LTFT催化剂细粒的去除制造技术

本发明专利技术提供了用于在LTFT反应器的下游从LTFT蜡中去除LTFT催化剂细粒和/或有机金属催化剂化合物的方法、阶段装置和设备。该方法包括至少一个具有以下步骤的阶段：形成跨越过滤器元件的压差；在过滤器的高压侧，沿着过滤器的表面和/或离开过滤器的表面形成高的机械剪切力和/或离心力，以使颗粒从过滤器的表面连续地去除；并且其中，所述压差被选择为足以迫使蜡的流穿过过滤器以引起过滤。

Removal of fine particles of LTFT catalyst

The present invention provides a method, stage device and equipment for removing LTFT catalyst fine-grained and / or organometallic catalyst compounds from LTFT wax in the downstream of the LTFT reactor. The method includes at least one stage with the following steps: forming a pressure difference across the filter element; at the high pressure side of the filter, a high mechanical shear force and / or centrifugal force are formed along the surface of the filter and / or the surface of the filter, so that the particles are continuously removed from the surface of the filter; and the pressure is described. The difference is chosen to force the flow of wax across the filter to cause filtration.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LTFT催化剂细粒的去除
本专利技术涉及清洗低温费托(Fischer-Tropsch)(LTFT)蜡的方法。
技术介绍
本专利技术人意识到在蜡已经从LTFT反应器中分离出来之后，分散在LTFT蜡中的细的催化剂颗粒的存在。反应器内的混合物通常包括烃(主要是长链烃蜡)、气体和悬浮固体催化剂颗粒的混合物。催化剂通常以特定尺寸范围加入到反应器中，但是由于磨损，反应器内部的催化剂颗粒尺寸的尺寸范围从原始尺寸变化到细粒。蜡通常通过内部过滤器与反应器混合物分离，该混合物包括催化剂。所需的过滤速率高，这需要过滤器的孔径必须大于一些催化剂细粒，这允许催化剂细粒通过过滤器。通常尺寸是从微米尺寸到亚微米尺寸的范围，并且包括有机金属催化剂化合物。这些细粒引起下游催化剂的堵塞和/或中毒。对于食品级蜡和美容蜡，高水平的金属细粒也是不可接受的。降低LTFT蜡中细粒水平的方法包括如US7,150,823中所述的催化过滤、如US8,022,108中所述的酸处理、如US2005/0004415中所述的离子交换处理、如WO2006/005085中所述的水热处理以去除包括一些金属氧化物的含氧化合物、如WO2006/053350中所述的在过滤之前生长颗粒、以及如EP2258812中所述的外部过滤步骤以将细粒捕集在过滤网中。降低LTFT蜡中细粒水平的上述方法存在某些缺陷。在US7,150,823中，催化过滤需要高达600°F的高温和失活催化剂的交换。如US8,022,108中所述的酸处理需要使用额外的含水工艺流并产生另外的废物流。如US2005/0004415中所述的离子交换处理需要离子交换介质的再生。如WO2006/005085中所述的用以去除包括一些金属氧化物的含氧化合物的水热处理以及如WO2006/053350中所述的在过滤之前生长颗粒引入了另外的化学试剂。如EP2258812中所述的用以将细粒捕集在过滤网中的外部过滤步骤的引入需要清洗堵塞的筛网过滤器。本专利技术的目的是提供一种有效的非化学方法，以从LTFT蜡中去除大部分催化剂细粒和有机金属催化剂化合物，至少至低于25wt-ppm的水平。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种用于在LTFT反应器的下游从LTFT蜡中去除LTFT催化剂细粒和/或有机金属催化剂化合物的方法，所述方法包括至少一个具有以下步骤的阶段：形成跨越过滤器元件的压差；在过滤器的高压侧，沿着所述过滤器的表面和/或离开所述过滤器的表面形成高的机械剪切力和/或离心力，以使颗粒从所述过滤器的表面连续地被去除；并且其中，所述压差被选择为足以迫使蜡的流穿过所述过滤器以引起过滤。除了湍流横向流和侧向剪切力之外，与过滤器流动方向相反的离心力和离心剪切力用于使较高密度的颗粒移动离开过滤器元件，同时通过适当的跨膜压力保持蜡在相反方向上的过滤器流动。跨膜压力通常在约1.5巴和6巴之间，优选为1.5巴至2巴。跨膜压力定义成过滤器容器蜡入口压力和清洗的蜡出口压力之间的差减去由旋转过滤器元件产生的离心压力。通常，通过使过滤器元件在蜡的混合物中旋转，可以形成所需的剪切力和/或离心力。过滤器元件可以具有比待去除的细的催化剂颗粒和有机金属催化剂化合物小的孔。对于每个阶段，蜡的混合物可以在压力下被送入过滤器容器中，所述过滤器容器具有延伸到所述容器中的一个或多个中空的过滤器元件，滤液通过过滤器元件移出容器。在优选的实施方式中，中空的过滤器元件可相对于大体上静止的蜡的混合物以高的每分钟转数(rpm)旋转。过滤器元件可以包括具有多孔的过滤器表面或多孔的过滤器壁的中空的圆柱体，并且还可以具有从圆柱体垂直延伸并与圆柱体轴向对齐的多个圆形盘。每个盘可以是中空的，中空部分从圆柱体的中空部分延伸。每个阶段或容器可以包括两个或更多个旋转的过滤器元件，所述过滤器元件被布置成使得相邻的过滤器元件的盘重叠。轴的旋转方向优选地在相同的方向上，使得过滤器元件的重叠区域相对于彼此在相反的方向上移动以最大化剪切力和湍流。在一个实施方式中，过滤器元件可以具有通过在陶瓷基底上的TiO2涂层形成的在大约20nm和40nm之间、通常地30nm的孔径。收集所有阶段的渗透物用于进一步处理。这些阶段可以被串行设置，其中，浓缩的蜡和催化剂的混合物或滞留物从一个阶段向下游流至另一个阶段且最终从最后一个阶段流至催化剂再生或处理单元。通过最小化特定的FT蜡所需的总过滤器面积及其流速来选择过滤器元件或阶段装置的数量和大小。过滤温度通常为约150℃，施加至过滤容器的压差为约2巴。本专利技术还涉及一种用于在LTFT反应器的下游从LTFT蜡中去除LTFT催化剂细粒和有机金属催化剂化合物的阶段单元，所述阶段单元包括：过滤器容器；过滤器元件；在使用中跨越过滤器元件的压差；用于在过滤器的高压侧沿着所述过滤器的表面和/或离开所述过滤器的表面形成高的机械剪切力和/或离心力以使颗粒从所述过滤器的表面连续地被去除的部件；并且其中，所述压差被选择为足以迫使蜡的流穿过所述过滤器以引起过滤。本专利技术还涉及在LTFT反应器的下游的FT蜡清洗设备，该设备包括至少一个如上所述的阶段单元。附图说明图1示出了包括根据本专利技术的阶段单元的蜡处理单元的可行布局。蜡处理单元还可以包括离心机、颗粒保护床以及其它工艺装置。图2示出了根据本专利技术的3-阶段单元。具体实施方式使用动态横向流单元(DynamicCrossFlowunit)的一个阶段装置，在实验室规模下进行实验测试运行。该单元的盘以1200RPM旋转。通过30nm孔径的膜，根据滞留物中的催化剂浓度，FT蜡的流速在0.5kg/h和4kg/h之间，产生15kg/m2·h至116kg/m2·h的通量范围。总的膜表面积为0.034m2。过滤温度为150℃，对过滤器容器施加2巴的压力，导致1.8巴的跨膜压力。测试FT蜡流含有600wt-ppm至750wt-ppm的催化剂。滞留物被浓缩至高达20质量％。保持滞留物浓度恒定在20质量％的渗透物再循环的测试被持续14天。在该测试期间，通量保持恒定在15kg/m2·h。使用RFA分析，在渗透物中检测不到固体颗粒或催化剂，从而在整个试验过程中保持100％的过滤效率，且不会观察到积垢和磨损。应当理解，实施例被提供用于进一步说明本专利技术，并且帮助本领域技术人员理解本专利技术，而不意味着被解释为过度地限制本专利技术的合理范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在LTFT反应器的下游从LTFT蜡中去除LTFT催化剂细粒和/或有机金属催化剂化合物的方法，所述方法包括至少一个具有以下步骤的阶段：形成跨越过滤器元件的压差；在所述过滤器的高压侧，沿着所述过滤器的表面和/或离开所述过滤器的表面形成高的机械剪切力和/或离心力，以使颗粒从所述过滤器的表面连续地被去除；并且其中，所述压差被选择为足以迫使所述蜡的流穿过所述过滤器以引起过滤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 ZA 2015/003851.一种用于在LTFT反应器的下游从LTFT蜡中去除LTFT催化剂细粒和/或有机金属催化剂化合物的方法，所述方法包括至少一个具有以下步骤的阶段：形成跨越过滤器元件的压差；在所述过滤器的高压侧，沿着所述过滤器的表面和/或离开所述过滤器的表面形成高的机械剪切力和/或离心力，以使颗粒从所述过滤器的表面连续地被去除；并且其中，所述压差被选择为足以迫使所述蜡的流穿过所述过滤器以引起过滤。2.根据权利要求1所述的方法，其中，跨膜压力在1.5巴和6巴之间。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述跨膜压力在1.5巴和2巴之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，通过使所述过滤器元件在所述蜡的混合物中旋转而形成所述剪切力和/或离心力。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述过滤器元件具有比待去除的细的催化剂颗粒小的孔。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，对于每个阶段，将所述蜡的混合物在压力下送入过滤器容器中，所述过滤器容器具有延伸到所述容器中的一个或多个中空的过滤器元件，滤液通过所述过滤器元件移出所述容器。7.根据权利要求6所述的方法，其中，每个中空的过滤器元件相对于大体上静止的蜡的混合物以高的每分钟转数旋转。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述过滤器元件包括中空的圆柱体，所述中空的圆柱体具有多孔的过滤器表面或多孔的过滤器壁。9.根据权利要求8所述的方法，其中，还包括从所述圆柱体垂直延伸并与所述圆柱体轴向对齐的多个圆形盘，每个盘是中空的，所述盘的中空部分从所述圆柱体的中空部分延...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·布鲁什科，曼弗雷德·拉佩尔，伊娃·阿隆索·穆斯莱拉，帕尔·索拉克尔，
申请(专利权)人：南非石油和天然气私人有限公司，乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：南非,ZA