专利名称：改进的骤冷塔催化剂的回收的制作方法
技术领域：
本发明涉及甲醇制烯烃的转化。本发明尤其涉及用于甲醇至烯烃转化过程的催化剂的回收。
背景技术：
石油原料裂化成烯烃是生产烯烃的常规方法。石油原料的裂化通过催化裂化、蒸汽裂化或这两种方法的某种组合来完成。生成的烯烃通常为轻质烯烃，如乙烯和丙烯。乙烯和丙烯的轻质烯烃产品具有很大市场。当来自原油的石油原料面临价格上涨时有利地是提供乙烯和丙烯的其它来源。同样众所周知烯烃可由含氧物制得。最常见的含氧物转化为烯烃是由甲醇生产轻质烯烃，其中甲醇可由其它来源(包括生物质，和天然气)产生。将含氧物转化为烯烃的方法是一种利用含氧物，如甲醇，并将其转化为更高价值产品如制塑料的单体，如乙烯和丙烯的重要方法。将含氧物转化为烯烃的过程是催化过程， 催化剂通常为分子筛催化剂。ZSM型分子筛是该催化过程中常用的分子筛，但更特别地是， 现已发现硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛在该反应中作用良好。SAPO的合成是通过将硅源、铝源和磷源与有机模板剂混合形成混合物，然后在反应条件下晶化分子筛。很多因素会影响分子筛的形成，包括不同组分的相对量，混合顺序， 反应条件例如温度和压力以及有机模板剂的选择。然而，MTO催化剂价格高且易于腐蚀。腐蚀产生的催化剂微粉携带在MTO反应器流出物料流中。催化剂微粉会对下游设备带来问题。发明概述本发明改善了从反应器流出物料流中取出固体催化剂微粉。当携带微粉通过下游设备时当前的维护和运行问题会引发明显损失。本发明是一种用于骤冷来自使用催化剂的烃反应器的流出物料流的方法。将流出物料流通至骤冷塔。循环水料流传输至骤冷塔并阶式向下(cascades down)通过塔与流出物料流接触。将第二水料流传输至骤冷塔并产生水液滴喷雾用于与流出物料流接触。将喷雾引向流出物料流流动的蒸气通道。流出物料流与阶式通过塔的第一水料流接触，并且与第二喷雾液滴料流接触，从而得到固体颗粒含量减少的骤冷的流出物料流，以及水和固体出口料流。在一个实施方式中，反应器流出物料流是来自甲醇制烯烃反应器的流出物料流。 骤冷塔包括圆盘状塔板和圆环形塔板，在所述塔板处第一水料流形成当流出物料流流经骤冷塔时使流出物料流穿过的水帘。改善固体催化剂颗粒的接触和湿润性的一方面是在循环水料流中加入表面活性剂。由以下详述及附图，本发明的其它目的、优势及应用对本领域技术人员将是显而易见的。CN 102527171 A
附图简述
图1是骤冷塔的现有设计；图2是具有逆向流的骤冷塔的改进设计；及图3是具有同向流的骤冷塔的改进设计。发明详述许多烃工艺包括冷却和/或骤冷产品流出物料流。其可包括在料流传输至后续反应单元前对中间工艺料流的骤冷。其中处理流出物料流中骤冷是一个因素的领域是甲醇制烯烃(MTO)的转化过程。MTO过程包括甲醇原料流在反应器中与催化剂接触，从而生成流出物料流。MTO反应器流出物包含催化剂微粉，现有的方法含有骤冷塔，如图1所示。该方法包括将含有反应器蒸气的流出物料流10传输至骤冷塔20，其中蒸气向上流过塔20并通过蒸气出口 22。水性骤冷料流M流入塔20中并向下经过一系列圆盘状塔板沈和圆环形塔板观。骤冷料流是为了在塔20底部捕获催化剂微粉。收集具有微粉的骤冷料流30，过滤并泵送绕返回至骤冷料流入口对。然而，现已发现微粉催化剂颗粒目前从塔的顶部通过。 过滤器和管道已显示出硬的混凝土状材料，该材料认为是催化剂微粉。这些微粉淤塞一直到产品压缩机的下游设备。此外，现已发现催化剂微粉仍具有一些活性并可回收至它们所来源的反应器中。这可延长反应器的周期。本发明是一种改进的骤冷塔方法和设计以进一步从反应器流出物蒸气料流中取出催化剂微粉。如图2所示的方法包括加入喷雾料流从而形成进一步清除(knocks out) 催化剂微粉的液体盾(liquid shield)。方法包括将反应器流出物料流10通入骤冷塔20 中。循环水料流M传输到骤冷塔20，在骤冷塔中水阶式向下至一系列的圆盘状塔板沈和圆环形塔板观，其中蒸气穿过阶式流动的水。该方法还包括将第二水料流40传输至一系列的喷射嘴42生成水滴的喷雾44。喷嘴42的设置使得喷雾44铺展在圆环形观塔板中的开口上。当流出物料流上升通过骤冷塔20时其与阶式流动的水料流及来自喷嘴的喷雾44接触。骤冷的流出物料流22离开骤冷塔20的顶部，水和固体料流30离开在塔20的底部。虽然上述的方法用的是具有圆盘状和圆环形塔板的塔，该方法可包括其它塔板设计，其中第一料流阶式向下到塔中经过塔板，并可能往返地穿梭于塔中。第二料流喷射在塔板的其中蒸气以相对于骤冷水的流动为逆向流而向上流动的部分上。该方法还可包括将骤冷的流出物料流22传输通过旋风装置(未显示)。旋风装置将采用机械方式以取出残余的试图通过两个骤冷料流的固体催化剂微粉。这产生具有减少的固体催化剂微粉的骤冷的料流。在第二种实施方式中，本发明提供了同向流骤冷塔，如图3所示。该方法包括反应器蒸气入口料流10在骤冷塔20的顶部进入。循环水料流M传输到塔20中并阶式向下至多个塔板沈、28，在其中形成水帘，当蒸气流过塔板沈、观时反应器蒸气与水帘接触。水M 和反应器流出物料流10向下流经塔20进入塔的下部32中，在此蒸气与液体分离，形成骤冷的蒸气料流22和液体洗涤料流30。骤冷的蒸气料流22从塔20最后一个塔板下方的侧部上的出口离开，洗涤料流30从塔20的底部离开。塔的下部32可包含罩34用于在蒸气与液体分离时收集蒸气。当蒸气沿向上的方向流动时罩34将其收集，而从液体中分离出来后液体继续沿向下的方向流动。在第二种实施方式中，该方法还包括多个喷嘴42。喷嘴42位于第二水料流40入口的末端上，每个喷嘴产生喷雾料流44，形成液滴帘以进一步改进与反应器蒸气10的接触并取出固体颗粒催化剂微粉。优选的塔板设计选择为圆盘状塔板沈和圆环形塔板观，其中圆盘状塔板26在圆环形塔板观的开口上延伸。喷嘴42设置在圆环形塔板观的开口上方，并位于在圆盘状塔板沈的下方。喷嘴的设计和位置的选择是为了提供延伸跨过圆环形塔板观开口的喷雾液滴帘44。若颗粒可以很容易地用循环水料流M浸湿则该方法得以改进。在一种实施方式中，将表面活性剂添加至水料流M以及第二料流40中以改进催化剂微粉的湿润性。微粉的吸水能力增加了留在反应器流出物料流10中的小固体颗粒的取出。表面活性剂的选择可受到各种工艺因素的影响，所述因素包括但不局限于表面活性剂的挥发性、表面活性剂的分子量等。同向流实施方式可包含第二塔(未显示)。在具有第二塔的同向流中，第一塔主要用于清除固体催化剂微粉，第二个塔用于当流出物料流离开第一个塔时骤冷反应器流出物料流。在具有两个塔的实施方式中，第一塔主要捕获催化剂微粉，第二塔实施骤冷功能。在另一实施方式中，该方法可将再循环水料流M传输到骤冷塔20中。反应器流出物料流10传输到骤冷塔20中。骤冷塔20利用具有大开口的填充材料和分布器盘而不是塔板。填充材料具有大的开口，如大开槽的环或大拉西环(Rashig rings) 0该方法还包括将第二液体料流40传输到塔20中，其中第二液体料流在分布器盘中的大开口上方形成喷雾液滴帘44。在使用填充床的实施方式中，骤冷塔20可包括多个填充床，其中分布器盘设置在每个填充床的上方，喷嘴或喷嘴组设置在每个分布器盘的上方，其中喷嘴在每个分布器盘开孔的上方提供液滴帘。本发明的一个实施方式为一种用于骤冷含有固体颗粒的蒸气料流的装置。该装置包含骤冷塔，该骤冷塔具有接近于塔底部的蒸气入口，接近于塔顶部的骤冷液体入口，接近于塔顶部的骤冷的蒸气料流出口和接近于塔底部的液体出口。该塔包括多个塔板用于骤冷液体阶式向下至塔中形成蒸气料流通过的液体帘。在优选的实施方式中，塔板包括交替布置的圆盘状和圆环形塔板。该装置还包括多个喷射设备用以使第二液体料流进入骤冷塔中。对喷射设备进行设置以在塔板开孔的上方，尤其在圆环形塔板开口的上方形成液滴帘。该方法可包含附加特征。这些特征包括使用具有水喷射的管约束装置(pipe restriction)以进一步将固体催化剂颗粒暴露在水中。该特征用于较小反应器系统。反应器流出物料流可以以与塔正切的方式引入至骤冷塔中，使得反应器流出物以圆周流动的方式流入反应器。这产生有利于固体从反应器流出物料流中分离出来的向心力。其它可能的设计特征包括在骤冷塔下部增加内部叶片。叶片可给流出物气体流提供漩涡流组分，有利于颗粒从流出物气体流的旋流运动中分离出来。尽管本发明描述了目前所认为的优选实施方式，应理解为本发明不局限于所公开的实施方式，而其目的是涵盖包含在所附权利要求书范围内的各种改进和等同设置。
权利要求
1.一种骤冷来自甲醇制烯烃反应器的流出物料流的方法，包括将流出物料流传输至骤冷塔；将循环水料流传输至骤冷塔，并使水料流阶式向下至塔中；喷射第二水料流以形成水滴喷雾，其中喷雾引入到流出物料流流动的蒸气通道；以及使流出物料流与水料流和水滴喷雾接触以从流出物料流中取出催化剂颗粒，从而生成骤冷的流出物料流以及水和固体出口料流。
2.权利要求1的方法，其中第二水料流在塔板中每个开口上方喷射以使喷雾与流出物料流接触。
3.权利要求1的方法，其中骤冷塔包含一系列圆盘状塔板和圆环形塔板用于使水阶式向下至塔中。
4.权利要求3的方法，其中将喷雾引入圆环形塔板的圆环形开口处。
5.权利要求1的方法，其中水料流向下流动通过骤冷塔，而流出物料流向上流动通过骤冷塔。
6.权利要求1的方法，其中水料流向下流动通过骤冷塔，而流出物料流向下流动通过骤冷塔。
7.权利要求1的方法，进一步包括向循环水料流和向第二水料流中加入表面活性剂以增加骤冷水的润湿能力。
8.权利要求1的方法，其中骤冷塔填装有填充材料，包括填充床，其具有大开口用于循环水与流出物料流的接触，且第二水料流喷射在填充床顶部的上方。
9.权利要求8的方法，其中骤冷塔包括多个具有喷射系统的填充床，所述喷射系统将第二水料流喷射到每个填充床顶部的上方。
10.权利要求1的方法，其进一步包括将骤冷的流出物料流传输通过旋风设备从而产生固体颗粒料流和具有减少的催化剂微粉的骤冷的流出物料流。
全文摘要
本发明提供了用于从气体料流中取出固体颗粒的方法和设备。所述方法和设备包括在骤冷塔中加入在塔板开口上方喷射的第二液体料流。第二喷射料流提供了液体帘以将固体颗粒从蒸气料流中洗出。
文档编号C07C11/06GK102527171SQ20111046255
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者D·A·考夫, G·S·桑度, J·A·蒙塔尔巴诺, J·J·塞内塔 申请人:环球油品公司