[发明专利]烃合成反应装置、烃合成反应系统以及烃合成方法

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为主成分的合成气吹入使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料中来合成烃化合物的烃合成反应装置、具备该烃合成反应装置的烃合成反应系统以及烃合成方法。

本申请基于2008年9月30日在日本提出申请的特愿2008-253214并主张其优先权，这里援引其内容。

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，开发出如下GTL(Gas To Liquids：液体燃料合成)技术：对天然气进行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，以该合成气作为原料气并利用费-托合成反应(以下称为“FT合成反应”)合成作为烃化合物的液体烃，进而通过对该液体烃进行加氢和精制来制造石脑油(粗汽油)、煤油、轻油、蜡等液体燃料产品。

作为利用该GTL技术来制造液体燃料的烃合成反应系统，如下述专利文献1所示，已知有具备烃合成反应装置的结构，所述烃合成反应装置利用合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料的FT合成反应等化学反应来合成烃化合物。

不过，以往，在构成该烃合成反应装置的构成设备中，为了抑制浆料等从与其他构成设备的连接部分倒流，或为了将收容在内部的流体送出到其他构成设备等，根据需要供给加压气体(被加压后的气体)。另外，作为该加压气体，从抑制催化剂劣化的观点出发，优选利用例如保管在冷热设备等中的将氮气化而得到的氮气等不活泼气体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2007-533662号公报

发明内容

发明所要解决的问题

不过，在上述以往的烃合成反应装置中，因为从合成烃化合物的合成系统外供给氮气，因此在使用氮气的情况下，用于产生氮气的装置的制作费用增加，并且为了合成烃化合物而需要大量的能量，因而存在运行成本增加的问题。

即，首先，为了使用氮气，另外需要用于保管该氮气的冷热设备等保管设备。在需要大量氮气的情况下，需要大容量的保管设备，在制作该保管设备时需要花费制作费用，而且使装置运行来合成烃化合物时，需要用于冷却加热等的大量的能量，因而运行成本增加。

而且，该氮气与在FT合成反应的过程中产生的可燃性气体等混合，作为火炬气而被焚烧处理。在该处理中，需要利用废气燃烧烟道等焚烧设备，在被焚烧处理的气体为大量的情况下，需要大容量的焚烧设备，在制作该焚烧设备时需要花费制作费用，而且，为了焚烧处理需要大量的能量，结果运行成本增加。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的是提供能够抑制从合成烃化合物的合成系统外供给的加压气体的使用量、且在降低装置制作费用的同时能够节能且以低成本合成烃化合物的烃合成反应装置、烃合成方法、以及具备该烃合成反应装置的烃合成反应系统。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明提出了以下的手段。

本发明的烃合成反应装置是利用以氢和一氧化碳为主成分的合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料之间的化学反应来合成烃化合物的烃合成反应装置，其具备：反应器，其使上述合成气与上述浆料接触；和未反应气体供给机构，其在将未反应气体从上述反应器导出之后进行加压，并将该加压后的气体供给至构成该烃合成反应装置的构成设备。

而且，本发明的烃合成方法是利用以氢和一氧化碳为主成分的合成气与使固体的催化剂粒子悬浮在液体中而形成的浆料之间的化学反应来合成烃化合物的烃合成方法，其中，在将未反应气体从上述反应器导出之后进行加压，并将该加压后的气体供给至构成该烃合成反应装置的构成设备。

在此，所谓未反应气体，是指包括被导入到反应器内但与浆料没有进行化学反应的未反应的合成气、以及在反应器内的化学反应的过程中产生的气体(例如以碳原子数为4以下的烃气体为主成分的气体)等的气体。

根据本发明的烃合成反应装置和烃合成方法，从反应器内导出的未反应气体被未反应气体供给机构加压了之后，被供给到构成该烃合成反应装置的构成设备，因此能够将该未反应气体用作加压气体。因此，能够抑制从合成烃化合物的合成系统外供给的加压气体的使用量，能在降低该烃合成反应装置的制作费用的同时节能且以低成本合成烃化合物。

上述构成设备也可以是插设在收容上述浆料或使上述浆料流通的其他构成设备的计量仪器，上述未反应气体供给机构也可以通过将上述未反应气体供给到上述计量仪器，对上述计量仪器与上述其他构成设备的连接部分进行密封。

这种情况下，由于能够利用未反应气体对计量仪器与其他构成设备的连接部分进行密封，因此能够由计量仪器进行准确的测量。