JP2010083998A - ナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィッシャー・トロプシュ合成反応により生成された炭化水素化合物のうち第1の精留塔によって分留されたナフサ留分を水素化処理するナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法であって、ナフサ留分水素化処理反応器で水素化処理された水素化ナフサが移送される気液分離器に、ナフサ留分に相当する不活性炭化水素化合物を予め充填しておく工程と、気液分離器に充填された前記不活性炭化水素化合物を、第1の精留塔から移送されるナフサ留分に混入させる工程と、前記ナフサ留分と前記不活性炭化水素化合物との混合物を前記ナフサ留分水素化処理反応器に供給する工程と、を備えている。
【選択図】図3
Description
また、このFT合成反応によって得られた炭化水素化合物を精留塔で分留することにより、精留塔の上部から炭素数の少ないナフサ留分が取り出されることになる。このナフサ留分は、アルコールのほかオレフィン分を多く含むため、例えば特許文献2に示すように水素化処理して飽和化合物とする必要がある。
また、ナフサ留分の発熱が大きい場合には反応器入口温度を低くして供給する方法もあるが、この場合、反応器内が、反応で副生した水が凝集してしまう条件となり、触媒を劣化させるおそれがある。一方で、反応器入口温度をある程度高くしてしまうと、発熱によって反応器出口温度が過度に高温となり、やはり触媒を劣化させたり、反応器の材質上の耐熱温度を超えてしまうおそれがある。
本発明に係るナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法は、フィッシャー・トロプシュ合成反応により生成された炭化水素化合物のうち第1の精留塔によって分留されたナフサ留分を水素化処理するナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法であって、前記ナフサ留分水素化処理反応器で水素化処理された水素化ナフサが移送される気液分離器に、前記ナフサ留分に相当する不活性炭化水素化合物を予め充填しておく工程と、前記気液分離器に充填された前記不活性炭化水素化合物を、前記第1の精留塔から移送される前記ナフサ留分に混入させる工程と、前記ナフサ留分と前記不活性炭化水素化合物との混合物を前記ナフサ留分水素化処理反応器に供給する工程と、を備えていることを特徴とするとしている。
まず、図1を参照して、本発明の実施形態であるナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法が用いられる液体燃料合成システム(炭化水素合成反応システム)の全体構成及び工程について説明する。
合成ガス生成ユニット3は、炭化水素原料である天然ガスを改質して一酸化炭素ガスと水素ガスを含む合成ガスを生成する。
FT合成ユニット5は、生成された合成ガスからフィッシャー・トロプシュ合成反応(以下、「FT合成反応」という。)により液体炭化水素を生成する。
製品精製ユニット7は、FT合成反応により生成された液体炭化水素を水素化・分留して液体燃料製品(ナフサ、灯油、軽油、WAX等)を製造する。以下、これら各ユニットの構成要素について説明する。
脱硫反応器10は、水添脱硫装置等で構成され、原料である天然ガスから硫黄成分を除去する。
改質器12は、脱硫反応器10から供給された天然ガスを改質して、一酸化炭素ガス(CO)と水素ガス(H2)とを主成分として含む合成ガスを生成する。
排熱ボイラー14は、改質器12にて生成した合成ガスの排熱を回収して高圧スチームを発生する。
気液分離器16は、排熱ボイラー14において合成ガスとの熱交換により加熱された水を気体(高圧スチーム)と液体とに分離する。
気液分離器18は、排熱ボイラー14にて冷却された合成ガスから凝縮分を除去し気体分を脱炭酸装置20に供給する。
脱炭酸装置20は、気液分離器18から供給された合成ガスから吸収液を用いて炭酸ガスを除去する吸収塔22と、当該炭酸ガスを含む吸収液から炭酸ガスを放散させて再生する再生塔24とを有する。
水素分離装置26は、脱炭酸装置20により炭酸ガスが分離された合成ガスから、当該合成ガスに含まれる水素ガスの一部を分離する。
ただし、上記脱炭酸装置20は場合によっては設ける必要がないこともある。
気泡塔型反応器30は、合成ガスを液体炭化水素に合成する反応器の一例であり、FT合成反応により合成ガスから液体炭化水素を合成するFT合成用反応器として機能する。この気泡塔型反応器30は、例えば、塔型の容器内部に、液体炭化水素(FT合成反応の生成物)中に固体の触媒粒子を懸濁させたスラリーが収容された気泡塔型スラリー床式反応器で構成される。この気泡塔型反応器30は、上記合成ガス生成ユニットで生成された合成ガス(一酸化炭素ガスと水素ガス)とを反応させて液体炭化水素を合成する。
気液分離器34は、気泡塔型反応器30内に配設された伝熱管32内を流通して加熱された水を、水蒸気(中圧スチーム)と液体とに分離する。
分離器36は、気泡塔型反応器30の内部に収容されたスラリー中の触媒粒子と液体炭化水素とを分離処理する。
気液分離器38は、気泡塔型反応器30の上部に接続され、未反応合成ガス及び気体炭化水素生成物を冷却処理する。
第1精留塔40は、気泡塔型反応器30から分離器36、気液分離器38を介して供給された液体炭化水素を蒸留し、沸点に応じて各製品留分に分留する。
WAX分水素化分解反応器50は、第1精留塔40の下部に接続されており、その下流側に気液分離器56が設けられている。
灯油・軽油留分水素化精製反応器52は、第1精留塔40の中央部に接続されており、その下流側に気液分離器58が設けられている。
ナフサ留分水素化処理反応器54は、第1精留塔40の上部に接続されており、その下流側に気液分離器60が設けられている。
第2精留塔70は、気液分離器56,58から供給された液体炭化水素を沸点に応じて分留する。
ナフサスタビライザー72は、気液分離器60及び第2精留塔70から供給されたナフサ留分の液体炭化水素を精留して、ブタンより軽い成分はフレアガス(排ガス)側へ排出し、炭素数が5以上の成分は製品のナフサとして分離・回収する。
この第1精留塔40の底部から取り出されるWAX分の液体炭化水素(主としてC21以上)は、WAX分水素化分解反応器50に移送され、第1精留塔40の中央部から取り出される灯油・軽油留分の液体炭化水素(主としてC11〜C20)は、灯油・軽油留分水素化精製反応器52に移送され、第1精留塔40の上部から取り出されるナフサ留分の液体炭化水素(主としてC5〜C10)は、ナフサ留分水素化処理反応器54に移送される。
このナフサ留分水素化処理反応器54は、第1精留塔40の上部に接続された供給路701を通じてナフサ留分の液体炭化水素が供給される構成とされており、水素化処理された液体炭化水素を含む生成物(水素化ナフサ)は排出路702を通じて気液分離器60へ移送される。
気液分離器60で分離された液体炭化水素は、上述のようにナフサスタビライザー72へと移送されるが、その一部は、気液分離器60から供給路701に接続された還流路703を通じてナフサ留分水素化処理反応器54へと移送されるように構成されている。
そこで、本実施形態では、図3のフロー図に示すように、ナフサ留分水素化処理反応器54のスタートアップを行う。
不活性炭化水素化合物であるn−ヘキサンを、還流路703を介してナフサ留分水素化処理反応器54への供給路701に移送し(S2)、移送されたn−ヘキサンと第1精留塔40から供給されるナフサ留分とを混合する(S3)。
ナフサ留分とn−ヘキサンとの混合物をナフサ留分水素化処理反応器54に供給する(S4)。なお、ナフサ留分とn−ヘキサンとの混合比は、ナフサ留分/n−ヘキサン=1/4〜1/1の範囲とすることが好ましい。
この混合物の供給量を調整し(S5)、ナフサ留分水素化処理反応器54における発熱を抑制しながら水素化処理を行い、水素化ナフサを気液分離器60に移送する。
このようにして、ナフサ留分水素化処理反応器54のスタートアップを行う。なお、気液分離器60に充填される不活性炭化水素化合物は、水素化ナフサとともにナフサスタビライザー72や製品ナフサに混入することになる。
また、このようにナフサ留分水素化処理反応器54での発熱が抑えられることから、ナフサ留分水素化処理反応器54への供給量を少なくする必要がなく、スタートの段階から供給量を多くでき、早期に安定操業に移行することができる。
さらに、ナフサ留分に混合されるn−ヘキサン等の不活性炭化水素化合物はナフサ留分に相当するもの、つまり、炭素数が5〜10程度の炭化水素化合物であるので、ナフサスタビライザー72やナフサ製品に混入しても問題がない。このため、n−ヘキサン等の不活性炭化水素化合物を分離する分離手段を設ける必要はない。
例えば、気液分離器60に不活性炭化水素化合物を充填する構成として説明したが、これに限定されることはなく、図4に示すように、ナフサスタビライザー72に不活性炭化水素化合物を充填し、ナフサスタビライザー72に設けられた還流路704を介して供給路701に不活性炭化水素化合物を移送してもよい。
また、図4に点線で示すように、気液分離器60から還流路704へと延びる連絡路705を設けて、気液分離器60とナフサスタビライザー72の両方に不活性炭化水素化合物を充填しておいてもよい。
40 第1精留塔(第1の精留塔)
54 ナフサ留分水素化処理反応器
60 気液分離器
72 ナフサスタビライザー
Claims (6)
- フィッシャー・トロプシュ合成反応により生成された炭化水素化合物のうち第1の精留塔によって分留されたナフサ留分を水素化処理するナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法であって、
前記ナフサ留分水素化処理反応器で水素化処理された水素化ナフサが移送される気液分離器に、前記ナフサ留分に相当する不活性炭化水素化合物を予め充填しておく工程と、
前記気液分離器に充填された前記不活性炭化水素化合物を、前記第1の精留塔から移送される前記ナフサ留分に混入させる工程と、
前記ナフサ留分と前記不活性炭化水素化合物との混合物を前記ナフサ留分水素化処理反応器に供給する工程と、
を備えていることを特徴とするナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法。 - フィッシャー・トロプシュ合成反応により生成された炭化水素化合物のうち第1の精留塔によって分留されたナフサ留分を水素化処理するナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法であって、
前記ナフサ留分水素化処理反応器で水素化処理された水素化ナフサが気液分離器を介して移送されるナフサスタビライザーに、前記ナフサ留分に相当する不活性炭化水素化合物を予め充填しておく工程と、
前記ナフサスタビライザーに充填された前記不活性炭化水素化合物を、前記第1の精留塔から移送される前記ナフサ留分に混入させる工程と、
前記ナフサ留分と前記不活性炭化水素化合物との混合物を前記ナフサ留分水素化処理反応器に供給する工程と、
を備えていることを特徴とするナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法。 - 前記不活性炭化水素化合物が炭素数5〜10の炭化水素化合物であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法。
- 前記不活性炭化水素化合物が、水素化ナフサであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法。
- 前記不活性炭化水素化合物がn−ペンタン、n−ヘキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナンのうちの少なくとも1種又は2種以上からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法。
- 前記不活性炭化水素化合物がn−ヘキサンであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のナフサ留分水素化処理反応器のスタートアップ方法。
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