[发明专利]烃合成反应装置、其启动方法及烃合成反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及烃合成反应装置、其启动方法及烃合成反应系统。

本申请基于2011年3月30日在日本申请的日本特愿2011-076649号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

近年来，作为用于从天然气合成液体燃料的方法之一，开发了GTL（Gas To Liquids：液体燃料合成）技术，在GTL技术中，对天然气进行转化（重整）而生成以一氧化碳气体（CO）和氢气（H₂）为主成分的合成气，通过费-托合成反应（以下称为“FT合成反应”）并使用催化剂以该合成气作为原料气合成烃，进一步通过对该烃进行加氢和精制，制造石脑油（粗汽油）、煤油、轻油、蜡等液体燃料产品。

就用于该GTL技术的烃合成反应装置而言，在收纳有使固体的催化剂粒子（例如钴催化剂等）悬浮在介质液（例如液体烃等）中而成的浆料的反应容器的内部，使合成气中的一氧化碳气体与氢气进行FT合成反应，由此合成烃。

图7表示现有的烃合成反应装置的概略构成。

上述烃合成反应装置具备：合成气供给路31，其通过第1压缩机34对从送出以一氧化碳气体以及氢气为主成分的合成气的合成气送出机构3送出的上述合成气（SG）进行压缩，并供给上述合成气；反应容器30，其收纳使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而成的催化剂浆料，并且通过使从合成气供给路31供给的合成气与催化剂浆料接触来合成烃；气液分离器38，其对从反应容器30导出的未反应合成气以及烃进行气液分离；废气排出路37，其将通过气液分离器38分离后的气体中的一部分作为废气排出到体系外；和再循环路32，其通过第2压缩机35对通过气液分离器38分离后的未反应合成气进行压缩，并使上述未反应合成气再循环至反应容器30。

例如，专利文献1中公开了具备有这样的再循环路（循环利用管线）的烃合成反应装置。

就这种烃合成反应装置而言，启动时，首先预先在合成气导入前，为了确保体系内的气体置换以及反应容器30的流动性，将作为不活泼性气体的氮吹入体系内，经由再循环路32使其循环。此时，在以某程度确保了氮的循环量的状态下进行循环运转。然后，利用由氮气产生的循环使反应容器内的催化剂浆料成为流动状态，之后缓缓地将氮气置换成合成气，并且在将合成气量保持为比额定低的流量（例如70%）的状态下，提高反应容器30的温度，由此使反应性（转化率）提高，一边确认稳定的反应状态，一边将合成气导入量加载到100%而进入额定运转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2005-517698号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，该方法有下述这样的问题：由于流入反应容器30内的气体流量达不到额定气体流量的100%而为较少的流量，所以反应容器30内的浆料的搅拌不能良好地进行而不稳定，不能够迅速地使反应性（转化率）提高。

另外，还有下述这样的问题：从氮循环开始到进入额定运转为止的启动时间花费过多。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够在确保催化剂的稳定的流动状态以及反应状态的情况下短时间地启动系统的烃合成反应装置、其启动方法及烃合成反应系统。

用于解决问题的手段

本发明的烃合成反应装置具备：合成气供给路，其通过第1压缩机对从送出以一氧化碳气体以及氢气为主成分的合成气的合成气送出机构送出的上述合成气进行压缩，并供给上述合成气；反应容器，其收纳使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而成的催化剂浆料，并且通过使从上述合成气供给路供给的合成气与上述催化剂浆料接触来合成烃；气液分离器，其对从上述反应容器导出的未反应合成气以及烃进行气液分离；废气排出路，其将通过上述气液分离器分离后的气体中的一部分作为废气排出到体系外；第1再循环路，其通过第2压缩机对通过上述气液分离器分离后的未反应合成气进行压缩，并使上述未反应合成气再循环至上述反应容器；和第2再循环路，其在使由上述合成气送出机构导入上述反应容器的合成气的导入量从比额定运转时处理的合成气的处理流量小的处理流量缓缓地增加到额定运转时的合成气的处理流量的起动运转时，使通过上述气液分离器分离后的未反应合成气中的导入上述第1再循环路的部分以外的剩余的未反应合成气再循环至上述第1压缩机的吸入侧。