Способ производства углеводородов и реактор для его осуществления

 

Изобретение относится к получению углеводородов. Сущность изобретения: способ производства углеводородов, который предусматривает ввод в реакцию реагентов, образующих часть реакционной среды в реакционной зоне, в таких условиях проведения реакции, которые позволяют образовать первичные углеводородные продукты. Способ предусматривает просачивание являющейся побочным продуктом воды, образованной в указанных условиях проведения реакции, через пористую мембрану, в результате чего вода отделяется от реакционной среды. 2 с. и 12 з.п. ф-лы, 9 табл., 6 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)к

Формула изобретения

1. Способ производства углеводородов, включающий ввод в реакцию реагентов, образующих часть реакционной среды в реакционной зоне с размещенной в ней мембраной, отличающийся тем, что реакцию ведут в условиях, позволяющих образовывать первичные углеводородные продукты, причем в качестве побочного продукта образуется вода, и осуществляют просачивание являющейся побочным продуктом воды, образованной в указанных условиях проведения реакции, через мембрану, выполненную с возможностью избирательного отвода воды из реакционной среды, в результате чего она отделяется от реакционной среды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реагенты имеют газообразную форму и содержат оксид углерода и водород в присутствии порошкового катализатора Фишера-Тропша, который также образует часть реакционной среды, причем условия проведения реакции выбирают таким образом, чтобы оксид углерода и водород вступали в реакцию в присутствии катализатора Фишера-Тропша, с получением, в качестве первичных углеводородных продуктов, жидких производных Фишера-Тропша углеводородных продуктов и/или газообразных Фишера-Тропша производных продуктов в соответствии с упрощенным уравнением реакции Фишера-Тропша (I)

СО+(1+х)Н₂ → СН_2х+Н₂О (1).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что зона реакции предусмотрена в реакторе со слоем суспензии, причем слой суспензии содержит жидкие углеводородные продукты, газообразные углеводородные продукты, воду, газообразные реагенты и частицы катализатора, при этом мембрана размещена в слое суспензии, причем реакционная среда также содержит жидкие углеводородные продукты, газообразные углеводородные продукты, воду, газообразные реагенты и частицы катализатора.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что зона реакции предусмотрена в реакторе с псевдоожиженным слоем, причем псевдоожиженный слой содержит газообразные углеводородные продукты, газообразные реагенты, воду и частицы катализатора, при этом мембрана размещена в псевдоожиженным слое, причем реакционная среда также содержит газообразные углеводородные продукты, газообразные реагенты, воду и частицы катализатора.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что мембрана имеет водопроницаемую опору, при этом мембрана имеет сторону впуска воды и сторону выпуска воды, причем образующая побочный продукт вода входит в мембрану через ее сторону впуска воды, просачивается через мембрану и выходит из мембраны через ее сторону выпуска воды, при этом опора и мембрана образуют устройство отделения воды.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что он предусматривает пропускание инертного газа очистки вдоль опоры в непосредственной близости от стороны выпуска воды мембраны для увлечения воды, которая просачивается через мембрану, в результате чего создается движущая сила для просачивания воды через мембрану.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что опора имеет трубчатую форму, причем мембрана установлена на внутренней или на внешней поверхности трубчатой опоры, а газ очистки проходит через внутреннюю часть мембраны.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что газ очистки входит в зону реакции через трубопровод, соединенный с внутренней частью трубчатой опоры у одного из ее концов или вблизи от одного из концов, проходит через опору и выходит из зоны реакции через другой трубопровод, соединенный с опорой у другого из ее концов или вблизи от другого из концов.

9. Способ по одному из пп.5-8, отличающийся тем, что мембрана изготовлена из цеолитового материала, выбранного из группы, в которую входит морденит, ZSM-5, цеолит А и хабазит.

10. Способ по одному из пп.5-9, отличающийся тем, что водопроницаемой опорой является пористая нержавеющая сталь.

11. Реактор для производства углеводородов, включающий реакционный сосуд, имеющий зону слоя катализатора, которая при использовании реактора содержит слой суспензии или псевдоожиженный слой с частицами катализатора, взвешенными в виде суспензии или флюидизированными в жидком и/или газообразном углеводородном продукте; газовый впуск на низком уровне в реакционном сосуде, предназначенный для ввода газообразных реагентов в реактор; газовый выпуск в головном пространстве реакционного сосуда над зоной слоя катализатора, предназначенный для вывода газообразных продуктов и не вступивших в реакцию газообразных реагентов из реактора, и мембрану, локализованную в зоне слоя катализатора, отличающийся тем, что газовый впуск в реакционном сосуде размещен внутри зоны слоя катализатора, а мембрана выполнена с возможностью избирательного удаления воды из реакционной зоны, причем любая образующая побочный продукт вода, которая была образована в зоне реакции при протекании реакции между газообразными реагентами с образованием жидкого и/или газообразного углеводородного продукта, может просачиваться через мембрану.

12. Реактор по п.11, отличающийся тем, что мембрана поддерживается при помощи водопроницаемой опоры таким образом, что мембрана имеет сторону впуска воды и сторону выпуска воды, причем являющаяся побочным продуктом вода при работе устройства входит в мембрану через ее сторону впуска воды; просачивается через мембрану и выходит из мембраны через ее сторону выпуска воды так, что опора и мембрана образуют таким образом устройство отделения воды.

13. Реактор по п.12, отличающийся тем, что опора имеет трубчатую форму с центральным каналом, причем мембрана расположена на внутренней или внешней поверхности трубчатой опоры.

14. Реактор по п.13, отличающийся тем, что инертный газ очистки поступает в центральный канал трубчатой мембраны при помощи трубопровода, подключенного к одному из концов указанного канала, протекает через центральный канал и выходит через другой трубопровод, подключенный к другому концу центрального канала мембраны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52