[发明专利]用于分散流化床催化剂颗粒或使其表面重新暴露的方法

说明书

本发明涉及一种提高流化床催化剂性能的方法，所述催化剂由于其表面上的污染或其它物理或化学的变化而丧失了活性或流化品质。本发明特别涉及一种在使用中为从催化剂表面除去一层薄层露出新的催化剂而研磨催化剂表面的方法。另外，本发明还涉及一种用于分散(deagglomerating)催化剂颗粒的方法。

在流化床催化反应器中，被分离的催化剂的细颗粒与特殊的汽态反应介质相接触。催化剂颗粒由反应气态物的一股上升气流托起并被搅拌，因而使其在气态流中呈悬浮状态，并似类于一种沸腾的流体，故称之为“流化床”。

广为人知且为流化床反应器技术的早期应用之一的实例是为生产汽油和其它轻质烃而对石油所进行的催化裂化。其它用途包括残余物的焦化；焦化气化；把苯或丁烷催化氧化成马来酐；把丙烯氨氧化成丙烯腈；并把氯化氢氧化成氯。

本发明的发明点集中在用于流化床反应器中的催化剂上，对于已经用过且过期的情况而言，当催化剂的表面被污染或被反应所生成的副产品弄脏时，或当催化剂的表面经受了物理的或化学的变化而变成一种丧失催化性的结构时，某些流化床催化剂便丧失了活性。另外，由于在催化剂表面上产生污染或物理的、化学的变化，一些催化剂变成“粘附状态”，而一些小的流化床颗粒开始附聚成大颗粒。附聚后的颗粒使得催化表面积减少，由此影响了流化床催化剂的全部性能。此外，附聚颗粒阻止了自然循环和催化剂床的流化。

通常，解决上述问题的方法是更换流化床反应器中的所有或部分催化剂。就催化剂的价格而言，这是非常昂贵的。而且可能要以关掉流化床调整催化剂变化量进而降低产量为代价。

因此本发明的目的是提供一种方法来解决由于附聚作用，污染或在催化剂表面上的物理或化学变化所引起的问题，以延长催化剂的寿命。 

本发明公开了一种方法，该方法用以分散流化床催化剂并使流化床催化剂的表面重新暴露，所述表面由于其上的污染或物理、化学的变化而丧失了活性或流化品质。本方法是在工作流化床反应器的内部完成的，但也可随意地以连续或非连续的形式在反应器之外完成。

上述一种至少用于下述两种用途之一的方法，即用于分散流化床催化剂颗粒或使其表面重新暴露，所述表面在生产丙烯腈或马来酐的过程中已被污染或已经受了物理的或化学的变化，该方法包括使所述流化床催化剂颗粒在流化状态下与一种气体接触，所述气体的速度在200至1200英寸/秒之间，且该速度足以在催化剂颗粒之间引起多次碰撞，所述碰撞至少足以产生下述之一的效果，即分散流化床催化剂颗粒或研磨催化剂颗粒的表面以除去被污染的或已变化的表面。上述气体是空气或氮气；上述方法是在下述任一种容器中实施，即在该容器中装有一个使气流与流化催化剂接触的装置。

在优选实施例中，本方法包括，一个至少装有一个喷嘴的流化床反应器，气体从反应器的外部输入该喷嘴。喷嘴设在反应器之内，以使其浸入催化剂床并使从喷嘴排出的气体直接与催化剂接触。所述气体以足以使其能触及被流化的流化床催化剂颗粒的速度排出喷嘴，并引起催化剂颗粒之间的多次碰撞，催化剂颗粒多次碰撞的冲击研磨了催化剂的表面，从而除去在催化剂表面上的污染物或丧失催化的物质，最终暴露出新的催化剂。

附图是本发明实施例流化床反应器的简化剖视图。

一个流化床反应器是任一种反应容器，在该容器中可以产生气一固或液一固接触反应。在该容器中，被分离成细固体颗粒(即流化床催化剂)的床由工作气流或液流使其升起并分离。流化床反应器可以具有任何形状和大小。特别是该反应器的底部附近设有栅格，用以支承催化床并允许所需的反应物通过。以下的描述将侧重于本发明在气一固接触反应中的应用方面，但所述方法同样可用于液一固接触反应。

在气-固接触反应中，反应气态物位于反应器的顶部。由于气态物携带着催化剂颗粒，因此气态物流过分离器便使催化剂颗粒移动，这些颗粒通过浸入管返回催化床，所述分离器可以是任一种固体回收装置，如旋风分离器和过滤器。

流化床催化剂被细分成许多固体颗粒，而这种颗粒的大小、重量、形状及成份依据应用要求而变化。用肉眼看，流化床催化剂常似粉末。但用肉眼观察这种催化剂也可呈小珠粒状。典型的流化床颗粒的大小在10至200微米之间。

在使用一段时间之后，由于在催化剂表面上形成污染物或物理、化学的变化使流化床催化剂丧失了其功能。这种情况可能会引起催化活性降低或使催化剂变为“粘附状态”，在这种状态下，催化剂颗粒趋于附聚，因而降低了流化品质和/或降低了催化剂的活性。