去除固体催化剂的方法和装置制造方法及图纸

通过引导来自气刀(1)的空气射流(4)穿过保护元件(2)的狭槽，从费

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】去除固体催化剂的方法和装置


[0001]本专利技术涉及一种从微通道反应器中去除用过的催化剂的方法。本专利技术特别但不是专门地涉及从费
‑
托反应器的工艺微通道中去除用过的费
‑
托催化剂的方法。

技术介绍

[0002]费
‑
托工艺广泛用于从一氧化碳和氢生产燃料，并且可以用下式表示：
[0003](2n+1)H2+nCO
→
C
n
H
2n+2
+nH2O
[0004]该反应是高度放热的，并且由费托催化剂(通常是钴基催化剂)在升高的温度(通常至少180℃，例如200℃或更高)和压力(例如，至少10bar)条件下催化。获得产物混合物，并且n通常包括1至约90的范围。期望最小化甲烷选择性，即，最小化产物混合物中甲烷(n＝1)的比例，并最大化对C5和更高级(n≥5)链烷烃的选择性，通常达到90％或更高的水平。还希望最大化一氧化碳的转化率。优选地，至少约70％w/w的产物混合物分布在n＝10和n＝30之间。
[0005]氢和一氧化碳原料通常是合成气。
[0006]在费
‑
托反应过程中，催化剂逐渐降解，从而降低其有效性并需要逐渐升高温度以维持可接受的一氧化碳转化率。这在Steynberg等人“Fischer
‑
Tropsch catalyst deactivation in commercial microchannel reactor operation”Catalysis Today 299(2018)第10
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13页中有描述。
[0007]在一段时间内，可以周期性地再生催化剂，这可以通过例如使催化剂经受脱蜡(de
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waxing)、氧化和还原工艺而原位进行。然而，在催化剂的生命周期中，存在着不可再生毒物(诸如硫)的累积和其他不可再生的失活机制(诸如烧结)导致催化剂变得不可用(unviable)的时刻。此时，催化剂必须从反应器中排出并用新鲜催化剂代替。
[0008]已知许多不同的反应器类型用于进行费
‑
托合成，包括固定床反应器、浆态鼓泡床反应器(SBCR)和微通道反应器(Rytter等人，“Deactivation and Regeneration of Commercial Type Fischer
‑
Tropsch Co
‑
Catalysts
‑
AMini
‑
Review”Catalysts 2015,5,pp 478
‑
499at pp 482
‑
483)。
[0009]微通道反应器在我们的WO2016201218中公开，其通过参考的方式并入本文，并且类似地在LeViness等人的“Velocys Fischer
‑
Tropsch Synthesis Technology
‑
New Advances on State
‑
of
‑
the
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Art”Top Catal 2014 57pp518
‑
525中公开。由于换热表面积与微通道(以及因此催化剂)体积的高比率，此类反应器具有特殊优势，即非常有效地去除热量。
[0010]然而，当需要排出催化剂时，微通道反应器具有特殊的挑战。对于可能已经经历了数千小时的设备操作并变成在微通道内劣化的用过的催化剂尤其如此。
[0011]本专利技术特别但非专门地涉及从微通道反应器中去除用过的催化剂。微通道反应器通常包括含有微通道结构的工艺层，例如以位于工艺层内的波形波纹的形式，其有效地将工艺层分成工艺通道(工艺微通道)的线性阵列。微通道结构通常比压力边界更薄(并且可
能是与其不同的材料)，并且在严苛的物理条件下更容易被损坏，诸如可能需要从微通道中排出用过的催化剂。
[0012]已发现难以从此类反应器的微通道中除去用过的催化剂，因为它们的横截面相对较小。如在我们的US2009252658中所述，通过机械方式(例如，锤击)或用蒸汽或高压热水去除用过的催化剂的尝试导致催化剂的回收率较差，通常为原始催化剂负载量的50％或更少。
[0013]从US2009252658还已知，通过将超声产生头放置为与微通道声波接触并向微通道施加超声能量来从费
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托反应器的微通道中去除用过的催化剂。然而，这种方法也有一些实际的缺点。特别是，已经发现现有的超声波设备和技术从微通道中去除用过的催化剂的速度太慢和/或不完全。

技术实现思路

[0014]本专利技术提供了一种从微通道反应器的工艺通道内的填充催化剂床中去除颗粒催化剂的方法，该方法包括气密地密封工艺通道的线性阵列的远端以在阵列中形成封阻的工艺通道，并且引导高速气流进入工艺通道的开放近端中，气流的速度足以将至少部分封阻的工艺通道中的压力升高到至少约5psig(表压34,473Pa)，和从而在催化剂床内和/或在催化剂床与封阻的工艺通道内邻近催化剂床的任何开放空间之间产生有效地将颗粒催化剂从催化剂床逐出的压力梯度。
[0015]在另一方面，本专利技术提供了一种从微通道反应器的工艺通道中去除颗粒催化剂的方法，该方法包括气密地密封工艺通道的线性阵列的远端以在阵列中形成封阻的工艺通道，并引导高速气流进入工艺通道的开放近端中，气流的速度足以将封阻的工艺通道中的至少部分的压力升高到至少约5psig(表压34,473Pa)，并且：
[0016]i.然后除去气流，使得压力从封阻的工艺通道的伴随释放有效地将颗粒催化剂从工艺通道中逐出；和/或
[0017]ii.在部分排出催化剂的通道中，通过气流的方式在未排出通道部分和排出通道部分之间产生有效地将颗粒催化剂从未排出通道部分逐出到排出通道部分中的压差。
[0018]提供用于将高速气流引导到工艺通道的开放近端中的装置可以方便地称为“气刀”，该术语不应被解释为以任何方式进行限制。
[0019]气刀可以被部署在工艺通道的任一端，并且可以从一端重新定位到另一端。工艺通道的“近端”是“气刀”被部署(且高速气流被引导进入其中的)的端部，而“远端”是通过气密密封被封阻的端部。在定义意义上，当“气刀”从工艺通道的一端重新部署到另一端时，这些端的位置反转。
[0020]最合适的是，步骤i)可最初在工艺通道完全或至少大部分未排出时部署；而步骤ii)随后适当地部署，并且颗粒催化剂以松散的形式逐入排出通道部分中，以便随后从工艺通道中去除。步骤ii)被认为在从部分地排出的工艺通道中逐出颗粒催化剂方面是有效的，因为将气流施加到通道中导致通道的未排出部分内的压力升高到高于(下游，基本上空的)排出通道部分的压力。该压差导致未排出通道部分中的填充催化剂以松散形式逐入到(下游，基本上空的)排出通道部分中，其随后可以容易地从该排出通道部分移除。
[002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】1.一种用于从微通道反应器的工艺通道内的填充催化剂床去除催化剂的方法，所述方法包括：气密地密封工艺通道的线性阵列的远端以在所述阵列中形成封阻的工艺通道，并引导高速气流进入所述工艺通道的开放近端中，所述气流的速度足以将所述封阻的工艺通道的至少部分内的压力升高到至少约5psig(表压34,473Pa)，且由此在所述催化剂床内和/或在所述催化剂床与所述封阻的工艺通道内邻近所述催化剂床的任何开放空间之间生成有效地将颗粒催化剂从所述催化剂床逐出的压力梯度。2.一种用于从微通道反应器的工艺通道中去除颗粒催化剂的方法，所述方法包括：气密地密封工艺通道的线性阵列的远端以在所述阵列中形成封阻的工艺通道，并且引导高速气流进入所述工艺通道的开放近端中，所述气流的速度足以将所述封阻的工艺通道的至少部分内的压力升高到至少约5psig(表压34,473Pa)，和i.然后移除所述气流，使得压力从所述封阻的工艺通道中伴随释放有效地将颗粒催化剂从所述工艺通道中逐出；和/或ii.在部分排出催化剂的通道中，通过所述气流在未排出通道部分和排出通道部分之间产生有效地将颗粒催化剂从所述未排出通道部分逐出到所述排出通道部分中的压差。3.根据权利要求1所述的方法，包括：i.移除所述气流，使得压力从所述封阻的工艺通道的伴随释放有效地将颗粒催化剂从所述工艺通道中逐出；和/或ii.在部分排出催化剂的通道中，通过所述气流在未排出通道部分和排出通道部分之间产生有效地将颗粒催化剂从所述未排出通道部分逐出到所述排出通道部分中的压差。4.根据权利要求2所述的方法，其中在步骤ii)中，所述颗粒催化剂以松散形式被逐出到所述排出通道部分中，用于随后从所述工艺通道中去除。5.根据权利要求2所述的方法，其中未排出工艺通道通过包括步骤i)的方式部分排出并且随后通过包括步骤ii)的方式进一步排出。6.根据权利要求5所述的方法，包括在步骤ii)中，将工艺通道阵列的与步骤i)中密封的端部相对的端部气密地密封，并引导所述高速气流在与步骤i)中相对的端部处...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨，
申请(专利权)人：维洛塞斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：