优先权声明
本申请要求2014年12月18日提交的美国申请no.14/575,527的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本发明一般地涉及从再生排气中吸附氯化氢(hcl)。
背景技术：
大量的烃转化方法被广泛用于改变烃料流的结构或性质。这些方法包括从直链链烷烃或烯烃到更高支化烃的异构化、用于生产烯烃或芳族化合物的脱氢、用于生产芳族化合物和发动机燃料的重整、用于生产通用化学品和发动机燃料的烷基化、烷基转移等。
许多这样的方法使用催化剂来促进烃转化反应。这些催化剂由于各种原因倾向于失活，包括碳质材料或焦炭在催化剂上沉积、催化金属在催化剂上的烧结或附聚或中毒、和/或催化金属助催化剂如卤素的损失。因此，这些催化剂通常在称为再生的方法中再活化。
再活化可以包括例如通过燃烧从催化剂中除去焦炭、在催化剂上再分散催化金属如铂、氧化这种催化金属、还原这种催化金属、在催化剂上补充助催化剂如氯化物、和干燥催化剂。例如，美国专利no.6,153,091公开了一种再生废催化剂的方法。
在一些再生方法中，催化剂从烃反应区(反应区)传送到催化剂再生区，催化剂再生区可包括燃烧区、氯化区、催化剂干燥区和催化剂冷却区。催化剂包括焦炭，其在燃烧区中从催化剂燃烧掉。在氯化区中在催化剂上替换为氯化物，其为助催化剂。将催化剂在催化剂干燥区中干燥，并在催化剂冷却区中冷却，然后返回反应区。
在氯化区中，通常引入含氯物质(氯物质)以接触催化剂并补充氯化物。氯物质可以作为氯化物化学或物理地吸着在催化剂上或可以保持分散在与催化剂接触的料流中。然而，引入的氯物质导致从再生区排出的烟道气料流(本文中称为再生排气)含有氯化氢(hcl)。如果再生排气排放到大气中，再生排气中hcl的排放会引起环境问题。因此，再生排气不能排放到大气中。
用于除去hcl的气相吸附剂方法如美国专利no.5,837,636中描述的那些，显著降低了再生排气hcl排放而无需碱洗。示例hcl吸附方法冷却再生排气。冷却的再生排气与吸附区中的废催化剂接触，其中hcl被吸附到催化剂上。来自吸附区的排气产物被消耗hcl并排放到大气中或送至进一步下游处理。
通常通过将吸附区改造成分离料斗(废催化剂通过其被引入再生区(通常为容器))而将吸附区整合到现有再生区中。然而，在某些情况下，这种改造可能难以实施以优化吸附方法的性能、可操作性和/或可维护性。此外，改造通常需要分离料斗的显著改进或更换，这在装置关闭期间进行，增加成本。
另外，在再生区中的传统改造吸附区，再生气体在分离料斗中在燃烧区和吸附区之间的催化剂输送管道(ctp)中向上流动。由于下部区中的催化剂再生反应，该再生气体含有水。为了防止ctp中的冷凝，必须追踪和绝缘ctp。定期删除ctp和断开追踪，以对再生区进行维护。还必须小心处理管道，以免损害追踪和绝缘。
因此，仍然需要从再生排气中吸附hcl的有效且效率高的方法。
技术实现要素：
本发明旨在提供从再生排气中吸附hcl的有效且效率高的方法。
因此，在本发明的一个方面，本发明提供了一种从再生排气中吸附氯化氢(hcl)的方法。来自再生区的再生排气被冷却，并且冷却的再生排气被传送到与再生区间隔开的吸附区。在吸附区中来自再生排气的hcl被吸附到废催化剂上以使废催化剂富集hcl以提供富hcl废催化剂并从再生排气中消耗hcl以提供贫hcl再生排气。将贫hcl再生排气作为流出物气体排放。将富hcl废催化剂送至再生区。
在一些实施方案的一个方面，再生区设置在容器内，吸附区设置在与再生区的容器分开的一个或多个其它容器内。
在一些实施方案的一方面，再生区包括燃烧区和氯化区，并且再生排气从燃烧区和氯化区中的至少一个排放。
在一些实施方案的一个方面，所述将富集的催化剂传送到再生区包括将富氯化物催化剂传送到再生区的分离料斗。
在一些实施方案的一个方面，燃烧区的压力大于吸附区内的压力。
在一些实施方案的一个方面，该方法还包括在将富hcl废催化剂传送到再生区之前调理富hcl废催化剂。
在一些实施方案的一个方面，调理包括干燥富hcl废催化剂和冷却富hcl废催化剂中的至少一种。
在一些实施方案的一个方面，调理包括干燥富hcl废催化剂并在所述干燥之后冷却富hcl废催化剂。
在一些实施方案的一个方面，该方法还包括在所述吸附之前预热废催化剂，其中预热包括在吸附区上游的预热区中将水吸附到废催化剂上。
本发明另一方面提供了一种从再生排气中吸附hcl的方法。来自再生区的再生排气被冷却，并且冷却的再生排气被传送到与再生区间隔开的吸附容器内的吸附区。在吸附区中来自再生排气的hcl被吸附到废催化剂上以使催化剂富集hcl以提供富hcl废催化剂并从再生排气中消耗hcl以提供贫hcl再生排气。将调理气体引入吸附容器中，并调理富hcl废催化剂。贫hcl再生排气作为流出物气体排放。将调理的催化剂传送到再生区。
在一些实施方案的一个方面，该方法还包括调节调理气体的冷凝温度。
在一些实施方案的一个方面，所述调理包括干燥富hcl废催化剂和冷却富hcl废催化剂中的至少一种。
在一些实施方案的一个方面，调理包括在干燥区中干燥富hcl废催化剂并在冷却区中冷却干燥的催化剂，并将调理气体传送通过冷却区和干燥区。
在一些实施方案的一个方面，该方法还包括加热来自冷却区的排气，并将加热的排气传送到干燥区。
在一些实施方案的一个方面，该方法还包括将来自干燥区的排气的一部分与在预热区中的废催化剂接触以使废催化剂加载水。
在一些实施方案的一个方面，该方法还包括冷却来自干燥区的一部分排气，并将冷却的排气传送到预热区。
在一些实施方案的一个方面，调理气体包括氮气。
在一些实施方案的一个方面，该方法还包括将调理气体传送到冷却区，其中调理气体具有在27℃和93℃(80°f和200°f)之间的温度。
在一些实施方案的一个方面，该方法还包括将包含一部分调理气体的排气从吸附容器上游的预热区传送到再生区的分离料斗，其中排气包含一部分调理气体。
本发明另一方面提供了一种从再生排气中吸附hcl的方法。来自再生区的再生排气被冷却，并且冷却的再生排气被传送到与再生区分开的吸附容器内的吸附区。来自反应区的废催化剂被预热，其中预热在预热区中进行。将预热的催化剂传送到吸附区。在吸附区中来自再生排气的hcl被吸附到废催化剂上，其中吸附包括使催化剂富集hcl以提供富hcl废催化剂并从再生排气中消耗氯化物以提供贫hcl再生排气。将包含氮气的调理气体引入吸附容器中，调理富hcl废催化剂，其中调理包括在干燥区中干燥富hcl废催化剂并在冷却区中冷却富hcl废催化剂。来自干燥区的排气与预热区中的废催化剂接触，排气包含一部分所述调理气体。来自预热区的排气从预热区传送到再生区。将贫hcl再生排气传送到大气中，将调理的催化剂送入再生区。
在本发明的另一方面，方法包括至少两个、至少三个或所有上述本发明方面。
在本发明的以下详细描述中阐述了本发明的其它目的、实施方案和细节。
附图说明
该图是简化的流程图，其中：
该图显示了从再生排气中吸附氯化氢的方法。
发明详述
参考附图，附图显示了用于从再生排气中吸附氯化氢(hcl)的示例方法。再生排气管线10从再生区14的燃烧区12输出再生排气。再生区14可以例如设置在容器或再生塔中。再生区14用于再生来自烃反应区16的废催化剂。示例烃反应方法包括重整、异构化、脱氢和烷基转移。如本领域普通技术人员会理解的，构造示例烃反应区16用于催化重整反应，并且包括还原区20和用于第一22、第二24、第三26和第四28反应的区。在一个或多个反应区22、24、26、28中，催化剂失活并变成废催化剂。废催化剂经由废催化剂输出管线30通过(任选的)闭锁料斗32输出。
例如，催化重整反应通常在包含与多孔载体如耐火无机氧化物结合的卤素和一种或多种viii族贵金属(例如铂、铱、铑、钯)的催化剂颗粒的存在下进行。卤素通常是氯化物。氧化铝是一种常用的载体。优选的氧化铝材料称为γ、η和θ氧化铝，其中γ和η氧化铝得到最好的结果。
与催化剂性能相关的重要性质是载体的表面积。催化剂颗粒通常为球形，直径为1/16至1/8英寸(1.5-3.1mm)，尽管它们可以大至1/4英寸(6.35mm)。
在重整反应或其它烃工艺反应过程中，催化剂颗粒由于机制如焦炭在颗粒上沉积而变得失活；也就是说，在使用一段时间后，催化剂颗粒促进重整反应的能力降低到催化剂不再有用的程度。废催化剂必须在其可以在重整方法中再使用之前再生。
因此，具有焦炭的废催化剂从烃反应区16传送到再生区14。再生区14包括分离料斗40，其通过一个或多个导管如催化剂输送管道(ctp)42，优选通过重力，将催化剂输送到燃烧区12。燃烧区12包括再生区14的一部分，其中发生焦炭燃烧。由于烃反应而积聚在催化剂表面上的焦炭可以通过燃烧除去。焦炭主要包含碳，但也包含相对少量的氢，通常为焦炭的0.5-10重量％。焦炭去除的机理包括氧化成一氧化碳、二氧化碳和水。废催化剂的焦炭含量可以高达催化剂重量的20重量％，但5-7％是更典型的量。焦炭通常在400～700℃范围内的温度氧化。提供循环燃烧区气体管线44用于循环来自燃烧区12的气体。如果需要，该循环的燃烧区气体可以控制温度并补充氧气。
由于高温，催化剂氯化物在焦炭燃烧过程中非常容易从催化剂中除去。氯化区46经由氯物质输入管线(未示出)接收氯物质输入，以补充氯化物，氯化区46可以是与燃烧区12相同的区或分开的较低的区。对于附图中所示的示例方法，氯化区46与燃烧区12分开。循环氯化区气体管线48循环氯化区气体，循环燃烧区气体管线44循环燃烧区气体。来自再生区14的再生排气10，例如来自燃烧区12的气体，在特定实例中，循环通过循环燃烧区气体管线44的气体，含有hcl。
在氯化区46中，可以分散催化剂金属。分散体通常涉及氯或可以在再生区转化成氯的其它氯物质。通常将氯或氯物质引入到加入氯化区的载气小料流中。尽管氯分散催化剂金属的实际机理是各种理论的主题，但通常认识到金属可以分散而不增加催化剂氯化物含量。换句话说，尽管氯的存在是发生金属分散的要求，但是一旦金属分散，就不必维持催化剂氯化物含量在催化剂分散之前的催化剂氯化物含量以上。因此，可以分散催化剂上的附聚金属，而催化剂的总氯化物含量不会净增加。尽管如此，在氯化区中，气体也可以取代催化剂上的氯化物。
来自氯化区46的再生催化剂在干燥区50中干燥以除去水。经过干燥的催化剂(其可以是冷却的)经由经干燥催化剂输出管线51传送(例如通过重力)通过流量控制料斗52、缓冲料斗54和闭锁料斗56，然后经由导管58传送至烃反应区16中的还原区20，然后在烃反应方法中再使用。
在示例方法中，为了吸附来自再生排气管线10的hcl，再生排气例如在冷却器59中从482℃-593℃(900°f-1100°f)的温度冷却至约38℃-190℃(100°f-375°f)的温度。冷却的再生排气从再生区14，例如从燃烧区12或氯化区46，在特定实例中从循环燃烧区气体管线44，传送至与再生区14间隔开的吸附区60。通过“间隔开”，旨在将吸附区60与再生区分开一段距离，除了连接管线如再生排气管线10或其他管线。在示例方法中，再生区14设置在容器内，吸附区60设置在与再生区的容器分开的吸附容器62内。吸附容器62可以包括例如商店制造的单独的组件堆。这允许改进的质量控制，并且减少或消除对现有设备如再生区14的修改。
在吸附区60中，来自再生排气的hcl以气相吸附被吸附到废催化剂上，以提供富hcl催化剂，并且从再生排气中消耗hcl以提供贫hcl再生排气。废催化剂可以由烃反应区16经由废催化剂输入管线63供应。贫hcl再生排气作为流出物气体排放，例如通过经由排放管线65将气体排放到大气中。
在一个示例性方法中，吸附容器62包括多个区，包括预热区64，其中废催化剂通过将热从调理气体传递到废催化剂并通过吸附水而被预热(如下面将更详细地解释的)，吸附区60，其中来自再生排气的hcl被吸附到废催化剂上，以及一个或多个调理区，用于调理富hcl废催化剂。在附图所示的示例方法中，调理区包括干燥区68，其中富hcl废催化剂被干燥，以及冷却区70，其中干燥的催化剂被冷却。其他调理区是可能的。调理的富hcl催化剂经由输出管线72和闭锁料斗74离开吸附容器62，并经由催化剂输入管线76传送到再生区14的分离料斗40用于催化剂再生。
在附图所示的方法中，预热区64、吸附区60、干燥区68和冷却区70可以包含在催化剂圆柱体积中。可以提供圆柱形挡板以提供空间用于气体进入和分布在区60、64、68、70周围。例如可以选择圆柱体积的高度，以提供期望的质量传递，并且将气体分布在整个圆柱体积。
在替代方法中，在区60、64、68、70中的至少一个中，气体沿径向流动，废催化剂沿轴向流动。这种布置允许低得多的床深度，从而减小吸附容器62中的床压降和催化剂体积要求。然而，对于整体热和质量传递效率，圆柱形布置(为逆流的)可优于交叉流动布置如径向流动构型。
调理气体从调理气体输入管线80引入吸附容器62用于调理催化剂。调理气体包含氮气。调理气体输入管线80可以供应来自循环淘析和提升气体系统的调理气体。淘析和提升气体系统包括来自再生区14，例如来自分离料斗40的气体输出管线82，其中来自催化剂输入管线76的固体催化剂与再生区中的提升气体分开。集尘器84收集来自淘析和提升气体输出管线82的灰尘(例如催化剂颗粒)。在示例淘析和提升气体系统中的淘析和提升气体鼓风机86将淘析气体经由循环淘析气体管线88供至分离料斗40、经由反应区提升气体输入管线90供至反应区16、经由提升气体输入管线92供至吸附区出口和再生区催化剂输入管线76、经由调理气体输入管线80作为调理气体供至吸附容器62如供至冷却区70。
调理区如干燥区68和冷却区70，调理离开吸附区60的富hcl催化剂以控制调理气体的冷凝温度。循环淘析和提升气体系统中的冷凝温度是进入和离开吸附容器62的催化剂的含水量和压力的函数。对于在近大气压操作的吸附区，如果离开吸附区60的催化剂进入循环淘析和提升气体系统，则水冷凝温度可能会超过显著增加整个系统(例如烃反应区16、再生区14和吸附区12)中冷凝风险的温度，特别是对于系统在较冷的气候。
因此，在进入淘析和提升气体系统之前，将废催化剂在调理区中调理，例如(但不限于)干燥区68和冷却区70。在图1所示的示例方法中，来自调理气体输入管线80的调理气体例如在冷却器94中被冷却至27℃至93℃(80°f至200°f)的温度，并将冷却的调理气体传送到冷却区70。冷却的调理气体在冷却区70中冷却富hcl废催化剂，并部分加热调理气体。(部分加热的)调理气体经由冷却区排气输出管线96排出，并且例如使用加热器98进行加热。加热的调理气体经由加热的调理气体输入管线100输入到干燥区68。
在干燥区68中，富hcl废催化剂中的含水(h2o)量被减少以提供干燥的催化剂。此外，来自干燥区68的(含氮)排气富含水分。为了减少该排气的含水量，因此为了使提升气体系统中的冷凝温度保持在-17℃以下至-51℃(0°f至-60°f)，将富水排气经由干燥区排气管线102从干燥区中排出，并在预热气体冷却器104中冷却至66℃至177℃(150°f至350°f)之间的温度。
冷却的干燥区排气经由预热区气体输入管线106传送到预热区64，该预热区64位于吸附区60的上游。在预热区64中，冷却的干燥区排气与经由废催化剂输入管线63加载的废催化剂接触。该接触在废催化剂进入吸附区60之前使废催化剂部分地加载水。来自预热区64的排气经由预热区排气管线110传送到淘析和提升气体系统，然后可以经由淘析气体管线88引入分离料斗。
在附图所示的方法中，吸附区60与再生区14连通，并且预热区64、干燥区68和冷却区70与离料斗40和提升气体系统连通。在附图所示的方法中，燃烧区12处于比吸附区60更高的压力，并且分离料斗40处于比燃烧区12更高的压力。例如，对于燃烧区12内的压力p1、预热区内的压力p2、和管线65的大气压p0(例如对于常压应用)，p2>p1>p0。
该布置和压力差允许示例方法使用催化剂导管如催化剂输送管道(ctp)来“密封”吸附区60和再生燃烧区12中的湿气。ctp使得能够在限制气体流动的同时在再生区14和吸附容器62中包含的区之间移动催化剂。气流和催化剂流可以在ctp内并流或逆流。
本领域普通技术人员应当领会和理解，附图中未显示各种其它部件，例如阀、泵、过滤器、冷却器等，因为它们的具体情况是本领域普通技术人员熟知的知识，对其的描述对于实践或描述本发明实施方案不是必要的。
具体实施方式
虽然结合具体实施例描述了以下内容，但是应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求的范围。
本发明第一实施方案是从再生排气中吸附氯化氢(hcl)的方法，该方法包括冷却来自再生区的再生排气；将冷却的再生排气传送到与再生区间隔开的吸附区；在吸附区中将来自再生排气的hcl吸附到废催化剂上，以使废催化剂富集hcl以提供富hcl废催化剂，并从再生排气中消耗hcl以提供贫hcl再生排气；将贫hcl再生排气作为流出物气体排放；并将富hcl废催化剂传送到再生区。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中再生区设置在容器内；并且其中吸附区设置在与再生区的容器分开的一个或多个其它容器内。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中再生区包括燃烧区和氯化区，并且其中再生排气从燃烧区和氯化区中的至少一个中排放。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中将富集的催化剂传送到再生区包括使富氯化物催化剂传送到再生区的分离料斗。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中燃烧区的压力大于吸附区内的压力。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，还包括在将富hcl催化剂传送到再生区之前调理富hcl催化剂。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中调理包括干燥富hcl催化剂和冷却富hcl催化剂中的至少一种。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中调理包括干燥富hcl催化剂并在干燥后冷却富hcl催化剂。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，还包括在吸附之前预热废催化剂，其中预热包括在吸附区上游的预热区中将水吸附到废催化剂上。
本发明第二实施方案是从再生排气中吸附hcl的方法，该方法包括冷却来自再生区的再生排气；将冷却的再生排气传送到与再生区间隔开的吸附容器内的吸附区；在吸附区中将来自再生排气的hcl吸附到废催化剂上，以使催化剂富集hcl以提供富hcl废催化剂，并从再生排气中消耗hcl以提供贫hcl再生排气；将调理气体引入吸附容器；调理富hcl废催化剂；将贫hcl再生排气作为流出物气体排放；并将调理的催化剂传送到再生区。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，进一步包括调节调理气体的冷凝温度。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中调理包括干燥富hcl催化剂和冷却富hcl催化剂中的至少一种。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中调理包括在干燥区中干燥富hcl催化剂和在冷却区中冷却干燥的催化剂；且其中调理气体传送通过冷却区和干燥区。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，进一步包括加热来自冷却区的排气；并将加热的排气传送到干燥区。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，进一步包括使来自干燥区的一部分排气与废催化剂在预热区中接触以使废催化剂加载水。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，进一步包括冷却来自干燥区的一部分排气；并将冷却的排气传送到预热区。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中调理气体包含氮气。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，进一步包括将调理气体传送到冷却区，其中调理气体具有在27℃和93℃(80°f和200°f)之间的温度。本发明的一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，进一步包括使包含一部分调理气体的排气从吸附区上游的预热区传送到再生区的分离料斗，其中排气包含一部分调理气体。
本发明第三实施方案是从再生排气中吸附hcl的方法，该方法包括将来自再生区的再生排气冷却；将冷却的再生排气传送到与再生区分开的吸附容器内的吸附区；将来自反应区的废催化剂预热，该预热发生在预热区；将预热的催化剂传送到吸附区；在吸附区中将来自再生排气的hcl吸附到废催化剂上，该吸附使催化剂富集hcl以提供富hcl废催化剂，并从再生排气中消耗hcl以提供贫hcl再生排气；将包含氮气的调理气体引入吸附容器；调理富hcl废催化剂，其中调理包括在干燥区中干燥富hcl催化剂和在冷却区中冷却富hcl催化剂；使来自干燥区的排气与废催化剂在预热区中接触，排气包含一部分调理气体；将来自预热区的排气传送到再生区；将贫hcl再生排气排放到大气中；并将调理的催化剂传送到再生区。
虽然在上述本发明详述中已经提出了至少一个示例实施方案，但是应当理解，存在大量变化。还应当理解，该一个或多个示例实施方案仅是实施例，并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前面的详述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例实施例的方便的路线图，应当理解，可以对示例实施方案中描述的元件的功能和布置进行各种改变而不脱离所附权利要求说明的范围及其同等法律效应。