Способ получения жидких и газообразных продуктов из газообразных реагентов - RU2006104329A

Реферат

1. Способ получения жидких и, необязательно, газообразных продуктов из газообразных реагентов, включающий: подачу газообразных реагентов на нижнем уровне в слой пульпы, состоящий из твердых частиц катализатора, взвешенных в суспендирующей жидкости; реагирование газовых реагентов при прохождении вверх через слой пульпы с образованием жидких и, необязательно, газообразных продуктов путем реакции, катализируемой частицами катализатора, с получением смеси продуктов, включающей жидкие продукты и частицы катализатора размера, лежащего в определенном диапазоне; первичную фильтрацию смеси продуктов на первой стадии фильтрации прохождением жидкого продукта в первом направлении через фильтрационную среду, имеющую множество фильтрационных отверстий контрольного размера, равного х мкм, для отделения от жидкого продукта больших частиц катализатора размером больше х мкм, с получением первичного фильтрата, содержащего жидкий продукт, частицы катализатора, близкие к необходимому размеру, размером от 1 мкм до х мкм, и мелкие частицы катализатора размером менее 1 мкм; фильтрацию на вторичной стадии фильтрации первичного фильтрата для отделения частиц катализатора, близких к необходимому размеру и, необязательно, некоторую часть мелких частиц, от жидкого продукта, с получением вторичного фильтрата, содержащего жидкий продукт и мелкие частицы катализатора; образование осадка частиц катализатора поверх фильтрационной среды на первой стадии фильтрации; прерывание время от времени прохождения жидкого продукта через фильтрационную среду на первой стадии фильтрации и обратную промывку фильтрационной среды за счет прохождения вторичного фильтрата через фильтрационную среду во втором направлении, противоположном первому, по меньшей мере во время части периодов прерывания прохождения жидкого продукта, и удаление таким образом осадка с фильтрационной среды.

2. Способ по п.1, в котором суспендирущая жидкость является жидким продуктом.

3. Способ по п.2, в котором синтез углеводородов представляет собой реакцию Фишера-Тропша, в которой газообразные реагенты присутствуют в виде потока синтез-газа, содержащего, в основном, угарный газ и водород, и получают как жидкие, так и газообразные углеводородные продукты, а частицы катализатора представляют собой частицы катализатора Фишера-Тропша.

4. Способ по п.3, в котором слой пульпы размещен в сосуде, а непрореагировавшие реагенты и газообразные продукты отводятся из сосуда выше слоя пульпы, при этом в сосуде поддерживаются стандартные для реакции Фишера-Тропша условия давления и температуры.

5. Способ по п.4, в котором катализатором является катализатор Фишера-Тропша на основе железа или кобальта.

6. Способ по п.5, в котором используется катализатор Фишера-Тропша на основе железа и контрольный размер фильтрационных отверстий составляет 25 мкм, при этом частицы катализатора крупнее 25 мкм отфильтровываются на первичной стадии фильтрации и образуют осадок на поверхности фильтрационной среды, частицы катализатора, имеющие размер от 1 до 25 мкм считаются частицами катализатора, близкими к необходимому размеру, а частицы, имеющие размер менее 1 мкм, мелкими частицами катализатора.

7. Способ по п.5, в котором катализатором является катализатор Фишера-Тропша на основе кобальта и контрольный размер фильтрационных отверстий составляет 10 мкм.

8. Способ по любому из пп.4-7, в котором фильтрационная среда является частью фильтрующего элемента, установленного внутри сосуда и имеющего вытянутую форму, причем фильтрационная среда имеет цилиндрическую форму и охватывает зону сбора фильтрата, а выходные отверстия для отвода фильтрата расположены на одном из концов фильтрующего элемента.

9. Способ по п.8, в котором первичная стадия фильтрации проходит в слое пульпы.

10. Способ по п.9, в котором используется множество фильтрующих элементов, расположенных на разных уровнях внутри фильтрационной зоны ниже верхней границы слоя пульпы.

11. Способ по п.10, в котором прохождение жидкого продукта через фильтрационную среду производится за счет перепада давления поперек фильтрационной среды и образовавшегося на ней осадка.

12. Способ по п.11, в котором перепад давлений может осуществляться за счет отвода первичного фильтрата в первичный сборник фильтрата, давление в котором ниже, чем давление в сосуде, с помощью выходных отверстий фильтрующих элементов, которые соединены со сборником первичного фильтрата посредством трубопроводов для жидкого продукта.

13. Способ по п.12, в котором вторичная стадия фильтрации проходит вне сосуда.

14. Способ по п.13, в котором вторичная стадия фильтрации снабжена горизонтально или вертикально ориентированным прижимным пластинчатым фильтром.

15. Способ по п.14, в котором вторичная стадия фильтрации включает легко фильтрующиеся гранулярные ускорители фильтрации.

16. Способ по любому из пп.11-15, в котором производится очистка противотоком во время, по крайней мере, части периодов прерывания прохождения жидкого продукта через фильтрационную среду на первичной стадии фильтрации.

17. Способ по п.16, в котором очистка противотоком производится в импульсовидном режиме.

18. Способ по п.17, в котором очистка противотоком включает начальный импульс промывочной жидкости, за которым следуют один или более импульсов, при этом каждый импульс промывочной жидкости может содержать инициирование ускорения очистки противотоком и быструю очистку противотоком фильтрующих элементов объемом промывочной жидкости.

19. Способ по п.18, в котором объем промывочной жидкости, используемой в течение начального импульса, по крайней мере, в три раза больше внутреннего объема фильтрующих элементов.

20. Способ по п.19, в котором объем промывочной жидкости, используемый в течение второго импульса, меньше объема жидкости, используемого в течение начального импульса.

21. Способ по п.16, в котором перепад давления поперек фильтрационной среды и осадка во время очистки противотоком составляет до 10 бар, в зависимости от степени засорения или срока службы фильтрующей среды.

22. Способ по п.16, в котором скорость потока промывочной жидкости составляет, по меньшей мере, 6000 л/ч/м² фильтрующей среды.

23. Способ по п.10, в котором фильтрующие элементы подвергаются периодам ожидания для усиления последующей фильтрации, во время которых не осуществляется ни фильтрация, ни очистка противотоком, во время которых отсутствует поток жидкости через фильтрационную среду элементов.

24. Способ по п.1, который включает перемешивание шлама в слое пульпы для препятствования осаждению частиц катализатора.

25. Способ по п.24, в котором процесс перемешивания включает прохождение вниз шлама в слое пульпы с верхнего уровня на более низкий уровень через, по крайней мере, одну опускную камеру.

26. Способ по п.25, в котором сосуд эксплуатируется таким образом, что слой пульпы находится в разнородном или эмульсионном режиме потока и включает разжиженную фазу, состоящую из быстро поднимающихся больших пузырьков газообразных реагентов и, не обязательно, газообразного продукта, которые пересекают зону реакции или слой пульпы фактически в режиме пробкового потока, и плотной фазы, которая включает жидкий продукт, твердые частицы катализатора и захваченные более мелкие пузырьки газообразных реагентов и газообразного продукта.