本公开涉及使用二氧化硅粒子作为流化助剂的流化床法。所述方法包括使一种或多种反应物在包含流化床的反应器中反应以形成产物。所述流化床包含催化剂组合物，所述催化剂组合物包含催化剂和含有基于催化剂组合物的总重量计0.5重量％至30重量％的二氧化硅粒子的惰性添加剂组合物。所述二氧化硅粒子是在流化床中与催化剂混合的离散惰性粒子。与催化剂混合的离散惰性粒子。与催化剂混合的离散惰性粒子。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在流化床反应器中使用二氧化硅粒子的方法和系统
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2018年6月28日提交的美国临时申请No.62/691,225的权益和优先权，其出于各种目的全文经此引用并入本文。
[0003]本公开涉及流化床反应器。更具体地，本公开涉及采用包含二氧化硅粒子作为流化助剂的惰性添加剂组合物的流化床反应器。
技术介绍
[0004]用于使流化床反应器中的微粒催化剂流化的一些方法是众所周知的。在这些方法中，气态反应物料流接触流化床中的催化剂以将反应物转化成所需反应产物。通常，一些催化剂，例如其小粒子，被夹带在产物料流中并且必须在离开流化床后从产物料流中分离。这通常通过位于流化床下游的粒子分离系统实现以从产物料流中分离催化剂。遗憾地，在流化过程中，一部分催化剂转化成粉尘并随产物料流离开该系统。另外，即使采用粒子分离系统，一部分催化剂也会夹带并损失在产物料流中。
[0005]在一些方法中，流化床可能包括流化助剂，例如氧化铝以减少催化剂损失。流化助剂可在流化床中与催化剂混合并且气态反应物经过催化剂和流化助剂的床并将其流化。产物、副产物、未反应的反应物和夹带的催化剂和流化助剂的微粒离开流化床并通往粒子分离系统。粒子分离系统分离并回收大部分的微粒，同时气态产物料流从顶部通过以供进一步加工，例如提纯、利用或包装。但是，流化床反应器中所用的常规流化助剂比催化剂更致密、更坚硬并且形状更粗糙，这导致反应器的侵蚀提高。当侵蚀速率高时，反应器过早破坏的几率更高，以造成高的催化剂损失。<br/>[0006]例如，美国专利No.5,079,379公开了使用微粒惰性细粒(例如氧化铝粒子)减少流化床催化反应器中的固体损失和微粒催化剂损失。
[0007]在通常使用相对较小粒度的催化剂的氨氧化工艺中，问题特别明显。例如在美国专利Nos.3,164,626；3,335,169；3,446,834；3,668,147；和 4,018,712；和4,590,011中公开了这样的工艺；它们的教导经此引用并入本文。美国专利No.4,590,011公开了使用含有活性催化剂和惰性材料离散粒子的混合物的流化床将烃氨氧化成不饱和腈以改进腈收率和抑制副产物形成的方法。
[0008]尽管一些参考文献可能教导了在流化床工艺中使用惰性微粒，但仍然需要减少催化剂损失并改进产物收率而不促进反应器侵蚀的改进的流化床工艺。
[0009]本文中指定的参考文献经此引用并入本文。
[0010]概述
[0011]在一些实施方案中，本公开涉及一种方法，其包括：使一种或多种反应物在包含流化床的反应器中反应以形成产物；其中所述流化床包含催化剂组合物，所述催化剂组合物包含催化剂和含有基于催化剂组合物的总重量计0.5重量％至30重量％的二氧化硅粒子的
惰性添加剂组合物，其中所述二氧化硅粒子具有10微米至500微米的等效中值粒径。在一些方面中，所述催化剂包含锑、铀、铁、铋、钒、钼、镍、钾、钴、它们的氧化物或它们的盐的一种或多种。在一些方面中，所述催化剂具有1微米至125微米的等效中值直径。在一些方面中，所述二氧化硅粒子具有1.8g/cm3至 2.8g/cm3的真密度，并且其中二氧化硅粒子与催化剂的密度差小于75％。在一些方面中，所述二氧化硅粒子具有小于50m2/g的表面积，并且其中所述二氧化硅粒子具有500至720的通过ASTM E384(2018)测得的硬度。在一些方面中，所述二氧化硅粒子具有60％至99.9％的球度。在一些方面中，所述催化剂组合物进一步包含氧化铝粒子，其中氧化铝粒子与二氧化硅粒子的重量比小于1:1。在一些方面中，所述惰性添加剂组合物不含氧化铝。在一些方面中，与其它流化助剂相比，所述方法将催化剂消耗降低大于5％/千克制成产物。在一些方面中，与不用0.5重量％至30重量％二氧化硅粒子进行的类似方法相比，所述二氧化硅粒子将反应器的侵蚀降低大于10％。在一些方面中，所述方法表现出比不用0.5重量％至30重量％二氧化硅粒子进行的类似方法高0.2％以上的产物收率。在一些方面中，所述二氧化硅粒子具有2.1g/cm3至2.5g/cm3的真密度，其中所述二氧化硅粒子具有小于1m2/g的表面积，其中所述二氧化硅粒子具有500至720的通过ASTM E384(2018)测得的硬度，并且其中产物收率大于70％。在一些方面中，所述二氧化硅粒子具有20微米至100微米的等效中值粒径，其中所述二氧化硅粒子具有2.1g/cm3至2.5g/cm3的真密度，其中所述二氧化硅粒子具有大于67％的球度，其中所述二氧化硅粒子包含大于99重量％二氧化硅，其中产物收率大于70％。
[0012]在一些实施方案中，本公开涉及一种生产丙烯腈产物的方法，所述方法包括：使一种或多种反应物在包含流化床的反应器中反应以形成丙烯腈产物；其中所述流化床包含催化剂组合物，所述催化剂组合物包含催化剂和含有具有1.8g/cm3至2.8g/cm3的密度的二氧化硅粒子的惰性添加剂组合物，其中所述二氧化硅粒子具有60％至99.9％的球度。在一些方面中，二氧化硅粒子与催化剂的密度差小于75％，其中所述方法表现出比不用二氧化硅粒子进行的类似方法高0.2％以上的丙烯腈产物收率。在一些方面中，所述一种或多种反应物包含烯烃、氨和含氧气体。
[0013]在一些实施方案中，本公开涉及一种用于制备丙烯腈产物的反应器系统，其包含：包含催化剂组合物的流化床，所述催化剂组合物包含催化剂和含有基于催化剂组合物的总重量计0.5重量％至30重量％的二氧化硅粒子的惰性添加剂组合物；和用于使一种或多种反应物向上经过流化床以形成丙烯腈产物的一个或多个气体入口进料，其中二氧化硅粒子与催化剂粒子的密度差为0.5％至75％，其中与不用0.5重量％至30重量％二氧化硅粒子进行的类似方法相比，所述二氧化硅粒子将反应器的侵蚀降低大于 10％。在一些方面中，所述二氧化硅粒子具有1.8g/cm3至2.8g/cm3的真密度，其中所述二氧化硅粒子具有小于50m2/g的表面积，其中所述二氧化硅粒子具有500至720的通过ASTM E384(2018)测得的硬度，并且其中产物收率大于70％。在一些方面中，所述方法表现出比不用0.5重量％至30重量％二氧化硅粒子进行的类似方法高0.2％以上的丙烯腈产物收率。在一些方面中，所述反应器系统进一步包含：用于使所述一种或多种反应物向上经过流化床的一个或多个气体入口进料；和一个或多个旋风分离器以从向上流经所述反应器的流化床的气体中分离粒子，所述旋风分离器与离开流化床的向上流动的气体连通，其中所述一个或多个旋风分离器包含用于将分离的粒子送回流化床的粒子排放管。
[0014]附图简述
[0015]附图显示根据本公开的实施方案的包括旋风分离器的流化床反应器系统的示意图。
[0016]详述
[0017]引言
[0018]本公开涉及包含二氧化硅粒子作为流化助剂的惰性添加剂组合物在流化床反应器中的用途。该惰性添加剂组合物可在流化床中与催化剂混合以改进产物收率、减本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包括：使一种或多种反应物在包含流化床的反应器中反应以形成产物；其中所述流化床包含催化剂组合物，所述催化剂组合物包含催化剂和含有基于催化剂组合物的总重量计0.5重量％至30重量％的二氧化硅粒子的惰性添加剂组合物，其中所述二氧化硅粒子具有10微米至500微米的等效中值粒径。2.权利要求1的方法，其中所述催化剂包含锑、铀、铁、铋、钒、钼、镍、钾、钴、它们的氧化物或它们的盐的一种或多种。3.权利要求1或2任一项的方法，其中所述催化剂具有1微米至125微米的等效中值直径。4.权利要求1至3任一项的方法，其中所述二氧化硅粒子具有1.8g/cm3至2.8g/cm3的真密度，并且其中二氧化硅粒子与催化剂的密度差小于75％。5.权利要求1至4任一项的方法，其中所述二氧化硅粒子具有小于50m2/g的表面积，并且其中所述二氧化硅粒子具有500至720的通过ASTM E384(2018)测得的硬度。6.权利要求1至5任一项的方法，其中所述二氧化硅粒子具有60％至99.9％的球度。7.权利要求1至6任一项的方法，其中所述催化剂组合物进一步包含氧化铝粒子，其中氧化铝粒子与二氧化硅粒子的重量比小于1:1。8.权利要求1至6任一项的方法，其中所述惰性添加剂组合物不含氧化铝。9.权利要求1至8任一项的方法，其中与其它流化助剂相比，所述方法将催化剂消耗降低大于5％/千克制成产物。10.权利要求1至9任一项的方法，其中与不用0.5重量％至30重量％二氧化硅粒子进行的类似方法相比，所述二氧化硅粒子将反应器的侵蚀降低大于10％。11.权利要求1至10任一项的方法，其中所述方法表现出比不用0.5重量％至30重量％二氧化硅粒子进行的类似方法高0.2％以上的产物收率。12.权利要求1至11任一项的方法，其中所述二氧化硅粒子具有2.1g/cm3至2.5g/cm3的真密度，其中所述二氧化硅粒子具有小于1m2/g的表面积，其中所述二氧化硅粒子具有500至720的通过ASTM E384(2018)测得的硬度，并且其中产物收率大于70％。13.权利要求1至12任一项的方法，其中所述二氧化硅粒子具有20微米至100微米的等效中值粒径，其中所述二氧化硅粒子具有2.1g/cm3至...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：奥升德功能材料运营有限公司，
类型：发明
国别省市：
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