專利名稱：氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器及具備其的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過將以一氧化碳?xì)怏w及氫氣為主要成分的合成氣體吹入到在液態(tài) 烴中懸浮有固體催化劑粒子的漿液中來合成碳?xì)浠衔锏臍馀菟吞細(xì)浠衔锖铣煞磻?yīng) 器及具備其的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)。本申請(qǐng)要求在2007年9月27日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2007-252521號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 這里援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
作為從以氫和一氧化碳為主要成分的合成氣體生成碳?xì)浠衔锖退馁M(fèi)-托合 成反應(yīng)(以下稱為“FT合成反應(yīng)”)的反應(yīng)系統(tǒng)之一，有通過將合成氣體吹入到在液態(tài)烴中 懸浮有固體催化劑粒子的漿液中來進(jìn)行FT合成反應(yīng)的氣泡塔型漿態(tài)床(也稱為淤漿床) FT合成反應(yīng)系統(tǒng)(例如參考下述專利文獻(xiàn)1，2)。再有，通過FT合成反應(yīng)合成的碳?xì)浠?物被用作石腦油(粗汽油)、煤油、輕油等液體燃料制品的原料。以往，供于該氣泡塔型漿態(tài)床FT合成反應(yīng)系統(tǒng)的FT合成反應(yīng)器具有收容漿液的 反應(yīng)器主體、以及將合成氣體吹入反應(yīng)器主體底部的氣體供給部。此外，在反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè) 置有冷卻管(熱交換器)，該冷卻管用于對(duì)被FT合成反應(yīng)的反應(yīng)熱加熱的漿液進(jìn)行冷卻。 即，對(duì)于被反應(yīng)熱加熱的漿液，其通過向冷卻管內(nèi)供給水等冷卻劑，從而利用漿液與水之間 的熱交換而被冷卻。專利文獻(xiàn)1 美國專利申請(qǐng)公開2006/0272986號(hào)說明書可是，由于停電等外部原因而使碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)的一部分功能停止或降 低的情況下，向漿液中供給的合成氣體的供給流量變得不穩(wěn)定，因此基于FT合成反應(yīng)的反 應(yīng)器主體內(nèi)的物質(zhì)平衡以及熱平衡被破壞，因而有時(shí)反應(yīng)器主體內(nèi)的溫度急劇上升。然而，對(duì)于上述現(xiàn)有的冷卻管，有時(shí)不能抑制預(yù)期外的急劇溫度上升的情況。此 時(shí)，存在由熱引起的對(duì)催化劑的損壞變嚴(yán)重，導(dǎo)致催化劑粉化的促進(jìn)和壽命的短縮的問題。 這時(shí)，需要交換一定量以上的催化劑，如果該交換頻率變高，則合成反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行或維護(hù) 等費(fèi)用變高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，在具有實(shí)施FT合成反應(yīng)的氣泡塔 型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器以及具備其的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)中，在其一部分功能停止 時(shí)或降低時(shí)能減輕或抑制對(duì)催化劑的損壞。本發(fā)明的氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器通過以氫及一氧化碳作為主要成分的 合成氣體與在液體中懸浮有固體催化劑粒子的漿液之間的化學(xué)反應(yīng)來合成碳?xì)浠衔?，?述合成反應(yīng)器具備反應(yīng)器主體，其用于收容上述漿液；合成氣體供給部，其用于將上述合 成氣體供給至上述漿液中；以及導(dǎo)入部，其用于將比上述漿液的溫度低的冷卻用流體導(dǎo)入上述反應(yīng)器主體的內(nèi)部。此外，本發(fā)明的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)具備上述氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞?應(yīng)器、以及通過上述導(dǎo)入部將上述冷卻用流體供給至上述反應(yīng)器主體內(nèi)部的冷卻流體供給 機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器及具備其的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng) 系統(tǒng)，在由于停電等外部原因而使得向漿液供給合成氣體或反應(yīng)器主體內(nèi)部的漿液流動(dòng) 停止或降低等不穩(wěn)定時(shí)，通過冷卻流體供給機(jī)構(gòu)將冷卻用流體直接供給至反應(yīng)器主體的內(nèi) 部，可以由冷卻用流體直接冷卻上述漿液。此外，在上述氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器中，上述反應(yīng)器主體形成為圓筒狀， 上述導(dǎo)入部具備導(dǎo)入開口部，其開口于上述反應(yīng)容器主體的內(nèi)周面；以及導(dǎo)入流路部，其 將上述冷卻用流體導(dǎo)入至上述導(dǎo)入開口部，使得上述冷卻用流體從上述導(dǎo)入開口部至少沿 著上述內(nèi)周面的周向流動(dòng)。在此情況下，在反應(yīng)器主體內(nèi)部由于冷卻用流體沿著壓力損失小的內(nèi)周面在周向 流動(dòng)，所以可以使冷卻用流體更有效地?cái)U(kuò)散至漿液中。因此，可以進(jìn)一步提高由冷卻用流體 產(chǎn)生的漿液的冷卻效果。即，在此情況下，相比于僅僅基于漿液與冷卻用流體之間的溫度差 的自然對(duì)流的冷卻速度而言，可以更快速地冷卻。進(jìn)而，在上述氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器中，上述導(dǎo)入開口部在上述內(nèi)周面 的周向被間隔開地設(shè)置有多個(gè)，上述導(dǎo)入流路部可以被設(shè)置成使得從上述多個(gè)導(dǎo)入開口部 供給至上述反應(yīng)器主體內(nèi)部的上述冷卻用流體的流動(dòng)勢(shì)頭(流動(dòng)趨勢(shì))不會(huì)被抵消。此外，在上述氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器中，也可以在上述反應(yīng)器主體的軸 線方向間隔開地設(shè)置有多個(gè)上述導(dǎo)入部。在上述情況下，可以遍布反應(yīng)器主體的內(nèi)周面的周向或軸線方向均等地使冷卻用 流體流動(dòng)。即，由于可以將冷卻用流體容易地?cái)U(kuò)散至反應(yīng)器主體內(nèi)部的整個(gè)漿液中，因此不 僅可以防止?jié){液的溫度分布發(fā)生偏差，同時(shí)可以使?jié){液更快速地冷卻。進(jìn)一步地，在上述氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器中，在上述多個(gè)導(dǎo)入部中，從一 個(gè)導(dǎo)入部導(dǎo)入至上述反應(yīng)器主體內(nèi)部的上述冷卻用流體的流動(dòng)方向可以與從其它導(dǎo)入部 導(dǎo)入至上述反應(yīng)器主體內(nèi)部的上述冷卻用流體的流動(dòng)方向不同，所述其它導(dǎo)入部與上述一 個(gè)導(dǎo)入部相鄰。在此情形下，通過上述冷卻用流體的流動(dòng)可以有效攪拌反應(yīng)器主體內(nèi)部的漿液， 可以進(jìn)一步提高漿液的冷卻效果。進(jìn)一步地，在上述碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)中，上述冷卻流體供給機(jī)構(gòu)可以具備 壓力容器，其可以在比收容于上述反應(yīng)器主體的上述漿液高的壓力狀態(tài)下保持上述冷卻用 流體；以及開閉閥，其設(shè)置于從上述壓力容器通過上述導(dǎo)入部朝向上述反應(yīng)器主體內(nèi)部的 流路上，并可以開關(guān)該流路。在上述構(gòu)成的情況下，可以在預(yù)先將開閉閥關(guān)閉的同時(shí)，可以在比反應(yīng)器主體內(nèi) 部的壓力高的壓力狀態(tài)下將冷卻用流體保持于壓力容器的內(nèi)部。從而，在由于停電等外部 原因而使得碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)的一部分功能停止或降低的情況下，只通過使開閉閥 為開狀態(tài)，即可根據(jù)與反應(yīng)器主體內(nèi)的壓力差而使壓力容器內(nèi)的冷卻用流體流入反應(yīng)器主 體內(nèi)。即，由于不需要驅(qū)動(dòng)冷卻用流體的外部動(dòng)力，因而即使在停電等緊急時(shí)刻也可以容易地供給冷卻用流體。此外，在上述碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)中，上述冷卻流體供給機(jī)構(gòu)可以具備溫度 調(diào)節(jié)器，其用于將上述冷卻用流體的溫度調(diào)節(jié)為高于上述碳?xì)浠衔镏兴械南烉s分的 析出溫度，且低于收容于上述反應(yīng)器主體的上述漿液的溫度。在此情況下，由于可以將供給至反應(yīng)器主體內(nèi)的冷卻用流體設(shè)定為規(guī)定溫度，可 以容易地控制反應(yīng)器主體內(nèi)的漿液的冷卻溫度。特別是，通過將冷卻用流體的溫度設(shè)定為 高于蠟餾分的析出溫度，可以容易地防止在對(duì)漿液進(jìn)行冷卻時(shí)蠟餾分的析出。進(jìn)一步地，在上述碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)中，上述冷卻用流體可以由從上述反 應(yīng)器主體取出的上述碳?xì)浠衔飿?gòu)成。在此情況下，可以確實(shí)防止冷卻用流體對(duì)反應(yīng)器主體內(nèi)的上述化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生影 響。此外，由于沒有必要另行準(zhǔn)備冷卻用流體，因而可以謀求合成反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行成本的削 減。根據(jù)本發(fā)明，即使在碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)由于外部原因而使其一部分功能停 止或降低，從而向漿液中供給的合成氣體的供給流量變得不穩(wěn)定的情況下，也可以通過冷 卻用流體直接冷卻反應(yīng)器主體內(nèi)的漿液，因此可以減輕或抑制對(duì)漿液中所含有的催化劑的 損壞。因此，沒必要比原計(jì)劃增大催化劑的交換頻率，并可以抑制氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣?反應(yīng)器的維護(hù)費(fèi)用的增大。


圖1為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)的整體構(gòu)成的示意圖。圖2為表示構(gòu)成圖1的液體燃料合成系統(tǒng)的反應(yīng)器的縱剖視圖。圖3為圖2中A-A方向的剖視圖。圖4是圖2中B-B方向的剖視圖。符號(hào)說明1 液體燃料合成系統(tǒng)(碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng))30 氣泡塔型反應(yīng)器(氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器)80 反應(yīng)器主體80a:內(nèi)周面82 漿液84 分配器(合成氣體供給部)88，89:導(dǎo)入部88a，89a 導(dǎo)入開口部88b，89b 導(dǎo)入流路部90 冷卻流體供給機(jī)構(gòu)92:溫度調(diào)節(jié)器94 貯存罐95:第2開閉閥96 移送用泵98 壓力容器
99:第1開閉閥822 液態(tài)烴(碳?xì)浠衔?0 軸線
具體實(shí)施例方式以下，參考圖1至圖4對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，本實(shí)施方式所涉及的液體燃料合成系統(tǒng)(碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系 統(tǒng))1是實(shí)施GTL工藝的工廠設(shè)備，所述GTL工藝是將天然氣等碳?xì)浠衔镌限D(zhuǎn)換為液體 燃料。該液體燃料合成系統(tǒng)1由合成氣體生成單元3、FT合成單元5、制品精制單元7構(gòu)成。 對(duì)于合成氣體生成單元3，其對(duì)作為碳?xì)浠衔镌系奶烊粴膺M(jìn)行重整而生成含有一氧化 碳?xì)怏w與氫氣的合成氣體。對(duì)于FT合成單元5，其由所生成的合成氣體通過費(fèi)-托合成反 應(yīng)(以下稱作“FT合成反應(yīng)”)來生成液態(tài)烴。對(duì)于制品精制單元7，其對(duì)通過FT合成反 應(yīng)而生成的液態(tài)烴進(jìn)行加氫、精制，從而制造出液體燃料制品(石腦油、煤油、輕油、蠟等)。 以下，對(duì)于上述各單元的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。對(duì)于合成氣體生成單元3，例如主要具備脫硫反應(yīng)器10、重整器12、廢熱鍋爐14、 氣液分離器16以及18、脫碳酸裝置20、氫分離裝置26。脫硫反應(yīng)器10由加氫脫硫裝置等 構(gòu)成，從作為原料的天然氣中除去硫成分。重整器12對(duì)由脫硫反應(yīng)器10供給的天然氣進(jìn) 行重整，生成含有以一氧化碳?xì)怏w(CO)與氫氣(H2)為主要成分的合成氣體。廢熱鍋爐14 回收由重整器12所生成的合成氣體的廢熱而生成高壓蒸汽。氣液分離器16將在廢熱鍋爐 14中利用與合成氣體之間的熱交換而被加熱的水分離為氣體(高壓蒸汽)與液體。氣液分 離器18從在廢熱鍋爐14中被冷卻的合成氣體中除去冷凝成分而將氣體成分供給至脫碳酸 裝置20。脫碳酸裝置20具有吸收塔22與再生塔24，所述吸收塔22使用吸收液從由氣液 分離器18所供給的合成氣體中除去二氧化碳?xì)怏w，所述再生塔24從該含有二氧化碳?xì)怏w 的吸收液中使二氧化碳?xì)怏w散出而進(jìn)行再生。氫分離裝置26從通過脫碳酸裝置20分離了 二氧化碳?xì)怏w的合成氣體中分離出含在該合成氣體中的一部分氫氣。其中，上述脫碳酸裝 置20根據(jù)情況有時(shí)也不需要設(shè)置。其中，重整器12例如通過下述化學(xué)反應(yīng)式(1)、(2)所表示的水蒸汽、二氧化碳?xì)?體重整法，用二氧化碳與水蒸汽對(duì)天然氣進(jìn)行重整，從而生成以一氧化碳?xì)怏w與氫氣為主 要成分的高溫合成氣體。另外，對(duì)于該重整器12中的重整法，不限于上述水蒸汽、二氧化碳 氣體重整法的例子，例如，也可以利用水蒸汽重整法、利用氧氣的部分氧化重整法(POX)Jf 部分氧化重整法與水蒸汽重整法進(jìn)行組合的自熱重整法(ATR)、二氧化碳?xì)怏w重整法等。CH4+H20 — C0+3H2 (1)CH4+C02 — 2C0+2H2 (2)此外，氫分離裝置26被設(shè)置在從對(duì)脫碳酸裝置20或氣液分離器18與氣泡塔型反 應(yīng)器30進(jìn)行連接的主配管分支出的分支管線上。該氫分離裝置26例如可以由利用壓力差 進(jìn)行氫的吸附與脫附的氫PSA (Pressure SwingAdsorption 變壓吸附)裝置等構(gòu)成。該氫 PSA裝置，在并排設(shè)置的多個(gè)吸附塔(未圖示)內(nèi)有吸附劑(沸石類吸附劑、活性炭、氧化 鋁、硅膠等)，通過在各吸附塔依次重復(fù)氫的加壓、吸附、脫附(減壓)、清洗的各步驟，可以 將從合成氣體中分離的高純度氫氣(例如99. 999%左右)連續(xù)供給反應(yīng)器。
6
另外，作為氫分離裝置26中的氫氣分離方法，不僅限于上述氫PSA裝置那樣的變 壓吸附法的例子，例如，也可以是貯氫合金吸附法、膜分離法、或它們的組合等。接下來，對(duì)FT合成單元5進(jìn)行說明。FT合成單元5例如主要具有氣泡塔型反應(yīng)器 (氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器)30、氣液分離器34、分離器36、氣液分離器38、第1精 餾塔40、冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90。氣泡塔型反應(yīng)器30是將合成氣體合成為液態(tài)烴的反應(yīng)器 的一個(gè)例子，作為通過FT合成反應(yīng)由合成氣體合成液態(tài)烴的FT合成用反應(yīng)器而發(fā)揮功能。 該氣泡塔型反應(yīng)器30如圖2所示，主要具有反應(yīng)器主體80、分配器84、和冷卻管86。反應(yīng)器主體80為大致圓筒形的金屬制容器，其直徑為1 20m左右，優(yōu)選為2 IOm程度。反應(yīng)器主體80的高度為10 50m左右，優(yōu)選為15 45m左右。在反應(yīng)器主體 80的內(nèi)部收容有漿液82，該漿液82是使固體催化劑粒子824懸浮在液態(tài)烴(FT合成反應(yīng) 的產(chǎn)物)822中而形成的漿液。該反應(yīng)器主體80上形成有從其上部使?jié){液82的一部分流 出至分離器36的漿液流出口 802、將含有大量催化劑粒子824的漿液82從分離器36流入 反應(yīng)器主體80的下部的漿液流入口 804、以及將未反應(yīng)的合成氣體等從反應(yīng)器主體80的塔 頂供給至氣液分離器38的未反應(yīng)氣體出口 806。分配器84是作為本實(shí)施方式所涉及的合成氣體供給部的一個(gè)例子，其被配置于 反應(yīng)器主體80內(nèi)部的下部位置，向漿液82中供給以氫及一氧化碳作為主要成分的合成氣 體。該分配器84由合成氣體供給管842、安裝于合成氣體供給管842先端部的噴嘴聯(lián)箱 844、設(shè)置于噴嘴聯(lián)箱844的側(cè)部的多個(gè)合成氣體供給噴嘴846構(gòu)成。從外部通過合成氣體供給管842而供給的合成氣體通過噴嘴聯(lián)箱844的內(nèi)部、從 設(shè)置于合成氣體供給噴嘴846下部(反應(yīng)器主體80的底部側(cè))的合成氣體供給口(未圖 示)向反應(yīng)器主體80內(nèi)部的漿液82中噴射。另外，本實(shí)施方式中，合成氣體朝向反應(yīng)器主 體80的下方(圖中細(xì)箭頭所示的方向)噴射，但是合成氣體也可以朝向反應(yīng)器主體80的 上方噴射。如此，從分配器84吹入漿液82中的合成氣體成為氣泡828而在漿液82中從反應(yīng) 器主體80的高度方向(垂直方向)下方朝向上方流動(dòng)。在此過程中，合成氣體溶解于液態(tài) 烴822中，通過與催化劑粒子824接觸的接觸反應(yīng)，進(jìn)行液態(tài)烴的合成反應(yīng)(FT合成反應(yīng))。 具體而言，如下述化學(xué)反應(yīng)式(3)所示，氫氣與一氧化碳?xì)怏w發(fā)生合成反應(yīng)。2nH2+nC0 — (-CH2-) η+ηΗ20 (3)(式中，η為正整數(shù)。)此外，合成氣體被從設(shè)置于反應(yīng)器主體80內(nèi)部的下部位置的分配器84吹入漿液 82中，被吹入的合成氣體成為氣泡828在反應(yīng)器主體80內(nèi)上升，因此在反應(yīng)器主體80的 內(nèi)部，在反應(yīng)器主體80內(nèi)部的中央以及其附近(反應(yīng)器主體80的中心軸附近)產(chǎn)生漿液 82的上升流(氣體提升)、在反應(yīng)器主體80的內(nèi)壁附近(圓周部附近)產(chǎn)生漿液82的下 降流。由此，如圖2中的粗箭頭所示，在反應(yīng)器主體80內(nèi)部產(chǎn)生漿液82的循環(huán)流。對(duì)于冷卻管86，其在反應(yīng)器主體80的內(nèi)部沿著反應(yīng)器主體80的高度方向而設(shè)置， 對(duì)因FT合成反應(yīng)所發(fā)生的熱而使溫度上升了的漿液82進(jìn)行冷卻。對(duì)于該冷卻管86，例如如 圖2所示，可以通過將1根管彎曲、并沿著垂直方向上下多次往返(例如圖2中往返2次) 而形成。其中，冷卻管的形狀以及根數(shù)不受上述形狀以及根數(shù)限制，只要均等地配置于反應(yīng) 器主體80內(nèi)部、能有助于均等地冷卻漿液82即可。例如，可以在反應(yīng)器主體80內(nèi)部配置多個(gè)被稱為卡口式的雙層管結(jié)構(gòu)的冷卻管。該冷卻管86內(nèi)流動(dòng)著從冷卻管入口 862導(dǎo)入的冷卻水(例如與反應(yīng)器主體80內(nèi) 的溫度差為-50 0°C左右的水)。對(duì)于該冷卻水，在流過冷卻管86內(nèi)的過程中，隔著冷卻 管86的管壁與漿液82進(jìn)行熱交換，由此反應(yīng)器主體80內(nèi)部漿液82被冷卻。冷卻水的一 部分變?yōu)樗羝鴱睦鋮s管出口 864，如圖1所示地被排出至氣液分離器34，作為中壓蒸汽 而可以回收。另外，作為用于冷卻漿液82的介質(zhì)，不限于如上所述的冷卻水，例如，可以使 用碳原子數(shù)為4 10的直鏈、支鏈狀的鏈烷烴、環(huán)烷、烯烴、低分子量硅烷、硅醚、硅油等。此外，如圖2 4所示，在反應(yīng)器主體80的上部及下部設(shè)置有將冷卻用流體導(dǎo)入 至反應(yīng)器主體80的內(nèi)部的2個(gè)導(dǎo)入部88，89，該冷卻用流體的溫度比漿液82的溫度低。即， 2個(gè)導(dǎo)入部88，89沿著反應(yīng)器主體80的軸線0方向被間隔開地設(shè)置。對(duì)于反應(yīng)器主體80上部的導(dǎo)入部88，如圖2、3所示，其具有在反應(yīng)器主體80的內(nèi) 周面80a開口的多個(gè)(圖示例中為4個(gè))導(dǎo)入開口部88a、以及與各導(dǎo)入開口部88a連接的 導(dǎo)入流路部88b。對(duì)于上述多個(gè)導(dǎo)入開口部88a，其設(shè)置于與反應(yīng)器主體80的軸線0垂直相交的同 一個(gè)面內(nèi)，且在內(nèi)周面80a的周向以均等的間隔被間隔開地設(shè)置。此外，導(dǎo)入流路部88b構(gòu) 成將冷卻用流體導(dǎo)入至導(dǎo)入開口部88a的管路，以使得冷卻用流體從各導(dǎo)入開口部88a沿 著內(nèi)周面80a的周向流動(dòng)。并且，構(gòu)成各導(dǎo)入部88的導(dǎo)入流路部88b被設(shè)置成使得從多個(gè) 導(dǎo)入開口部88a供給至反應(yīng)器主體80內(nèi)的冷卻用流體沿著內(nèi)周面80a而朝向同一方向流 動(dòng)。具體而言，對(duì)于導(dǎo)入流路部88b，其被設(shè)置成從反應(yīng)器主體80的上方觀察，以冷卻用 流體從各導(dǎo)入開口部88a沿著內(nèi)周面80a按照順時(shí)針方向流動(dòng)。由此，從多個(gè)導(dǎo)入開口部 88a供給至反應(yīng)器主體80內(nèi)的冷卻用流體的趨勢(shì)不會(huì)被抵消。另一方面，反應(yīng)器主體80下部的導(dǎo)入部89也和上部的導(dǎo)入部88幾乎同樣地構(gòu) 成。即，下部的導(dǎo)入部89也具有在反應(yīng)器主體80的內(nèi)周面80a上開口的多個(gè)(圖示例中 為4個(gè))導(dǎo)入開口部89a、以及構(gòu)成將冷卻用流體導(dǎo)入至導(dǎo)入開口部89a的管路的導(dǎo)入流 路部89b。并且，對(duì)于多個(gè)導(dǎo)入開口部89a，其配置于與軸線0垂直相交的同一個(gè)面內(nèi)，且在 內(nèi)周面80a的周向以均等間隔被間隔開地設(shè)置。此外，構(gòu)成下部的導(dǎo)入部89的導(dǎo)入流路部 89b被設(shè)置成與上部的導(dǎo)入部88相同，使得從多個(gè)導(dǎo)入開口部89a供給至反應(yīng)器主體80 內(nèi)的冷卻用流體沿著內(nèi)周面80a而朝向同一方向流動(dòng)，且從多個(gè)導(dǎo)入開口部88a、89a供給 至反應(yīng)器主體80內(nèi)的冷卻用流體的趨勢(shì)不會(huì)被抵消。其中，構(gòu)成下部導(dǎo)入部89的導(dǎo)入流路部89b被設(shè)置成從反應(yīng)器主體80的上方觀 察，使得冷卻用流體從各導(dǎo)入開口部89a沿著內(nèi)周面80a按照逆時(shí)針方向流動(dòng)。S卩，在反應(yīng) 器主體80的上部與下部，與周向相關(guān)的冷卻用流體的流入方向彼此相反。如圖1、2所示，氣液分離器34將流過配置于氣泡塔型反應(yīng)器30內(nèi)的冷卻管86內(nèi) 而被加熱的水分離為水蒸汽(中壓蒸汽)與液體。對(duì)于分離器36，其與氣泡塔型反應(yīng)器30 的漿液流出口 802連接，對(duì)漿液82的液態(tài)烴822與催化劑粒子824進(jìn)行分離處理。此外， 分離器36還與氣泡塔型反應(yīng)器30的漿液流入口 804連接，使含有大量催化劑粒子824的 漿液82從分離器36流入氣泡塔型反應(yīng)器30內(nèi)。氣液分離器38與氣泡塔型反應(yīng)器30的 未反應(yīng)氣體出口 806連接，對(duì)未反應(yīng)合成氣體及氣體碳?xì)浠衔镞M(jìn)行冷卻處理。對(duì)于第1 精餾塔40，其對(duì)從氣泡塔型反應(yīng)器30經(jīng)過分離器36、氣液分離器38而供給的液態(tài)烴進(jìn)行蒸餾，根據(jù)沸點(diǎn)而分離、精制成各制品餾分。冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90是通過上述導(dǎo)入部88、89而將冷卻用流體供給至氣泡塔型 反應(yīng)器30的反應(yīng)器主體80內(nèi)的結(jié)構(gòu)，主要具備溫度調(diào)節(jié)器92、貯存罐94、移送用泵96、 壓力容器98。溫度調(diào)節(jié)器92設(shè)置在從主配管分支出的分支管線上，所述主配管將氣液分離器 38與第1精餾塔40進(jìn)行連接。該溫度調(diào)節(jié)器92對(duì)從含有液態(tài)烴822的液體進(jìn)行加熱或冷 卻，并將其供給至氣泡塔型反應(yīng)器30的反應(yīng)器主體80內(nèi)而作為冷卻用流體，其中上述液態(tài) 烴822是從氣泡塔型反應(yīng)器30中取出而在分離器36中從漿液82中分離得到的。而且，該 溫度調(diào)節(jié)器92可以將冷卻用流體溫度調(diào)節(jié)為低于反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿液82的溫度、且 高于液態(tài)烴822中所含有的蠟餾分的析出溫度。由此，可以防止冷卻用流體本身、或由冷卻 用流體所冷卻了的反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿液82中所含有的蠟餾分的析出。貯存罐94與上述溫度調(diào)節(jié)器92連接，其可以大量貯存從溫度調(diào)節(jié)器92導(dǎo)入的冷 卻用流體。壓力容器98與貯存罐94及反應(yīng)器主體80連接，其構(gòu)成為可以在比反應(yīng)器主 體80內(nèi)的漿液82的壓力高的壓力狀態(tài)下保存冷卻用流體。另外，在本實(shí)施方式中，從壓力 容器98朝向反應(yīng)器主體80的冷卻用流體的流路被分支，所分支的流路分別與圖2 4表 示的反應(yīng)器主體80的各導(dǎo)入流路部88b、89b連接。對(duì)于移送用泵96，其設(shè)置于貯存罐94與壓力容器98之間，是將冷卻用流體從貯 存罐94強(qiáng)制地移送至壓力容器98的裝置。而且，在從壓力容器98經(jīng)過導(dǎo)入部88、89朝向 反應(yīng)器主體80的流路上，設(shè)置有可以開關(guān)該流路的第1開閉閥99。因此，在第1開閉閥99 關(guān)閉的狀態(tài)下，通過移送用泵96將冷卻用流體移送至壓力容器98，從而壓力容器98內(nèi)的冷 卻用流體的壓力上升。此外，從貯存罐94朝向移送用泵96的流路上，設(shè)置有可對(duì)該流路進(jìn)行開關(guān)的第2 開閉閥95。因此，如上所述，在將冷卻用流體移送至壓力容器98后，通過預(yù)先將該第2開 閉閥95關(guān)閉，即使移送用泵96停止也可以防止壓力容器98內(nèi)的冷卻用流體的壓力降低， 從而冷卻用流體被以高壓狀態(tài)保存于壓力容器98內(nèi)。而且，在該保持狀態(tài)下，通過打開第 1開閉閥99，由于壓力容器98內(nèi)與反應(yīng)器主體80內(nèi)之間的壓力差可以將冷卻用流體供給 至反應(yīng)器主體80內(nèi)。最后，對(duì)制品精制單元7進(jìn)行說明。對(duì)于制品精制單元7，例如具有蠟餾分加氫裂 化反應(yīng)器50、煤油-輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52、石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54、氣液分 離器56、58、60以及第2精餾塔70、石腦油穩(wěn)定塔72。蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50與第1精 餾塔40的下部連接。煤油-輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52與第1精餾塔40的中央部連接。 石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54與第1精餾塔40的上部連接。氣液分離器56、58、60分別 對(duì)應(yīng)于上述加氫反應(yīng)器50、52、54而設(shè)置。第2精餾塔70對(duì)由氣液分離器56、58所供給的 液態(tài)烴根據(jù)沸點(diǎn)而進(jìn)行分離、精制。石腦油穩(wěn)定塔72對(duì)由氣液分離器60及第2精餾塔70 所供給的石腦油餾分的液態(tài)烴進(jìn)行精餾，將比丁烷輕的成分向火炬氣(廢氣)側(cè)排出、將碳 原子數(shù)為5以上的成分作為石腦油制品進(jìn)行分離、回收。接下來，對(duì)通過如上述所構(gòu)成的液體燃料合成系統(tǒng)1從天然氣合成液體燃料的工 序(GTL工藝)進(jìn)行說明。在液體燃料合成系統(tǒng)1中供給來自于天然氣田或天然氣廠等外部天然氣供給源(未圖示)的作為碳?xì)浠衔镌系奶烊粴?主要成分為CH4)。上述合成氣體生成單元3將 該天然氣進(jìn)行重整，從而制造合成氣體(以一氧化碳?xì)怏w與氫氣為主要成分的混合氣體)。具體而言，首先，上述天然氣與由氫分離裝置26所分離的氫氣一起被供給至脫硫 反應(yīng)器10。脫硫反應(yīng)器10使用該氫氣將天然氣中所含的硫成分通過例如ZnO催化劑進(jìn)行 加氫脫硫。通過如上所述對(duì)天然氣預(yù)先進(jìn)行脫硫，可以防止重整器12及氣泡塔型反應(yīng)器30 等中所用的催化劑的活性由于硫而降低。將如上所述進(jìn)行了脫硫的天然氣(可以含有二氧化碳)與由二氧化碳供給源(未 圖示)所供給的二氧化碳(CO2)氣體、由廢熱鍋爐14所產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)行混合后，供給至重 整器12。對(duì)于重整器12，例如通過上述的水蒸汽、二氧化碳?xì)怏w重整法，使用二氧化碳與水 蒸汽對(duì)天然氣進(jìn)行重整，從而生成以一氧化碳?xì)怏w與氫氣為主要成分的高溫合成氣體。此 時(shí)，在重整器12中供給有例如重整器12所具備的燃燒器用的燃燒氣與空氣，由該燃燒器通 過燃料氣的燃燒熱以及重整器12的爐內(nèi)的輻射熱，提供是吸熱反應(yīng)的上述水蒸汽、CO2重整 反應(yīng)所需的反應(yīng)熱。如此，由重整器12所生成的高溫合成氣體(例如900°C、2. OMPaG)，被供給至廢熱 鍋爐14，通過與在廢熱鍋爐14內(nèi)流過的水之間的熱交換而被冷卻(例如400°C )，進(jìn)行廢熱 被回收。此時(shí)，廢熱鍋爐14中的被合成氣體所加熱了的水被供給至氣液分離器16，氣體成 分從該氣液分離器16中作為高壓蒸汽(例如3. 4 10. OMPaG)而供給至重整器12或其他 外部裝置，液體成分的水返回至廢熱鍋爐14。另一方面，在廢熱鍋爐14中被冷卻了的合成氣體在氣液分離器18中分離、除去冷 凝液成分后，被供給至脫碳酸裝置20的吸收塔22、或氣泡塔型反應(yīng)器30。吸收塔22通過 將合成氣體中所含的二氧化碳?xì)怏w吸收至所貯存的吸收液內(nèi)，從該合成氣體中分離出二氧 化碳?xì)怏w。該吸收塔22內(nèi)的含有二氧化碳?xì)怏w的吸收液被導(dǎo)入再生塔24，含有二氧化碳?xì)?體的該吸收液例如蒸汽加熱，從而進(jìn)行汽提処理，所散出的二氧化碳?xì)怏w從再生塔24送至 重整器12中，再利用于上述重整反應(yīng)。如此，在合成氣體生成單元3中生成的合成氣體被供給至上述FT合成單元5的氣 泡塔型反應(yīng)器30。此時(shí)，供給至氣泡塔型反應(yīng)器30的合成氣體的組成比被調(diào)整為適合于 FT合成反應(yīng)的組成比(例如H2 CO = 2 1(摩爾比))。另外，供給至氣泡塔型反應(yīng)器 30的合成氣體通過設(shè)置于將脫碳酸裝置20與氣泡塔型反應(yīng)器30進(jìn)行連接的配管上的壓縮 機(jī)(未圖示)，將壓力升高至適合于FT合成反應(yīng)的壓力(例如3.6MPaG)。然而，有時(shí)也無 需設(shè)置上述壓縮機(jī)。此外，由上述脫碳酸裝置20分離了其二氧化碳的合成氣體的一部分也被供給至 氫分離裝置26。氫分離裝置26通過如上所述的利用了壓力差的吸附、脫附(氫PSA)，對(duì)合 成氣體所含的氫氣進(jìn)行分離。所分離得到的氫被從儲(chǔ)氣罐(未圖示)等經(jīng)由壓縮機(jī)(未圖 示)而連續(xù)地供給至在液體燃料合成系統(tǒng)1內(nèi)利用氫進(jìn)行規(guī)定反應(yīng)的各種氫利用反應(yīng)裝置 (例如脫硫反應(yīng)器10、蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50、煤油-輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52、石腦 油餾分加氫精制反應(yīng)器54等)中。接著，上述FT合成單元5從由上述合成氣體生成單元3所生成的合成氣體中通過 FT合成反應(yīng)來合成液態(tài)烴。具體而言，由上述合成氣體生成單元3所生成的合成氣體從構(gòu)成氣泡塔型反應(yīng)器30的反應(yīng)器主體80的底部流入，在反應(yīng)器主體80內(nèi)所貯存的漿液82內(nèi)上升。此時(shí)，在反 應(yīng)器主體80內(nèi)，通過上述的FT合成反應(yīng)，該合成氣體中所含的一氧化碳與氫氣發(fā)生反應(yīng)而 生成碳?xì)浠衔?。進(jìn)而，在此合成反應(yīng)時(shí)，通過使水流過冷卻管86內(nèi)而除去FT合成反應(yīng)的 反應(yīng)熱，因該熱交換而被加熱的水氣化成水蒸汽。該水蒸汽經(jīng)由氣液分離器34被液化了的 水被返回至冷卻管86，氣體成分作為中壓蒸汽(例如1. 0 2. 5MPaG)被供給至外部裝置。如此，由氣泡塔型反應(yīng)器30合成的液態(tài)烴822被作為漿液82從氣泡塔型反應(yīng)器 30取出而導(dǎo)入至分離器36。分離器36將所取出的漿液82分離為催化劑粒子824等固體 部分、以及含有液態(tài)烴822的液體成分。所分離得到的催化劑粒子824等固體部分中的一 部分返回至氣泡塔型反應(yīng)器30，液體部分被供給至第1精餾塔40。此外，從氣泡塔型反應(yīng) 器30的未反應(yīng)氣體出口 806未反應(yīng)的合成氣體與所合成的碳?xì)浠衔锏臍怏w部分被導(dǎo)入 氣液分離器38。氣液分離器38將上述氣體冷卻，對(duì)一部分的冷凝部分的液態(tài)烴進(jìn)行分離后 導(dǎo)入第1精餾塔40。另一方面，對(duì)于由氣液分離器38所分離得到的氣體部分，未反應(yīng)的合 成氣體(CO與H2)被再投入至氣泡塔型反應(yīng)器30的底部而在FT合成反應(yīng)中進(jìn)行再利用。 此外，不屬于制品對(duì)象的以碳原子數(shù)少(碳原子數(shù)為4以下)的碳?xì)浠衔餅橹饕煞值?廢氣(火炬氣)被導(dǎo)入外部的燃燒設(shè)備(未圖示)，在燃燒后釋放至大氣中。接下來，第1精餾塔40對(duì)按照上述從氣泡塔型反應(yīng)器30中經(jīng)由分離器36、氣液 分離器38而被供給的液態(tài)烴(碳原子數(shù)為多種)，利用沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分餾，從而分離、精 制成石腦油餾分(沸點(diǎn)低于約150°C )、煤油-輕油餾分(沸點(diǎn)為約150 350°C )、蠟餾分 (沸點(diǎn)為比約350°C高)。由該第1精餾塔40的底部所取出的蠟餾分的液態(tài)烴(主要為碳 原子數(shù)為21以上)被移送至蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50，從第1精餾塔40的中央部所取出 的煤油_輕油餾分的液態(tài)烴(主要為碳原子數(shù)為11 20)被移送至煤油-輕油餾分加氫 精制反應(yīng)器52，從第1精餾塔40的上部所取出的石腦油餾分的液態(tài)烴(主要為碳原子數(shù)為 5 10)被移送至石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54。對(duì)于蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50，其利用由上述氫分離裝置26所供給的氫氣使由 第1精餾塔40的下部所供給的碳原子數(shù)多的蠟餾分的液態(tài)烴(碳原子數(shù)大概為21以上) 進(jìn)行加氫裂化，將碳原子數(shù)降低為20以下。該加氫裂化反應(yīng)中，利用催化劑與熱切斷碳原 子數(shù)多的碳?xì)浠衔锏腃-C鍵，從而生成碳原子數(shù)少的低分子量的碳?xì)浠衔?。通過該蠟 餾分加氫裂化反應(yīng)器50進(jìn)行了加氫裂化的含有液態(tài)烴的產(chǎn)物被液分離器56分離為氣體與 液體，其中液態(tài)烴被移送至第2精餾塔70，氣體部分(包含氫氣)被移送至煤油-輕油餾分 加氫精制反應(yīng)器52及石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54。對(duì)于煤油-輕油餾分加氫精制反應(yīng)器52，其利用從氫分離裝置26經(jīng)由蠟餾分加氫 裂化反應(yīng)器50而被供給的氫氣，對(duì)從第1精餾塔40的中央部所供給的碳原子數(shù)中等的煤 油_輕油餾分的液態(tài)烴(碳原子數(shù)大概為11 20)進(jìn)行加氫精制。該加氫精制反應(yīng)為如 下反應(yīng)，即，在上述液態(tài)烴的異構(gòu)化及不飽和鍵合上加成氫而使其達(dá)到飽和，主要生成支鏈 狀飽和碳?xì)浠衔?。其結(jié)果，經(jīng)加氫精制所得的含有液態(tài)烴的產(chǎn)物被氣液分離器58分離為 氣體與液體，其中，液態(tài)烴被移送至第2精餾塔70、氣體部分(包含氫氣)被再利用于上述 加氫反應(yīng)。對(duì)于石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54，利用從氫分離裝置26經(jīng)由蠟餾分加氫裂化 反應(yīng)器50而被供給的氫氣，對(duì)由第1精餾塔40的上部所供給的碳原子數(shù)少的石腦油餾分的液態(tài)烴(碳原子數(shù)大概為10以下)進(jìn)行加氫精制。其結(jié)果，經(jīng)加氫精制所得的含有液態(tài) 烴的產(chǎn)物由氣液分離器60分離為氣體與液體，其中液態(tài)烴被移送至石腦油穩(wěn)定塔72，氣體 部分(包含氫氣)被再利用于上述加氫反應(yīng)。接下來，第2精餾塔70按照上述對(duì)由蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50及煤油-輕油餾 分加氫精制反應(yīng)器52所供給的液態(tài)烴進(jìn)行蒸餾，分離、精制為碳原子數(shù)為10以下的碳?xì)?化合物(沸點(diǎn)低于大約150°C )、煤油(沸點(diǎn)為約150 250°C )、輕油(沸點(diǎn)為約250 350°C )、以及來自于蠟餾分加氫裂化反應(yīng)器50的未分解蠟餾分(沸點(diǎn)為約350°C )。從第 2精餾塔70的下部取出輕油、從中央部取出煤油。另一方面，從第2精餾塔70的塔頂取出 碳原子數(shù)為10以下的碳?xì)浠衔铮┙o至石腦油穩(wěn)定塔72。進(jìn)而，在石腦油穩(wěn)定塔72中，對(duì)由上述石腦油餾分加氫精制反應(yīng)器54及第2精餾 塔70所供給的碳原子數(shù)為10以下的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行蒸餾，分離、精制為作為制品的石腦油 (碳原子數(shù)為5 10)。由此，從石腦油穩(wěn)定塔72的下部可以取出高純度的石腦油。另一 方面，從石腦油穩(wěn)定塔72的塔頂排放出作為制品對(duì)象以外的碳原子數(shù)為規(guī)定數(shù)以下(碳原 子數(shù)為4以下)的碳?xì)浠衔餅橹饕煞值膹U氣(火炬氣)。該廢氣被導(dǎo)入外部的燃燒設(shè) 備(未圖示)，在燃燒后被排放于大氣中。以上，對(duì)液體燃料合成系統(tǒng)1的工序(GTL工藝)進(jìn)行了說明。然而，由于斷電等 外部原因而使液體燃料合成系統(tǒng)1的一部分功能停止或降低等、從而使上述的GTL工藝停 止或降低時(shí)，即，對(duì)反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿液82的合成氣體的供給或在反應(yīng)器主體80內(nèi)的 漿液82的對(duì)流發(fā)生停止或降低從而變得不穩(wěn)定時(shí)，有時(shí)反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿液82的溫度 快速上升。為此，在GTL工藝停止時(shí)通過冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90來冷卻該漿液82。以下，對(duì) 利用冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90的反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿液82的冷卻方法進(jìn)行說明。在該冷卻方法中，在實(shí)施GTL工藝期間，預(yù)先將作為冷卻用流體的液態(tài)烴以高壓 狀態(tài)下保存于壓力容器內(nèi)。具體而言，關(guān)閉冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90的第1開閉閥99，將從分 離器36或氣液分離器38中所取出的液態(tài)烴的一部分供給至溫度調(diào)節(jié)器92。此時(shí)，被供給 至溫度調(diào)節(jié)器92的液態(tài)烴的溫度被調(diào)節(jié)為低于發(fā)生FT合成反應(yīng)的反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿 液82的溫度，且高于液態(tài)烴中所含的蠟餾分的析出溫度。繼而，溫度調(diào)節(jié)之后的液態(tài)烴被 從溫度調(diào)節(jié)器92中導(dǎo)入貯存罐94。進(jìn)而，在實(shí)施GTL工藝期間，在打開第2開閉閥95的狀態(tài)下，通過移送用泵96將液 態(tài)烴從貯存罐94內(nèi)移送至壓力容器98內(nèi)，使壓力容器98內(nèi)的液態(tài)烴的壓力上升。另外， 只要在壓力容器98內(nèi)的液態(tài)烴壓力到達(dá)規(guī)定壓力時(shí)，停止移送用泵96的同時(shí)關(guān)閉第2開 閉閥95即可。由此，壓力容器98內(nèi)的液態(tài)烴的壓力被保持在規(guī)定的壓力。另外，上述的規(guī)定壓 力，只要為至少能使液態(tài)烴流入反應(yīng)器主體80內(nèi)從而遍布反應(yīng)器主體82的漿液82中的水 平的壓力即可。繼而，GTL工藝停止而向反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿液82供給的合成氣體或在反應(yīng)器 主體80內(nèi)的漿液82的對(duì)流停止時(shí)，使冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90的第1開閉閥99為開狀態(tài)，由 此，基于壓力容器98內(nèi)與反應(yīng)器主體80內(nèi)之間的壓力差，壓力容器98內(nèi)的液態(tài)烴通過各 導(dǎo)入部88、89而流入反應(yīng)器主體80內(nèi)，從而可以通過該液態(tài)烴直接冷卻反應(yīng)器主體80內(nèi) 的漿液82。另外，對(duì)于成為冷卻用流體的液態(tài)烴，由于其溫度被設(shè)定為低于反應(yīng)器主體80
12內(nèi)的漿液82的溫度，且高于反應(yīng)器主體80內(nèi)的液態(tài)烴822中所含的蠟餾分的析出溫度，因 此在冷卻漿液82的同時(shí)，能夠防止在反應(yīng)器主體80內(nèi)的蠟餾分的析出。根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的液體燃料合成系統(tǒng)1及具備其的氣泡塔型反應(yīng)器30，由 于即使GTL工藝停止，也能通過冷卻用流體直接冷卻反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿液82，所以可以 減輕或抑制對(duì)漿液82中所含的催化劑粒子824的損壞。因此，無需比計(jì)劃增加催化劑粒子 824的交換頻率，阿可以抑制氣泡塔型反應(yīng)器30的維護(hù)費(fèi)用的增加。此外，流入反應(yīng)器主體80內(nèi)的冷卻用流體如圖3、4所示，沿著壓力損失小的內(nèi)周 面80a在周向流動(dòng)。進(jìn)而，由于在反應(yīng)器主體80內(nèi)的上部與下部，冷卻用流體以相反方向 流動(dòng)，因而可以有效地?cái)嚢璺磻?yīng)器主體80內(nèi)的漿液82。因此，可以使冷卻用流體高效地?cái)U(kuò) 散至反應(yīng)器主體80內(nèi)的整個(gè)漿液82，從而在防止?jié){液82的溫度分布發(fā)生偏差的同時(shí)，可以 提高由冷卻用流體產(chǎn)生的漿液82的冷卻效果。即，相比于僅僅根據(jù)冷卻用流體與漿液82 之間的溫度差的自然對(duì)流的冷卻速度而言，可以更快地進(jìn)行冷卻。進(jìn)而，根據(jù)本實(shí)施方式的液體燃料合成系統(tǒng)1，因?yàn)樵谕C(jī)時(shí)僅通過打開第1開閉 閥99就可以使冷卻用流體流入反應(yīng)器主體80內(nèi)，所以不需要諸如泵等類似驅(qū)動(dòng)冷卻用流 體的外部動(dòng)力，可以容易地供給冷卻用流體。此外，通過使冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90具有溫度調(diào)節(jié)器92，可以將供給至反應(yīng)器主體 80內(nèi)的冷卻用流體設(shè)定為規(guī)定溫度，因此可以容易地控制反應(yīng)器主體80內(nèi)的漿液的冷卻 溫度。特別是，通過將冷卻用流體的溫度設(shè)定為高于蠟餾分的析出溫度，可以容易地防止對(duì) 漿液82進(jìn)行冷卻時(shí)的蠟餾分的析出。進(jìn)而，由于漿液82的冷卻用流體是由取自反應(yīng)器主體80的液態(tài)烴所形成，可以確 實(shí)地防止對(duì)在反應(yīng)器主體80內(nèi)所發(fā)生的FT合成反應(yīng)產(chǎn)生影響。此外，由于沒必要另行準(zhǔn) 備冷卻用流體，可以謀求削減液體燃料合成系統(tǒng)1的運(yùn)行成本。另外，在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成各導(dǎo)入部88、89的導(dǎo)入流路部88b、89b被設(shè)置為使 得冷卻用流體沿著反應(yīng)器主體80的內(nèi)周面80a的周向流動(dòng)，但只要設(shè)置為使冷卻用流體至 少沿周向流動(dòng)即可。即，導(dǎo)入流路部88b、89b也可設(shè)置為，例如使冷卻液體在包括沿內(nèi)周面 80a的周向成分以及軸方向成分這兩方的方向上流動(dòng)，S卩，在反應(yīng)器主體80內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流。此外，2個(gè)導(dǎo)入部88，89按照使得冷卻用流體從相反方向流入來構(gòu)成，但只要按照 使得冷卻用流體至少從不同方向流入來構(gòu)成即可。進(jìn)而，導(dǎo)入部88，89在反應(yīng)器主體80的上部及下部被間隔開地設(shè)置有2個(gè)，也可 以在軸向被間隔開地設(shè)置三個(gè)以上、還可以僅在軸向的1處設(shè)置。另外，當(dāng)設(shè)置有3個(gè)以 上導(dǎo)入部的情況下，可以使所有的導(dǎo)入部按照使得冷卻用流體從相互不同的方向流入來構(gòu) 成，也可以只使軸向上相鄰的導(dǎo)入部按照使得冷卻用流體從相互不同的方向流入來構(gòu)成。此外，構(gòu)成各導(dǎo)入部88，89的多個(gè)導(dǎo)入開口部88a，89a只要至少在內(nèi)周面80a的 周向間隔開地配置即可，不在周向上均等地配置也沒關(guān)系。進(jìn)而，構(gòu)成各導(dǎo)入部88，89的多 個(gè)導(dǎo)入開口部88a，89a配置于與軸向垂直相交的同一平面內(nèi)，但只要配置于至少與軸向相 交的同一平面內(nèi)即可。此外，導(dǎo)入部88，89具有多個(gè)導(dǎo)入開口部88a，89a,但也可以例如只具有1個(gè)。進(jìn)而，導(dǎo)入部88，89不限于具有導(dǎo)入開口部88a，89a及導(dǎo)入流路部88b，89b的結(jié) 構(gòu)，只要具有至少將冷卻用流體導(dǎo)入反應(yīng)器主體80內(nèi)的構(gòu)成即可。因此，作為導(dǎo)入部，例如與上述實(shí)施方式的分配器84相同，可以形成為直接流入反應(yīng)器主體80的徑向的中央部的 構(gòu)成。此外，對(duì)于冷卻用流體，不局限于在分離器36中分離得到的含有液態(tài)烴822的液 體，也可以是例如在第1精餾塔40中分離、精制所得的液態(tài)烴的各制品餾分；在加氫反應(yīng)器 50，52，54中加氫裂化、加氫精制所得的含有液態(tài)烴的產(chǎn)物、在氣液分離器56，58，60中分離 得到的液態(tài)烴、在第2精餾塔70中分離、精制得到的煤油_輕油等液體燃料制品。進(jìn)而，冷卻用流體不局限于在液體燃料合成系統(tǒng)1中精制所得的物質(zhì)，只要是至 少不影響FT合成反應(yīng)的氣體或液體即可。另外，不影響FT合成反應(yīng)的氣體中，例如可舉出 氮?dú)?、氬氣等不活潑氣體。此外，溫度調(diào)節(jié)器92不局限于設(shè)置在將冷卻用流體導(dǎo)入貯存罐94內(nèi)之前，例如也 可以配置于貯存罐94與壓力容器98之間、還可以設(shè)置于貯存罐94或壓力容器98的自身 上。進(jìn)而，冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90不局限于上述實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，只要形成為至少液體 燃料合成系統(tǒng)1在停機(jī)時(shí)使冷卻用流體流入反應(yīng)器主體80內(nèi)的構(gòu)成即可。因此，冷卻流體 供給機(jī)構(gòu)例如可以形成為下述構(gòu)成，即，在停機(jī)(shut down)時(shí)通過移送用泵等驅(qū)動(dòng)冷卻用 流體而使其流入反應(yīng)器主體80內(nèi)。此外，在上述實(shí)施方式中，使用天然氣作為供給至液體燃料合成系統(tǒng)1的碳?xì)浠?合物原料，也可以使用例如浙青、渣油等其他碳?xì)浠衔镌?。進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中針對(duì)液體燃料合成系統(tǒng)1進(jìn)行了說明，但本發(fā)明至少可 以適用于通過以氫及一氧化碳作為主要成分的合成氣體與漿液之間的化學(xué)反應(yīng)來合成碳 氫化合物的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)。另外，碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)例如可以是以FT合 成單元5為主要構(gòu)成的系統(tǒng)，也可以是主要具有氣泡塔型反應(yīng)器30及冷卻流體供給機(jī)構(gòu)90 的系統(tǒng)。以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并非受上述實(shí)施方式所限 定。在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行構(gòu)成的附加、省略、置換以及其他變更。本 發(fā)明不被上述的說明限定，而只被所附的權(quán)利要求書的范圍限定。本發(fā)明涉及氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器，其通過以氫及一氧化碳作為主要成 分的合成氣體與在液體中懸浮有固體催化劑粒子的漿液之間的化學(xué)反應(yīng)來合成碳?xì)浠?物，該合成反應(yīng)器具備反應(yīng)器主體，其用于收容上述漿液中；合成氣體供給部，其用于將 上述合成氣體供給至上述漿液中；以及導(dǎo)入部，其用于將比上述漿液的溫度低的冷卻用流 體導(dǎo)入上述反應(yīng)器主體的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器，可以抑制氣泡塔型碳?xì)浠衔锖?成反應(yīng)器的維護(hù)費(fèi)用的增加。
權(quán)利要求
一種氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器，其通過以氫及一氧化碳作為主要成分的合成氣體與在液體中懸浮有固體催化劑粒子的漿液之間的化學(xué)反應(yīng)來合成碳?xì)浠衔铮龊铣煞磻?yīng)器具備反應(yīng)器主體，其用于收容所述漿液；合成氣體供給部，其用于將所述合成氣體供給至所述漿液中；以及導(dǎo)入部，其用于將比所述漿液的溫度低的冷卻用流體導(dǎo)入所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器，其中，所述反應(yīng)器主體形 成為圓筒狀，所述導(dǎo)入部具備導(dǎo)入開口部，其開口于所述反應(yīng)容器主體的內(nèi)周面；以及導(dǎo)入流路部，其將所述冷卻用流體導(dǎo)入至所述導(dǎo)入開口部，使得所述冷卻用流體從所 述導(dǎo)入開口部至少沿著所述內(nèi)周面的周向流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器，其中，所述導(dǎo)入開口部在 所述內(nèi)周面的周向被間隔開地設(shè)置有多個(gè)；所述導(dǎo)入流路部被設(shè)置成使得從所述多個(gè)導(dǎo)入開口部供給至所述反應(yīng)器主體內(nèi)部的 所述冷卻用流體的流動(dòng)勢(shì)頭不會(huì)被抵消。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器，其中，所述導(dǎo)入部在所 述反應(yīng)器主體的軸線方向被間隔開地設(shè)置有多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器，其中，在所述多個(gè)導(dǎo)入部 中，從一個(gè)導(dǎo)入部導(dǎo)入至所述反應(yīng)器主體內(nèi)部的所述冷卻用流體的流動(dòng)方向與從其他導(dǎo)入 部導(dǎo)入至所述反應(yīng)器主體內(nèi)部的所述冷卻用流體的流動(dòng)方向不同，所述其他導(dǎo)入部與所述 一個(gè)導(dǎo)入部相鄰。
6.一種碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)，其具備權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器；以及通過所述導(dǎo)入部將所述冷卻用流體供給至所述反應(yīng)器主體內(nèi)部的冷卻流體供給機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)，其中，所述冷卻流體供給機(jī)構(gòu)具備壓力容器，其可以在比收容于所述反應(yīng)器主體的所述漿液高的壓力狀態(tài)下保存所述冷 卻用流體；以及開閉閥，其設(shè)置于從所述壓力容器通過所述導(dǎo)入部朝向所述反應(yīng)器主體內(nèi)部的流路 上，可以開關(guān)該流路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)，其中，所述冷卻流體供給機(jī)構(gòu) 具備溫度調(diào)節(jié)器，其用于將所述冷卻用流體的溫度調(diào)節(jié)為高于所述碳?xì)浠衔镏兴械?蠟餾分的析出溫度，且低于收容于所述反應(yīng)器主體的所述漿液的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)系統(tǒng)，其中，所述冷卻用流 體由取自所述反應(yīng)器主體的所述碳?xì)浠衔飿?gòu)成。全文摘要
本發(fā)明提供一種氣泡塔型碳?xì)浠衔锖铣煞磻?yīng)器，其通過以氫及一氧化碳作為主要成分的合成氣體與在液體中懸浮有固體催化劑粒子的漿液之間的化學(xué)反應(yīng)來合成碳?xì)浠衔?，所述合成反?yīng)器具備反應(yīng)器主體，其用于收容上述漿液；合成氣體供給部，其用于將上述合成氣體供給至上述漿液中；以及導(dǎo)入部，其用于將比上述漿液的溫度低的冷卻用流體導(dǎo)入上述反應(yīng)器主體的內(nèi)部。
文檔編號(hào)C10G2/00GK101918514SQ20088010867
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者加藤讓, 大西康博, 山田榮一 申請(qǐng)人:新日鐵工程技術(shù)株式會(huì)社;日本石油天然氣·金屬礦物資源機(jī)構(gòu);國際石油開發(fā)帝石株式會(huì)社;新日本石油株式會(huì)社;石油資源開發(fā)株式會(huì)社;克斯莫石油株式會(huì)社