|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ переработки продукта синтеза Фишера-Тропша, включающий следующие стадии, на которых осуществляют: a) каталитическую конверсию синтез-газа с помощью катализатора Фишера-Тропша в продукт синтеза Фишера-Тропша, содержащий углеводородные продукты, имеющие от 1 до 1000 атомов углерода; b) разделение продукта синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии a), по меньшей мере на один поток углеводородного продукта, содержащий углеводороды с по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода, монооксид углерода и углекислый газ, и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша, причем указанный отходящий газ синтеза Фишера-Тропша содержит водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан, этан и углеводороды с 3-9 атомами углерода, при этом поток углеводородного продукта содержит меньше монооксида углерода и углекислого газа, чем отходящий газ, а отходящий газ содержит меньше углеводородов с 3-9 атомами углерода, чем поток углеводородного продукта; c) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепаратор; d) разделение по меньшей мере части потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепараторе стадии c) по меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток содержит углеводороды с по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода; e) контактирование по меньшей мере части отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b), с промывочной жидкостью, содержащей C 5 -C 20 углеводороды, в скруббере, причем указанная промывочная жидкость не содержит абсорбента углекислого газа; f) отведение промывочной жидкости и по меньшей мере части углеводородов с 3-9 атомами углерода, монооксида углерода и углекислого газа в поток из скруббера стадии e); g) отведение оставшегося отходящего газа в отдельный поток из скруббера стадии e) и подачу по меньшей мере части данного оставшегося отходящего газа в установку получения водорода, при этом данный оставшийся отходящий газ содержит больше монооксида углерода и углекислого газа, чем поток, полученный на стадии f); h) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока, полученного на стадии f), в сепаратор; i) разделение по меньшей мере части потока, полученного на стадии f), в сепараторе стадии h) по меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток содержит монооксид углерода и углекислый газ и указанный тяжелый поток содержит углеводороды с по меньшей мере от 3 до 20 атомов углерода, т.е. промывочную жидкость, содержащую C 5 -C 20 углеводороды, и углеводороды с 3-9 атомами углерода, вымытые из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b); j) разделение по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии i), по меньшей мере на два потока, в результате чего по меньшей мере один поток содержит промывочную жидкость и другой поток содержит углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, причем указанное разделение осуществляют на основе температур кипения соединений; k) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть промывочной жидкости, входящей в состав потока, полученного на стадии j), в скруббер стадии e); m) подачу в установку гидрокрекинга по отдельности сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и сырья, содержащего по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), или объединенного сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d); n) гидрокрекинг или гидрокрекинг/гидроизомеризацию по меньшей мере части более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии d). 2. Способ по п.1, в котором по меньшей мере 60 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% углеводородов в промывочной жидкости состоит из C 5 -C 20 углеводородов, предпочтительно C 8 -C 20 углеводородов, более предпочтительно C 8 -C 14 углеводородов или C 10 -C 14 углеводородов. 3. Способ по п.1 или 2, в котором промывочная жидкость, применяемая на стадии e), представляет собой керосин, более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C 6 -C 16 углеводородов, еще более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C 8 -C 16 углеводородов, еще более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C 8 -C 14 углеводородов. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором осуществляют стадию o) разделения продуктов, полученных на стадии n), и по меньшей мере часть одного из потоков, полученных на стадии o), используют в качестве промывочной жидкости на стадии e), предпочтительно керосин, полученный на стадии o), используют в качестве промывочной жидкости на стадии e). 5. Способ по любому из пп.1-3, в котором промывочная жидкость, применяемая на стадии e), представляет собой легкое детергентное сырье (LDF), содержащее по меньшей мере 80 мас.% C 10 -C 14 углеводородов, еще более предпочтительно LDF, содержащее по меньшей мере 80 мас.% C 10 -C 13 углеводородов. 6. Способ по любому из пп.1-3 или 5, в котором на стадии d) по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), разделяют в сепараторе стадии c) по меньшей мере на три потока, а именно легкий поток, один или несколько промежуточных потоков и тяжелый поток, и в котором по меньшей мере часть по меньшей мере одного из промежуточных потоков, полученных на стадии d), необязательно после гидрогенизации и/или дополнительного разделения используют в качестве промывочной жидкости на стадии e), предпочтительно в качестве промывочной жидкости на стадии e) используют LDF.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ переработки продукта синтеза Фишера-Тропша, включающий следующие стадии, на которых осуществляют: a) каталитическую конверсию синтез-газа с помощью катализатора Фишера-Тропша в продукт синтеза Фишера-Тропша, содержащий углеводородные продукты, имеющие от 1 до 1000 атомов углерода; b) разделение продукта синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии a), по меньшей мере на один поток углеводородного продукта, содержащий углеводороды с по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода, монооксид углерода и углекислый газ, и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша, причем указанный отходящий газ синтеза Фишера-Тропша содержит водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан, этан и углеводороды с 3-9 атомами углерода, при этом поток углеводородного продукта содержит меньше монооксида углерода и углекислого газа, чем отходящий газ, а отходящий газ содержит меньше углеводородов с 3-9 атомами углерода, чем поток углеводородного продукта; c) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепаратор; d) разделение по меньшей мере части потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепараторе стадии c) по меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток содержит углеводороды с по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода; e) контактирование по меньшей мере части отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b), с промывочной жидкостью, содержащей C 5 -C 20 углеводороды, в скруббере, причем указанная промывочная жидкость не содержит абсорбента углекислого газа; f) отведение промывочной жидкости и по меньшей мере части углеводородов с 3-9 атомами углерода, монооксида углерода и углекислого газа в поток из скруббера стадии e); g) отведение оставшегося отходящего газа в отдельный поток из скруббера стадии e) и подачу по меньшей мере части данного оставшегося отходящего газа в установку получения водорода, при этом данный оставшийся отходящий газ содержит больше монооксида углерода и углекислого газа, чем поток, полученный на стадии f); h) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока, полученного на стадии f), в сепаратор; i) разделение по меньшей мере части потока, полученного на стадии f), в сепараторе стадии h) по меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток содержит монооксид углерода и углекислый газ и указанный тяжелый поток содержит углеводороды с по меньшей мере от 3 до 20 атомов углерода, т.е. промывочную жидкость, содержащую C 5 -C 20 углеводороды, и углеводороды с 3-9 атомами углерода, вымытые из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b); j) разделение по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии i), по меньшей мере на два потока, в результате чего по меньшей мере один поток содержит промывочную жидкость и другой поток содержит углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, причем указанное разделение осуществляют на основе температур кипения соединений; k) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть промывочной жидкости, входящей в состав потока, полученного на стадии j), в скруббер стадии e); m) подачу в установку гидрокрекинга по отдельности сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и сырья, содержащего по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), или объединенного сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d); n) гидрокрекинг или гидрокрекинг/гидроизомеризацию по меньшей мере части более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии d). 2. Способ по п.1, в котором по меньшей мере 60 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% углеводородов в промывочной жидкости состоит из C 5 -C 20 углеводородов, предпочтительно C 8 -C 20 углеводородов, более предпочтительно C 8 -C 14 углеводородов или C 10 -C 14 углеводородов. 3. Способ по п.1 или 2, в котором промывочная жидкость, применяемая на стадии e), представляет собой керосин, более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C 6 -C 16 углеводородов, еще более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C 8 -C 16 углеводородов, еще более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C 8 -C 14 углеводородов. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором осуществляют стадию o) разделения продуктов, полученных на стадии n), и по меньшей мере часть одного из потоков, полученных на стадии o), используют в качестве промывочной жидкости на стадии e), предпочтительно керосин, полученный на стадии o), используют в качестве промывочной жидкости на стадии e). 5. Способ по любому из пп.1-3, в котором промывочная жидкость, применяемая на стадии e), представляет собой легкое детергентное сырье (LDF), содержащее по меньшей мере 80 мас.% C 10 -C 14 углеводородов, еще более предпочтительно LDF, содержащее по меньшей мере 80 мас.% C 10 -C 13 углеводородов. 6. Способ по любому из пп.1-3 или 5, в котором на стадии d) по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), разделяют в сепараторе стадии c) по меньшей мере на три потока, а именно легкий поток, один или несколько промежуточных потоков и тяжелый поток, и в котором по меньшей мере часть по меньшей мере одного из промежуточных потоков, полученных на стадии d), необязательно после гидрогенизации и/или дополнительного разделения используют в качестве промывочной жидкости на стадии e), предпочтительно в качестве промывочной жидкости на стадии e) используют LDF.
Евразийское ои 032140 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.04.30
(21) Номер заявки 201500146
(22) Дата подачи заявки 2013.07.22
(51) Int. Cl. C10G2/00 (2006.01) C01B 3/52 (2006.01) B01D 53/14 (2006.01) C10K1/18 (2006.01) C10G 21/14 (2006.01) C10G 67/04 (2006.01)
(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОДУКТА СИНТЕЗА ФИШЕРА-ТРОПША
(31) 12177318.8
(32) 2012.07.20
(33) EP
(43) 2015.06.30
(86) PCT/EP2013/065432
(87) WO 2014/013087 2014.01.23
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ШЕЛЛ ИНТЕРНЭШНЛ РИСЕРЧ МААТСХАППИЙ Б.В. (NL)
(72) Изобретатель:
Бурригтер Харольд, Кюстосз Андреас, Леонарди Андрес Эдуардо, Рамон Лайонел Пол, Балк Вильхемус Хендрик Йоханнес (NL), Ротс Паскаль Эдзо Армин (QA)
(74) Представитель:
Воль О.И., Фелицына С.Б. (RU)
(56) US-A1-2008021118 EP-A1-2402418 EP-A1-1887072 US-B1-6306917
(57) Изобретение относится к способу переработки отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, в котором отходящий газ синтеза Фишера-Тропша приводится в контакт с промывочной жидкостью в скруббере и в котором промывочная жидкость рециркулирует в замкнутом контуре со специально выделенным скруббером, десорбером и делителем. Промывочная жидкость предпочтительно является керосином или LDF. C3+ углеводороды, которые получают из отходящего газа вместе с другими продуктами синтеза Фишера-Тропша, подвергаются гидрокрекингу или гидрокрекингу/ гидроизомеризации. Кроме того, из отходящего газа получают водород.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу переработки отходящего газа синтеза Фишера-Тропша. В данном способе углеводороды и водород получают из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша. Настоящее изобретение в частности относится к получению C3+ углеводородов из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша и к оптимальной переработке для получения водорода. Уровень техники изобретения
Процесс Фишера-Тропша может быть использован для превращения синтез-газа (из углеводородного сырья) в жидкие и/или твердые углеводороды. Обычно на первой стадии сырье (например, природный газ, попутный газ и/или метан угольного пласта, тяжелые и/или остаточные нефтяные фракции, уголь, биомасса) превращается в смесь водорода и монооксида углерода; данная смесь часто называется синтез-газом или сингазом. Затем синтез-газ поступает в реактор, где он превращается на одной или нескольких стадиях в присутствии подходящего катализатора при повышенной температуре и давлении в парафиновые соединения и воду. Полученные парафиновые соединения находятся в диапазоне от метана до высокомолекулярных углеводородов. Полученные высокомолекулярные углеводороды могут содержать до 200 атомов углерода или при определенных обстоятельствах даже большее количество атомов углерода.
Для осуществления реакции Фишера-Тропша были разработаны многочисленные типы реакторных систем. Например, реакторные системы синтеза Фишера-Тропша включают реакторы с неподвижным слоем, особенно многотрубные реакторы с неподвижным слоем, реакторы с псевдоожиженным слоем, такие как реакторы с увлеченным псевдоожиженным слоем и реакторы с неподвижным псевдоожижен-ным слоем, и реакторы с суспензионным слоем, такие как трехфазные суспензионные барботажные колонны и реакторы с кипящим слоем.
В процессе Фишера-Тропша образуются парафиновые соединения различной массы. Кроме того образуется вода. При отведении продукта из установки Фишера-Тропша в большинстве способов некоторое количество непрореагировавшего сингаза также выходит из установки. Кроме того, газообразные компоненты, такие как углекислый газ, азот и аргон, могут покидать установку при отведении продукта из установки Фишера-Тропша. Газообразные компоненты, такие как углекислый газ, азот и аргон, могут, например, присутствовать в сингазе, использованном для реакции Фишера-Тропша.
Часто некоторое количество отходящего газа отводится из процесса Фишера-Тропша, независимо от количества рециклов и независимо от количества реакторов Фишера-Тропша в процессе Фишера-Тропша. Весь или часть отведенного отходящего газа может использоваться в качестве топлива, например, в качестве топлива для печей. Желательно, чтобы по меньшей мере часть ценных C3+ углеводородов извлекалась из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша перед использованием отходящего газа в качестве топлива или перед его удалением.
В US 2011/0306682 A1 описан способ получения углеводородных соединений из газообразных побочных продуктов реакции синтеза Фишера-Тропша. Абсорбирующий растворитель, включающий жидкие углеводороды, используется для абсорбции углеводородных соединений. Абсорбент углекислого газа используется для извлечения углекислого газа. Абсорбент углекислого газа может содержать амины, такие как алканоламины. Газообразный побочный продукт подается в абсорбер (112), содержащий смесь абсорбента углекислого газа и жидких углеводородных соединений. Абсорбент CO2 (с поглощенным CO2) и углеводородные соединения разделяются в сепараторе (115). CO2 десорбируется с помощью тепла (114), и абсорбент CO2 используется повторно. Абсорбированные легкие углеводороды (116) извлекаются, и жидкие углеводороды используются повторно.
Недостатки способа, описанного в US 2011/0306682 A1, заключаются в том, что требуется два абсорбера, для десорбции CO2 из абсорбента необходима теплота и, следовательно, энергия, и технологическая схема является довольно сложной.
Задачей настоящего изобретения является получение углеводородов и водорода из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша. Настоящее изобретение в частности относится к получению или извлечению C3+ углеводородов и в некоторых случаях также C3+ оксигенатов из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша. Настоящее изобретение также относится к оптимальной переработке отходящего газа для получения водорода. Предпочтительно способ является энергоэффективным и предпочтительно способ осуществляется по относительно простой схеме.
Настоящее изобретение в частности относится к получению C3+ углеводородов и водорода из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, содержащего водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан, этан и C3+ углеводороды. Отходящий газ может дополнительно содержать другие компоненты, такие как аргон. Газ может содержать оксигенаты. В случае, если отходящий газ содержит C3+ оксигена-ты, они также могут извлекаться с помощью способа настоящего изобретения.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагает способ переработки отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, включающий в себя следующие стадии:
a) каталитическую конверсию синтез-газа с помощью катализатора Фишера-Тропша в продукт синтеза Фишера-Тропша, содержащий углеводородные продукты, имеющие от 1 до 1000 или более атомов углерода, предпочтительно от 1 до 1000 атомов углерода;
b) разделение продукта синтеза Фишера-Тропша стадии a) по меньшей мере на один поток углеводородного продукта, содержащий углеводороды, имеющие по меньшей мере от 3 до 1000 или более атомов углерода, предпочтительно от 3 до 1000 атомов углерода, монооксид углерода и углекислый газ, и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша, причем указанный отходящий газ синтеза Фишера-Тропша содержит водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан, этан и углеводороды с 3-9 атомами углерода, при этом поток углеводородного продукта содержит меньше монооксида углерода и углекислого газа, чем отходящий газ, и отходящий газ содержит меньше углеводородов с 3-9 атомами углерода, чем поток углеводородного продукта;
c) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепаратор;
d) разделение по меньшей мере части потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепараторе стадии c) по меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток предпочтительно содержит монооксид углерода и углекислый газ и указанный тяжелый поток предпочтительно содержит углеводороды, имеющие по меньшей мере от 3 до 1000 или более атомов углерода, предпочтительно по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода;
e) контактирование по меньшей мере части отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b), необязательно после охлаждения, с промывочной жидкостью, содержащей C5-C20 углеводороды, в скруббере, причем указанная промывочная жидкость не содержит абсорбента углекислого газа;
f) отведение промывочной жидкости и по меньшей мере части углеводородов с 3-9 атомами углерода, и монооксида углерода, и углекислого газа в поток из скруббера стадии e);
g) отведение оставшегося отходящего газа в отдельный поток из скруббера стадии e) и подачу по меньшей мере части данного оставшегося отходящего газа в установку получения водорода, при этом данный оставшийся отходящий газ содержит больше монооксида углерода и углекислого газа, чем поток, полученный на стадии f);
h) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока, полученного на стадии f), в сепаратор;
i) разделение по меньшей мере части потока, полученного на стадии f), в сепараторе стадии h) по
меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток предпочти-
тельно содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток предпочтительно
содержит углеводороды, имеющие по меньшей мере от 3 до 20 атомов углерода, т.е. промывочную жид-
кость, содержащую C5-C20 углеводороды, и углеводороды с 3-9 атомами углерода, вымытые из отходя-
щего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b);
j) разделение по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии i), на по меньшей мере два потока, в результате чего по меньшей мере один поток содержит промывочную жидкость и другой поток содержит углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, причем указанное разделение осуществляется на основе температур кипения соединений;
k) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть промывочной жидкости, входящей в состав потока, полученного на стадии j), в скруббер стадии e); m) подачу в установку гидрокрекинга:
по отдельности сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и сырья, содержащего по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), или
объединенного сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии d);
n) гидрокрекинг или гидрокрекинг/гидроизомеризацию по меньшей мере части более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии d).
Настоящее изобретение относится к способу получения C3+ углеводородов и водорода из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша. Способ является энергоэффективным. Способ осуществляется по относительно простой схеме.
Описание чертежа
На фигуре показана общая схема технологических стадий способа согласно изобретению.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение предлагает способ переработки отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, включающий в себя следующие стадии:
a) каталитическую конверсию синтез-газа с помощью катализатора Фишера-Тропша в продукт синтеза Фишера-Тропша, содержащий углеводородные продукты, имеющие от 1 до 1000 или более атомов углерода, предпочтительно от 1 до 1000 атомов углерода;
b) разделение продукта синтеза Фишера-Тропша стадии a) на по меньшей мере один поток углеводородного продукта, содержащий углеводороды, имеющие по меньшей мере от 3 до 1000 или более атомов углерода, предпочтительно от 3 до 1000 атомов углерода, монооксид углерода и углекислый газ, и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша, причем указанный отходящий газ синтеза Фишера-Тропша содержит водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан, этан и углеводороды с 3-9 атомами углерода, при этом поток углеводородного продукта содержит меньше монооксида углерода и углекислого газа, чем отходящий газ, и при этом отходящий газ содержит меньше углеводородов с 3-9 атомами углерода, чем поток углеводородного продукта;
c) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепаратор;
d) разделение по меньшей мере части потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепараторе стадии c) по меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток предпочтительно содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток предпочтительно содержит углеводороды, имеющие по меньшей мере от 3 до 1000 или более атомов углерода, предпочтительно по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода;
e) контактирование по меньшей мере части отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b), необязательно после охлаждения, с промывочной жидкостью, содержащей C5-C20 углеводороды, в скруббере, причем указанная промывочная жидкость не содержит или содержит не более 5 об.% абсорбента углекислого газа;
f) отведение промывочной жидкости и по меньшей мере части углеводородов с 3-9 атомами углерода, и монооксида углерода, и углекислого газа в поток из скруббера стадии e);
g) отведение оставшегося отходящего газа в отдельный поток из скруббера стадии e), и подачу по меньшей мере части данного оставшегося отходящего газа в установку получения водорода, при этом данный оставшийся отходящий газ содержит больше монооксида углерода и углекислого газа, чем поток, полученный на стадии f);
h) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока, полученного на стадии f), в сепаратор;
i) разделение по меньшей мере части потока, полученного на стадии f), в сепараторе стадии h) на по
меньшей мере один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток предпочти-
тельно содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток предпочтительно
содержит углеводороды, имеющие по меньшей мере от 3 до 20 атомов углерода, т.е. промывочную жид-
кость, содержащую C5-C20 углеводороды, и углеводороды с 3-9 атомами углерода, вымытые из отходя-
щего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b);
j) разделение по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии i), на по меньшей мере два потока, в результате чего по меньшей мере один поток содержит промывочную жидкость, и другой поток содержит углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, причем указанное разделение осуществляется на основе температур кипения соединений;
k) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть промывочной жидкости, входящей в состав потока, полученного на стадии j), в скруббер стадии e);
l) необязательно подачу дополнительного сырья, содержащего промывочную жидкость, в скруббер стадии e);
m) подачу в установку гидрокрекинга:
по отдельности сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и
сырья, содержащего по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), или
объединенного сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d);
n) гидрокрекинг или гидрокрекинг/гидроизомеризацию по меньшей мере части более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии d);
o) необязательное разделение по меньшей мере части гидрокрекированного или гидрокрекирован-ного/гидроизомеризованного продукта, полученного на стадии n), на по меньшей мере два потока.
Настоящее изобретение относится к способу получения C3+ углеводородов и водорода из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша. Способ является энергоэффективным. Способ осуществляется по относительно простой схеме.
На стадии a) синтез-газ подвергается каталитической конверсии с использованием катализатора Фишера-Тропша. Синтез-газ превращается в продукт синтеза Фишера-Тропша. Каталитическая конверсия предпочтительно осуществляется с помощью подачи сингаза в реактор синтеза Фишера-Тропша и
обеспечения следующих технологических условий в реакторе: температуры в диапазоне от 125 до 350°C, давления в диапазоне от 5 до 150 бар абс. (0,5-15 МПа) и среднечасовой объемной скорости подачи газообразной фазы в диапазоне от 500 до 10000 н.л/л/ч.
Предпочтительно катализатор Фишера-Тропша содержит компонент металла группы VIII, более предпочтительно кобальт, железо и/или рутений, наиболее предпочтительно кобальт. Использованные здесь ссылки на периодическую таблицу и ее группы относятся к предыдущей версии периодической таблицы элементов IUPAC, описанной в 68-ом издании Справочника по химии и физике (издательство CPC Press).
Как правило, катализаторы содержат носитель катализатора. Носитель катализатора является предпочтительно пористым, например пористым неорганическим тугоплавким оксидом, более предпочтительно оксидом алюминия, диоксидом кремния, диоксидом титана, диоксидом циркония или их сочетаниями, наиболее предпочтительно диоксидом титана.
Оптимальное количество каталитически активного металла, присутствующего на носителе, зависит в числе прочего от конкретного каталитически активного металла. Обычно количество кобальта, присутствующего в катализаторе Фишера-Тропша, может находиться в диапазоне от 1 до 100 мас.ч. на 100 мас.ч. материала-носителя; предпочтительно от 10 до 50 мас.ч. на 100 мас.ч. материала-носителя. В случае, если катализатор содержит кобальт и диоксид титана, количество кобальта предпочтительно находится в диапазоне от 10 массовых процентов (мас.%) до 35 мас.% кобальта, более предпочтительно от 15 до 30 мас.% кобальта, в расчете на общую массу диоксида титана и кобальта.
Полученный продукт синтеза Фишера-Тропша содержит парафиновые соединения в диапазоне от метана до высокомолекулярных углеводородов. Полученные высокомолекулярные углеводороды могут содержать до 1000 или более атомов углерода. Продукт синтеза Фишера-Тропша предпочтительно содержит углеводородные продукты, имеющие от 1 до 1000 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 500 атомов углерода, более предпочтительно от 1 до 200 атомов углерода.
Продукт может отводится из реактора синтеза Фишера-Тропша через одно выпускное отверстие или через несколько выпускных отверстий в реакторе. Продукт может отводиться на разной высоте реактора синтеза Фишера-Тропша. Продукт может быть разделен и/или фракционирован после отведения из реактора синтеза Фишера-Тропша. При температуре реакции Фишера-Тропша часть продукта будет находиться в жидком состоянии, тогда как другая часть продукта будет находиться в газообразном состоянии. При отведении продукта из установки Фишера-Тропша некоторое количество непрореагировавшего сингаза также может покидать установку. Кроме того, газообразные компоненты, такие как углекислый газ, азот и аргон, могут покидать установку при отведении продукта из установки Фишера-Тропша.
Примером потока продукта, который может быть получен, является поток, содержащий воскообразные углеводороды и, возможно, тяжелые оксигенаты. Такие потоки могут направляться на стадию повышения качества. Стадия повышения качества может приводить к уменьшению вязкости, уменьшению температуры застывания или температуры помутнения, и/или уменьшению (конечной) температуры кипения. Поток, содержащий воскообразные углеводороды, может подвергаться стадии гидрогенизации, стадии гидрокрекинга или стадии гидрокрекинга/гидроизомеризации, или сочетанию гидрогенизации и гидрокрекинга или гидрокрекинга/гидроизомеризации.
Другим примером потока продукта, который может быть получен, является поток, содержащий легкие углеводороды и, возможно, легкие оксигенаты. Поток, содержащий легкие углеводороды, может использоваться как таковой или может быть подвергнут обработке водородом.
Еще одним примером потока продукта, который может быть получен, является поток, содержащий
воду.
Другим примером потока продукта, который может быть получен, является поток, содержащий не-прореагировавший сингаз. Данный поток также называется отходящим газом или остаточным газом. Отходящий газ часто содержит непрореагировавший водород, непрореагировавший монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан и углеводороды, содержащие от 2 до 9 атомов углерода. Отходящий газ часто также включает в себя оксигенаты, содержащие от 2 до 9 атомов углерода.
Содержащий воду поток и поток отходящего газа могут быть получены с помощью отведения газообразного потока из продукта синтеза Фишера-Тропша и далее охлаждения данного газообразного потока до конденсации воды. Жидкая вода и отходящий газ могут быть легко разделены с помощью, например, газожидкостной сепарационной установки.
На стадии b) продукт синтеза Фишера-Тропша стадии a) разделяется по меньшей мере на один поток углеводородного продукта и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша. Это может осуществляться с помощью отведения выходящего потока через одно выпускное отверстие в реакторе синтеза Фишера-Тропша, за которым следует разделение в сепарационной установке на по меньшей мере один поток углеводородного продукта и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша. В качестве альтернативы, это может осуществляться с помощью отведения выходящего потока через несколько выпускных отверстий в реакторе синтеза Фишера-Тропша. Выходящий поток может отводиться на разной высоте реактора синтеза Фишера-Тропша. В случае, если выходящий поток отводится через несколько выпускных отверстий, один поток может считаться отходящим газом синтеза Фишера-Тропша. В качестве альтернативы, в слу
чае, если выходящий поток отводится через несколько выпускных отверстий, поток (потоки), выходящий из одного или нескольких выпускных отверстий, может быть разделен и/или фракционирован после отведения из реактора синтеза Фишера-Тропша на по меньшей мере один поток углеводородного продукта и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша.
Продукт синтеза Фишера-Тропша стадии a), из которого на стадии b) выделяют поток (потоки) углеводородного продукта и отходящий газ, может быть продуктом синтеза Фишера-Тропша из одного реактора синтеза Фишера-Тропша, но он также может быть объединенным продуктом нескольких реакторов синтеза Фишера-Тропша.
Часть отходящего газа, полученного из реактора, может быть рециркулирована в тот же самый реактор. Часть отходящего газа, полученного из одного реактора, может быть подана в другой реактор. Отходящий газ, полученный из такого второго реактора, может быть рециркулирован в первый и/или во второй реактор, и/или он может быть подан в третий реактор.
Газообразные компоненты, которые не принимают участие в реакции Фишера-Тропша, считаются инертными по отношению к данной реакции; они также называются инертными. Примерами таких инертных газов являются азот и углекислый газ.
Из-за наличия инертных газов в отходящем газе, отходящий газ предпочтительно рециркулировать не полностью, поскольку инертные газы будут накапливаться и негативно влиять на получение углеводородов в реакторе (реакторах) синтеза Фишера-Тропша. Поэтому часть отходящего газа синтеза Фише-ра-Тропша часто отводится из процесса Фишера-Тропша.
Как указано выше, на стадии b) продукт синтеза Фишера-Тропша стадии a) разделяется на по меньшей мере один поток углеводородного продукта и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша. Разделение может, например, быть выполнено с помощью простой газожидкостной сепарационной установки или с помощью перегонки. Дополнительно или в качестве альтернативы продукт синтеза Фишера-Тропша может разделяться путем отведения жидкого потока углеводородного продукта через одно выпускное отверстие реактора и газообразного потока через другое выпускное отверстие реактора.
Отделенный поток (потоки) углеводородного продукта предпочтительно содержит углеводороды с по меньшей мере 3 атомами углерода, предпочтительно по меньшей мере 4 атомами углерода. Отделенный поток (потоки) углеводородного продукта предпочтительно содержит углеводороды, имеющие до 1000 или более атомов углерода, более предпочтительно до 1000 атомов углерода, еще более предпочтительно до 500 атомов углерода, еще более предпочтительно до 200 атомов углерода. Отделенный поток углеводородного продукта может содержать незначительное количество метана, этана, CO и/или CO2. Целью разделения на стадии b) является отделение таких газообразных компонентов от потока углеводородного продукта. Тем не менее, незначительное количество, предпочтительно менее 10%, более предпочтительно менее 5%, еще более предпочтительно менее 1% количества метана, этана, CO и/или CO2, первоначально присутствующих в продукте синтеза Фишера-Тропша на стадии a), может присутствовать в потоке углеводородного продукта. Поэтому поток углеводородного продукта подвергают стадии разделения d).
Отделенный отходящий газ синтеза Фишера-Тропша содержит водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан и этан. Он также может содержать другие газообразные компоненты, такие как аргон. Целью разделения на стадии b) является отделение отходящего газа от потока углеводородного продукта с по меньшей мере 3 атомами углерода. Тем не менее, часть легких углеводородов, первоначально присутствующих в продукте синтеза Фишера-Тропша на стадии a), может присутствовать в отходящем газе. Отделенный отходящий газ синтеза Фишера-Тропша может содержать углеводороды с 3-9 атомами углерода. Поэтому отходящий газ направляют на стадии e) - j).
Одной из целей настоящего изобретения является извлечение C3+ углеводородов из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша. Отходящий газ может содержать оксигенаты, также называемые кислородсодержащими соединениями, такие как метанол и простой диметиловый эфир. В случае, если отходящий газ содержит C3+ оксигенаты, они также могут извлекаться с помощью способа настоящего изобретения.
Предпочтительно менее 10%, более предпочтительно менее 5%, еще более предпочтительно менее 1% от количества углеводородов с 3-9 атомами углерода, первоначально присутствующих в продукте синтеза Фишера-Тропша на стадии a), может присутствовать в отходящем газе.
Таким образом, на стадии b) продукт синтеза Фишера-Тропша стадии a) разделяется на:
по меньшей мере один поток углеводородного продукта, содержащий углеводороды, имеющие по меньшей мере от 3 до 1000 или более атомов углерода, предпочтительно от 3 до 1000 атомов углерода, монооксид углерода и углекислый газ, и
отходящий газ синтеза Фишера-Тропша, причем указанный отходящий газ синтеза Фишера-Тропша содержит водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан, этан и углеводороды с 3-9 атомами углерода,
при этом поток углеводородного продукта содержит меньше монооксида углерода и углекислого газа, чем отходящий газ, и при этом отходящий газ содержит меньше углеводородов с 3-9 атомами углерода, чем поток углеводородного продукта.
На стадии c) сырье, содержащее по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полу
ченного на стадии b), подается в сепаратор. Часть или весь поток углеводородов, полученный на стадии b), может быть подан в сепаратор на стадии c). Дополнительно или в качестве альтернативы, добавочный поток углеводородного продукта может подаваться в сепаратор. Сепаратор может, например, представлять собой газожидкостный сепаратор или перегонную установку.
На стадии d) происходит разделение в сепараторе стадии c). Сепаратор содержит по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b).
На стадии d) по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), разделяется на по меньшей мере один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток предпочтительно содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток предпочтительно содержит углеводороды, имеющие по меньшей мере от 3 до 1000 или более атомов углерода, предпочтительно по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода.
Целью разделения на стадии d) является дополнительное отделение газообразных компонентов, таких как метан, этан, CO и/или CO2 из потока углеводородного продукта, поскольку незначительное количество этих компонентов может присутствовать в потоке углеводородного продукта после стадии разделения b).
Разделение на стадии d) приводит по меньшей мере к одному легкому потоку и одному тяжелому потоку, при этом указанный легкий поток предпочтительно содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток предпочтительно содержит углеводороды по меньшей мере с 3 атомами углерода. Легкий поток, полученный на стадии d), более предпочтительно содержит монооксид углерода, углекислый газ, метан и углеводороды, содержащие 2 атома углерода, и необязательно оксигенаты, содержащие 2 атома углерода. Тяжелый поток, полученный на стадии d), предпочтительно содержит углеводороды по меньшей мере с 3 атомами углерода, более предпочтительно по меньшей мере с 4 атомами углерода и предпочтительно до 1000 или более атомов углерода, более предпочтительно до 1000 атомов углерода, еще более предпочтительно до 500 атомов углерода, еще более предпочтительно до 200 атомов углерода.
На стадии d) по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), может быть разделена в сепараторе стадии c) по меньшей мере на три потока, а именно легкий поток, один или несколько промежуточных потоков и тяжелый поток. В этом случае по меньшей мере часть по меньшей мере одного из промежуточных потоков, полученных на стадии d), необязательно после гидрогенизации и/или дополнительного разделения, может быть использована в качестве промывочной жидкости на стадии e). В случае, если по меньшей мере часть по меньшей мере одного из промежуточных потоков на стадии d) подвергается гидрогенизации и необязательно дополнительному разделению, может быть получено легкое детергентное сырье (LDF). LDF очень хорошо подходит в качестве промывочной жидкости на стадии e).
На стадии e) по меньшей мере часть отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b), приводится в контакт с промывочной жидкостью в скруббере.
Предпочтительно отходящий газ синтеза Фишера-Тропша, полученный на стадии b), охлаждается на одной или нескольких стадиях перед стадией e). Во время стадии (стадий) охлаждения углеводородный продукт, особенно углеводороды C5+ и/или вода могут быть отделены от отходящего газа. Перед охлаждением температура отходящего газа может достигать 180-280°C, предпочтительно 210-260°C. После охлаждения отходящий газ предпочтительно имеет температуру 50°C или ниже.
В одном варианте осуществления отходящий газ сначала охлаждается на 50-200°C, предпочтительно 80-100°C. На данной первой стадии охлаждения отходящий газ предпочтительно охлаждается до 100-160°C, более предпочтительно до 120-140°C. Затем отходящий газ охлаждается еще дополнительно на второй стадии охлаждения, на которой отходящий газ охлаждается на 20-130°C, предпочтительно 50-90°C. В данном варианте осуществления отходящий газ необязательно подвергается третьей стадии охлаждения.
Одной из целей настоящего изобретения является извлечение C3+ углеводородов из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, содержащего водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан, этан и C3+ углеводороды. Отходящий газ может дополнительно содержать другие компоненты, такие как вода и/или аргон. Отходящий газ может содержать оксигенаты, также называемые кислородсодержащими соединениями, такие как метанол и простой диметиловый эфир. В случае, если отходящий газ содержит C3+ оксигенаты, они также могут извлекаться с помощью способа настоящего изобретения.
Отходящий газ, который приводится в контакт с промывочной жидкостью на стадии e), предпочтительно находится в газообразном состоянии при давлении от 1 до 80 бар (0,1-8,0 МПа), предпочтительно от 20 до 70 бар (2,0-7,0 МПа), и при температуре выше 0°C и ниже 50°C, предпочтительно при температуре выше 10°C и ниже 40°C. Предпочтительно не более 99 об.%, более предпочтительно не более 95 об.%, еще более предпочтительно не более 90 об.% углеводородов в отходящем газе, который приводится в контакт с промывочной жидкостью на стадии e), состоит из углеводородов, содержащих 3-9 атомов углерода, углеводородов, содержащих 2 атома углерода, и метана. Предпочтительно по меньшей мере 0,005 об.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,01 об.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 0,1 об.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 1 об.%, наиболее предпочтительно по
меньшей мере 10 об.% углеводородов в отходящем газе, который приводится в контакт с промывочной жидкостью на стадии e), состоит из углеводородов, содержащих 3-9 атомов углерода.
Промывочная жидкость, применяемая на стадии e), может содержать не более 5 об.% абсорбента углекислого газа, такого как амин. Промывочная жидкость, применяемая на стадии e), предпочтительно не содержит абсорбента углекислого газа. Таким образом, промывочная жидкость предпочтительно не содержит амина, такого как алканоламин.
Промывочная жидкость, применяемая на стадии e), содержит углеводороды. Предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% углеводородов в промывочной жидкости состоит из C5-C20 углеводородов, предпочтительно C8-C20 углеводородов, более предпочтительно C8-C14 углеводородов.
Промывочная жидкость, применяемая на стадии e), предпочтительно является керосином, более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80 мас.% C6-C16 углеводородов, еще более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80 мас.% C8-C16 углеводородов, еще более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80 мас.% C8-C14 углеводородов или C10-C14 углеводородов.
В одном варианте осуществления промывочная жидкость, применяемая на стадии е), содержит по меньшей мере 80 мас.% C6-C16 углеводородов, более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% C8-C16 углеводородов, еще более предпочтительно содержит по меньшей мере 80 мас.% C8-C14 углеводородов или по меньшей мере 80 мас.% C10-C14 углеводородов. Данная промывочная жидкость необязательно может быть гидрогенизирована перед применением в качестве промывочной жидкости.
В другом варианте осуществления, промывочная жидкость, применяемая на стадии е), является легким детергентным сырьем (LDF), еще более предпочтительно LDF, содержащим по меньшей мере 80 мас.% C10-C14 углеводородов, еще более предпочтительно LDF, содержащим по меньшей мере 80 мас.% C10-C13 углеводородов.
Промывочная жидкость, применяемая на стадии e), предпочтительно является керосином, более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80% мас. C6-C16 углеводородов, еще более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80% мас. C8-C16 углеводородов, еще более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80% мас. C8-C14 углеводородов.
Предпочтительно начальная температура кипения промывочной жидкости выше 80°C, более предпочтительно выше 100°C. Чем выше начальная температура кипения промывной жидкости, тем легче отделить C3+ углеводороды от промывочной жидкости.
Промывочная жидкость может быть керосином, полученным на стадии o). В качестве альтернативы, промывочная жидкость может быть LDF, полученным при подвергании по меньшей мере одного из промежуточных потоков, которые могут быть получены на стадии d), гидрогенизации и необязательно дополнительному разделению.
Отходящий газ синтеза Фишера-Тропша предпочтительно имеет температуру 0-50°C, предпочтительно 10-40°C на входе в скруббер. Предпочтительно давление отходящего газа синтеза Фишера-Тропша составляет 1-80 бар (0,1-8,0 МПа), предпочтительно 20-70 бар (2,0-7,0 МПа) на входе в скруббер. Предпочтительно скруббер выполнен с возможностью обеспечить максимальный контакт между отходящим газом и промывочной жидкостью при минимальном перепаде давления. Предпочтительно давление во время стадии контактирования является таким же, как и давление отходящего газа.
На стадии f) промывочная жидкость и по меньшей мере часть C3+ углеводородов отводятся в поток из скруббера стадии e). Доказано, что способ настоящего изобретения является очень эффективным в извлечении C3+ углеводородов из отходящего газа.
После удаления по меньшей мере части C3+ углеводородов из отходящего газа с помощью промывочной жидкости, оставшийся отходящий газ отводится в отдельный поток из скруббера стадии e). Это осуществляется на стадии g). Отведение оставшегося отходящего газа может, например, быть выполнено при регенерации скруббера стадии e). Часть потока, содержащего оставшийся отходящий газ, может быть использована для производства электроэнергии в процессе расширения/сгорания, например, в газовой турбине, в качестве топочного мазута, или она может быть подана в процесс производства сингаза. Энергия, выработанная в процессе, может применяться для собственного потребления или для экспорта местным потребителям. Часть энергии может применяться для сжатия кислородсодержащего газа.
Целью стадий e) и f) является вымыть углеводороды с 3-9 атомами углерода из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша. Тем не менее, незначительное количество, предпочтительно менее 10%, более предпочтительно менее 5%, еще более предпочтительно менее 1% от количества метана, этана, CO и/или CO2, первоначально присутствующих в отходящем газе синтеза Фишера-Тропша стадии b), может присутствовать в потоке, полученном на стадии f). Поэтому поток, полученный на стадии f), подвергают стадии разделения i).
Оставшийся отходящий газ, который отводится на стадии g) в отдельный поток из скруббера стадии e), содержит больше монооксида углерода и углекислого газа, чем поток, полученный на стадии f). Оставшийся отходящий газ, который отводится на стадии g), может содержать по меньшей мере 80 об.%, предпочтительно по меньшей мере 90 об.%, более предпочтительно по меньшей мере 95 об.% моноокси
да углерода и углекислого газа, которые первоначально присутствовали в отходящем газе синтеза Фише-ра-Тропша, полученном на стадии b).
По меньшей мере часть оставшегося отходящего газа, который отводится из скруббера на стадии g), подается в установку получения водорода. Например, она может быть паровым риформером метана (SMR) или автотермическим риформером (ATR). В установке получения водорода метан и этан, присутствующие в оставшемся отходящем газе, который отводится из скруббера на стадии g), могут вступать в реакцию с получением водорода и монооксида углерода. Углекислый газ, присутствующий в оставшемся отходящем газе, используется в реакции метана и этана. После получения водорода в установке получения водорода образующийся газ может быть подвергнут реакции конверсии водяного газа для преобразования монооксида углерода и воды в углекислый газ и водород.
После получения водорода и необязательной реакции конверсии водяного газа, водород может быть отделен, например, с помощью абсорбции с перепадом давления (PSA). Углекислый газ также может быть отделен на данной стадии, например, с помощью той же самой PSA.
На стадии h) по меньшей мере часть потока, полученного на стадии f), подается в сепаратор.
На стадии i) происходит разделение в сепараторе стадии h). Сепаратор содержит по меньшей мере часть потока, полученного на стадии f), и необязательно другие материалы. Целью разделения на стадии i) является дополнительное выделение газообразных компонентов, таких как метан, этан, CO и/или CO2 из потока, полученного на стадии f), поскольку незначительное количество этих компонентов может присутствовать после стадий e) и f). Разделение дает в результате по меньшей мере один легкий поток и один тяжелый поток, при этом указанный легкий поток предпочтительно содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток предпочтительно содержит углеводороды с по меньшей мере 3 и до 20 атомов углерода, т.е. углеводороды с 3-9 атомами углерода, вымытые из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b), а также промывочную жидкость.
Легкий поток, полученный на стадии i), более предпочтительно содержит монооксид углерода, углекислый газ, метан и углеводороды, содержащие 2 атома углерода, и необязательно оксигенаты, содержащие 2 атома углерода. Тяжелый поток, полученный на стадии i), содержит C3+ углеводороды, происходящие из потока, полученного на стадии f).
Сепаратор (сепараторы), применяемые на стадии i), могут быть десорбером, например, десорбером легких фракций, мгновенным испарителем и/или перегонной установкой, или любой другой подходящей сепарационной установкой. Предпочтительно сепаратор или один из сепараторов, применяемых на стадии i), является десорбером, более предпочтительно десорбером легких фракций.
Разделение (разделения) на стадии i) предпочтительно осуществляется при давлении в диапазоне от 1 до 20 бар (0,1-2,0 МПа), более предпочтительно от 1 до 5 бар (0,1-0,5 МПа), еще более предпочтительно около 1 бар (0,1 МПа).
На стадии j) разделение происходит в разделительной установке. Стадия j) разделения предпочтительно приводит к образованию двух потоков. Разделительная установка, используемая на стадии j), может быть делителем, десорбером, мгновенным испарителем и/или перегонной установкой, или любой другой подходящей сепарационной установкой, которая может использоваться для разделения потоков углеводородов на основе температур кипения компонентов. Предпочтительно делитель используется на стадии j).
На стадии j) тяжелый поток, полученный на стадии i), разделяется на основе температур кипения компонентов. Тяжелый поток, полученный на стадии i), содержащий углеводороды с 3-9 атомами углерода, а также промывочную жидкость, разделяется на стадии j) на промывочную жидкость и более легкий поток, содержащий углеводороды с 3-9 атомами углерода. Более легкий поток, содержащий углеводороды с 3-9 атомами углерода, содержит не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода.
На стадии k) сырье, содержащее по меньшей мере часть промывочной жидкости, входящей в состав потока, полученного на стадии j), подается в скруббер стадии e). Дополнительное сырье, содержащее промывочную жидкость, может подаваться в скруббер стадии e) на необязательной стадии l). Такое дополнительное сырье, содержащее промывочную жидкость, может быть добавочным потоком. В ходе процесса может быть желательно добавлять некоторое количество дополнительной промывочной жидкости, и это может осуществляться с помощью подачи дополнительного сырья, содержащего промывочную жидкость, в скруббер стадии e).
В случае, если промывочная жидкость является керосином, дополнительное сырье, которое может быть добавлено на стадии l), предпочтительно является керосином. В случае, если промывочная жидкость является керосином, дополнительное сырье, которое может быть добавлено на стадии l), предпочтительно является по меньшей мере частью одного потока, полученного на необязательной стадии o), предпочтительно керосином, полученным на необязательной стадии o).
В случае, если промывочная жидкость является LDF, дополнительное сырье, которое может быть добавлено на стадии l), предпочтительно является LDF. В случае, если промывочная жидкость является LDF, предпочтительно дополнительное сырье, которое может быть добавлено на стадии l), является по меньшей мере частью по меньшей мере одного из промежуточных потоков, которые могут быть получе
ны на стадии d), необязательно после гидрогенизации и/или дополнительного разделения. Более предпочтительно, дополнительное сырье в этом случае, которое может быть добавлено на стадии l), является LDF, полученным после гидрогенизации и необязательного дополнительного разделения по меньшей мере одного из промежуточных потоков, которые могут быть получены на стадии d).
Необязательно часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), подвергается гидрогенизации для получения одного или нескольких продуктов, таких как СНГ.
На стадии m) по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и сырье, содержащее по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), подаются в установку гидрокрекинга. Эти потоки могут быть поданы по-отдельности в одну и ту же установку гидрокрекинга. Дополнительно или в качестве альтернативы эти потоки могут быть объединены перед подачей в установку гидрокрекинга. При необходимости, дополнительные потоки сырья могут быть поданы в одну и ту же установку гидрокрекинга.
На стадии n) по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), подвергаются гидрокрекингу или гидрокрекингу/гидроизомеризации.
Предпочтительно по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), подаются в реакционную зону, где они приводится в контакт с водородом при температуре в диапазоне 175-400°C и давлении в диапазоне 20-250 бар (2,0-25,0 МПа). Предпочтительно в реакционной зоне присутствует катализатор. Более предпочтительно в реакционной зоне присутствует катализатор, содержащий платину и/или палладий, аморфный диоксид кремния/оксид алюминия и, необязательно, бета-цеолит.
Предпочтительно на стадии n) по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), подвергаются процессу гидрокрекинга с превращением углеводородов, кипящих при температуре выше 315°C, в углеводороды, кипящие при температуре ниже 315°C. Более предпочтительно, углеводороды, кипящие при температуре выше 305°C, превращаются в углеводороды, кипящие при температуре ниже 305°C. Еще более предпочтительно, углеводороды, кипящие при температуре выше 250°C, превращаются в углеводороды, кипящие при температуре ниже 250°C. Даже еще более предпочтительно, углеводороды, кипящие при температуре выше 240°C, превращаются в углеводороды, кипящие при температуре ниже 240°C.
Во время такого процесса гидрокрекинга также происходит гидроизомеризация. В процессе гидрокрекинга/гидроизомеризации углеводородные топлива получают из углеводородного продукта одной или более тяжелых фракций синтеза Фишера-Тропша с помощью гидрокрекинга и гидроизомеризации продукта с водородом в присутствии подходящего катализатора. Обычно катализатор состоит из каталитически активного компонента, представляющего собой один или несколько металлов, выбранных из групп VIB и VIII Периодической таблицы элементов, в частности один или несколько металлов, выбранных из молибдена, вольфрама, кобальта, никеля, рутения, иридия, осмия, платины и палладия. Предпочтительно катализатор содержит один или несколько металлов, выбранных из никеля, платины и палладия в качестве каталитически активного компонента. Было установлено, что катализаторы, содержащие платину в качестве каталитически активного компонента, являются особенно подходящими.
Катализаторы для процесса гидрокрекинга обычно содержат в качестве носителя тугоплавкий оксид металла. Материал носителя может быть кристаллическим или аморфным. Подходящие материалы носителей включают диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид кремния-оксид алюминия, оксид циркония, оксид титана и их смеси. Носитель может состоять из одного или более цеолитов, взятого в отдельности или в сочетании с одним или более из указанных выше материалов носителя. Предпочтительными материалами носителя для включения в катализатор являются диоксид кремния, оксид алюминия и диоксид кремния-оксид алюминия. Особенно предпочтительный катализатор содержит платину, нанесенную на носитель из аморфного диоксида кремния-оксида алюминия.
В качестве катализатора для процесса гидрокрекинга может использоваться катализатор, содержащий бета-цеолит. В этом случае катализатор предпочтительно содержит 0,1-15 мас.% бета-цеолита в расчете на массу катализатора. Более предпочтительно бета-цеолит в катализаторе присутствует в количестве по меньшей мере 0,5 мас.% более предпочтительно в количестве по меньшей мере 1 мас.% и/или в количестве не более 10 мас.% более предпочтительно в количестве не более 8 мас.% еще более предпочтительно в количестве не более 4 мас.% в расчете на массу катализатора.
Катализатор для процесса гидрокрекинга может содержать 0,005-5,0 мас.% благородного металла группы VIII, нанесенного на носитель, причем носитель содержит 0,1-15 мас.% бета-цеолита и по меньшей мере 40 мас.% аморфного диоксида кремния-оксида алюминия в расчете на массу катализатора. Предпочтительно такой катализатор содержит 0,005-5,0 мас.% платины и/или палладия. Предпочтитель
но бета-цеолит в таком катализаторе присутствует в количестве по меньшей мере 0,5 мас.% более предпочтительно в количестве по меньшей мере 1 мас.% и/или в количестве не более 10 мас.% более предпочтительно в количестве не более 8 мас.% еще более предпочтительно в количестве не более 4 мас.% Бета-цеолит в катализаторе предпочтительно имеет молярное отношение диоксида кремния:оксида алюминия по меньшей мере 50, более предпочтительно по меньшей мере 75 и не более 500, в расчете на SiO2 и Al2O3. Аморфный диоксид кремния-оксид алюминия предпочтительно имеет содержание оксида алюминия, рассчитанного как Al2O3, 5-70 мас.%.
В процессе гидрокрекинга/гидроизомеризации углеводороды приводятся в контакт с водородом в присутствии катализатора при повышенной температуре и давлении. Температура будет предпочтительно находиться в диапазоне 175-400°C, более предпочтительно 200-400°C, еще более предпочтительно 275-375°C. Давление будет предпочтительно находиться в диапазоне 20-250 бар (2,0-25,0 МПа), более предпочтительно 40-200 бар (4,0-20,0 МПа), еще более предпочтительно 40-100 бар (4,0-10,0 МПа). Водород предпочтительно подается в виде газа с часовой объемной скоростью от 100 до 10000 н.л/л/ч, более предпочтительно от 500 до 5000 н.л/л/ч. Углеводородное сырье предпочтительно подается со среднечасовой объемной скоростью от 0,1 до 5 кг/л/ч, более предпочтительно от 0,25 до 2 кг/л/ч. Отношение водорода к углеводородному сырью предпочтительно составляет от 100 до 5000 н.л/кг и более предпочтительно от 250 до 2500 н.л/кг.
Степень гидрокрекинга, происходящего на стадии гидрокрекинга/гидроизомеризации, может быть измерена с помощью определения степени конверсии фракции, кипящей при температуре выше 370°C. Обычно стадию гидрокрекинга/гидроизомеризации проводят при конверсии по меньшей мере 40%.
На необязательной стадии o) по меньшей мере часть гидрокрекированного или гидрокрекированно-го/гидроизомеризованного продукта, полученного на стадии n), разделяется по меньшей мере на два потока. Это может осуществляться в сепарационной установке. Углеводородное топливо, полученное в процессе гидрокрекинга на стадии n), как правило, будет содержать углеводороды, имеющие температуры кипения, относящиеся к нескольким различным топливным фракциям, например, фракциям нафты, керосина и газойля. Разделение углеводородного топлива на соответствующие фракции может быть удобно осуществлено с помощью методов перегонки, хорошо известных в области техники.
Сепаратор (сепараторы), применяемые на стадии o), могут быть десорбером, например, десорбером легких фракций, мгновенным испарителем и/или перегонной установкой, или любой другой подходящей сепарационной установкой. Сепарационная установка, применяемая на стадии o), предпочтительно является перегонной установкой, например, установкой для перегонки синтетического нефтяного сырья.
Один из потоков, полученных на стадии o), может быть потоком, подходящим в качестве промывочной жидкости на стадии e). Предпочтительно один из полученных потоков является керосином, более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80 мас.% C6-C16 углеводородов, еще более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80 мас.% C8-C16 углеводородов, еще более предпочтительно керосином, содержащим по меньшей мере 80 мас.% C8-C14 углеводородов. По меньшей мере часть данного потока может использоваться в качестве промывочной жидкости на стадии e).
На фиг. 1 проиллюстрирована общая схема примера технологической цепочки, в которой может осуществляться способ настоящего изобретения. Кроме того, указанные потоки являются примерами потоков, которые могут быть образованы в способе настоящего изобретения. Синтез Фишера-Тропша происходит в реакторе (10). Отходящий газ (1) синтеза Фишера-Тропша и поток (2) углеводородного продукта отводятся из реактора (10). Отходящий газ (1) подается в скруббер (20). Отходящий газ (1) содержит водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот и C3+ углеводороды. Углеводородный поток (2) подается в сепарационную установку (30). Промывочная жидкость и по меньшей мере часть C3+ углеводородов отходящего газа извлекаются в поток (25) из скруббера (20) к сепарационной установке (70). Оставшийся отходящий газ отводится в поток (21) из скруббера (20).
По меньшей мере часть оставшегося отходящего газа (21), которая отводится из скруббера, подается в установку (90) получения водорода. Например, она может быть паровым риформером метана (SMR) или автотермическим риформером (ATR). После получения водорода образующийся газ может подвергаться реакции конверсии водяного газа (не показано) с последующим извлечением водорода, например, с помощью PSA (не показано).
Легкий поток (71) и тяжелый поток (72) отводятся из сепарационной установки (70). Тяжелый поток (72) разделяется в делителе (80) на поток (26), содержащий промывочную жидкость, и поток (81), содержащий углеводороды с 3-10 атомами углерода. Поток (26), содержащий промывочную жидкость, может, например, содержать углеводороды с 10-14 атомами углерода.
По меньшей мере часть потока (25) используется в качестве промывочной жидкости в скруббере (20). Поток (81), содержащий углеводороды с 3-10 атомами углерода, подается в установку (40) гидрокрекинга.
Тяжелый поток (3) и легкий поток (31) отводятся из сепаратора (30). Тяжелый поток (3) подается в установку (40) гидрокрекинга/гидроизомеризации.
Водородсодержащий поток (41) подается в установку (40).
По меньшей мере часть гидрокрекированного/гидроизомеризованного продукта (4) разделяется на
по меньшей мере два потока в сепарационной установке (50).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ переработки продукта синтеза Фишера-Тропша, включающий следующие стадии, на которых осуществляют:
a) каталитическую конверсию синтез-газа с помощью катализатора Фишера-Тропша в продукт синтеза Фишера-Тропша, содержащий углеводородные продукты, имеющие от 1 до 1000 атомов углерода;
b) разделение продукта синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии a), по меньшей мере на один поток углеводородного продукта, содержащий углеводороды с по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода, монооксид углерода и углекислый газ, и отходящий газ синтеза Фишера-Тропша, причем указанный отходящий газ синтеза Фишера-Тропша содержит водород, монооксид углерода, углекислый газ, азот, метан, этан и углеводороды с 3-9 атомами углерода, при этом поток углеводородного продукта содержит меньше монооксида углерода и углекислого газа, чем отходящий газ, а отходящий газ содержит меньше углеводородов с 3-9 атомами углерода, чем поток углеводородного продукта;
c) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепаратор;
d) разделение по меньшей мере части потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), в сепараторе стадии c) по меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток содержит монооксид углерода и углекислый газ, и указанный тяжелый поток содержит углеводороды с по меньшей мере от 3 до 1000 атомов углерода;
e) контактирование по меньшей мере части отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного на стадии b), с промывочной жидкостью, содержащей C5-C20 углеводороды, в скруббере, причем указанная промывочная жидкость не содержит абсорбента углекислого газа;
f) отведение промывочной жидкости и по меньшей мере части углеводородов с 3-9 атомами углерода, монооксида углерода и углекислого газа в поток из скруббера стадии e);
g) отведение оставшегося отходящего газа в отдельный поток из скруббера стадии e) и подачу по меньшей мере части данного оставшегося отходящего газа в установку получения водорода, при этом данный оставшийся отходящий газ содержит больше монооксида углерода и углекислого газа, чем поток, полученный на стадии f);
h) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть потока, полученного на стадии f), в сепаратор;
i) разделение по меньшей мере части потока, полученного на стадии f), в сепараторе стадии h) по
меньшей мере на один легкий поток и один тяжелый поток, причем указанный легкий поток содержит
монооксид углерода и углекислый газ и указанный тяжелый поток содержит углеводороды с по меньшей
мере от 3 до 20 атомов углерода, т.е. промывочную жидкость, содержащую C5-C20 углеводороды, и угле-
водороды с 3-9 атомами углерода, вымытые из отходящего газа синтеза Фишера-Тропша, полученного
на стадии b);
j) разделение по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии i), по меньшей мере на два потока, в результате чего по меньшей мере один поток содержит промывочную жидкость и другой поток содержит углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, причем указанное разделение осуществляют на основе температур кипения соединений;
k) подачу сырья, содержащего по меньшей мере часть промывочной жидкости, входящей в состав потока, полученного на стадии j), в скруббер стадии e); m) подачу в установку гидрокрекинга
по отдельности сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и сырья, содержащего по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d), или
объединенного сырья, содержащего по меньшей мере часть более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере часть тяжелого потока, полученного на стадии d);
n) гидрокрекинг или гидрокрекинг/гидроизомеризацию по меньшей мере части более легкого потока, содержащего углеводороды с 3-9 атомами углерода и не более 5 об.% углеводородов с 10 или более атомами углерода, полученного на стадии j), и по меньшей мере части тяжелого потока, полученного на стадии d).
2. Способ по п.1, в котором по меньшей мере 60 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% углеводородов в промывочной жидкости состоит из C5-C20 углеводородов, предпочтительно C8-C20 углеводородов, более предпочтительно C8-C14 углеводородов или C10-C14 углеводородов.
3. Способ по п.1 или 2, в котором промывочная жидкость, применяемая на стадии e), представляет
собой керосин, более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C6-C16 углеводородов, еще более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C8-C16 углеводородов, еще более предпочтительно керосин, содержащий по меньшей мере 80 мас.% C8-C14 углеводородов.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором осуществляют стадию o) разделения продуктов, полученных на стадии n), и по меньшей мере часть одного из потоков, полученных на стадии o), используют в качестве промывочной жидкости на стадии e), предпочтительно керосин, полученный на стадии o), используют в качестве промывочной жидкости на стадии e).
5. Способ по любому из пп.1-3, в котором промывочная жидкость, применяемая на стадии e), представляет собой легкое детергентное сырье (LDF), содержащее по меньшей мере 80 мас.% C10-C14 углеводородов, еще более предпочтительно LDF, содержащее по меньшей мере 80 мас.% C10-C13 углеводородов.
6. Способ по любому из пп.1-3 или 5, в котором на стадии d) по меньшей мере часть потока углеводородного продукта, полученного на стадии b), разделяют в сепараторе стадии c) по меньшей мере на три потока, а именно легкий поток, один или несколько промежуточных потоков и тяжелый поток, и в котором по меньшей мере часть по меньшей мере одного из промежуточных потоков, полученных на стадии d), необязательно после гидрогенизации и/или дополнительного разделения используют в качестве промывочной жидкости на стадии e), предпочтительно в качестве промывочной жидкости на стадии e) используют LDF.
032140
- 1 -
032140
- 1 -
032140
- 1 -
032140
- 1 -
032140
- 1 -
032140
- 1 -
032140
- 4 -
|
