[发明专利]用于催化剂取样的方法和装置

说明书

本主题大体上涉及用于测量和测试的催化剂取样方法和装置。更具体地，本主题涉及催化剂取样方法，其中在反应器或再生区之间使用固体材料取样器以获知在烃转化工艺中的不同点的催化剂状态。

优先权声明

本申请要求2015年12月16日提交的美国申请第62/268,048号的优先权，其内容全文经此引用并入本文。

领域

本主题大体上涉及用于测量和测试的催化剂取样方法和装置。更具体地，本主题涉及催化剂取样方法，其中在反应器或再生区之间使用固体材料取样器以获知在烃转化工艺中的不同点的催化剂状态。

背景

在许多情况中，能够取样包含在储存容器中、反应器中或在连续工艺中的反应器之间的固体粒子非常有用。其一些实例是储存在谷仓内的谷物的取样、建筑工业中所用的水泥或其它集料的粒子的取样、制造或再生的固体催化剂粒子的取样或从使用中的反应器中提取催化剂样品。在如重整、脱氢、脱氢环二聚、加氢脱硫或烷烃异构化中典型的那样通过使烃原料与保持在转化条件下的催化剂床接触而催化转化烃的工艺中，通常需要测定催化剂的状况。其重要理由是更好地获知催化剂发生的失活的机制。这种评估的几个实例包括测定焦炭含量、金属沉积量、催化剂的多孔结构或表面特征的改变和测量催化剂的特定成分，如酸度或挥发性卤素的损失。

鲁棒性的催化剂活性和稳定性对防止由催化剂和/或设备的不可逆损伤造成的不合格产品和过早停机(这具有巨大的经济后果)至关重要。连续取样和监测催化剂的能力有助于早期识别问题、排除故障和最后主动采取恢复和保持催化剂活性和稳定性和保护设备所必需的处理。

概述

烃，特别是石油作为混合物从地下采出。这种混合物通过在反应器和分离设备中的料流分离和加工转化成有用产品。烃料流转化成有用产品通常经由在反应器中的催化工艺。该催化剂可以是固体或液体，并可包含催化材料。在双功能催化中，合并酸如沸石和金属如过渡族和主族中的那些的催化材料以形成促进该转化工艺如本申请中描述的工艺的复合材料。在烃的加工过程中，催化剂随时间经过失活。失活的一个实例是在催化剂上产生和积聚焦炭。焦炭的积聚覆盖或堵塞通往催化剂上的催化位点的通路。通常通过除焦进行催化剂的再生，其中在高温下用含氧气体燃烧焦炭。能在该工艺中的不同点取样催化剂以确定和优化再生方法和/或确定再生是否成功是至关重要的优点。在反应器和再生区之间取样催化剂通过确保稳健的催化剂活性和稳定性而改进该工艺。

本发明的第一实施方案是一种取样固体粒子的方法，其包含将固体粒子供入第一管；取出所述固体粒子的样品由此产生剩余固体粒子；将包含气体的第一气体料流传送到第一管；将所述剩余固体粒子从第一管传送到第二管；和将包含气体的第二气体料流传送到第二管，由此将所述剩余固体粒子向上推过第二管到反应器段。本发明的一个实施方案是直到这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第一管包括垂直上部和弯曲下部，其中所述弯曲下部耦合到第二管。本发明的一个实施方案是直到这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第二管包含垂直下部和垂直上部。本发明的一个实施方案是直到这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第一气体料流包含H₂、N₂或具有一些残留烃如甲烷的低纯度H₂或其混合物。本发明的一个实施方案是直到这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第二气体料流包含H₂、N₂或具有一些残留烃如甲烷的低纯度H₂或其混合物。本发明的一个实施方案是直到这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中所述反应器段包含一系列反应器和再生段，其中所述再生段可由不同区域构成。