и выходе магнитного сепаратора 30 и степень удаления магнитных частиц по способу магнитного разделения приведены в табл. 1.
В данном случае концентрация остаточных магнитных частиц (ч./млн (мас.)) на входе и выходе магнитного сепаратора указывает на величину, полученную при расчете на массу суспензии или нефти и
- 6 018022 рассчитанную на основании результата измерения при использовании анализатора размера частиц по дифракции лазерного излучения (8ЛБО-3100). изготовленного в компании δΗΙΜΑΌΖυ Сотрогайои. Концентрация частиц катализатора ФТ, содержащихся в синтетической сырой нефти (жидкость А), становится большей по мере увеличения концентрации частиц на входе. В случае приобретения концентрацией частиц на выходе стабильности нагрузка, прилагаемая к магнитному сепаратору, будет увеличиваться по мере увеличения концентрации частиц на входе.
В дополнение к этому, высокоградиентный магнитный сепаратор 30, использующийся во втором способе разделения твердое вещество-жидкость, включает линию 35 для промывания его внутреннего пространства или линию 34 в виде трубы выпуска промывной жидкости для выпуска промывной жидкости. В результате проведения операции промежуточного промывания частицы катализатора, отделенные от синтетической сырой нефти, выпускают во внешнее пространство системы. Интервал между промываниями на данный момент времени приведен в табл. 1. В дополнение к этому, в качестве промывной жидкости используют часть синтетической сырой нефти ФТ (жидкость В), протекающей по линии 33.
Синтетическую сырую нефть (жидкость В), полученную по второму способу разделения твердое вещество-жидкость, вводят во фракционирующую колонну 40 и подвергают фракционной перегонке до получения лигроиновой фракции (имеющей температуру кипения менее чем приблизительно 150°С), средней фракции (имеющей температуру кипения в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 350°С) и парафиновой фракции (имеющей температуру кипения более чем приблизительно 350°С).
Пример 2.
Время осаждения гравитационного осадительного сепаратора 20, использующегося в первом способе разделения твердое вещество-жидкость, регулируют таким образом, чтобы концентрация остаточных частиц (ч./млн (мас.)) на входе магнитного сепаратора была бы равна концентрации, приведенной в табл. 1. В дополнение к этому, технологические условия для высокоградиентного магнитного сепаратора, использующегося во втором способе разделения твердое вещество-жидкость, меняют на величины, продемонстрированные в табл. 1. Другие условия представляют собой то же самое, что и в примере 1.
Сравнительный пример 1.
Реализуют только второй способ разделения твердое вещество-жидкость без реализации первого способа разделения твердое вещество-жидкость. Технологические условия для высокоградиентного магнитного сепаратора, использующегося во втором способе разделения твердое вещество-жидкость, меняют на величины, продемонстрированные в табл. 1. Другие условия представляют собой то же самое, что и в примере 1. В данном случае вследствие высокой концентрации остаточных магнитных частиц на входе высокоградиентного магнитного сепаратора концентрацию магнитных частиц на выходе было невозможно уменьшить до 10 ч./млн (мас.). В результате высокоградиентный магнитный сепаратор не может функционировать.
Сравнительный пример 2.
Реализуют только второй способ разделения твердое вещество-жидкость без реализации первого способа разделения твердое вещество-жидкость. Технологические условия для высокоградиентного магнитного сепаратора, использующегося во втором способе разделения твердое вещество-жидкость, меняют на величины, продемонстрированные в табл. 1. В дополнение к этому, реакцию синтеза ФТ проводят в таких условиях, чтобы концентрация остаточных частиц на входе магнитного сепаратора была бы равна 1000 ч./млн (мас.). Другие условия представляют собой то же самое, что и в примере 1.
- 7 018022
Таблица 1
ПРИМЕР 1 ПРИМЕР 2 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 1 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 2
ПЕРВЫЙ СЕПАРАТОР ТВЕРДОЕ ВЕЩЕСТВО-ЖИДКОСТЬ ГРАВИТАЦИОННЫЙ ОСАДИТЕЛЬНЫЙ СЕПАРАТОР ГРАВИТАЦИОННЫЙ ОСАДИТЕЛЬНЫЙ СЕПАРАТОР НЕТ НЕТ
ВТОРОЙ СЕПАРАТОР ТВЕРДОЕ ВЕЩЕСТВО-ЖИДКОСТЬ (МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР) ГЕК.ОЗЕР ЕЕЕ.О5ЕР ЕЕКО5ЕР ЕЕКОЗЕР
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ВТОРОГО МАГНИТНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (гаусс) 30000 30000 50000 50000
ТЕХНОЛОГИЧЕС- КАЯ ТЕМПЕРА- ТУРА (°С) 150 150 150 150
ВРЕМЯ ПРЕБЫВАНИЯ ЖИДКОСТИ (СЕКУНДЫ) 70 30 150 120
КОНЦЕНТРАЦИЯ ОСТАТОЧНЫХ МАГНИТНЫХ (ВХОД МАГНИТНОГО СЕПАРАТОРА) 50 20 10000 1000
ЧАСТИЦ (ч./млн. (масс.)) (ВЫХОД МАГНИТНОГО СЕПАРАТОРА) 10 10 30 10
СТЕПЕНЬ УДАЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВТОРОГО МАГНИТНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ 0,80 0,50 0,99
ИНТЕРВАЛ МЕЖДУ ОЧИСТКАМИ ВО ВТОРОМ МАГНИТНОМ СЕПАРАТОРЕ 3,6 ЧАСА 6,3 ЧАСА КОНЦЕНТРАЦИЯ МАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ НА ВЫХОДЕ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ УМЕНЬШЕНА ДО 10 ч./млн. (масс.) 15 МИНУТ
Результат.
Во всех примерах можно продлить интервал между промываниями в результате уменьшения нагрузки на высокоградиентный магнитный сепаратор. В сопоставлении со всеми сравнительными примерами можно эффективно удалить магнитные частицы (частицы катализатора ФТ) из синтетической сырой нефти.
Второй вариант реализации.
Второй вариант реализации изобретения будет описываться со ссылками на фиг. 3 и 4. В дополнение к этому, те же самые номера позиций относятся к тем же самым компонентам, что и в первом варианте реализации, и их описание будет опущено.
Как продемонстрировано на фиг. 3, система реактора синтеза ФТ включает реактор синтеза ФТ 10. Жидкие углеводороды, синтезированные при использовании реактора синтеза ФТ 10, извлекают из реактора синтеза ФТ 10 по линии 3, соединенной с корпусной частью реактора синтеза ФТ 10, в форме суспензии, включающей суспендированные частицы катализатора, и вводят в высокоградиентный магнитный сепаратор 140 через сепаратор твердое вещество-жидкость 120 и водородную восстановительную колонну 130. В высокоградиентном магнитном сепараторе 140 частицы катализатора, которые не могут быть отделены при использовании сепаратора 120, по магнитному способу отделяют от синтетической сырой нефти, получаемой в результате отделения твердых компонентов, таких как частицы катализатора из суспензии, при использовании средств магнитного разделения.
Далее в настоящем документе будет описываться способ магнитного разделения.
Т.е. магнитные микрочастицы отделяют от синтетической сырой нефти ФТ и удаляют из нее при использовании высокоградиентного магнитного сепаратора 140. Как было установлено, для металла из группы железа в качестве катализатора синтеза ФТ наблюдается предварительно определенная магнитная восприимчивость, а парамагнетизм обнаруживается вне зависимости от того, будет ли это железо или кобальт. В соответствии с этим, удаление при использовании магнитного разделения в определенной степени является эффективным.
В высокоградиентном магнитном сепараторе 140, использующемся в изобретении, материалы ферромагнитных наполнителей размещают в пространстве однородного сильного магнитного поля, создаваемого внешней электромагнитной катушкой, и материалы ферромагнитных или парамагнитных мик
- 8 018022 рочастиц улавливают на поверхностях материалов наполнителей при использовании градиента сильного магнитного поля в диапазоне от 1000 до 20000 Гс/см, в общем случае создаваемого на периферии материалов наполнителей, для отделения, тем самым, твердых магнитных частиц, таких как частицы катализатора, от жидкого компонента, содержащего жидкие углеводороды. Материалы наполнителей очищают, а после этого уловленные частицы удаляют. В качестве высокоградиентного магнитного сепаратора 140, например, может быть использовано коммерчески доступное устройство, известное под торговой маркой ΡΕΡΟ8ΕΡ, и т.п.
В качестве материала ферромагнитного наполнителя может быть использован комплект из ферромагнитной тонкой проволоки, такой как стальная сетка или стальная шерсть, с диаметром в общем случае в диапазоне от 1 до 1000 мкм, тянутый металл и мелкие куски ноздреватого металла. В качестве металла желательно использовать нержавеющую сталь, характеризующуюся превосходными коррозионной стойкостью, теплостойкостью и прочностью.
В дополнение к этому, желательным может оказаться использование куска ферромагнитного металла, предложенное в японской патентной заявке, первой публикации № Н07-70568. Т.е. кусок ферромагнитного металла формуют в виде пластины, имеющей две плоскости; поверхность большей площади из двух поверхностей имеет ту же самую площадь, что и круг, имеющий диаметр К=0,5-4,0 мм; соотношение (К/б) между диаметром К и максимальной толщиной б у пластины находится в диапазоне от 5 до 20; и пластину изготавливают из сплава на основе Ее-Сг, в основном содержащего Ее и дополнительно содержащего Сг в количестве в диапазоне от 5 до 25 мас.%, δί в количестве в диапазоне от 0,5 до 2 мас.% и С в количестве, равном 2 мас.% и менее.
В способе отделения магнитных частиц, которые не могут быть отделены при использовании сепаратора 120, от синтетической сырой нефти, подвергнутой воздействию способа сепаратора 120, синтетическую сырую нефть вводят в пространство магнитного поля высокоградиентного магнитного сепаратора 140 и магнитные частицы улавливают на материалах ферромагнитных наполнителей, размещенных в пространстве магнитного поля, для отделения, тем самым, магнитных частиц от синтетической сырой нефти.
После этого по способу промывания и удаления магнитных микрочастиц, уловленных на материалах наполнителей, материалы ферромагнитных наполнителей, включающие уловленные на них магнитные частицы, очищают для удаления, тем самым, магнитных частиц из материалов наполнителей под действием промывной жидкости. Материалы наполнителей имеют ограниченную площадь поверхности, использующуюся для улавливания магнитных частиц. Таким образом, в случае равенства степени улавливания магнитных частиц определенной величине или ограниченной величине магнитное поле устранят для отделения магнитных частиц от материалов наполнителей. После этого материалы наполнителей очищают промывной жидкостью, а затем магнитные частицы выпускают во внешнее пространство магнитного сепаратора совместно с промывной жидкостью. Далее в настоящем документе будут описываться условия магнитного разделения для магнитных частиц, содержащихся в промывной жидкости, и условия промывания и удаления магнитных частиц, уловленных на материалах наполнителей.
В рамках условий магнитного разделения для высокоградиентного сепаратора 140 напряженность магнитного поля составляет в желательном варианте 5000 Гс и более, в желательном варианте также 10000 Гс и более, а в особенно желательном варианте 15000 Гс и более. Температура жидкости (технологическая температура) в магнитном сепараторе в желательном варианте равна 100°С и более и равна 400°С и менее, в более желательном варианте равна 100°С и более и равна 300°С и менее, а в особенно желательном варианте равна 100°С и более и равна 200°С и менее. Время пребывания жидкости (время пребывания) составляет в желательном варианте 15 с и более, а в более желательном варианте 30 с и более.
Затем в случае непрерывного проведения операции магнитного разделения для магнитных частиц степень удаления магнитных частиц при использовании материалов наполнителей будет уменьшаться в соответствии с увеличением количества магнитных частиц, уловленных материалами наполнителей. В соответствии с этим, для поддержания степени удаления после продолжения операции магнитного разделения в течение предварительно определенного периода времени необходимо реализовать способ промывания и удаления для выпуска магнитных частиц, уловленных материалами наполнителей, во внешнее пространство магнитного сепаратора. В одной промышленной операции жидкость, включающая магнитные частицы, в ходе реализации способа промывания и удаления может обходить высокоградиентный магнитный сепаратор по байпасу. Однако, в случае продолжительности времени, необходимого для операции промывания, во фракционирующую колонну 50 притечет большое количество магнитных частиц. В соответствии с этим при необходимости может быть предусмотрен и сепаратор для резервного переключения.
На промывную жидкость, использующуюся для способа промывания и удаления, конкретных ограничений не накладывают, но, например, может быть использована извлекаемая по линии 141 синтетическая сырая нефть ФТ, из которой магнитные частицы удалили при использовании магнитного сепаратора 140. В альтернативном варианте, могут быть использованы лигроиновая фракция, средняя фракция и
- 9 018022 парафиновая фракция, подвергнутая фракционной перегонке при использовании фракционирующей колонны 50. В альтернативном варианте, могут быть использованы керосиновая фракция и газойлевая фракция, полученные в результате гидрирования данных фракций, или продукт, такой как дизельное топливо, полученное в результате произвольного перемешивания керосиновой фракции и газойлевой фракции. В соответствии с изобретением в качестве промывной жидкости в желательном варианте может быть использована синтетическая сырая нефть ФТ, полученная по линии 141 после магнитного разделения.
В способе промывания и удаления магнитное поле, создаваемое в окрестности материалов наполнителей, исчезает (прекращается подача электрического тока на электромагнитную катушку магнитного разделения), и из низа сепаратора в высокоградиентный магнитный сепаратор 140 по линии 138 вводят промывную жидкость (смотрите фиг. 4), обеспечивая вытекание магнитных микрочастиц, уловленных на материалах наполнителей, во внешнее пространство совместно с промывной жидкостью. Промывную жидкость выпускают во внешнее пространство системы по линии 139 (см. фиг. 4). В рамках условий промывания линейная скорость промывной жидкости находится в диапазоне от 1 до 10 см/с, а в желательном варианте в диапазоне от 2 до 6 см/с.
Здесь и далее в настоящем документе будет описываться способ магнитного разделения со ссылкой на фиг. 4.
Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее высокоградиентный магнитный сепаратор 140, использующийся в изобретении. Сепарационную часть высокоградиентного магнитного сепаратора 140 получают в вертикальной емкости наполнителя, которую заполняют материалами ферромагнитных наполнителей. Резервуар наполнителя 45, заполненный материалами наполнителей, подвергают воздействию магнитного поля под действием магнитных линий, создаваемых электромагнитной катушкой 46, размещенной на внешней стороне вертикальной емкости наполнителя, для получения, тем самым, высокоградиентной магнитной сепарационной части. Данная часть соответствует пространству однородного сильного магнитного поля, создаваемого внешней электромагнитной катушкой 46. Синтетическую сырую нефть, нагретую вплоть до температуры, подходящей для проведения операции, по линии 131 вводят в низ высокоградиентного магнитного сепаратора 140 и перепускают через высокоградиентный магнитный сепаратор 140 от нижней стороны к верхней стороне при предварительно определенном расходе (в желательном варианте при расходе, для которого время пребывания жидкости в магнитной сепарационной части составляет 15 с и более) для выпуска, тем самым, синтетической сырой нефти из верха высокоградиентного магнитного сепаратора 140 по линии 141.
На данный момент магнитные частицы, содержащиеся в синтетической сырой нефти, улавливаются на поверхностях материалов наполнителей в течение того периода времени, пока синтетическая сырая нефть будет проходить через магнитную сепарационную часть.
В течение того периода времени, пока синтетическая сырая нефть ФТ будет проходить через высокоградиентный магнитный сепаратор 140, промывная жидкость пойдет по байпасу по линии байпаса промывной жидкости (не показано). В течение того периода времени, пока материалы наполнителей, включающие уловленные на них магнитные частицы, будут очищать, промывную жидкость по линии введения промывной жидкости 138 будут вводить в высокоградиентный магнитный сепаратор 140. Синтетическая сырая нефть может пойти по байпасу по трубе байпаса синтетической сырой нефти (не показано) или может быть перепущена во фракционирующую колонну 50. Таким образом, можно проводить операцию переключения между операцией удаления и операцией промывания, добиваясь прохождения повторяемой непрерывной операции. Способ промывания и удаления может быть реализован на основании, например, способа, описывавшегося в японской патентной заявке, первой публикации № Н06200260.
В данном случае вследствие малости частиц в суспензии ФТ, проходящей через реактор синтеза ФТ 10, и их большого количества при непосредственном воздействии на суспензию ФТ, проходящую через реактор синтеза ФТ 10, способа магнитного разделения частота промывания материалов наполнителей увеличится, тем самым, способ магнитного разделения станет усложненным.
Поэтому в соответствии с изобретением в дополнение к способу магнитного разделения по ходу технологического потока до способа магнитного разделения в качестве необязательного способа предусматривается способ разделения твердое вещество-жидкость для уменьшения, тем самым, нагрузки на способ магнитного разделения.
Способ разделения твердое вещество-жидкость в качестве еще одного способа в дополнение к способу магнитного разделения реализуют с применением фильтра, использующего надлежащее фильтрующее средство, такого как металлокерамический фильтр, гравитационный осадительный сепаратор, циклон, центробежный сепаратор и т.п. Могут быть использованы все известные методики. Например, в качестве гравитационного осадительного сепаратора может быть использован осадительный резервуар (гравитационный осадительный сепаратор), который заполняют суспензией на предварительно определенный период времени, для того чтобы твердые частицы, содержащиеся в суспензии, самопроизвольно бы осаждались. Выгодным является гравитационный осадительный сепаратор, имеющий простую конструкцию. Могут быть использованы все типы, выбираемые из типа непрерывного действия или типа пе
- 10 018022 риодического действия.
В числе катализаторов синтеза ФТ, подвергаемых воздействию способа магнитного разделения, катализатор на основе кобальта может характеризоваться слабым магнетизмом и недостаточной эффективностью магнитного разделения в окисленном состоянии.
Поэтому в соответствии с изобретением для уменьшения количества катализатора синтеза ФТ, остающегося в суспензии, по ходу технологического потока до магнитного сепаратора 140 предусматривают водородную восстановительную колонну 130, использующуюся для способа водородной восстановительной обработки. В дополнение к этому, в соответствии с вариантом реализации водородную восстановительную колонну 130 предусматривают между сепаратором 120 и высокоградиентным магнитным сепаратором 140, но водородная восстановительная колонна 130 может быть предусмотрена по ходу технологического потока и до сепаратора 120.
Водородную восстановительную колонну 130 используют для способа водородной восстановительной обработки, по которому частицы катализатора, содержащиеся в суспензии, восстанавливают в присутствии водорода. Говоря конкретно, частицы катализатора, содержащиеся в суспензии, восстанавливают в результате индуцирования газожидкостного контакта между водородом, введенным по линии 132, и суспензией, содержащей катализатор и введенной по линии 121, при противоточном течении или прямоточном течении. Для улучшения эффективности контакта может быть использована емкость наполнителя, заполненная материалом наполнителя, таким как керамические шарики или кольца Рашига. В соответствии с изобретением температура способа водородной восстановительной обработки не должна быть менее чем 270°С. На данный момент температура способа водородной восстановительной обработки в желательном варианте является не менее чем 300°С ввиду уменьшения промотирования металла и в желательном варианте не более чем 400°С, с учетом предотвращения полимеризации и разложения парафинового компонента. В дополнение к этому, значение ЧОСЖ в желательном варианте находится в диапазоне от 0,5 до 20 ч-1.
Водород в водородную восстановительную колонну 130 вводят по линии 132 и расходуют по способу водородной восстановительной обработки. Избыточный водород из водородной восстановительной колонны 130 выпускают по линии 133. Выпущенный избыточный водород может быть использован в качестве водорода для описывающегося далее способа гидрообработки синтетической сырой нефти ФТ. В общем случае создают избыток водорода, поскольку в способ водородной восстановительной обработки водорода подают больше, чем расходуется, но избыточный водород используют для способа гидрообработки синтетической сырой нефти ФТ, что желательно вследствие эффективного использования избыточного водорода.
Как описывалось ранее, в случае восстановления частиц катализатора, содержащихся в суспензии, водородом магнетизм металлического катализатора, содержащегося в суспензии синтеза ФТ, например кобальта, увеличится, поэтому эффективность разделения при использовании магнитного сепаратора 140 улучшится. Для рассмотрения состояния восстановления металлического катализатора отбирают образец в виде надлежащего количества частиц катализатора, содержащихся в суспензии, и измеряют его магнетизм. Таким образом, можно контролировать состояние, когда частицы катализатора будут находиться в предварительно определенном состоянии восстановления. В дополнение к этому, восприимчивость может быть измерена при использовании флюксметра БЦиГО.
Синтетическую сырую нефть ФТ, из которой магнитные микрочастицы удалили при использовании магнитного сепаратора 140, по линии 141 вводят в первую фракционирующую колонну 50 для перегонки в ней и подвергают воздействию различных способов облагораживания, таких как способ гидрообработки, для получения, тем самым, продукта.
Т.е. синтетическую сырую нефть, полученную по способу магнитного разделения, по линии 141 вводят в первую фракционирующую колонну 50 для проведения в ней фракционной перегонки. В дополнение к этому, например, лигроиновую фракцию (имеющую температуру кипения менее чем приблизительно 150°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 53, среднюю фракцию (имеющую температуру кипения в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 350°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 52 и затем парафиновую фракцию (имеющую температуру кипения более чем приблизительно 350°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 51. На чертежах в результате фракционной перегонки получают три фракции, но в результате фракционной перегонки могут быть получены и две фракции, или могут быть получены три и более фракций. В дополнение к этому, синтетическая сырая нефть может быть подана на последующий способ облагораживания и без проведения конкретной фракционной перегонки.
В рамках способа гидрообработки лигроиновую фракцию (имеющую температуру кипения менее чем приблизительно 150°С) по линии 53 вводят в устройство гидрообработки 64 для проведения в нем гидроочистки. Среднюю фракцию (имеющую температуру кипения в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 350°С) по линии 52 вводят в устройство гидроизомеризации 62 для проведения в нем гидроизомеризации. Парафиновую фракцию (имеющую температуру кипения более чем приблизительно 350°С) по линии 51 вводят в устройство гидрокрекинга 60 для проведения в нем гидрокрекинга.
- 11 018022
Как описывалось ранее, водород в водородную восстановительную колонну 130 вводят по линии 132 и в водородной восстановительной колонне 130 расходуют. Избыточный водород выпускают по линии 133. Избыточный водород, выпущенный по линии 133, может быть использован для способа гидрообработки синтетической сырой нефти ФТ, такого как способ гидрообработки при использовании устройства гидрообработки 64, способ гидроизомеризации при использовании устройства гидроизомеризации 62, способ гидрокрекинга при использовании устройства гидрокрекинга 60.
Устройство гидрокрекинга 60 подвергает гидрокрекингу парафиновую фракцию, вытекающую из низа первой фракционирующей колонны 50. В качестве устройства гидрокрекинга 60 может быть использован известный реактор с неподвижным слоем. В соответствии с вариантом реализации в случае данного реактора для проведения гидрокрекинга парафиновой фракции реактор с неподвижным слоем заполняют предварительно определенным катализатором гидрокрекинга.
Жидкие углеводороды средней фракции, имеющей, по существу, среднюю температуру кипения (в основном содержащей от 11 до 20 атомов углерода), подают из средней части первой фракционирующей колонны 50 в устройство гидрообработки (устройство гидроизомеризации) 62 для средней фракции. В устройстве гидроизомеризации 62 реализуют способ гидроизомеризации при использовании водорода. Реакция гидроизомеризации соответствует реакции, по которой изомеризуют жидкий углеводород или добавляют водород для насыщения ненасыщенных соединительных звеньев. Продукт, содержащий гидроизомеризованные углеводороды, перепускают во вторую фракционирующую колонну 70.
В устройстве гидрообработки 64 для лигроиновой фракции лигроиновую фракцию (в основном содержащую десять и менее атомов углерода), вытекающую из верха первой фракционирующей колонны 50, подвергают гидроочистке под действием газообразного водорода. Продукт, содержащий подвергнутые гидроочистке углеводороды, по линии 76 перепускают в стабилизатор лигроина 72. Подвергнутую очистке лигроиновую фракцию получают из низа стабилизатора лигроина 72. Газ, в основном содержащий газообразный углеводород, содержащий четыре и менее атомов углерода, выпускают из верха стабилизатора лигроина 72.
После этого углеводороды со способов устройства гидрокрекинга парафиновой фракции 60 и устройства гидроизомеризации средней фракции 62 перемешивают и вводят во вторую фракционирующую колонну 70. Вторая фракционирующая колонна 70 перегоняет введенные углеводороды и извлекает керосиновую фракцию (имеющую температуру кипения в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 250°С) и газойлевую фракцию (имеющую температуру кипения в диапазоне от приблизительно 250 до приблизительно 350°С). На способ перемешивания углеводородов, полученных по способам устройства гидрокрекинга парафиновой фракции 60 и устройства гидроизомеризации средней фракции 62, конкретных ограничений не накладывают, но углеводороды могут быть перемешаны во фракционирующей колонне или в линии. После этого легкую фракцию, выходящую из верха второй фракционирующей колонны 70, по линии 76 вводят в стабилизатор лигроина 72.
Нижнюю фракцию, вытекающую из низа второй фракционирующей колонны 70, надлежащим образом по линии 75 отправляют на рецикл в устройство гидрокрекинга 60 в целях еще одного воздействия способа гидрокрекинга для улучшения, тем самым, выхода способа гидрокрекинга.
Как описывалось ранее, из синтетической сырой нефти ФТ можно эффективно получать лигроиновую фракцию, керосиновую фракцию и газойлевую фракцию. Кроме того, можно эффективно отделять частицы катализатора из суспензии ФТ.
Пример 3.
Получение катализатора А.
Диоксид кремния-оксид алюминия (молярное соотношение диоксид кремния/оксид алюминия: 14) и связующее на основе оксида алюминия смешивали и замешивали при массовом соотношении 60:40 и смесь формовали, придавая ей цилиндрическую форму, имеющую диаметр, равный приблизительно 1,6 мм, и длину, равную приблизительно 4 мм. После этого ее прокаливали при 500°С в течение 1 ч для получения, тем самым, носителя. Носитель импрегнировали водным раствором платинохлористоводородной кислоты для распределения платины на носителе. Импрегнированный носитель высушивали при 120°С в течение 3 ч, а после этого прокаливали при 500°С в течение 1 ч для получения, тем самым, катализатора А. Количество платины, загруженной на носитель, составляло 0,8 мас.% при расчете на совокупное количество носителя.
Получение катализатора В.
Цеолит ϋ8Υ (молярное соотношение диоксид кремния/оксид алюминия: 37), характеризующийся средним размером частиц 1,1 мкм, диоксид кремния-оксид алюминия (молярное соотношение диоксид кремния/оксид алюминия: 14) и связующее на основе оксида алюминия смешивали и замешивали при массовом соотношении 3:57:40 и смесь формовали, придавая ей цилиндрическую форму, имеющую диаметр, равный приблизительно 1,6 мм, и длину, равную приблизительно 4 мм. После этого ее прокаливали при 500°С в течение 1 ч для получения, тем самым, носителя. Носитель импрегнировали водным раствором платинохлористо-водородной кислоты для распределения платины на носителе. Импрегнированный носитель высушивали при 120°С в течение 3 ч, а после этого прокаливали при 500°С в течение 1 ч для
- 12 018022 получения, тем самым, катализатора В. Количество платины, загруженной на носитель, составляло 0,8 мас.% при расчете на совокупное количество носителя.
Синтез-газ, полученный в результате риформинга природного газа и в основном содержащий газообразные монооксид углерода и водород, по линии 1 вводят в реактор синтеза углеводородов (реактор синтеза ФТ) 10, относящийся к типу барботажной колонны, для индуцирования реакции с суспензией, включающей суспендированные частицы катализатора ФТ (характеризующиеся средним диаметром частиц 100 мкм и являющиеся носителем для 30 мас.% кобальта в качестве активного металла), для синтеза, тем самым, жидких углеводородов.
Жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе синтеза ФТ 10, извлекают из реактора синтеза ФТ 10 по линии 3 в форме суспензии, включающей частицы катализатора ФТ. Извлеченную суспензию вводят в водородную восстановительную колонну 130, заполненную керамическими шариками (характеризующимися средним диаметром частиц 3 мм), и подвергают воздействию газожидкостного контакта с водородом при прямоточном течении в условиях, таких, чтобы иметь технологическую температуру: 350°С и значение ЧОСЖ: 1,0 ч-1. После этого частицы катализатора ФТ восстанавливают.
В дополнение к этому, избыточный водород, который не расходуется в способе водородной восстановительной обработки частиц катализатора ФТ, используют еще раз в качестве части водорода, использующегося в способах гидрообработки (устройствах гидрообработки 60, 62 и 64) по ходу технологического потока далее.
После этого суспензию, включающую частицы катализатора ФТ, которые восстановили, по линии 131 вводят в электромагнитный высокоградиентный магнитный сепаратор 140 (ΡΕΚΌ8ΕΡ (торговая марка)) и частицы катализатора ФТ в качестве твердых компонентов отделяют в технологических условиях, приведенных в табл. 2. В соответствии с вариантом реализации сепаратор твердое вещество-жидкость 120 в рамках предварительного способа не используют. В дополнение к этому, отделенные частицы катализатора ФТ по линии 142 отправляют на рецикл из магнитного сепаратора 140 в реактор синтеза ФТ 10.
На данный момент средний диаметр частиц катализатора синтеза ФТ на входе магнитного сепаратора составляет 72,5 мкм. Степень удаления (степень удаления магнитных частиц (мас.%)) для отделенных частиц катализатора ФТ составляет 94 мас.%.
В данном случае средний диаметр частиц катализатора синтеза ФТ измеряют при использовании анализатора размера частиц по дифракции лазерного излучения (8ΆΕΌ-3100), изготовленного в компании δΗΙΜΛΌΖυ Сотрогайои. Степень удаления магнитных частиц указывает на значение, полученное в результате вычисления по следующему далее уравнению (здесь и далее в настоящем документе используют одно и то же) при расчете на концентрацию магнитных частиц на входе магнитного сепаратора в соответствии с результатом измерения, полученным при использовании анализатора размера частиц по дифракции лазерного излучения.
Степень удаления магнитных частиц (мас.%)=100х((концентрация магнитных частиц на входе магнитного сепаратора) - (концентрация магнитных частиц на выходе магнитного сепаратора))/(концентрация магнитных частиц на входе магнитного сепаратора)
Катализатор, отделенный при использовании высокоградиентного магнитного сепаратора 140, отправляют на рецикл в реактор синтеза ФТ 10, а синтетическую сырую нефть, от которой катализатор отделили при использовании магнитного сепаратора 140, по линии 141 вводят во фракционирующую колонну 50 для проведения в ней фракционной перегонки. После этого лигроиновую фракцию (имеющую температуру кипения менее чем приблизительно 150°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 53, среднюю фракцию (имеющую температуру кипения в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 350°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 52 и затем парафиновую фракцию (имеющую температуру кипения более чем приблизительно 350°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 51.
Условия гидроизомеризации для средней фракции.
Катализатором А (150 мл) заполняют устройство гидроизомеризации 62 в виде реактора с неподвижным слоем. После этого среднюю фракцию, полученную так, как это описывалось ранее, подают в устройство гидроизомеризации 62 из верха устройства гидроизомеризации 62 при расходе при подаче 300 мл/ч. Способ гидрообработки реализуют в потоке водорода в описанных далее условиях реакции.
Т.е. в отношении средней фракции водород подают из верха устройства гидроизомеризации 62 таким образом, чтобы получить соотношение количеств водород/нефть 338 нл/л, а клапан контроля противодавления регулируют таким образом, чтобы давление на входе устройства гидроизомеризации выдерживалось бы постоянным на уровне 3,0 МПа. В данных условиях проводят реакцию гидроизомеризации. Температура реакции составляет 308°С. Значение ЧОСЖ составляет 1,5 ч-1.
Условия гидрокрекинга для парафиновой фракции.
Катализатором В (150 мл) заполняют реактор с неподвижным слоем 60 в качестве устройства гидрокрекинга. После этого парафиновую фракцию, полученную так, как это описывалось ранее, подают в реактор 60 из верха реактора 60 при расходе при подаче 300 мл/ч. Способ гидрокрекинга реализуют в
- 13 018022 потоке водорода в описанных далее условиях реакции.
Т.е. в отношении парафиновой фракции водород подают в верх реактора (устройства гидрокрекинга) 60 таким образом, чтобы получить соотношение количеств водород/нефть 676 нл/л, а клапан контроля противодавления регулируют таким образом, чтобы давление на входе устройства гидрокрекинга выдерживалось бы постоянным на уровне 4,0 МПа. В данных условиях проводят реакцию гидрокрекинга. Температура реакции составляет 329°С. Значение ЧОСЖ составляет 2,5 ч-1.
Фракционная перегонка для продукта гидроизомеризации и продукта гидрокрекинга.
Продукт гидроизомеризации средней фракции (подвергнутую гидроизомеризации среднюю фракцию) и продукт гидрокрекинга парафиновой фракции (подвергнутую гидрокрекингу парафиновую фракцию), полученные так, как это описывалось ранее, перемешивают в линии. После этого смесь подвергают фракционной перегонке при использовании второй фракционирующей колонны 70. Затем из нее извлекают базовый компонент дизельного топлива, который отправляют на хранение в резервуар (не показано).
Кубовую фракцию, вытекающую из низа второй фракционирующей колонны 70, по линии 75 непрерывно отправляют на рецикл в устройство гидрокрекинга 60 для еще одного воздействия способа гидрокрекинга. В дополнение к этому, легкую фракцию, вытекающую из верха второй фракционирующей колонны 70, вводят в линию 76 для перепускания в стабилизатор лигроина 72.
Сравнительный пример 3.
Реализуют тот же самый способ, что и в примере 3, за исключением отсутствия водородной восстановительной колонны по ходу технологического потока после реактора синтеза ФТ 10 (способ водородной восстановительной обработки не реализуют). Т.е. магнитное разделение проводят без реализации способа водородной восстановительной обработки. На данный момент степень удаления для отделенных частиц катализатора ФТ (степень удаления магнитных частиц (мас.%) составляет 87 мас.%.
Результат.
В примере 3, в котором способ водородной восстановительной обработки реализуют для суспензии при 350°С, степень удаления частиц катализатора ФТ (магнитных частиц) в жидкости является более привлекательной, что, тем самым, обеспечивает достижение лучшей эффективности магнитного разделения в сопоставлении со сравнительным примером 3, в котором способ водородной восстановительной обработки не реализуют.
Пример 4.
Синтез-газ, полученный в результате риформинга природного газа и в основном содержащий газообразные монооксид углерода и водород, по линии 1 вводят в реактор синтеза углеводородов (реактор синтеза ФТ) 10, относящийся к типу барботажной колонны, для индуцирования реакции с суспензией, содержащей суспендированные частицы катализатора ФТ (характеризующиеся средним диаметром частиц 100 мкм и являющиеся носителем для 30 мас.% кобальта в качестве активного металла), для синтеза, тем самым, жидких углеводородов.
Жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе синтеза ФТ 10, извлекают из реактора синтеза ФТ по линии 3 в форме суспензии, содержащей частицы катализатора ФТ. Извлеченную суспензию по линии 121 подают в сепаратор твердое вещество-жидкость 20 (металлокерамический фильтр: тонкость фильтрования 20 мкм), размещенный по ходу технологического потока после реактора синтеза ФТ для удаления, тем самым, частиц катализатора. Синтетическую сырую нефть, из которой удалили частицы катализатора, вводят в водородную восстановительную колонну 130, заполненную керамическими шариками (характеризующимися средним диаметром частиц 3 мм), и подвергают воздействию газожидкостного контакта с водородом при прямоточном течении в условиях таких, чтобы иметь технологическую температуру 300°С и значение ЧОСЖ 1,0 ч-1. После этого частицы катализатора ФТ восстанавливают.
В дополнение к этому, избыточный водород, который не расходуется в способе водородной восстановительной обработки частиц катализатора ФТ, используют в качестве части водорода, использующегося в способах гидрообработки (устройствах гидрообработки 60, 62 и 64) по ходу технологического потока далее.
После этого суспензию, включающую частицы катализатора ФТ, которые восстановили, по линии 131 вводят в электромагнитный высокоградиентный магнитный сепаратор 140 (ΕΕΚΌ8ΕΡ (торговая марка)) и частицы катализатора ФТ в качестве твердых компонентов отделяют в технологических условиях, приведенных в табл. 2. В соответствии с вариантом реализации частицы катализатора ФТ, отделенные при использовании сепаратора твердое вещество-жидкость 120 и высокоградиентного магнитного сепаратора 140, по линии 142 отправляют на рецикл в реактор синтеза ФТ 10.
На данный момент средний диаметр частиц катализатора синтеза ФТ на входе магнитного сепаратора составляет 10 мкм. Степень удаления (степень удаления магнитных частиц (мас.%)) для отделенных частиц катализатора ФТ составляет 52 мас.%.
Катализатор, отделенный при использовании высокоградиентного магнитного сепаратора 140, отправляют на рецикл в реактор синтеза ФТ 10, а синтетическую сырую нефть, от которой катализатор отделили при использовании магнитного сепаратора 140, по линии 141 вводят во фракционирующую
- 14 018022 колонну 50 для проведения в ней фракционной перегонки. После этого лигроиновую фракцию (имеющую температуру кипения менее чем приблизительно 150°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 53, среднюю фракцию (имеющую температуру кипения в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 350°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 52 и затем парафиновую фракцию (имеющую температуру кипения более чем приблизительно 350°С) отправляют на фракционную перегонку по линии 51. Фракции подвергают воздействию тех же самых способов, что и в примере 3. Затем из них извлекают базовый компонент дизельного топлива, который отправляют на хранение в резервуар (не показано).
Пример 5.
Реализуют тот же самый способ, что и в примере 4, за исключением изменения температуры способа водородной восстановительной обработки в колонне газожидкостного контакта на 350°С. На данный момент степень удаления (степень удаления магнитных частиц (мас.%)) для отделенных частиц катализатора синтеза ФТ составляет 56 мас.%.
Сравнительный пример 4.
Реализуют тот же самый способ, что и в примере 4, за исключением отсутствия водородной восстановительной колонны по ходу технологического потока после реактора синтеза ФТ 10 (способ водородной восстановительной обработки не реализуют). На данный момент степень удаления (степень удаления магнитных частиц (мас.%) для отделенных частиц катализатора ФТ составляет 43 мас.%.
Сравнительные примеры 5 и 6.
Реализуют тот же самый способ, что и в примере 4, за исключением изменения температур способа водородной восстановительной обработки в колонне газожидкостного контакта на 200 и 250°С соответственно. На данный момент степени удаления (степень удаления магнитных частиц (мас.%) для отделенных частиц катализатора ФТ составляют 44 мас.% в сравнительном примере 5 и 46 мас.% в сравнительном примере 6.
Таблица 2
ПРИМЕР 3 ПРИМЕР 4 ПРИМЕР 5 СРАВНИ- ТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 3 СРАВНИ- ТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 4 СРАВНИ- ТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 5 СРАВНИ- ТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 6
СПОСОБ ВОДОРОДНОЙ ДА ДА ДА НЕТ НЕТ ДА ДА
ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ
ОБРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИ- ТЕХНОЛОГИ- 350 300 350 - - 200 250
ЧЕСКИЕ ЧЕСКАЯ
УСЛОВИЯ для ТЕМПЕРАТУРА
СПОСОБА т
БОДОРОДНОЙ ЧОСЖ (час'1) 1,0 1,0 1,0 1, 0 1, 0
ВОССТАНО- ПРОТИВО- ПРЯМО- ПРЯМО- ПРЯМО- - ПРЯМО- прямо-
ВИТЕЛЬНОЙ ТОЧНОЕ ТОЧНОЕ ТОЧНОЕ ТОЧНОЕ ТОЧНОЕ ТОЧНОЕ
ОБРАБОТКИ ТЕЧЕНИЕ ИЛИ ТЕЧЕНИЕ ТЕЧЕНИЕ ТЕЧЕНИЕ ТЕЧЕНИЕ ТЕЧЕНИЕ
ПРЯМОТОЧНОЕ
ТЕЧЕНИЕ
СЕПАРАТОР ТВЕРДОЕ НЕТ МЕТАЛЛО- МЕТАДЛО- НЕТ МЕТАЛЛО- МЕТАЛЛО- МЕТАЛЛО-
ВЕЩЕ С ТВО-ЖИДКОСТЬ, КЕРАМИ- КЕРАМИ- КЕРАМИ- КЕРАМИ- КЕРАМИ-
ОТЛИЧНЫЙ ОТ МАГНИТНОГО ЧЕСКИЙ ЧЕСКИЙ ЧЕСКИЙ ЧЕСКИЙ ЧЕСКИЙ
СЕПАРАТОРА ФИЛЬТР НА ФИЛЬТР НА ФИЛЬТР НА ФИЛЬТР НА ФИЛЬТР НА
СТАДИИ, стадии. СТАДИИ, СТАДИИ, СТАДИИ,
ПРЕДШЕСТ- ПРЕДШЕСТ- ПРЕДШЕСТ- ПРЕДШЕСТ- ПРЕДШЕСТ-
ВУЮЩЕЙ ВУЮЩЕЙ ВУЮЩЕЙ ВУЮЩЕЙ ВУЮЩЕЙ
СПОСОБУ СПОСОБУ СПОСОБУ СПОСОБУ СПОСОБУ
ВОДОРОДНОЙ ВОДОРОДНОЙ ВОДОРОДНОЙ ВОДОРОДНОЙ ВОДОРОДНОЙ
ВОССТАНОВИ- ВОССТАНОВИ- ВОССТАНОВИ- ВОССТАНОВИ- ВОССТАНОВИ-
ТЕЛЬНОЙ ТЕЛЬНОЙ ТЕЛЬНОЙ ТЕЛЬНОЙ ТЕЛЬНОЙ
- 15 018022
ОБРАБОТКИ: ТОНКОСТЬ ФИЛЬТРОВА- НИЯ 20 МКМ ОБРАБОТКИ: ТОНКОСТЬ фильтрования 20 МКМ ОБРАБОТКИ: ТОНКОСТЬ ФИЛЬТРОВА- НИЯ 20 МКМ ОБРАБОТКИ: ТОНКОСТЬ ФИЛЬТРОВАНИЯ 20 МКМ ОБРАБОТКИ: ТОНКОСТЬ фильтрования 20 МКМ
ВЫСОКОГРАДИЕНТНЫЙ МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР (ЕЕНО8ЕР) ДА ДА да да да да ДА
ТЕХНОЛОГИ- ЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ МАГНИТНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕН- НОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (гаусс) 5000 15000 15000 5000 15000 15000 15000
ТЕХНОЛОГИ- ЧЕСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА (°С) 150 150 150 150 150 150 150
ВРЕМЯ ПРЕБЫВАНИЯ ЖИДКОСТИ (СЕКУНДА) 10 50 50 10 50 50 50
СТЕПЕНЬ УДАЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ (% (масс .)) 94 52 56 87 43 44 46
Результат.
В примерах 4 и 5, в которых реализуют способ водородной восстановительной обработки при технологической температуре в диапазоне от 300 до 350°С, степень удаления для частиц катализатора ФТ (магнитных частиц), содержащихся в жидкости, является более привлекательной, и эффективность магнитного разделения является лучшей в сопоставлении с тем, что имеет место в сравнительных примерах от 4 до 6, в которых способ водородной восстановительной обработки не реализовали, или способ водородной восстановительной обработки реализовали при низкой температуре.
Настоящее изобретение относится к способу эффективного отделения от суспензии магнитных частиц, содержащихся в синтетической сырой нефти ФТ, полученной по способу синтеза Фишера-Тропша, при использовании магнитного сепаратора.

Claims (4)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ получения синтетической сырой нефти Фишера-Тропша, включающий стадии, на которых осуществляют водородную восстановительную обработку при 270°С и более на катализаторе Фишера-Тропша, остающемся в суспензии, в результате индуцирования газожидкостного контакта между водородом и суспензией, содержащей катализатор Фишера-Тропша, и суспензию выводят из реактора синтеза Фишера-Тропша;
    проводят магнитное разделение с использованием высокоградиентного магнитного сепаратора для улавливания и отделения катализатора Фишера-Тропша от суспензии.
  2. 2. Способ по п.1, в котором дополнительно осуществляют стадию разделения твердое вещество жидкость, на которой отделяют твердый компонент от суспензии при использовании любого одного устройства, выбираемого из фильтра, гравитационного осадительного сепаратора, циклона и центробежного сепаратора, причем стадию разделения твердое вещество - жидкость проводят до стадии водородной восстановительной обработки, между стадией водородной восстановительной обработки и стадией магнитного разделения или после стадии магнитного разделения.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии магнитного разделения катализатор Фишера-Тропша, отделенный от суспензии, отправляют на рецикл в реактор синтеза Фишера-Тропша.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором дополнительно осуществляют гидрообработку полученной синтетической сырой нефти, причем избыточный водород, использовавшийся для стадии водородной восстановительной обработки, используют еще раз в качестве части водорода на стадии гидрообработки синтетической сырой нефти.
EA201070958A 2008-03-14 2009-03-12 Способ получения синтетической сырой нефти фишера-тропша EA018022B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008065769A JP2009221300A (ja) 2008-03-14 2008-03-14 Ｆｔ合成油中の磁性粒子の除去方法
JP2008065774A JP5223073B2 (ja) 2008-03-14 2008-03-14 Ｆｔ合成油中の磁性粒子の除去方法
PCT/JP2009/054763 WO2009113614A1 (ja) 2008-03-14 2009-03-12 フィッシャー・トロプシュ合成粗油からの磁性粒子の除去方法、およびフィッシャー・トロプシュ合成粗油の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201070958A1 EA201070958A1 (ru) 2011-02-28
EA018022B1 true EA018022B1 (ru) 2013-04-30

Family

ID=41065274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201070958A EA018022B1 (ru) 2008-03-14 2009-03-12 Способ получения синтетической сырой нефти фишера-тропша

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20110039952A1 (ru)
EP (1) EP2261307A1 (ru)
CN (1) CN101970604A (ru)
AU (1) AU2009224343B2 (ru)
BR (1) BRPI0909155A2 (ru)
CA (1) CA2718163C (ru)
EA (1) EA018022B1 (ru)
WO (1) WO2009113614A1 (ru)
ZA (1) ZA201006478B (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PE20130762A1 (es) 2009-11-11 2013-06-27 Basf Se Procedimiento para concentrar componentes separados por via magnetica de suspensiones de minerales y para expulsar dichos componentes de un separador magnetico con pocas perdidas
CN103846162B (zh) * 2012-11-30 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 一种液固磁分离方法
JP6071691B2 (ja) * 2013-03-26 2017-02-01 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 炭化水素合成反応装置
CN114672340A (zh) * 2022-03-15 2022-06-28 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 用于费托合成加氢裂化单元电磁分离装置、系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4605678A (en) * 1984-03-12 1986-08-12 Mobil Oil Corporation Separation of catalyst from slurry bubble column wax and catalyst recycle
JPH06200260A (ja) * 1992-11-12 1994-07-19 Nippon Oil Co Ltd 磁性微粒子含有原料油供給システム
US6114399A (en) * 1993-10-27 2000-09-05 North Carolina State University Methods and apparatus for separating Fischer-Tropsch catalysts from liquid hydrocarbon product
US6201030B1 (en) * 1999-09-22 2001-03-13 Syntroleum Corporation Process and apparatus for regenerating a particulate catalyst
JP2002500687A (ja) * 1997-05-02 2002-01-08 エクソン リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー 多段階触媒再生を含むスラリー炭化水素合成方法
JP2007516065A (ja) * 2003-07-15 2007-06-21 サソール テクノロジー（プロプライエタリー）リミテッド 液体から触媒を分離する方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4605648A (en) * 1985-08-15 1986-08-12 Price E Pendleton Treatment of Herpes Simplex viruses
JP3153835B2 (ja) * 1993-03-02 2001-04-09 三菱重工業株式会社 狭隘空間部への作業工具の案内挿入装置
JPH0770568A (ja) 1993-09-03 1995-03-14 Nippon Oil Co Ltd 石油系重質油中の鉄不純物除去方法
US6777452B2 (en) * 1999-09-21 2004-08-17 Hydrocarbon Technologies Promoted skeletal iron catalysts for Fischer-Tropsch synthesis processes
AU2003214956A1 (en) * 2002-02-01 2003-09-09 Exportech Company, Inc. Process and apparatus for recovery of magnetic particles in a slurry phase reactor
US6797252B2 (en) * 2002-11-25 2004-09-28 Conocophillips Company Hydrocarbon gas to liquid conversion process
CN1201842C (zh) * 2003-01-28 2005-05-18 中国石油化工集团公司 浆态床反应器中合成油与催化剂的分离方法和设备
JP3945773B2 (ja) 2003-04-23 2007-07-18 株式会社ジャパンエナジー 環境対応燃料油とその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4605678A (en) * 1984-03-12 1986-08-12 Mobil Oil Corporation Separation of catalyst from slurry bubble column wax and catalyst recycle
JPH06200260A (ja) * 1992-11-12 1994-07-19 Nippon Oil Co Ltd 磁性微粒子含有原料油供給システム
US6114399A (en) * 1993-10-27 2000-09-05 North Carolina State University Methods and apparatus for separating Fischer-Tropsch catalysts from liquid hydrocarbon product
JP2002500687A (ja) * 1997-05-02 2002-01-08 エクソン リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー 多段階触媒再生を含むスラリー炭化水素合成方法
US6201030B1 (en) * 1999-09-22 2001-03-13 Syntroleum Corporation Process and apparatus for regenerating a particulate catalyst
JP2007516065A (ja) * 2003-07-15 2007-06-21 サソール テクノロジー（プロプライエタリー）リミテッド 液体から触媒を分離する方法

Also Published As

Publication number Publication date
EA201070958A1 (ru) 2011-02-28
WO2009113614A1 (ja) 2009-09-17
EP2261307A1 (en) 2010-12-15
BRPI0909155A2 (pt) 2015-11-24
US20110039952A1 (en) 2011-02-17
CN101970604A (zh) 2011-02-09
CA2718163A1 (en) 2009-09-17
AU2009224343A1 (en) 2009-09-17
CA2718163C (en) 2013-10-01
ZA201006478B (en) 2011-11-30
AU2009224343B2 (en) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2718164C (en) Method of selectively removing catalyst from fischer-tropsch synthetic crude oil and method of recycling removed catalyst
AU2003235080B2 (en) Solid-liquid separation system
US20110313063A1 (en) Apparatus and method for conducting a fischer-tropsch synthesis reaction
AU2009224313B8 (en) Method of producing synthetic fuel
CN101229499A (zh) 一种分离浆态床费托合成重馏分和铁基催化剂的方法
EA018022B1 (ru) Способ получения синтетической сырой нефти фишера-тропша
JP5294664B2 (ja) Ｆｔ合成油中の失活したｆｔ触媒の選択的除去方法
JP5294662B2 (ja) Ｆｔ合成油中の微粉化したｆｔ触媒の選択的除去方法
US20140286834A1 (en) Integrated multi-step solid/liquid separation system for fischer-tropsch processes
JP5223073B2 (ja) Ｆｔ合成油中の磁性粒子の除去方法
JP2009221300A (ja) Ｆｔ合成油中の磁性粒子の除去方法
JP5294663B2 (ja) Ｆｔ合成油中のｆｔ触媒をリサイクルする方法
EP2693191B1 (en) Process for producing hydrocarbon oil
Cotpotation ALTERNATIVEFUELAND CHEMICALS FROM SYNTHESIS GAS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU