(57)【要約】  Ｈ２及びＣＯの混合物を含有する合成ガスを、約１５℃未満の曇り点を有する液化炭化水素生成物に転化する方法及びシステムを提供する。当該システムは、各反応器を追随する反応器流出物の冷却及び分離と共に、ハイブリッドフィッシャー・トロプシュ触媒を含有する少なくとも１つのフィッシャー・トロプシュ反応器を利用する。低曇り点は、従来のフィッシャー・トロプシュ転化に関連して炭化水素生成物中のワックスの量が最小限であることを示している。したがって、より経済的なシステムを構築して、操作することができる。なぜなら、ワックス処理又はワックス除去に関連する装置を、低減又は削除できるからである。
2014534313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化炭化水素を製造するシステムであって、以下：
少なくとも１つの反応器であって、そこでは、合成ガス転化成分及び酸性成分を含む触媒の存在下に、第１の合成ガスフィードが、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９によって決定して約１５℃未満の曇り点を有する液化炭化水素、水、及びガス成分を含む流出物に転化される、当該反応器；及び
当該流出物を、当該ガス成分、当該水及び当該液化炭化水素に分離するための分離器；
を含み、
当該流出物が、固体ワックス相の除去なしに分離器に供給される、前記のシステム。
【請求項２】
少なくとも１つの反応器が、直列に配置された少なくとも２つの反応器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
水素含有ガスを第２の反応器へのフィードに導入する手段を、更に含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
少なくとも１つの反応器からの流出物を除去するための熱源が供給されないラインを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
システムが、遠隔陸地に囲まれた石油生産設備及び海洋石油生産設備の１つに位置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
合成ガスを液化炭化水素生成物に転化する方法であって、以下の工程：
ａ．約０．５〜約２．５の間のＨ２／ＣＯ比を有する水素及び一酸化炭素を含む合成ガスフィードを、合成ガス転化成分及び酸性成分を含む触媒と、反応器中で約１６０℃〜約３５０℃の間の温度、約１〜約１００気圧の間の圧力、及び、時間当り触媒の容積当りのガスの容積で２０，０００未満のガス毎時空間速度で、接触させて、流出物を製造する工程；及び
ｂ．少なくとも約０℃の温度で分離器中の流出物を、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９によって決定して約１５℃未満の曇り点を有する液化炭化水素相、水性相、及びガス相に分離する工程；
を含み、当該流出物が、固体ワックス相の除去なしに分離器に供給される、前記の方法。
【請求項７】
液化炭化水素相が、
ｉ．      ０〜２０ｗｔ％のＣＨ４；
ｉｉ．    ０〜３０ｗｔ％のＣ２−Ｃ４；
ｉｉｉ．  ５０〜９５ｗｔ％のＣ５＋；及び
ｉｖ．    ０〜５ｗｔ％のＣ２１＋ノルマルパラフィン
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
液化炭化水素相が、約０．５未満の全酸価を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
水性相が、約０．５未満の全酸価を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
一体化粒子上に配置された酸性成分及び合成ガス転化成分を、触媒が含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
反応器が、酸性成分の上流の触媒床中に合成ガス転化成分を含有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
一緒に混合された別個の粒子上に配置された酸性成分及び合成ガス転化成分を、触媒が含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
液化炭化水素相で重質原油を希釈することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
水性相が、３００ｍｇ／ｌ未満の化学的酸素要求量を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
以下の工程：
ｃ．水素をガス相に添加して、約０．５〜約２．５の間のＨ２／ＣＯ比を有する第２の合成ガスフィードを形成する工程；
ｄ．当該第２の合成ガスフィードを、合成ガス転化成分及び酸性成分を含む第２の触媒と、第２の反応器中で約１６０℃〜約３５０℃の間の温度、約１〜約１００気圧の間の圧力、及び、時間当り触媒の容積当りのガスの容積で２０，０００未満のガス毎時空間速度で、接触させて、第２の流出物を製造する工程；
ｅ．第２の流出物を、第２のガス相、第２の水性相及び第２の液化炭化水素相に分離する工程；及び
ｆ．第１の及び第２の液化炭化水素相を結合して、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９によって決定して約１５℃未満の曇り点を有する液化炭化水素生成物を形成する工程、
を更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
第１の及び第２の反応器の各々の中のＣＯ転化が約１〜約８０ｍｏｌ％の間であり、当該方法の全体のＣＯ転化が約１〜約９９ｍｏｌ％の間である、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
本開示は、合成ガスを、燃料などの液化炭化水素生成物に転化する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高品質燃料は、高需要のままでいる。合成ガス又はシンガスとも呼ばれる、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）の混合物の触媒反応による炭化水素の製造を包含する、フィッシャー・トロプシュ合成は、天然ガスなどの炭素系材料を、液体燃料及び高価値化学薬品に転化できる。フィッシャー・トロプシュ合成は、天然ガスから導かれる高品質輸送燃料へのより魅力的で直接的かつ環境面で受け入れることができる道の１つである。フィッシャー・トロプシュ方法は、触媒及び方法条件に依存して多種多様の材料を製造できる。フィッシャー・トロプシュ触媒は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル及びルテニウムなどのＶＩＩＩ族金属に基づく。例えば、コバルト及びルテニウムはパラフィン系生成物を主に製造し、コバルトは、例えばＣ２０＋を含有する、より重質な生成物スレートに向う傾向にあり、その一方で、ルテニウムは、例えば、Ｃ５−Ｃ２０などの、より留出物型のパラフィンを製造する傾向にある。そのような触媒を使用する方法は、アンダーソン−シュルツ−フローリー（ＡＳＦ）重合反応速度論によって、一般に支配される。一般的に言って、フィッシャー・トロプシュ方法の間に形成された炭化水素の生成物分布は、
Ｗｎ／ｎ＝（１−α）２αｎ−１
で表すことができ、ここで、Ｗｎはｎ個の炭素原子を含有する炭化水素分子の重量フラクションであり、そして、αは、与えられた触媒及び方法条件での連鎖生長確率である。
【０００３】
典型的に、生成物中のノルマルパラフィンの高比率は、輸送燃料などのより使用可能な生成物に転化されなければならない。この転化は、水素化処理、水素化異性化、及び水素化分解を包含する水素処理によって主に達成される。非常に長鎖の炭化水素、すなわちＣ２１＋フラクションは、室温で固体のワックスである。ワックス生成物は、そのような生成物の使用を困難又は不可能にする劣ったコールドフロー特性を提供し、そこでは、例えば、潤滑油、ガソリン燃料、ディーゼル燃料、ジェット燃料中でコールドフロー特性がきわめて重大である。したがって、液体輸送燃料の製造にとって、フィッシャー・トロプシュワックス生成物のいくらかを分解する必要があるかもしれない。典型的に、これは、水素化分解及び／又は水素化処理などの更に商業的な方法を包含するであろう。これらの追加の方法は、精錬での設備投資及び運転費を大いに増す複雑な及び高価なハードウェアを包含する。海上プラットホームなどのエリアでは、水素化分解は、スペース及び安全制限に起因して所望されない。
【０００４】
フィッシャー・トロプシュ反応中の生成物連鎖生長を所望の生成物分布に制限可能な、ゼオライトなどの酸性成分を更に含むハイブリッドフィッシャー・トロプシュ触媒システムが、発展してきた。
【０００５】
フィッシャー・トロプシュ方法を利用する合成ガスを液化炭化水素生成物に転化する公知の商業的な方法は、Ｃ１−４軽質ガス、Ｃ５＋液体生成物及び水と共に固体ワックスフラクションを含有する流出物を製造する。反応器から離れる際に、軽質ガス、液体生成物及び水がお互いから分離されてそして更に処理されることができる前に、ワックスフラクションは、流出物から分離されなければならない。ワックスフラクションを除去するために、加熱された分離工程が、ワックスを液体状態に保つために一般に必要である。場合によっては、かなりの量のワックス、場合によっては合計流出物に基づき５０重量％まで、を流出物から除去しなければならない。ワックスが一旦分離されると、ワックスからメタンを除去するために、フラッシュ分離工程でのワックスの脱ガスも要求される。スラリー床操作では、ワックスは触媒から分離されなければならず、それに続いてワックスは濾過される。
【０００６】
流出物中の固体ワックスフラクションの存在は、いくつかの点で問題である。１つは、ワックスフラクションは、導管を通る生成物の流れを抑制したり、他の流体ハンドリング装置のオリフィス及びポンプを詰まらせることになり得ることである。フィッシャー・トロプシュワックスは、典型的に、約８０℃で流れを止めたり凝結したりするので、トレーシング又はジャケッティングで導管の加熱を保つことが周囲温度で一般に要求される。０℃未満の周囲温度で、蒸気トレーシングでの問題がどこかでしばしば起こり、その結果、蒸気トレーシング内の凝縮物が凍って、フレッシュな蒸気の流れを止める。これは、導管中のコールドスポット及びワックス凍結に導く。フィッシャー・トロプシュワックスは、狭い範囲の高凝結点温度を一般に有し、その結果、それは、ライン及び装置内のコールドスポット内で表面上で非常に急速に硬化する。流れの妨害が起こる時、操作を停止して詰まりの場所を見つけて修復しなければならない。流れの確実さは、オイル−又は蒸気−ジャケッティングなどの高価な加熱システムの取り付けを決定し、又は蒸気トレーシングを仕上げるであり；これらのシステムは、設備の資本及び運転費の両方を増す。
【０００７】
ワックスは、ワックスの小さい粒子が流動可能な液体中に分散されているエマルジョンにも、なり得る。エマルジョンは、反応水を含む反応生成物でのワックスキャリーオーバの結果として液体流出物中で、又は、オーバーヘッド中で同伴することになる少量のワックスの結果としてフィッシャー・トロプシュ反応器から来る軽質オーバーヘッド中で、システム内で形成可能である。反応器オーバーヘッド生成物及び反応水は冷却されて、それらは回収のために液体中に凝縮するであろう。当該方法では、ワックスは、凝縮器配管内部で凍結する傾向を有する。最初に、ワックスが凝縮器配管の表面上に沈着し、伝熱効率のロスになり、したがって、回収可能な炭化水素が凝縮されず捕捉されない。もしも早く修復されないならば、ワックス沈着物は、流れを制限するように大きく成長し、反応器内部の圧力コントロール問題に導き、潜在的なコントロールできない操業停止及び／又は圧力逃しバルブ活性化になる。その後、装置は、水キャノンを手動で使用するか、又は、熱溶媒を装置を通して化学的に循環させることにより、オーバーヘッド凝縮器及び分離器の内部のワックス沈着物を除去するためにオフラインにしなければならない。
【０００８】
エマルジョンの形成を妨げるために、乳化破壊剤又は消泡剤が、分離器などの装置に一般に添加される。フィッシャー・トロプシュワックスでの問題は、エマルジョンの特性が時間とともに変化することであり、これにより、エマルジョンの形成を一貫して妨げるであろう溶液を同定することが困難である。エマルジョンは変化する。なぜなら、フィッシャー・トロプシュ触媒が老化して及びグレードが下がるにつれて、製造されたワックスが変化するからである。
【０００９】
所定のフィッシャー・トロプシュシステムでの水／炭化水素分離器中のエマルジョンは、水／炭化水素界面でのレベルコントロールを非常に困難にする。水／炭化水素界面が消泡剤でコントロールされない状況では、２つのことの１つが起こるであろう。１つは、炭化水素が廃水システム中に入り得ることであり、廃水システム中のワックスの凍結及び地面上での炭化水素流出を引き起こす。もう１つは、水が炭化水素システム中に入り得ることであり、これは、水／ワックス分離器の下流の水素化分解／水素化処理装置で触媒を傷つけ、そして、種々の操作の混乱を引き起こし得る。
【００１０】
流出物中のワックスフラクションの存在は、フィッシャー・トロプシュ反応器内部の問題にも導き得る。固定床操作では、ワックスは、触媒の細孔を被覆及び塞ぎ得るのであり、それにより、触媒の有効寿命を低減し得る。スラリー床反応器中での触媒−ワックス分離は困難である。なぜなら、触媒粒子は壊れやすく、こうして割れを避けるために穏やかなハンドリングを要求するからである。
【００１１】
ワックスを含有する液化炭化水素生成物は原油とブレンドできるが、しかし、ワックス含有生成物は、ワックスの存在に関連する問題を避けるために、原油合計の２−３容積％の割合でのみ一般に添加できる。例えば、ワックスを含有するフィッシャー・トロプシュ生成物を原油中にブレンドすることは、原油の流動点を６０℃超に増加させ得る。更に、原油ブレンドのワックス沈殿温度又はワックス外観温度は、フィッシャー・トロプシュ生成物を含有しない原油よりも低い。ワックスを含有する原油ブレンドを輸送する時、温度は、積載及び取り出しに使用される導管及び貨物タンク中のワックス沈着を妨げるために、曇り点を超えて維持されなければならない。流動点抑制剤は、この問題を和らげるための試みで使用されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
水素化分解の必要なしに、前述の困難を避けて、約１５℃未満の曇り点を有し及び種々の原油とブレンド可能な液化炭化水素生成物を製造するためのハイブリッドフィッシャー・トロプシュ触媒システムを利用可能な経済的な方法及びシステムの必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
概要
１形態によれば、液化炭化水素を製造するシステムであって、以下：
少なくとも１つの反応器であって、そこでは、合成ガス転化成分及び酸性成分を含む触媒の存在下に、第１の合成ガスフィードが、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９によって決定して約１５℃未満の曇り点を有する液化炭化水素、水、及びガス成分を含む流出物に転化される、当該反応器；及び
当該流出物を、当該ガス成分、当該水及び当該液化炭化水素に分離するための分離器；
を含む、前記のシステムを提供する。
当該流出物は、固体ワックス相の除去なしに分離器に供給される。
【００１４】
他の形態によれば、合成ガスを液化炭化水素生成物に転化する方法を提供する。約０．５〜約２．５の間のＨ２／ＣＯ比を有する水素及び一酸化炭素を含む合成ガスフィードを、合成ガス転化成分及び酸性成分を含む触媒と、反応器中で約１６０℃〜約３５０℃の間の温度、約１〜約１００気圧の間の圧力、及び、時間当り触媒の容積当りのガスの容積で２０，０００未満のガス毎時空間速度で、接触させて、流出物を製造する。少なくとも約０℃の温度で分離器中の流出物を、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９によって決定して約１５℃未満の曇り点を有する液化炭化水素相、水性相、及びガス相に分離する。当該流出物は、固体ワックス相の除去なしに分離器に供給される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
図面の記述
本発明のこれらの及び他の目的、特徴及び利点は、以下の記述、添付の特許請求の範囲及び付属の図面に関して、より理解されることになるであろう。
【図１】図１は、１形態による合成ガスを液体燃料に転化する方法を図解する構成図である。
【図２】図２は、他の形態による合成ガスを液体燃料に転化する方法を図解する構成図である。
【図３】図３は、他の形態による合成ガスを液体燃料に転化する方法を図解する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
詳細な記述
ここでは、シンガスとも呼ぶ、水素及び一酸化炭素を含む合成ガスを、燃料としての使用に適切な液化炭化水素生成物に転化する方法及びシステムを開示する。
【００１７】
１つの方法形態では、シンガスフィードを、第１の反応器中で合成ガス転化成分及び酸性成分を有する触媒と接触させる。第１の反応器中の反応は、約１６０℃〜約３５０℃の間、更には約２００℃〜約２５０℃の間の温度で、起こる。第１の反応器中の圧力は、約１〜約１００気圧の間、更には約１０気圧〜約３０気圧の間である。反応のガス毎時空間速度は、時間当り触媒の容積当りガスの容積で約２０，０００未満である。シンガスは、約０．５〜約２．５の間、更には約１．０〜約２．０の間、更には約１．２〜約１．７の間のＨ２／ＣＯ比を有する。ガス成分と同様に炭化水素及び水を含有する流出物流を製造する。
【００１８】
反応器流出物が高温分離で分離されて流出物の更なる相分離の前に固体ワックスフラクションを除去しなければならない従来のフィッシャー・トロプシュ方法とは異なり、本方法では、そのようなワックス分離工程は要求されない。本方法によれば、反応器から出る際、流出物は冷却され、それにより、Ｃ１−４及びＣＯ２を含む第１の気相、液体水性相、及び、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９により決定して約１５℃未満の曇り点を有しＣ５＋炭化水素を含む第１の液化炭化水素生成物流を形成する。流出物は、１つ以上の公知の適切な手段で冷却できる。例えば、流出物は、反応器フィードを持つクロス交換器中で、フィード−流出物交換器中で、冷却できる。流出物は、空気及び／又は水を利用する１つ以上の冷却器中で更に冷却できる。流出物を冷却する温度が低ければ、液化炭化水素はより良好に回収される。
【００１９】
その後、ガス及び液体相は、３相のガス／炭化水素液体／水分離ユニット中で分離される。ガス／炭化水素液体／水分離の前にワックス分離を従来は要求するであろう固体ワックス相を形成することなく、流出物流は、凝縮できる。したがって、流出物の水性相、液化炭化水素生成物流及び気相は、前のワックス除去をすることなく当該３相の分離ユニット中で分離される。分離器ユニットは、少なくとも約０℃、更には約０℃〜約１００℃の間、更には約０℃〜約６６℃の間の温度で操作できる。
【００２０】
液化炭化水素流は、場合により、生成物アキュムレーターに送ることができる。代替として、液化炭化水素流は、場合により、オレフィンをパラフィン又は線状アルカンに転化するために、ここではハイドロフィニッシングとも呼ばれる穏やかな水素化などの水素処理工程に送ることができる。ハイドロフィニッシングは、約１９０℃〜約３４０℃の範囲の温度で、約４００ｐｓｉｇ〜約３０００ｐｓｉｇ（２．７６〜２０．７ＭＰａゲージ）の圧力で、約０．１〜２０の間の空間速度（ＬＨＳＶ）で、及び約４００〜１５００ＳＣＦ／ｂｂｌ（０．０７１〜０．２７ＳＣＭ／ｌｉｔｅｒ）の水素循環比で、典型的に実施される。適切なハイドロフィニッシング触媒は、アルミナ又はケイ質マトリックス上の白金又はパラジウムなどの（１９７５  ｒｕｌｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙによる）ＶＩＩＩＡ族からの貴金属及び、アルミナ又はケイ質マトリックス上のニッケル−モリブデン又はニッケル−スズなどの非硫化ＶＩＩＩＡ族及びＶＩＢ族、を含む。米国特許第３，８５２，２０７は、適切な貴金属触媒及び穏やかな条件を記載する。他の適切な触媒は、例えば、米国特許番号４，１５７，２９４及び３，９０４，５１３に記載される。
【００２１】
液化炭化水素流中のＣ２１＋フラクションの極端な低レベルが故に、それは、ラインを通して周囲温度で輸送でき、より高い海抜でポンプ輸送でき、タンク中に保存でき、第１の反応器に戻すことができ、及び／又は、ライン、ポンプ、バルブ、タンクなどのハードウェア内部でのワックス凍結のリスクなしに更なる反応のために第２の反応器に送ることができる。更に、そのようなハードウェアを加熱又は予熱することは要求されない。
【００２２】
１つの例示形態では、第１の気相は、水素、ＣＯ、ＣＯ２及びＣ１−４炭化水素を主に含有する。第１の気相中のＨ２／ＣＯ比は、一般に、約０〜約１．５：１の間、より特には約０．１〜約０．９：１の間、更により特には約０．３〜約０．９：１の間である。第１の気相は、窒素のような不活性ガスなどの他の成分も含んでよい。第１の気相は、次に追加の補給水素と結合され、そして、第２の反応器に送られる。補給水素を第１の気相に添加して、約０．５〜約２．５の間、更には約１．０〜約２．０の間、更には約１．２〜約１．７の間、のＨ２／ＣＯ比を有する第２の合成ガスフィードを形成する。補給水素のＨ２／ＣＯ比は、一般に少なくとも約２：１である。
【００２３】
第２の反応器では、第２の合成ガスフィードは、第１の反応器に関して上記の範囲内の温度、圧力及びガス毎時空間速度で、合成ガス転化成分及び酸性成分を含む第２の触媒と接触させて、第２の流出物流を製造する。再度、第２の流出物流を冷却して、Ｃ１−４及びＣＯ２を含む第２の気相、第２の水性相、及び、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９で決定して約１５℃未満の曇り点を有しＣ５＋炭化水素を含有する第２の液化炭化水素生成物流を形成する。当該相を、第２の３相（ガス／炭化水素液体／水）分離ユニット中で分離する。単一の３相分離器よりもむしろ一連の分離器をしてもよいことを、当業者は認識するであろう。複式分離ユニットは、より大きなプロセス柔軟性を可能にする。なぜなら、ガスは、第１の分離器、第２の分離器又はその両方からリサイクルできるからである。有利には、第１の及び／又は第２の反応器に入る合成ガスフィードのＨ２／ＣＯ比は、第２の３相分離ユニットからガスをリサイクルすることにより、調整できる。第１の及び第２の反応器からの液化炭化水素生成物流は、いかなる便利な手段によって結合されて、最終の液化炭化水素生成物を形成する。液化炭化水素生成物流は、生成物アキュムレーター中で場合により結合することができる。代替として、液化炭化水素流は、上記のように、ハイドロフィニッシング工程に場合により送ることができる。
【００２４】
一形態によれば、最終の液化炭化水素生成物は：
ｉ．      ０〜２０ｗｔ％のＣＨ４；及び
ｉｉ．    ０〜５ｗｔ％のＣ２１＋ノルマルパラフィン
を含む。
【００２５】
好ましくは、最終の生成物は：
ｉｉｉ．  ０〜３０ｗｔ％のＣ２−Ｃ４；及び
ｉｖ．    ５０〜９５ｗｔ％のＣ５＋
を更に含む。
【００２６】
液化炭化水素生成物は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９で決定して、約１５℃以下、更には約１０℃以下、更には約５℃以下、及び更には約２℃のような低い曇り点を有する。曇り点とは、ワックスが生成物の液体相とのエマルジョンを形成する時に液化炭化水素生成物中のワックスが濁った外観を形成する温度よりも低い温度を、言う。曇り点は、冷たい操作温度でポンプ、フィルター又は小さいオリフィスを塞ぐ生成物の傾向を示す。６℃の曇り点はＮｕｍｂｅｒ２ディーゼルでは典型的であることに注目されたい。
【００２７】
当該システムは、第１の反応器、第２の反応器又は両方の反応器に戻るいくらかの又はすべての分離ユニットからのテールガスのリサイクルを更に含んでもよい。テールガスが第１の反応器にリサイクルされる場合には、フレッシュなシンガスとリサイクルガス流出物との間の比は、約０．１〜約１０：１の間、更には約０．２〜約５：１の間の、更には約０．３〜約３：１の間であることができる。ここで提示したガス流間の比は容積比であり、Ｈ２／ＣＯ比はモル比であることに注意されたい。
【００２８】
一形態では、第２の反応器中の触媒の容積は、第１の反応器中の触媒の容積よりも低い。同等のパーセントＣＯ転化を実現するために単一反応器に対して直列の第１の及び第２の反応器を使用して、触媒容積の有意な低減を実現できる。なぜなら、単一反応器に対して第１の及び第２の反応器では反応速度はより高いレベルに維持されるからである。これは、第２の反応器に入る反応物質（Ｈ２及びＣＯ）の分圧が、単一反応器のより低い部分での反応物質の分圧よりも高いからである。
【００２９】
本方法及びシステムは、Ｃ５＋炭化水素生成物への高選択性に付随される、約９９ｍｏｌ％までの高い全体のＣＯ転化になる。反応器温度及び／又は反応圧力を増加又は減少することにより、及びリサイクル条件を適合させることにより、ＣＯ転化は、容易に変化できる。テールガスのリサイクルなしでさえも、本方法は、約８５ｍｏｌ％ＣＯ転化を実現できる。適切には、第１の及び第２の反応器に供給されるＣＯの転化は、約１〜約８０ｍｏｌ％の間、好ましくは約２０〜約６０ｍｏｌ％の間である。反応器温度及び／又は反応圧力を増加又は減少することにより、及びリサイクル条件を適合させることにより、ＣＯ転化は、容易に変化できる。
【００３０】
本方法は、比較的低いＨ２／ＣＯ比を持つシンガスを含む各種のシンガス組成物に適合でき、異なる操作での同じ設計の使用を可能とする。シンガスは、例えば、天然ガスからだけでなく、泥炭、石炭、バイオマス、又は、ガス化、自熱式改質、触媒又は非触媒部分酸化のような方法による炭化水素フラクションからも、得ることができる。
【００３１】
所望なら、当該方法は、第３の及び更なる段階の反応器を含んでもよく、その流出物は、第３及び第４の３相分離ユニットに供給してもよい。当該第３の及び更なる段階の反応器に、追加の補給水素を場合により供給してもよい。
【００３２】
多数のタイプの反応器システムが、フィッシャー・トロプシュ反応を実施するために発展してきた。例えば、フィッシャー・トロプシュ反応器システムは、固定床反応器、特に多管式固定床反応器、流動床反応器、例えば同伴流動床反応器及び固定流動床反応器など、及びスラリー床反応器、例えば３相スラリー気泡塔及び沸騰床反応器など、を含む。本発明は、すべてのタイプの反応器システムに適用できる。反応器は各々、合成ガスを受けるための入口及び流出物流を放出するための出口を有する。
【００３３】
反応器では、シンガスは転化条件下で炭化水素生成物に部分的に転化され、水の形成が付随される。これは、シンガスを触媒と接触させることによってなされる。Ｃ２１＋フラクションの最小限の形成用に適切な触媒が最近発展してきており、以下に議論されるであろう。
【００３４】
いくつかの形態では、第１及び／又は第２段階のフィッシャー・トロプシュ反応器は、並列に操作される２以上の副反応器の１セットを含み得る。したがって、本明細書で例えば第１段階のフィッシャー・トロプシュ反応器に言及する時は、これは、並列に操作される２以上の第１段階のフィッシャー・トロプシュ反応器の１セットをも包含する。本方法の一形態では、少なくとも２個の副反応器を含む第１段階の反応器が使用され、そして、少なくとも２個の副反応器を含む第２段階の反応器が使用され、そこでは、第１段階の副反応器及び第２段階の副反応器の両方へのフレッシュなシンガスフィードライン、追加の補給水素フィードライン、及びテールガスリサイクルフィードラインがある。操作では、各々の反応器には、フレッシュなシンガス又は追加の補給水素のどちらかが供給されるであろう。これにより、どの反応器を第１段階の反応器として操作し、及び、どの反応器を第２段階の反応器として操作するかの選択が可能になる。
【００３５】
触媒のシンガス転化又はフィッシャー・トロプシュ成分は、ＶＩＩＩ族金属成分、好ましくはコバルト、鉄及び／又はルテニウムを含む。周期表及びそこで使用されている族は、ｔｈｅ  ６８ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ（ＣＰＣ  Ｐｒｅｓｓ）に記載の元素の周期表のＩＵＰＡＣ  ｖｅｒｓｉｏｎを言及する。触媒は、触媒担体又はサポートを更に含む。触媒担体は、好ましくは多孔性であり、例えば多孔性無機耐火性酸化物など、好ましくはアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア又はそれらの結合である。担体上に存在する触媒活性金属の最適量は、特定の触媒活性金属に特に依存する。典型的に、触媒中に存在するコバルトの量は、担体材料の１００重量部当り約１〜約１００重量部の範囲、好ましくは担体材料の１００重量部当り約１０〜約５０重量部であってもよい。
【００３６】
触媒活性のフィッシャー・トロプシュ成分は、１以上の金属プロモーター又は助触媒と一緒に触媒中に存在してもよい。当該プロモーターは、関連する特別なプロモーターに依存して、金属として又は金属酸化物として存在してもよい。適切なプロモーターは、周期表のＩＡ、ＩＢ、ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ及び／又はＶＩＩＢ族からの金属の酸化物又は金属、ランタニド及び／又はアクチニド又はランタニド及び／又はアクチニドの酸化物を含む。金属酸化物プロモーターの代わりに又はそれに加えて、触媒は、周期表のＶＩＩＢ族及び／又はＶＩＩＩ族から選択される金属プロモーターを含んでもよい。
【００３７】
触媒の酸性成分は、アモルファスシリカ−アルミナ又はタングステン酸ジルコニア又はゼオライト系又は非ゼオライト系結晶性モレキュラーシーブなどの酸触媒材料である。適切な水素化分解モレキュラーシーブの例は、ゼオライトＹ、ゼオライトＸ、及び、参照としてここに組み込む米国特許番号４，４０１，５５６、４，８２０，４０２及び５，０５９，５６７に例えば記載されているようないわゆる超安定なゼオライトＹ及び高構造シリカ：アルミナ比ゼオライトＹを含む。参照としてここに組み込む米国特許第５，０７３，５３０に記載されているような小さい結晶サイズゼオライトＹも、使用できる。クラッキング触媒としての有用性を示す他のゼオライトは、ＳＳＺ−１３、ＳＳＺ−３３、ＳＳＺ−４６、ＳＳＺ−５３、ＳＳＺ−５５、ＳＳＺ−５７、ＳＳＺ−５８、ＳＳＺ−５９、ＳＳＺ−６４、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−１１、ＺＳＭ−１２、ＺＳＭ−２３、Ｈ−Ｙ、ベータ、モルデナイト、ＳＳＺ−７４、ＺＳＭ−４８、ＴＯＮ型のゼオライト、フェリエライト、ＳＳＺ−６０及びＳＳＺ−７０として設計されたものを含む。使用できる非ゼオライト系モレキュラーシーブは、例えばシリコアルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）、フェロアルミノリン酸塩、チタンアルミノリン酸塩、及び、参照としてここに引用する米国特許第４，９１３，７９９に記載の各種のＥＬＡＰＯモレキュラーシーブを含む。各種の非ゼオライトモレキュラーシーブの調製に関する詳細は、その全体を参照としてここに組み込む、米国特許第５，１１４，５６３（ＳＡＰＯ）；米国特許第４，９１３，７９９及び米国特許第４，９１３，７９９に引用された各種の引用文献中に見つけることができる。例えばｔｈｅ  Ｍ４１Ｓ  ｆａｍｉｌｙ  ｏｆ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９２，１１４，１０８３４−１０８４３）、ＭＣＭ−４１（米国特許番号５，２４６，６８９、５，１９８，２０３、５，３３４，３６８）、及びＭＣＭ４８（Ｋｒｅｓｇｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  ３５９（１９９２）７１０）などのメソ細孔性モレキュラーシーブを含むこともできる。
【００３８】
触媒中で使用される酸性成分の量を適切に変化させて所望の生成物を得ることができる。もしも酸性成分の量があまりにも低いならば、すべてのワックスを除去するには不十分なクラッキングであろうし；それに対してあまりにも多くの酸性成分を使用するならば、あまりにも多くクラッキングになるであろうし、そして、得られる生成物はあまりにも軽質であるかもしれない。
【００３９】
一形態では、触媒は、その全体を参照としてここに組み込む米国特許公開第２０１０／０１６０４６４Ａ１に記載の触媒などの一体化粒子上に配置された合成ガス転化成分及び酸性成分を含む。
【００４０】
別の形態では、触媒成分は、その全体を参照としてここに組み込む米国特許公開第２０１０／０３１２０３０Ａ１に記載されているような、反応器中の合成ガス転化成分の触媒床に酸性成分の下流床が付随する“積層床”構成中に配置される。
【００４１】
更に他の形態では、合成ガス転化成分及び酸性成分は、別個の別々の粒子上に配置され、それらは、一緒に混合されて単一触媒床を形成する。そのような触媒は、その全体を参照としてここに組み込む米国特許第７，８２５，１６４中に記載される。
【００４２】
一形態では、第１の触媒は酸性成分がなく、その結果、第１の流出物流は３０ｗｔ％Ｃ２１＋ノルマルパラフィンまでのワックスフラクションを含有し、それは、第２の反応器中で十分な量の酸性成分によりその後に分解される。
【００４３】
一形態では、当該方法は、存在するオレフィンを飽和させるために液体Ｃ５＋炭化水素生成物を水素化することを更に含む。
【００４４】
本方法の利点は、望ましい液体、ワックスのない生成物組成物に到達するために、液体Ｃ５＋炭化水素生成物が更に水素化分解又は水素化異性化されることを必要としないことである。
【００４５】
本開示の一形態を図１に図解する。フィードライン１を通して供給されるＣＯ及びＨ２を含むフレッシュなシンガスを、テールガス３のリサイクル（図示されない）と場合により結合して、フィッシャー・トロプシュ反応器１０に供給されるフィードを形成する。フィッシャー・トロプシュ反応器１０からの流出物２は、固体相の分離なしに、３相（すなわち、ガス／炭化水素液体／水）分離ユニット２０に供給される。分離ユニット２０では、反応器からの流出物は分離されて液化炭化水素生成物流４、水性流８及び気相又はテールガス３を形成する。テールガス流３は、補給水素を添加して又は添加しないで、場合により圧縮され（図示されない）及び反応器にリサイクルされる。分離ユニット２０は、少なくとも約０℃の温度で操作できる。
【００４６】
一形態では、液化炭化水素生成物流４のすべて又は一部は、所望の生成物分布を得るために、液体流４ａとしてフィッシャー・トロプシュ反応器１０にリサイクルできる。妥当な速度でリサイクルするのに十分な液体を収集するために、貯蔵容器２１を使用できる。液体流４ａは、ポンプ（図示されない）によって反応器１０の内部で貯蔵容器から液体分配器（図示されない）にポンプ輸送される。液化炭化水素生成物流４の一部のリサイクルは、連続して起こり得る。代替として、液化炭化水素生成物流４のすべて又は一部のリサイクルは、所望の生成物分布を得るために断続的に起こることができる。
【００４７】
一形態では、液化炭化水素生成物流４は、ハイドロフィニッシング反応器２２に送って、ハイドロフィニッシュ液化炭化水素生成物流４ｃを形成できる。
【００４８】
本開示の他の形態を図２に図解する。フィードライン１を通して供給されるＣＯ及びＨ２を含むフレッシュなシンガスは、場合によりテールガス７ｂのリサイクルと結合して結合フィードを形成し、それは、第１のフィッシャー・トロプシュ反応器１０に供給される。第１のフィッシャー・トロプシュ反応器１０からの流出物２は、分離ユニット２０に供給される。分離ユニット２０では、第１のフィッシャー・トロプシュ反応器からの流出物は、分離されて、液化炭化水素生成物流４、第１の水性流８及び第１の気相３を形成する。第１の気相３は、補給水素１１と結合して、そして、第２のフィッシャー・トロプシュ反応器３０に供給される。第２のフィッシャー・トロプシュ反応器３０からの第２の流出物５は、分離ユニット４０に供給され、そこでは、第２の流出物は分離されて、液化炭化水素生成物流６、第２の水性流９及びテールガスを形成する。テールガスは流れ７ａとして除去でき、圧縮され、そして、流れ７ｂとして第１のフィッシャー・トロプシュ反応器１０にリサイクルされ、及び／又は、圧縮され、そして、流れ７ｃとして第２のフィッシャー・トロプシュ反応器３０にリサイクルされることができる。
【００４９】
液化炭化水素生成物流４及び／又は６は、場合により、フィッシャー・トロプシュ反応器１０及び／又は３０に送って所望の生成物分布を得ることができる。示されるように、液体生成物流４のすべて又は一部は、図１に関して上記のように、液体流４ａとして反応器１０にリサイクルできる。同様に、液体生成物流４のすべて又は一部は、液体流４ｂとして反応器３０に送ることができる。同様に、液体生成物流６のすべて又は一部は、それぞれ流れ６ａ及び／又は６ｂとして、反応器１０及び／又は反応器３０にリサイクルできる。液体生成物流４及び６を収集するための貯蔵容器及び貯蔵容器から反応器に液体を送るためのポンプは示されていない。
【００５０】
生成物流４及び６は結合して、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５００−０９により決定して約１５℃の未満の曇り点を有する蓄積生成物１２を生産できる。結合した液化炭化水素生成物流１２は、場合により、ハイドロフィニッシング反応器２２に送り、ハイドロフィニッシュ液化炭化水素生成物流１２ａを形成する。バルブ２５及びポンプ２６と同様に、第１の反応器１０と分離ユニット２０と間の流出物２を運ぶラインには、熱源を供給する必要がない。同様に、流出物５を運ぶラインには、熱源を供給する必要がない。
【００５１】
図２のシステムと同様の本開示の他の形態を図３に図解する。この形態では、分離ユニット２０及び第２のフィッシャー・トロプシュ反応器３０は、第１の反応器１０に関連して上昇した高さに位置される。それに対し、従来のフィッシャー・トロプシュシステムは、ワックス含有量の理由で、合成生成物をより高い高さにポンプ輸送することを含まない。場合によりバルブ２５が、流出物２の流れをコントロールために提供され、及び、場合によりポンプ２６が、流出物２を第１の反応器１０から分離ユニット２０にポンプ輸送するために提供される。
【００５２】
図１〜３で図解したシステムの各々において、第１の及び第２の水性流８及び９を除去するためのラインは、高度に耐食性の合金から形成されている必要はない。ステンレス鋼、クロム、ニッケル、鉄、銅、コバルト、モリブデン、タングステン及び／又はチタンなどの各種の金属の耐食性混合物よりもむしろ炭素鋼管を使用してもよい。
【００５３】
実施例
実施例１
その全体を参照としてここに組み込む米国特許公開第２０１０／０１６０４６４Ａに記載のように、組成７．５％Ｃｏ／０．１９％Ｒｕ／ＺＳＭ−５／Ａｌ２Ｏ３のハイブリッドフィッシャー・トロプシュ触媒を調製した。当該触媒を、９．５２ｍｍ反応器配管中に配置した。その全体を参照としてここに組み込む米国特許第７，９４３，６７４に一般に記載されているように、当該触媒を、活性化及びフィッシャー・トロプシュ合成運転にかけた。テールガスのリサイクルなしで、Ｈ２／ＣＯ比１．６を有する合成ガスフィードを使用して、温度２２５℃及び圧力１３２ｐｓｉｇで、反応させた。
【００５４】
全酸価（ＴＡＮ）を、ＡＳＴＭ  Ｄ６６４−０９に従って測定し、そして、反応中に製造された液化炭化水素及び水性相の試料で、試料のグラム当りのミリグラムＫＯＨで報告した。結果を以下に示す。
ＴＡＮ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
液化炭化水素相              ０．４６
水性相                      ０．４９
【００５５】
反応器廃水処理ガイドラインは、以下の式に従って、有機化合物をＣＯ２及びＨ２Ｏに完全に酸化するのに要求される酸素の量である、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）要件を一般に特定する：
ＣｎＨａＯｂＮｃ＋（ｎ＋ａ／４−ｂ／２−３／４ｃ）＊Ｏ２  →
ＣＯ２＋（ａ／２−３／２ｃ）＊Ｈ２Ｏ＋ｃＮＨ３
【００５６】
モル基礎でのＣＯＤは、上記式中の酸素に先行するターム、すなわち、（ｎ＋ａ／４−ｂ／２−３／４ｃ）として計算される。
【００５７】
反応によって製造された水の廃水試料の約４７０ｍｌを、ｐＨ１に酸性化し、及び、５０ｍｌ、１０ｍｌ及び２０ｍｌの塩化メチレンで抽出した。結合した塩化メチレン抽出物の３ｍｌ分取を、窒素流下で蒸発させて、１．２ｍｇの乾燥抽出物を生産した。この抽出物を、赤外線（ＩＲ）及びガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ／ＭＳ）により分析した。
【００５８】
ＩＲにより分析した蒸発塩化メチレン抽出物は、酸の存在及びひょっとしたら少量のアルコールをはっきりと示した。ＧＣ／ＭＳ分析は、５〜１０の炭素を含有する酸の存在と一致するピークも、示した。３ｍｌの塩化メチレンを蒸発することにより得た１．２ｍｇの蒸発抽出物のすべてが酸を含有すると仮定すると、水試料中の酸の濃度は約６８ｐｐｍであろう。ＧＣ／ＭＳ結果に基づく有機酸のＣ５−１０分布及び酸濃度の６８ｐｐｍ結果に基づくと、ＣＯＤは約１５０ｍｇ／ｌであると決定した。したがって、そのような水は、処分前に最小限の処理を要求するであろう。
【００５９】
それに対して、アルミナ上に担持したコバルトのフィッシャー・トロプシュ触媒を使用する従来のフィッシャー・トロプシュ法からの反応廃水は、約３．５重量％の含酸素有機物を有し、それはＣＯＤ約５４，０００ｍｇ／ｌに対応する。
【００６０】
実施例２
リサイクル比２でのテールガスのリサイクルを除いて同じ条件で、実施例１のフィッシャー・トロプシュ合成反応を繰り返した。
【００６１】
炭化水素、酸及びアルコールの存在を探索するために、反応により製造された廃水試料のＧＣ／ＭＳによる分析を実施した。約１９０ｍｌの水試料を、濃縮塩酸でｐＨ１に酸性化し、及び、５０ｍｌ、２０ｍｌ及び１０ｍｌの塩化メチレンで抽出した。結合した抽出物を硫酸ナトリウムで乾燥した。結合した抽出物の１０ｍｌ分取を、約１ｍｌに蒸発し、及び、ＧＣ／ＭＳにより分析した。結合した塩化メチレン抽出物の６ｍｌ分取を、窒素流下に蒸発して乾燥させ、１．２ｍｇの乾燥抽出物を生産した。１．２ｍｇの抽出物をＧＣ／ＭＳにより分析した。残りの塩化メチレン抽出物を蒸発し、及びＩＲにより分析した。
【００６２】
蒸発した１０ｍｌ分取のＧＣ／ＭＳトレースは、約Ｃ１２−２２の範囲のノルマル及び分枝炭化水素の存在を示した。オレフィンも存在するように見えるが、それらの低濃度では、質量スペクトルデータから証明するには困難である。５〜９の間の炭素を含有する酸が示された。蒸発塩化メチレン抽出物のＩＲは、１７０３．５９２で強酸ピークを、及び、実に少ないアルコールを示す弱いＯＨピークを示した。もしも、６ｍｌの塩化メチレンの蒸発により得た１．２ｍｇの蒸発抽出物のすべてが酸から成っていたら、水試料中の酸の濃度は約１２６ｐｐｍであろう。しかし、１．２ｍｇの抽出物は分枝及びノルマルアルカンも含有し、したがって、酸濃度は実際には１２６ｐｐｍ未満である。廃水のＣＯＤは約２８０ｍｇ／ｌと計算された。したがって、そのような水は、処分前に最小限の処理を要求するであろう。
【００６３】
実施例３
１／１６”アルミナ−結合ＺＳＭ−１２押出物上の７．５％Ｃｏ−０．１９％Ｒｕを含有するハイブリッドフィッシャー・トロプシュ触媒を、米国特許第７，９４３，６７４に開示の実施例に記載されたように調製した。押出物及び触媒の特性を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2014534313.tif 000003
【００６５】
米国特許第７，９４３，６７４に開示されているように、１０グラムの触媒を、ガラス配管反応器に投入し、そして、活性化した。当該触媒を合成運転にかけ、そこでは、温度２２０℃、全圧２０ａｔｍ、及び時間当りグラム触媒当りガス（０℃、１ａｔｍ）の空間速度１２００ｍＬで、触媒を、比２．０の水素及び一酸化炭素と接触させた。液体生成物から水の分離後、液化炭化水素生成物を、重量毎時空間速度１、圧力１５ａｔｍ及び温度２２０℃で、（Ａｌｂｅｍａｒｌｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販の）２ｇのＮｉＭｏハイドロフィニッシング触媒を装填した１／４インチ（０．６３ｃｍ）直径の配管反応器に通過させた。ハイドロフィニッシュ生成物の臭素価は、試験ＡＳＴＭ  Ｄ  １１５９で決定して１未満であり、すべてのオレフィンの完全な飽和を示した。
【００６６】
本開示の方法及びシステムは、従来のフィッシャー・トロプシュ方法及びシステムと比較すると多数の利点を供給する。反応器に付随してワックスフラクションを取り扱って除去する必要が低減される。これは、加熱ワックス分離ユニットを削除することによって使用エネルギーを低減し、そして、システムを簡素化する。反応器流出物中に何の固体ワックスフラクションも存在しないので、流体ハンドリング装置のポンプ及びオリフィスの詰まり又はシステム導管を通る生成物の流れの抑制を最小限にできる。結果として、そのような問題を修復するための費用のかかるシステム操業停止を避けることができる。更に、そのような問題を妨げるために設計される高価な加熱トレーシングなどの費用のかかる測定を避けることができる。本方法の１つの利点は、フィッシャー・トロプシュ反応を立ち上げる前に、ワックスの凍結を避けるために典型的に要求されるような予熱を、反応器及び反応器から来るラインは必要としないことである。
【００６７】
ここに開示の方法では、ワックスの小さい粒子のエマルジョンの形成は、反応水を含む反応器流出物中で、又は、反応器のトップから来る軽質オーバーヘッド中で、低減できる。これは、システム中のコールドスポットでの詰まりの潜在性を低減できる。これは、分離器などのシステム構成要素中の乳化破壊剤又は消泡剤の必要も低減できる。
【００６８】
ここに開示のシステムは、水分離ユニット中の界面レベルコントロールの改善という利点を有し、それにより、反応水からのきれいな水の分離がより容易になり得る。これは、要求される廃水修復がより少なくなり得る。
【００６９】
本システムの他の利点は、製造された炭化水素及び製造された水中のより低い含酸素化合物含有量である。フィッシャー・トロプシュ反応は、アルコール、酸及び水を含む含酸素化合物及び炭化水素を製造する。ここに開示のハイブリッドフィッシャー・トロプシュ触媒の酸性成分は、含酸素化合物生成物の脱水に効果的に触媒作用して炭化水素及び水を生産する。したがって、本開示による生成物は、従来のフィッシャー・トロプシュ生成物よりも低いレベルの含酸素化合物を含有する。これの１つの結果は、反応水（製造水とも言う）中の低減した酸含有量であり、これは、装置及び反応水処理に関してコスト節約になり得る。本方法により製造された反応水中の酸含有量は、約０．５未満の全酸価（ＴＡＮ）を有することができ、これは、従来のフィッシャー・トロプシュ製造水のＴＡＮ約１０％よりも小さい。結果として、腐食防止緩衝剤又は苛性剤を使用して製造水のｐＨを中和する必要を低減し得る。ライン及びタンクなどのハードウェア中の高価な耐食性合金の必要も低減し得る。より低い含酸素化合物含有量の結果として、液化炭化水素生成物中の酸含有量の低減にもなり、腐食性のより低い生成物になる。結果として、生成物ハンドリングハードウェア中の高価な合金などの腐食緩和を避けることができる。
【００７０】
本開示の方法及びシステムは、従来のフィッシャー・トロプシュシステムよりも低い点火のリスクを有し得る。なぜなら、潜在的な点火の危険を形成する表面上に蓄積し得るシステム中の可燃性のワックスフラクションが低減されるからである。
【００７１】
本方法及びシステムの他の利点は、反応生成物中のワックスフラクションの不存在が理由で、従来のフィッシャー・トロプシュ操作と比較すると、固定床操作中の触媒失活の傾向が低減して、したがって触媒寿命がより長くなることである。
【００７２】
本方法により製造された液化炭化水素生成物は、原油とブレンドできる。従来のフィッシャー・トロプシュワックス含有生成物と原油とのブレンドに関連する典型的な問題に直面することなく、ここに開示の方法で製造された生成物をより高い容積量でブレンドすることが可能である。
【００７３】
本開示によるシステムは、多数のやり方で有利に展開できる。いくつかの形態では、そのようなシステムは、石油産出井戸から石油及びガスが抽出される炭化水素製造設備で配置できる。本システムは、関連ガスにも言及される、石油製造に関連する天然ガスから得たシンガスを、価値のある液化炭化水素に転化するのに使用できる。これは、遠隔陸地に囲まれた位置及び海上製造設備で特に有利であることができ、したがって、環境面で所望されない炎上又は貯蔵容器への関連ガスの費用のかかる再注入を避けることができる。本開示によるシステムは、海上製造設備での利点も提供する。なぜなら、反応生成物の水素化処理が必要とされないことがあり、したがって、水素化分解に関連する水素の必要を低減し反応器後のワックス水素化分解を含む従来のフィッシャー・トロプシュシステムと比較した時に重量及びフットプリントを低減することがあるからである。更に、本システムにより製造された液化炭化水素は、井戸から製造された原油とブレンド可能である。重油を製造するある油田では、本システムにより製造された液化炭化水素は、井戸から製造された原油のポンプ能力を改善するために希釈剤として使用でき、したがって、圧縮コストの低減になり得る。そのような形態では、重質原油を、本システムにより製造された十分な量の液化炭化水素で希釈して、所望の粘度を実現する。“重質原油”とは、ＡＳＴＭ  Ｄ２８７に従って測定して２０°未満のＡＰＩ重力を有する原油を意味する。
【００７４】
各種の形態を記載してきたが、当業者の範囲内で、特定の反応器構成及び反応体制で最も適切な条件を決定して選択されることが、理解されるべきである。そのような変更及び修正が、ここに添付の特許請求の範囲の範囲及び条項内で考慮されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2014534313.tif 000008