[发明专利]用于浆料反应器的产物过滤系统

说明书

本发明涉及用于浆料反应器的过滤器系统。更具体而言，本发明涉及用于在具有过滤器失效检测装置的三相浆料反应器中将固体催化剂颗粒和液体烃分离的过滤器系统。

三相浆料方法是本领域中已知的。这些方法是高度放热的催化反应。基本上，三相包括这样的液相，其中固体催化剂颗粒由通过液相鼓泡的气相分散在其中。典型的三相浆料方法是费-托烃合成方法，其中合成气(例如氢和一氧化碳的混合物)与分散在烃液体中的催化剂接触。所使用的催化剂经常是负载在催化剂载体上的第VIII族金属催化剂。大部分以这种方法处理的烃在反应条件下是液体，需要从浆料反应器中移出以进行进一步处理和升级之所希望的最终产物。

在实施三相浆料方法、例如费-托烃合成方法时，重要的是保证反应容器中的催化剂和液体的量基本恒定。因此，需要能够将催化剂和液体产物分离并将液体产物从反应器移出。

已经提出了多种从三相浆料反应器分离液体、特别是费-托反应产生的液体烃反应产物的过滤方案。其中一些涉及使用位于浆料反应器中的过滤器元件。这些的例子包括美国专利5599849，WO2005/084791和美国专利公开2001/0039298A1和2002/0128330A1。

其他方案涉及使用外部过滤器系统。这些的例子包括美国专利5770629和美国专利公开2003/0232894A1。

可以用于浆料反应器内或外的过滤系统的例子包括美国专利5811469和美国专利公开2004/0235966A1。

例如如上所述的过滤系统的一个问题是催化剂颗粒在过滤器上的累积，其导致过滤速度的下降。通常催化剂的累积通过过滤器元件的定期反冲洗(backflushing)除去。因此例如将一个用于定期反冲洗的冲击容器通过共用的导管连接到一个或多个过滤器元件的序列上。可以提供阀，例如如美国专利5599849所述，以将各个过滤器元件序列与公用导管隔离。这允许一次冲洗一个单独的过滤器元件序列。

以上文献没有解决的一个关键问题是需要针对位于反应器中的许多过滤器元件或管道连接的任何潜在机械失效保护下游设备。在大的反应器中，有数以千计的过滤器元件，使得实际上不能在长时间运转中保证完全的系统完整性。结果，过滤器系统中甚至小的泄漏也将导致产物质量严重降低和下游加工设备性能损失。为处理过滤器元件失效而提出的解决方案中的一个是在每一主过滤器元件中安装小过滤器筛网，如果元件失效，固体堵塞筛网，由此避免催化剂大量损失至下游管线和设备中。但是，这一方案不能针对反应器中的连接和管线失效提供保护。另外，筛网位于反冲洗的流径中，因此可能降低反冲洗操作的有效性。最后，筛网在操作过程中将无法被触及以进行维护。

由此，存在着对这样的用于浆料反应器的过滤系统的需求，该过滤系统改善多个过滤器的反冲洗的有效性，并且为下游设备提供针对浆料反应器内过滤器元件或管线潜在机械失效的失效检测和保护。

发明概述

本发明提供了用于三相浆料反应器的过滤器系统。该过滤器系统包括用于从反应器中的液体和固体中分离液体的多个过滤器元件的一个或多个束(bundle)。过滤器元件的每一个束可操作地通过一个或多个填充室(plenum)与流体收集导管连接。每一个束的流体收集导管与通向反应器外的输送导管连接从而从反应器移出分离的液体以输送到下游位置。每一输送导管可操作地与过滤器元件的反冲洗装置连接。每一输送导管还装有保护过滤器。保护过滤器作为失效检测装置和在任何过滤器元件失效时对下游设备的保护装置操作。

附图简述

图1是本发明的浆料反应器过滤系统的示意图。

图2是适合用于本发明的系统的过滤器束的示意图。

发明详述

本发明的过滤系统特别适合用于任何三相浆料反应器。但是，为了方便起见，本文仅具体关于费-托(F-T)三相浆料反应器烃合成(HCS)系统进行描述。

在F-T浆料HCS方法中，将包含H2和CO的合成气鼓泡进入在其中将其主要催化转化为液体烃的反应器浆料。H2和CO的摩尔比可以为约0.5至4，但是通常为约0.7至约2.5。反应器中的浆料液体包含在反应条件下为液体的HCS过程的烃产物。