淤浆法中细粒管理的方法和系统技术方案

提供一种用于控制三相淤浆泡罩塔反应器中细粒的量的方法和系统。该方法包括将一部分淤浆引入旋液分离器中，所述旋液分离器适于回收旋液分离器底流料流中超过９８重量％的粗粒催化剂和提供含催化剂细粒的溢流料流。使底流料流返回淤浆塔中，同时转移含细粒的溢流料流以清除或进一步处理。通过提供底流料流开口大于溢流料流开口的旋液分离器，将含高固体负载细粒的淤浆与粗粒固体分离，由此有效地控制淤浆塔中的细粒含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于管理或控制三相淤浆反应器中细粒的量的方法和系统。更特别地，本专利技术涉及用于控制三相烃合成淤浆泡罩塔反应器中所含催化剂细粒的量的改进方法和系统。
技术介绍
三相淤浆方法，特别地在泡罩塔中进行的那些广泛报告于科学文献中，因此是本领域技术人员已知的。这种三相淤浆法的实例为通过费-托法制备烃。通常，费-托法通过使合成气(氢气和一氧化碳)料流与固体催化剂的液体悬浮液接触而进行。气相通常具有1 1至3 1的氏/0)摩尔比。分散液体主要为线性烃反应产物。将气体通过气体分布器供入“泡罩塔反应器”底部，这产生促使催化剂颗粒悬浮在液体中的小气泡。当合成气上升通过塔时，它主要转化成在反应温度和压力条件下为液体的烃产物。形成的那些气态产物上升到反应器顶部，从那里将它们除去。由于需要保持反应器中的淤浆在恒定水平，将液体产物连续或间歇地从反应器中除去。然而，这样做时，重要的是将分散的催化剂颗粒与待除去的液体分离以保持反应器中恒定的催化剂存量。通常，分离在位于淤浆床中的过滤区进行。过滤区通常包含圆柱形过滤介质，液体产物通过所述过滤介质从外部进入内部，在那里将液体产物收集并从反应器中除去。在一些反应器设计中，在外部过滤区中过滤液体产物，并将分离的催化剂返回反应器中。与过滤器系统相关的问题之一是过滤器效率随时间降低，这需要补救措施如反洗涤过滤介质、除去和清洁过滤器元件或置换它。过滤器效率降低主要是由于液体产物中存在称为“细粒”的非常小的催化剂颗粒，其导致过滤器阻塞。反应器中催化剂细粒的存在是由于在反应器容器中存在的湍流流体动力学条件下随时间过去发生的催化剂磨耗。因此， 需要将淤浆反应器中的催化剂细粒浓度保持在避免操作问题如过滤阻力提高的水平下。美国专利6，096，789公开了一种在费-托淤浆法中不使用过滤器，而使用旋液分离器将液体产物与固体催化剂分离的方法。在所公开的方法中，将液体产物淤浆顺序地送入两个旋液分离器中，将在各个旋液分离器中回收的固体催化剂返回费-托反应器中。据所知，旋液分离器使用离心力原理基于密度、大小或形状分离固体颗粒和流体。 存在两类旋液分离器，轴向和切向。两类旋液分离器基于相同原理工作并类似地进行，它们之间的区别是将进料引入旋液分离器中的方式。切向旋液分离器具有圆形主室和用于将进料成切线地引入室中的入口。旋液分离器还包括称为涡淋(vortex finder)的管，其由上透入主室。在一些设计中，圆锥向下延伸并在称为顶点的开口处终止。在其它设计中，主室与在用于除去底流料流的开口中终止的直管部分连通。当将进料成切线地引入主室中时， 赋予进料漩涡运动，导致更密相作为底流料流向外和向下进行通过顶点或管开口，同时较小密相作为溢流料流向上移动通过涡淋。轴向旋液分离器具有圆形主室和用于通过赋予进料旋转运动的一系列叶片将进料轴向地引入室中的入口。这些旋液分离器还包括称为涡淋的管，其透入主室。与切向流旋液分离器一样，轴向流旋液分离器也可由主室在圆锥或直管部分中终止，所述圆锥或直管部分在称为顶点的开口处终止。当将进料引入主室中时，通过入口处的一系列叶片赋予进料涡流运动，导致更密相作为底流料流向外和向下进行通过顶点，同时较小密相移动进入主室中心处的涡淋并通过连接在涡淋上的导管除去。如上所述，美国专利6，096，789的方法使用两个旋液分离器将固体催化剂与液体产物分离。然后将分离的固体催化剂返回费-托反应器中。因此，没有尝试将淤浆反应器中的催化剂细粒浓度控制在避免操作问题如过滤阻力提高的水平下。相反，本专利技术以通过使用特殊设计的旋液分离器控制淤浆反应器中的催化剂细粒浓度为目的。尽管旋液分离器在结构上简单，但经验已显示出，当用于三相系统的处理中时，发生的涡流多相流充其量代表对具有任何合理置信度的数学模型的明显挑战。专利技术概述本专利技术提供一种用于控制三相淤浆泡罩塔反应器中细粒含量的方法和系统。所述方法包括将一部分淤浆引入旋液分离器中，所述旋液分离器适于除去在旋液分离器的底流中超过98重量％、优选约98. 5重量％或更多粗粒催化剂，并提供含催化剂细粒的溢流料流。包含粗粒催化剂的底流料流保留在反应器中的淤浆中，同时转移含细粒的溢流料流以清除或进一步处理。在本专利技术一个实施方案中，所用旋液分离器具有用于除去底流料流的开口，所述开口的面积大于涡淋开口的面积。本专利技术各个实施方案描述于以下详述中。附图简述附图说明图1为用于本专利技术三相淤浆法的细粒管理系统的示意图。图2、3和4为用于系统中的旋液分离器的示意图。图5为本专利技术细粒管理系统的另一实施方案的示意图。图6和7为显示具有不同几何的旋液分离器的负载20重量％固体的淤浆的分离效率的图。图8和9为显示具有不同几何的旋液分离器的负载50重量％固体的淤浆的分离效率的图。专利技术详述本专利技术适用于在三相淤浆反应器中进行的化学反应。这种化学反应的具体实例为费-托合成法，为了方便，特别参考费-托烃合成法描述本专利技术。适当地，用于费-托合成法的反应器为包含用于含悬浮于液相中的催化剂的垂直容器的泡罩塔反应器，合成气通过所述容器起泡。还适当地，反应器包括一个或多个气体脱离垂直降液管，其帮助淤浆循环通过反应器。通常，反应器还含有包含一种或多种多孔过滤介质的过滤系统，所述过滤介质容许液体产物通过以除去。当然，任选过滤器系统可位于反应器的外部。在任一情况下，一般将滤液送入另外的加工和提升。如前所述，合成气包含摩尔比为1 1至3 1、优选2.1 1的H2和CO。任何能在费-托反应中为活性的催化剂可用于本专利技术中。优选催化剂包含在合适无机载体材料上的有效量Co和Re、Ru、Fe、Ni、Th、&、Hf、U、Mg和La中一种或多种。在反应条件下为液体的那些线性烃反应产物包含在反应器中的淤浆液体。费-托反应在分别为约320-850° F、80_600psi 和 100-40，000V/hr/V 的温度、压力和气时空速下进行，气时空速表示为标准体积的合成气混合物(0°C，Iatm)/小时/体积催化剂。为了方便，通过参考图1所示切向旋液分离器描述方法和系统；然而，此处涉及的原理同样适用于轴向旋液分离器，因此，本专利技术不限于切向旋液分离器。如图1所示，细粒除去系统包含位于泡罩塔反应器容器10内的降液管9。降液管9包含具有气体脱离顶杯 12的段11。旋液分离器14在其切向顶开口处经由导管15与降液管11的气体脱离杯12 可操作地连通。如图1所示，旋液分离器14具有用于除去溢流料流的顶部导管16和用于除去底流料流的底部导管17。任选，旋液分离器14可位于反应器10内，但优选，如图1所示，它位于反应器10 的外部。还如图1所示，导管17与容器10可操作地连通。如果需要，可如所示提供阀19和20以从杯12将脱气淤浆计量加入通过旋液分离器14。在操作中，将例如含约0. 05重量％至约1. 00重量％催化剂细粒的负载细粒料流从气体脱离杯12中取出并供入旋液分离器14中。基本上，从杯12中取出的速率为降液管水力学的函数。在任何情况下，将富含细粒的溢流料流从旋液分离器中除去以进一步浓缩并分离，同时将富含大催化剂的底流料流返回反应器10中。大催化剂意指直径等于或为约10 μ m以上，例如约10-200 μ m,优选20-150 μ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于控制淤浆中催化剂细粒含量的三相淤浆泡罩塔反应器系统，其包括：包含具有在液体中的固体催化剂颗粒的淤浆的反应器，用于接收一部分淤浆以在其中分离成含催化剂细粒的溢流料流和含粗粒催化剂的底流料流的旋液分离器，所述旋液分离器适于回收超过９８重量％在旋液分离器中接收的底流料流中的粗粒催化剂并用于使粗粒催化剂返回淤浆中；和用于除去旋液分离器溢流料流的装置，由此控制淤浆中的催化剂细粒含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·索托，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US