[發明專利]淤漿法中細粒管理的方法和系統

無效

• 申請號: 200980156765.1
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN102316968A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: J·L·索托
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚研究工程公司
• 主分類號: B01J8/00
• 分類號: B01J8/00;C10G2/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 徐國棟;林柏楠

發明領域

本發明涉及一種用于管理或控制三相淤漿反應器中細粒的量的方法和系統。更特別地，本發明涉及用于控制三相烴合成淤漿泡罩塔反應器中所含催化劑細粒的量的改進方法和系統。

發明背景

三相淤漿方法，特別地在泡罩塔中進行的那些廣泛報告于科學文獻中，因此是本領域技術人員已知的。這種三相淤漿法的實例為通過費-托法制備烴。

通常，費-托法通過使合成氣(氫氣和一氧化碳)料流與固體催化劑的液體懸浮液接觸而進行。氣相通常具有1∶1至3∶1的H₂/CO摩爾比。分散液體主要為線性烴反應產物。將氣體通過氣體分布器供入“泡罩塔反應器”底部，這產生促使催化劑顆粒懸浮在液體中的小氣泡。當合成氣上升通過塔時，它主要轉化成在反應溫度和壓力條件下為液體的烴產物。形成的那些氣態產物上升到反應器頂部，從那里將它們除去。

由于需要保持反應器中的淤漿在恒定水平，將液體產物連續或間歇地從反應器中除去。然而，這樣做時，重要的是將分散的催化劑顆粒與待除去的液體分離以保持反應器中恒定的催化劑存量。通常，分離在位于淤漿床中的過濾區進行。過濾區通常包含圓柱形過濾介質，液體產物通過所述過濾介質從外部進入內部，在那里將液體產物收集并從反應器中除去。在一些反應器設計中，在外部過濾區中過濾液體產物，并將分離的催化劑返回反應器中。

與過濾器系統相關的問題之一是過濾器效率隨時間降低，這需要補救措施如反洗滌過濾介質、除去和清潔過濾器元件或置換它。過濾器效率降低主要是由于液體產物中存在稱為“細?！钡姆浅Ｐ〉拇呋瘎╊w粒，其導致過濾器阻塞。反應器中催化劑細粒的存在是由于在反應器容器中存在的湍流流體動力學條件下隨時間過去發生的催化劑磨耗。因此，需要將淤漿反應器中的催化劑細粒濃度保持在避免操作問題如過濾阻力提高的水平下。

美國專利6,096,789公開了一種在費-托淤漿法中不使用過濾器，而使用旋液分離器將液體產物與固體催化劑分離的方法。在所公開的方法中，將液體產物淤漿順序地送入兩個旋液分離器中，將在各個旋液分離器中回收的固體催化劑返回費-托反應器中。

據所知，旋液分離器使用離心力原理基于密度、大小或形狀分離固體顆粒和流體。存在兩類旋液分離器，軸向和切向。兩類旋液分離器基于相同原理工作并類似地進行，它們之間的區別是將進料引入旋液分離器中的方式。切向旋液分離器具有圓形主室和用于將進料成切線地引入室中的入口。旋液分離器還包括稱為渦淋(vortex?finder)的管，其由上透入主室。在一些設計中，圓錐向下延伸并在稱為頂點的開口處終止。在其它設計中，主室與在用于除去底流料流的開口中終止的直管部分連通。當將進料成切線地引入主室中時，賦予進料漩渦運動，導致更密相作為底流料流向外和向下進行通過頂點或管開口，同時較小密相作為溢流料流向上移動通過渦淋。軸向旋液分離器具有圓形主室和用于通過賦予進料旋轉運動的一系列葉片將進料軸向地引入室中的入口。這些旋液分離器還包括稱為渦淋的管，其透入主室。與切向流旋液分離器一樣，軸向流旋液分離器也可由主室在圓錐或直管部分中終止，所述圓錐或直管部分在稱為頂點的開口處終止。當將進料引入主室中時，通過入口處的一系列葉片賦予進料渦流運動，導致更密相作為底流料流向外和向下進行通過頂點，同時較小密相移動進入主室中心處的渦淋并通過連接在渦淋上的導管除去。

如上所述，美國專利6,096,789的方法使用兩個旋液分離器將固體催化劑與液體產物分離。然后將分離的固體催化劑返回費-托反應器中。因此，沒有嘗試將淤漿反應器中的催化劑細粒濃度控制在避免操作問題如過濾阻力提高的水平下。相反，本發明以通過使用特殊設計的旋液分離器控制淤漿反應器中的催化劑細粒濃度為目的。

盡管旋液分離器在結構上簡單，但經驗已顯示出，當用于三相系統的處理中時，發生的渦流多相流充其量代表對具有任何合理置信度的數學模型的明顯挑戰。

發明概述

本發明提供一種用于控制三相淤漿泡罩塔反應器中細粒含量的方法和系統。所述方法包括將一部分淤漿引入旋液分離器中，所述旋液分離器適于除去在旋液分離器的底流中超過98重量％、優選約98.5重量％或更多粗粒催化劑，并提供含催化劑細粒的溢流料流。包含粗粒催化劑的底流料流保留在反應器中的淤漿中，同時轉移含細粒的溢流料流以清除或進一步處理。

在本發明一個實施方案中，所用旋液分離器具有用于除去底流料流的開口，所述開口的面積大于渦淋開口的面積。

本發明各個實施方案描述于以下詳述中。

附圖簡述

圖1為用于本發明三相淤漿法的細粒管理系統的示意圖。