[发明专利]气-固反应器中的产物回收

说明书

发明领域

本发明涉及在使用气-固流的反应系统中将气体与固体催化剂颗粒分离的设备和方法。 

发明背景

提升管反应器为进行气-固反应提供了适宜的反应系统。可以使气相反应物与固体催化剂接触，同时在该提升管内部将该反应物转化成所需产物。在离开该提升管后，将该转化产物与固体分离以回收催化剂。 

在其中仅一部分固体催化剂在通过反应系统的每次循环期间进行再生的系统中，在通过立管或提升管反应器一次期间产生的产物蒸气可能在下一次通过该提升管反应器期间与催化剂在一起。让该产物蒸气通过该提升管反应器第二次可能导致过度的反应，这可能导致不希望的产物并且可能降低反应系统的操作效率。 

上述问题在多提升管系统中被进一步增加。为了维持对气-固反应的控制，每个提升管中的固体催化剂的平均状态必须相同。为了达到这一点，必须将大致等量的再生和非再生催化剂引入多个提升管中的每一个中。 

美国专利4,364,905描述了用于改进夹带的产物蒸气与废催化剂的分离的单提升管FCC反应系统。当废催化剂穿过折流区域时，使汽提气流过该废催化剂。然后将所有催化剂送到再生器。 

需要的是改进气相转化产物与催化剂固体的分离的系统和方法。该系统和方法应该与具有多个提升管的反应系统相容。该系统和方法还应该允许再生和非再生催化剂颗粒大致均匀地分布到该多个提升管中。

发明概述

在一个实施方案中，提供了将固体从气-固流中分离的方法。通过在多个反应器中进行含氧化合物至烯烃的转化反应以产生多个产物气-固流。将该多个产物气-固流中的每一个分离成相应的较高密度流和较低密度流，每个较高密度流包含大部分包含在相应的产物气-固流中的固体。在过渡区中从每个较高密度流接收固体。优选地，过渡区可以包括折流板(baffle)的一个或多个层。可以让置换气体逆流流经所接收的固体，同时让该所接收的固体穿过该折流过渡区。优选地，置换气体从该过渡区内的一个或多个置换气体入口流出。在穿过过渡区之后，经由立管将该接收的固体送回该多个反应器，每个立管的输入位置通过分隔距离与该一个或多个置换气体入口分离。 

在另一个实施方案中，提供了进行含氧化合物至烯烃反应的设备。该设备包括多个含氧化合物至烯烃反应器。分离容器从每个含氧化合物至烯烃反应器接收产物气-固流。该分离容器包括多个分离装置、过渡区和一个或多个在该过渡区内的置换气体入口。优选地，该过渡区可以包括一个或多个折流板的层。多个立管输入位置通过分隔距离与该一个或多个置换气体入口分离。将进入该立管输入位置的催化剂送回到该多个含氧化合物至烯烃反应器。 

附图简述

图1示意性地示出了根据本发明一个实施方案的反应系统。 

图2A和2B示意性地示出了根据本发明一个实施方案的反应系统的一部分。 

图3示出了根据本发明一个实施方案的设备的预期的性能特征。 

图4示意性地示出了根据本发明一个实施方案的设备的另一部分。 

图5示出了根据本发明一个实施方案的设备的操作结果。 

图6示出了根据本发明一个实施方案的设备的操作结果。 

图7示出了根据本发明一个实施方案的设备的操作结果。

图8示出了根据本发明一个实施方案的设备的操作结果。 

发明详述

综述

在气-固反应例如含氧化合物至烯烃反应中，具有多个与单一气-固分离容器连接的提升管反应器的反应系统是合乎需要的。例如，具有4个提升管的单一反应系统允许处理能力提高大致四倍，而不需要设备占地面积具有相同的增加。然而，使用多个提升管产生了单一提升管反应系统中不存在的考虑因素。具体来说，穿过多提升管反应系统中的每个提升管循环的催化剂应该具有大致相同的催化活性。否则，为一个提升管提供优化性能的气-固流条件不会与其它提升管的优化性能对应。附加的考虑因素是排出夹带有固体催化剂的产物气体。使用常规的分离装置，从气-固流中分离的固体仍可以包括2-5％来自反应的所需气相产物。