[go: up one dir, main page]

RU2108146C1 - Способ проведения непрерывной многофазной реакции каталитического превращения - Google Patents

Способ проведения непрерывной многофазной реакции каталитического превращения Download PDF

Info

Publication number
RU2108146C1
RU2108146C1 RU94040360A RU94040360A RU2108146C1 RU 2108146 C1 RU2108146 C1 RU 2108146C1 RU 94040360 A RU94040360 A RU 94040360A RU 94040360 A RU94040360 A RU 94040360A RU 2108146 C1 RU2108146 C1 RU 2108146C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
suspension
filter element
catalyst
product
gas
Prior art date
Application number
RU94040360A
Other languages
English (en)
Other versions
RU94040360A (ru
Inventor
Рюттер Эрлинг
Лиан Петтер
Мюрстад Тронд
Т.Ротеруд Пер
Солбаккен Аге
Original Assignee
Ден Норске Статс Ольесельскап АС
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=10710976&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2108146(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Ден Норске Статс Ольесельскап АС filed Critical Ден Норске Статс Ольесельскап АС
Publication of RU94040360A publication Critical patent/RU94040360A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2108146C1 publication Critical patent/RU2108146C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/114—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/115—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements arranged for inward flow filtration open-ended, the arrival of the mixture to be filtered and the discharge of the concentrated mixture are situated on both opposite sides of the filtering element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/60—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor integrally combined with devices for controlling the filtration
    • B01D29/605—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor integrally combined with devices for controlling the filtration by level measuring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/88—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices
    • B01D29/92—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for discharging filtrate
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/006—Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/06—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen in the presence of organic compounds, e.g. hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/152—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the reactor used
    • 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
    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/001—Filters in combination with devices for the removal of gas, air purge systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Использование изобретения: в способах проведения непрерывной многофазной каталитической реакции, например конверсии сингаза в высшие углеводородные топлива. Сущность изобретения: способ включает введение газообразных реагентов через газопроницаемую пластину в суспензию, состоящую из реагентов, продукта и катализатора. Жидкий продукт отделяют от катализатора посредством фильтрующего элемента, устанавливая небольшой перепад давления на фильтрующем элементе. Суспензия поддерживается в состоянии непрерывного перемешивания посредством введения газообразных компонентов в виде струи пузырьков. Флуктуации перепада давления через фильтрующий элемент предотвращают засорение фильтрующего элемента. Газовые пространства над продуктом внутри фильтрующего элемента и суспензией сообщены. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к способам проведения непрерывной многофазной каталитической реакции, в частности применимым для каталитического превращения сингаза, получаемого путем риформинга метана, в углеводородное топливо посредством синтеза типа Фишера-Тропша. Другие реакционные системы, к которым применим данный способ, включают различные шламовые реакции для производства химических продуктов из нефтяного сырья, получения оксигенатов из синтез-газа и реакции дегидрогенизации.
Трехфазные каталитические реакционные системы используются во многих химических процессах и их применение в нефтехимической промышленности, по-видимому, будет возрастать. Используемые для трехфазных систем колонные суспензионные реакторы с механическим перемешиванием или барботируемые содержат меленькие частицы катализатора, взвешенные в жидкости. В большинстве применений жидкость должна быть отделена от шлама для удаления жидких продуктов или с целью регенерирования катализатора. В тех случаях, когда жидкость является инертной средой, иногда возникает необходимость ее замены из-за уменьшения или увеличения примесей.
Суспензионные реакторы с механическим перемешиванием, в частности, удобны для периодических процессов из-за низкой массопередачи и теплостойкости. Эти характеристики также делают их пригодными для определения кинетики реакции в лаборатории. Серьезным недостатком и ограничением этого типа реактора является трудность отделения частиц катализатора в любом непрерывном процессе.
Для промышленного применения используются только реакторы с механическим перемешиванием при гидрогенизации двойных связей в маслах (жирах) из хлопкового масла, соевого масла, кукурузы, подсолнечника и т.п. За счет использования никелевого катализатора получают маргарин, слабо полимеризованные масла, мыло, жиры и консистентные смазки. Выбор реактора основывается на низком коэффициенте диффузии и высокой вязкости жирных масел. Процесс с неподвижным слоем предлагался вследствие преимущества получения полностью свободных от катализатора продуктов без фильтрации. В реакторах с мешалкой также осуществляется множество реакций гидрогенизации, например гидрогенизация нитросоединений.
Эксплуатация барботируемых колонных суспензионных реакторов очень проста, поскольку исключаются механически движущиеся детали. Сочетая низкую диффузионную стойкость и эффективную теплопередачу, эти реакторы являются приемлемыми для многих промышленных процессов. Однако разделение твердого-жидкого обычно осуществляется вне реактора в сложных системах фильтрования и отстаивания. Катализаторную суспензию рециркулируют в реактор иногда с использованием суспензионного насоса. Таким образом при непрерывной работе барботируемых колонных суспензионных реакторов можно столкнуться с серьезными проблемами.
Поскольку мировые источники нефти иссякают, становится более приемлемым использование природного газа в качестве источника энергии и потребность в способах обогащения его до высших углеводородных топлив возрастает.
Задачей изобретения является создание непрерывного способа проведения многофазных каталитических реакций, который не имеет недостатков, известных из уровня техники способов.
В частности, целью изобретения является создание такого способа, который хорошо приспособлен для использования при конверсии природного газа через сингаз в дизельное топливо.
Согласно изобретению это достигается за счет создания способа проведения непрерывной многофазной каталитической реакции, в которой продукт включает по крайней мере один жидкий компонент и катализатор в виде тонкоизмельченных твердых частиц, который включает следующие этапы: введение реагентов в суспензию из реагентов, продукта и катализатора в реакционный сосуд, отделение жидкого продукта от остающего шлама посредством фильтрующего элемента, создание перепада давления поперек фильтрующего элемента, вызывание флуктуаций или осцилляций в зоне перепада давления и поддержание суспензии в состоянии непрерывного перемешивания посредством введения газообразных компонентов в суспензию в виде струи или роя пузырьков.
Такой способ относительно прост и достаточно эффективен. Этап разделения, обычно считающийся особенно проблематичным, обеспечивается без чрезмерного усложнения, при этом фильтрующий элемент является самоочищающимся под воздействием свойственных работе условий.
Реагентами могут быть CO и H2, например, из риформинга метана. Реакцией может быть каталитическое превращение посредством синтеза Фишера-Тропша с получением метанола и высших углеводородов.
Предпочтительно газообразные компоненты могут включать любые газообразные реагенты. Предпочтительно поддерживать суспензию в турбулентном состоянии посредством газовых пузырьков.
Предпочтительно перепад давления создавать путем приложения избыточного давления к фильтрующему элементу со стороны суспензии и/или приложения пониженного давления к фильтрующему элементу со стороны продукта (фильтрата). Предпочтительно создавать перепад давления по крайней мере частично, путем поддержания суспензии на уровне, превышающем уровень продукта со стороны фильтрующего элемента, обращенной к фильтрату, посредством устройства постоянного уровня со стороны фильтрующего элемента, обращенной к фильтрату. Перепад давления не должен превышать довольно низкий максимальный предел, поскольку в противном случае фильтр будет засоряться. Предпочтительно обеспечить сообщение между пространством над суспензией и пространством над фильтратом для предотвращения увеличения перепада давления до величины, превышающей ту, которая соответствует гидростатическому давлению.
Флуктуации давления или осцилляции можно обеспечить различными путями. Флуктуации давления могут осуществляться за счет турбулентного движения суспензии в реакторе и/или подъемом газовых пузырьков на наружной стороне элемента, которые могут сами по себе увеличивать турбулентность потока. Она может быть передана или усилена, по-видимому, за счет резонансного эффекта фильтрату предпочтительно посредством сообщения между объемом газа над и в суспензии и объемом газа над фильтратом. Альтернативно флуктуации давления могут быть получены путем наложения пульсирующего давления на объем газа над фильтратом.
Величина флуктуаций давления может быть порядка величины перепада давления, например, от 10 до 200% перепада давления. Реальная величина перепада давления может составлять от 1 до 1000 мбар,предпочтительно от 2 до 50 мбар. Очень хорошие результаты могут быть получены в диапазоне от 2 до 10 мбар в случае конверсии Фишера-Тропша сингаза в углеводородные продукты.
Фильтрующий элемент предпочтительно имеет форму фильтрующей ячейки, ограничивающей внутри нее зону фильтрации и включающей фильтрующий элемент, отделяющий фильтрат от суспензии. Фильтрующий элемент обычно выполнен цилиндрическим, при этом ось цилиндра при работе расположена вертикально, хотя может быть наклонена под углом до 10o и даже до 30o к вертикали. Материал элемента и катализатор, предпочтительно выбирают таким образом, чтобы максимальный размер отверстий или размер пор фильтрующего элемента был величиной такого же порядка, как размер частиц катализатора, при этом размер частиц предпочтительно не меньше половины величины пор. Однако размер частиц катализатора может быть больше максимального размера пор, при этом размер пор может иметь такую же величину или меньше.
Изобретение также относится к способу конвертирования природного газа (метана) в высшие углеводородные топлива, который включает первоначальный риформинг (каталитическое разложение) метана с получением моноокиси углерода и водорода, подвергание CO и H2 каталитической конверсии путем синтеза Фишера-Тропша, используя вышеописанный способ для образования высших углеводородных топлив, например жидких парафинов, и последующее разделение и/или крекинг этих продуктов для получения требуемого ряда углеводородов.
Механизм синтеза Фишера-Тропша, вероятно, очень сложен, но образование углеводородов может быть просуммировано следующим образом:
nCO + (2n + 1)H2 - CnH2n+2n + nH2O
Предпочтительный катализатор и способ описаны в EP-A- 313375. При получении дизельного топлива таким путем оно в значительной степени превосходит обычное дизельное топливо по своему его качеству и свойствам. Во-первых, оно не содержит серу или ароматические вещества, что очень важно с точки зрения окружающей среды. Во-вторых, оно имеет очень высокое цетановое число и, следовательно, может быть смешано с дизельными фракциями более низкого сорта для того, чтобы получить продукт, который отвечает требованиям ряда стандартов. В-третьих, оно фактически не содержит вредных соединений, которые образуются при сгорании сажи, и требует незначительного количества добавок для свободного использования при низких температурах.
На практике изобретение может осуществляться различными путями, поэтому далее описывается несколько вариантов, приведенных в качестве примера, со ссылками на приложенные чертежи.
На фиг. 1 схематически представлено поперечное сечение трехфазного суспензионного реактора для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - упрощенное поперечное сечение части реактора, показывающего альтернативную систему для обеспечения флуктуаций давления; на фиг. 3, 4 и 5 - виды, аналогичные фиг. 2, представляющие третий способ регулирования перепада давления через фильтрующий элемент; на фиг. 6 и 7 - виды, аналогичные фиг. 3 и 5, показывающие два дополнительных варианта.
Реакционный сосуд 11 (фиг. 1) содержит наружный корпус 12, ограничивающий реакционный сосуд 11, и фильтрующую ячейку 13, расположенную внутри корпуса 12. Корпус 12 имеет газовый впускной патрубок на днище, который в случае процесса конверсии сингаза будет впускным патрубком реагента. Над газовым впускным патрубком 14 расположено подающее и нагнетающее газ устройство в виде газопроницаемой фриттовой пластины 15, которая поддерживает суспензию 16 в реакционном сосуде 11, и газовый выпускной патрубок 17, расположенный в верхней части корпуса 12. Выпускной газовый патрубок регулируется дросселем или клапаном 18. Корпус также имеет впускной патрубок 19 и выпускной патрубок 21 для суспензии. Фильтрующая ячейка 13 содержит обычно вертикальный фильтрующий элемент 22, находящийся в контакте с суспензией 16. Фильтрующий элемент имеет вид мелкоячеистой сетки или экрана, хотя альтернативно он может содержать закрученные спиралью металлические витки, частицы спеченного металла или тесно расположенные отдельные тонкие вертикальные витки. В нем расположено устройство постоянного уровня, выполненное в виде вертикальной трубки 23, которая оканчивается ниже верха фильтрующей ячейки 13. Трубка 23 ведет к выпускному патрубку фильтрата 24, который в конечном счете ведет к коллектору 25 и выпускному клапану 26. Трубка 27 проходит из пространства 28, расположенного внутри фильтрующей ячейки 13 над верхом трубки 23, в пространство 29 внутри верхней части реактора 11 над фильтратом 16. Отверстие 31 в трубке 27 соединяет два пространства 28 и 29.
В процессе работы газообразные реагенты вводят в реакционный сосуд 11 через впускной патрубок 14 и пластину 15. Реагенты образуют пузырьки в суспензии 16, которые проходят вверх через фильтрующую ячейку 13. Суспензия 16 включает жидкую фазу реакционных продуктов и катализатор в тонкоизмельченном виде. При соприкосновении с катализатором реагенты реагируют с ним и, следовательно, смешиваются с продуктами в суспензии. В то же самое время продукты проходят через фильтрующий элемент 22 с образованием отфильтрованного продукта-фильтрата, который свободен от катализатора. Любые газообразные продукты и непрореагировавшие реагенты могут выпускаться через выпускной патрубок 17 с последующей переработкой или рециклированием. Фильтратный продукт 32 выходит из фильтрующей ячейки 13 через устройство постоянного уровня 23 и выпускной патрубок 24 и собирается в коллекторе 25 для регулируемого непрерывного или периодического удаления. Разность уровней между суспензией 16 и фильтратным продуктом 32, определяемая устройством постоянного уровня, в результате приводит к перепаду давления через фильтрующий элемент 22. Это способствует переносу фильтратного продукта через фильтрующий элемент 22. Можно ожидать, что при этих условиях катализатор должен засорять фильтрующий элемент, однако, как выяснилось, этого не происходит в том случае, когда перепад давления не слишком большой. Сочетание совместного введения реагентов в сообщенные пространства 28 и 29 и обычных турбулентных условий в реакционном сосуде вызывает флуктуации в перепаде давления на фильтрующем элементе 22. Они в конечном счете вызывают флуктуации в потоке жидкости через фильтрующий элемент 22, в результате приводящие к антизасоряющему эффекту. Он может быть усилен за счет газовых пузырьков через поверхность фильтрующего элемента 22.
Альтернативный вариант показан на фиг. 2. В этом случае фильтрующая ячейка не имеет трубки 27, сообщающей пространство 28 с пространством 29 в реакторе (не показано). Вместо нее с пространством 28 сообщен цилиндропоршневой узел 42. За счет возвратно-поступательного движения поршня создается пульсирующее давление, приводящее к желаемым флуктуациям перепада давления на фильтрующем элементе 22. Это устройство может быть использовано в соединении с вариантом, показанным на фиг. 1. Сообщение между пространствами над суспензией и фильтратом может быть обеспечено посредством трубки (не показано), имеющей сужение или дроссель, ограничивающие передачу пульсаций давления в пространство над суспензией, которые в противном случае имели бы тенденцию к исключению чистого эффекта воздействия движущегося возвратно-поступательного поршня. Трубка тем не менее регулирует статический перепад давления.
Устройство постоянного уровня может быть выполнено регулируемым для обеспечения степени регулирования перепада давления на фильтрующем элементе 22. На фиг. 3, 4 и 5 показаны три способа обеспечения такого регулирования.
В фильтрующей ячейке 51 фиг. 3 и вертикальная трубка 52, и трубка 53 установлены с возможностью скольжения относительно фильтрующей ячейки 51. В фильтрующей ячейке 61 фиг. 4 вертикальная трубка 62 установлена с возможностью скольжения, а трубка 62 закреплена относительно фильтрующей ячейки 61. В фильтрующей ячейке фиг. 5 трубка 73 закреплена, а вертикальная трубка 72 установлена с возможностью скольжения в закрепленной гильзе 74. Таким образом уровень фильтрата 32 остается фиксированным относительно фильтрующей ячейки 71, так как он или поднимается или снижается. Варианты, показанные на фиг. 3 - 5, могут сочетаться с другими вариантами, показанными на фиг. 1 и 2.
В реакторе 81, показанном на фиг. 6, выпускной патрубок 84 фильтрующей ячейки 83 имеет направленную вверх петлю 85 для обеспечения заполнения фильтрующей ячейки 83 жидкостью. В реакторе 91, показанном на фиг. 7, трубка 97 сообщает газовое пространство в реакторе с фильтратом. Выпускной патрубок 94 проходит к днищу фильтрующей ячейки 93, при этом имеется необязательное соединение 96 между выпускным патрубком 94 и пространством реактора. Это соединение 96 должно предотвращать любой сифонный эффект и обеспечить удаление любого газа, оставшегося в фильтрате. Затем фильтрующая ячейка 93 снова заполняется фильтратом.
Во всех представленных вариантах геометрия реактора сообщающих средств (например, трубки 27) и участка фильтрации могут изменяться в размерах для оптимизации флуктуаций давления путем развития резонансно-подобных эффектов.
Изобретение дополнительно иллюстрируется следующими примерами, проведенными в лабораторном масштабе.
Пример 1. Труба из нержавеющей стали диаметром 4,8 см и высотой приблизительно 2 м была заполнена жидким углеводородом и измельченным в тонкий порошок катализатором. Труба работала в качестве суспензионной барботируемой колонны за счет барботирования газа через суспензию. Фильтрующая ячейка была расположена в верхней части реактора. Фильтрующая ячейка была изготовлена в виде спеченного из нержавеющей стали марки Sika металлического цилиндра типа R20, производимого фирмой Pressmetall Krebsoge GmbH. Фильтрующая ячейка имела наружный диаметр 2,5 см, высоту 25 см и средний размер пор 20 мкм.
В этом частном эксперименте реактор был заполнен суспензией, содержащей жидкий поли-альфа-олефин, и приблизительно 10 мас.% измельченного в тонкий порошок кобальта на носителе из окиси алюминия в качестве катализатора. Размер частиц составляет от 30 до 150 мкм. Катализатор поддерживался в суспендированном состоянии посредством барботируемого через жидкость газа. Газ был смесью H2, CO и N2 различного состава и подавался с поверхностной скоростью газа 4 см/с. Температура реактора была 230oC и давление составляло 30 бар (3 • 106 Па). Уровень фильтрата внутри суспензии устанавливался примерно на половине пути до клапана.
Жидкость, образованная за счет реакции Фишера-Тропша, отводилась через фильтрующую ячейку. Кроме того, жидкий поли-альфа-олефин подавался в реактор и также отводился через фильтрующую ячейку. Отвод жидкости варьировался от 320 до 2,5 г/ч в зависимости от скорости образования жидкого продукта и скорости подачи жидкого углеводорода. Эксперимент длился приблизительно 400 ч и общее количество жидкости, отведенной через фильтрующую ячейку, составило 30 л. В процессе эксперимента уровень жидкости в реакторе был постоянным, и в жидкости не наблюдалось никаких цветов, указывающих на присутствие в ней твердых частиц.
Пример 2. Стеклянную трубу диаметром 22 см и высотой 2,5 м наполняли жидким углеводородом (Monsanto heat transfer fluid MOS2313) и тонким порошком окиси алюминия (средний диаметр частиц приблизительно 73 мкм). Содержание окиси алюминия составляло приблизительно 15 мас.%. Труба работала как суспензионная барботируемая колонна (SBC) за счет барботирования через суспензию.
Фильтрующий элемент без соединительной трубы между газовым объемом над суспендированной фазой и газовым объемом над продуктовой фазой был размещен в верхней части SBC. Фильтрующий элемент был изготовлен в виде спеченного из нержавеющей стали марки Sika fil10 металлического цилиндра, производимого фирмой Sintermetallwerk Krebsoge GmbH. Спеченный цилиндр имел наружный диаметр 2,5 см, высоту 20 см и средний размер пор 10 мкм. В этом эксперименте уровень суспензии устанавливался у верха спеченного цилиндра. Измеренная амплитуда давления в SBC составляла 6 мбар, падение давления через спеченную металлическую стенку составляло приблизительно 3 - 4 мбар (300 - 400 Па). Температура в суспензии составляла 20oC, давление составляло 1 бар (105 Па) и скорость газа была приблизительно 6 см/с.
В начале эксперимента поток фильтрата через спеченный металлический цилиндр составлял около 1000 мл в 1 мин. После 4 ч поток снизился до нуля из-за засорения спеченной металлической стенки со стороны суспензии. При проведении подобного эксперимента в аппарате, в котором газовые объемы сообщены посредством отрезка трубы, действующего как соединительная трубка, первоначальная скорость потока поддерживалась на том же самом уровне в течение всего эксперимента.

Claims (10)

1. Способ проведения непрерывной многофазной каталитической реакции, в которой продукт включает по крайней мере один жидкий компонент, а катализатором являются тонко измельченные твердые частицы, включающий введение реагентов в суспензию, состоящую из реагентов, продукта и катализатора и находящуюся в реакционном сосуде, отличающийся тем, что жидкий продукт отделяют от катализатора посредством фильтрующего элемента, устанавливая небольшой перепад давления на фильтрующем элементе, вызывают флуктуации или осцилляции давления в зоне перепада давления и поддерживают суспензию в состоянии непрерывного перемешивания посредством введения газообразных компонентов в суспензию в виде струи пузырьков.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газообразных компонентов могут быть использованы любые газообразные реагенты.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что суспензию поддерживают в турбулентном состоянии посредством пузырьков газа.
4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что перепад давления обеспечивают по крайней мере частично путем поддержания суспензии на уровне, превышающем уровень продукта внутри фильтрующего элемента.
5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что флуктуации или осцилляции вызывают турбулентным движением суспензии.
6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что флуктуации или осцилляции получают путем приложения пульсирующего давления к объему газа над продуктом внутри фильтрующего элемента.
7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что газовое пространство над суспензией сообщают с продуктом или газовым пространством над продуктом внутри фильтрующего элемента.
8. Способ по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что слабый перепад давления составляет меньше 500 Па.
9. Способ по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что флуктуации или осцилляции находятся в пределах 10 - 200% от среднего значения перепада давления.
10. Способ по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что реагентами являются СО и Н2, катализатором является катализатор Фишера-Тропша и продуктом являются метанол и высшие углеводороды.
RU94040360A 1992-02-25 1993-02-24 Способ проведения непрерывной многофазной реакции каталитического превращения RU2108146C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9203959.3 1992-02-25
GB929203959A GB9203959D0 (en) 1992-02-25 1992-02-25 Method of conducting catalytic converter multi-phase reaction
PCT/NO1993/000031 WO1993016796A1 (en) 1992-02-25 1993-02-24 Method of conducting catalytic converter multi-phase reaction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94040360A RU94040360A (ru) 1996-07-27
RU2108146C1 true RU2108146C1 (ru) 1998-04-10

Family

ID=10710976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94040360A RU2108146C1 (ru) 1992-02-25 1993-02-24 Способ проведения непрерывной многофазной реакции каталитического превращения

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5422375A (ru)
EP (1) EP0627959B2 (ru)
CN (1) CN1056322C (ru)
AT (1) ATE151663T1 (ru)
AU (1) AU664430B2 (ru)
CA (1) CA2130661C (ru)
DE (1) DE69309911T3 (ru)
DK (1) DK0627959T4 (ru)
DZ (1) DZ1664A1 (ru)
GB (1) GB9203959D0 (ru)
MX (1) MX9301054A (ru)
MY (1) MY108982A (ru)
NO (1) NO300120B1 (ru)
RU (1) RU2108146C1 (ru)
WO (1) WO1993016796A1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2195476C2 (ru) * 1999-06-17 2002-12-27 Эни С.П.А. Усовершенствованный способ фишера-тропша
RU2294913C2 (ru) * 2001-11-20 2007-03-10 Энститю Франсэ Дю Петроль Способ конверсии синтез-газа в последовательно соединенных реакторах
RU2358798C2 (ru) * 2003-07-15 2009-06-20 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Способ получения жидких и газообразных продуктов из газообразных реагентов
RU2363529C2 (ru) * 2004-02-09 2009-08-10 СНАМПРОДЖЕТТИ С.п.А. Блок реактор-регенератор и его применение в производстве стирола
RU2415903C2 (ru) * 2005-08-26 2011-04-10 Энститю Франсэ Дю Петроль Фильтрующая тарелка для реактора с фиксированным слоем и совместно нисходящими потоками газа и жидкости
RU2476255C2 (ru) * 2007-12-17 2013-02-27 Ифп Фильтрующая тарелка предварительного распределения с переливной трубой для реактора с неподвижным слоем и параллельными нисходящими потоками газа и жидкости
RU2583457C2 (ru) * 2011-06-07 2016-05-10 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Способ получения по меньшей мере одного продукта из по меньшей мере одного газообразного реагента в суспензионном слое

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ250750A (en) * 1993-01-27 1995-02-24 Sasol Chem Ind Pty Reacting gases in a slurry bed which contains a filtration zone to separate liquid product
GB9301723D0 (en) * 1993-01-28 1993-03-17 Norske Stats Oljeselskap Solid/liquid treatment apparatus and catalytic multi-phase reactor
US6069179A (en) * 1993-02-24 2000-05-30 Den Norske Stats Oljeselskap As Method of conducting catalytic converter multi-phase reaction
US5527473A (en) * 1993-07-15 1996-06-18 Ackerman; Carl D. Process for performing reactions in a liquid-solid catalyst slurry
DZ2288A1 (fr) † 1996-08-08 2002-12-25 Shell Int Research Procédé et réacteur pour réaliser une réaction exothermique.
EP0951521A1 (en) * 1996-12-16 1999-10-27 Rentech Inc. Catalyst/wax separation device for slurry fischer-tropsch reactor
US5811469A (en) * 1997-05-06 1998-09-22 Exxon Research And Engineering Company Slurry hydrocarbon synthesis with downcomer fed product filtration (LAW552)
US5866621A (en) * 1997-05-06 1999-02-02 Exxon Research And Engineering Company Gas and solids reducing slurry downcomer
US5905094A (en) * 1997-10-21 1999-05-18 Exxon Research And Engineering Co. Slurry hydrocarbon synthesis with reduced catalyst attrition and deactivation
US6076810A (en) 1997-10-21 2000-06-20 Exxon Research And Engineering Co. Throat and cone gas injector and gas distribution grid for slurry reactor
US6191066B1 (en) 1998-05-27 2001-02-20 Energy International Corporation Fischer-Tropsch activity for non-promoted cobalt-on-alumina catalysts
US6080301A (en) 1998-09-04 2000-06-27 Exxonmobil Research And Engineering Company Premium synthetic lubricant base stock having at least 95% non-cyclic isoparaffins
US6475960B1 (en) 1998-09-04 2002-11-05 Exxonmobil Research And Engineering Co. Premium synthetic lubricants
US6344490B1 (en) * 1999-01-22 2002-02-05 Exxon Research And Engineering Company Removable filter for slurry hydrocarbon synthesis process
US6262132B1 (en) * 1999-05-21 2001-07-17 Energy International Corporation Reducing fischer-tropsch catalyst attrition losses in high agitation reaction systems
US7445551B1 (en) * 2000-05-24 2008-11-04 Nintendo Co., Ltd. Memory for video game system and emulator using the memory
US6810463B2 (en) 2000-05-24 2004-10-26 Nintendo Co., Ltd. Gaming machine that is usable with different game cartridge types
AU2008200470B2 (en) * 2001-03-12 2010-12-16 Texaco Development Corporation Internal filter for Fischer-Tropsch catalyst/wax separation
US6652760B2 (en) 2001-03-12 2003-11-25 Texaco Inc. Internal filter for fischer-tropsch catalyst/wax separation
GB0112806D0 (en) * 2001-05-25 2001-07-18 Bp Exploration Operating Process
WO2003010117A2 (en) * 2001-07-25 2003-02-06 Conocophillips Company Optimizing the production rate of slurry bubble reactors by using large gas flow rates and moderate single pass conversion
US6809122B2 (en) * 2001-12-28 2004-10-26 Conocophillips Company Method for reducing the maximum water concentration in a multi-phase column reactor
US6956063B2 (en) * 2001-12-28 2005-10-18 Conocophillips Company Method for reducing water concentration in a multi-phase column reactor
US6720358B2 (en) 2001-12-28 2004-04-13 Conocophillips Company Water stripping and catalyst/liquid product separation system
US7001927B2 (en) * 2001-12-28 2006-02-21 Conocophillips Company Water removal in Fischer-Tropsch processes
AU2003230924A1 (en) * 2002-04-16 2003-11-03 Conocophillips Company Solid/liquid separation system for multiphase converters
US6833078B2 (en) * 2002-09-13 2004-12-21 Conocophillips Company Solid-liquid separation system
ITMI20030969A1 (it) * 2003-05-15 2004-11-16 Enitecnologie Spa Procedimento per la produzione in continuo di idrocarburi da gas di sintesi in reattori a sospensione e per la separazione della fase liquida prodotta dalla fase solida.
US8016681B2 (en) * 2004-03-31 2011-09-13 Nintendo Co., Ltd. Memory card for a game console
US8267780B2 (en) 2004-03-31 2012-09-18 Nintendo Co., Ltd. Game console and memory card
US7837558B2 (en) * 2004-03-31 2010-11-23 Nintendo Co., Ltd. Game console and emulator for the game console
US11278793B2 (en) 2004-03-31 2022-03-22 Nintendo Co., Ltd. Game console
US7771280B2 (en) * 2004-03-31 2010-08-10 Nintendo Co., Ltd. Game console connector and emulator for the game console
TW200602591A (en) * 2004-07-08 2006-01-16 hong-yang Chen Gas supply device by gasifying burnable liquid
FR2877950B1 (fr) * 2004-11-17 2006-12-29 Inst Francais Du Petrole Dispositif de production d'hydrocarbures liquides par synthese fischer-tropsch dans un reacteur a lit triphasique
US7378452B2 (en) * 2005-12-28 2008-05-27 Exxonmobil Research And Engineering Company Filtration system for slurry hydrocarbon synthesis process using both small and large pore filter elements
US20080260631A1 (en) 2007-04-18 2008-10-23 H2Gen Innovations, Inc. Hydrogen production process
KR100992835B1 (ko) * 2008-02-29 2010-11-08 한국화학연구원 피셔-트롭쉬 합성반응용 고체촉매와 생성물의 연속분리배출장치 및 방법
JP2010116328A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Nippon Oil Corp 不飽和炭化水素および含酸素化合物の製造方法、触媒およびその製造方法
TWI473652B (zh) 2008-12-26 2015-02-21 Nippon Oil Corp Hydrogenated isomerization catalyst, method for producing the same, dewaxing method for hydrocarbon oil and method for producing lubricating base oil
KR101094077B1 (ko) 2010-02-16 2011-12-15 한국에너지기술연구원 금속 폼 표면에 코발트 촉매 분말이 코팅된 코발트 금속 폼 촉매의 제조방법 및 그 코발트 금속 폼 촉매, 이 코발트 금속 폼 촉매를 이용한 열매체 순환 열교환형 반응기 및 이 열매체 순환 열교환형 반응기를 이용한 피셔-트롭쉬 합성 반응에 의한 액체 연료의 생산 방법
CN101773749B (zh) * 2010-03-01 2012-08-22 新疆石油学院 天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法和设备
US20120020847A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-26 Lurgi, Inc. Retention Of Solid Powder Catalyst By In-Situ Cross Flow Filtration In Continuous Stirred Reactors
KR101373823B1 (ko) 2013-10-22 2014-03-11 한국에너지기술연구원 선택적 합성오일 생성을 위한 피셔-트롭쉬 반응용 금속 구조체 기반 코발트계 촉매 및 그 제조 방법, 이 금속 구조체 기반 코발트계 촉매를 이용한 선택적 합성 오일 제조 방법
CN103877915B (zh) * 2014-02-20 2016-01-20 浙江工业大学 进行连续多相催化反应和分离的反应器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0313375B1 (en) * 1987-10-23 1993-08-04 Den Norske Stats Oljeselskap A.S. Process and catalyst for converting synthesis gas to hydrocarbons

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5157054A (en) * 1990-04-04 1992-10-20 Exxon Research And Engineering Company Catalyst fluidization improvements (C-2546)
CA2038772C (en) * 1990-04-04 2001-12-25 Eric Herbolzheimer Catalyst fluidization improvements
CA2038773C (en) * 1990-04-04 1999-06-08 Kym B. Arcuri Slurry fischer-tropsch process with co/ti02 catalyst
CA2038774C (en) * 1990-04-04 2001-09-25 Eric Herbolzheimer Slurry bubble column

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0313375B1 (en) * 1987-10-23 1993-08-04 Den Norske Stats Oljeselskap A.S. Process and catalyst for converting synthesis gas to hydrocarbons

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2195476C2 (ru) * 1999-06-17 2002-12-27 Эни С.П.А. Усовершенствованный способ фишера-тропша
RU2294913C2 (ru) * 2001-11-20 2007-03-10 Энститю Франсэ Дю Петроль Способ конверсии синтез-газа в последовательно соединенных реакторах
RU2358798C2 (ru) * 2003-07-15 2009-06-20 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Способ получения жидких и газообразных продуктов из газообразных реагентов
RU2363529C2 (ru) * 2004-02-09 2009-08-10 СНАМПРОДЖЕТТИ С.п.А. Блок реактор-регенератор и его применение в производстве стирола
RU2415903C2 (ru) * 2005-08-26 2011-04-10 Энститю Франсэ Дю Петроль Фильтрующая тарелка для реактора с фиксированным слоем и совместно нисходящими потоками газа и жидкости
RU2476255C2 (ru) * 2007-12-17 2013-02-27 Ифп Фильтрующая тарелка предварительного распределения с переливной трубой для реактора с неподвижным слоем и параллельными нисходящими потоками газа и жидкости
RU2583457C2 (ru) * 2011-06-07 2016-05-10 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Способ получения по меньшей мере одного продукта из по меньшей мере одного газообразного реагента в суспензионном слое

Also Published As

Publication number Publication date
AU3649693A (en) 1993-09-13
NO943122D0 (no) 1994-08-24
DK0627959T4 (da) 2001-01-08
DZ1664A1 (fr) 2002-02-17
CA2130661C (en) 2005-04-26
MY108982A (en) 1996-11-30
CN1078486A (zh) 1993-11-17
CA2130661A1 (en) 1993-08-26
US5422375A (en) 1995-06-06
CN1056322C (zh) 2000-09-13
AU664430B2 (en) 1995-11-16
EP0627959B2 (en) 2000-12-20
MX9301054A (es) 1994-01-31
WO1993016796A1 (en) 1993-09-02
NO300120B1 (no) 1997-04-14
DE69309911T2 (de) 1997-07-24
DE69309911T3 (de) 2001-08-02
ATE151663T1 (de) 1997-05-15
RU94040360A (ru) 1996-07-27
NO943122L (no) 1994-08-24
GB9203959D0 (en) 1992-04-08
DK0627959T3 (da) 1997-05-26
EP0627959A1 (en) 1994-12-14
DE69309911D1 (de) 1997-05-22
EP0627959B1 (en) 1997-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2108146C1 (ru) Способ проведения непрерывной многофазной реакции каталитического превращения
RU2120820C1 (ru) Каталитический твердо-жидкостной многофазный реактор
US5520890A (en) Solid/liquid slurry treatment apparatus and catalytic multi-phase reactor
CA2154184C (en) Solid/liquid slurry treatment apparatus and catalytic multi-phase reactor
US7378452B2 (en) Filtration system for slurry hydrocarbon synthesis process using both small and large pore filter elements
AU2002316039B2 (en) Dynamic settler
US6069179A (en) Method of conducting catalytic converter multi-phase reaction
AU2002316039A1 (en) Dynamic settler
US7067559B2 (en) Process for the production of liquid hydrocarbons
EP2742994A1 (en) Three phase horizontal reactor
US20130084223A1 (en) Three phase reactor
KR101272083B1 (ko) 재분산수단을 적용한 트레이 기포탑 반응기
TH14805A (th) วิธีการในการดำเนินการเปลี่ยนแปลงโดยปฏิกิริยาหลายเฟสที่ใช้สารเร่งปฏิกิริยา