從生物氣生產烴類的費托過程的制作方法

從生物氣生產烴類的費托過程的制作方法
【專利摘要】本發明涉及從生物質采用膜分離器生產烴類的費托過程。含有氫、一氧化碳以及其它氣體和/或蒸氣的輸入流被送到第一膜級形成含有蒸汽和二氧化碳的第一膜級滲透流以及含有氫和一氧化碳的第一膜級滲余流。第一膜級滲余流被送到費托反應器，產生包括氫、蒸汽、烴類以及任選的其它氣體和/或蒸氣的產物流。產物流被送到第二膜級形成含有氫和蒸汽的第二膜級滲透流以及含有烴類的第二膜級滲余流。第二膜級滲余流被送到第一分離器級。第一分離器級的氣相被送到第三膜級形成含有氫的第三膜級滲透流以及含有輕氣體的第三膜級滲余流。含有氫的第三膜級滲透流混合于第一膜級滲余流以及第二膜級滲透流，其中水經過冷凝而被大部分移除，以再循環進入費托反應器。
【專利說明】從生物氣生產烴類的費托過程
[0001]本發明涉及一種采用費托(Fischer-TiOpsch)過程生產烴類的過程。
【背景技術】
[0002]為后續化學合成提供氣態輸入物流的生物質氣化過程變得越來越重要。費托合成(Fischer-Tropsch synthesis)就是這樣的合成方法之一。所述費托合成被用來從含有氫和一氧化碳的輸入氣(合成氣)生產較高烴類例如乙烯、丙烯、液體燃料或蠟類。[0003]作為化學工業的輸入物料，諸如C5_2(l烴類的較高烴類以及諸如C2_4烴的較輕烴類的可達到的產率基本上取決于為了增加合成氣體中h2/co比率必要的CO2排放量、能量需求以及特定工藝階段可獲得的轉換率和選擇性。這些分別的技術要求對于能源和設備來說通常是昂貴的，并且會對生物質氣化的大規模實施過程帶來負面影響。
[0004]通過生物質氣化產生的合成氣體，除了氫和一氧化碳之外，還至少含有甲烷、二氧化碳和水。輸入流中一氧化碳與氫的比率的調整是依據工藝狀況通過甲烷重整、水煤氣變換反應和二氧化碳分離來進行的。此外，水分離是必要的(M.J.A.Tijmensen etal.，Biomass and Bioenergy23 (2002) 129-152)。這些反應過程在設備方面花費較高。氣體干燥和二氧化碳分離過程也是這樣。這些是通過物理或化學吸收過程來實現的。還有，這些過程的一種缺點是要使用分離助劑，其必須以高耗能的方式通過額外的工藝步驟進行處理。
[0005]未反應的氫被有利地送回反應器。為此，氫能夠通過變壓吸附(pressure swingadsorption)過程被分離出來。這兩個過程的缺點是在氣體進入分離單元之前必須進行冷卻。
[0006]所得的產物可以通過例如升高壓力下的低溫精餾被分離出來。再次，這些操作條件的調整對于設備和能量來說是昂貴的，尤其是如果諸如氫氣、甲烷或一氧化碳的輕氣體仍留存于產物氣體中有待分離出去。
[0007]任何留存的二氧化碳在進入低溫精餾之前都必須被去除。為此，目前的技術是采用具有化學或物理作用的洗滌劑的吸收方法。
[0008]CN101186550A描述了包括兩個費托反應器串聯操作的工藝過程。產物流在氣-液或者氣-液-液分離器中進行分離。這些分離器的包含輕氣體的產物流摻混于費-托反應器的輸入流。對于合成氣比例的調節未作描述。
[0009]CN101307245公開了一種用于費托合成的固定床反應器。對于未反應的輸入氣體的再循環也進行了討論。對于所采用的工藝過程沒有進行披露。
[0010]CN101434507A公開了一種由冷凝器和隨后用來分離費托產物的分離罐的級聯配置。就此，產出氣體被冷卻，結果是液相形式，并被分離出去。剩余的氣體在冷卻后被進一步冷卻，從而再次形成液相的分離。重復這樣的過程，直到只有氫和一氧化碳存留于氣體，其再被循環。所形成的液相被混合并送入脫甲烷柱。該過程涉及汽液相平衡的運用。
[0011]CN101559320A公開了一種工藝過程，其中從反應器中產生的氣體被冷卻并送入脫甲烷柱。在柱的底部排出的烴混合物被輸送作進一步處理。頂部產物被輸送到吸收階段，其中仍然含有的較高烴類在由較高烴類所組成的吸收液的幫助下被分離，并且被送回到脫甲烷柱的入口。從吸收柱頂部排出的氣體被釋放。膜分離過程未被采用。
[0012]CN101979468A公開了來自費托反應尚未反應氣體的再循環，與二氧化碳的混合以及隨后的催化重整。該氣體與合成氣一起被輸送到費托反應器。合成氣比例的調節是通過所述重整來實現的。
[0013]DE102010011076A1公開了一種工藝過程，其中的中沸產物級份是從費托反應器獲得。為此，高沸烴類先被移送到兩個前后連接的氣-液分離器并且經加熱的管線被返送到反應器。在第二分離器中，液相作為產物從過程中排出，并且由此在液-液分離器中水被除去。氣態產物流被再送入反應器。
[0014]US4, 049, 741公開了一種方法，其中費托產物的辛烷值通過進一步反應步驟而提高。氣體流被分離并返送到反應部位。
[0015]W003/072530A1提出了一種改進的處理過程和費托產物的部分再循環。被再循環的物流部分地經歷了化學轉化。
[0016]W001/42175A1公開了一種工藝過程，其中合成氣是從一氧化碳、氫和二氧化碳獲得并且被輸送到費-托反應器。來自反應器的產物氣體被分為待進一步處理的較高烴級份、水相和將要再循環到反應器進口的排氣流。排氣流被送到蒸汽再進行重整然后被摻混于反應器的輸入流。變壓吸附被提到用作分離氫的方法。逆水氣變換反應被提到用來進行二氧化碳含量的調節。
[0017]W02004/092306A1公開了一種工藝過程，其中未反應的輸入氣體也被再循環。氣體的分離是通過變壓吸 附進行的。
[0018]未反應的氫和一氧化碳通過變壓吸附的再循環也在FR2807027和FR2891277中提出。
[0019]W02005/005576A1公開了從費托合成過程形成的排出氣體中去除二氧化碳并且將所述排出氣體提供至能量回收。
[0020]有必要進一步改進通過費托合成過程從合成氣的較高烴類的生產，而所述合成氣可以例如通過生物質氣化或者從生物氣(biogas)中獲得，尤其從能源和設備的角度來看是這樣。
發明概要
[0021]本發明的目的是通過一種從生物質生產烴類的過程來實現的，其中來自生物質氣化的含有氫、一氧化碳以及其它氣體和/或蒸氣的輸入流起初被輸送到包括蒸汽選擇性和二氧化碳選擇性膜的第一膜級，并且通過該膜級存在于所述輸入流中的至少一些蒸汽和存在于所述輸入流中的至少一些二氧化碳從所述輸入流中被分離出來，從而形成含有蒸汽和二氧化碳的所述第一膜級的滲透流以及含有氫和一氧化碳的所述第一膜級的滲余流；所述第一膜級的滲余流被輸送到費托反應器，在其中產生包括氫、蒸汽、烴類以及任選的其它氣體和/或蒸氣的產物流；所述產物流自所述費托反應器被輸送到包括氫選擇性和蒸汽選擇性膜的第二膜級，并通過該膜級存在于所述費托反應器的所述產物流中的至少一些氫和蒸汽被分離出來，以形成含有氫和蒸汽的第二膜級的滲透流以及含有烴類的第二膜級的滲余流；所述第二膜級的滲透流被輸送到冷卻和凝結裝置以排出所述第二膜級的滲透流中所含的水，再加壓，并與所述第一膜級的滲余流混合，以便被送回到所述費托反應器，所述第二膜級的滲余流被輸送到第一分離器級，在其中所述第二膜級的滲余流被至少分離成氣相和液體級份以及任選的其它級份；所述第一分離器級的所述氣相被輸送到包括氫選擇性和蒸汽選擇性膜的第三膜級，并在其中存在于所述第一分離器級的所述氣相中的至少一些氫和蒸汽被從輕氣體分離出來，以形成含有氫和蒸汽的第三膜級的滲透流以及含有輕氣體的第三膜級的滲余流；含有氫和蒸汽的所述第三膜級的滲透流與部分地通過冷凝干燥的所述第二膜級的滲透流以及所述第一膜級的滲余流混合，用于再循環進入費托反應器。
[0022]通過使用包括二氧化碳選擇性和蒸汽選擇性膜的第一膜級，輸入氣體可以被調整到適用于費托反應器的最佳操作條件。諸如蒸汽和二氧化碳的干擾性氣體從輸入流中被至少部分地去除。用于費托反應的輸入氣體的條件優選地溫度為約10°C至約50°C，特別優選地為約20°C至約30°C。
[0023]費托反應之后未反應的氫和蒸汽在包括氫選擇性和蒸汽選擇性膜的第二膜級中至少部分地從產物流被分離。耐熱膜被優選地用作第二膜級的膜，其中，氫和蒸汽被分離出來而所在溫度優選為高達約250°C，溫度進一步優選為約75°C至約250°C，溫度特別優選為約 100°C至約 200°C。
[0024]包括氫選擇性和蒸汽選擇性的第三膜級被用來能夠從第一分離器級的氣體產物流中分離出氫。所述第三膜級優選地操作于環境溫度從約10°C至約50°C，例如約20°C至約30°C。所述氫被送回到費托反應器的入口。
[0025]由于本發明的膜和凝結階段的相互連接而已經實現初步分離，后續的低溫精餾在相當程度上就比較容易了。
[0026]根據本發明的 它【具體實施方式】，含有輕氣體的來自第三膜級的滲透流被輸送到第四膜級，以形成含有輕質氣體的滲余流以及富含C2+烴類的滲透流，含有輕氣體的所述第四膜級的滲余流優選地與輸入流混合以再循環到第一膜級。
[0027]根據本發明的其它【具體實施方式】，所述第四膜級的滲透流被輸送到第五膜級，從而形成所述第五膜級的含有二氧化碳的滲透流以及含有烴類的滲余流。
[0028]根據本發明的另一【具體實施方式】，其中所述第一分離器級的至少一個液體級份被輸送到第二分離器級以產生至少一個較重級份和較輕級份。所述較重級份優選為C5+，更優選為c7+，特別優選為Cltl+級份。所述較輕級份，取決于氣-液平衡，優選為c6_，更優選為c4_級份。第二分離器級的較重級份可被進一步分級以形成不同的燃料，例如汽油，航空汽油，柴油，航海柴油或蠟類。所述分離器級的較輕級份能夠與第四膜級的滲透流進行混合。
[0029]所述第一膜級的一種優選的膜包括聚(乙撐氧)對苯二酸酯(poly(ethyleneoxide) -terephthalate)嵌段共聚物膜和/或聚醚_聚酰胺(polyether-polyamide)嵌段共聚物膜。
[0030]所述第二膜級的一種優選的膜包括聚酰亞胺(polyimide)膜。
[0031]所述第三膜級的一種優選的膜包括聚酰亞胺(polyimide)膜。
[0032]所述第四膜級的一種優選的膜包括硅氧烷(siloxane)膜。
[0033]所述第五膜級的一種優選的膜包括聚酰亞胺(polyimide)膜。
[0034]發明詳沭
[0035]本發明以舉例的方式進行說明，參照所附的圖1至3，其以舉例的方式示意地描述了根據本發明的用以從生物氣生產烴類的費托過程。在附圖中:
[0036]Cl:表不壓縮機。
[0037]GPl:表示配置有二氧化碳選擇性和蒸汽選擇性膜的氣體滲透級。
[0038]GP2和GP3:表示配置有氫選擇性和蒸汽選擇性膜的氣體滲透級。
[0039]GP4:表示配置有對較高烴類具有高選擇性特征的膜的氣體滲透級。
[0040]GP5:表示配置有二氧化碳選擇性膜的氣體滲透級。
[0041]HXl至HX5:表示用于熱交換和冷卻的裝置。
[0042]Ml至M5:表不氣相混合器。
[0043]Rl:表不費托反應器。
[0044]S1:表不三相分離器。
[0045] S2:表示兩相分離器。
[0046]Vl:表不膨脹閥。
[0047]I至18:表示連通設備的質量流的編號。
[0048]如圖4所示，優選的摩爾通量、組成、壓力、溫度和物流的相態被列于表1。
[0049]圖1以舉例的方式描述了根據本發明的費托過程，用以從來自生物質氣化的合成氣或者其它的合成氣生產烴類。來自生物質氣化的合成氣被輸送到所述過程作為輸入流I。
[0050]來自生物質氣化的合成氣的典型組成的描述見之于K.-W.Jun et al., AppliedCatalysis A:General259(2004)221-226and M.J.A.Tijmensen et al., Biomass andBioenergy23 (2002) 129-152，其在此被全部納入作為參考。
[0051]為了實現在非均相催化的費托合成中向所需產物的高轉化率，n H2/(2n C0+3nCO2)的比率應盡可能地為大約1，其中n H2, η CO和n CO2是氫、一氧化碳和二氧化碳成分對于費托反應器Rl的輸入摩爾通量。然而，在典型的來自生物質氣化的合成氣中，該比率只有0.43。這主要是由于二氧化碳含量過高。
[0052]到目前為止，n H2/(2n C0+3n CO2)的期望比率的調節是通過水-氣變換反應進行，在該反應中氫和二氧化碳被轉化為蒸汽和一氧化碳，其中對費托過程有用的氫被部分地化學轉換而產生了妨礙費托反應的額外蒸汽。根據本發明，合成氣比率是通過在第一膜級GPl(氣體滲透級I)的二氧化碳定向排出進行調整的，在此配置有對于二氧化碳和蒸汽具有選擇性的膜并且輸入流被干燥以形成干燥的輸入流。
[0053]所述膜級GPl優選地配置有多層的復合膜，具有活性分離層，其特征為與合成氣中的其它成分相比對二氧化碳和蒸汽有較高滲透性以及對這兩者的良好選擇性。例如，對于這樣的多層復合膜，根據本發明可以采用的包括聚(乙撐氧)_對苯二酸酯(poly (ethylene oxide) -terephthalate)嵌段共聚物，例如聚(乙撐氧)_對苯二甲酸酯/ 聚(環氧丁燒)-對苯二甲酸酯(poly (ethylene oxide) -terephthalate/poly (butyleneoxide)-terephthalate)的嵌段共聚物的活性分離層。這樣的嵌段共聚物可以獲自于例如商品名 PoIyActivck。
[0054]或者，一種包括聚醚-聚酰胺(polyether-polyamide)嵌段共聚物作為活性分離層的膜可以用于第一膜級。這樣的聚醚-聚酰胺嵌段共聚物可以獲自于例如商品名PEBAXli0[0055]根據本發明可用于第一膜級的膜被描述于例如A.Car et al.Adv.Func.Mater.18 (2008)2815-2823, T.Brinkmann et al.Separation of C02from Biogas byGas Permeation, Proceedingsl3th Aachener Membrankol1quium, 27-280ctober2010，Aachen，其在此被全部納入作為參考。根據本發明，例如，可以使用一種多層膜，其包括聚酯、聚苯撐硫或聚丙烯的無紡材料以及例如聚丙烯腈或聚醚酰亞胺的多孔支撐結構。依次，在此可施加一個或多個致密聚合物層作為分離活性層，例如聚二甲基硅氧烷
(polydimethylsi1xane)的第一排水層，接著是上述的PoIyActivcκ.或PEBAX"層作為活性分離層，然后就是進一步的PDMS層作為保護層。
[0056]所述第一膜級GPl的膜優選地操作于溫度5°C至50°C，例如20°C至30°C，尤其是約25°C。為此，輸入流優選地通過熱交換器HXl和/或HX2被冷卻至所需溫度。采用熱交換器具有另外的優點，很大一部分的水含量能被去除。此外，由熱交換器產生的熱量可以用來加熱反應器的輸入流4以及提供過程中的熱量，例如用于生物質氣化，或產生加壓蒸汽用于蒸汽渦輪機中的能量回收。
[0057]在第一膜級GPl分離出的滲透氣體流3通常主要含有二氧化碳。然而，除此之外，還可能存在從能量來講的高品質氣體，比如甲烷和氫。這些可以用來例如通過燃氣發動機、燃氣渦輪或燃料電池產生電能。也可能用于產生生物質氣化所需的能量。
[0058]在第一膜級GPl產生的凈化的輸入流2 (滲余流)優選地在混合器Ml中與再循環氣體流混合，然后優選地在熱交換器HXl中通過熱交換被加熱，反應溫度優選地達到200°C至400°C，特別優選地達到約300°C，并且作為經干燥、加熱的輸入流4被輸送到費托反應器Rl0
[0059]在費托反應器Rl中，干燥的輸入流4被部分地轉換為較高烴類。適用于本發明的典型工藝條件、轉化率和產物分布被披露于K.-w.Jun et al., Applied CatalysisA:General259 (2004) 221-226，其在此被全部納入作為參考。
[0060]來自費托反應器Rl的產物流通過熱交換器HX3被優選地冷卻從大約反應溫度(優選地約200°C至400°C)降至溫度范圍約150°C至250°C，優選地約200°C。由此釋放的熱量可用于例如預熱來自生物質氣化的輸入流I。產物流5表示第二氣體滲透級GP2的輸入流。該級優選地配置有聚酰亞胺膜，例如Matrimid膜。由于是聚酰亞胺,Matrimid對于蒸汽和氫，相對于烴類和諸如氮、一氧化碳和甲烷的永久氣體來說，具有較高的選擇性。然而，在環境溫度下氫相對于二氧化碳的選擇性是低的。在較高溫度，其優選地被用于該膜級，這種選擇性是增加的。因此，第二氣體滲透級GP2的滲透流7主要含有氫和蒸汽。根據本發明的膜的實例被描述于 Shishatskiy et al.Prascnlalion EuroMembrane2004, Hamburg, 2004,其在此被全部納入作為參考。
[0061]作為聚酰亞胺的一種替代物，例如，另一種耐溫、玻璃狀的具有類似性能的聚合物可以被米用。
[0062]第二氣體滲透級GP2的滲透流7中所含的水優選地在熱交換器HX5中被冷凝并排出。富氫氣體8優選地在混 合器M2中與另外的富氫循環流混合，在壓縮機Cl中被再壓縮并且，作為流9，與在第一膜級GPl中經過干燥且其中二氧化碳被部分移除的初始的輸入流2混合，以便隨后在HXl中加熱后作為輸入流4被輸送到反應器Rl。[0063]第二氣體滲透級GP2的滲余流優選地在熱交換器HX4中被冷卻到溫度20°C至300C，例如約25°C。就如針對熱交換器HX3所述，在熱交換器HX4和HX5中所獲得的熱量可作為過程熱量加以利用。
[0064]第二氣體滲透級的滲余流6被輸送到第一分離器級SI，并被分離成為至少一種氣態產物流和至少一種液體產物流，優選地成為氣態產物流、有機液相和含水液相。含水液相可以作為由第一分離器級SI的廢水從過程中排出。第一分離器級SI的液體有機產物流優選地通過閥Vl發生膨脹，其中形成兩相流11，其優選地被輸送到第二分離器級S2并進行分離。來自第二分離器級S2的至少一種液體產物流16包含較高烴類，比如那些具有至少5個碳原子的，優選至少8個碳原子，特別優選至少10個碳原子。
[0065]來自分離器級S1的氣態產物流10被輸送到第三膜級GP3，其包括氫選擇性和蒸汽選擇性的膜，并且在其中至少一些頂部級份中存在的氫和蒸汽被從輕氣體中分離出來以形成第三膜級的主要含有氫的滲透流以及第三膜級的含有輕氣體的滲余流。該級優選地還配置有氫選擇性和蒸汽選擇性的聚酰亞胺膜，例如Matrimid膜。在優選的操作溫度約10°C至約30°C，例如約25°C，二氧化碳也通過Matrimid膜從第一分離器級SI的氣態產物流10中很好地分離。除了 Matrimid之外，其它具有類似性能的玻璃狀聚合物也可以被采用。
[0066]第三膜級GP3的含有氫和二氧化碳的滲透流13優選地在混合器M2中與第二膜級GP2的滲透流混合，并且以前述方式送回到反應器R1。任選地，仍含有的蒸汽與滲透流13一起在第三膜級GP3的產物氣體中被移除，結果是第三膜級GP3的經干燥的滲余流12可被輸送到進一步的氣體處理過程。
[0067]優選地，在第四膜級GP4，其配置有對于較高烴類具有選擇性的膜例如聚辛基甲基硅氧烷(polyoctylmethylsi1xane)復合膜，發生了第三膜級GP3的滲余流12的進一步分級。聚辛基甲基硅氧烷復合膜被描述于例如，Ohlrogge, K.，J.Wind,and T.Brinkmannj Membranes for the recovery of volatile organiccompounds in Comprehensive membrane science and engineering, E.Drioli andL Giornoj Editors.2010，Academic Press (Elsevier):Oxford,其在此被全部納入作為參考。所述分級可以進行調節，從而低溫/低壓氣體處理可以通過下述情形而簡便，例如，通過濃縮滲余流14中的輕氣體并且將它們輸送到能量回收裝置，例如氣渦輪。與從第一膜級GPl中移除的滲透流3混合是可能的。
[0068]也可以將第四膜級GP4的滲余流14與輸入流I再次混合，從而增加該過程的產率。本發明的一種這樣的優選【具體實施方式】示于圖2。
[0069]在第四膜級GP4中所采用的膜材料應當具有的特征在于對較高烴類，相較于諸如甲烷、一氧化碳、氮或氫的輕氣體，的高選擇性。硅氧烷聚合物特別優選地被使用于第四膜級。膜材料的實例包括聚辛基甲基硅氧烷(polyoctylmethylsiloxane)和聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)。第四膜級的滲余流優選地包含用于石化產業的高品質基本原料，例如丙烷和丙烯。
[0070]第四膜級GP4的滲透流優選地與第二分離器S2的也包含這些成分的氣態產物流在混合器M3中進行混合，從而成為過程中另外的產物流，其隨后被輸送到前述進一步的氣體處理。所述氣體處理的一種實施例被描述于例如G.Hochgesand, ErdgasAufbereitung, in Ullmanns Enzyklopadic der technischen Chemie.1975，VCH:Weinheim,其在此被全部納入作為參考。
[0071]然而，通過配置有諸如例如聚酰亞胺膜的二氧化碳選擇性膜的第五膜級GP5，有可能完全地或部分地去除流15中所含有的二氧化碳。這樣一種本發明的優選【具體實施方式】示意性地呈現于圖3。對于第五膜級GP5,可以優選地采用Matrimid或PolyActive膜或者其它的二氧化碳選擇性的玻璃類或者橡膠類聚合物膜。
[0072]該級的滲透氣體18可以相應地被再循環。過程中的廢水被收集在混合器M4中，并作為流17而排出。
【權利要求】
1.一種從生物質生產烴類的過程，其中來自生物質氣化或來自其它合成氣生產過程的含有氫、一氧化碳以及其它氣體和/或蒸氣的輸入流(I)起初被輸送到包括蒸汽選擇性和二氧化碳選擇性膜的第一膜級(GP1)，并且通過所述第一膜級存在于所述輸入流中的至少一些蒸汽以及存在于所述輸入流中的至少一些二氧化碳被從所述輸入流中分離出來，從而形成含有蒸汽和二氧化碳的所述第一膜級的滲透流(3)以及含有氫和一氧化碳的所述第一膜級的滲余流(2)，所述第一膜級的滲余流(2)被輸送到費托反應器(R1)，在其中產生包括氫、蒸汽、烴類以及任選的其它氣體和/或蒸氣的產物流(5)，所述產物流(5)自所述費托反應器(Rl)被輸送到包括氫選擇性和蒸汽選擇性膜的第二膜級(GP2)，并通過該膜級存在于所述費托反應器(Rl)的所述產物流(5)中的至少一些氫和蒸汽被分離出來，以形成含有氫和蒸汽的第二膜級(GP2)的滲透流(7)以及含有烴類的第二膜級(GP2)的滲余流(6)，所述第二膜級(GP2)的滲透流(7)與所述第一膜級(GPl)的滲余流(2)混合并被送回到所述費托反應器(R1)，所述第二膜級的滲余流(6)被輸送到第一分離器級(SI)，在其中所述第二膜級的滲余流(6)被至少分離成氣相(10)和液體級份以及任選的其它級份；所述第一分離器級(SI)的所述氣相(10)被輸送到包括氫選擇性和蒸汽選擇性膜的第三膜級(GP3)，并在其中存在于所述第一分離器級(SI)的所述氣相(10)中的至少一些氫被從輕氣體分離出來，以形成含有氫和蒸汽的第三膜級(GP3)的滲透流(13)以及含有輕氣體的第三膜級(GP3)的滲余流(12)，含有氫的所述第三膜級(GP3)的滲透流(13)與所述第一膜級(GPl)的滲余流(2)以及所述第二膜級(GP2)的滲透流(7)混合，用于再循環進入所述費托反應器(R1)。
2.根據權利要求1所述的過程，其中存在于所述輸入流(I)的至少一些所述蒸汽以及存在于所述輸入流的至少一些二氧化碳，在所述第一膜級(GPl)并于溫度約10°C至約50°C，被從所述輸入流中分離出來，從而形成含有蒸汽和二氧化碳的滲透流(3 )和含有氫和一氧化碳的滲余流(2)。
3.根據權利要求1或2所述的過程，其中存在于所述費托反應器(Rl)的所述產物流(5)中的至少一些氫和蒸汽，在所述第二膜級(GP2)并于溫度約75°C至約250°C，被分離出來，從而形成含有氫和蒸汽的滲透流(7 )以及含有烴類的滲余流(6 )。
4.根據上述權利要求中任一項所述的過程，其中存在于所述第一分離器級(SI)的所述氣相(10)中的至少一些氫，在所述第三膜級(GP3)并于溫度約10°C至約50°C，被從輕氣體分離出來，從而形成含有氫的滲透流(13)以及含有輕氣體的滲余流(12)。
5.根據上述權利要求中任一項所述的過程，其中含有輕氣體的來自所述第三膜級(GP3)的滲余流(12)被輸送到第四膜級(GP4)，以形成含有輕質氣體的滲余流(14)以及富含C2+烴類的滲透流。
6.根據權利要求6所述的過程，其中含有輕氣體的所述第四膜級(GP4)的滲余物(14)與所述輸入流(I)混合以再循環到所述第一膜級(GPl)。
7.根據上述權利要求中任一項所述的過程，其中所述第四膜級的滲透流被輸送到第五膜級(GP5)，從而形成含有二氧化碳的滲透流(18)以及所述第五膜級的含有烴類的滲余流。
8.根據上述權利要求中任一項所述的過程，其中所述第一分離器級(SI)的至少一個液體級份(11)被輸送到第二分離器級(S2)以分離成至少一個較重級份(16)和較輕級份。
9.根據權利要求8所述的過程，其中所述第二分離器級(S2)的所述較輕級份與所述第四膜級(GP4)的所述滲透流混合。
10.根據上述權利要求中任一項所述的過程，其中所述第一膜級(GPl)的膜包括聚(乙撐氧)對苯二酸酯嵌段共聚物膜和/或聚醚-聚酰胺嵌段共聚物膜。
11.根據上述權利要求中任一項所述的過程，其中所述第二膜級(GP2)的膜包括聚酰亞胺膜。
12.根據上述權利要求中任一項所述的過程，其中所述第三膜級(GP3)的膜包括聚酰亞胺膜。
13.根據上述權利要求5至11中任一項所述的過程，其中所述第四膜級(GP4)的膜包括硅氧烷膜。
14.根據上述權利要求7至13中任一項所述的過程，其中所述第五膜級(GP5)的膜包括聚酰亞胺膜。
15.根據上述權利要求中任一項所述的過程，其中所述第二膜級(GP2)的滲透流(7)中的水通過在熱交換器(HX5)中冷凝被大部分去除，所述滲透流在混合器(M2)中與另外的再循環流(13)混合，在 壓縮機(Cl)中被加壓，然后與所述第一膜級(GPl)的滲余流(2)混合。
【文檔編號】C10G2/00GK103897715SQ201310521633
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2012年11月2日
【發明者】托斯騰·布林克曼 申請人:亥姆霍茲中心蓋斯特哈赫特材料及海岸研究中心有限公司