[发明专利]用于最小化催化剂粒子磨损的方法和设备

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种用于在将烷烃或烷基芳族脱氢催化剂粒子尤其为丙烷脱氢(PDH)催化剂粒子与夹带气体分离期间最小化夹带于催化剂回收构件中的夹带气体中的此等粒子磨损的方法和对应设备。

背景技术

通常必须将用于某些液固反应系统中的粒状催化剂(例如，烷烃或烷基芳族脱氢催化剂)与反应产物分离并回收于反应系统中，或在回收于反应系统中之前进行再生。在任一状况下，还必须将固体催化剂粒子与再生器系统排出物分离。分离固体催化剂粒子的最常见方法为通过将再生器床维持为靠近(0.914米/秒(m/s)(3英尺/秒(ft/s))的速度，并通过控制夹带而允许粒子脱离以减少到一或多个高速旋风分离器的催化剂数量，使得在冲击第一旋风分离器之后的气体流速可介于16.8米/秒(m/s)(55.1ft.s)到25.9m/s(85ft/s)的范围内。此高气体速度导致固体催化剂粒子在旋风器壁上具有高冲击速度，从而导致催化剂粒子磨损。熟知用于脱氢系统的鼓泡床再生器，其中脱氢催化剂和夹带气体以大约1米/秒的速度离开鼓泡床。

相比催化剂粒子块体，归因于贵金属组分例如Pt、Ga、Pd、Au、Ag在高温下发生电子迁移，已知脱氢催化剂在粒子外表面上含有较高铂浓度。因此，由于脱氢催化剂粒子发生磨损，因此可失去为细粒的最活跃催化剂组分，从而留下具有较低活性的剩余催化剂粒子。主要由于Pt组分脱氢催化剂倾向于为极昂贵的，所述Pt组分受催化剂粒子磨损影响最大。然而，液固反应系统催化剂粒子进一步包含其它昂贵组分，例如，氧化铝-二氧化硅载体。因此，最小化催化剂(尤其为PDH催化剂粒子)磨损将有益于此类液固反应系统的经济可行性，且尤其有益于PDH方法。

发明内容

本发明提供一种用于在将烷烃或烷基芳族脱氢催化剂粒子尤其为丙烷脱氢(PDH)催化剂粒子与夹带气体分离期间，通过在接触高速分离构件之前用低速气/固分离构件预处理混合催化剂粒子和夹带气流而最小化夹带于催化剂回收构件中的所述夹带气体中的此等粒子磨损的经改良方法和对应设备。

在一个实施例中，本发明提供一种用于在将催化剂粒子与夹带气体分离期间最小化夹带于催化剂回收构件中的此等粒子与所述夹带气体的混合流中的此等粒子磨损的经改良方法，所述方法包括使得所述混合流以16.8米/秒到25.9米/秒的气流速度接触高速分离构件并借此从所述混合流移除至少99.8％的所述催化剂粒子，其中所述改良包括：使具有流向轴线的所述混合流经受预处理步骤，所述预处理步骤先于使所述混合流以16.8米/秒到25.9米/秒的所述高气流速度与所述分离构件接触，所述预处理步骤以从7.6米/秒到15.2米/秒范围内的较低气流速度结合远离所述混合气流的方向改变发生，所述方向改变为距所述流向轴线至少90度，且所预处理步骤与速度和方向改变的组合使得从所述混合流移除大于80％的所述催化剂粒子，使得小于20％的所述催化剂粒子接触所述高速分离构件，所述经改良方法提供根据相关性所计算的总催化剂磨损率，其中r为磨损率(每小时磨损的催化剂质量/每小时冲击的催化剂质量)，K为催化剂特定之磨损率常数，u为所述冲击速度(米/秒)，且μ为比在并无所述预处理步骤情况下的所述总催化剂磨损率至少小15％的固气装载比率(催化剂质量比气体质量)。

在替代性实施例中，本发明进一步提供一种用于在将催化剂粒子与夹带气体分离期间最小化夹带于催化剂回收构件中的此等粒子与所述夹带气体的混合流中的此等粒子磨损的经改良设备，所述经改良设备包括经设计而以16.8米/秒到25.9米/秒的气流速度接收所述混合流，并借此从所述混合流移除至少99.8％的所述催化剂粒子的一或多个高速旋风分离器，其中所述改良包括：位于所述一或多个旋风分离器的汲料腿状物上方的混合流导流板，且其中所述混合流导流板能够改变所述速度和方向，从而借此从所述混合流移除来自催化剂粒子与夹带气体的所述混合流的大于80％的所述催化剂粒子，使得20％以下的所述催化剂粒子冲击所述高速分离构件，其中所述混合气流速度在接触所述混合流导流板之后为从7.6米/秒到15.2米/秒且混合气流方向在接触所述混合流导流板之后距接触所述混合流导流板之前的混合流轴线至少90度。

附图说明

出于说明本发明的目的，图式展示示范性形式；然而，应理解本发明不限于所展示的精确配置和工具。

图1为经改良设备的第一实施例的示意图；且

图2为经改良设备的第二实施例的示意图。

具体实施方式