[发明专利]合成反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及通过将以一氧化碳气体和氢气作为主要成分的合成气体吹 入到在液态烃中悬浮有固体催化剂粒子的浆液中来合成碳氢化合物的碳氢 化合物的合成反应系统。

本申请要求在2007年9月27日申请的日本专利申请第2007-252520 号的优先权，这里援引其内容。

背景技术

作为从以氢和一氧化碳作为主要成分的合成气体生成碳氢化合物和水 的费-托合成反应(以下，称为“FT合成反应”)的反应系统之一，有通过 将合成气体吹入到在液态烃中悬浮有固体催化剂粒子的浆液中而进行FT 合成反应的气泡塔型浆态床(也称为淤浆床)FT合成反应系统(例如参照 专利文献1、2)。再有，通过FT合成反应合成的碳氢化合物被用作石脑油 (粗汽油)、煤油、轻油等液体燃料制品的原料。

另外，该气泡塔型浆态床FT合成反应系统有外部循环式的系统，该外 部循环式的系统具备：用于收容浆液的反应器主体；将合成气体吹入反应 器主体的底部的气体供给部；以及将含有在反应器主体内所合成的碳氢化 合物的浆液从反应器主体流出并使碳氢化合物从浆液分离而使浆液再次流 入反应器主体中的外部循环部。在专利文献1、2中，浆液在外部循环部中 的流动方面使用了泵，但使用泵等时，催化剂粒子有可能由于磨损而使性 能降低。

因而，在该结构中，吹入反应器主体内的合成气体在浆液中上升时， 在反应器主体内产生朝上的上升流(气体提升)，因此在反应器主体内沿其 上下方向产生浆液的循环流。并且，浆液在外部循环部中的流动是由于反 应器主体内的浆液的循环流而产生的。

专利文献1：美国专利申请公开2003/0018089号说明书

专利文献2：美国专利申请公开2007/0014703号说明书

不过，存在如下问题：在合成气体未被吹入的状态、即、合成反应系 统的停止状态下，上述浆液的流动停止，因此含有催化剂粒子的浆液的固 体成分沉降而易于沉淀在外部循环部的内部。

特别是，在合成反应系统由于停电等外部原因而停机时，在外部循环 部的内部容易产生上述固体成分的附着、块化、架形成等，因此即使欲使 浆液再次流动，直到使合成反应系统形成稳定的运行状态的时间变长。结 果是，存在液体燃料制品的生产效率降低这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，在实施FT合成反应 的合成反应系统中，能够使合成反应系统从停止状态到运行状态顺畅地进 行过渡，而且，实现其过渡时间的缩短，提高液体燃料制品的生产效率。

本发明的合成反应系统是通过以氢和一氧化碳作为主要成分的合成气 体与在液体中悬浮有固体催化剂粒子的浆液之间的化学反应来合成碳氢化 合物，并从上述浆液中取出该碳氢化合物，所述合成反应系统具备：反应 器主体，其用于收容上述浆液；分离器，其用于使上述浆液所含有的上述 碳氢化合物从上述浆液中分离；第1流路，其用于使含有上述碳氢化合物 的上述浆液从上述反应器主体流入上述分离器；第2流路，其用于使上述 浆液从上述分离器流入上述反应器主体；以及流体供给喷嘴，其用于朝着 上述分离器、上述第1流路和上述第2流路中的至少之一供给流体。

另外，上述流体只要是不影响合成气体和浆液之间的化学反应的流体 即可，优选例如氮、氩等不活泼气体。另外，也可以是煤油、轻油等液体 燃料制品。

在本发明的合成反应系统中，从合成气体未被供给到浆液中的状态、 即、在反应器主体内未产生浆液的循环流的停止状态启动合成反应系统， 形成合成气体被供给到浆液而产生该浆液的循环流的运行状态的情况下， 从流体供给喷嘴向分离器、第1流路、第2流路供给流体即可。由此，该 流体的流动使在分离器、第1流路、第2流路中沉降、附着了的浆液的固 体成分浮起，因此能促进浆液在分离器、第1流路、第2流路中的流动。 因而，能使合成反应系统从停止状态到运行状态顺畅地进行过渡，而且， 能实现其过渡时间的缩短。

另外，合成反应系统因某些原因被停机而使反应器主体内的循环流停 止时，通过从流体供给喷嘴向分离器、第1流路、第2流路供给流体，能 够抑制浆液的固体成分在分离器、第1流路、第2流路中沉降、附着，由 于能防止分离器、第1流路、第2流路被浆液的固体成分堵塞，因此能够 快速地实现合成反应系统的再启动。