Способ получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа и компактная установка для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа

Изобретение относится к нефтехимии. Изобретение касается способа получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью. Исходный сырьевой газ смешивают с водой, полученную водогазовую смесь нагревают и смешивают с предварительно подогретым воздухом, обогащенным кислородом. Проводят одностадийную каталитическую конверсию подогретой парогазовой смеси в процессе автотермического риформинга с получением синтез-газа, его охлаждение, компримирование, предварительный подогрев и одностадийное каталитическое превращение в компактном миниканальном реакторе синтеза Фишера-Тропша в смесь воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов и углекислого газа. Выходящую из реактора синтеза Фишера-Тропша смесь непрореагировавшего синтез-газа и полученных в процессе Фишера-Тропша воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов и углекислого газа охлаждают. Отделяют водородсодержащий газ, представляющий собой смесь газообразных синтетических углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа, от смеси воды и синтетических жидких углеводородов. Отделяют воду от синтетических жидких углеводородов и смешивают их с частью водородсодержащего газа с получением газожидкостной смеси. Полученную газожидкостную смесь подогревают и проводят одностадийное каталитическое превращение ненасыщенных углеводородов, содержащихся в газожидкостной смеси, в насыщенные углеводороды и отделяют синтетическую нефть, представляющую собой смесь насыщенных синтетических углеводородов, синтезированных в реакторе синтеза Фишера-Тропша, и насыщенных синтетических углеводородов, полученных в результате превращения ненасыщенных углеводородов, от непрореагировавшего водородсодержащего газа. Изобретение также касается компактной установки для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью в одной технологической схеме. Технический результат - повышение выхода синтетической нефти за счет повышения выхода синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша и обеспечение получения из природного/попутного нефтяного газа синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтехимии, газохимии и касается способа и компактной установки для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа.

Внедрение промышленных процессов производства синтетических жидких углеводородов позволит нефтегазовым компаниям вовлечь в разработку обширные запасы газа, добыча которых ранее считалась экономически нецелесообразной из-за удаленности месторождений от потребителей газа и отсутствия транспортной инфраструктуры. Кроме того, в районах добычи нефти на факелах сжигается огромное количество попутного газа. Это наносит значительный ущерб экологии и экономике добывающих стран. Оптимальным решением данной проблемы могло бы стать размещение малотоннажных производств по переработке природного и попутного нефтяного газа в синтетические жидкие углеводороды непосредственно на объектах нефтегазодобычи.

В качестве сырья при реализации компактных технологий переработки углеводородных газов могут быть также вовлечены попутный нефтяной газ, сланцевый газ и газы, образующиеся при газификации отходов и биомассы.

Большинство известных технологических процессов получения синтетических жидких углеводородных продуктов, в том числе топливного назначения, из газообразного углеводородного сырья включают в качестве основных стадий каталитическую конверсию газообразного сырья (паровую, парокислородную или пароуглекислотную) с получением синтез-газа (смеси СО и H2 с возможными примесями CO2, H2O, N2, Ar и других газов) и последующий каталитический синтез жидких углеводородов из синтез-газа.

Производство синтетических жидких углеводородов (СЖУ) из углеводородных газов является энергоемким процессом и характеризуется высокими капитальными затратами. Последние определяются металлоемкостью оборудования и используемыми материалами, которые, в свою очередь, зависят от параметров технологических процессов переработки (в первую очередь, давление, температура и производительность). Этими факторами в значительной степени определяется и цена получаемого конечного целевого продукта. Поэтому при сравнительной оценке различных вариантов технологических процессов производства синтетических жидких углеводородов важнейшими показателями их эффективности являются расход исходного газа и энергии на производство конечного продукта, а также капитальные вложения на единицу конечного целевого продукта.

В настоящее время одним из основных способов получения синтетического моторного топлива является технология "Газ в жидкость" ("Gas-to-Liquids", или "GTL"). Современный процесс GTL в его углеводородном варианте - трехстадийная технология, использующая каталитические реакции. Сначала метан, составляющий основную часть природного и попутного газа, превращают в реакционноспособную смесь оксида углерода и водорода ("синтез-газ"). Для этой цели применяют в основном паровой или автотермический риформинг, реже парциальное окисление. Второй этап - синтез углеводородов из СО и H2 ("синтез Фишера-Тропша"). На третьей стадии углеводородные продукты доводят до товарного качества - либо с получением компонентов топлив, либо с получением синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью.

Для обеспечения компактных размеров и снижения капитальных затрат при создании мобильных установок по переработке углеводородных газов в синтетическую нефть технология должна обеспечивать высокую производительность процессов на каждой стадии, а также с целью снижения металлоемкости и габаритных размеров установки - уменьшение числа вспомогательных блоков и операций.

Безопасность транспортировки синтетической нефти по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью должна быть обеспечена ее составом: отсутствием реакционноспособных олефинов и высоким содержанием изоалканов в составе синтетической нефти.

В технике известны различные установки, основанные на технологии GTL, которые предлагаются для переработки природного/попутного нефтяного газа в синтетическую нефть непосредственно на месторождениях.

В патенте RU 2527536 С1, опубл. 10.09.2014 описан способ переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты и энергетический комплекс для его осуществления. В предложенном способе предполагается осуществлять переработку углеводородного газа следующим образом.

Углеводородный газ поступает на предварительную обработку (сепарирование, осушка, сероочистка, компримирование) в зависимости от его состава и физико-химических свойств. Далее происходит разделение потока подготовленного газа - один из потоков направляется в блок каталитического парового риформинга в качестве сырья, а другой используется для технологических нужд (получение электрической энергии, подогрев реакторов и технологических потоков).

Технологический поток углеводородных газов направляется в газотурбинную установку, где используется для получения электрической энергии, а продукты сгорания используются для обогрева блока каталитического парового риформинга. Переработка сырьевого потока углеводородных газов ведется в блоке каталитического парового риформинга, в котором сырьевой газ смешивается с водяным паром и подается на каталитический слой. Реактор получения синтез-газа представляет собой трубчатую печь риформинга с неподвижным слоем никелевого катализатора.

Полученный синтез-газ охлаждают с помощью системы охлаждения и направляют на мембранный модуль для отделения избыточного количества водорода. Выделенный водород смешивается с продуктами сгорания, полученными на газотурбинной установке, и поступает в форсажную камеру, где происходит дожиг этой смеси. Продукты дожига направляются в межтрубное пространство блока каталитического парового риформинга для его обогрева.

Получение синтетических жидких углеводородов проводится в трубчатом реакторе синтеза Фишера-Тропша при температуре 150-300°С и давлении 10-50 атм. Соотношение СО/Н2 от 1:1 до 1:3. В составе получаемой углеводородной смеси преимущественно содержатся линейные алканы (не менее 80 масс %). Полученные синтетические жидкие углеводороды поступают в блок фракционной конденсации, где из них получают фракции моторного топлива.

Недостатками указанного способа являются:

1. Использование газотурбинной установки накладывает ограничения на состав используемого топлива - при содержании в углеводородном газе жирных компонентов (С2+) ресурс работы лопаток газовой турбины существенно снижается, что отрицательно скажется на времени работы подобной установки, а поскольку нагрев реактора риформинга происходит только за счет продуктов сгорания технологического потока в газотурбинной установке, то в случае ее непредвиденной поломки процесс не сможет функционировать в стационарном режиме.

2. Процесс парового риформинга, который используется для генерации синтез-газа, протекает с поглощением большого количества тепла (высокоэндотермическая реакция), что приводит к необходимости постоянного обогрева реактора, а, следовательно, дополнительному расходу сырьевого газа на технологические нужды.

3. Соотношение H2/CO в процессе парового риформинга обычно выше 3, что не подходит для проведения синтеза Фишера-Тропша (оптимальное соотношение Н2/СО=2,0-2,2) и требует установки дополнительного модуля газоразделения для выделения избыточного количества водорода.

4. Мембранная система газоразделения, предназначенная для корректирования соотношения Н2/СО в синтез-газе, основана на использовании преимущественно полимерных мембран, которые накладывают существенные ограничения на температуру и давление входящего потока. Таким образом, поток синтез-газа, направляемый на разделение требуется предварительно охладить, что существенно снижает энергоэффективность технологической схемы, поскольку после выделения водорода синтез-газ снова необходимо будет дополнительно подогревать перед реактором синтеза Фишера-Тропша.

5. Использование водорода в качестве технологического газа нерационально, однако в схеме предлагаемой установки, не предусмотрены иные варианты утилизации избыточных количеств водорода.

6. Продукт, получаемый по предлагаемому способу, представляет собой СЖУ с высоким содержанием линейных алканов, несовместимых с минеральной нефтью. Способность таких углеводородов разрушать смолисто-асфальтеновые комплексы в нефти приводит к ее необратимой дестабилизации и выпадению осадка при смешивании с синтетической нефтью. Кроме того, линейные алканы обладают низким октановым числом, что не позволит применять их в качестве моторного топлива без добавления октанповышающих добавок.

Патент RU 2505475 С1, опубл. 17.01.2014 раскрывает способ совместного получения синтетических жидких углеводородов и метанола и установку для его осуществления, интегрированную в объекты промысловой подготовки нефтяных и газоконденсатных месторождений. Получение синтетической нефти проводится следующим образом.

Исходное сырье (вода и природный газ) проходят блоки очистки, где приводятся в соответствие с требуемым качеством. После этого природный газ нагревают в секции теплообменников, а затем смешивают с перегретым паром. Полученную смесь с температурой 350-450°С дополнительно подогревают в секции теплообменников за счет тепла дымовых газов печи риформинга до температуры 500-580°С и направляют в реактор риформинга. В качестве способа получения синтез-газа предлагается паровая конверсия. Часть потока природного газа направляют в печь риформинга для использования в качестве топливного газа. Температура в печи риформинга регулируется путем подачи части полученного и предварительно охлажденного синтез-газа в зону реакции. Процесс охлаждения полученного синтез-газа происходит в котле-утилизаторе. Полученное тепло расходуется на получение водяного пара. Охлажденный синтез-газ поступает на сепаратор, где отделяется вода, а затем смесь СО и H2 разбивают на два потока - один направляют в реактор получения СЖУ, а второй на блок синтеза метанола. Получение СЖУ осуществляют по методу Фишера-Тропша. В качестве катализатора используют кобальтовые или железные каталитические системы. Реактор получения СЖУ снабжен системой рециркуляции непрореагировавшего сырья. Для поддержания постоянного уровня инертных газов в рециркулирующей газовой смеси часть газа сбрасывается в топливную сеть. Оставшийся газ снова направляется на вход реактора, где смешивается со свежим синтез-газом, полученным на блоке риформинга. В данном процессе используется реактор синтеза Фишера-Тропша полочной конструкции. Регулирование температуры в зоне реакции осуществляется за счет подачи холодной газовой смеси по байпасным линиям в реакционное пространство, а также посредством установленных теплообменных конструкций с использованием воды в качестве теплоносителя. Смесь синтетических углеводородов, полученных в ходе реакции, после охлаждения в теплообменнике и отделения газовой фазы на сепараторе направляется на ректификацию, где происходит выделение сжиженных углеводородных газов (СУГ) (пропан-бутан), которые направляют в реактор риформинга совместно с исходным природным газом. Газовая фаза, отделенная на сепараторе, направляется на рецикл в реактор получения СЖУ. СЖУ после ректификации (фракция C5+) могут быть направлены на смешение с товарной нефтью или стабильным газовым конденсатом, а также переработаны в моторные топлива.

Недостатками указанного способа являются:

1. Использование парового риформинга на стадии получения синтез-газа не позволяет получать на выходе соотношение Н2/СО менее 3, что приводит к необходимости его корректировки (например, путем выделения излишков водорода на мембране) перед подачей синтез-газа в блок получения СЖУ.

2. Рецикл сырья приводит к усложнению технологической схемы, вследствие необходимости монтажа нескольких дополнительных газовых линий, компрессоров, а кроме того приводит к увеличению количества балластного газа в системе (по сравнению со схемами без использования рецикла), что ведет к увеличению физического размера реактора для сохранения высокой производительности установки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа по технологии GTL, описанный в US 20160168489 А1, опубл. 16.06.2016, раскрывающий способ и установку для переработки природного газа в жидкие синтетические углеводороды по технологии GTL на плавучих нефтекомплексах. Переработку природного газа предлагается вести следующим образом.

Природный газ поступает в блок риформинга, где из метана, воды и СО2, содержащегося в природном газе, получают синтез-газ. Далее синтез-газ поступает в узел подготовки, который состоит из блока отделения воды и блока выделения водорода. В блоке отделения воды, включающем три сепаратора, из смеси газов в несколько стадий отделяется вода. Синтез-газ после стадии отделения воды поступает в блок выделения водорода, включающий экстрактор с мембраной, где выделяется часть Н% для достижения требуемого состава синтез-газа, направляемого в блок синтеза Фишера-Тропша. Соотношение Н2/СО, полученное после блока выделения водорода, составляет от 1,0 до 2,5, предпочтительно, около 2,0. Водород, выделенный в блоке выделения водорода, подается в блок риформинга в качестве топлива и в блок гидрооблагораживания для переработки синтетических углеводородов, получаемых на стадии синтеза Фишера-Тропша в блоке синтеза Фишера-Тропша. После отделения водорода и корректировки модуля синтез-газа, поток синтез-газа направляется в блок синтеза Фишера-Тропша. Получение синтетических углеводородов проводится в сларри-реакторе с рециклом непрореагировавшего синтез-газа. В блоке облагораживания с целью гидрирования олефинов, содержащихся в синтетических жидких углеводородах, смешиваются синтетические углеводороды, поступающие из блока синтеза Фишера-Тропша, и водород, выделенный в блоке выделения водорода, с получением синтетической нефти.

Недостатками указанного способа являются:

1. Синтетические жидкие углеводороды, получаемые по предлагаемому способу, содержат в основном линейные алканы, несовместимые с минеральной нефтью. Такой продукт не может транспортироваться совместно с минеральной нефтью, так как большое количество линейных алканов приведет к разрушению смолисто-асфальтеновых комплексов в нефти и, как следствие, к выпадению осадка.

2. Соотношение Н2/СО, получаемое после конверсии природного газа, выше 3, что не подходит для проведения синтеза Фишера-Тропша (оптимальное соотношение Н2/СО=2,0-2,2), поэтому требуется установка мембранного модуля для отделения водорода и корректировки соотношение Н2/СО. Установка такого модуля приведет к увеличению капитальных и операционных затрат установки.

3. В блоке получения синтетических углеводородов по методу Фишера-Тропша предлагается использовать сларри-реактор. Данный тип реактора характеризуют высокими массо-габаритными характеристиками, необходимостью реализации рецикла непрореагировавшего синтез газа и установки систем очистки продукта от катализатора.

Техническая задача заявленной группы изобретений заключается в разработке способа получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа и компактной установки для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, которые позволяют устранить недостатки известных способов и установок.

Технический результат данной группы изобретений заключается в повышении выхода синтетической нефти за счет повышения выхода синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша и обеспечении получения из природного/попутного нефтяного газа синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью.

Технический результат достигается тем, что способ получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, включает смешивание исходного сырьевого газа с водой с получением водогазовой смеси, нагрев водогазовой смеси с последующим смешением перед входом в верхнюю часть реактора риформинга с предварительно подогретым воздухом, обогащенным кислородом, одностадийную каталитическую конверсию парогазовой смеси в процессе автотермического риформинга с получением синтез-газа, охлаждение синтез-газа, компримирование полученного синтез-газа, его предварительный подогрев и одностадийное каталитическое превращение в компактном миниканальном реакторе синтеза Фишера-Тропша в смесь воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов, и углекислого газа, охлаждение выходящей из реактора синтеза Фишера-Тропша смеси непрореагировавшего синтез-газа и полученных в процессе Фишера-Тропша воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов, и углекислого газа, отделение водородсодержащего газа, представляющего собой смесь газообразных синтетических углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа, от смеси воды и синтетических жидких углеводородов, отделение воды от синтетических жидких углеводородов, смешивание их с частью водородсодержащего газа с получением газожидкостной смеси, предварительный нагрев полученной газожидкостной смеси и одностадийное каталитическое превращение ненасыщенных углеводородов, содержащихся в газожидкостной смеси, в насыщенные углеводороды, отделение синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, и представляющей собой смесь насыщенных синтетических углеводородов, синтезированных в реакторе синтеза Фишера-Тропша, и насыщенных синтетических углеводородов, полученных в результате превращения ненасыщенных углеводородов, от непрореагировавшего водородсодержащего газа.

Достижению технического результата также способствует следующее.

В качестве воздуха используют обогащенный воздух с соотношением кислород/азот от 1:0,6 до 1:1,5.

Поток подогретого обогащенного воздуха разделяют на два потока: первый поток смешивают с водогазовой смесью перед входом в верхнюю часть реактора авторемического риформинга, второй поток подают в нижний вход реактора авторемического риформинга. Соотношение между вторым и первым потоком обогащенного воздуха составляет от 1:1,5 до 1:2,3.

Получение синтез-газа осуществляют в реакторе автотермического риформинга штыкового типа в присутствии никельсодержащего катализатора.

За счет использования для получения синтез-газа процесса автотермического риформинга в присутствии никельсодержащего катализатора, выходящий из реактора 1 автотермического риформинга синтез-газ с соотношением СО/Н2 от 1:1,8 до 1:2,6 не требует дополнительной подготовки в мембранном или адсорбционном блоке с целью получения оптимального соотношения СО/Н2, позволяющего достичь максимального выхода синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша.

Получение синтетических жидких углеводородов осуществляют в компактном миниканальном реакторе синтеза Фишера-Тропша в присутствии гибридного цеолитсодержащего высокопроизводительного катализатора.

Поддержание изотермического режима в каналах реактора синтеза Фишера-Тропша производят за счет кипения воды в рубашке охлаждения в режиме «кипение в объеме».

Тепло синтез-газа, выходящего из реактора автотермического риформинга, используют для предварительного нагрева смеси сырьевого газа и воды, а также для последующего предварительного подогрева обогащенного воздуха.

Тепло синтетической нефти, выходящей из реактора гидрирования, используют для предварительного подогрева смеси синтетических углеводородов и водородсодержащего газа.

Тепло смеси продуктов и непрореагировавшего газа, выходящих из реактора синтеза Фишера-Тропша, используют для предварительного подогрева синтез-газа, а тепло воды, выходящей из рубашки охлаждения компактного миниканального реактора синтеза Фишера-Тропша, используют для подогрева синтез-газа перед входом в реактор синтеза Фишера-Тропша.

Водородсодержащий газ, отделенный от жидких продуктов реакции Фишера-Тропша, и непрореагировавший водородсодержащий газ, отделенный от синтетической нефти, полностью обеспечивают потребности способа в топливном газе, используемом для технологических нужд.

Технический результат достигается также компактной установкой для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, включающей три реактора, последовательно соединенных системой трубопроводов: реактор процесса получения синтез-газа из природного/попутного нефтяного газа методом автотермического риформинга, реактор синтеза Фишера-Тропша для получения синтетических жидких углеводородов с повышенным содержанием изоалканов и реактор гидрирования, при этом верхний вход реактора автотермического риформинга соединен с системой сырьевых трубопроводов, которая включает трубопровод подачи природного/попутного нефтяного газа, соединенный с источником сырьевого газа, входящий в него перед теплообменником нагрева водогазовой смеси трубопровод подачи воды, соединенный с источником воды, и трубопровод для подачи обогащенного воздуха, соединенный с источником воздуха и, включающий последовательно установленный мембранный блок выделения азота для получения обогащенного воздуха и теплообменник для предварительного подогрева обогащенного воздуха, выход из реактора автотермического риформинга трубопроводом соединен со входом сепаратора для отделения воды от синтез-газа, газовый выход которого трубопроводом соединен со входом реактора синтеза Фишера-Тропша, причем на трубопроводе последовательно установлены компрессор, ресивер, теплообменник для предварительного подогрева синтез-газа и теплообменник для подогрева предварительно подогретого синтез-газа, выход из реактора синтеза Фишера-Тропша трубопроводом, на котором установлен теплообменник для охлаждения смеси воды, синтетических жидких и газообразных углеводородов, углекислого газа и непрореагировавшего синтез-газа, соединен со входом сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и смеси воды и синтетических жидких углеводородов, жидкостной выход из которого соединен со входом в сепаратор для разделения воды и синтетических жидких углеводородов, при этом выход синтетических углеводородов из сепаратора для разделения воды и синтетических жидких углеводородов последовательно соединен трубопроводом с насосом и входом в смеситель, выход из которого соединен трубопроводом, на котором последовательно установлены теплообменник для предварительного подогрева газожидкостной смеси и теплообменник для подогрева предварительно подогретой газожидкостной смеси, со входом в реактор гидрирования, выход из реактора гидрирования трубопроводом, на котором установлен теплообменник для охлаждения смеси синтетической нефти и непрореагировавшего водородсодержащего газа, соединен со входом в сепаратор для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти, газовый выход которого соединен с трубопроводом топливного газа, а выход синтетической нефти - соединен с трубопроводом для подачи синтетической нефти потребителю.

Указанные отличительные признаки существенны.

Достижению технического результата также способствует следующее.

Трубопровод для подачи обогащенного воздуха после теплообменника для предварительного подогрева обогащенного воздуха разделяется на два трубопровода, один из которых входит в трубопровод водосырьевой смеси, а другой соединен с нижним входом реактора, противоположным входу, соединенному с системой сырьевых трубопроводов.

Реактор автотермического риформинга представляет собой компактный реактор штыкового типа для получения синтез-газа. За счет использования для получения синтез-газа процесса автотермического риформинга в присутствии никельсодержащего катализатора, выходящий из реактора риформинга синтез-газ с соотношением СО/Н2 от 1:1,8 до 1:2,6 не требует дополнительной подготовки в мембранном или адсорбционном блоке с целью получения оптимального соотношения СО/H2 позволяющего достичь максимальный выход синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша.

Трубопровод, соединяющий выход из реактора автотермического риформинга со входом сепаратора для отделения воды от синтез-газа, последовательно проходит через межтрубное пространство теплообменника нагрева водогазовой смеси и межтрубное пространство теплообменника для предварительного подогрева обогащенного воздуха.

Водяной выход из сепаратора для отделения воды от синтез-газа соединен с трубопроводом подачи воды в реактор через четырехходовой кран, причем четырехходовой кран также соединен с трубопроводом отвода избыточной воды.

Реактор синтеза Фишера-Тропша представляет собой компактный миниканальный реактор для получения синтетических углеводородов, снабженный охлаждающей рубашкой, при этом вход и выход контура охлаждения реактора синтеза Фишера-Тропша соединены трубопроводом, проходящим через межтрубное пространство теплообменника для подогрева предварительно подогретого синтез-газа, с системой внешнего охлаждения, которая состоит из последовательно установленных аппарата воздушного охлаждения, емкости для сбора воды, насоса и теплообменника для нагрева воды перед подачей в охлаждающую рубашку, соединенных трубопроводом.

Трубопровод, соединяющий выход из реактора синтеза Фишера-Тропша со входом сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции, проходит через межтрубное пространство первого теплообменника для предварительного подогрева синтез-газа.

Газовый выход из сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции соединен с трубопроводом топливного газа и трубопроводом водородсодержащего газа, соединенным со входом в смеситель.

Водяной выход из сепаратора для разделения воды и синтетических жидких углеводородов соединен с трубопроводом подачи воды, на котором последовательно установлены насос откачки воды, четырехходовой кран, ресивер и насос подачи сырьевой воды.

Трубопровод, соединяющий выход из реактора гидрирования со входом в сепаратор для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти, проходит через межтрубное пространство первого теплообменника для предварительного подогрева газожидкостной смеси перед входом в реактор гидрирования.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема предлагаемой компактной установки. На чертеже обозначены потоки: сырьевой газ (природный или попутный нефтяной газ), воздух, азот, вода, водородсодержащий (топливный) газ, синтетическая нефть.

Компактная установка для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, включает три последовательно соединенных системой трубопроводов реактора: реактор 1 получения синтез-газа из природного/попутного нефтяного газа методом автотермического риформинга, реактор 2 получения синтетических жидких углеводородов с повышенным содержанием изоалканов методом Фишера-Тропша в компактном варианте и реактор 3 гидрирования для получения синтетической нефти. Причем, верхний вход 4 реактора 1 автотермического риформинга соединен с системой сырьевых трубопроводов, которая включает трубопровод 5 подачи сырьевого газа, соединенный с источником сырьевого газа, входящий в него перед теплообменником нагрева водогазовой смеси 6 трубопровод подачи воды 7, соединенный с источником воды, и трубопровод 8 для подачи обогащенного воздуха, соединенный с источником воздуха и, включающий последовательно установленный мембранный блок выделения азота 9 для получения обогащенного воздуха и теплообменник 10 для предварительного подогрева обогащенного воздуха, который после теплообменника 10 разделяют на два трубопровода, один из которых входит в трубопровод водосырьевой смеси, а другой соединен с нижним входом 11 реактора 1 автотермического риформинга, противоположным входу 4, соединенному с системой сырьевых трубопроводов.

Выход 12 из реактора 1 автотермического риформинга трубопроводом 13 соединен со входом сепаратора 14 для отделения воды от синтез-газа, причем трубопровод 13 последовательно проходит через межтрубное пространство теплообменников 6 и 10. Газовый выход 15 из сепаратора 14 соединен с компактным миниканальным реактором синтеза Фишера-Тропша 2 трубопроводом 16, причем на трубопроводе 16 последовательно установлены компрессор 17, ресивер 18, теплообменник 19 для предварительного подогрева синтез-газа, теплообменник 20 для подогрева предварительно подогретого синтез-газа. Водяной выход 21 из сепаратора 14 соединен трубопроводом подачи воды 7 в реактор 1 автотермического риформинга через четырехходовой кран 22, причем четырехходовой кран 22 также соединен с трубопроводом 23 отвода избыточной воды.

Компактный миниканальный реактор синтеза Фишера-Тропша 2 снабжен охлаждающей рубашкой (на чертеже не показано). Выход и вход контура охлаждения реактора 2 соединены трубопроводом 24, проходящим через межтрубное пространство теплообменника 20, с системой внешнего охлаждения, которая состоит из последовательно установленных аппарата воздушного охлаждения 25, емкости 26, насоса 27 и теплообменника 28 для нагрева воды перед подачей в охлаждающую рубашку реактора синтеза Фишера-Тропша 2.

Выход из реактора синтеза Фишера-Тропша 2 трубопроводом 29 соединен со входом сепаратора 30 для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции, причем трубопровод 29 последовательно проходит через межтрубное пространство теплообменника 19 для предварительного подогрева синтез-газа и через трубное пространство теплообменника 31 для охлаждения смеси воды, синтетических жидких и газообразных углеводородов, углекислого газа и непрореагировавшего синтез-газа. Газовый выход 32 из сепаратора 30 соединен с трубопроводом топливного газа 33 и трубопроводом 34 водородсодержащего газа, который представляет собой смесь газообразных синтетических углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа, соединенным со входом в смеситель 35. Жидкостной выход 36 из сепаратора 30 соединен со входом в сепаратор 37 для разделения воды и синтетических жидких углеводородов. Водяной выход 38 из сепаратора 37 соединен с трубопроводом 7 подачи воды, причем на трубопроводе 7 подачи воды последовательно установлены насос 39 откачки воды, четырехходовой кран 22, ресивер 40 и насос 41 подачи сырьевой воды. Выход 42 синтетических углеводородов из сепаратора 37 последовательно соединен с насосом 43 и входом в смеситель 35. Выход из смесителя 35 трубопроводом 44 соединен со входом в реактор гидрирования 3, причем на трубопроводе 44 последовательно установлены теплообменник 45 для предварительного подогрева газожидкостной смеси и теплообменник 46 для подогрева предварительно подогретой газожидкостной смеси.

Выход из реактора гидрирования 3 трубопроводом 47, проходящим через межтрубное пространство теплообменника 45, соединен со входом в сепаратор 48 для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, и представляющей собой смесь насыщенных синтетических углеводородов, синтезированных в реакторе синтеза Фишера-Тропша 2, и насыщенных синтетических углеводородов, полученных в результате превращения ненасыщенных углеводородов, причем на трубопроводе 47 установлен теплообменник 49 для охлаждения смеси синтетической нефти и непрореагировавшего водородсодержащего газа. Газовый выход 50 сепаратора 48 соединен с трубопроводом топливного газа 33. Выход 51 синтетической нефти сепаратора 48 соединен с трубопроводом 52 для подачи синтетической нефти потребителю.

Предложенный способ включает автотермическую конверсию природного/попутного нефтяного газа с водяным паром и обогащенным воздухом, получение из синтез-газа в процессе Фишера-Тропша синтетических углеводородов, которые затем направляются на гидрирование для получения стабильной синтетической нефти.

Предложенный способ получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, осуществляется следующим образом.

Природный или попутный нефтяной газ под давлением не менее 0,7 МПа подают в трубопровод 5 сырьевого газа, где смешивают с водой в соотношении 1:(0,6-1,0), подаваемой по трубопроводу подачи воды 7 из ресивера 40 насосом 41 для подачи сырьевой воды, с получением водогазовой смеси. Водогазовую смесь нагревают до температуры 500-600°С в теплообменнике 6 нагрева водогазовой смеси горячим потоком продуктов реакции из реактора 1 автотермического риформинга, смешивают с частью обогащенного воздуха, подаваемого по трубопроводу 8 подачи обогащенного воздуха, и с давлением процесса 0,5-2,0 МПа подают в верхний вход 4 реактора 1 автотермического риформинга. В мембранном блоке 9 из воздуха (II) выделяют азот (III) для получения обогащенного воздуха с соотношением кислород : азот 1:0,6-1,5. Далее обогащенный воздух по трубопроводу 8 подачи обогащенного воздуха, проходящему через теплообменник 10 для предварительного подогрева обогащенного воздуха, где нагревается до температуры 300-400°С, подают в реактор 1 автотермического риформинга, при этом для разделенной подачи трубопровод 8 после теплообменника 10 разделяют на два трубопровода по которым подают обогащенный воздух в верхний вход 4 и нижний вход 11 реактора 1 автотермического риформинга при соотношении верхнего и нижнего потоков (1,5-2,3):1. Процесс автотермического риформинга ведут в реакторе 1 автотермического риформинга в температурном диапазоне 850-950°С в присутствии никельсодержащего катализатора. Получаемый синтез-газ имеет соотношение СО/Н2 от 1:1,8 до 1:2,6 и суммарное содержание примесей (СО2 и СН4) не более 8 об %.

Продукты реакции из реактора 1 автотермического риформинга после прохождения межтрубного пространства рекуперативных теплообменников 6 и 10 по трубопроводу 13 направляют в сепаратор-конденсатор 14, в котором происходит отделение воды от синтез-газа. Синтез-газ из газового выхода 15 сепаратора 14 по трубопроводу 16 поступает на прием компрессора 17, затем - в ресивер 18, откуда через теплообменник 19 для предварительного подогрева синтез-газа, где поток синтез-газа нагревается до температуры 100-150°С потоком продуктов из реактора 2 синтеза Фишера-Тропша, и теплообменник 20 для подогрева предварительно подогретого синтез-газа, где поток синтез-газа нагревается отходящим водяным паром до температуры на 10-20°С ниже температуры реакции (230-260°С), с давлением 1,5-3,0 МПа поступает в компактный миниканальный реактор 2 синтеза Фишера-Тропша, заполненный гибридным кобальтсодержащим катализатором. Из водяного выхода 21 отделившуюся в сепараторе 14 воду через четырехходовой кран 22 направляют в ресивер 40 или в трубопровод 23 отвода избыточной воды.

Отвод тепла, выделяющегося в ходе реакции Фишера-Тропша, производят кипящей водой, находящейся в охлаждающей рубашке реактора 2 синтеза Фишера-Тропша при температуре ведения процесса 230-260°С. С этой целью циркулирующая вода по трубопроводу 24, соединяющему выход и вход контура охлаждения реактора 2 синтеза Фишера-Тропша, из емкости 26 насосом 27 подается в теплообменник 28, где нагревается до температуры ведения процесса, и подается в контур охлаждения реактора 2 синтеза Фишера-Тропша. При этом давление водяного пара в контуре охлаждения реактора 2 синтеза Фишера-Тропша должно соответствовать давлению насыщенных паров воды при температуре реакции. Водяной пар из рубашки реактора после прохождения межтрубного пространства теплообменника 20 поступает в аппарат воздушного охлаждения 25, где полностью конденсируется и стекает в емкость 26.

Продукты синтеза Фишера-Тропша по трубопроводу 29, проходящему через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника 19 и водяной теплообменник 31, где охлаждается смесь воды, синтетических жидких и газообразных углеводородов, углекислого газа и непрореагировавшего синтез-газа, направляют на вход сепаратора 30 для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции. Газообразные продукты из газового выхода сепаратора 32 отводят частично через трубопровод 33 топливного газа в поток топливного газа и частично через трубопровод 34 водородсодержащего газа в смеситель 35 для смешения с синтетическими углеводородами перед поступлением в реактор гидрирования 3. Жидкие продукты из жидкостного выхода 36 сепаратора 30 направляют в сепаратор 37 для разделения воды и синтетических жидких углеводородов, откуда через водяной выход 38 воду насосом 39 откачивают в трубопровод 7 подачи воды, а синтетические углеводороды через выход 42 синтетических углеводородов насосом 43 подают в смеситель 35.

Смесь синтетических углеводородов и водородсодержащего газа из смесителя 35 по трубопроводу 44, проходящему через первый теплообменник 45 для предварительного подогрева газожидкостной смеси, где их нагревают потоком продуктов из реактора 3 гидрирования до температуры 100-150°С, и теплообменник 46 для предварительного подогрева газожидкостной смеси, где их нагревают до температуры реакции 230-280°С, поступает в реактор гидрирования 3 с остаточным давлением 2,0-2,5 МПа, где в присутствии никельсодержащего катализатора происходит гидрирование непредельных углеводородов, содержащихся в смеси синтетических жидких углеводородов.

После выхода из ректора гидрирования 3 поток синтетической нефти и непрорагировавшего водородсодержащего газа по трубопроводу 47, проходящему через межтрубное пространство теплообменника 45, где он отдает тепло холодному потоку смеси синтетических жидких углеводородов и водородсодержащего газа, и теплообменник 49, где он доохлаждается, и поступает в сепаратор 48 для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти. Водородсодержащий газ через газовый выход 50 сепаратора 48 направляют в поток топливного газа. Поток топливного газа используют для нагрева реакторов и потоков сырья и полупродуктов. Синтетическая нефть, выходящая из сепаратора 48 через выход 51 синтетической нефти, по трубопроводу 52 направляется на смешивание с природной нефтью и транспортируется по магистральным нефтепроводам к местам потребления или переработки.

Состав синтетической нефти, получаемой при использовании предлагаемого способа в предлагаемой установке, характеризуется содержанием более 35 масс % изоалканов и менее 1,0 масс % олефинов и обеспечивает отсутствие рисков ее несовместимости при совместной транспортировке и хранении с природной нефтью.

С помощью предложенной группы изобретений за счет оптимизации условий проведения процессов на стадии автотермического риформинга, синтеза Фишера-Тропша и гидрирования, оптимизации тепловых потоков и повышения термической эффективности способа, вовлечения побочных продуктов процессов на стадии синтеза Фишера-Тропша и гидрирования в сырьевую и энергетическую схему установки, удалось значительно снизить капитальные и операционные затраты на единицу получаемой продукции.

Кроме того, с помощью предложенных способа и установки удалось достичь следующих результатов.

1. За счет использования в качестве сырья обогащенного воздуха снижается содержание азота в синтез-газе до содержания не более 20 об %, что позволяет снизить размеры оборудования и капитальные затраты на строительство установки.

2. За счет разделения потока обогащенного воздуха, поступающего в реактор автотермического риформинга, на два потока, поступающих снизу и сверху реактора, можно гибко регулировать температуру в реакторе, избегая перегревов, что позволяет повысить эффективность процесса получения синтез-газа.

3. За счет использования для получения синтез-газа процесса автотермического риформинга в присутствии никельсодержащего катализатора, используемое сырье любого углеводородного состава не требует проведения предварительного предриформинга углеводородов с числом углеродных атомов 2 и более.

4. За счет использования для получения синтез-газа процесса автотермического риформинга в присутствии никельсодержащего катализатора, выходящий из реактора риформинга синтез-газ с соотношением СО/H2 от 1:1,8 до 1:2,6 не требует дополнительной подготовки в мембранном или адсорбционном блоке с целью получения оптимального соотношения СО/H2 позволяющего достичь максимального выхода синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша.

5. За счет использования в реакторе гидрирования в качестве водородсодержащего газа смеси газов, выходящей из реактора синтеза Фишера-Тропша и состоящей из непрореагировавшего синтез-газа, газообразных синтетических углеводородов и углекислого газа, без дополнительного компримирования, получение синтетической нефти из синтетических углеводородов не требует использования чистого водорода и его выделения, что значительно повышает эффективность процесса получения синтетической нефти из синтетических углеводородов.

6. За счет использования водородсодержащего газа, отделенного от жидких продуктов реакции Фишера-Тропша, и непрореагировавшего водородсодержащего газа, отделенного от синтетической нефти, в качестве топливного газа для обеспечения нужд установки, сырьевые углеводородные газы не используются для технологических нужд, что значительно повышает эффективность использования исходного углеводородного сырья.

7. За счет высокого содержания изоалканов (более 35 масс %) и низкого содержания олефинов (менее 1,0 масс %) в синтетической нефти отсутствуют риски несовместимости при ее смешивании с природной нефтью, заключающиеся в выпадении осадков и нарушении коллоидной стабильности такой смеси, что позволяет транспортировать и хранить синтетическую нефть, получаемую на предлагаемой установке, совместно с природной нефтью.

8. Водородсодержащий газ, отделенный от жидких продуктов реакции Фишера-Тропша, и непрореагировавший водородсодержащий газ, отделенный от синтетической нефти, полностью обеспечивают потребности способа в топливном газе, используемом для технологических нужд.

1. Способ получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, включающий смешивание исходного сырьевого газа с водой с получением водогазовой смеси, нагрев водогазовой смеси с последующим смешением перед входом в верхнюю часть реактора автотермического риформинга с предварительно подогретым воздухом, обогащенным кислородом, одностадийную каталитическую конверсию парогазовой смеси в процессе автотермического риформинга с получением синтез-газа, охлаждение синтез-газа, компримирование полученного синтез-газа, его предварительный подогрев и одностадийное каталитическое превращение в компактном миниканальном реакторе синтеза Фишера-Тропша в смесь воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов и углекислого газа, охлаждение выходящей из реактора синтеза Фишера-Тропша смеси непрореагировавшего синтез-газа и полученных в процессе Фишера-Тропша воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов и углекислого газа, отделение водородсодержащего газа, представляющего собой смесь газообразных синтетических углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа, от смеси воды и синтетических жидких углеводородов, отделение воды от синтетических жидких углеводородов, смешивание их с частью водородсодержащего газа с получением газожидкостной смеси, предварительный нагрев полученной газожидкостной смеси и одностадийное каталитическое превращение ненасыщенных углеводородов, содержащихся в газожидкостной смеси, в насыщенные углеводороды, отделение синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью и представляющей собой смесь насыщенных синтетических углеводородов, синтезированных в реакторе синтеза Фишера-Тропша, и насыщенных синтетических углеводородов, полученных в результате превращения ненасыщенных углеводородов, от непрореагировавшего водородсодержащего газа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве воздуха используют обогащенный воздух с соотношением кислород/азот от 1:0,6 до 1:1,5.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток подогретого обогащенного воздуха разделяют на два потока: первый поток смешивают с водогазовой смесью перед входом в верхнюю часть реактора автотермического риформинга, второй поток подают вниз реактора автотермического риформинга, устанавливая соотношение между вторым и первым потоками обогащенного воздуха от 1:1,5 до 1:2,3.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синтез-газ получают в реакторе автотермического риформинга штыкового типа в присутствии никельсодержащего катализатора.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что получают синтез-газ с соотношением СО/Н2 от 1:1,8 до 1:2,6.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синтетические жидкие углеводороды получают в компактном миниканальном реакторе синтеза Фишера-Тропша в присутствии гибридного цеолитсодержащего катализатора.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поддерживают изотермический режим в каналах реактора синтеза Фишера-Тропша за счет кипения воды в рубашке охлаждения в режиме «кипение в объеме».

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тепло синтез-газа, выходящего из реактора автотермического риформинга, используют для предварительного нагрева смеси сырьевого газа и воды и для последующего предварительного подогрева обогащенного воздуха.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тепло синтетической нефти, выходящей из реактора гидрирования, используют для предварительного подогрева смеси синтетических углеводородов и водородсодержащего газа.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тепло смеси продуктов и непрореагировавшего газа, выходящих из реактора синтеза Фишера-Тропша, используют для предварительного подогрева синтез-газа, а тепло воды, выходящей из рубашки охлаждения компактного миниканального реактора синтеза Фишера-Тропша, используют для подогрева синтез-газа перед входом в реактор синтеза Фишера-Тропша.

11. Компактная установка для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, включающая три реактора, последовательно соединенных системой трубопроводов: реактор процесса получения синтез-газа из природного/попутного нефтяного газа методом автотермического риформинга, реактор синтеза Фишера-Тропша для получения синтетических жидких углеводородов с повышенным содержанием изоалканов и реактор гидрирования, при этом верхний вход реактора автотермического риформинга соединен с системой сырьевых трубопроводов, которая включает трубопровод подачи природного/попутного нефтяного газа, соединенный с источником сырьевого газа, входящий в него перед теплообменником нагрева водогазовой смеси трубопровод подачи воды, соединенный с источником воды, и трубопровод для подачи обогащенного воздуха, соединенный с источником воздуха и включающий последовательно установленный мембранный блок выделения азота для получения обогащенного воздуха и теплообменник для предварительного подогрева обогащенного воздуха, выход из реактора автотермического риформинга трубопроводом соединен со входом сепаратора для отделения воды от синтез-газа, газовый выход которого трубопроводом соединен со входом реактора синтеза Фишера-Тропша, причем на трубопроводе последовательно установлены компрессор, ресивер, теплообменник для предварительного подогрева синтез-газа и теплообменник для подогрева предварительно подогретого синтез-газа, выход из реактора синтеза Фишера-Тропша трубопроводом, на котором установлен теплообменник для охлаждения смеси воды, синтетических жидких и газообразных углеводородов, углекислого газа и непрореагировавшего синтез-газа, соединен со входом сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и смеси воды и синтетических жидких углеводородов, жидкостной выход из которого соединен со входом в сепаратор для разделения воды и синтетических жидких углеводородов, при этом выход синтетических углеводородов из сепаратора для разделения воды и синтетических жидких углеводородов последовательно соединен трубопроводом с насосом и входом в смеситель, выход из которого соединен трубопроводом, на котором последовательно установлены теплообменник для предварительного подогрева газожидкостной смеси и теплообменник для подогрева предварительно подогретой газожидкостной смеси, со входом в реактор гидрирования, выход из реактора гидрирования трубопроводом, на котором установлен теплообменник для охлаждения смеси синтетической нефти и непрореагировавшего водородсодержащего газа, соединен со входом в сепаратор для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти, газовый выход которого соединен с трубопроводом топливного газа, а выход синтетической нефти соединен с трубопроводом для подачи синтетической нефти потребителю.

12. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что трубопровод для подачи обогащенного воздуха после теплообменника для предварительного подогрева обогащенного воздуха разделяют на два трубопровода, один из которых входит в трубопровод водосырьевой смеси, а другой соединен с нижним входом реактора, противоположным верхнему входу, соединенному с системой сырьевых трубопроводов.

13. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что реактор автотермического риформинга представляет собой компактный реактор штыкового типа для получения синтез-газа.

14. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что трубопровод, соединяющий выход из реактора автотермического риформинга со входом сепаратора для отделения воды от синтез-газа, последовательно проходит через межтрубное пространство теплообменника нагрева водогазовой смеси и межтрубное пространство теплообменника для предварительного подогрева обогащенного воздуха.

15. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что водяной выход из сепаратора для отделения воды от синтез-газа соединен с трубопроводом подачи воды в реактор через четырехходовой кран, причем четырехходовой кран также соединен с трубопроводом отвода избыточной воды.

16. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что реактор синтеза Фишера-Тропша для получения синтетических углеводородов представляет собой компактный миниканальный реактор, снабженный охлаждающей рубашкой, при этом вход и выход контура охлаждения реактора синтеза Фишера-Тропша соединены трубопроводом, проходящим через межтрубное пространство теплообменника для подогрева предварительно подогретого синтез-газа, с системой внешнего охлаждения.

17. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что система внешнего охлаждения состоит из последовательно установленных аппарата воздушного охлаждения, емкости для сбора воды, насоса и теплообменника для нагрева воды перед подачей в охлаждающую рубашку, соединенных трубопроводом.

18. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что трубопровод, соединяющий выход из реактора синтеза Фишера-Тропша со входом сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции, проходит через межтрубное пространство теплообменника для предварительного подогрева синтез-газа.

19. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что газовый выход из сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции соединен с трубопроводом топливного газа и трубопроводом водородсодержащего газа, соединенным со входом в смеситель.

20. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что водяной выход из сепаратора для разделения воды и синтетических жидких углеводородов соединен с трубопроводом подачи воды, на котором последовательно установлены насос откачки воды, четырехходовой кран, ресивер и насос подачи сырьевой воды.

21. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что трубопровод, соединяющий выход из реактора гидрирования со входом в сепаратор для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти, проходит через межтрубное пространство теплообменника для предварительного подогрева газожидкостной смеси перед входом в реактор гидрирования.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу переработки тяжелых нефтяных остатков, включающему вакуумную перегонку мазута с выделением прямогонного вакуумного дистиллята и гудрона, коксование гудрона с последующим разделением жидких продуктов коксования на бензиновую, дизельную фракции и тяжелую газойлевую фракцию, которую смешивают с прямогонным вакуумным дистиллятом и направляют на стадию гидрооблагораживания.

Изобретение относится к вариантам способа обогащения тяжелой нефти или битума с получением частично обогащенной синтетической неочищенной нефти, к способу синтеза частично обогащенной синтетической неочищенной нефти, к способу превращения тяжелой нефти или битума в транспортабельную частично обогащенную синтетическую неочищенную нефть и вариантам частично обогащенной синтетической неочищенной нефти.

Изобретение относится к способу получения высокоиндексных компонентов базовых масел, соответствующих группе II+ и III по API. Описан способ получения высокоиндексного компонента базовых масел II+ и III группы по API путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при давлении не менее 13,5 МПа, температуре от 380 до 430°C, объемной скорости подачи сырья от 0,5 до 1,5 ч-1 со степенью конверсии не менее 75% с получением не превращенного остатка гидрокрекинга, содержащего не менее 90 мас.% насыщенных углеводородов, в том числе изопарафиновых углеводородов не менее 30 мас.%, который подвергается последовательно: гидроочистке, каталитической депарафинизации, гидрофинишингу, ректификации и вакуумной дистилляции, причем в качестве сырья гидрокрекинга наряду с прямогонным сырьем - вакуумным газойлем и продуктом вторичной переработки - газойлем коксования используются побочные продукты процесса селективной очистки - остаточный экстракт в количестве от 4 до 6 мас.% и депарафинизации - петролатум - от 1 до 3 мас.%, что позволяет повысить температуру конца кипения смесевого сырья гидрокрекинга до 586°C; при этом требуемое качество высокоиндексного компонента базовых масел достигается при давлении ведения гидропроцессов менее 6,0 МПа.

Настоящее изобретение относится к способу модернизации кубовых остатков углеводородного сырья (вариантам) и системе. Способ модернизации включает: приведение в контакт углеводородного кубового остатка и водорода с катализатором гидроконверсии в реакторной системе гидроконверсии кубового остатка; извлечение стока из реакторной системы гидроконверсии кубового остатка; отделение стока из реакторной системы гидроконверсии кубового остатка для извлечения двух или более углеводородных фракций, включающих, по меньшей мере, фракцию остатка вакуумной дистилляции нефти и фракцию тяжелого вакуумного газойля; соединение, по меньшей мере, части фракции тяжелого вакуумного газойля и, по меньшей мере, части фракции остатка вакуумной дистилляции нефти с образованием смешанной тяжелой углеводородной фракции; подачу, по меньшей мере, части смешанной тяжелой углеводородной фракции в установку коксования; функционирование установки коксования в условиях получения анодного непрокаленного кокса и дистиллята углеводородов; извлечение дистиллята углеводородов из установки коксования; фракционирование дистиллята углеводородов, извлеченного из установки коксования, для извлечения трех или более углеводородных фракций, включающих фракцию легких дистиллятов, фракцию тяжелого газойля коксования и рециркулирующую фракцию установки коксования, где установку коксования эксплуатируют при температуре на выходе из змеевика нагревателя по меньшей мере 500°C.

Изобретение относится к способу деоксигенации таллового масла и получения полимеризуемых мономеров. Способ получения полимеризуемых мономеров из таллового масла включает следующие стадии: введение сульфированного сырого таллового масла и газообразного водорода в каталитический слой; каталитическая деоксигенация масла водородом в каталитическом слое при температуре от 280°С до 350°С при использовании сульфидированного металлического катализатора; охлаждение выходящего из каталитического слоя потока; отделение углеводородсодержащей жидкой фазы от газообразной фазы; паровой крекинг углеводородсодержащей жидкости с получением продукта, содержащего полимеризуемые олефины.

Изобретение относится к вариантам способа конверсии тяжелого углеводородного сырья, обладающего большой гибкостью в отношении получения пропилена, бензина и среднего дистиллята.

Настоящее изобретение относится к способу получения дизельного топлива из углеводородного потока и к установке для его осуществления. Способ включает следующие стадии: гидроочистку углеводородного потока в присутствии потока водорода для гидроочистки и катализатора гидроочистки; разделение выходящего потока гидроочистки на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидроочистки; фракционирование жидкого выходящего потока гидроочистки, чтобы получить поток дизельного топлива; и гидрокрекинг указанного потока дизельного топлива в присутствии потока водорода для гидрокрекинга и катализатора гидрокрекинга, чтобы получить выходящий поток гидрокрекинга; разделение выходящего потока гидрокрекинга на парообразный выходящий поток гидрокрекинга, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидрокрекинга; и смешивание указанного парообразного выходящего.

Изобретение раскрывает способ получения экологически чистого судового маловязкого топлива, включающий атмосферно-вакуумную перегонку нефти с выделением фракций, гидроочистку, каталитический крекинг, компаундирование фракций, введение присадки в полученную смесь, при этом при атмосферно-вакуумной перегонке выделяют фракцию вакуумного газойля 240-560°С, которую подвергают гидроочистке на сульфидированном алюмокобальтмолибденовом катализаторе с выделением фракций дизельного топлива 216-358°С и гидроочищенного вакуумного газойля 325-548°С (ГОВГ), с последующим каталитическим крекингом ГОВГ и выделением фракции легкого газойля каталитического крекинга 219-357°С; далее осуществляют компаундирование фракций дизельного топлива, ГОВГ и фракции легкого газойля каталитического крекинга в соотношении 75-83:2-6:15-19% соответственно, вводят депрессорно-диспергирующую присадку в количестве 0,06% мас.

Изобретение относится к способу гидрообработки углеводородного сырья. Способ включает (a) приведение в контакт сырья с (i) разбавителем и (ii) водородом для приготовления смеси сырья/разбавителя/водорода, где водород растворяют в смеси с получением жидкого сырья; (b) приведение в контакт смеси сырья/разбавителя/водорода с первым катализатором в первой зоне обработки с получением первого выходящего потока продуктов; (с) приведение в контакт первого выходящего потока продуктов со вторым катализатором во второй зоне обработки с получением второго выходящего потока продуктов и (d) рециркуляцию части второго выходящего потока продуктов в виде рециркулирующего потока продуктов для использования в разбавителе на стадии (а) (i) при коэффициенте рециркуляции от примерно 1 до примерно 8; где первая зона обработки включает не менее двух стадий, где первый катализатор представляет собой катализатор гидроочистки, а второй катализатор представляет собой катализатор раскрытия цикла, причем первая и вторая зоны обработки представляют собой реакционные зоны, заполненные жидкостью, где общее количество водорода, подаваемое в процесс, больше 100 нлН2/лсырья.

Изобретение относится к способу получения дизельного топлива из углеводородного потока. Способ включает гидроочистку первого углеводородного потока в присутствии потока водорода для гидроочистки и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидроочистки; разделение указанного выходящего потока гидроочистки на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидроочистки; фракционирование указанного жидкого выходящего потока гидроочистки для получения потока нафты и легких фракций и потока дизельного топлива; гидрокрекинг второго углеводородного потока, содержащего указанный поток дизельного топлива, в присутствии потока водорода для гидрокрекинга и катализатора гидрокрекинга для получения выходящего потока гидрокрекинга; разделение выходящего потока гидрокрекинга на парообразный выходящий поток гидрокрекинга, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидрокрекинга; и смешивание указанного парообразного выходящего потока гидрокрекинга с указанным выходящим потоком гидроочистки.

Настоящее изобретение относится к способу получения одного или многих реакционных продуктов с помощью последующей сопутствующей реакции, в которой соединения с более высокой молекулярной массой образуются, по меньшей мере частично, из низкомолекулярных соединений синтез-газа (3), включающему следующие стадии:- образование синтез-газа (3), включающего СО и Н2,- введение по меньшей мере части синтез-газа (3) в реактор (104), и также проведение последующей сопутствующей реакции в реакторе (104), причем образуется продуктовый поток (5), содержащий соединения с более высокой молекулярной массой, СО2, СО и Н2,- разделение продуктового потока (5) в разделительном устройстве (105) на первый поток (8), имеющий соединения с более высокой молекулярной массой, и также на второй поток (6), включающий СО2, СО и Н2.

Изобретение относится к синтезу Фишера-Тропша. Способ проведения синтеза Фишера-Тропша включает хлорщелочной процесс, при этом в целом способ включает: 1) газификацию исходного материала с целью получения сырого синтез-газа для синтеза Фишера-Тропша, содержащего Н2, СО и СО2; 2) электролиз насыщенного раствора NaCl с использованием промышленного хлорщелочного процесса с целью получения раствора NaOH, Cl2 и H2; 3) удаление СО2 из сырого синтез-газа с использованием раствора NaOH, полученного на стадии 2), с целью получения чистого синтез-газа или на стадии 3) СО2 сначала отделяют от сырого синтез-газа с получением чистого синтез-газа, а затем СО2 абсорбируют водным раствором NaOH, полученным на стадии 2); 4) вдувание Н2, полученного на стадии 2), в чистый синтез-газ с целью регулирования молярного отношения СО/Н2 в чистом синтез-газе так, чтобы оно удовлетворяло требованиям реакции синтеза Фишера-Тропша, и затем осуществляют производство соответствующих жидких углеводородов и парафиновых продуктов.

Изобретение относится к области нанокатализатора для синтеза Фишера-Тропша. Описан нанокатализатор из монодисперсного переходного металла для синтеза Фишера-Тропша, включающий переходный металл и органический растворитель, где переходный металл устойчиво диспергирован в органическом растворителе в виде монодисперсных наночастиц; переходным металлом является марганец, железо, кобальт, рутений или смесь из них; переходный металл имеет размер зерна в пределах 1-100 нм; органическим растворителем является бензиловый эфир, ароматический спирт, пирролидон или жидкий парафин; и катализатор имеет удельную площадь поверхности в пределах 5-300 м2/г, причем указанный катализатор получен способом, включающим: (1) растворение органической соли указанного переходного металла в указанном органическом растворителе, содержащем многоатомный спирт, с получением смеси; и (2) нагревание и перемешивание смеси в присутствии воздуха или инертного газа, выдержку смеси при температуре в диапазоне 150-250°C в течение 30-240 мин с получением указанного нанокатализатора из монодисперсного переходного металла для синтеза Фишера-Тропша.

Изобретение относится к установке конверсии биомассы в жидкие углеводороды, используемые как компонент авиабензина. Установка для получения жидких углеводородов из биомассы включает в себя последовательно соединенные блоки: блок получения синтез-газа, блок очистки и осушки СГ(синтез-газа) и блок синтеза углеводородов, отличается тем, что в блоке получения СГ реализуется процесс двухстадийной термической конверсии биомассы в синтез-газ, сочетающий пиролиз с высокотемпературным крекингом летучих продуктов на коксовом остатке перерабатываемого сырья, а блок синтеза углеводородов включает в себя два последовательно соединенных реактора - реактор синтеза оксигенатов (метанола, ДМЭ) и легких углеводородов бензинового ряда (Р1) и реактор синтеза ароматических углеводородов (Р2) из оксигенатов, образующихся в первом реакторе, после их отделения от углеводородной части продукта, при этом ароматические углеводороды, образующиеся в Р2, в различных пропорциях смешивают с углеводородами бензинового ряда, образующимися в первом реакторе, с образованием углеводородной (у/в) смеси, используемой в дальнейшем как исходный компонент авиабензина.

Изобретение относится к способу синтеза углеводородов. Способ синтеза углеводорода осуществляют путем восстановления диоксида углерода в воде, в котором нанопузырьки кислорода образуются путем подачи кислорода в воду, содержащую диоксид углерода; вода, содержащая нанопузырьки кислорода, облучается ультрафиолетовым светом в присутствии фотокатализатора для производства активного кислорода; и диоксид углерода восстанавливается в присутствии активного кислорода.
Изобретение относится к способу производства жидкого топлива. Способ включает: а) конверсию твердого углеродсодержащего материала в блоке газификации с образованием сингаза газификатора; b) проведение сингаза газификатора в блок обработки газа и обработку в нем сингаза газификатора, при этом указанный блок обработки газа включает в себя блок удаления кислого газа, предназначенный для удаления менее 50% CО2, присутствующего в сингазе газификатора; c) образование по меньшей мере потока обработанного сингаза газификатора, содержащего по меньшей мере 50% CО2 сингаза газификатора, газового потока, обогащенного CО2, и потока, обогащенного серой; d) использование по меньшей мере 90% обогащенного CО2 газового потока при образовании сингаза газификатора; e) конверсию легкого ископаемого топлива в блоке конверсии легкого ископаемого топлива с образованием обогащенного H2 сингаза, содержащего H2 и CO в молярном отношении H2/CO по меньшей мере 2:1; f) объединение обработанного сингаза газификатора и обогащенного H2 сингаза с образованием смешанного сингаза, имеющего более высокое отношение Н2/СО, чем в потоке обработанного сингаза газификатора; g) конверсию смешанного сингаза с образованием жидкого топливного продукта и потока побочного продукта, содержащего одно или более веществ из водорода, CO, водяного пара, метана и углеводородов, содержащих 2-8 атомов углерода и 0-2 атомов кислорода; и h) реакцию до 100% потока побочного продукта в блоке конверсии легкого ископаемого топлива, чтобы способствовать образованию обогащенного H2 сингаза.

Изобретение относится к синтезу Фишера-Тропша. Способ синтеза Фишера-Тропша предусматривает подачу газообразных реагентов, содержащих по меньшей мере СО, Н2 и СО2, в реактор, содержащий катализатор на основе железа, причем Н2 и СО подают в мольном отношении H2 : СО по меньшей мере 2:1, а СО2 и СО подают в мольном отношении СО2 : СО по меньшей мере 0,5:1; регулирование рабочей температуры реактора в диапазоне от 260°С до 300°С, отвод жидкого продукта и газообразного продукта, содержащих углеводороды, СО, Н2, воду и СО2, из реактора; причем приближение к равновесию конверсии водяным паром в газообразном продукте, отводимом из реактора, согласно уравнению 5 составляет менее 0,9, где Т является рабочей температурой реактора в градусах Кельвина, а Р является парциальным давлением газов СО, СО2, H2 и водяного пара в газообразном продукте.

Изобретение относится к усовершенствованному способу обработки природного газа с применением способа Фишера-Тропша (FT) для синтеза не содержащих серы полностью сгорающих углеводородных топлив, примерами которых являются, в частности, дизельное топливо и авиационное топливо.

Изобретение относится к области синтеза Фишера-Тропша в промышленном катализе. Описан катализатор на основе кобальта для синтеза Фишера-Тропша, способ его приготовления и его применение.
Изобретение относится к технической области каталитического синтеза жидких топливных фракций. Описан носитель для селективного синтеза керосиновой фракции из синтез-газа, данный носитель содержит следующие компоненты в частях по массе: 5-50 частей мезопористого диоксида циркония (ZrO2), 10-55 частей силикоалюмофосфатного (SAPO) молекулярного сита, 5-50 частей модифицированного мезопористого молекулярного сита Al-SBA-16, 1-3 части порошка смолы сесбании и 10-70 частей глинозема.

Изобретение относится к способу получения бутадиена из этанольного сырья, содержащего по меньшей мере 80 мас.% этанола. Способ включает, по меньшей мере, A) стадию превращения этанола в бутадиен, содержащую, по меньшей мере, реакционную секцию, на которую подают, по меньшей мере, этанольный поток и часть потока ацетальдегида со стадии E), работающую при давлении от 0,1 до 1,0 МПа и температуре от 300 до 400°C в присутствии катализатора, и секцию разделения, позволяющую разделить поток, выходящий с указанной реакционной секции, на по меньшей мере один газообразный поток и по меньшей мере один жидкий поток, причем часть потока ацетальдегида со стадии E), которую не подают в указанную реакционную секцию, образует промывочный поток; B) стадию экстракции бутадиена, содержащую, по меньшей мере, секцию сжатия, сжимающую указанный газообразный поток, выходящий со стадии A), до давления в интервале от 0,1 до 1,0 МПа, секцию газожидкостной промывки, на которую подают этанольный поток, состоящий из указанного этанольного технологического сырья, и/или часть этанольного потока, выходящего со стадии E), а также подают указанный сжатый газообразный поток, причем подачу газов осуществляют при температуре в интервале от 10 до 60°C, а подачу жидкостей при температуре от 20 до -30°C, и получают по меньшей мере этанольный поток, обогащенный бутадиеном, и поток газообразных побочных продуктов, и секцию перегонки, в которую подают указанный этанольный поток, обогащенный бутадиеном, и получают поток неочищенного бутадиена и остаток этанол/ацетальдегид/вода, причем указанная секции перегонки работает при давлении от 0,1 до 1 МПа; C) стадию промывки водой газообразных побочных продуктов, на которую подают поток газообразных побочных продуктов со стадии B), а также часть обогащенного водой потока с указанной стадии E) и на которой получают, по меньшей мере, поток водно-спиртовой смеси; D) стадию удаления примесей и коричневых масел, на которую подают, по меньшей мере, поток этанол/ацетальдегид/вода, выходящий со стадии B), и часть водного потока со стадии E) и получают, по меньшей мере, рафинат вода/этанол/ацетальдегид, поток легких коричневых масел и поток тяжелых коричневых масел; E) стадию обработки сточных вод, на которую подают, по меньшей мере, рафинат вода/этанол/ацетальдегид, выходящий со стадии D), и получают, по меньшей мере, этанольный поток, поток ацетальдегида и водный поток; F) стадию первой очистки бутадиена, содержащую, по меньшей мере, секцию газожидкостной промывки, в которую снизу подают поток неочищенного бутадиена со стадии B), а сверху водный поток, который может представлять собой поток воды из источника, внешнего по отношению к процессу получения бутадиена, и/или часть водного потока, выходящего со стадии E), причем в указанной секции промывки получают сверху предварительно очищенный поток бутадиена, а снизу поток отработавшей воды; G) стадию дальнейшей очистки бутадиена, на которую подают, по меньшей мере, указанный предварительно очищенный поток бутадиена, выходящий с указанной стадии F), и получают по меньшей мере очищенный поток бутадиена.

Изобретение относится к нефтехимии. Изобретение касается способа получения синтетической нефти из природногопопутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью. Исходный сырьевой газ смешивают с водой, полученную водогазовую смесь нагревают и смешивают с предварительно подогретым воздухом, обогащенным кислородом. Проводят одностадийную каталитическую конверсию подогретой парогазовой смеси в процессе автотермического риформинга с получением синтез-газа, его охлаждение, компримирование, предварительный подогрев и одностадийное каталитическое превращение в компактном миниканальном реакторе синтеза Фишера-Тропша в смесь воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов и углекислого газа. Выходящую из реактора синтеза Фишера-Тропша смесь непрореагировавшего синтез-газа и полученных в процессе Фишера-Тропша воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов и углекислого газа охлаждают. Отделяют водородсодержащий газ, представляющий собой смесь газообразных синтетических углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа, от смеси воды и синтетических жидких углеводородов. Отделяют воду от синтетических жидких углеводородов и смешивают их с частью водородсодержащего газа с получением газожидкостной смеси. Полученную газожидкостную смесь подогревают и проводят одностадийное каталитическое превращение ненасыщенных углеводородов, содержащихся в газожидкостной смеси, в насыщенные углеводороды и отделяют синтетическую нефть, представляющую собой смесь насыщенных синтетических углеводородов, синтезированных в реакторе синтеза Фишера-Тропша, и насыщенных синтетических углеводородов, полученных в результате превращения ненасыщенных углеводородов, от непрореагировавшего водородсодержащего газа. Изобретение также касается компактной установки для получения синтетической нефти из природногопопутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью в одной технологической схеме. Технический результат - повышение выхода синтетической нефти за счет повышения выхода синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша и обеспечение получения из природногопопутного нефтяного газа синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх