[發(fā)明專利]顆粒分離催化化學(xué)反應(yīng)器和顆粒分離器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580070154.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107107013B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·里斯比雅格賈爾科夫;E·扎希羅維克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 托普索公司
• 主分類號(hào): B01J8/04
• 分類號(hào): B01J8/04;B01J8/02;B01J4/00;C10G49/00;C10G67/02
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛;常雨軒

本發(fā)明涉及包括顆粒分離器的催化反應(yīng)器，該顆粒分離器通過(guò)使流體流動(dòng)流進(jìn)行徑向向外和向上的S形曲線流動(dòng)路徑而從反應(yīng)器內(nèi)部上方的流體流動(dòng)流中提取顆粒，這使得能夠?qū)㈩w粒提取并沉降在具有低流動(dòng)性和湍流的收集段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有顆粒分離的催化化學(xué)反應(yīng)器。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有使用沉降原理(獨(dú)立于位于入口流體流中的顆粒)的顆粒分離器的反應(yīng)器。反應(yīng)器可以是向下流動(dòng)的催化反應(yīng)器，其包括垂直疊置的顆粒催化材料的填充床。這種類型的反應(yīng)器用于石油和化學(xué)加工業(yè)，以用于進(jìn)行各種催化反應(yīng)，如硫和氮轉(zhuǎn)化(HDS/HDN)、烯烴(HYD)和芳族化合物(加氫脫芳烴化-HDA)的氫化、金屬去除(加氫脫金屬-HDM)、氧轉(zhuǎn)化(加氫脫氧-HDO)和加氫裂化(HC)。或者，反應(yīng)器是徑向轉(zhuǎn)化器，其中板的元件必須固定到反應(yīng)器。該反應(yīng)器具有穿過(guò)催化材料的填充床的徑向流，并且其通常用于石油和化學(xué)加工工業(yè)中，以用于進(jìn)行諸如催化重整和氨合成的催化反應(yīng)。

背景技術(shù)

顆粒分離和分級(jí)是化學(xué)、制藥、礦產(chǎn)和食品工業(yè)中廣泛探索的需求。雖然可能需要工業(yè)過(guò)程中的顆粒分級(jí)來(lái)提高某些產(chǎn)品的質(zhì)量，但是可能需要顆粒分離來(lái)凈化流體流或避免對(duì)工藝設(shè)備產(chǎn)生的問(wèn)題。

有時(shí)顆粒有意存在于工藝流中。這是例如基于粉碎燃料的燃燒工藝或使用粉末技術(shù)生產(chǎn)藥物或特種化學(xué)品的情況。在其他情況下，顆粒的存在是無(wú)意的。例如一些煉油廠流、流化床的流出物、Fischer反應(yīng)器的產(chǎn)物流就是這種情況。顆?？梢跃哂懈鞣N來(lái)源：它們可以是原始原料和其它反應(yīng)物流的一部分，或者它們可以在工藝設(shè)備中例如作為侵蝕產(chǎn)物生成和收集。顆粒可以是固體或液體，可以具有有機(jī)性質(zhì)(如碳、焦炭、樹膠)，或無(wú)機(jī)性質(zhì)(如鹽、碎屑)，或作為鐵組分的腐蝕和侵蝕物，或催化劑顆粒的碎屑。它們可能是液體，像一些水霧，并且含有如細(xì)菌的活體雜質(zhì)。形狀和尺寸也可能有很大差異-從球體到薄片，從毫米到幾微米或更小。如果顆粒在下游工藝中是不希望的，通常通過(guò)過(guò)濾器或本領(lǐng)域已知的其它合適的顆粒分離技術(shù)，在敏感設(shè)備之前將這些顆粒的大部分除去。然而，在某些工藝中，隨著時(shí)間的推移，例如當(dāng)涉及侵蝕和腐蝕時(shí)，問(wèn)題可能會(huì)出現(xiàn)或變得更加嚴(yán)重。有時(shí)，實(shí)際上不可能在敏感設(shè)備之前安裝作為獨(dú)立單元操作的顆粒去除設(shè)備。

在石腦油加氫處理中可以看到顆粒產(chǎn)生的問(wèn)題的一個(gè)具體實(shí)例。加氫處理反應(yīng)器的進(jìn)料有時(shí)載有顆粒。當(dāng)將載有顆粒的進(jìn)料引入至加氫處理反應(yīng)器中時(shí)，顆粒傾向于在分級(jí)時(shí)或在催化劑上迅速結(jié)垢。因此，反應(yīng)器可能需要頻繁地剔除床的受影響層以容納反應(yīng)器中的壓降積聚。每5-6個(gè)月一次或甚至每2-3個(gè)月一次的剔除頻率并不少見(jiàn)。

影響石腦油加氫處理器的顆粒的表征很少能獲得。事實(shí)上，顆粒取決于石腦油原料或工藝相關(guān)問(wèn)題(銹、鹽、膠等)。顆粒的運(yùn)行中收集通常不可用。因此，顆粒表征依賴于事后分析，其受到由于顆粒聚集和氧化引起的大量不確定性的影響。

類似地，由FCC(流體催化裂化)催化劑的再生產(chǎn)生的工藝氣體通常負(fù)載有催化劑顆粒和催化劑碎屑。這種氣體可以被輸送到硫回收單元，最常見(jiàn)的是用于元素硫的回收的Claus裝置，或用于作為濃硫酸回收硫的WSA裝置。這些是催化固定床反應(yīng)器，如果暴露于負(fù)載有顆粒的原料，則其易于堵塞。通常存在于FCC再生器出口處的顆粒通常為2至20微米或更低的尺寸。

US2009177023公開(kāi)了一種用于固定床反應(yīng)器的過(guò)濾盤，其中氣體和液體同時(shí)向下流動(dòng)。

該設(shè)備可以使用包含過(guò)濾介質(zhì)的特定分配器托盤來(lái)捕集包含在液體進(jìn)料中的堵塞顆粒，該液體供應(yīng)以氣體和液體同時(shí)向下流動(dòng)模式運(yùn)行的反應(yīng)器。該設(shè)備特別適用于含有炔屬和二烯化合物的進(jìn)料的選擇性氫化。