Способ, установка и композиция для превращения природного газа в высокомолекулярные углеводороды посредством микроканальной технологии

Способ, установка и композиция для превращения природного газа в высокомолекулярные углеводороды посредством микроканальной технологии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и установке для превращения природного газа в один или более высокомолекулярных углеводородных продуктов с использованием микроканальной технологии.

Уровень техники

Паровой риформинг метана (ПРМ) используется для превращения природного газа в синтез-газ. Для превращения синтез-газа в высокомолекулярные углеводороды используются способы Фишера-Тропша. Для проведения ПРМ и реакций Фишера-Тропша используются микроканальные реакторы.

Раскрытие изобретения

Способы превращения природного газа в высокомолекулярные углеводороды, включающие комбинирование ПРМ и реакций Фишера-Тропша, связаны с рядом проблем. Указанные проблемы включают высокие уровни выбросов, необходимость потребления большого количества воды, образование значительного количества сточных вод и неэффективность процесса. Неэффективность процесса связана с необходимостью ограничивать количество углерода в конечном продукте Фишера-Тропша по сравнению с количеством углерода в питающем потоке природного газа. В настоящем изобретении предложены решения указанных проблем.

Один вариант осуществления настоящего изобретения относится к способу, который заключается в том, что: (А) питающий поток ПРМ поступает в микроканальный реактор ПРМ и контактирует с одним или более катализаторов ПРМ, при этом получают первый промежуточный продукт, питающий поток ПРМ содержит метан и пар, первый промежуточный продукт содержит СО и H₂, микроканальный реактор ПРМ включает множество рабочих микроканалов ПРМ и множество каналов горения, при этом рабочие микроканалы ПРМ содержат один или более катализаторов ПРМ, метан и пар, контактирующие с одним или более катализаторов ПРМ в рабочих микроканалах, часть водорода отделяют от первого промежуточного продукта, при этом получают второй промежуточный продукт, содержащий СО и H₂, каналы горения содержат один или более катализаторов горения, при этом отделенный водород смешивают с кислородом или с источником кислорода и получают смесь реакции горения, смесь реакции горения контактирует с одним или более катализаторов горения, при этом происходит реакция горения и образуется тепло и выхлопные продукты горения, тепло из каналов горения переносится в рабочие микроканалы ПРМ, и (Б) второй промежуточный продукт поступает в микроканальный реактор Фишера-Тропша и контактирует с одним или более катализаторов Фишера-Тропша, при этом получают продукт Фишера-Тропша, содержащий один или более высокомолекулярных углеводородов, микроканальный реактор Фишера-Тропша включает множество рабочих микроканалов Фишера-Тропша и множество теплообменных каналов, рабочие микроканалы Фишера-Тропша содержат один или более катализаторов Фишера-Тропша, второй промежуточный продукт контактирует с одним или более катализаторов Фишера-Тропша в рабочих микроканалах Фишера-Тропша, тепло из микроканалов Фишера-Тропша переносится в теплообменную жидкость в теплообменных каналах.

В упомянутом выше описании варианта осуществления способа по настоящему изобретении продукт Фишера-Тропша, образующийся на стадии (Б), включает, кроме того, газообразную смесь, содержащую СО и H₂, a второй микроканальный реактор Фишера-Тропша используют в комбинации с упомянутым выше микроканальным реактором Фишера-Тропша для дальнейшей обработки потока продукта. Указанную газообразную смесь отделяют от продукта Фишера-Тропша. Отделенную газообразную смесь называют третьим промежуточным продуктом. Указанный способ, кроме того, заключается в том, что: (В) третий промежуточный продукт поступает во второй микроканальный реактор Фишера-Тропша и контактирует с одним или более катализаторов второго узла Фишера-Тропша, при этом получают второй продукт Фишера-Тропша, содержащий один или более высокомолекулярных углеводородов, второй микроканальный реактор Фишера-Тропша включает множество рабочих микроканалов второго узла Фишера-Тропша и множество теплообменных каналов второго узла, рабочие микроканалы второго узла Фишера-Тропша содержат один или более катализаторов второго узла Фишера-Тропша, третий промежуточный продукт контактирует с одним или более катализаторов второго узла Фишера-Тропша в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша, при этом тепло из рабочих микроканалов второго узла Фишера-Тропша переносится в теплообменную жидкость в теплообменных каналах второго узла.

В одном варианте один или более и в другом варианте от одного до приблизительно десяти, и в еще одном варианте от одного до приблизительно семи, и в одном варианте от одного до приблизительно пяти, и в другом варианте от одного до приблизительно трех микроканальных реакторов Фишера-Тропша используют в комбинации с упомянутым выше микроканальным реактором Фишера-Тропша и вторым микроканальным реактором Фишера-Тропша для дальнейшей обработки потока продукта. Таким образом, например, второй продукт Фишера-Тропша, образующийся на стадии (В), включает, кроме того, газообразную смесь, содержащую СО и H₂. Указанную газообразную смесь отделяют от второго продукта Фишера-Тропша. Отделенную газообразную смесь называют четвертым промежуточным продуктом. Указанный способ, кроме того, заключается в том, что: (Г) четвертый промежуточный продукт поступает в третий микроканальный реактор Фишера-Тропша и контактирует с одним или более катализаторов третьего узла Фишера-Тропша, при этом получают третий продукт Фишера-Тропша, содержащий один или более высокомолекулярных углеводородов, при этом третий микроканальный реактор Фишера-Тропша включает множество рабочих микроканалов третьего узла Фишера-Тропша и множество теплообменных каналов третьего узла, рабочие микроканалы третьего узла Фишера-Тропша содержат один или более катализаторов третьего узла Фишера-Тропша, четвертый промежуточный продукт контактирует с одним или более катализаторов третьего узла Фишера-Тропша в рабочих микроканалах третьего узла Фишера-Тропша, тепло из микроканалов третьего узла Фишера-Тропша переносится в теплообменную жидкость в теплообменных каналах третьего узла.

В описанном выше варианте осуществления способа по настоящему изобретению третий продукт Фишера-Тропша, образующийся на стадии (Г), включает, кроме того, газообразную смесь, содержащую СО и H₂. Указанную газообразную смесь отделяют от третьего продукта Фишера-Тропша. Отделенную газообразную смесь называют пятым промежуточным продуктом. Указанный способ, кроме того, заключается в том, что: (Д) пятый промежуточный продукт поступает в четвертый микроканальный реактор Фишера-Тропша и контактирует с одним или более катализаторов четвертого узла Фишера-Тропша, при этом получают четвертый продукт Фишера-Тропша, содержащий один или более высокомолекулярных углеводородов, при этом четвертый микроканальный реактор Фишера-Тропша включает множество рабочих микроканалов четвертого узла Фишера-Тропша и множество теплообменных каналов четвертого узла, рабочие микроканалы четвертого узла Фишера-Тропша содержат один или более катализаторов четвертого узла Фишера-Тропша, пятый промежуточный продукт контактирует с одним или более катализаторов четвертого узла Фишера-Тропша в рабочих микроканалах четвертого узла Фишера-Тропша, тепло из рабочих микроканалов четвертого узла Фишера-Тропша переносится в теплообменную жидкость в теплообменных каналах четвертого узла.

В описанном выше варианте осуществления способа по настоящему изобретению четвертый продукт Фишера-Тропша, образующийся на стадии (Д), включает, кроме того, газообразную смесь, содержащую СО и H₂. Указанную газообразную смесь отделяют от четвертого продукта Фишера-Тропша. Отделенную газообразную смесь называют шестым промежуточным продуктом. Указанный способ, кроме того, заключается в том, что: (Е) шестой промежуточный продукт поступает в пятый микроканальный реактор Фишера-Тропша и контактирует с одним или более катализаторов пятого узла Фишера-Тропша, при этом получают пятый продукт Фишера-Тропша, содержащий один или более высокомолекулярных углеводородов, пятый микроканальный реактор Фишера-Тропша включает множество рабочих микроканалов пятого узла Фишера-Тропша и множество теплообменных каналов пятого узла, рабочие микроканалы пятого узла Фишера-Тропша содержат один или более катализаторов пятого узла Фишера-Тропша, шестой промежуточный продукт контактирует с одним или более катализаторов пятого узла Фишера-Тропша в рабочих микроканалах пятого узла Фишера-Тропша, тепло из рабочих микроканалов пятого узла Фишера-Тропша переносится в теплообменную жидкость в теплообменных каналах пятого узла.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению приблизительно от 5 об.% до приблизительно 50 об.% водорода в первом промежуточном продукте отделяют от первого промежуточного продукта. В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из любого природного газа, а остаточный газ образуется в микроканальном реакторе Фишера-Тропша и, по крайней мере, часть остаточного газа смешивают с питающим потоком природного газа. Часть остаточного газа можно использовать в качестве топлива.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, а в микроканальном реакторе Фишера-Тропша образуется отработанная вода и, по крайней мере, часть отработанной воды смешивают с питающим потоком природного газа.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, и в микроканальном реакторе Фишера-Тропша образуется отработанная вода, которую смешивают с питающим потоком природного газа, а остаточный газ образуется в микроканальном реакторе Фишера-Тропша, и, по крайней мере, часть остаточного газа смешивают с питающим потоком природного газа. Питающий поток природного газа, отработанную воду и остаточный газ смешивают в сатураторе, сатуратор расположен вверх по потоку от микроканального реактора ПРМ.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, а остаточный газ образуется во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша и, по крайней мере, часть остаточного газа смешивают с питающим потоком природного газа. Часть остаточного газа можно использовать в качестве топлива.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, а отработанная вода образуется во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша и, по крайней мере, часть отработанной воды смешивают с питающим потоком природного газа.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, и отработанную воду, образующуюся во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша, смешивают с питающим потоком природного газа, а остаточный газ образуется во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша, и, по крайней мере, часть остаточного газа смешивают с питающим потоком природного газа. Питающий поток природного газа, отработанную воду и остаточный газ смешивают в сатураторе, сатуратор расположен вверх по потоку от микроканального реактора ПРМ.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ содержит один или более высокомолекулярных углеводородов, способ включает, кроме того, подачу питающего потока ПРМ и пара в пре-риформинг-установку для превращения, по крайней мере, части высокомолекулярных углеводородов в составе питающего потока ПРМ в метан, при этом пре-риформинг-установка расположена вверх по потоку от микроканального реактора ПРМ.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ содержит один или более высокомолекулярных углеводородов, способ включает, кроме того, подачу питающего потока ПРМ и пара в пре-риформинг-установку для превращения, по крайней мере, части высокомолекулярных углеводородов в составе питающего потока ПРМ в метан, при этом пре-риформинг-установка встроена в микроканальный реактор ПРМ и нагревается за счет тепла из каналов горения.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ содержит один или более высокомолекулярных углеводородов, способ включает, кроме того, подачу питающего потока ПРМ и пара в рабочие микроканалы ПРМ при первой температуре в первой части рабочих микроканалов ПРМ для превращения, по крайней мере, части высокомолекулярных углеводородов в составе питающего потока ПРМ в метан, при этом полученный продукт содержит модифицированный питающий поток ПРМ, включающий метан, и подачу модифицированного питающего потока ПРМ во вторую часть рабочих микроканалов ПРМ при второй температуре для превращения модифицированного питающего потока ПРМ в первый промежуточный продукт.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению ступенчатые дополнительные каналы являются соседними с каналами горения, и кислород или источник кислорода поступает через ступенчатые дополнительные каналы в каналы горения.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению выхлопные продукты горения содержат пар и жидкость, пар отделяют от жидкости в парожидкостном сепараторе, жидкость включает воду.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, и остаточный газ образуется в микроканальном реакторе Фишера-Тропша, остаточный газ содержит H₂, CO, CO₂ и один или более углеводородов, остаточный газ проходит через сепаратор водорода, при этом получают обогащенный углеродом остаточный газ и обогащенный водородом остаточный газ, обогащенный углеродом остаточный газ смешивают с питающим потоком природного газа, а обогащенный водородом остаточный газ используют в качестве топлива.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению остаточный газ образуется в микроканальном реакторе Фишера-Тропша, остаточный газ содержит азот, остаточный газ проходит через сепаратор азота, где азот отделяют от остаточного газа.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, и остаточный газ образуется в микроканальном реакторе Фишера-Тропша, остаточный газ содержит H₂, N₂, СО, CO₂ и один или более углеводородов, остаточный газ проходит через сепаратор водорода, при этом получают обогащенный углеродом остаточный газ и обогащенный водородом остаточный газ, обогащенный углеродом остаточный газ содержит азот, обогащенный углеродом остаточный газ проходит через сепаратор азота, где азот отделяют от обогащенного углеродом остаточного газа, обогащенный углеродом остаточный газ смешивают с питающим потоком природного газа, обогащенный водородом остаточный газ используют в качестве топлива.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, и остаточный газ образуется во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша, остаточный газ содержит H₂, CO, CO₂ и один или более углеводородов, остаточный газ проходит через сепаратор водорода, при этом получают обогащенный углеродом остаточный газ и обогащенный водородом остаточный газ, обогащенный углеродом остаточный газ смешивают с питающим потоком природного газа, обогащенный водородом остаточный газ используют в качестве топлива.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению остаточный газ образуется во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша, остаточный газ содержит азот, остаточный газ проходит через сепаратор азота, где азот отделяют от остаточного газа.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, и остаточный газ образуется во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша, остаточный газ содержит Н₂, N₂, CO, CO₂ и один или более углеводородов, остаточный газ проходит через сепаратор водорода, при этом получают обогащенный углеродом остаточный газ и обогащенный водородом остаточный газ, обогащенный углеродом остаточный газ содержит азот, обогащенный углеродом остаточный газ проходит через сепаратор азота, где азот отделяют от обогащенного углеродом остаточного газа, обогащенный углеродом остаточный газ смешивают с питающим потоком природного газа, обогащенный водородом остаточный газ используют в качестве топлива.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению давление в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша отличается от давления в рабочих микроканалах Фишера-Тропша.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй промежуточный продукт сжимают перед стадией (Б).

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, и остаточный газ образуется в микроканальном реакторе Фишера-Тропша, и, по крайней мере, часть остаточного газа смешивают с питающим потоком природного газа, по крайней мере, часть остаточного газа сжимают перед смешиванием с питающим потоком природного газа.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению теплообменная жидкость в теплообменных каналах, по крайней мере, частично испаряется в теплообменных каналах.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению теплообменная жидкость в теплообменных каналах является водой, которая, по крайней мере, частично превращается в пар в теплообменных каналах.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению питающий поток ПРМ получают из питающего потока природного газа, и остаточный газ образуется во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша, по крайней мере, часть остаточного газа смешивают с питающим потоком природного газа, по крайней мере, часть остаточного газа сжимают перед смешиванием с питающим потоком природного газа.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению теплообменная жидкость в теплообменных каналах второго узла испаряется, по крайней мере, частично.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению теплообменная жидкость в теплообменных каналах второго узла является водой, которая, по крайней мере, частично превращается в пар в теплообменных каналах второго узла.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению для получения питающего потока ПРМ используют природный газ. Природный газ содержит метан. Природный газ, кроме того, содержит этан, пропан и/или бутан.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению молярное соотношение пар/метан в питающем потоке ПРМ находится в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 6.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению молярное соотношение Н₂/СО в первом промежуточном продукте находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 4.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению молярное соотношение H₂/CO во втором промежуточном продукте находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 4.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению молярное соотношение H₂/CO в третьем промежуточном продукте находится в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 5.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению конверсия СО в микроканальном реакторе Фишера-Тропша находится в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 99%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению селективность в отношении метана в продукте Фишера-Тропша составляет вплоть до приблизительно 25%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению конверсия СО во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша находится в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 90%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению селективность в отношении метана во втором продукте Фишера-Тропша составляет вплоть до приблизительно 15%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению продукт Фишера-Тропша содержит один или более углеводородов с температурой кипения в диапазоне от приблизительно 30°С до приблизительно 175°С при атмосферном давлении.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению продукт Фишера-Тропша содержит один или более углеводородов с температурой кипения более приблизительно 175°С при атмосферном давлении.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению продукт Фишера-Тропша содержит один или более алканов и/или один или более олефинов с длиной цепи от приблизительно 5 до приблизительно 100 атомов углерода.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению продукт Фишера-Тропша содержит один или более олефинов, один или более неразветвленных алканов, один или более изоалканов, или смесь двух или более указанных соединений.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению продукт Фишера-Тропша содержит олефины и алканы, соотношение олефины/алканы находится в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,8.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению продукт Фишера-Тропша, кроме того, обрабатывают в условиях гидрокрекинга, гидроизомеризации или депарафинизации.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению продукт Фишера-Тропша, кроме того, обрабатывают и получают смазочное масло с требуемой вязкостью или среднедистиллятное топливо.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению для образования питающего потока ПРМ используют природный газ, процентное содержание углерода в продукте Фишера-Тропша по сравнению с содержанием углерода в составе природного газа находится в диапазоне от приблизительно 50% до приблизительно 70%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй продукт Фишера-Тропша содержит один или более углеводородов с температурой кипения в диапазоне от 30°С до приблизительно 175°С при атмосферном давлении.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй продукт Фишера-Тропша содержит один или более углеводородов с температурой кипения приблизительно 175°С или более при атмосферном давлении.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй продукт Фишера-Тропша содержит один или более алканов и/или один или более олефинов с диной цепи от приблизительно 5 до приблизительно 100 атомов углерода.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй продукт Фишера-Тропша содержит один или более олефинов, один или более неразветвленных алканов, один или более изоалканов, или смесь двух или более указанных соединений.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй продукт Фишера-Тропша содержит олефины и алканы, молярное соотношение олефины/алканы находится в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,8.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй продукт Фишера-Тропша, кроме того, обрабатывают в условиях гидрокрекинга, гидроизомеризации или депарафинизации.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй продукт Фишера-Тропша, кроме того, обрабатывают и получают смазочное масло с требуемой вязкостью или среднедистиллятное топливо.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению для образования питающего потока ПРМ используют природный газ, общее процентное содержание углерода в первом и втором продуктах Фишера-Тропша по сравнению с содержанием углерода в природном газе составляет, по крайней мере, приблизительно 75%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению давление в микроканальном реакторе ПРМ находится в диапазоне от приблизительно 5 атм до приблизительно 25 атм.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению температура в микроканальном реакторе ПРМ находится в диапазоне от приблизительно 600°С до приблизительно 1000°С.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению время пребывания в микроканальном реакторе ПРМ составляет вплоть до приблизительно 100 мс.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению каждый рабочий микроканал ПРМ содержит, по крайней мере, одну теплообменную стенку, и тепловой поток обеспечивает теплообмен в микроканальном реакторе ПРМ в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 500 Вт/см² площади поверхности теплообменной стенки.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению каждый рабочий микроканал ПРМ включает первую часть, температура которой составляет величину в диапазоне от приблизительно 150°С до приблизительно 400°С, и вторую часть, расположенную вниз по потоку первой части, температура во второй части составляет величину в диапазоне от приблизительно 600°С до приблизительно 1000°С.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению в качестве катализатора ПРМ используют градиентный катализатор.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению показатель качества для микроканального реактора ПРМ составляет приблизительно менее 50%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению расход текучей среды в рабочих микроканалах ПРМ составляет, по крайней мере, приблизительно 0,01 м/с.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению скорость свободного потока текучей среды в рабочих микроканалах ПРМ составляет, по крайней мере, приблизительно 0,001 м/с.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению объемная скорость текучей среды в рабочих микроканалах ПРМ составляет, по крайней мере, приблизительно 1000 ч^-1.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению падение давления текучей среды в рабочих микроканалах ПРМ составляет вплоть до приблизительно 10 атм/м.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению конверсия метана в микроканальном реакторе ПРМ составляет от приблизительно 10% до приблизительно 100%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению число Рейнольдса для потока текучей среды в рабочих микроканалах ПРМ находится в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 4000.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению давление в микроканальном реакторе Фишера-Тропша находится в диапазоне от приблизительно 10 атм до приблизительно 50 атм.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению температура в микроканальном реакторе Фишера-Тропша находится в диапазоне от приблизительно 180°С до приблизительно 300°С.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению время пребывания в рабочих микроканалах Фишера-Тропша составляет вплоть до приблизительно 2000 мс.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению каждый рабочий микроканал Фишера-Тропша содержит, по крайней мере, одну теплообменную стенку, и тепловой поток обеспечивает теплообмен в микроканальном реакторе Фишера-Тропша в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 500 Вт/см² площади поверхности теплообменной стенки.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению температура у входного отверстия в рабочие микроканалы Фишера-Тропша отличается приблизительно на 80°С от температуры у выходного отверстия из рабочих микроканалов Фишера-Тропша.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению в качестве катализатора Фишера-Тропша используют градиентный катализатор.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению показатель качества для микроканального реактора Фишера-Тропша составляет приблизительно менее 50%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению расход текучей среды в рабочих микроканалах Фишера-Тропша составляет, по крайней мере, приблизительно 0,01 м/с.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению скорость свободного потока текучей среды в рабочих микроканалах Фишера-Тропша составляет, по крайней мере, приблизительно 0,001 м/с.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению объемная скорость текучей среды в рабочих микроканалах Фишера-Тропша составляет, по крайней мере, приблизительно 1000 ч^-1.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению падение давления текучей среды в рабочих микроканалах Фишера-Тропша составляет вплоть до приблизительно 10 атм/м.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению число Рейнольдса для потока текучей среды в рабочих микроканалах Фишера-Тропша находится в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 4000.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению давление во втором микроканальном реакторе Фишера-Тропша находится в диапазоне от приблизительно 10 атм до приблизительно 50 атм.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению температура в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша находится в диапазоне от приблизительно 180°С до приблизительно 300°С.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению время пребывания в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша составляет вплоть до приблизительно 2000 мс.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению каждый рабочий микроканал второго узла Фишера-Тропша содержит, по крайней мере, одну теплообменную стенку, и тепловой поток обеспечивает теплообмен в рабочем микроканале второго реактора Фишера-Тропша в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 500 Вт/см² площади поверхности теплообменной стенки.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению температура у входного отверстия в рабочие микроканалы второго узла Фишера-Тропша отличается приблизительно на 80°С от температуры у выходного отверстия из рабочих микроканалов второго узла Фишера-Тропша.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению в качестве катализатора второго узла Фишера-Тропша используют градиентный катализатор.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению показатель качества для второго микроканального реактора Фишера-Тропша составляет приблизительно менее 50%.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению расход текучей среды в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша составляет, по крайней мере, приблизительно 0,01 м/с.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению скорость свободного потока текучей среды в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша составляет, по крайней мере, приблизительно 0,001 м/с.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению объемная скорость текучей среды в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша составляет, по крайней мере, приблизительно 1000 ч^-1.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению падение давления текучей среды в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша составляет вплоть до приблизительно 10 атм/м.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению число Рейнольдса для потока текучей среды в рабочих микроканалах второго узла Фишера-Тропша находится в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 4000.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению один или более многопоточных теплообменников обеспечивают теплообмен между питающим потоком ПРМ и первым промежуточным продуктом, а также между водородом и кислородом или источником кислорода в смеси реакции горения и в выхлопных продуктах горения.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению микроканальный реактор ПРМ содержит множество рабочих микроканалов ПРМ и множество каналов горения, расположенных друг над другом или рядом друг с другом.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению ступенчатые дополнительные каналы являются соседними с каналами горения в микроканальном реакторе ПРМ, ступенчатые дополнительные каналы обеспечивают подачу кислорода или источника кислорода в каналы горения.

В резервуаре ПРМ расположено множество микроканальных реакторов ПРМ, а резервуар ПРМ снабжен коллектором для подачи питающего потока ПРМ в рабочие микроканалы ПРМ, коллектором для отвода первого промежуточного продукта из рабочих микроканалов ПРМ, коллектором для подачи потока водорода в каналы горения, коллектором для подачи кислорода или источника кислорода в ступенчатые дополнительные каналы и коллектором для отвода выхлопных продуктов горения из каналов горения. Каждый микроканальный реактор ПРМ включает от приблизительно 100 до приблизительно 50000 рабочих микроканалов ПРМ, а резервуар ПРМ содержит от 1 до приблизительно 1000 микроканальных реакторов ПРМ.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению микроканальный реактор Фишера-Тропша включает множество рабочих микроканалов Фишера-Тропша и множество теплообменных каналов, расположенные друг над другом или рядом друг с другом.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению множество микроканальных реакторов Фишера-Тропша расположены в резервуаре Фишера-Тропша, а резервуар Фишера-Тропша снабжен коллектором для подачи второго промежуточного продукта в рабочие микроканалы Фишера-Тропша, коллектором для отвода продукта Фишера-Тропша из рабочих микроканалов Фишера-Тропша, коллектором для подачи теплообменной жидкости в теплообменные каналы и коллектором для отвода теплообменной жидкости из теплообменных каналов. Каждый микроканальный реактор Фишера-Тропша содержит от приблизительно 100 до приблизительно 50000 рабочих микроканалов Фишера-Тропша, а резервуар Фишера-Тропша содержит от приблизительно 1 до приблизительно 1000 микроканальных реакторов Фишера-Тропша.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению второй микроканальный реактор Фишера-Тропша содержит множество рабочих микроканалов второго узла Фишера-Тропша и множество теплообменных каналов второго узла, расположенных друг над другом или рядом друг с другом.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению множество микроканальных реакторов второго узла Фишера-Тропша расположены во втором резервуаре Фишера-Тропша, а второй резервуар Фишера-Тропша снабжен коллектором для подачи третьего промежуточного продукта в рабочие микроканалы второго узла Фишера-Тропша, коллектором для отвода второго продукта Фишера-Тропша из рабочих микроканалов второго узла Фишера-Тропша, коллектором для подачи теплообменной жидкости в теплообменные каналы второго узла и коллектором для отвода теплообменной жидкости из теплообменных каналов второго узла. Каждый микроканальный реактор второго узла Фишера-Тропша включает от приблизительно 100 до приблизительно 50000 рабочих микроканалов второго узла Фишера-Тропша, а второй резервуар Фишера-Тропша содержит от приблизительно 1 до приблизительно 1000 микроканальных реакторов второго узла Фишера-Тропша.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению рабочие микроканалы ПРМ характеризуются внутренней шириной или высотой вплоть до приблизительно 10 мм.

В любом варианте осуществления способа по настоящему изобретению рабочие ми