RU2430141C2 - Liquid fuel synthesis system - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to versions of a liquid fuel synthesis system comprising: reformer for reforming a hydrocarbon raw material to produce a synthetic gas containing carbon monoxide gas and hydrogen gas as main components; apparatus for recycling waste heat from the synthetic gas coming from the reformer; a reactor for synthesising liquid hydrocarbons from the carbon monoxide gas and hydrogen gas contained in the synthetic gas; apparatus for removing CO2, having an absorption column which separates carbon dioxide gas from the synthetic gas from the apparatus for recycling waste heat using an absorbent, and a regenerating column which heats the absorbent, which contains carbon dioxide gas separated in the absorption column in order to separate carbon dioxide gas, and a fractionation column which heats liquid hydrocarbons synthesised in the reactor for fractional distillation of liquid hydrocarbons into two or more types of liquid fuel, the boiling points of which differ from each other, in which the regenerating column heats the absorbent using medium-pressure vapour at pressure ranging from 1.2 to 2.5 MPa (excess), obtained by lowering pressure of the high-pressure vapour having pressure ranging from 3.4 to 10 MPa (excess), regenerated in the apparatus for recycling waste heat. ^ EFFECT: use of the present invention enables to efficiently recycle reaction heat from a reformer or reactor. ^ 6 cl, 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к системе синтеза жидкого топлива для получения жидких топлив из углеводородного сырья, такого как природный газ.The present invention relates to a liquid fuel synthesis system for producing liquid fuels from hydrocarbon feedstocks, such as natural gas.

Заявлен приоритет Японской Патентной Заявки №2006-95534, поданной 30 марта 2006 года, содержание которой включено сюда посредством ссылки.Priority claimed is Japanese Patent Application No. 2006-95534, filed March 30, 2006, the contents of which are incorporated herein by reference.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В качестве одного из способов синтеза жидкого топлива из природного газа недавно была разработана GTL-технология (Газ-В-Жидкость: синтез жидкого топлива, СЖТ) преобразования природного газа для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода (СО) и газообразный водород (H₂) в качестве основных компонентов, синтеза жидких углеводородов с использованием этого синтез-газа в качестве источника газа с помощью реакции синтеза Фишера-Тропша (далее называемой «реакция ФТ-синтеза»), и последующего гидрирования и гидрокрекинга жидких углеводородов для производства жидких топливных продуктов, таких как нафта (необработанный лигроин), керосин, газойль и воск (US 2005209348 A1).As one of the methods for the synthesis of liquid fuels from natural gas, the GTL technology (Gas-In-Liquid: Synthesis of Liquid Fuels, LFG) of converting natural gas to produce synthesis gas including gaseous carbon monoxide (CO) and hydrogen gas ( H ₂₎ as main components, synthesizing liquid hydrocarbons using this synthesis gas as a source gas via the reaction of the Fischer-Tropsch (hereinafter "FT synthesis reaction"), and subsequent hydrogenation and hydrocracking w dkih hydrocarbons to produce liquid fuel products such as naphtha (raw naphtha), kerosene, gas oil, and wax (US 2005209348 A1).

В общепринятой системе синтеза жидкого топлива с использованием GTL-технологии при утилизации теплоты выделяющегося газа, выводимого из реформинг-установки, в которой природный газ преобразуется для получения синтез-газа, содержащего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов, или теплоты реакции, генерированной в реакторе, где, например, проводится реакция синтеза жидкого топлива, такая как реакция ФТ-синтеза, теплота утилизируется в виде пара, с использованием таких установок, как теплообменники.In a conventional liquid fuel synthesis system using GTL technology, when utilizing the heat of the gas emitted from a reforming plant in which natural gas is converted to produce synthesis gas containing carbon monoxide gas and hydrogen gas as the main components, or the heat of reaction, generated in a reactor where, for example, a liquid fuel synthesis reaction is carried out, such as a FT synthesis reaction, the heat is utilized in the form of steam using plants such as heat exchange nniki.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION

Однако, поскольку давление пара, образующегося в установке (например, кипятильнике, использующем тепло отходящих газов), которая утилизирует отходящее тепло реформинг-установки, или установке (например, трубчатом теплообменнике), которая утилизирует теплоту реакции из реактора, представляет, например, пар, имеющий относительно низкое давление, около 1,2 МПа (избыточных) (далее называемый как «пар среднего давления»), пар утилизируется неэффективно, но главным образом охлаждается и выводится в виде сконденсированных стоков.However, since the pressure of the steam generated in the installation (for example, a boiler using heat from the exhaust gas) that utilizes the waste heat of the reforming unit, or the installation (for example, a tubular heat exchanger) that utilizes the heat of reaction from the reactor, is, for example, steam, having a relatively low pressure of about 1.2 MPa (excess) (hereinafter referred to as “medium pressure steam”), the steam is not utilized efficiently, but is mainly cooled and discharged in the form of condensed effluents.

Таким образом, настоящее изобретение было выполнено в свете такой проблемы и нацелено на создание системы синтеза жидкого топлива, которая синтезирует жидкое топливо из углеводородного сырья, такого как природный газ, которая открывает возможность эффективной утилизации пара среднего давления, образуемого в установке, которая утилизирует отходящее тепло из реформинг-установки, или установке, которая утилизирует теплоту реакции из реактора, тем самым улучшая тепловую эффективность всей системы синтеза жидкого топлива в целом.Thus, the present invention was made in the light of such a problem and aimed at creating a liquid fuel synthesis system that synthesizes liquid fuel from hydrocarbon feeds such as natural gas, which opens up the possibility of efficient utilization of medium pressure steam generated in a plant that utilizes waste heat from a reforming plant, or a plant that utilizes the heat of reaction from a reactor, thereby improving the thermal efficiency of the entire liquid fuel synthesis system as a whole.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМMEANS FOR SOLVING PROBLEMS

Первый аспект системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению включает реформинг-установку, в которой производится преобразование углеводородного сырья для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов; установку для утилизации отходящего тепла синтез-газа, выводимого из реформинг-установки; реактор, в котором синтезируются жидкие углеводороды из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, содержащихся в синтез-газе; и установку для тепловой обработки, которая выполняет заданную тепловую обработку с использованием пара, генерированного в установке для утилизации отходящего тепла.A first aspect of a liquid fuel synthesis system according to the present invention includes a reforming unit in which a hydrocarbon feed is converted to produce synthesis gas comprising carbon monoxide gas and hydrogen gas as main components; an installation for utilization of waste heat of synthesis gas discharged from a reforming installation; a reactor in which liquid hydrocarbons are synthesized from gaseous carbon monoxide and hydrogen gas contained in the synthesis gas; and a heat treatment unit that performs a predetermined heat treatment using the steam generated in the waste heat recovery unit.

В первом аспекте системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению, когда установка для утилизации отходящего тепла, такая как кипятильник, использующий тепло отходящих газов, утилизирует отходящее тепло синтез-газа, подаваемого из реформинг-установки, установка генерирует пар с высоким давлением (пар высокого давления). Согласно настоящему изобретению этот пар высокого давления может быть использован в качестве источника нагревания в установке для заданной тепловой обработки в системе синтеза жидкого топлива, тем самым улучшая тепловую эффективность всей системы синтеза жидкого топлива в целом.In a first aspect of the liquid fuel synthesis system of the present invention, when a waste heat recovery apparatus such as a boiler using waste gas heat utilizes the waste heat of synthesis gas supplied from a reforming plant, the installation generates high pressure steam (high pressure steam ) According to the present invention, this high pressure steam can be used as a heating source in a plant for a given heat treatment in a liquid fuel synthesis system, thereby improving the thermal efficiency of the entire liquid fuel synthesis system as a whole.

Первый аспект системы синтеза жидкого топлива согласно изобретению может дополнительно включать установку для удаления СО₂, имеющую поглотительную колонну, которая отделяет газообразный диоксид углерода от синтез-газа, подаваемого из установки утилизации отходящего тепла, с использованием поглотителя; и регенерационную колонну, которая нагревает поглотитель, включающий газообразный диоксид углерода, отделенный в поглотительной колонне, для выделения газообразного диоксида углерода. В дополнение, установка для тепловой обработки может представлять собой регенерационную колонну. Согласно настоящему изобретению пар высокого давления из установки для утилизации отходящего тепла может быть использован в качестве источника нагревания при нагревании поглотителя в регенерационной колонне.A first aspect of a liquid fuel synthesis system according to the invention may further include a CO ₂ removal unit having an absorption column that separates carbon dioxide gas from the synthesis gas supplied from the waste heat recovery unit using an absorber; and a regeneration column that heats the absorber including gaseous carbon dioxide separated in the absorption column to release gaseous carbon dioxide. In addition, the heat treatment plant may be a regeneration column. According to the present invention, the high pressure steam from the waste heat recovery unit can be used as a heating source when heating the absorber in a recovery column.

Первый аспект системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению может дополнительно включать ректификационную колонну, которая нагревает жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе, для фракционной разгонки жидких углеводородов на два или более сортов жидких топлив, температуры кипения которых различаются между собой. В дополнение, установка для тепловой обработки может представлять собой ректификационную колонну. Согласно настоящему изобретению пар высокого давления из установки для утилизации отходящего тепла может быть использован в качестве источника нагревания для нагревания жидких углеводородов в ректификационной колонне.A first aspect of the liquid fuel synthesis system of the present invention may further include a distillation column that heats the liquid hydrocarbons synthesized in the reactor for fractionally distilling the liquid hydrocarbons into two or more types of liquid fuels, the boiling points of which are different. In addition, the heat treatment plant may be a distillation column. According to the present invention, the high pressure steam from the waste heat recovery unit can be used as a heating source for heating liquid hydrocarbons in a distillation column.

Второй аспект системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению включает реформинг-установку, которая преобразует углеводородное сырье для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерод и газообразный водород в качестве основных компонентов; реактор, в котором синтезируются жидкие углеводороды из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, содержащихся в синтез-газе; установку для утилизации теплоты реакции, которая предусматривается в реакторе для утилизации теплоты реакции от реакции синтеза жидких углеводородов; и установку для тепловой обработки, которая выполняет заданную тепловую обработку с использованием пара, генерированного в установке для утилизации теплоты реакции.A second aspect of the liquid fuel synthesis system of the present invention includes a reforming unit that converts a hydrocarbon feed to produce synthesis gas comprising carbon monoxide gas and hydrogen gas as main components; a reactor in which liquid hydrocarbons are synthesized from gaseous carbon monoxide and hydrogen gas contained in the synthesis gas; a plant for utilization of the heat of reaction, which is provided in the reactor for utilization of the heat of reaction from the reaction of synthesis of liquid hydrocarbons; and a heat treatment unit that performs a predetermined heat treatment using steam generated in the heat recovery unit.

Во втором аспекте системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению, когда установка для утилизации теплоты реакции, такая как трубчатый теплообменник, утилизирует теплоту реакции из реактора, она генерирует пар с относительно более низким давлением (пар среднего давления). Согласно настоящему изобретению этот пар среднего давления может быть использован в качестве источника нагревания в установке для заданной тепловой обработки в системе синтеза жидкого топлива, тем самым улучшая тепловую эффективность всей системы синтеза жидкого топлива в целом.In a second aspect of the liquid fuel synthesis system of the present invention, when a heat recovery apparatus, such as a tubular heat exchanger, utilizes the heat of reaction from a reactor, it generates relatively lower pressure steam (medium pressure steam). According to the present invention, this medium pressure steam can be used as a heating source in a plant for a given heat treatment in a liquid fuel synthesis system, thereby improving the thermal efficiency of the entire liquid fuel synthesis system as a whole.

Второй аспект системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению может далее включать ректификационную колонну, которая нагревает жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе, для фракционной разгонки жидких углеводородов на два или более сортов жидких топлив, температуры кипения которых различаются между собой. В дополнение, установка для тепловой обработки может представлять собой ректификационную колонну. Согласно настоящему изобретению пар среднего давления из установки для утилизации теплоты реакции может быть использован в качестве источника нагревания для нагревания жидких углеводородов в ректификационной колонне.A second aspect of the liquid fuel synthesis system of the present invention may further include a distillation column that heats the liquid hydrocarbons synthesized in the reactor for fractionally distilling the liquid hydrocarbons into two or more types of liquid fuels whose boiling points differ. In addition, the heat treatment plant may be a distillation column. According to the present invention, medium-pressure steam from a heat recovery unit can be used as a heating source for heating liquid hydrocarbons in a distillation column.

Во втором аспекте системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению ректификационная колонна может включать устройство для понижения давления для ректификационной колонны (например, вакуумный насос и т.д.), которое понижает давление, то есть давление внутри ректификационной колонны. Соответственно этому температуры кипения жидкого топлива в ректификационной колонне могут быть снижены, и пар, имеющий низкую энергию, такой как пар среднего давления, также может быть утилизирован в качестве источника нагревания. Более того, поскольку температуры кипения жидкого топлива могут быть снижены, жидкое топливо может быть подвергнуто фракционной разгонке с меньшим расходом тепла, и жидкое топливо редко нуждается в последующем тепловом воздействии. Соответственно этому может быть улучшено качество очищенных жидких топливных продуктов.In a second aspect of the liquid fuel synthesis system of the present invention, the distillation column may include a pressure reducing device for the distillation column (e.g., a vacuum pump, etc.) that reduces the pressure, i.e. the pressure inside the distillation column. Accordingly, the boiling points of liquid fuel in a distillation column can be reduced, and steam having low energy, such as medium pressure steam, can also be disposed of as a heat source. Moreover, since the boiling points of liquid fuels can be reduced, the liquid fuels can be subjected to fractional distillation with lower heat consumption, and liquid fuels rarely need subsequent heat exposure. Accordingly, the quality of the refined liquid fuel products can be improved.

Второй аспект системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению может далее включать устройство для удаления СО₂, имеющее установку для утилизации отходящего тепла, которая утилизирует отходящее тепло синтез-газа, подаваемого из реформинг-установки; поглотительную колонну, которая отделяет газообразный диоксид углерода от синтез-газа, подаваемого из установки для утилизации отходящего тепла, с использованием поглотителя; и регенерационную колонну, которая нагревает поглотитель, включающий газообразный диоксид углерода, отделенный в поглотительной колонне, для выделения газообразного диоксида углерода. Установка для тепловой обработки может представлять собой регенерационную колонну. Согласно настоящему изобретению пар среднего давления из установки для утилизации теплоты реакции может быть использован в качестве источника нагревания для нагревания поглотителя в регенерационной колонне.A second aspect of the liquid fuel synthesis system of the present invention may further include a CO ₂ removal apparatus having a waste heat recovery unit that utilizes waste heat of the synthesis gas supplied from the reforming unit; an absorption column that separates carbon dioxide gas from the synthesis gas supplied from the waste heat recovery unit using an absorber; and a regeneration column that heats the absorber including gaseous carbon dioxide separated in the absorption column to release gaseous carbon dioxide. Installation for heat treatment may be a regeneration column. According to the present invention, medium-pressure steam from a heat recovery unit can be used as a heating source for heating an absorber in a recovery column.

Далее во втором аспекте системы синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению регенерационная колонна может включать устройство для понижения давления для регенерационной колонны (например, вакуумный насос и т.д.), которое понижает давление внутри регенерационной колонны. Соответственно этому температуры кипения поглотителя могут быть снижены, и пар, имеющий низкую энергию, такой как пар среднего давления, также может быть утилизирован в качестве источника нагревания.Further, in a second aspect of the liquid fuel synthesis system of the present invention, the recovery tower may include a pressure reducing device for the recovery tower (e.g., a vacuum pump, etc.) that reduces the pressure inside the recovery tower. Accordingly, the boiling points of the absorber can be reduced, and steam having a low energy, such as medium pressure steam, can also be disposed of as a heat source.

Далее устройство для понижения давления пара, которое понижает давление пара, генерируемого в установке для утилизации отходящего тепла, может быть размещено между установкой для утилизации отходящеого тепла и установкой для тепловой обработки.Further, a device for lowering the vapor pressure, which lowers the pressure of the steam generated in the waste heat recovery apparatus, can be placed between the waste heat recovery apparatus and the heat treatment apparatus.

ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯAdvantageous Effects of the Invention

Согласно настоящему изобретению в системе синтеза жидкого топлива, которая синтезирует жидкое топливо из углеводородного сырья, такого как природный газ, давление пара, генерируемого в установке, которая утилизирует отходящее тепло из реформинг-установки, или установке, которая утилизирует теплоту реакции из реактора, может быть использовано в качестве источника нагревания в установке для тепловой обработки внутри системы синтеза жидкого топлива. Соответственно этому, согласно настоящему изобретению, пар среднего давления может быть использован эффективно, тем самым улучшая тепловую эффективность всей системы синтеза жидкого топлива в целом.According to the present invention, in a liquid fuel synthesis system that synthesizes liquid fuel from hydrocarbon feedstocks, such as natural gas, the steam pressure generated in a plant that utilizes waste heat from a reforming plant, or a plant that utilizes reaction heat from a reactor, can be used as a heat source in a heat treatment unit inside a liquid fuel synthesis system. Accordingly, according to the present invention, medium pressure steam can be used efficiently, thereby improving the thermal efficiency of the entire liquid fuel synthesis system as a whole.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг. 1 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую общую компоновку системы синтеза жидкого топлива согласно варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall arrangement of a liquid fuel synthesis system according to an embodiment of the present invention.

Фиг. 2 представляет собой блок-схему, показывающую принципы утилизации пара в системе синтеза жидкого топлива согласно варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 2 is a block diagram showing principles of steam recovery in a liquid fuel synthesis system according to an embodiment of the present invention.

ОПИСАНИЕ КОДОВЫХ СИМВОЛОВDESCRIPTION OF CODE SYMBOLS

1: СИСТЕМА СИНТЕЗА ЖИДКОГО ТОПЛИВА1: LIQUID FUEL SYNTHESIS SYSTEM

3: УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА3: PLANT FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS

5: УСТАНОВКА СИНТЕЗА ФИШЕРА-ТРОПША (ФТ-СИНТЕЗА)5: INSTALLING FISHER-TROPHE SYNTHESIS (FT-SYNTHESIS)

7: БЛОК ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА7: QUALITY BLOCK

10: РЕАКТОР ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИИ10: DESULFURIZATION REACTOR

12: РЕФОРМИНГ-УСТАНОВКА12: REFORMING INSTALLATION

14: КИПЯТИЛЬНИК, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ТЕПЛО ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ14: COOLING BOILER USING WASTE GAS

16 и 18: ГАЗО-ЖИДКОСТНЫЕ СЕПАРАТОРЫ16 and 18: GAS-LIQUID SEPARATORS

20: УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СО₂ 20: CO ₂ REMOVER

22: ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ КОЛОННА22: SIPPING COLUMN

24: РЕГЕНЕРАЦИОННАЯ КОЛОННА24: REGENERATION COLUMN

26: УСТАНОВКА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА26: HYDROGEN SEPARATION UNIT

30: БАРБОТАЖНЫЙ КОЛОННЫЙ РЕАКТОР30: Bubbling Column Reactor

32: ТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК32: TUBULAR HEAT EXCHANGER

34 и 38: ГАЗО-ЖИДКОСТНЫЕ СЕПАРАТОРЫ34 and 38: GAS-LIQUID SEPARATORS

36: СЕПАРАТОР36: SEPARATOR

40: ПЕРВАЯ РЕКТИФИКАЦИОННАЯ КОЛОННА40: FIRST RECTIFICATION COLUMN

50: РЕАКТОР ГИДРОКРЕКИНГА ВОСКОВОГО КОМПОНЕНТА50: Wax Hydrocracking Reactor

52: РЕАКТОР ГИДРИРОВАНИЯ КЕРОСИНОВОЙ И ГАЗОЙЛЕВОЙ ФРАКЦИИ52: KEROSIN AND GAS OIL FACTION HYDRATION REACTOR

54: РЕАКТОР ГИДРИРОВАНИЯ ЛИГРОИНОВОЙ ФРАКЦИИ54: LIGROIN FACTION HYDROGEN REACTOR

56, 58 и 60 ГАЗО-ЖИДКОСТНЫЕ СЕПАРАТОРЫ56, 58 and 60 GAS-LIQUID SEPARATORS

70: ВТОРАЯ РЕКТИФИКАЦИОННАЯ КОЛОННА70: SECOND RECTIFICATION COLUMN

72: СТАБИЛИЗАТОР НАФТЫ72: NAFTA STABILIZER

144: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПАРА144: DEVICE FOR REDUCING VAPOR PRESSURE

242, 402 и 702: ТЕПЛООБМЕННИКИ242, 402 and 702: HEAT EXCHANGERS

244: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИОННОЙ КОЛОННЫ244: PRESSURE REDUCING DEVICE FOR REGENERATION COLUMN

404: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПЕРВОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ404: PRESSURE REDUCTION DEVICE FOR THE FIRST RECTIFICATION COLUMN

704: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ВТОРОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ704: PRESSURE REDUCTION DEVICE FOR SECOND RECTIFICATION COLUMN

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Далее предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно с привлечением сопроводительных чертежей. В дополнение, в настоящем описании и чертежах исключается дублированное описание путем присвоения одинаковых кодовых номеров составным частям, имеющим, по существу, одинаковые функциональные конфигурации.Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in the present description and drawings, a duplicate description is excluded by assigning the same code numbers to components having substantially the same functional configurations.

Во-первых, с привлечением Фиг. 1, будет описана общая компоновка и действие системы синтеза жидкого топлива 1, которая выполняет GTL-процесс (Газ-В-Жидкость, СЖТ) согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую общую компоновку системы синтеза жидкого топлива 1 согласно настоящему изобретению.First, with reference to FIG. 1, the general arrangement and operation of a liquid fuel synthesis system 1 that performs a GTL process (Gas-In-Liquid, SLF) according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall arrangement of a liquid fuel synthesis system 1 according to the present invention.

Как показано в Фиг. 1, система синтеза жидкого топлива 1 согласно настоящему варианту осуществления представляет собой промышленное предприятие, которое выполняет GTL-процесс, который преобразует углеводородное сырье, такое как природный газ, в жидкие топлива. Эта система синтеза жидкого топлива 1 включает установку для производства синтез-газа 3, установку для ФТ-синтеза 5 и блок повышения качества 7. Установка для производства синтез-газа 3 подвергает реформингу природный газ, который представляет собой углеводородное сырье, для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород. Установка для ФТ-синтеза 5 производит жидкие углеводороды из вышеназванного синтез-газа с помощью реакции синтеза Фишера-Тропша (далее называемой как «реакция ФТ-синтеза»). Блок повышения качества 7 подвергает гидрированию и гидрокрекингу жидкие углеводороды, полученные реакцией ФТ-синтеза, для производства жидких топливных продуктов (нафты, керосина, газойля, воска и т.д.). Далее будут описаны составные части каждой из этих установок.As shown in FIG. 1, a liquid fuel synthesis system 1 according to the present embodiment is an industrial plant that performs a GTL process that converts a hydrocarbon feed, such as natural gas, into liquid fuels. This liquid fuel synthesis system 1 includes a synthesis gas production plant 3, an FT synthesis plant 5, and a quality improvement unit 7. The synthesis gas production plant 3 reformed natural gas, which is a hydrocarbon feedstock, to produce synthesis gas comprising gaseous carbon monoxide and gaseous hydrogen. The FT synthesis plant 5 produces liquid hydrocarbons from the above synthesis gas using the Fischer-Tropsch synthesis reaction (hereinafter referred to as the “FT synthesis reaction”). The quality improvement unit 7 subjected to hydrogenation and hydrocracking liquid hydrocarbons obtained by FT synthesis for the production of liquid fuel products (naphtha, kerosene, gas oil, wax, etc.). Next, the components of each of these installations will be described.

Во-первых, будет описана установка для производства синтез-газа 3. Установка для производства синтез-газа 3 главным образом включает, например, реактор десульфуризации 10, реформинг-установку 12, кипятильник 14, использующий тепло отходящих газов, как пример установки для утилизации отходящего тепла, газожидкостные сепараторы 16 и 18, устройство для удаления СО₂ 20 и устройство для отделения водорода 26. Реактор десульфуризации 10 состоит из гидродесульфуризатора и т.д. и удаляет сернистый компонент из природного газа как сырья. Реформинг-установка 12 преобразует природный газ, подаваемый из реактора десульфуризации 10, для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода (СО) и газообразный водород (Н₂) в качестве основных компонентов. Кипятильник 14, использующий тепло отходящих газов, утилизирует тепло синтез-газа, произведенного в реформинг-установке 12, для получения пара высокого давления. Газожидкостный сепаратор 16 разделяет воду, нагретую путем теплообмена с синтез-газом в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, на газ (пар высокого давления) и жидкость. Газожидкостный сепаратор 18 удаляет сконденсированные компоненты из синтез-газа, охлажденного в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, и подает газообразный компонент в установку для удаления СО₂ 20. Установка для удаления СО₂ 20 имеет поглотительную колонну 22, которая удаляет газообразный диоксид углерода из синтез-газа, подаваемого из газожидкостного сепаратора 18, путем абсорбции, и регенерационную колонну 24, которая нагревает поглотитель, включающий газообразный диоксид углерода, например, паром для извлечения и регенерирования газообразного диоксида углерода. Установка для отделения водорода 26 отделяет часть газообразного водорода, содержащегося в синтез-газе, из синтез-газа, из которого газообразный диоксид углерода был отделен с помощью установки для удаления СО₂ 20.Firstly, an installation for producing synthesis gas 3 will be described. An installation for producing synthesis gas 3 mainly includes, for example, a desulfurization reactor 10, a reforming unit 12, a boiler 14 using waste gas heat, as an example of an installation for utilizing waste gas heat, gas-liquid separators 16 and 18, a device for removing CO ₂ 20 and a device for separating hydrogen 26. The desulfurization reactor 10 consists of a hydrodesulfurizer, etc. and removes the sulfur component from natural gas as a raw material. The reforming unit 12 converts the natural gas supplied from the desulfurization reactor 10 to produce synthesis gas comprising gaseous carbon monoxide (CO) and gaseous hydrogen (H ₂ ) as main components. The boiler 14, which uses the heat of the exhaust gases, utilizes the heat of the synthesis gas produced in the reformer 12 to produce high pressure steam. The gas-liquid separator 16 separates the water heated by heat exchange with the synthesis gas in the boiler 14, which uses the heat of the exhaust gases, into gas (high pressure steam) and liquid. The gas-liquid separator 18 removes the condensed components from the synthesis gas cooled in the boiler 14 using the heat of the exhaust gases and supplies the gaseous component to the CO ₂ 20 removal unit. The CO ₂ 20 removal unit has an absorption column 22 that removes carbon dioxide gas from the synthesis gas supplied from the gas-liquid separator 18 by absorption, and a regeneration column 24, which heats the absorber comprising gaseous carbon dioxide, for example, steam for extraction and regeneration Hovhan gaseous carbon dioxide. The hydrogen separation unit 26 separates part of the hydrogen gas contained in the synthesis gas from the synthesis gas from which the carbon dioxide gas was separated by the CO ₂ 20 removal unit.

Среди них реформинг-установка 12 преобразует природный газ с использованием диоксида углерода и водяного пара для получения высокотемпературного синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов, способом реформинга водяного пара и газообразного диоксида углерода, который описывается нижеследующими уравнениями химических реакций (1) и (2). В дополнение, способ реформинга в этой реформинг-установке 12 не ограничивается примером вышеупомянутого способа реформинга водяного пара и газообразного диоксида углерода. Например, также могут быть использованы способ реформинга водяного пара, способ частичного окисления (РОХ) с использованием кислорода, способ автотермического реформинга (ATR), то есть комбинация способа частичного окисления и способа парового реформинга, способ реформинга газообразного диоксида углерода и тому подобные.Among them, the reforming unit 12 converts natural gas using carbon dioxide and water vapor to produce a high-temperature synthesis gas including carbon monoxide gas and hydrogen gas as the main components, a method for reforming water vapor and carbon dioxide gas, which is described by the following chemical reaction equations (1) and (2). In addition, the reforming method in this reforming unit 12 is not limited to an example of the aforementioned method for reforming water vapor and carbon dioxide gas. For example, a steam reforming method, a partial oxidation method (POC) using oxygen, an autothermal reforming method (ATR), that is, a combination of a partial oxidation method and a steam reforming method, a carbon dioxide gas reforming method, and the like can also be used.

СН₄+Н₂О→СО+3Н₂ CH ₄ + H ₂ O → CO + 3H ₂ (1)(one) СН₄+СО₂→2СО+2Н₂ CH ₄ + CO ₂ → 2CO + 2H ₂ (2)(2)

Далее устройство для понижения давления пара 144 предусмотрено на вершине газожидкостного сепаратора 16. Например, пар высокого давления, генерируемый в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, имеет давление от около 3,4 до 10 МПа (избыточных), и предусмотрено устройство для понижения давления пара 144 для понижения давления этого пара высокого давления для перевода его в пар среднего давления, имеющий, например, давление от около 1,2 до 2,5 МПа (избыточных).Further, a device for decreasing the vapor pressure 144 is provided on top of the gas-liquid separator 16. For example, the high-pressure steam generated in the boiler 14 using the heat of the exhaust gases has a pressure of from about 3.4 to 10 MPa (excess), and a device for decreasing the pressure is provided steam 144 to lower the pressure of this high-pressure steam to convert it to medium-pressure steam having, for example, a pressure of from about 1.2 to 2.5 MPa (excess).

Далее, в качестве поглотителя, используемого для абсорбирования и удаления газообразного диоксида углерода в установке для удаления СО₂ 20, в общем, применяется основный органический растворитель. Такой основный органический растворитель может включать, например, растворители на основе аминов, такие как моноэтаноламин, катехоламин, триптамин, ариламин и алканоламин. Установка для удаления СО₂ 20 использует, например, вышеупомянутые растворители на основе аминов в качестве поглотителя, и поглощает газообразный диоксид углерода с образованием карбаминовой кислоты путем реакции, выраженной следующим уравнением химической реакции (3). В дополнение, реакция, показанная в нижеследующем уравнении реакции (3), является равновесной реакцией.Further, as a scavenger used to absorb and remove carbon dioxide gas in a CO ₂ 20 removal unit, a basic organic solvent is generally used. Such a basic organic solvent may include, for example, amine-based solvents such as monoethanolamine, catecholamine, tryptamine, arylamine and alkanolamine. The CO ₂ 20 removal unit uses, for example, the aforementioned amine-based solvents as an adsorbent, and absorbs carbon dioxide gas to form carbamic acid by the reaction expressed by the following chemical reaction equation (3). In addition, the reaction shown in the following reaction equation (3) is an equilibrium reaction.

RNH₂+CО₂→RNHCOOHRNH ₂ + CO ₂ → RNHCOOH (3)(3)

Далее установка для отделения водорода 26 предусмотрена в линии, ответвляющейся от главного трубопровода, который соединяет установку для удаления СО₂ 20 или газожидкостный сепаратор 18 с барботажным колонным реактором 30. Эта установка для отделения водорода 26 может быть составлена, например, устройством для адсорбции водорода при переменном давлении (PSA), которое производит адсорбцию и десорбцию водорода с использованием разности давлений. Это устройство адсорбции водорода при переменном давлении (PSA) имеет адсорбенты (цеолитный адсорбент, активированный уголь, оксид алюминия, силикагель и т.д.) внутри множества поглотительных колонн (не показаны), которые размещены параллельно. Путем последовательно повторяющихся процессов, включающих сжатие, адсорбцию, десорбцию (при сбросе давления) и продувку водорода в каждой из поглотительных колонн, высокочистый (например, с чистотой около 99,999%) газообразный водород, отделенный от синтез-газа, может непрерывно подаваться в реактор.Further, a hydrogen separation unit 26 is provided in a line branching off from the main pipeline that connects the CO ₂ removal unit 20 or a gas-liquid separator 18 with a bubble column reactor 30. This hydrogen separation unit 26 may be constituted, for example, by a hydrogen adsorption device variable pressure (PSA), which produces adsorption and desorption of hydrogen using a differential pressure. This variable pressure hydrogen adsorption (PSA) device has adsorbents (zeolite adsorbent, activated carbon, alumina, silica gel, etc.) inside a plurality of absorption columns (not shown) that are arranged in parallel. By sequentially repeating processes, including compression, adsorption, desorption (during depressurization) and purging of hydrogen in each of the absorption columns, high-purity (for example, with a purity of about 99.999%) hydrogen gas separated from the synthesis gas can be continuously fed into the reactor.

Далее будет описана установка ФТ-синтеза 5. Установка ФТ-синтеза 5 главным образом включает, например, барботажный колонный реактор 30, газожидкостный сепаратор 34, сепаратор 36, газожидкостный сепаратор 38 и первую ректификационную колонну 40. Барботажный колонный реактор 30 проводит реакцию ФТ-синтеза синтез-газа, полученного в вышеупомянутой установке для получения синтез-газа 3, то есть газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, с образованием жидких углеводородов. Газожидкостный сепаратор 34 разделяет воду, циркулирующую и нагреваемую в трубчатом теплообменнике 32, как примере установки для утилизации теплоты реакции, размещенном в барботажном колонном реакторе 30, на пар (пар среднего давления) и жидкость. Сепаратор 36 соединен с центральной частью барботажного колонного реактора 30 и разделяет катализатор и жидкий углеводородный продукт. Газожидкостный сепаратор 38 соединен с верхней частью барботажного колонного реактора 30 и охлаждает непрореагировавший синтез-газ и газообразный углеводородный продукт. Первая ректификационная колонна 40 разгоняет жидкие углеводороды, поступающие через сепаратор 36 и газожидкостный сепаратор 38 из барботажного колонного реактора 30, и разделяет, и очищает жидкие углеводороды на индивидуальные фракции продуктов соответственно температурам кипения.An FT-synthesis unit 5 will be described below. An FT-synthesis unit 5 mainly includes, for example, a bubble column reactor 30, a gas-liquid separator 34, a separator 36, a gas-liquid separator 38, and a first distillation column 40. A bubble synthesis reactor 30 conducts an FT synthesis reaction synthesis gas obtained in the aforementioned installation for producing synthesis gas 3, that is, gaseous carbon monoxide and gaseous hydrogen, with the formation of liquid hydrocarbons. The gas-liquid separator 34 separates the water circulating and heated in the tubular heat exchanger 32, as an example of a plant for recovering the heat of reaction placed in a bubble column reactor 30, into steam (medium pressure steam) and liquid. The separator 36 is connected to the Central part of the bubble column reactor 30 and separates the catalyst and the liquid hydrocarbon product. A gas-liquid separator 38 is connected to the top of the bubble column reactor 30 and cools the unreacted synthesis gas and gaseous hydrocarbon product. The first distillation column 40 accelerates the liquid hydrocarbons entering through the separator 36 and the gas-liquid separator 38 from the bubble column reactor 30, and separates and purifies the liquid hydrocarbons into individual product fractions according to boiling points.

Среди них барботажный колонный реактор 30, который представляет собой пример реактора, который преобразует синтез-газ в жидкие углеводороды, функционирует как реактор, который производит жидкие углеводороды из синтез-газа путем реакции ФТ-синтеза. Этот барботажный колонный реактор 30 составлен, например, суспензионным барботажным колонным реактором, в котором суспензия, состоящая из катализатора и масляной среды, помещается внутрь колонны. Этот барботажный колонный реактор 30 производит жидкие углеводороды из синтез-газа с помощью реакции ФТ-синтеза. Более подробно, в этом барботажном колонном реакторе 30 синтез-газ как сырьевой газ подается пробулькиванием через перфорированный пластинчатый рассекатель в донной части барботажного колонного реактора 30 и поднимается через суспензию, состоящую из катализатора и масляной среды, и во время этого подъема синтез-газ, включенный в пузырьки, растворяется в суспензии, и газообразный водород и газообразный монооксид углерода вовлекаются в реакцию синтеза с катализатором, как показано в нижеследующем уравнении химической реакции (4):Among them, the bubble column reactor 30, which is an example of a reactor that converts synthesis gas to liquid hydrocarbons, functions as a reactor that produces liquid hydrocarbons from synthesis gas by a FT synthesis reaction. This bubble column reactor 30 is constituted, for example, by a suspension bubble column reactor in which a suspension consisting of a catalyst and an oil medium is placed inside the column. This bubble column reactor 30 produces liquid hydrocarbons from synthesis gas using a FT synthesis reaction. In more detail, in this bubble column reactor 30, synthesis gas as feed gas is supplied by bubbling through a perforated plate divider in the bottom of the bubble column reactor 30 and rises through a suspension consisting of a catalyst and an oil medium, and during this rise, the synthesis gas included into bubbles, dissolves in suspension, and gaseous hydrogen and gaseous carbon monoxide are involved in the synthesis reaction with the catalyst, as shown in the following chemical reaction equation (4):

2nH₂+nCO→(-CH₂-)_n+nH₂O (4)2nH ₂ + nCO → (-CH ₂ -) _n + nH ₂ O (4)

Поскольку эта реакция ФТ-синтеза является экзотермической реакцией, барботажный колонный реактор 30, который представляет собой реактор типа теплообменника, внутри которого размещен трубчатый теплообменник 32, скомпонован так, что, например, вода (BFW: вода для питания кипятильника) подается в качестве охлаждающей среды, чтобы теплота реакции из вышеупомянутой реакции ФТ-синтеза могла быть утилизирована в виде пара среднего давления с помощью теплового обмена между суспензией и водой.Since this FT synthesis reaction is an exothermic reaction, the bubble column reactor 30, which is a heat exchanger type reactor inside which a tubular heat exchanger 32 is placed, is arranged such that, for example, water (BFW: water for feeding the boiler) is supplied as a cooling medium so that the heat of reaction from the aforementioned FT synthesis reaction can be disposed of as medium pressure vapor by heat exchange between the suspension and water.

Наконец, будет описан блок повышения качества 7. Блок повышения качества 7 включает, например, реактор гидрокрекинга воскового компонента 50, реактор гидрирования керосиновой и газойлевой фракции 52, реактор гидрирования лигроиновой фракции 54, газожидкостные сепараторы 56, 58 и 60, вторую ректификационную колонну 70 и стабилизатор нафты 72. Реактор гидрокрекинга воскового компонента 50 соединен с нижней частью первой ректификационной колонны 40. Реактор гидрирования керосиновой и газойлевой фракции 52 соединен с центральной частью первой ректификационной колонны 40. Реактор гидрирования лигроиновой фракции 54 соединен с верхней частью первой ректификационной колонны 40. Газожидкостные сепараторы 56, 58 и 60 расположены так, чтобы соответствовать реакторам для гидрирования 50, 52 и 54 соответственно. Вторая ректификационная колонна 70 отделяет и очищает жидкие углеводороды, поступающие из газо-жидкостных сепараторов 56 и 58, согласно температурам кипения. Стабилизатор нафты 72 производит ректификацию жидких углеводородов лигроиновой фракции, поступающей из газожидкостного сепаратора 60 и второй ректификационной колонны 70. Затем стабилизатор нафты 72 выводит компоненты, более легкие, чем бутан, в виде газа, сжигаемого в факеле (газообразного выброса), и отделяет и регенерирует компоненты, имеющие число атомов углерода от пяти и выше в качестве лигроинового продукта.Finally, the quality improvement unit 7 will be described. The quality improvement unit 7 includes, for example, a wax component hydrocracking reactor 50, a kerosene and gas oil fraction hydrogenation reactor 52, a naphtha hydrogenation reactor 54, gas-liquid separators 56, 58 and 60, a second distillation column 70 and naphtha stabilizer 72. The wax component hydrocracking reactor 50 is connected to the bottom of the first distillation column 40. The kerosene and gas oil fraction hydrogenation reactor 52 is connected to the central part of the first distillation column 40. The hydrogenation reactor of the naphtha fraction 54 is connected to the top of the first distillation column 40. Gas-liquid separators 56, 58 and 60 are arranged so as to correspond to the hydrogenation reactors 50, 52 and 54, respectively. The second distillation column 70 separates and purifies the liquid hydrocarbons from the gas-liquid separators 56 and 58, according to the boiling points. The naphtha stabilizer 72 rectifies the liquid hydrocarbons of the naphtha fraction coming from the gas-liquid separator 60 and the second distillation column 70. The naphtha stabilizer 72 then removes components that are lighter than butane in the form of gas flared (gaseous discharge) and separates and regenerates components having a carbon number of five or more as a naphtha product.

Далее будет описан процесс (GTL-процесс) синтеза жидкого топлива из природного газа с помощью системы синтеза жидкого топлива 1, скомпонованной, как показано выше.Next, a process (GTL process) for synthesizing liquid fuel from natural gas using the liquid fuel synthesis system 1 configured as shown above will be described.

Природный газ (основным компонентом которого является СН₄) в качестве углеводородного сырья подается в систему синтеза жидкого топлива 1 из внешнего источника природного газа (не показан), такого как месторождение природного газа или предприятие, обрабатывающее природный газ. Вышеупомянутая установка для производства синтез-газа 3 преобразует этот природный газ для получения синтез-газа (газовой смеси, включающей газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов).Natural gas (the main component of which is CH ₄ ) is supplied as a hydrocarbon feed to the liquid fuel synthesis system 1 from an external source of natural gas (not shown), such as a natural gas field or a natural gas processing plant. The aforementioned synthesis gas production plant 3 converts this natural gas to produce synthesis gas (a gas mixture comprising carbon monoxide gas and hydrogen gas as main components).

Более конкретно, во-первых, вышеупомянутый природный газ подается в реактор десульфуризации 10 вместе с газообразным водородом, отделенным в установке для отделения водорода 26. Реактор десульфуризации 10 производит гидрирование и десульфуризацию сернистого компонента, присутствующего в природном газе, с использованием газообразного водорода, с помощью ZnO-катализатора. Благодаря предварительной десульфуризации природного газа этим путем можно предотвратить обусловленное серой снижение активности катализатора, применяемого в реформинг-установке 12, барботажном колонном реакторе 30 и т.д.More specifically, firstly, the aforementioned natural gas is supplied to the desulfurization reactor 10 together with hydrogen gas separated in the hydrogen separation unit 26. The desulfurization reactor 10 hydrogenates and desulfurizes the sulfur component present in the natural gas using hydrogen gas using ZnO catalyst. Due to the preliminary desulfurization of natural gas in this way, it is possible to prevent the sulfur-induced decrease in the activity of the catalyst used in the reforming unit 12, bubble column reactor 30, etc.

Природный газ (может также содержать диоксид углерода), подвергнутый десульфуризации этим способом, подается в реформинг-установку 12, после чего газообразный диоксид углерода (СО₂), подводимый из источника подачи диоксида углерода (не показан), и водяной пар, образованный в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, смешиваются с обессеренным природным газом. Реформинг-установка 12 преобразует природный газ с использованием диоксида углерода и пара с образованием высокотемпературного синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов, с помощью вышеупомянутого способа реформинга водяного пара и газообразного диоксида углерода. В это время реформинг-установка 12 снабжается, например, газообразным топливом для горелки, расположенной в реформинг-установке 12, и воздухом, и теплота реакции, требуемая для вышеупомянутой реакции реформинга водяного пара и газообразного диоксида углерода, которая является эндотермической реакцией, подводится от теплоты сгорания газообразного топлива в горелке.Natural gas (may also contain carbon dioxide), subjected to desulfurization by this method, is fed to the reformer 12, followed by gaseous carbon dioxide (CO ₂ ) supplied from a carbon dioxide supply source (not shown), and water vapor formed in the boiler 14, using the heat of the exhaust gases, mixed with desulphurized natural gas. The reforming unit 12 converts natural gas using carbon dioxide and steam to form a high temperature synthesis gas including gaseous carbon monoxide and gaseous hydrogen as main components, using the aforementioned method of reforming water vapor and gaseous carbon dioxide. At this time, the reforming unit 12 is supplied with, for example, gaseous fuel for the burner located in the reforming unit 12, and air, and the heat of reaction required for the aforementioned reforming reaction of water vapor and gaseous carbon dioxide, which is an endothermic reaction, is supplied from heat combustion of gaseous fuel in the burner.

Высокотемпературный синтез-газ (например, с температурой 900ºС, давление 2,0 МПа (избыточных)), полученный в реформинг-установке 12 этим путем, подается в кипятильник 14, использующий тепло отходящих газов, и охлаждается путем теплообмена с водой, которая циркулирует через кипятильник 14, использующий тепло отходящих газов (например, до температуры 400ºС), тем самым теряя и утилизируя тепло. В этот момент вода, нагретая синтез-газом в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, подается в газожидкостный сепаратор 16. Из этого газожидкостного сепаратора 16 газообразный компонент подается в реформинг-установку 12 или другие внешние устройства в виде пара высокого давления (например, давление от 3,4 до 10,0 МПа (избыточных)), и вода в виде жидкого компонента возвращается в кипятильник 14, использующий тепло отходящих газов.The high-temperature synthesis gas (for example, with a temperature of 900 ° C, a pressure of 2.0 MPa (excess)) obtained in the reformer 12 in this way is fed to a boiler 14 using exhaust gas heat and cooled by heat exchange with water that circulates through boiler 14, which uses the heat of the exhaust gases (for example, to a temperature of 400 ° C), thereby losing and utilizing heat. At this point, the water heated by the synthesis gas in the boiler 14 using the heat of the exhaust gases is supplied to the gas-liquid separator 16. From this gas-liquid separator 16, the gaseous component is supplied to the reformer 12 or other external devices in the form of high pressure steam (for example, pressure from 3.4 to 10.0 MPa (excess)), and water in the form of a liquid component is returned to the boiler 14 using the heat of the exhaust gases.

Между тем, синтез-газ, охлажденный в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, подается в поглотительную колонну 22 установки для удаления СО₂ 20 или барботажный колонный реактор 30, после того, как сконденсированные компоненты отделены и удалены из синтез-газа в газожидкостном сепараторе 18. Поглотительная колонна 22 поглощает газообразный диоксид углерода, присутствующий в синтез-газе, с помощью циркулирующего поглотителя для удаления газообразного диоксида углерода из синтез-газа. Поглотитель, захвативший газообразный диоксид углерода внутри этой поглотительной колонны 22, вводится в регенерационную колонну 24, поглотитель, включающий газообразный диоксид углерода, нагревается и подвергается десорбционной обработке, например, паром, и полученный свободный газообразный диоксид углерода подается в реформинг-установку 12 из регенерационной колонны 24 и используется вновь для вышеупомянутой реакции реформинга. Далее поглотитель, из которого был выделен и регенерирован газообразный диоксид углерода, подается в поглотительную колонну 22 и используется вновь для удаления вышеупомянутого газообразного диоксида углерода.Meanwhile, the synthesis gas cooled in the boiler 14 using the waste gas heat is supplied to the absorption tower 22 of the CO ₂ removal unit 20 or the bubble column reactor 30, after the condensed components are separated and removed from the synthesis gas in a gas-liquid separator 18. The absorption column 22 absorbs the carbon dioxide gas present in the synthesis gas using a circulating absorber to remove carbon dioxide gas from the synthesis gas. The absorber trapping carbon dioxide gas inside this absorption column 22 is introduced into the regeneration column 24, the absorber comprising carbon dioxide gas is heated and subjected to desorption treatment, for example, with steam, and the resulting free carbon dioxide gas is fed to the reformer 12 from the regeneration column 24 and is used again for the aforementioned reforming reaction. Next, the absorber from which gaseous carbon dioxide has been separated and regenerated is supplied to the absorption column 22 and is used again to remove the aforementioned carbon dioxide gas.

Синтез-газ, полученный этим путем в установке для получения синтез-газа 3, подается в барботажный колонный реактор 30 вышеупомянутой установки для ФТ-синтеза 5. В это время композиционное соотношение синтез-газа, подаваемого в барботажный колонный реактор 30, корректируется до композиционного соотношения (например, Н₂:СО=2:1 (молярное отношение)), пригодного для реакции ФТ-синтеза. В дополнение, давление синтез-газа, подаваемого в барботажный колонный реактор 30, повышается до давления (например, 3,6 МПа (избыточных)), пригодного для реакции ФТ-синтеза, с помощью компрессора (не показан), предусмотренного в трубопроводе, который соединяет установку для удаления СО₂ 20 с барботажным колонным реактором 30.The synthesis gas obtained in this way in the synthesis gas production apparatus 3 is supplied to the bubble column reactor 30 of the aforementioned FT synthesis plant 5. At this time, the compositional ratio of the synthesis gas supplied to the bubbler column reactor 30 is adjusted to the composition ratio (e.g., H ₂ : CO = 2: 1 (molar ratio)) suitable for FT synthesis reaction. In addition, the pressure of the synthesis gas supplied to the bubble column reactor 30 is increased to a pressure (e.g., 3.6 MPa (excess)) suitable for the FT synthesis reaction using a compressor (not shown) provided in the pipeline, which connects the installation for the removal of CO ₂ 20 with a bubble column reactor 30.

Далее часть синтез-газа, из которого газообразный диоксид углерода был отделен в вышеупомянутой установке для удаления СО₂ 20, также подается в установку для отделения водорода 26. Установка для отделения водорода 26 отделяет газообразный водород, присутствующий в синтез-газе, путем адсорбции и десорбции (адсорбции водорода при переменном давлении (PSA)) с использованием разности давлений, как описано выше. Этот отделенный водород непрерывно подается из газгольдера (не показан) и т.п. через компрессор (не показан) в разнообразные устройства для реакционной утилизации водорода (например, реактор десульфуризации 10, реактор гидрокрекинга восковых компонентов 50, реактор гидрирования керосиновой и газойлевой фракции 52, реактор гидрирования лигроиновой фракции 54 и т.д.), которые выполняют заранее заданные реакции, использующие водород в пределах системы синтеза жидкого топлива 1.Next, a portion of the synthesis gas from which gaseous carbon dioxide was separated in the aforementioned CO ₂ 20 removal unit is also supplied to the hydrogen separation unit 26. The hydrogen separation unit 26 separates the hydrogen gas present in the synthesis gas by adsorption and desorption (variable pressure hydrogen adsorption (PSA)) using a pressure differential as described above. This separated hydrogen is continuously supplied from a gas tank (not shown) and the like. through a compressor (not shown) to a variety of devices for reactive hydrogen utilization (for example, a desulphurization reactor 10, a wax component hydrocracking reactor 50, a kerosene and gas oil fraction hydrogenation reactor 52, a naphtha hydrogenation reactor 54, etc.) that fulfill predetermined reactions using hydrogen within a liquid fuel synthesis system 1.

Далее вышеупомянутая установка для ФТ-синтеза 5 производит жидкие углеводороды путем реакции ФТ-синтеза из синтез-газа, полученного в вышеупомянутой установке для производства синтез-газа 3.Further, the aforementioned plant for FT synthesis 5 produces liquid hydrocarbons by a reaction of FT synthesis from synthesis gas obtained in the aforementioned plant for the production of synthesis gas 3.

Более конкретно, синтез-газ, из которого газообразный диоксид углерода был отделен в вышеупомянутой установке для удаления СО₂ 20, протекает в барботажный колонный реактор 30 из донной части реактора 30 и протекает через суспензию катализатора, помещенную в барботажный колонный реактор 30. В это время внутри барботажного колонного реактора 30 монооксид углерода и газообразный водород, которые входят в состав синтез-газа, реагируют между собой в реакции ФТ-синтеза, тем самым образуя углеводороды. Более того, путем циркуляции воды через трубчатый теплообменник 32 в барботажном колонном реакторе 30 во время этой реакции синтеза теплота процесса реакции ФТ-синтеза отводится, и вода, нагретая с помощью этого теплообмена, испаряется с образованием пара. Что касается этого водяного пара, вода, отделенная в газо-жидкостном сепараторе 34, возвращается в трубчатый теплообменник 32, и пар подается к внешним устройствам в виде пара среднего давления (например, с давлением от 1,0 до 2,5 МПа (избыточных)).More specifically, synthesis gas from which carbon dioxide gas was separated in the aforementioned CO ₂ 20 removal unit flows into the bubble column reactor 30 from the bottom of the reactor 30 and flows through a catalyst slurry placed in the bubble column reactor 30. At this time inside the bubble column reactor 30, carbon monoxide and hydrogen gas, which are part of the synthesis gas, react with each other in the FT synthesis reaction, thereby forming hydrocarbons. Moreover, by circulating water through a tubular heat exchanger 32 in a bubble column reactor 30 during this synthesis reaction, the heat of the FT synthesis reaction is removed and the water heated by this heat exchange evaporates to form steam. As for this water vapor, the water separated in the gas-liquid separator 34 is returned to the tubular heat exchanger 32, and the steam is supplied to external devices in the form of medium pressure steam (for example, with a pressure of from 1.0 to 2.5 MPa (excess) )

Жидкие углеводороды, синтезированные в барботажном колонном реакторе 30 этим путем, удаляются из центральной части барботажного колонного реактора 30 и вводятся в сепаратор 36. Сепаратор 36 разделяет введенные жидкие углеводороды на катализатор (твердый компонент) в извлеченной суспензии и жидкий компонент, включающий жидкий углеводородный продукт. Часть отделенного катализатора подается в барботажный колонный реактор 30, и жидкий компонент из него подается на первую ректификационную колонну 40. С верхней части барботажного колонного реактора 30 непрореагировавший синтез-газ и газообразный компонент синтезированных углеводородов вводятся в газо-жидкостный сепаратор 38. Газожидкостный сепаратор 38 охлаждает эти газы и затем отделяет некоторые сконденсированные жидкие углеводороды для введения их в первую ректификационную колонну 40. Между тем, в виде газообразного компонента, отделенного в газо-жидкостном сепараторе 38, непрореагировавшие синтез-газы (СО и Н₂) вводятся в донную часть барботажного колонного реактора 30 и используются вновь для реакции ФТ-синтеза. Далее газообразный выброс (газ для сжигания в факеле), иной, нежели целевые продукты, который содержит в качестве основного компонента газообразный углеводород, имеющий низкое число атомов углерода (менее чем С₄), выводится во внешнее устройство для сожжения (не показано), сжигается в нем и затем выпускается в атмосферу.The liquid hydrocarbons synthesized in the bubble column reactor 30 in this way are removed from the central portion of the bubble column reactor 30 and introduced into the separator 36. The separator 36 separates the introduced liquid hydrocarbons into a catalyst (solid component) in the recovered suspension and a liquid component including a liquid hydrocarbon product. A portion of the separated catalyst is fed to a bubble column reactor 30, and a liquid component is supplied from it to a first distillation column 40. From the top of the bubble column reactor 30, unreacted synthesis gas and a gaseous component of the synthesized hydrocarbons are introduced into a gas-liquid separator 38. The gas-liquid separator 38 cools these gases and then separates some condensed liquid hydrocarbons for introducing them into the first distillation column 40. Meanwhile, in the form of a gaseous component, the department In the gas-liquid separator 38, unreacted synthesis gases (CO and H ₂ ) are introduced into the bottom of the bubble column reactor 30 and are used again for the FT synthesis reaction. Further, a gaseous discharge (gas for flaring), other than the target products, which contains as a main component a gaseous hydrocarbon having a low number of carbon atoms (less than C ₄ ), is discharged into an external combustion device (not shown), in it and then released into the atmosphere.

Далее первая ректификационная колонна 40 нагревает жидкие углеводороды (число атомов углерода в которых варьируется), подаваемые через сепаратор 36 и газожидкостный сепаратор 38 из барботажного колонного реактора 30, как описано выше, для фракционной разгонки жидких углеводородов с использованием разницы в температурах кипения. Тем самым первая ректификационная колонна 40 очищает и разделяет жидкие углеводороды на лигроиновую фракцию (температура кипения которой составляет менее чем около 315ºС), керосиновую и газойлевую фракцию (температура кипения которой составляет от около 315 до 800ºС) и восковой компонент (температура кипения которого составляет более чем около 800ºС). Жидкие углеводороды (главным образом С₂₁ или более) как восковой компонент, извлеченные из донной части первой ректификационной колонны 40, передаются в реактор гидрокрекинга воскового компонента 50, жидкие углеводороды (главным образом от С₁₁ до С₂₀) как керосиновая и газойлевая фракция, удаленная из центральной части первой ректификационной колонны 40, передаются в реактор гидрирования керосиновой и газойлевой фракции 52, и жидкие углеводороды (главным образом от С₅ до С₁₀) как лигроиновая фракция, извлекаемая из верхней части первой ректификационной колонны 40, передаются в реактор гидрирования лигроиновой фракции 54.Next, the first distillation column 40 heats liquid hydrocarbons (the number of carbon atoms in which) is supplied through a separator 36 and a gas-liquid separator 38 from a bubble column reactor 30, as described above, for fractional distillation of liquid hydrocarbons using a difference in boiling points. Thus, the first distillation column 40 refines and separates liquid hydrocarbons into a ligroin fraction (boiling point of which is less than about 315ºС), a kerosene and gas oil fraction (boiling point of which is from about 315 to 800ºС) and a wax component (boiling point of which is more than about 800ºС). Liquid hydrocarbons (mainly C ₂₁ or more) as a wax component extracted from the bottom of the first distillation column 40 are transferred to the wax component hydrocracking reactor 50, liquid hydrocarbons (mainly C ₁₁ to C ₂₀ ) as a kerosene and gas oil fraction removed from the central part of the first fractionator 40 are transferred to the hydrogenation reactor kerosene and gas oil fraction 52 and the liquid hydrocarbons (mainly C ₅ to C ₁₀₎ as the naphtha fraction extracted from the top of the first recto tele- communications column 40 are transferred to the naphtha hydrogenation reactor 54.

Реактор гидрокрекинга воскового компонента 50 производит гидрокрекинг жидких углеводородов как воскового компонента с высоким числом атомов углерода (приблизительно С₂₁ или более), который был подан из нижней части первой ректификационной колонны 40, с использованием газообразного водорода, поставляемого из вышеупомянутой установки для отделения водорода 26, для сокращения числа атомов углерода до уровня менее С₂₀. В этой реакции гидрокрекинга углеводороды с высоком числом атомов углерода и с низким молекулярным весом формируются путем расщепления С-С-связей в углеводородах с большим числом атомов углерода, используя катализатор и теплоту. Продукт, включающий жидкие углеводороды, полученные гидрокрекингом в этом реакторе гидрокрекинга воскового компонента 50, разделяется на газ и жидкость в газо-жидкостном сепараторе 56, из которого жидкие углеводороды направляются во вторую ректификационную колонну 70 и газообразный компонент (включающий газообразный водород) которого направляется в реактор гидрирования керосиновой и газойлевой фракции 52 и реактор гидрирования лигроиновой фракции 54.The hydrocracking reactor of the wax component 50 hydrocracks the liquid hydrocarbons as a wax component with a high number of carbon atoms (approximately C ₂₁ or more) that has been fed from the bottom of the first distillation column 40 using hydrogen gas supplied from the aforementioned hydrogen separation unit 26. to reduce the number of carbon atoms to less than C ₂₀ . In this hydrocracking reaction, hydrocarbons with a high number of carbon atoms and low molecular weight are formed by cleavage of C — C bonds in hydrocarbons with a large number of carbon atoms, using a catalyst and heat. A product including liquid hydrocarbons obtained by hydrocracking in this wax component hydrocracking reactor 50 is separated into gas and liquid in a gas-liquid separator 56, from which liquid hydrocarbons are sent to a second distillation column 70 and a gaseous component (including hydrogen gas) is sent to the reactor hydrogenation of the kerosene and gas oil fraction 52 and a hydrogenation reactor of the naphtha fraction 54.

Реактор гидрирования керосиновой и газойлевой фракции 52 подвергает гидрированию жидкие углеводороды (приблизительно от С₁₁ до С₂₀) как керосиновую и газойлевую фракцию, имеющую приблизительно среднее число атомов углерода, которая была поставлена из центральной части первой ректификационной колонны 40, с использованием газообразного водорода, подаваемого через реактор гидрокрекинга воскового компонента 50 из установки для отделения водорода 26. Эта реакция гидрирования представляет собой реакцию, в которой водород присоединяется к ненасыщенным связям вышеупомянутых жидких углеводородов для насыщения жидких углеводородов и образования насыщенных углеводородов с линейными цепями. В результате продукт, включающий гидрированные жидкие углеводороды, разделяется на газ и жидкость в газо-жидкостном сепараторе 58, из которого жидкие углеводороды направляются во вторую ректификационную колонну 70 и газообразный компонент (включающий газообразный водород) которого используется вновь для вышеупомянутой реакции гидрирования.The hydrogenation reactor of the kerosene and gas oil fraction 52 hydrogenates liquid hydrocarbons (approximately C ₁₁ to C ₂₀ ) as a kerosene and gas oil fraction having approximately the average number of carbon atoms that was supplied from the central part of the first distillation column 40 using hydrogen gas supplied through the hydrocracking reactor of the wax component 50 from the hydrogen separation unit 26. This hydrogenation reaction is a reaction in which hydrogen is attached to saturated bonds of the aforementioned liquid hydrocarbons to saturate liquid hydrocarbons and form saturated linear chain hydrocarbons. As a result, a product including hydrogenated liquid hydrocarbons is separated into gas and liquid in a gas-liquid separator 58 from which liquid hydrocarbons are sent to a second distillation column 70 and a gaseous component (including hydrogen gas) is used again for the aforementioned hydrogenation reaction.

Реактор гидрирования лигроиновой фракции 54 производит гидрирование жидких углеводородов (приблизительно С₁₀ или менее) как лигроиновой фракции с низким числом атомов углерода, которая была поставлена из верхней части первой ректификационной колонны 40, с использованием газообразного водорода, поступающего через реактор гидрокрекинга воскового компонента 50 из установки для отделения водорода 26. В результате продукт, включающий гидрированные жидкие углеводороды, разделяется на газ и жидкость в газо-жидкостном сепараторе 60, жидкие углеводороды из которого передаются в стабилизатор нафты 72, который представляет собой вид ректификационной колонны и газообразный компонент (включающий газообразный водород) которого используется вновь для вышеупомянутой реакции гидрирования.The hydrogenation reactor of the naphtha fraction 54 hydrogenates liquid hydrocarbons (approximately C ₁₀ or less) as the low carbon atom naphtha fraction, which was supplied from the top of the first distillation column 40, using hydrogen gas supplied through the hydrocracking reactor of the wax component 50 from the installation for the separation of hydrogen 26. As a result, the product, including hydrogenated liquid hydrocarbons, is separated into gas and liquid in a gas-liquid separator 60, liquid carbohydrates the species from which are transferred to a naphtha stabilizer 72, which is a type of distillation column and whose gaseous component (including hydrogen gas) is used again for the above hydrogenation reaction.

Далее вторая ректификационная колонна 70 разгоняет жидкие углеводороды, поставляемые из реактора гидрокрекинга воскового компонента 50, и реактора гидрирования керосиновой и газойлевой фракции 52, как описано выше. Тем самым вторая ректификационная колонна 70 разделяет и очищает жидкие углеводороды на лигроиновую фракцию (температура кипения которой составляет менее чем около 315ºС) с числом атомов углерода 10 или менее, керосин (температура кипения которого составляет от около 315 до 450ºС) и газойль (температура кипения которого составляет от около 450 до 800ºС). Газойль извлекается из нижней части второй ректификационной колонны 70, и керосин отбирается из центральной части таковой. Между тем, газообразный углеводород с числом атомов углерода 10 или более извлекается с верхней части второй ректификационной колонны 70 и подается в стабилизатор нафты 72.Next, the second distillation column 70 accelerates liquid hydrocarbons supplied from the hydrocracking reactor of the wax component 50 and the hydrogenation reactor of the kerosene and gas oil fraction 52, as described above. Thus, the second distillation column 70 separates and purifies liquid hydrocarbons into a naphtha fraction (boiling point of which is less than about 315 ° C) with 10 carbon atoms or less, kerosene (boiling point of which is from about 315 to 450 ° C) and gas oil (boiling point of which ranges from about 450 to 800ºС). Gas oil is removed from the bottom of the second distillation column 70, and kerosene is taken from the central part thereof. Meanwhile, a gaseous hydrocarbon with a number of carbon atoms of 10 or more is recovered from the upper part of the second distillation column 70 and fed to the naphtha stabilizer 72.

Более того, стабилизатор нафты 72 разгоняет углеводороды с числом атомов углерода 10 или менее, которые были поставлены из верхней лигроиновой фракции реактора гидрирования 54 и второй ректификационной колонны 70. Тем самым стабилизатор нафты 72 разделяет и очищает нафту (от С₅ до С₁₀) как продукт. Соответственно этому высокочистая нафта извлекается из нижней части стабилизатора нафты 72. Между тем, газообразный выброс (газ для сжигания в факеле), иной, нежели продукты, который содержит в качестве основного компонента углеводороды с числом атомов углерода, меньшим чем или равным заранее заданному или меньшему числу (менее чем или равному С₄), выпускается из верхней части стабилизатора нафты 72. Далее газообразный выброс вводится во внешнюю установку для сжигания (не показана), сжигается в ней и затем выбрасывается в атмосферу.Moreover, the naphtha stabilizer 72 accelerates hydrocarbons with a carbon number of 10 or less, which were supplied from the upper ligroin fraction of the hydrogenation reactor 54 and the second distillation column 70. Thus, the naphtha stabilizer 72 separates and purifies the naphtha (from C ₅ to C ₁₀ ) as product. Accordingly, high-purity naphtha is extracted from the lower part of the naphtha stabilizer 72. Meanwhile, a gaseous discharge (gas for flaring), other than products, which contains hydrocarbons with the number of carbon atoms less than or equal to a predetermined or smaller a number (less than or equal to C ₄ ) is discharged from the top of the naphtha stabilizer 72. Next, a gaseous discharge is introduced into an external combustion plant (not shown), burned therein and then released into the atmosphere.

До сих пор был описан процесс (GTL-процесс) системы синтеза жидкого топлива 1. С помощью GTL-процесса природный газ может быть легко и экономично преобразован в чистые жидкие топлива, такие как высокочистая нафта (от С₅ до С₁₀: необработанный бензин), керосин (от С₁₁ до С₁₅: керосин) и газойль (от С₁₆ до С₂₀: газойль). Более того, в настоящем варианте осуществления вышеупомянутый способ реформинга водяного пара и газообразного диоксида углерода исполнен в реформинг-установке 12. Таким образом, есть преимущества, в которых диоксид углерода, содержащийся в природном газе, используемом в качестве сырья, может быть утилизирован эффективно, композиционное соотношение (например, Н₂:СО=2:1 (молярное отношение)) синтез-газа, пригодное для вышеупомянутой реакции ФТ-синтеза, может быть эффективно реализовано в одной реакции в реформинг-установке 12, корректирование концентрации водорода и т.п. не является необходимым.So far, the process (GTL process) of the liquid fuel synthesis system 1 has been described. Using the GTL process, natural gas can be easily and economically converted to pure liquid fuels such as high purity naphtha (C ₅ to C ₁₀ : untreated gasoline) kerosene (C ₁₁ to C ₁₅ : kerosene) and gas oil (C ₁₆ to C ₂₀ : gas oil). Moreover, in the present embodiment, the aforementioned method for reforming water vapor and gaseous carbon dioxide is carried out in the reforming unit 12. Thus, there are advantages in which carbon dioxide contained in the natural gas used as a raw material can be disposed of efficiently, composite ratio (e.g., H _2: CO = 2: 1 (molar ratio)) of the synthesis gas suitable for the above FT synthesis reaction can be effectively implemented in a single reaction in the reformer unit 12, corrected is, hydrogen concentration, etc. not necessary.

Между тем, является общепринятым, что пар высокого давления, генерируемый при утилизации отходящего тепла синтез-газа, произведенного в реформинг-установке 12, с помощью кипятильника 14, использующего тепло отходящих газов, и пар среднего давления, образуемый при утилизации теплоты реакции в процессе ФТ-синтеза в барботажном колонном реакторе 30 с помощью трубчатого теплообменника 32, не использовался эффективно, и большая часть такового собирается и выводится в виде сконденсированных стоков. В частности, поскольку пар среднего давления, например, представляет собой пар, имеющий относительно низкое давление около 1,2 МПа (избыточных), как описано выше, его энергия была относительно малой, и степень его полезности в качестве источника нагревания и т.д. была низкой. Далее пар высокого давления, генерированный путем утилизации тепла в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, часто превращается в пар среднего давления при использовании независимого клапана для понижения давления или независимого устройства для понижения температуры и устройства для снижения давления пара 144 как комбинации таковых.Meanwhile, it is generally accepted that the high-pressure steam generated during the utilization of the waste heat of the synthesis gas produced in the reforming unit 12, using a boiler 14 using the heat of the exhaust gases, and medium-pressure steam generated during utilization of the reaction heat in the FT process -synthesis in a bubble column reactor 30 using a tubular heat exchanger 32 was not used efficiently, and most of this is collected and discharged in the form of condensed effluents. In particular, since medium-pressure steam, for example, is steam having a relatively low pressure of about 1.2 MPa (excess), as described above, its energy was relatively small, and its usefulness as a heating source, etc. was low. Further, the high-pressure steam generated by recovering heat in a boiler 14 using exhaust heat is often converted to medium-pressure steam using an independent pressure reducing valve or an independent pressure reducing device and a vapor pressure reducing device 144 as a combination thereof.

Таким образом, в системе синтеза жидкого топлива 1 согласно настоящему варианту осуществления, как показано в Фиг. 1, пар высокого давления (буква «А» в кружке на чертеже), генерированный в ходе утилизации отходящего тепла с помощью кипятильника 14, использующего тепло отходящих газов, или пар среднего давления (буква «В» в кружке на чертеже), генерированный при утилизации теплоты реакции в трубчатом теплообменнике 32, используется в качестве источника нагревания в установке для тепловой обработки, которая выполняет заданную тепловую обработку с использованием пара, такая как регенерационная колонна 24 установки для отделения СО₂ 20, первая ректификационная колонна 40, вторая ректификационная колонна 70 и стабилизатор нафты 72. Тем самым вышеупомянутый пар высокого давления или пар среднего давления эффективно используется в пределах системы синтеза жидкого топлива 1, улучшая тепловую эффективность всей системы синтеза жидкого топлива 1, применяющей GTL-технологию.Thus, in the liquid fuel synthesis system 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, high-pressure steam (letter “A” in the circle in the drawing) generated during waste heat recovery using a boiler 14 using waste gas heat, or medium-pressure steam (letter “B” in the circle in the drawing) generated during disposal the heat of reaction in a tubular heat exchanger 32, is used as a heat source in a heat treatment unit that performs a predetermined heat treatment using steam, such as a regeneration column 24 of a CO ₂ 20 separation unit, a first distillation column 40, second distillation column 70, and naphtha stabilizer 72. Thus, the aforementioned high pressure steam or medium pressure steam is effectively used within the liquid fuel synthesis system 1, improving the thermal efficiency of the entire liquid fuel synthesis system 1 using GTL technology.

Далее, с привлечением Фиг. 2, будут описаны подробности утилизации пара, такого как пар высокого давления, генерированный в ходе утилизации отходящего тепла в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, и пар среднего давления, генерированный в ходе утилизации теплоты реакции в трубчатом теплообменнике 32, в системе синтеза жидкого топлива 1 согласно настоящему варианту осуществления. В дополнение, Фиг. 2 представляет собой блок-схему, показывающую принципы утилизации пара в системе синтеза жидкого топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.Next, with reference to FIG. 2, details will be described of steam recovery, such as high pressure steam generated during waste heat recovery in a boiler 14 using exhaust gas heat, and medium pressure steam generated during heat recovery in a tubular heat exchanger 32 in a liquid fuel synthesis system 1 according to the present embodiment. In addition, FIG. 2 is a block diagram showing the principles of steam recovery in a liquid fuel synthesis system in accordance with an embodiment of the present invention.

Во-первых, будет подробно описана компоновка регенерационной колонны 24, первой ректификационной колонны 40 и второй ректификационной колонны 70 согласно настоящему варианту осуществления. В дополнение, прочие компоновки таковы, как описано выше.First, the arrangement of the recovery column 24, the first distillation column 40 and the second distillation column 70 according to the present embodiment will be described in detail. In addition, other arrangements are as described above.

Как показано в Фиг. 2, регенерационная колонна 24 включает теплообменник 242 как средство нагревания для выполнения нагревания, когда газообразный диоксид углерода выделяется из поглотителя, включающего большую концентрацию газообразного диоксида углерода. Этот теплообменник 242 производит теплообмен, чтобы использовать тепло высокотемпературного пара для нагревания поглотителя в регенерационной колонне, и пар после теплообмена выпускается в виде стока через ловушку конденсата и т.п. В настоящем варианте осуществления пар среднего давления, полученный путем снижения давления пара высокого давления, генерированного путем утилизации отходящего тепла в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов (WHB), с помощью устройства для снижения давления пара 144, или пар среднего давления, генерированный путем утилизации теплоты реакции в трубчатом теплообменнике 32, используется как источник нагревания в теплообменнике 242. Теплообменник 242 может нагревать поглотитель в регенерационной колонне 24, например, до температуры от 100 до 140ºС с использованием такого пара среднего давления.As shown in FIG. 2, the recovery column 24 includes a heat exchanger 242 as a heating means for performing heating when gaseous carbon dioxide is released from the absorber including a high concentration of gaseous carbon dioxide. This heat exchanger 242 performs heat exchange in order to use the heat of high temperature steam to heat the absorber in the recovery column, and the steam after heat exchange is discharged as a drain through a condensate trap or the like. In the present embodiment, medium-pressure steam obtained by reducing the pressure of high-pressure steam generated by utilizing waste heat in a boiler 14 utilizing heat of exhaust gases (WHB) using a vapor pressure reducing device 144, or medium-pressure steam generated by utilizing the heat of reaction in a tubular heat exchanger 32, is used as a heat source in the heat exchanger 242. The heat exchanger 242 can heat the absorber in the regeneration column 24, for example, to a temperature of 100 to 140 ° C with the use of such medium-pressure steam.

Далее регенерационная колонна 24 включает устройство для понижения давления 244 для регенерационной колонны, которое снижает давление в регенерационной колонне 24. В качестве такого устройства для снижения давления 244 для регенерационной колонны может быть применен, например, вакуумный насос. В качестве такого вакуумного насоса может быть использован, например, водоструйный насос, в котором насосом формируется поток жидкости под высоким давлением, этот поток жидкости подается в сопло, используется падение давления вследствие повышения скорости жидкости, выходящей с высокой скоростью из сопла в трубопровод, который засасывает воздух и газ, или его жидкий конденсат присоединяется к этой части с пониженным давлением. По существу, путем понижения давления в регенерационной колонне 24 с использованием устройства для понижения давления 244 для регенерационной колонны, чтобы понизить температуру кипения поглотителя, даже если применяется пар, имеющий низкое энергосодержание, типа вышеупомянутого пара среднего давления, может быть эффективно выполнена регенерация поглотителя, который абсорбировал газообразный диоксид углерода.Further, the recovery column 24 includes a pressure reducing device 244 for the recovery column, which reduces the pressure in the recovery column 24. As such a pressure reducing device 244 for the recovery column, for example, a vacuum pump can be used. As such a vacuum pump, for example, a water-jet pump can be used, in which a liquid flow under high pressure is formed by the pump, this liquid flow is supplied to the nozzle, the pressure drop is used due to the increase in the speed of the liquid exiting at high speed from the nozzle into the pipeline, which sucks air and gas, or its liquid condensate, is attached to this part under reduced pressure. Essentially, by reducing the pressure in the recovery column 24 using a pressure reducing device 244 for the recovery column to lower the boiling point of the absorber, even if steam having a low energy content, such as the aforementioned medium pressure steam, is used, regeneration of the absorber can be effectively performed, which absorbed carbon dioxide gas.

Далее первая ректификационная колонна 40 включает теплообменник 402 как средство нагревания для фракционной разгонки смеси множества жидких углеводородов, которые получаются в барботажном колонном реакторе 30 и различаются между собой по температурам кипения. Вторая ректификационная колонна 70 включает теплообменник 702 как средство нагревания для фракционной разгонки реакционных продуктов из реакторов гидрирования 50, 52 и 54. Эти теплообменники 402 и 702 выполняют теплообмен, чтобы использовать теплоту высокотемпературного пара для нагревания жидких углеводородов в первой ректификационной колонне 40 и второй ректификационной колонне 70, и пар после выполнения теплообмена выпускается в виде воды. В настоящем варианте осуществления пар среднего давления, полученный путем понижения давления пара высокого давления, генерированного путем утилизации отходящего тепла в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов (WHB), с помощью устройства для снижения давления пара 144, или пар среднего давления, генерированный путем утилизации теплоты реакции в трубчатом теплообменнике 32, используется как пар для употребления в качестве источников нагревания теплообменников 402 и 702. Теплообменники 402 и 702 могут нагревать жидкие углеводороды в первой ректификационной колонне 40 и второй ректификационной колонне 70 до температуры, например, около 300ºС с использованием такого пара среднего давления.Further, the first distillation column 40 includes a heat exchanger 402 as a heating means for fractional distillation of a mixture of a plurality of liquid hydrocarbons, which are obtained in a bubble column reactor 30 and differ in boiling points. The second distillation column 70 includes a heat exchanger 702 as a heating means for fractionally distilling the reaction products from the hydrogenation reactors 50, 52 and 54. These heat exchangers 402 and 702 perform heat exchange to use the heat of high-temperature steam to heat liquid hydrocarbons in the first distillation column 40 and the second distillation column 70, and steam after heat exchange is discharged in the form of water. In the present embodiment, the medium pressure steam obtained by lowering the pressure of the high pressure steam generated by utilizing waste heat in a boiler 14 using exhaust heat (WHB) using a steam pressure reducing device 144, or the medium pressure steam generated by utilizing the heat of reaction in a tubular heat exchanger 32, used as steam for use as heat sources for heat exchangers 402 and 702. Heat exchangers 402 and 702 can heat liquid hydrocarbons in the first distillation column 40 and the second distillation column 70 to a temperature of, for example, about 300 ° C. using such a medium pressure vapor.

Первая ректификационная колонна 40 включает устройство для понижения давления 404 для первой ректификационной колонны, которое снижает давление, то есть давление в первой ректификационной колонне 40. Вторая ректификационная колонна 70 включает устройство для понижения давления 704 для второй ректификационной колонны, которое понижает давление, то есть давление во второй ректификационной колонне 70. В качестве устройства для понижения давления 404 для первой ректификационной колонны и устройства для понижения давления 704 для второй ректификационной колонны, например, могут быть применены вакуумные насосы, такие как устройство для понижения давления 244 для регенерационной колонны. По существу, устройство для понижения давления 404 для первой ректификационной колонны и устройство для понижения давления 704 для второй ректификационной колонны используются для понижения давления, то есть давлений внутри первой ректификационной колонны 40 и второй ректификационной колонны 70, для снижения температуры кипения жидких углеводородов при проведении вакуумной перегонки и т.д., благодаря чему, даже если используется пар, имеющий низкое энергосодержание, типа вышеупомянутого пара среднего давления, может быть подведено количество тепла, достаточное для фракционной разгонки жидких углеводородных компонентов, температуры кипения которых различаются между собой. Далее путем снижения температуры кипения жидких углеводородов количество тепла, подводимого к нагреваемым жидким углеводородам, может быть сокращено, и частота, с которой жидкие углеводороды подвергаются тепловой обработке при их получении, может быть уменьшена еще больше. Соответственно этому качество очищенных жидких углеводородных продуктов может быть улучшено.The first distillation column 40 includes a pressure reducing device 404 for the first distillation column, which reduces the pressure, that is, the pressure in the first distillation column 40. The second distillation column 70 includes a pressure reducing device 704 for a second distillation column, which reduces the pressure, i.e. pressure in the second distillation column 70. As a device for reducing the pressure 404 for the first distillation column and a device for reducing the pressure 704 for the second distillation ion columns, for example, can be applied vacuum pumps such as a device for reducing the pressure to regeneration tower 244. Essentially, a pressure reducing device 404 for the first distillation column and a pressure reducing device 704 for the second distillation column are used to lower the pressure, i.e. the pressures inside the first distillation column 40 and the second distillation column 70, to reduce the boiling point of liquid hydrocarbons during the vacuum distillation, etc., due to which, even if steam having a low energy content, such as the aforementioned medium pressure steam, is used, a quantity of GUT heat sufficient to fractional distillation of liquid hydrocarbon components whose boiling temperatures differ. Further, by lowering the boiling point of the liquid hydrocarbons, the amount of heat supplied to the heated liquid hydrocarbons can be reduced, and the frequency with which the liquid hydrocarbons are subjected to heat treatment upon receipt can be further reduced. Accordingly, the quality of the purified liquid hydrocarbon products can be improved.

Далее будет описан конкретный способ утилизации пара, такого как пар высокого давления, генерируемый в ходе утилизации отходящего тепла в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, и пар среднего давления, генерированный в процессе утилизации теплоты реакции в трубчатом теплообменнике 32.A specific method for recovering steam, such as high pressure steam generated during waste heat recovery in a boiler 14 using waste gas heat, and medium pressure steam generated during heat recovery of the reaction in the tubular heat exchanger 32 will be described below.

Как показано в Фиг. 2, природный газ, из которого сернистый компонент был удален с помощью реактора десульфуризации 10, подвергается реформингу с помощью реформинг-установки 12 для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов. отходящее тепло синтез-газа, полученного в реформинг-установке 12, утилизируется с помощью кипятильника 14, использующего тепло отходящих газов. Хотя пар (пар высокого давления), генерированный в ходе утилизации отходящего тепла в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, имеет высокое давление, например, около 3,8 МПа (избыточных), его давление снижается до значения около 1,2 МПа (избыточных) с помощью устройства для понижения давления пара 144. Между тем, синтез-газ, отходящее тепло которого было утилизировано, подается в поглотительную колонну 22 установки для удаления СО₂ 20, где газообразный диоксид углерода отделяется с помощью поглотителя.As shown in FIG. 2, the natural gas from which the sulfur component was removed using the desulfurization reactor 10 is reformed using a reforming unit 12 to produce synthesis gas comprising carbon monoxide gas and hydrogen gas as main components. the waste heat of the synthesis gas obtained in the reforming unit 12 is utilized using a boiler 14 using the heat of the exhaust gases. Although the steam (high pressure steam) generated during waste heat recovery in the boiler 14 using the heat of the exhaust gases has a high pressure, for example, of about 3.8 MPa (excess), its pressure decreases to about 1.2 MPa (excess ) using a device for reducing vapor pressure 144. Meanwhile, synthesis gas, the waste heat of which has been disposed of, is supplied to the absorption column 22 of the CO ₂ 20 removal unit, where gaseous carbon dioxide is separated by means of an absorber.

Поглотитель, который абсорбировал газообразный диоксид углерода, и тем самым повысилась концентрация в нем газообразного диоксида углерода, подается в регенерационную колонну 24, где выполняется регенерация поглотителя. В регенерационной колонне 24, внутри регенерационной колонны 24 снижается давление с помощью устройства для понижения давления 244 для регенерационной колонны, и газообразный диоксид углерода выделяется из поглотителя, в то время как поглотитель, включающий газообразный диоксид углерода, нагревается с использованием теплообменника 242. Далее поглотитель, из которого газообразный диоксид углерода был извлечен и регенерирован в регенерационной колонне 244, подается в поглотительную колонну 22 и используется вновь для удаления вышеупомянутого газообразного диоксида углерода.An absorber that has absorbed carbon dioxide gas, and thereby increasing the concentration of carbon dioxide gas therein, is supplied to a regeneration column 24 where regeneration of the absorber is performed. In the regeneration column 24, inside the regeneration column 24, the pressure is reduced by means of a pressure reducing device 244 for the regeneration column, and carbon dioxide gas is released from the absorber, while the absorber including carbon dioxide gas is heated using a heat exchanger 242. Next, the absorber, from which gaseous carbon dioxide was recovered and regenerated in the regeneration column 244, is fed to the absorption column 22 and is used again to remove the above gaseous carbon dioxide.

Синтез-газ, из которого был удален газообразный диоксид углерода, вводится в барботажный колонный реактор 30, где проводится реакциия ФТ-синтеза, то есть реакция синтеза жидких углеводородов. В это время, поскольку реакция ФТ-синтеза является экзотермической реакцией, теплота реакции ФТ-синтеза утилизируется в трубчатом теплообменнике 32, и контролируется так, чтобы температура жидких углеводородов в барботажном колонном реакторе 30 не могла подниматься слишком высоко. Пар (пар среднего давления) генерируется путем утилизации теплоты реакции в этом трубчатом теплообменнике 32.The synthesis gas from which the gaseous carbon dioxide has been removed is introduced into the bubble column reactor 30, where the FT synthesis reaction, that is, the liquid hydrocarbon synthesis reaction, is carried out. At this time, since the FT synthesis reaction is an exothermic reaction, the heat of the FT synthesis reaction is utilized in the tubular heat exchanger 32 and controlled so that the temperature of the liquid hydrocarbons in the bubble column reactor 30 cannot rise too high. Steam (medium pressure steam) is generated by utilizing the heat of reaction in this tubular heat exchanger 32.

Жидкие углеводороды, синтезированные внутри барботажного колонного реактора 30, которые представляют собой смесь, включающую разнообразные сорта углеводородов, имеющих различные числа атомов углерода (различные температуры кипения), подаются в первую ректификационную колонну 40, и проводится фракционная разгонка в первой ректификационной колонне 40 с использованием различий между температурами кипения. В первой ректификационной колонне 40, внутри первой ректификационной колонны 40 создается вакуум с помощью устройства для понижения давления 404 для первой ректификационной колонны, и смесь жидких углеводородов, имеющих различные температуры кипения, подвергается фракционной разгонке, в то время как смесь жидких углеводородов нагревается с использованием теплообменника 402.Liquid hydrocarbons synthesized within the bubble column reactor 30, which are a mixture comprising various types of hydrocarbons having different numbers of carbon atoms (different boiling points), are fed to the first distillation column 40, and fractional distillation is carried out in the first distillation column 40 using differences between boiling points. In the first distillation column 40, a vacuum is created inside the first distillation column 40 using a pressure reducing device 404 for the first distillation column, and the mixture of liquid hydrocarbons having different boiling points is fractionally distilled while the mixture of liquid hydrocarbons is heated using a heat exchanger 402.

Углеводородные компоненты, полученные фракционной разгонкой в первой ректификационной колонне 40, также включают компонент, имеющий все еще большое число атомов углерода, и компонент, имеющий ненасыщенные связи, такой как олефин, иной, нежели нафта, керосин и газойль, которые все же представляют собой конечные продукты системы синтеза жидкого топлива 1. Поэтому реакторы гидрирования 50, 52 и 54 разлагают углеводородные компоненты на компоненты, имеющие пониженное число атомов углерода, путем гидрокрекинга углеводородов, или превращения их в насыщенные углеводородные компоненты путем гидрирования.The hydrocarbon components obtained by fractional distillation in the first distillation column 40 also include a component having still a large number of carbon atoms, and a component having unsaturated bonds, such as an olefin other than naphtha, kerosene and gas oil, which are nevertheless final products of a liquid fuel synthesis system 1. Therefore, hydrogenation reactors 50, 52, and 54 decompose hydrocarbon components into components having a reduced number of carbon atoms by hydrocracking hydrocarbons or converting them into saturated hydrocarbon components by hydrogenation.

Далее реакционные продукты в этих реакторах гидрирования 50, 52 и 54 затем подаются во вторую ректификационную колонну 70, где они подвергаются фракционной разгонке на конечные жидкие углеводородные продукты (жидкие топливные продукты), такие как нафта, керосин и газойль. Во второй ректификационной колонне 70, внутренность второй ректификационной колонны 70 приводится в состояние пониженного давления с помощью устройства для понижения давления 704 для второй ректификационной колонны, и смесь жидких углеводородов, имеющих различные температуры кипения, подвергается фракционной разгонке, в то время как смесь жидких углеводородов нагревается с помощью теплообменника 702.The reaction products in these hydrogenation reactors 50, 52 and 54 are then fed to a second distillation column 70, where they are fractionally distilled to final liquid hydrocarbon products (liquid fuel products) such as naphtha, kerosene and gas oil. In the second distillation column 70, the inside of the second distillation column 70 is brought into a reduced pressure state by means of a pressure reducing device 704 for the second distillation column, and the mixture of liquid hydrocarbons having different boiling points is fractionally distilled while the mixture of liquid hydrocarbons is heated using a heat exchanger 702.

Как описано выше, пар среднего давления, полученный путем понижения давления пара высокого давления, генерированного при утилизации отходящего тепла в кипятильнике 14, использующем тепло отходящих газов, с помощью устройства для понижения давления 144, или пар среднего давления, генерированный при утилизации теплоты реакции в трубчатом теплообменнике 32, используется как пар, употребляемый в качестве источника нагревания, применяемого в теплообменнике 242 в регенерационной колонне 24, теплообменнике 402 в первой ректификационной колонне 40 и теплообменнике 702 во второй ректификационной колонне 70. Соответственно этому пар среднего давления, который традиционно имел мало вариантов применения и редко использовался эффективно ввиду того, что давление пара было относительно низким, может быть эффективно использован в пределах системы жидких углеводородов 1. В результате тепловая эффективность всей системы жидких углеводородов 1 может быть заметно улучшена. Далее пар среднего давления, имеющий малую энергию, может быть использован для нагревания в первой ректификационной колонне 40 или нагревания во второй ректификационной колонне 70, тем самым сокращая историю тепловых воздействий, каковым подвергаются жидкие углеводороды, и улучшая качество конечных продуктов.As described above, medium-pressure steam obtained by lowering the pressure of high-pressure steam generated by utilizing waste heat in a boiler 14 using exhaust gas heat using a pressure reducing device 144, or medium-pressure steam generated by utilizing heat of reaction in a tubular heat exchanger 32, is used as steam used as a heat source used in heat exchanger 242 in the recovery column 24, heat exchanger 402 in the first distillation column 40 and heat exchanger 702 in the second distillation column 70. Accordingly, medium-pressure steam, which has traditionally had few applications and has rarely been used effectively because the vapor pressure has been relatively low, can be effectively used within the liquid hydrocarbon system 1. As a result, the thermal efficiency of the whole liquid hydrocarbon system 1 can be markedly improved. Further, medium-pressure steam having low energy can be used for heating in the first distillation column 40 or heating in the second distillation column 70, thereby reducing the history of thermal effects that liquid hydrocarbons are exposed to and improving the quality of the final products.

Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны с привлечением сопроводительных чертежей, нет необходимости говорить, что настоящее изобретение не ограничивается такими вариантами осуществления. Квалифицированному специалисту в данной области технологии очевидно, что разнообразные изменения или модификации могут быть сделаны в пределах области, как изложенной в пунктах формулы изобретения, и будет понятно, что эти изменения или модификации естественным образом принадлежат к технической области настоящего изобретения.Although preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, it is needless to say that the present invention is not limited to such embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the claims, and it will be understood that these changes or modifications naturally belong to the technical field of the present invention.

Например, в вышеприведенных вариантах осуществления природный газ используется в качестве углеводородного сырья, подаваемого в систему синтеза жидкого топлива 1. Однако настоящее изобретение не ограничивается таким примером. Например, может быть использовано прочее углеводородное сырье, такое как битум и топочный мазут.For example, in the above embodiments, natural gas is used as a hydrocarbon feed to the liquid fuel synthesis system 1. However, the present invention is not limited to such an example. For example, other hydrocarbon feedstocks such as bitumen and heating oil can be used.

Далее в вышеприведенных вариантах осуществления жидкие углеводороды синтезируются путем реакции ФТ-синтеза, с использованием барботажного колонного реактора 30 в качестве барботажного колонного реактора согласно настоящему изобретению. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером. Более конкретно, настоящее изобретение может быть применено, например, к оксо-синтезу (реакция гидроформилирования) “R-CH=CH₂+CO+H₂→R-CH₂CH₂CHO”, синтезу метанола “CO+2H₂→CH₃OH”, синтезу диметилового эфира (DME, ДМЭ) “3CO+3H₂→CH₃OCH₃+CO₂”, и т.д., в качестве синтетической реакции в барботажном колонном реакторе.Further, in the above embodiments, the liquid hydrocarbons are synthesized by a FT synthesis reaction using a bubble column reactor 30 as a bubble column column according to the present invention. However, the present invention is not limited to this example. More specifically, the present invention can be applied, for example, to oxo-synthesis (hydroformylation reaction) “R-CH = CH ₂ + CO + H ₂ → R-CH ₂ CH ₂ CHO”, methanol synthesis “CO + 2H ₂ → CH ₃ OH ”, dimethyl ether synthesis (DME, DME)“ 3CO + 3H ₂ → CH ₃ OCH ₃ + CO ₂ ”, etc., as a synthetic reaction in a bubble column reactor.

Далее, в вышеприведенных вариантах осуществления регенерационная колонна 24 установки для удаления СО₂ 20, первая ректификационная колонна 40 и вторая ректификационная колонна 70 приведены в качестве примеров установок для тепловой обработки. Однако настоящее изобретение не ограничивается такими примерами. Любые устройства, иные, нежели вышеупомянутые таковые, могут быть привлечены в такой мере, насколько они выполняют заданную тепловую обработку в системе синтеза жидкого топлива с использованием пара. Например, пар среднего давления может быть использован даже при нагревании стабилизатора нафты 72 и т.д.Further, in the above embodiments, the regeneration column 24 of the CO ₂ 20 recovery unit, the first distillation column 40 and the second distillation column 70 are given as examples of heat treatment plants. However, the present invention is not limited to such examples. Any device other than the aforementioned ones can be involved to the extent that they perform a given heat treatment in a liquid fuel synthesis system using steam. For example, medium pressure steam can be used even when heating a naphtha stabilizer 72, etc.

Далее, в вышеприведенных вариантах осуществления суспензионный барботажный колонный реактор используется в качестве реактора, который преобразует синтез-газ в жидкие углеводороды. Однако настоящее изобретение не ограничивается таким примером. Например, может быть проведена реакции ФТ-синтеза с использованием типа реактора с неподвижным слоем и т.д.Further, in the above embodiments, a slurry bubble column reactor is used as a reactor that converts synthesis gas to liquid hydrocarbons. However, the present invention is not limited to such an example. For example, FT synthesis reactions may be carried out using a fixed bed type reactor, etc.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY

Настоящее изобретение относится к системе синтеза жидкого топлива, включающей реформинг-установку, в которой производится преобразование углеводородного сырья для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов; установку для утилизации отходящего тепла, которая утилизирует отходящее тепло синтез-газа, выводимого из реформинг-установки; реактор, в котором синтезируются жидкие углеводороды из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, содержащихся в синтез-газе; и установку для тепловой обработки, которая выполняет заданную тепловую обработку с использованием пара, генерированного в установке для утилизации отходящего тепла.The present invention relates to a liquid fuel synthesis system, including a reforming unit, in which a hydrocarbon feed is converted to produce synthesis gas comprising carbon monoxide gas and hydrogen gas as main components; an installation for utilization of waste heat, which utilizes the waste heat of the synthesis gas removed from the reforming unit; a reactor in which liquid hydrocarbons are synthesized from gaseous carbon monoxide and hydrogen gas contained in the synthesis gas; and a heat treatment unit that performs a predetermined heat treatment using the steam generated in the waste heat recovery unit.

Соответственно системе синтеза жидкого топлива согласно настоящему изобретению пар среднего давления, генерированный в установке, которая утилизирует отходящее тепло из реформинг-установки, или установке, которая утилизирует теплоту реакции из реактора, может быть эффективно использован, тем самым улучшая тепловую эффективность всей системы синтеза жидкого топлива в целом.Accordingly, the liquid fuel synthesis system of the present invention, medium pressure steam generated in a plant that utilizes waste heat from a reforming plant or a plant that utilizes the heat of reaction from a reactor can be effectively used, thereby improving the thermal efficiency of the entire liquid fuel synthesis system generally.

Claims (6)

1. Система синтеза жидкого топлива, содержащая:
реформинг-установку, в которой производится преобразование углеводородного сырья для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов;
установку для утилизации отходящего тепла, которая утилизирует отходящее тепло из синтез-газа, выводимого из реформинг-установки;
реактор, в котором синтезируются жидкие углеводороды из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, содержащихся в синтез-газе;
установку для удаления CO₂, имеющую поглотительную колонну, которая отделяет газообразный диоксид углерода от синтез-газа, подаваемого из установки для утилизации отходящего тепла, с использованием поглотителя, и регенерационную колонну, которая нагревает поглотитель, включающий газообразный диоксид углерода, отделенный в поглотительной колонне, для выделения газообразного диоксида углерода, и
ректификационную колонну, которая нагревает жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе, для фракционной разгонки жидких углеводородов на два или более сортов жидких топлив, температуры кипения которых различаются между собой,
в которой
регенерационная колонна нагревает поглотитель, используя пар среднего давления с давлением от 1,2 до 2,5 МПа (избыточных), полученный путем понижения давления пара высокого давления, имеющего давление от 3,4 до 10 МПа (избыточных), генерируемого в установке для утилизации отходящего тепла.1. A liquid fuel synthesis system comprising:
a reforming installation in which hydrocarbon feed is converted to produce synthesis gas, including gaseous carbon monoxide and gaseous hydrogen as the main components;
an installation for utilization of waste heat, which utilizes waste heat from the synthesis gas removed from the reforming unit;
a reactor in which liquid hydrocarbons are synthesized from gaseous carbon monoxide and hydrogen gas contained in the synthesis gas;
a CO ₂ removal unit having an absorption column that separates carbon dioxide gas from the synthesis gas supplied from the waste heat recovery unit using an absorber, and a regeneration column that heats the absorber including carbon dioxide gas separated in the absorption column, to emit gaseous carbon dioxide, and
distillation column, which heats the liquid hydrocarbons synthesized in the reactor for fractional distillation of liquid hydrocarbons into two or more types of liquid fuels, the boiling points of which differ from each other,
wherein
the regeneration column heats the absorber using medium-pressure steam with a pressure of 1.2 to 2.5 MPa (excess), obtained by lowering the pressure of high-pressure steam having a pressure of 3.4 to 10 MPa (excess) generated in the disposal unit waste heat. 2. Система синтеза жидкого топлива, содержащая:
реформинг-установку, в которой производится преобразование углеводородного сырья для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов;
установку для утилизации отходящего тепла, которая утилизирует отходящее тепло из синтез-газа, выводимого из реформинг-установки;
реактор, в котором синтезируются жидкие углеводороды из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, содержащихся в синтез-газе;
ректификационную колонну, которая нагревает жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе, для фракционной разгонки жидких углеводородов на два или более сортов жидких топлив, температуры кипения которых различаются между собой,
в которой
ректификационная колонна нагревает жидкие углеводороды, используя пар среднего давления с давлением от 1,2 до 2,5 МПа (избыточных), полученный путем понижения давления пара высокого давления, имеющего давление от 3,4 до 10 МПа (избыточных), генерируемого в установке для утилизации отходящего тепла.2. A system for synthesizing liquid fuel, comprising:
a reforming installation in which hydrocarbon feed is converted to produce synthesis gas, including gaseous carbon monoxide and gaseous hydrogen as the main components;
an installation for utilization of waste heat, which utilizes waste heat from the synthesis gas removed from the reforming unit;
a reactor in which liquid hydrocarbons are synthesized from gaseous carbon monoxide and hydrogen gas contained in the synthesis gas;
distillation column, which heats the liquid hydrocarbons synthesized in the reactor for fractional distillation of liquid hydrocarbons into two or more types of liquid fuels, the boiling points of which differ from each other,
wherein
distillation column heats liquid hydrocarbons using medium-pressure steam with a pressure of 1.2 to 2.5 MPa (excess), obtained by lowering the pressure of high-pressure steam having a pressure of 3.4 to 10 MPa (excess) generated in the installation for waste heat recovery. 3. Система синтеза жидкого топлива, содержащая:
реформинг-установку, в которой производится преобразование углеводородного сырья для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов;
реактор, в котором синтезируются жидкие углеводороды из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, содержащихся в синтез-газе;
установку для утилизации теплоты реакции, которая размещена в реакторе для утилизации теплоты реакции синтеза жидких углеводородов;
и
ректификационную колонну, которая нагревает жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе, для фракционной разгонки жидких углеводородов на два или более сортов жидких топлив, температуры кипения которых различаются между собой, в которой
ректификационная колонна нагревает жидкие углеводороды, используя пар среднего давления с давлением от 1,0 до 2,5 МПа (избыточных), генерируемый в установке для утилизации отходящего тепла.3. A system for synthesizing liquid fuel, comprising:
a reforming installation in which hydrocarbon feed is converted to produce synthesis gas, including gaseous carbon monoxide and gaseous hydrogen as the main components;
a reactor in which liquid hydrocarbons are synthesized from gaseous carbon monoxide and hydrogen gas contained in the synthesis gas;
a plant for utilization of the heat of reaction, which is placed in a reactor for utilization of the heat of reaction of the synthesis of liquid hydrocarbons;
and
distillation column, which heats the liquid hydrocarbons synthesized in the reactor for fractional distillation of liquid hydrocarbons into two or more types of liquid fuels, the boiling points of which differ among themselves, in which
a distillation column heats liquid hydrocarbons using medium-pressure steam with a pressure of 1.0 to 2.5 MPa (excess) generated in a waste heat recovery unit. 4. Система синтеза жидкого топлива, содержащая:
реформинг-установку, в которой производится преобразование углеводородного сырья для получения синтез-газа, включающего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов;
реактор, в котором синтезируются жидкие углеводороды из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, содержащихся в синтез-газе;
установку для утилизации теплоты реакции, которая размещена в реакторе для утилизации теплоты реакции синтеза жидких углеводородов;
ректификационную колонну, которая нагревает жидкие углеводороды, синтезированные в реакторе, для фракционной разгонки жидких углеводородов на два или более сортов жидких топлив, температуры кипения которых различаются между собой, и
установку для удаления СО₂, имеющую установку для утилизации отходящего тепла, которая утилизирует отходящее тепло синтез-газа, подаваемого из реформинг-установки; поглотительную колонну, которая отделяет газообразный диоксид углерода от синтез-газа, выходящего из установки для утилизации отходящего тепла, с использованием поглотителя, и регенерационную колонну, которая нагревает поглотитель, включающий газообразный диоксид углерода, отделенный в поглотительной колонне, для выделения газообразного диоксида углерода,
в которой
регенерационная колонна нагревает поглотитель, используя пар среднего давления с давлением от 1,0 до 2,5 МПа (избыточных), генерируемый в установке для утилизации отходящего тепла.4. A liquid fuel synthesis system comprising:
a reforming installation in which hydrocarbon feed is converted to produce synthesis gas, including gaseous carbon monoxide and gaseous hydrogen as the main components;
a reactor in which liquid hydrocarbons are synthesized from gaseous carbon monoxide and hydrogen gas contained in the synthesis gas;
a plant for utilization of the heat of reaction, which is placed in a reactor for utilization of the heat of reaction of the synthesis of liquid hydrocarbons;
a distillation column that heats the liquid hydrocarbons synthesized in the reactor for fractional distillation of the liquid hydrocarbons into two or more types of liquid fuels, the boiling points of which differ from each other, and
a CO ₂ removal unit having a waste heat recovery unit that utilizes waste heat of synthesis gas supplied from a reforming unit; an absorption column that separates carbon dioxide gas from the synthesis gas leaving the waste heat recovery apparatus using an absorber, and a regeneration column that heats the absorber including carbon dioxide gas separated in the absorption column to release carbon dioxide gas,
wherein
The regeneration column heats the absorber using medium-pressure steam with a pressure of 1.0 to 2.5 MPa (excess) generated in the waste heat recovery unit. 5. Система синтеза жидкого топлива по п.1 или 4, в которой
регенерационная колонна включает устройство для понижения давления для регенерационной колонны, которое понижает давление внутри регенерационной колонны.5. The system for the synthesis of liquid fuel according to claim 1 or 4, in which
the recovery column includes a pressure reducing device for the recovery column, which reduces the pressure inside the recovery column. 6. Система синтеза жидкого топлива по любому одному из пп.1-4, в которой
ректификационная колонна содержит устройство для понижения давления для ректификационной колонны, которое понижает давление в ректификационной колонне. 6. The system for the synthesis of liquid fuel according to any one of claims 1 to 4, in which
distillation column contains a device for lowering the pressure for distillation column, which reduces the pressure in the distillation column.

Images