[发明专利]在气-固反应系统中使用气-固物流将固体与气体分离的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在使用气-固物流的反应系统内从固体催化剂颗粒中分离出气体的装置和方法。 

背景技术

提升管反应器提供适宜的反应系统用于实施气-固反应。可使气相反应物与固体催化剂接触，同时在提升管内部将该反应物转化为所需要的产物。一从提升管内排出，该转化产物就从固体中分离出来以回收该催化剂。 

其中只有一小部分固体催化剂在经过该系统的每个回路期间被再生的反应系统中，穿过竖管或者提升管反应器期间所产生的产物蒸汽可以与该催化剂在下次穿过该提升管反应器期间并存。使产物蒸汽第二次穿过提升管反应器可以导致过量反应，该过量反应反过来可以导致不合要求的产物以及可能降低反应体系的运行效率。 

这些问题在多个提升管反应器系统中进一步复杂化。为了保持对气-固反应的控制，固体催化剂在每个提升管内的平均状态必须是相同的。为了使此得以实现，应将大致等份的再生和未再生催化剂引入每一个多个提升管。 

美国专利US 4,364,905公开了单个提升管FCC反应系统，其用于改善携带产物的蒸汽与废催化剂的分离。当汽提气穿过带挡板的区域时，引导它经过废催化剂。然后将所有催化剂送到再生器。此外，国际公开No.WO-A2005/061418通常描述了在流化床反应系统中流化分子筛催化剂组合物的方法。特别地这个PCT出版物公开了反应系统，其中中心竖管进入区在中心竖管之前，它然后分裂以进料至双提升管反应器(图2)，和其中中心竖管进入区在双竖管之前，它每个进料至它们自身的单独提升管反应器(图3)。另外，美国专利5531884和美国专利申请2004/0101449A1两者通常涉及用于FCC催化剂的汽提器单元。 

需要一种系统和方法用于改进催化剂固体与气相转化产物的分离。该系统和方法应适用于具有多个提升管的反应系统。同时该系统和方法应该考虑到使进入多个提升管内的再生和未再生催化剂颗粒大致均匀分布。

发明内容

在一个实施方案中，本发明涉及离流动固体的方法，该方法包括： 

从气-固物流中分离出较高密度的物流，该较高密度的物流包含气-固物流中所含有的大部分固体； 

对于平均固体物流而言，在逆向流动的置换气体存在下，将来自较高密度物流的固体以至少过渡区固体通量引导穿过过渡区；和然后 

引导已置换的固体离开过渡区。 

在一个相关的实施方案中，固体包含催化剂颗粒，该催化剂颗粒包含分子筛，该分子筛上或其中带有烃和/或氧化烃(oxygenatedhydrocarbon)。任选地，在过渡区内从催化剂颗粒中以至少50％的置换效率置换出烃和/或氧化烃。任选地，催化剂颗粒包含分子筛，优选是SAPO分子筛、更优选SAPO18和SAPO34分子筛、以及还更优选SAPO34分子筛。 

在一个实施方案中，过渡区包含 

(a)固体进口， 

(b)具有面积A的固体出口，和 

(c)置换气体进口，置换气体进口所在位置距固体出口的垂直距离为D，其中D和A通过函数D＝KA^0.5关联，其中K为0.3-1.5、优选0.8-1.1。在一个相关的实施方案中，过渡区包含至少一个挡板层，以及其中置换气体进口或者是(i)接近于最接近固体出口的挡板层，或者是(ii)在固体出口与最接近固体出口的挡板层之间。 

在一个优选实施方案中， 

(i)催化剂颗粒经由过渡区的平均通量范围为至 488KgM2sec,]]>

(ii)催化剂颗粒在过渡区内的平均催化剂停留时间为5秒到10分钟，以及 

(iii)过渡区内催化剂颗粒的平均催化剂密度梯度为525kg/m³-m 或更小， 

(iv)过渡区内至少95wt.％的催化剂颗粒的平均粒度为125微米或更小，以过渡区内催化剂颗粒的总重量为基准；以及 

(v)D至少为250毫米以及A至少为2.7×10⁴平方毫米。