СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

1. Непрерывный способ конверсии углеродистого материала, содержащегося в одном или более видах исходного сырья, в жидкий углеводородный продукт, при этом указанные виды исходного сырья включают углеродистый материал, содержащийся в исходной смеси, включающей один или более флюидов, содержащих воду и дополнительно жидкие органические соединения, по меньшей мере частично получаемые с помощью указанного способа, в концентрации, составляющей по меньшей мере 5% по массе, при этом указанный способ включает:
- конверсию по меньшей мере части углеродистого материала путем:
- повышения давления исходной смеси до давления в диапазоне от 250 до 400 бар
- нагревания исходной смеси до температуры в диапазоне от 370 до 450°С и
- выдерживания указанной находящейся под давлением и нагретой исходной смеси в реакционной зоне при давлении и температуре в требуемых диапазонах в течение предварительно заданного времени;
- охлаждения исходной смеси до температуры в диапазоне от 25 до 200°С и
- расширения исходной смеси до давления в диапазоне от 1 до 70 бар, что вызывает конверсию углеродистого материала в жидкий углеводородный продукт; и
- отделение от конвертированной исходной смеси фракции, содержащей жидкий углеводородный продукт.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрация указанного по меньшей мере одного жидкого органического соединения, содержащегося в исходной смеси, составляет по меньшей мере 10% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 20% по массе.
3. Способ по п. 1, в котором полученная исходная смесь содержит по меньшей мере один гомогенный катализатор в виде соединения калия и/или натрия таким образом, чтобы обеспечить суммарную концентрацию калия и натрия по меньшей мере 0,5% по массе, предпочтительно от 1 до 10% по массе, более предпочтительно от 2 до 5% по массе.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение массы указанного одного или более жидких органических соединений к массе углеродистого материала в сухом состоянии в указанной исходной смеси составляет от 0,1 до 2,0, предпочтительно от 0,15 до 1,0, более предпочтительно от 0,2 до 0,5.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что давление во время указанной стадии конверсии составляет от 275 до 350 бар, предпочтительно от 290 до 330 бар, более предпочтительно от 300 до 325 бар.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура во время указанной стадии конверсии составляет от 380 до 430°С, предпочтительно от 385 до 430°С, более предпочтительно от 390 до 430°С, например, от 400 до 430°С.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что до начала нагрева до рабочей температуры давление исходной смеси при температуре на входе повышают по существу до требуемого рабочего давления.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что значение рН во время указанной конверсии составляет более 7, предпочтительно от 8 до 12, более предпочтительно от 8 до 10, при этом значение рН исходной смеси измеряют во время и/или после конверсии, и если результат измерения рН находится за пределами предпочтительного диапазона, состав исходной смеси изменяют таким образом, чтобы скорректировать значение рН при конверсии.
9. Способ по п. 1, при котором нагревание исходной смеси осуществляют со скоростью по меньшей мере 50°С/мин, предпочтительно 75°С/мин, более предпочтительно 100°С/мин и еще более предпочтительно 150°С/мин в диапазоне температур от 140 до 300°С.
10. Способ по п. 1, при котором средняя скорость потока в трубах в указанном способе и/или на входе в зону/реактор конверсии составляет по меньшей мере 0,2 м/с, предпочтительно от 0,2 до 5 м/с, более предпочтительно от 0,5 до 3 м/с.
11. Способ по п. 1, дополнительно включающий извлечение веществ из остаточной фракции, остающейся после сепарации указанной фракции, содержащей жидкий углеводородный продукт, при этом указанное извлечение осуществляют в одном или более испарителях и конденсаторах, причем первый из указанных испарителей выполнен с возможностью реализации метода рекомпрессии пара, включающего механическую рекомпрессию пара и/или термическую рекомпрессию.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанные извлекаемые вещества содержат водорастворимые органические соединения и/или гомогенный катализатор в виде калия и/или натрия, и при этом указанные извлеченные вещества по меньшей мере частично рециркулируют в концентрированной форме и вводят в указанную исходную смесь.
2
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанная стадия расширения и охлаждения включает первый этап охлаждения указанной конвертированной исходной смеси при рабочем давлении до температуры в диапазоне от 100 до 200°С путем теплообмена с входящей исходной смесью и последующее расширение указанного потока охлажденных продуктов на одной или более стадиях по меньшей мере одной из указанных стадий расширения, включающих расширение в сепараторе мгновенного действия до давления в диапазоне от 50 до 70 бар, с получением газовой фазы и жидкой фазы, и последующее охлаждение газовой фазы в первом конденсаторе до температуры в диапазоне от 35 до 80°С, и охлаждение газовой фазы из указанного первого конденсатора до температуры в диапазоне от 12 до 30°С с получением конденсата, содержащего жидкий СО.
14. Аппарат для непрерывной конверсии углеродистого материала, содержащегося в одном или более видах исходного сырья, в жидкий углеводородный продукт, при этом указанный углеродистый материал содержится в исходной смеси, содержащей указанный углеродистый материал и один или более флюидов, причем указанные флюиды содержат воду, при этом указанный аппарат включает:
- по меньшей мере один подающий насос для подачи исходной смеси в зону обработки;
- устройство повышения давления, выполненное с возможностью повышения давления исходной смеси до давления от 250 до 400 бар
- нагревательное устройство, выполненное с возможностью нагревания находящейся под давлением исходной смеси до температуры от 370 до 450°С
- вертикально расположенное устройство для осуществления конверсии, выполненное с возможностью введения указанной находящейся под давлением и нагретой исходной смеси через верхнюю часть и выдерживания ее в течение времени конверсии, составляющего от 10 до 40 минут, и удаления конвертированной исходной смеси, извлекаемой из нижней части;
- охлаждающее устройство, выполненное с возможностью охлаждения обработанной исходной смеси до температуры от 25 до 200°С;
- устройство для расширения смеси, выполненное с возможностью снижения давления обработанной исходной смеси до давления от 1 до 70 бар и
- устройство для сепарации, выполненное с возможностью отделения жидкого углеводородного продукта от обработанной и последовательно охлажденной и подвергнутой расширению исходной смеси.
15. Аппарат по п. 14, в котором перед подающим насосом предусмотрен аппарат для предварительной обработки.
16. Аппарат по п. 15, в котором аппарат для предварительной обработки включает устройство, выполненное с возможностью разделения частиц в исходном сырье и смешивания исходного сырья и воды и жидкого органического соединения с получением исходной смеси с заданными свойствами, необходимыми для проведения способа.
17. Аппарат по п. 14, в котором предусмотрены средства для рециркуляции фракции, содержащей жидкие органические соединения, и добавления указанной фракции в указанную исходную смесь до указанного устройства для повышения давления.