NL1016936C2

NL1016936C2 - Inrichting en werkwijze voor de afscheiding van vloeibare producten uitgaande van een uit een Fischer-Tropsch-reactor afkomstige suspensie en in aanwezigheid van een verdunningsmiddel.

Info

Publication number: NL1016936C2
Application number: NL1016936A
Authority: NL
Inventors: Jean-Marc Schweitzer; Jean-Christophe Viguie; Eric Lenglet
Original assignee: Eni Spa; Inst Francais Du Petrole; Agip Petroli
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2004-08-10
Also published as: NO20006518D0; NL1016936A1; CA2328389C; ITMI20002783A1; NO20006518L; FR2802828B1; IT1320133B1; ZA200007693B; NO330365B1; CA2328389A1; FR2802828A1

Description

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor de afscheiding van vloeibare producten uitgaande van een uit een Fischer-Tropsch-reactor afkomstige suspensie en in aanwezigheid van een verdunningsmiddel.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting en een werkwijze voor de afscheiding van een vloeibare fase uitgaande van een suspensie, die een Fischer-Tropsch-katalysator bevat.

5 Fischer-Tropsch-katalysatoren kunnen toegepast worden in een met verscheidene fasen werkende Fischer-Tropsch-reactor (suspensie-reactor), waarin de katalysator gesuspendeerd is in een vloeibare fase, soms ook wel suspensie genoemd.

Deze vloeibare fase bevat in het bijzonder een vloeistof, die 10 soms suspensie-oplosmiddel wordt genoemd en het mogelijk maakt om de katalysator in suspensie te brengen, alsmede ten minste een fractie van de van de Fischer-Tropsch-synthesereactie afkomstige producten. De met verscheidene fasen werkende Fischer-Tropsch-reactor bestaat in het algemeen uit een bellenkolom (bubble column reactor volgens de 15 Angelsaksische uitdrukking).

Stand der techniek

De Fischer-Tropsch-synthesemethode is een algemeen bekende industriële werkwijze voor de bereiding van in hoofdzaak paraffinische 20 koolwaterstoffen. In een daaropvolgende trap, zoals bijvoorbeeld een isomeriserend hydrokraken, kunnen deze koolwaterstoffen omgezet worden in motorbrandstoffen (gasolie, kerosine) en/of smeermiddelen.

Bij deze werkwijze worden de koolwaterstoffen gevormd door middel van een chemische omzetting van een synthesegas, dat wil zeggen 25 een gas, dat waterstof, koolmonoxide en kooldioxide bevat, en verkre gen wordt uit steenkool, nafta of meestal aardgas.

De chemische omzetting van het synthesegas in koolwaterstoffen volgens het Fischer-Tropsch-procédé wordt uitgevoerd in aanwezigheid van een katalysator op basis van ten minste een metaal van de groep 30 VIII. De toegepaste katalysatoren kunnen van verschillende aard zijn, doch bevatten meestal ijzer of kobalt als zodanig of op een drager. De toegepaste dragers zijn in het algemeen gebaseerd op silicium- - 2 - dioxide, aluminiumoxide of titaanoxide, eventueel gemengd met andere oxiden.

De Fischer-Tropsch-synthese wordt in het algemeen uitgevoerd bij temperaturen tussen 200 en 300°C en onder drukken tussen 1 MPa en 5 8 MPa, bij voorkeur tussen 2 MPa en 4 MPa.

De voor deze synthesen toegepaste reactoren kunnen van verscheidene typen zijn. De Fischer-Tropsch-katalysator kan aangebracht worden in een vast bed of toegepast worden in een meegesleept bed. Het is tevens mogelijk om gebruik te maken van een reactor van het 10 type bellenkolom (bubble column reactor of slurry bubble column), waarin de fijn verdeelde katalysator gesuspendeerd is in een vloeibare fase ter vorming van een suspensie, die ook wel slurry wordt genoemd.

Het synthesegas wordt in contact gebracht met het vloei-15 stof/vaste stof-mengsel onder bijzondere hydrodynamische omstandighe den ter verkrijging van hoge opbrengsten aan in hoofdzaak paraffini-sche koolwaterstoffen. Een in en/of buiten de reactor geplaatste warmtewisselaar maakt het mogelijk om de door de exotherme reactie van de Fischer-Tropsch-synthese gevormde warmte af te voeren. De aan-20 wezigheid van een vloeibare fase bevordert eveneens de afvoer van deze warmte.

De inrichtingen voor de Fischer-Tropsch-synthese bevatten daarnaast middelen voor de scheiding van enerzijds vloeibare koolwaterstoffen en anderzijds gasvormige resterende producten, die inerte 25 stoffen, gasvormige lichte koolwaterstoffen, tijdens de reactie in een aanzienlijke hoeveelheid gevormd water alsmede de niet-omgezette fractie van het synthesegas bevatten.

Deze producten moeten vrijwel volledig gescheiden worden van de Fischer-Tropsch-katalysator, bijvoorbeeld tot resterende gehalten van 30 de katalysator van minder dan enkele tientallen delen per miljoen en zelfs in de grootte-orde van 1 tot enkele delen per miljoen (dpm) om in latere trappen toegepast of behandeld te kunnen worden.

Deze scheiding van de producten is lastig, ingewikkeld en duur in verband met de werkomstandigheden (hoge drukken en temperaturen) 35 en dikwijls zeer aanzienlijke hoeveelheden fijne katalysatordeeltjes ter grootte van een micron of minder dan een micron, die aanwezig zijn in de producten.

- 3 -

Dit probleem wordt nog verhoogd in het geval van een katalysator, die toegepast wordt in aanwezigheid van gas en een suspensie (slurry), zoals bijvoorbeeld een reactor van het type bellenkolom, in verband met de zeer hoge concentratie aan fijne deeltjes van de 5 Fischer-Tropsch-katalysator in de suspensie.

Gewoonlijk is het mogelijk om in een suspensie (slurry) een hoeveelheid vaste deeltjes van een Fischer-Tropsch-katalysator te hebben, die in het algemeen 10 tot 65 gewichtsprocent ten opzichte van het gewicht van de suspensie bedraagt. Deze deeltjes bezitten 10 meestal een gemiddelde diameter van minder dan 100 micron en bevatten aanzienlijke hoeveelheden zeer fijne of ultrafijne deeltjes met een afmeting van minder dan 10 micron en zelfs minder dan 1 micron.

Er zijn verscheidene technische middelen bekend, die het mogelijk maken om de vloeistof/vaste stof-scheiding uit te voeren, hetzij 15 in de reactor, hetzij in een suspensiekringloop buiten de reactor.

Deze technische middelen blijken echter zeer lastig toe te passen te zijn en vereisen aanzienlijke investeringen, wanneer zeer geconcentreerde suspensies, die in het bijzonder tot 20 of 30 gewichtsprocent vaste stof en zelfs meer bevatten, gescheiden moeten worden. 20 Aldus beschrijft het octrooischrift US-A-5.527.473 een werk wijze, die het mogelijk maakt om reacties uit te voeren in een vloei-st'of-vaste stof-suspensie, waardoor continu een gas naar boven stroomt, en die uitgevoerd wordt bij hoge temperatuur en hoge druk. Filtreerelementen met openingen tussen 0,5 en 100 micron zijn aange-25 bracht in de reactor en worden omgeven door de suspensie. Ze maken het mogelijk om de vaste katalysator in de reactor vast te houden onder verwijdering van de gevormde vloeistof.

De octrooiaanvrage EP-A-0.609.079 beschrijft een werkwijze en een inrichting van het suspensie-type ter vorming van vloeistof en 30 eventueel gas uitgaande van gasvormige reagentia. Deze inrichting bevat een in de reactor aangebracht filtreermiddel. Deze filters kunnen gereinigd of van verstoppingen ontdaan worden na stopzetting van de filtratie, met behulp van een in tegengestelde richting circulerend medium (systeem van het type terugspoeling).

35 Het octrooischrift US-A-5.770.629 beschrijft een werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen in suspensie, waarbij de suspensie in een zone ter verwijdering van gas en vaste stof, die zich in de reactor bevindt, en vervolgens in een zone voor verwijdering en fil- - 4 - tratie, die zich buiten de reactor bevindt, wordt geleid. Een fil-treermiddel wordt in contact gebracht met de suspensie in deze uitwendige verwijderingszone. Deze verwijderingszone maakt het mogelijk om een gedeelte van het gas en de vaste stof van de suspensie te ver-5 wijderen voor het filtreren en de doelmatigheid van de filters te verhogen, in het bijzonder door hun verstopping te vermijden.

De octrooiaanvrage WO 97/31693 beschrijft een werkwijze voor de afscheiding van een vloeistof uitgaande van een vloeistof/gas/vaste stof-suspensie. Deze werkwijze omvat een ontgassing van de suspensie 10 en de doorvoer door een filter met gekruiste stromen (cross-flow filter) , dat zich Duiten de reactor bevindt en het mogelijk maakt om vloeistof en een meer aan vaste stof geconcentreerde suspensie te winnen.

De octrooiaanvrage WO 98/27181 beschrijft een inrichting, die 15 het mogelijk maakt om katalysatordeeltjes te scheiden van alkanen (wassen), die gevormd zijn bij de reactie van de Fischer-Tropsch-syn-these. Deze inrichting bevat een dynamisch decanteertoestel en vereist geen enkele pomp.

20 Samenvatting van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor de afscheiding van vloeibare producten uitgaande van een suspensie, die afkomstig is van een Fischer-Tropsch-reactor en een Fischer-Tropsch-katalysator bevat.

25 Deze inrichting omvat in de meest algemene vorm: • ten minste een middel (4) , dat het mogelijk maakt om aan een Fischer-Tropsch-reactor een gedeelte van een suspensie te onttrekken, die ten minste een Fischer-Tropsch-katalysator bevat, ten minste een middel (27), dat het mogelijk maakt om een verdun-30 ningsmiddel toe te voegen aan de gehele, via het middel of de mid delen (4) onttrokken suspensie of een gedeelte daarvan, ten minste een primair scheidingsmiddel (29), dat voorzien is van ten minste een middel (28), dat het mogelijk maakt om de verdunde suspensie geheel of gedeeltelijk naar het scheidingsmiddel of de 35 scheidingsmiddelen te leiden, ten minste een middel (33), dat het mogelijk maakt om de af te scheiden vloeistof te winnen, en ten minste een middel (30) , dat het mogelijk maakt om een meer geconcentreerde suspensie te winnen, en - 5 - • ten minste een secundair scheidingsmiddel (34), dat het mogelijk maakt om via ten minste een middel (36) een in hoofdzaak gezuiverde vloeistof, dat wil zeggen een vloeistof, die in hoofdzaak vrij is van katalysator of slechts sporen van deze katalysator be-5 vat, af te scheiden en vervolgens te winnen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze, die gebruik maakt van de inrichting volgens de uitvinding, dat wil zeggen een werkwijze voor de afscheiding van vloeibare producten uitgaande van een suspensie, die een Fischer-Tropsch-katalysator bevat, waaraan 10 een verdunningsmiddel wordt toegevoegd.

Deze werkwijze omvat in de meest algemene vorm ten minste de volgende trappen: al) onttrekken aan een Fischer-Tropsch-reactor, die werkt met ten minste een Fischer-Tropsch-katalysator gesuspendeerd in een 15 vloeibare„fase, van een gedeelte van de suspensie, die deze ka talysator „bevat, a2) eventueel ontgassen van de in trap al onttrokken suspensie, b) mengen van de in trap al onttrokken of in trap a2 ontgaste suspensie met een andere fractie van koolwaterstoffen, die verdun- 20 ningsmiddel wordt genoemd, c) primaire scheiding van ten minste een gedeelte van de in trap b verdunde suspensie met behulp van ten minste een scheidingstechniek ter vorming van een vloeistof, die een vaste stofge-halte van minder dan 5 gew.% bezit, en 25 d) secundaire scheiding van de in trap c verkregen vloeistof en de resterende vaste stof, die deze bevat, met behulp van ten minste een scheidingstechniek.

Nadere beschrijving van de uitvinding 30 Het onderwerp van de onderhavige uitvinding wordt gevormd door een inrichting en een werkwijze voor de scheiding van een suspensie van het slurry-type, die een Fischer-Tropsch-katalysator bevat. Deze inrichting en deze werkwijze zijn meer betrouwbaar, geven betere resultaten en gaan gepaard met geringere investeringskosten dan de in-35 richtingen of werkwijzen volgens de stand der techniek.

De werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding zijn in het bijzonder geschikt voor een toepassing in combinatie met een Fischer-Tropsch-reactor van het suspensie-type (dat wil zeggen een reactor, - 6 - waarin een Fischer-Tropsch-katalysator gesuspendeerd wordt in een vloeibare fase), bijvoorbeeld een reactor van het type bellenkolom (slurry bubble column).

Dergelijke bellenkolommen zijn bijvoorbeeld beschreven in het 5 octrooischrift US-A-5.252.613, alsmede de octrooiaanvragen EP-A- 820.806 en EP-A-823.470.

De werkwijze volgens de uitvinding omvat verscheidene trappen en in het bijzonder ten minste de volgende trappen: al) onttrekken aan een Fischer-Tropsch-reactor, die werkt met ten 10 minste een Fischer-Tropsch-katalysator gesuspendeerd in een vloeibare fase, van een gedeelte van de suspensie, die deze katalysator bevat, a2) eventueel ontgassen van de in trap al onttrokken suspensie, b) mengen van de in trap al onttrokken of in trap a2 ontgaste sus- 15 pensie met een andere fractie van koolwaterstoffen, die verdun- ningsmiddel wordt genoemd, c) primaire scheiding van ten minste een gedeelte van de in trap b verdunde suspensie met behulp van ten minste een scheidingstechniek, die bij voorkeur gekozen wordt uit de groep van fil- 20 treren, decanteren, scheiden met een hydrocycloon en centrifu gaal scheiden, ter vorming van een vloeistof met een vaste stofgehalte van minder dan 5 gew.%, bij voorkeur minder dan 2 gew.%, in het bijzonder minder dan 1 gew.% en zeer in het bijzonder minder dan 0,5 gew.%, en 25 d) secundaire scheiding van de in trap c verkregen vloeistof en de hoofdzaak van de resterende vaste stof, die deze bevat, met behulp van ten minste een scheidingstechniek, die bij voorkeur gekozen wordt uit de groep van filtreren, centrifugaal scheiden en magnetisch scheiden. Deze trap maakt het mogelijk om een 30 vloeistof te verkrijgen, die in hoofdzaak vrij is van katalysa tor of slechts sporen van deze katalysator bevat, ofwel enkele tientallen dpm, zelfs slechts enkele dpm of in de grootte-orde van 1 dpm (delen per miljoen uitgedrukt in het gewicht).

Meer in het bijzonder bestaat de scheidingstechniek van trap c 35 uit decanteren of filtreren en zeer in het bijzonder decanteren.

Meer in het bijzonder bestaat de scheidingstechniek van trap d uit filtreren of magnetisch scheiden en zeer in het bijzonder filtreren .

- 7 -

Het in trap b toegepaste verdunningsmiddel wordt gevormd door elke fractie van koolwaterstoffen met lage of middelmatige kookpunten. Men gebruikt bijvoorbeeld een C3 fractie of een C4 fractie of tevens een C4-C5 fractie, dat wil zeggen een fractie, die respectie-5 velijk koolwaterstoffen met drie koolstofatomen, vier koolstofatomen of vier tot vijf koolstofatomen bevat, of tevens een nafta of gasolie of een mengsel van nafta en gasolie.

Bij voorkeur is het in trap b toegepaste verdunningsmiddel een brede fractie van koolwaterstoffen. Volgens een variante uitvoerings-10 vorm van de werkwijze volgens de uitvinding, waaraan de voorkeur wordt gegeven, wordt een brede fractie van koolwaterstoffen, waarvan het merendeel ligt in de groep van de C3 tot C22 koolwaterstoffen (dat wil zeggen de koolwaterstoffen met 3 tot 22 koolstofatomen) toegepast als verdunningsmiddel.

15 Dergelijke fracties kunnen namelijk gemakkelijk bereid worden uit aardoliefracties of Fischer-Tropsch-effluenten. Bij voorkeur wordt ten minste 80 gew.% en meer in het bijzonder ten minste 90 gew.% van de koolwaterstoffen van de als verdunningsmiddel toegepaste fractie gevormd door C3 tot C22 koolwaterstoffen. Meer in het bijzon-20 der wordt deze fractie in hoofdzaak gevormd door alkanen. Deze fractie bevat zeer in het bijzonder ten minste 60 gew.% alkanen en meer in het bijzonder ten minste 70 gew.% alkanen.

Bijvoorbeeld kan een fractie, die de door dampspanning in de gasvormige effluenten van een Fischer-Tropsch-reactor meegesleepte 25 verbindingen bevat, gemakkelijk gecondenseerd worden. Deze fractie vormt een doelmatig verdunningsmiddel voor de werkwijze volgens de uitvinding. Tijdens deze condensatie wordt het in de vorm van damp meegesleepte water eveneens gecondenseerd, doch de waterige fase en de organische fase, die de koolwaterstoffen bevat, kunnen gemakkelijk 30 gescheiden worden, bijvoorbeeld door onttrekken op verschillende niveaus. Een dergelijk verdunningsmiddel kan aldus verkregen worden zonder fractionering van de reactieproducten van de Fischer-Tropsch-synthese.

Deze fractie, die verkregen wordt door eenvoudige condensatie 35 van de gasvormige effluenten, kan met voordeel opnieuw verwarmd en gestabiliseerd worden door verwijdering van de te vluchtige verbindingen alvorens gemengd te worden met de te scheiden suspensie. Het mengen van de in trap al onttrokken suspensie met dit verdunningsmid- % (' - 8 - del maakt het mogelijk om een verdunde suspensie te verkrijgen met een verminderde viscositeit en een verlaagde concentratie aan vaste stof, die derhalve gemakkelijker hanteerbaar is. Daarnaast blijkt op onverwachte wijze dat de toepassing van de werkwijze volgens de uit-5 vinding het mogelijk maakt om op aanzienlijke wijze de doelmatigheid van de afscheiding van de in de suspensie aanwezige vloeibare producten te verbeteren.

De Fischer-Tropsch-katalysator of de geconcentreerde suspensie, die gewonnen worden in de trappen c en d, kunnen teruggeleid worden 10 naar de Fischer-Tropsch-reactor, eventueel na verdunning of opnieuw suspenderen in een koolwaterstoffractie. Wanneer de gewonnen Fischer-Tropsch-katalysator echter een te geringe korrelgrootte bezit, wordt deze katalysator niet opnieuw in de reactor geleid.

In het algemeen is de hoeveelheid verdunningsmiddel, die bruik-15 baar is bij de werkwijze volgens de uitvinding, niet beperkt. Bij voorkeur gebruikt men een hoeveelheid verdunningsmiddel van ten minste ongeveer 5 vol%, zelfs ongeveer 10 vol% ten opzichte van het in trap al onttrokken volume van de suspensie. Meer in het bijzonder wordt de suspensie gemengd met een volume van het verdunningsmiddel, 20 dat tussen 20 en 300 vol% ten opzichte van het in trap al onttrokken volume van de suspensie bedraagt.

Elk de vakman bekende scheidingsinrichting kan toegepast worden in de trappen c en d van de werkwijze volgens de uitvinding.

Van deze scheidingsmiddelen kunnen onder andere genoemd worden: 25 frontaal of tangentieel filtreren door filtreermedia zoals gesin terde of vezelvormige of geweven poreuze materialen van het metallische type, keramische type of polymeer-type, decanteren centrifugaal scheiden met behulp van hydrocyclonen of een centri-30 fuge, en magnetisch scheiden.

Van de bij de werkwijze volgens de uitvinding bruikbare scheidingsmiddelen kunnen bijvoorbeeld de scheidingsmiddelen, zoals de dynamische decanteertoestellen of filtreersystemen met een gekruiste 35 stroom, die in het bijzonder vervaardigd worden door de firma MOTT, of de filtreersystemen met een maasstructuur ("wire mesh type") zoals degene, die vervaardigd worden door de firma PALL FILTER Corp., of tevens de filtreersystemen, die beschreven zijn in de encyclopedie - 9 - van Kirk-Othmer (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (1993), volume 10, biz. 841-847) genoemd worden.

Het is tevens mogelijk om gebruik te maken van de hydrocyclo-nen, die beschreven zijn in de encyclopedie van Ullmann (Ullmann's 5 Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1988, vijfde uitgave, volume B2, blz. 11-19 tot 11-23).

De scheidingsinrichting volgens de uitvinding omvat in de meest algemene vorm: ten minste een middel (4) , dat het mogelijk maakt om aan een 10 Fischer-Tropsch-reactor een gedeelte van een suspensie te onttrek ken, die ten minste een Fischer-Tropsch-katalysator bevat, • ten minste een middel (27), dat het mogelijk maakt om een verdun-ningsmiddel toe te voegen aan de gehele, via het middel of de middelen (4) onttrokken suspensie of een gedeelte daarvan, 15 · ten minste een primair scheidingsmiddel (29), dat voorzien is van ten minste een middel (28), dat het mogelijk maakt om de verdunde suspensie geheel of gedeeltelijk naar de scheidingsmiddelen te leiden, ten minste een middel (33), dat het mogelijk maakt om de afgescheiden vloeistof te winnen, en ten minste een middel (30), 20 dat het mogelijk maakt om een meer geconcentreerde suspensie te winnen, en • ten minste een secundair scheidingsmiddel (34), dat het mogelijk maakt om via ten minste een middel (36) een in hoofdzaak gezuiverde vloeistof, dat wil zeggen een vloeistof, die in hoofdzaak 25 vrij is van katalysator of slechts sporen van deze katalysator be vat, af te scheiden en vervolgens te winnen.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm bevat de inrichting volgens de uitvinding bovendien ten minste een middel (6) voor de afscheiding van het gas, dat aanwezig is in de suspensie, die de 30 Fischer-Tropsch-reactor via het middel (4) verlaat.

Dit middel of deze middelen bevindt of bevinden zich bij voorkeur tussen de Fischer-Tropsch-reactor (2) en het primaire scheidingsmiddel of de primaire scheidingsmiddelen (29).

Bij deze bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting wordt het 35 afgescheiden gas bij voorkeur gewonnen met behulp van ten minste een middel (5) en wordt de uit de kolom afkomstige en ontgaste vloeistof bij voorkeur gewonnen met behulp van ten minste een middel (7), en vervolgens bij voorkeur naar het primaire scheidingsmiddel of de pri- I w· >».>· ^ V.

- 10 - maire scheidingsmiddelen geleid, bij voorkeur via ten minste een middel (28) en bij voorkeur na toevoeging van verdunningsmiddel via het middel (27).

Volgens een andere variante uitvoeringsvorm van de inrichting 5 volgens de uitvinding, waaraan de voorkeur wordt gegeven, bevat de inrichting twee bijzondere middelen, die het mogelijk maken om de via het middel (4) uit de Fischer-Tropsch-reactor afgevoerde suspensie naar de primaire scheiding (29) te leiden: een leiding (9), die uitmondt in de leiding (28) na toevoeging van 10 verdunningsmiddel via leiding (27) en een leiding (8), waarin geen enkel verdunningsmiddel wordt toegevoegd.

Deze variante uitvoeringsvorm maakt het mogelijk om slechts verdunningsmiddel toe te voegen aan een gedeelte van de vloeistof, 15 die de Fischer-Tropsch-reactor verlaat.

Het is tevens mogelijk, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden, om gebruik te maken van de voorgaande variante voorkeursuitvoeringsvorm onder ontgassen van de uit de Fischer-Tropsch-reactor afgevoerde vloeistof met behulp van een ontgassingsvat of elk 20 ander de vakman bekend middel.

Volgens een andere variante uitvoeringsvorm, waaraan meer de voorkeur wordt gegeven, bevat de inrichting volgens de uitvinding bovendien een pomp (31), die het mogelijk maakt om de van de primaire scheiding (29) afkomstige geconcentreerde suspensie terug te leiden 25 naar de Fischer-Tropsch-reactor (2).

Een voorbeeld van een variante uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven in figuur 1.

Het synthesegas wordt door leiding (1) toegevoerd aan de Fischer-Tropsch-reactor (2) van het type bellenkolom (slurry bubble 30 column), die gedeeltelijk gevuld is met een koolwaterstoffractie, waarin een Fischer-Tropsch-katalysator is gesuspendeerd (slurry).

De Fischer-Tropsch-reactor wordt toegepast onder de gebruikelijke werkomstandigheden van de Fischer-Tropsch-synthese, bijvoorbeeld een temperatuur van 235°C en een druk van 2,5 MPa, ter berei-35 ding van in hoofdzaak paraffinische vloeibare producten.

Dit gedeelte van de inrichting vormt een voorbeeld van een reactiezone, waarmee de scheidingsinrichting volgens de uitvinding verbonden kan worden. Elke andere de vakman bekende Fischer-Tropsch- - 11 - reactiezone, zoals bijvoorbeeld een bellenkolom, die beschreven is in de octrooiaanvrage EP-A-820.806 en EP-A-823.470 of US-A-5.252.613, kan gemakkelijk in de plaats gesteld worden van de in figuur 1 weergegeven reactiezone met behulp van bepaalde, binnen het bereik van de 5 vakman liggende inrichtingen.

Het gevormde of niet tijdens de reactie omgezette gas wordt afgescheiden in de verwijderingszone, die zich bevindt boven het niveau van de vloeistof in de Fischer-Tropsch-reactor (2) en verlaat vervolgens de Fischer-Tropsch-reactor door leiding (3). Een gedeelte van de 10 suspensie wordt via leiding (4) naar een ontgassingsvat (6) geleid, voor de scheiding van enerzijds het gas, dat via leiding (5) naar de leiding (3) wordt geleid, en anderzijds de ontgaste suspensie, die via leiding (7) naar het decanteertoestel (29) wordt geleid.

Het is mogelijk om vervolgens een verdunningsmiddel toe te voe-15 gen aan de gehele ontgaste suspensie of een gedeelte daarvan. Aldus kan de leiding (7) eventueel gescheiden worden in twee leidingen (8) en (9) , waarbij alleen de vloeistof, die toegevoerd wordt door leiding (9), dan verdund wordt met een koolwaterstoffractie, die toegevoerd wordt via leiding (27), alvorens via leiding (28) toegevoerd te 20 worden aan het decanteertoestel (29) . De suspensie, die toegevoerd wordt door leiding (8) , wordt direct (zonder verdunning) in het decanteertoestel geleid op een niveau, dat bij voorkeur lager is dan het niveau, waarop de verdunde suspensie (28) wordt ingeleid.

Het is echter mogelijk om de totale hoeveelheid van de ontgaste 25 suspensie van leiding (7) toe te voeren door leiding (9) om deze in zijn geheel te verdunnen voor de toevoer in het decanteertoestel.

Het niet gecondenseerde gas, dat via de leidingen (3) en (5) uit de Fischer-Tropsch-reactor afkomstig is, wordt gemengd en stroomt vervolgens via leiding (10) in een koeler (11), die het mogelijk 30 maakt om de temperatuur te verlagen, bijvoorbeeld tot 100°C onder een totale druk van 2,45 MPa. Via leiding (12) wordt het gekoelde mengsel in een scheidingsvat (13) geleid, dat het mogelijk maakt om het gas te winnen in leiding (16), een waterige fase, die in hoofdzaak water bevat, te winnen via leiding (14) en een organische fase, die vloei-35 bare koolwaterstoffen bevat, te winnen via leiding (15).

Het niet gecondenseerde gas kan opnieuw eventueel in een koeler (17) geleid worden om het te koelen tot 40°C onder 2,40 MPa en vervolgens via leiding (18) in een nieuwe scheidingstrap (19) geleid i Π 1 ' * - 12 - worden, die het mogelijk maakt om opnieuw een waterige fase in (20) en een vloeibare koolwaterstoffase in (21) te winnen. De laatstgenoemde kan, wanneer deze aanwezig is, gecombineerd worden met de via leiding (15) gewonnen vloeistof en vervolgens door leiding (22) naar 5 de herverhitter (23) geleid worden, om het geheel bij voorkeur te verwarmen op de temperatuur van de Fischer-Tropsch-reactie (bijvoorbeeld 235°C), en vervolgens via leiding (24) naar een scheider (25) geleid worden. Deze scheiding maakt het mogelijk om gas (26) en een als verdunningsmiddel dienende, gestabiliseerde vloeistof te verkrij-10 gen, die via leiding (27) naar de gehele suspensie of een gedeelte daarvan wordt geleid.

Het decanteren in het decanteertoestel (29) van de niet-ver-dunde suspensie (8) en de verdunde suspensie (28) levert een meer geconcentreerde suspensie via leiding (30), die teruggevoerd wordt 15 naar de Fischer-Tropsch-reactor door leiding (30), met behulp van de pomp (31) en de leiding (32). Aan de bovenzijde van het decanteertoestel wordt een vloeistof (33) verkregen, die een geringe hoeveelheid Fischer-Tropsch-katalysator bevat en gemakkelijk afgescheiden wordt met behulp van een de vakman bekende scheidingstechniek (bijvoorbeeld 20 filtreren, centrifugeren, magnetisch scheiden) in de scheider (34) . Een vloeistof, die in hoofdzaak vrij is van katalysator of slechts sporen van deze katalysator bevat, ofwel enkele tientallen dpm, zelfs slechts enkele dpm of in de grootte-orde van 1 dpm, wordt continu verkregen in de leiding (36) . Fischer-Tropsch-katalysator wordt ge-25 wonnen via de afvoer (35) op continue of onderbroken wijze afhankelijk van de toegepaste scheidingstechniek.

Een andere voorkeursinrichting volgens de uitvinding wordt bijvoorbeeld verkregen door het decanteertoestel (29) te vervangen door een filtreeruitrusting of centrifugaalscheiding of door een hydrocy-30 cloon.

Samenvattend, zorgt de inrichting volgens de uitvinding derhalve voor het afscheiden van de vloeibare producten uitgaande van een suspensie, die een Fischer-Tropsch-katalysator bevat. Deze inrichting omvat in de meest algemene vorm: 35 * ten minste een middel (4) , dat het mogelijk maakt om aan een

Fischer-Tropsch-reactor een gedeelte van een suspensie te onttrekken, die ten minste een Fischer-Tropsch-katalysator bevat, - 13 - ten minste een middel (27), dat het mogelijk maakt om een verdun-ningsmiddel toe te voegen aan de gehele, via het middel of de middelen (4) onttrokken suspensie of een gedeelte daarvan, ten minste een primair scheidingsmiddel (29), dat voorzien is van 5 ten minste een middel (28), dat het mogelijk maakt om de verdunde suspensie geheel of gedeeltelijk naar het scheidingsmiddel of de scheidingsmiddelen te leiden, ten minste een middel (33), dat het mogelijk maakt om de afgescheiden vloeistof te winnen, en ten minste een middel (30), dat het mogelijk maakt om een meer geconcen-10 treerde suspensie te winnen, en ten minste een secundair scheidingsmiddel (34), dat het mogelijk maakt om via ten minste een middel (36) een in hoofdzaak gezuiverde vloeistof af te scheiden en vervolgens te winnen.

De inrichting volgens de uitvinding kan eventueel bovendien ten 15 minste een middel (6) voor de afscheiding van het gas, dat aanwezig is in de suspensie, die de Fischer-Tropsch-reactor via het middel (4) verlaat, bevatten. Dit middel bevindt zich bij voorkeur tussen de Fischer-Tropsch-reactor (2) en het primaire scheidingsmiddel (29).

Volgens een variante uitvoeringsvorm kan de inrichting volgens 20 de uitvinding eventueel twee middelen bevatten, die het mogelijk maken om de suspensie, die de Fischer-Tropsch-reactor via het middel (4) verlaat, naar de primaire scheiding (29) te leiden: een leiding (9), die uitmondt in de leiding (28) na toevoeging van verdunningsmiddel via leiding (27) en 25 een leiding (8), waarin geen enkel verdunningsmiddel wordt toege voegd .

Bij voorkeur bevat de inrichting bovendien een pomp (31), die het mogelijk maakt om de van de primaire scheiding (29) afkomstige geconcentreerde suspensie terug te voeren naar de Fischer-Tropsch-30 reactor (2) .

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor scheiding. Samenvattend, is deze werkwijze een werkwijze voor de afscheiding van vloeibare producten uitgaande van een suspensie, die een Fischer-Tropsch-katalysator bevat, waarbij deze werkwijze ten 35 minste de volgende trappen omvat: al) onttrekken aan een Fischer-Tropsch-reactor, die werkt met ten minste een Fischer-Tropsch-katalysator gesuspendeerd in een - 14 - vloeibare fase, van een gedeelte van de suspensie, die deze katalysator bevat, b) mengen van de in trap al onttrokken suspensie met een andere koolwaterstoffractie, die verdunningsmiddel wordt genoemd, 5 c) primaire scheiding van ten minste een gedeelte van de in trap b verdunde suspensie met behulp van ten minste een scheidingstechniek ter vorming van een vloeistof met een vaste stofge-halte van minder dan 5 gew.%, en d) secundaire scheiding van de in trap c verkregen vloeistof en de 10 hoofdzaak van de resterende vaste stof, die deze bevat, met be hulp van ten minste een scheidingstechniek.

De werkwijze volgens de uitvinding kan eventueel bovendien voor trap b) een trap a2 voor het ontgassen van de in trap al onttrokken suspensie bevatten. Bij voorkeur is het bij de werkwijze volgens de 15 uitvinding toegepaste verdunningsmiddel een koolwaterstoffractie, die afkomstig is van de Fischer-Tropsch-synthese. Meer in het bijzonder bestaat ten minste 80 gew.% van de koolwaterstoffen van de als verdunningsmiddel toegepaste fractie uit C3 tot C22 koolwaterstoffen.

Volgens een bijzondere voorkeursuitvoeringsvorm van de werk-20 wijze volgens de uitvinding bestaat het verdunningsmiddel uit een fractie, die de door dampspanning in de gasvormige effluenten van de Fischer-Tropsch-reactor meegesleepte en vervolgens gecondenseerde verbindingen bevat. Na de condensatie kan deze fractie eventueel opnieuw verwarmd en gestabiliseerd worden door verwijdering van de te 25 vluchtige verbindingen.

Volgens een andere variante uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kan de suspensie eventueel gescheiden worden in twee fracties, waarvan slechts een fractie gemengd wordt met het verdunningsmiddel .

30 1 Π ; i Λ - *

Claims

5 Fischer-Tropsch-reactor een gedeelte van een suspensie te onttrek ken, die ten minste een Fischer-Tropsch-katalysator bevat, ten minste een middel (27), dat het mogelijk maakt om een verdun-ningsmiddel toe te voegen aan de gehele, via het middel of de middelen (4) onttrokken suspensie of een gedeelte daarvan, 10 ten minste een primair scheidingsmiddel (29), dat voorzien is van ten minste een middel (28), dat het mogelijk maakt om de verdunde suspensie geheel of gedeeltelijk naar het scheidingsmiddel of de scheidingsmiddelen te leiden, ten minste een middel (33), dat het mogelijk maakt om de afgescheiden vloeistof te winnen, en ten min-15 ste een middel (30), dat het mogelijk maakt om een meer geconcen treerde suspensie te winnen, ten minste een secundair scheidingsmiddel (34), dat het mogelijk maakt om via ten minste een middel (36) een in hoofdzaak gezuiverde vloeistof af te scheiden en vervolgens te winnen, 20. ten minste een middel (11) voor de condensatie van het uit de Fischer-Tropsch-reactor afkomstige gas, en • aangesloten, stroomafwaarts van het middel (11) voor de condensatie van het gas, ten minste een middel (13) voor de scheiding van een waterige fase, van een vloeibare organische 25 fase, die koolwaterstoffen en eventueel niet gecondenseerd gas bevat, en waarin het verdunningsmiddel bestaat uit deze vloeibare organische fase.
2. Inrichting volgens conclusie 1, die bovendien ten minste een 30 middel (23,25) voor de stabilisatie van deze vloeibare organische fase bevat.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, die bovendien ten minste een middel (6) voor de afscheiding van het gas, dat aanwezig is 35 in de suspensie, die via het middel (4) de Fischer-Tropsch-reactor verlaat, bevat. 1016936- - 16 -
4. Inrichting volgens conclusie 3, waarin dit middel zich tussen de Fischer-Tropsch-reactor (2) en het primaire scheidingsmiddel (29) bevindt.
5. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, die twee middelen be vat, die het mogelijk maken om de suspensie, die de Fischer-Tropsch-reactor via het middel (4) verlaat, naar de primaire scheiding (29) te leiden: • een leiding (9), die uitmondt in de leiding (28) na toevoeging van 10 verdunningsmiddel via leiding (27), en een leiding (8), waarin geen enkel verdunningsmiddel wordt toege voegd.
6. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, die bovendien een pomp 15 (31) bevat, die het mogelijk maakt om de van de primaire scheiding (29) afkomstige, geconcentreerde suspensie terug te voeren naar de Fischer-Tropsch-reactor (2).
7. Werkwijze voor de afscheiding van vloeibare producten uit-20 gaande van een suspensie, die een Fischer-Tropsch-katalysator bevat, die ten minste de volgende trappen omvat: al) onttrekken aan een Fischer-Tropsch-reactor, die werkt met ten minste een Fischer-Tropsch-katalysator gesuspendeerd in een vloeibare fase, van een gedeelte van de suspensie, die deze ka-25 talysator bevat, a3) condenseren en afscheiden van een koolwaterstoffractie, die bestaat uit de door dampspanning in de gasvormige effluenten van de Fischer-Tropsch-reactor meegesleepte verbindingen, b) mengen van de in trap al onttrokken suspensie met een andere 30 koolwaterstoffractie, die verdunningsmiddel wordt genoemd, c) primaire scheiding van ten minste een gedeelte van de in trap b verdunde suspensie met behulp van ten minste een scheidingstechniek ter vorming van een vloeistof met een vaste stofge-halte van minder dan 5 gew.%, en 35 d) secundaire scheiding van de in trap c verkregen vloeistof en de hoofdzaak van de resterende vaste stof, die deze bevat, met behulp van ten minste een scheidingstechniek, - 17 - waarbij het verdunningsmiddel bestaat uit de van trap a3 afkomstige koolwaterstofverbindingen.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, die bovendien voor trap b) 5 een trap a2 voor de ontgassing van de in trap al onttrokken suspensie omvat.
9. Werkwijze volgens een der conclusies 7 en 8, waarbij ten minste 80 gew.% van de koolwaterstoffen van de als verdunningsmiddel 10 toegepaste fractie bestaat uit C3 tot C22 koolwaterstoffen.
10. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de verkregen fractie opnieuw wordt verwarmd en gestabiliseerd door verwijdering van te vluchtige verbindingen. 15
11. Werkwijze volgens een der conclusies 7-10, waarbij de primaire scheidingstechniek van trap c gekozen wordt uit de groep van filtreren, decanteren, scheiden met een hydrocycloon en centrifugaal scheiden. 20
12. Werkwijze volgens een der conclusies 7-11, waarbij de secundaire scheidingstechniek van trap d wordt gekozen uit de groep van filtreren, centrifugaal scheiden en magnetisch scheiden.
13. Werkwijze volgens een der conclusies 7-12, waarbij de sus pensie wordt gescheiden in twee fracties, waarvan slechts een fractie wordt gemengd met het verdunningsmiddel.