[發(fā)明專利]使催化劑細(xì)粉末含量低的全體催化劑顆粒流態(tài)化

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580045472.8
• 申請(qǐng)日: 2005-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN101094905A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·H·小比奇;N·P·庫特;J·S·史密斯;M·P·尼科爾蒂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ?？松梨诨瘜W(xué)專利公司
• 主分類號(hào): C10G3/00
• 分類號(hào): C10G3/00;C10G11/18;B01J8/32
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 鄧毅

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于使催化劑顆粒流態(tài)化的方法，更具體地使催化劑細(xì)粉末含量低的全體催化劑顆粒流態(tài)化。

發(fā)明背景

輕質(zhì)烯烴(本文中定義為乙烯和丙烯)用作眾多化學(xué)品生產(chǎn)用的原料。傳統(tǒng)上通過石油裂化生產(chǎn)烯烴。由于石油資源的有限供應(yīng)和/或高成本，從石油資源生產(chǎn)烯烴的成本不斷地提高。

多種含氧化合物，諸如醇類，特別是甲醇、二甲醚和乙醇，是用于輕質(zhì)烯烴生產(chǎn)的可供選擇的原料。醇類可以通過發(fā)酵生產(chǎn)，或者由源于天然氣、石油液體、含碳材料(包括煤、回收塑料、城市廢棄物)或任何有機(jī)材料的合成氣來生產(chǎn)。由于來源廣泛，醇、醇衍生物以及其它含氧化合物有希望作為經(jīng)濟(jì)、非石油的烯烴生產(chǎn)用來源。

在含氧化合物至烯烴(OTO)反應(yīng)系統(tǒng)中，含有含氧化合物的原料中的含氧化合物，在有效使至少一部分的含氧化合物轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烯烴的條件下接觸分子篩催化劑組合物，在反應(yīng)流出物中從反應(yīng)系統(tǒng)得到該輕質(zhì)烯烴。由于原料在高的重時(shí)空速以及高溫和高壓條件下接觸分子篩催化劑組合物，一部分催化劑組合物會(huì)破碎，例如磨損(attrit)，以形成一種或多種較小的磨損催化劑顆粒。一些催化劑磨損顆粒尺寸非常小而且被稱為催化劑細(xì)粉末。由于其相對(duì)較高的表面積與質(zhì)量的比例，反應(yīng)系統(tǒng)中的一部分催化劑細(xì)粉末可能被反應(yīng)流出物夾帶并隨其離開反應(yīng)系統(tǒng)。相反地，由于其相對(duì)較低的表面積與質(zhì)量的比例，較大的顆粒傾向于選擇性地留在OTO反應(yīng)系統(tǒng)中。較大顆粒的選擇性滯留對(duì)于非常耐磨的顆粒而言格外成問題。

另外的催化劑顆粒、特別是催化劑細(xì)粉末，可能在與OTO反應(yīng)系統(tǒng)相連的再生器中損失。在常規(guī)的再生容器中，將結(jié)焦的催化劑從反應(yīng)器引導(dǎo)至催化劑再生器。在催化劑再生器中，用通常包含再生介質(zhì)的流化介質(zhì)，在有效通過與再生介質(zhì)燃燒從結(jié)焦的催化劑上除去焦炭并形成再生催化劑和氣態(tài)副產(chǎn)物的條件下，使催化劑流態(tài)化。使大部分來自再生器的再生催化劑回到反應(yīng)器中。使氣態(tài)副產(chǎn)物從催化劑再生器上部定位設(shè)置的排氣口排出。非所需的是，來自再生器的大量的被夾帶的催化劑、特別是催化劑細(xì)粉末隨氣態(tài)副產(chǎn)物從排氣口排出。

由大的催化劑顆粒在OTO反應(yīng)或再生系統(tǒng)中的堆積所造成的一種非所需的影響在于，在大顆粒富集的反應(yīng)或再生系統(tǒng)中，由于細(xì)微顆粒的損失，循環(huán)流化床或流化床運(yùn)行不良，特別是對(duì)于豎管內(nèi)的催化劑循環(huán)以及對(duì)于流化床內(nèi)的氣體分布而言。已經(jīng)提出了解決該問題的幾種方法。

例如一種常規(guī)技術(shù)包括非選擇性地除去反應(yīng)系統(tǒng)中全部催化劑顆粒的一小部分，從而為新鮮催化劑的添加騰出空間。然而，除去非所需大小的催化劑顆粒的該技術(shù)效率低，因?yàn)橄喈?dāng)大部分的所需大小的催化劑顆粒與該非所需大小的催化劑顆粒一起從反應(yīng)系統(tǒng)中除去。

Hettinger，Jr.等的US?5,746,321公開了磁力分離器、催化劑分級(jí)器和/或催化劑研磨器的組合，其磨去催化劑的外層，產(chǎn)生平均粒度更嚴(yán)格控制和較低金屬含量的更有活性的催化劑，以及使粒度分布變窄，提供改進(jìn)的流態(tài)化性能以及更好的活性和選擇性。當(dāng)處理高金屬含量原料時(shí)，該方法特別有用。

Friedman的US?2,573,559公開了用新鮮的流化催化劑替代在使用過程中活性已經(jīng)減小的流化催化劑床，兩種催化劑的平均粒度都是40-400目。新鮮催化劑的平均大小與部分用過的催化劑相差至少10目大小，優(yōu)選25目。在使得反應(yīng)溫度基本上沒有提高的條件下將新鮮催化劑引入反應(yīng)器中，同時(shí)在床頂部位置以下的部分將催化劑從反應(yīng)器中取出。使取出的催化劑按粒度分成送回反應(yīng)器的新鮮催化劑和進(jìn)行再生的減活催化劑。按照該’559專利，可以在20-48小時(shí)內(nèi)在正常的操作條件下完成催化劑的完全替換。

美國專利申請(qǐng)No.2005-0245781公開了用于在OTO反應(yīng)系統(tǒng)中保持所期望的粒度分布的方法。在一種實(shí)施方案中，該發(fā)明包括用較小活性的助催化劑顆粒代替損失的催化劑細(xì)粉末。通過向反應(yīng)系統(tǒng)中添加較小活性的助催化劑顆粒，可以維持所需的流化特性和流體動(dòng)力而不影響整體的性能和產(chǎn)物選擇性。

然而，仍然需要改進(jìn)全體催化劑顆粒的流化特性而不需要添加新的催化劑細(xì)粉末，所述全體催化劑顆粒是催化劑細(xì)粉末貧化的，例如具有高的粒度分布或中值粒徑。

發(fā)明概述