專利名稱：帶有通流管的泡罩塔反應(yīng)器和再生其中的催化劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝有通流管(draft tube)的泡罩塔反應(yīng)器，該反應(yīng)器可以用于三相漿料過(guò)程，特別是費(fèi)-托過(guò)程。
本發(fā)明還涉及一種使用上述反應(yīng)器再生部分地可逆地失活的催化劑的方法。
漿液催化過(guò)程，即在基本上由其中分散了固體催化劑的氣相和液相組成的三相系統(tǒng)中操作，特別是費(fèi)-托過(guò)程，其缺點(diǎn)是催化劑的原始活性或多或少存在明顯的可逆失活。這一缺陷通常是通過(guò)廢催化劑的再生來(lái)解決。
EP-A-590882公開(kāi)了一種合成烴的催化劑的再生方法，該催化劑含有鈷和釕，在漿液合成過(guò)程中會(huì)部分可逆失活。這一方法至少能恢復(fù)催化劑原始活性的80％。
上述方法包括在漿液反應(yīng)器就地進(jìn)行催化劑的再生，即定期停止輸入過(guò)程氣體(合成氣)，并送入含有氫氣和惰性氣體的氣流，避免能與氫氣反應(yīng)的組分，例如一氧化碳存在。
然而，EP-A-590882中描述的方法的缺點(diǎn)是需要定期中斷烴的合成反應(yīng)，用含有氫的氣體取代過(guò)程氣體。
US-A-5268344解決這一問(wèn)題的方法是使用泡罩塔，在一個(gè)或多個(gè)安裝在泡罩塔反應(yīng)器內(nèi)的通流管內(nèi)進(jìn)行催化劑的再生，由通流管占據(jù)的塔截面優(yōu)選小于10％。與EP-A-590882不同，這一解決辦法不須中斷合成氣。
在三相系統(tǒng)反應(yīng)這一領(lǐng)域中，人們已知，就在三相系統(tǒng)中固相的分布來(lái)說(shuō)，裝有通流管的泡罩塔反應(yīng)器對(duì)于簡(jiǎn)單的泡罩塔反應(yīng)器是優(yōu)選的。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了能克服以上缺陷的裝有通流管的特定泡罩塔結(jié)構(gòu)。
事實(shí)上，使用這種特殊泡罩塔結(jié)構(gòu)可以就地(更具體地說(shuō)在反應(yīng)器和通流管之間的間隙內(nèi))再生部分失活的催化劑，因此避免了定期中斷過(guò)程氣體的輸入。
此外，相對(duì)于US-A-5268344中使用的泡罩塔反應(yīng)器，本發(fā)明的反應(yīng)器可以使不同相更均勻。
因此，本發(fā)明涉及一種在有氣相、液相和固體催化劑存在的條件下，由合成氣生產(chǎn)主要是重質(zhì)烴、代替燃料、辛烷增強(qiáng)劑(octaneenhancer)、化學(xué)品、化學(xué)中間體的連續(xù)方法，所述方法利用裝有冷卻裝置的泡罩塔進(jìn)行，包括定期內(nèi)部再生可逆地部分失活的催化劑，所述再生在有再生氣體存在的條件下進(jìn)行，其特征在于泡罩塔內(nèi)有(a)至少一個(gè)通流管，通流管由基本上垂直的圓柱體組成，其尺寸比塔小，相對(duì)于塔優(yōu)選同軸設(shè)置，其上端和下端敞開(kāi)，完全浸沒(méi)在含有固體的液相分散液中；(b)至少一個(gè)引入合成氣的裝置，優(yōu)選為氣體分布器，優(yōu)選設(shè)置在泡罩塔的底部；(c)至少一個(gè)引入再生氣體的裝置，優(yōu)選為氣體分布器，優(yōu)選設(shè)置在通常管與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的間隙底部；(d)至少一個(gè)啟動(dòng)或中斷再生氣流的裝置；(e)一個(gè)適合于使合成氣和再生氣體混合最小的任選裝置，優(yōu)選為擋板，優(yōu)選安裝在通流管的下部開(kāi)口附近。
術(shù)語(yǔ)“再生氣體”是指氣體，通常為氫氣，可能用惰性氣體稀釋，用于恢復(fù)--再生可逆失活的固體催化劑，優(yōu)選含有至少一種Ⅷ族的金屬，優(yōu)選選自鈷和鐵，優(yōu)選鈷。
本發(fā)明泡罩塔反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)可以再生催化劑，而不須中斷反應(yīng)氣流。


圖1是本發(fā)明方案的非限定實(shí)例，按順序，其標(biāo)號(hào)分別為1-合成氣輸入管線，2-再生催化劑的再生氣體輸入管線，3-氣體產(chǎn)物(主要是輕質(zhì)烴)和未反應(yīng)組分的排出管線，4-液體產(chǎn)物的排出管線，
5-冷卻流體的輸入管線，6-冷卻流體的排出管線，7-通流管，8-設(shè)置在通流管與反應(yīng)器之間的間隙內(nèi)的冷卻裝置，9-設(shè)置在通流管內(nèi)的冷卻裝置，10-合成氣的輸入裝置，11-再生氣體的輸入裝置，12-擋板，13-啟動(dòng)和中斷催化劑再生氣流的閥門，14-分散液(氣體-液體-固體)液位。
在圖1中，還有箭頭，它表明了含氫氣流中斷時(shí)由通流管建立的內(nèi)部液體的循環(huán)方向。
按圖1所述，本發(fā)明的泡罩塔反應(yīng)器內(nèi)部包括一個(gè)通流管(7)，它基本上是垂直的，使用過(guò)程氣體作為載氣。這一裝置基本上是垂直的圓柱體，其尺寸比塔小，兩端敞開(kāi)，并完全浸沒(méi)在含固體的液相分散液中。如果過(guò)程氣體進(jìn)入塔底部產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，克服了壓力降，則流體和固體分散液通過(guò)圓柱體裝置和圓柱體外的間隙循環(huán)。這一裝置(7)的尺寸應(yīng)當(dāng)是樣的其下端優(yōu)選恰好高于反應(yīng)器底部，其上端恰好低于含有氣體的液-固分散液的自由表面。
含有一氧化碳和氫氣的合成氣通過(guò)適當(dāng)?shù)难b置引入反應(yīng)器的底部，優(yōu)選是為分布器(10)。適當(dāng)選擇分布器的幾何尺寸以及通流管與塔底的距離，使過(guò)程氣體流入圓柱體內(nèi)，因此，避免優(yōu)先走間隙區(qū)域。費(fèi)-托合成反應(yīng)在圓柱體裝置內(nèi)進(jìn)行。
催化劑的再生用再生氣體在相當(dāng)于費(fèi)-托合成的高溫和壓力下進(jìn)行，優(yōu)選為氫氣。氫氣以氣流形式輸入；這一氣流可以含有惰性氣體，如甲烷或其它輕質(zhì)烴(C2-C10)。優(yōu)選不含有一氧化碳和能在費(fèi)-托合成操作溫度和壓力下與氫氣反應(yīng)的其它組分。
正如上面所提到的，這種結(jié)構(gòu)的泡罩塔能使失活催化劑就地再生。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是一種就地再生可逆地部分失活的固體催化劑的方法，固體催化劑主要含有Ⅷ族金屬，優(yōu)選鈷和鐵，上述方法包括使用權(quán)利要求1中描述的反應(yīng)器，避免在上述再生過(guò)程中中斷合成氣，該方法包括(ⅰ)催化劑的第一再生階段，在該階段中，使含有氫氣的再生氣體優(yōu)選從反應(yīng)器與通流管之間的間隙下部通入上述間隙，經(jīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使間隙內(nèi)液體中的一定量的廢催化劑再生，含氫氣體的流量平衡流通區(qū)域與間隙之間的靜壓頭；(ⅱ)第二階段，在該階段中，中斷含氫氣體的輸入，利用通流管再次建立含有固體的液相分散液的循環(huán)；這樣，在階段(ⅰ)中獲得的再生催化劑被存在于反應(yīng)器內(nèi)的廢催化劑所取代；(ⅲ)重復(fù)階段(ⅰ)和(ⅱ)，優(yōu)選直到泡罩塔反應(yīng)器內(nèi)的所有催化劑被再生。
術(shù)語(yǔ)“催化劑的再生”是指恢復(fù)催化劑原始活性的至少80％。
在步驟(ⅰ)中，優(yōu)選使圓柱體裝置與間隙之間的液-固分散液和氣體的循環(huán)最??；這是通過(guò)調(diào)節(jié)通入間隙中的含氫氣體的流量，平衡兩個(gè)區(qū)域之間的靜壓頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
可以在通流管的下部開(kāi)中處安裝適當(dāng)形狀的擋板，以使兩種氣流的混合最小，即過(guò)程氣體和含氫再生氣體之間的混合最小。
在步驟(ⅱ)中，中斷再生氣體的輸入，利用通流管和過(guò)程氣體，再次建立含固體的液相分散液的循環(huán)，過(guò)程氣體的流量基本保持不變，它僅僅取決于所建立的操作和過(guò)程條件。
正如上面所述，催化劑的再生在塔與圓柱體裝置之間的間隙內(nèi)進(jìn)行，使用再生氣體，優(yōu)選利用合適的分布器，分布器優(yōu)選安裝在環(huán)形間隙的下部開(kāi)口處。
在通流管與間隙之間建立含固體液相分散液的強(qiáng)制循環(huán)，允許廢催化劑重新通入間隙，從而取代含有再生催化劑的分散液，其中廢催化劑分散在基本上由合成過(guò)程生產(chǎn)的烴組成的液體中。
由于通流管建立的循環(huán)，“再生催化劑”從底部開(kāi)口處離開(kāi)間隙進(jìn)入反應(yīng)區(qū)(通流管內(nèi))，“廢催化劑”的通入是經(jīng)上部開(kāi)口處從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入間隙，并在間隙內(nèi)進(jìn)行再生。
當(dāng)間隙的體積被完全更新時(shí)，就完成一個(gè)再生循環(huán)，再接通間隙內(nèi)的再生氣流，開(kāi)始一個(gè)新的再生循環(huán)。
在階段(ⅰ)和(ⅱ)中，費(fèi)-托反應(yīng)在圓柱體裝置內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，過(guò)程氣體被通入，圓柱體裝置的體積代表了反應(yīng)體積。
當(dāng)催化劑的失活超過(guò)一定的程度--例如50％，則開(kāi)始再生循環(huán)，當(dāng)催化劑的活性恢復(fù)到了一定的程度--優(yōu)選原始催化活性的至少80％，進(jìn)一步優(yōu)選至少90％，則停止再生循環(huán)。
當(dāng)在本發(fā)明反應(yīng)器中不進(jìn)行再生循環(huán)和再生催化劑的更新時(shí)，由于通流管永久地安裝在反應(yīng)器內(nèi)，塔反應(yīng)器的操作，含固體的液相分散液連續(xù)內(nèi)部循環(huán)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，內(nèi)部循環(huán)促進(jìn)固體在液體中的分散，使催化劑的濃度分布更均勻，否則，這一點(diǎn)只有在塔底部附近利用進(jìn)入氣體的鼓泡才能實(shí)現(xiàn)。
由于費(fèi)-托合成反應(yīng)和再生過(guò)程都是放熱的，為了維持和控制溫度實(shí)現(xiàn)等溫條件，向反應(yīng)和再生區(qū)內(nèi)引入適當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)，基本上由管束、盤管、或浸沒(méi)在分散液主體(漿液)內(nèi)的其它類型的熱交換表面組成。在費(fèi)-托合成過(guò)程中，溫度的控制是重要的，溫度直接影響反應(yīng)的選擇性；此外，對(duì)于防止催化劑不必要的過(guò)熱從而損害催化劑也是重要的。
催化劑的內(nèi)部再生優(yōu)選在與費(fèi)-托合成反應(yīng)的相同溫度和壓力條件下進(jìn)行。在任何情況下，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)反應(yīng)區(qū)和再生區(qū)內(nèi)的溫度。
合成烴過(guò)程的條件，特別是溫度和壓力通常是已知的。溫度可以為150-380℃，優(yōu)選180-350℃，進(jìn)一步優(yōu)選190-300℃。壓力通常高于0.5Mpa，優(yōu)選0.6-5Mpa，進(jìn)一步優(yōu)選1-4Mpa。
在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，即還原CO合成烴的過(guò)程中，使用至少一部分由本領(lǐng)域中技術(shù)人員已知的催化劑顆粒組成的固體顆粒來(lái)催化該反應(yīng)。任何費(fèi)-托合成催化劑，特別是以鐵或鈷為基的催化劑可以用在本發(fā)明方法中。以鈷為基的催化劑是優(yōu)選的，鈷的量應(yīng)足以催化費(fèi)-托反應(yīng)。相對(duì)于催化劑的總重量，鈷的重量濃度通常至少約3％，優(yōu)選5-45％，進(jìn)一步優(yōu)選10-30％。鈷和可能的助催化劑分散在載體中，如氧化硅、氧化鋁或氧化鈦中。催化劑可以含有其它氧化物，如堿金屬、堿土金屬或稀土金屬氧化物。催化劑還可以含有能作為費(fèi)-托催化劑具有活性的其它金屬，例如如元素周期表中第6和8族的金屬，如釕，或能作為助催化劑的金屬，如鉬、錸、鉿、鋯、鈰或鈾。相對(duì)于鈷，助催化劑金屬的比率通常至少為0.05∶1，優(yōu)選為至少0.1∶1，進(jìn)一步優(yōu)選為0.1∶1-1∶1。
上述催化劑通常是細(xì)粉末形式的，其平均粒徑通常為10-700μm，優(yōu)選為10-200μm，進(jìn)一優(yōu)選為20-100μm。上述催化劑在有液相和氣相存在的條件下使用。在費(fèi)-托合成的情況下，液相可由任何惰性液體組成，例如每個(gè)分子中具有至少5個(gè)碳原子的一種或多種烴。優(yōu)選地，液相基本上由沸點(diǎn)高于約140℃，優(yōu)選高于約280℃的飽和烴或烯烴聚合物組成。此外，合適的液體介質(zhì)可以由任何催化劑進(jìn)行費(fèi)-托反應(yīng)生成的烴組成，其沸點(diǎn)優(yōu)選高于約350℃，優(yōu)選為370-560℃。
固體的加入量，或催化劑相對(duì)于分散液或稀釋劑的體積可以多達(dá)50％，優(yōu)選為5-40％。
在費(fèi)-托反應(yīng)的情況下，輸入氣體含有一氧化碳和氫氣，可以用其它氣體稀釋，通常最大達(dá)30％體積，優(yōu)選達(dá)20％體積，通常選擇氮?dú)?、甲烷、二氧化碳?br> 氫氣與一氧化碳的比率可以在寬范圍內(nèi)變動(dòng)。在優(yōu)選方案中，可以為1∶1-3∶1，進(jìn)一步優(yōu)選1.2∶1-2.5∶1。
再生處理提高了可逆地部分失活的烴合成催化劑的活性，與催化劑的制備過(guò)程無(wú)關(guān)。
以下實(shí)施例可以幫助更好地理解本發(fā)明。實(shí)施例實(shí)施例1說(shuō)明了催化劑在帶有通流管的泡罩塔反應(yīng)器內(nèi)再生的條件，再生過(guò)程中不必中斷烴的合成，反應(yīng)器的幾何結(jié)構(gòu)和操作條件是已知的。
在實(shí)施例1中，所使用的工業(yè)反應(yīng)器直徑為10m，通流管直徑為9.5m，通入環(huán)形間隙底部的含氫氣體的流量根據(jù)過(guò)程氣體的流量計(jì)算，在實(shí)施例1中研究三種情況相對(duì)于通流管的流道截面積，過(guò)程氣體的表面速度為0.2、0.3、0.4ms-1。
在實(shí)施例2中，維持與實(shí)施例1相同的條件，然而，不改變過(guò)程氣體的流量，改變通流管的直徑。研究三種情況分別為6.5、8.5、9.5m，相對(duì)于通流管的截面積，過(guò)程氣體的表面速度維持0.3ms-1。與實(shí)施例1一樣，這時(shí)，通入環(huán)形間隙的含氫氣體的流量根據(jù)通流管的直徑計(jì)算。實(shí)施例1如何在泡罩塔反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行內(nèi)部再生，同時(shí)不中斷過(guò)程氣流，保持烴的合成連續(xù)。Ⅰ．過(guò)程氣體流量的影響為了保證在裝有通流管的泡罩塔反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行催化劑的再生，同時(shí)不中斷費(fèi)-托合成，必須避免(a)從環(huán)形間隙開(kāi)口處引入的含氫氣流與含有CO的過(guò)程氣體接觸，當(dāng)在通流管內(nèi)進(jìn)行合成時(shí)，過(guò)程氣體會(huì)與氫氣反應(yīng)，妨礙催化劑的再生；(b)含有固體的液相分散液通過(guò)通流管和間隙循環(huán)，以防止發(fā)生反應(yīng)的漿液和進(jìn)行再生的漿液混合，即使在定期中斷含氫氣流由于通流管以再次建立強(qiáng)制循環(huán)和更新環(huán)形間隙內(nèi)的再生漿液量(體積)時(shí)。
為了滿足上述條款，除需要合適的過(guò)程氣體和含氫氣體的分布器外，含固體的液相分散液的循環(huán)必須最??；為了做到這一點(diǎn)，間隙和通流管之間的靜壓頭(驅(qū)動(dòng)液體循環(huán))為零ΔPH=(εd-εa)(ρsL-ρG)gH(Ⅰ)ΔPH=間隙和通流管之間的靜壓頭，Pa；εd=通流管中的氣體滯量；εa=間隙中的氣體滯量；ρG=氣相的密度，kgm-3；ρsL=漿液相的密度，kgm-3；g=重力加速度；H=分散液自由表面相對(duì)于塔底的高度，m。
在平衡關(guān)系式(Ⅰ)中，假定在通流管和間隙之間的固體的平均濃度相同，過(guò)程氣體的密度與用于催化劑再生的含氫氣體的密度相當(dāng)。
為了使靜壓頭最小，考慮到漿液的密度至少比氣體的的密度大一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此，它們之間的差是一個(gè)有限值，在通流管和間隙中的氣體滯量必須相等εd=εa(Ⅱ)當(dāng)反應(yīng)條件、帶有通流管的泡罩塔反應(yīng)器的幾何結(jié)構(gòu)、過(guò)程氣體的流量確定了時(shí)，上述方程(Ⅱ)根據(jù)通入間隙中的含氫氣體的特定流量就能得到。
為了描述通流管和間隙中的氣體滯量，可以采用文獻(xiàn)中的流體動(dòng)力學(xué)模型(如Krishna等的A.I.Ch.E.Journal Vol.43,1997,page311-316)，這些模型對(duì)存在氣-液-固系統(tǒng)的漿液相在“分批”條件下泡罩塔是有效的，可以估計(jì)氣體滯量與塔的直徑、氣體空塔速度之間的關(guān)系。至于間隙的環(huán)形區(qū)域，可以比作直徑等于相應(yīng)水力直徑的塔。
使用文獻(xiàn)中的流體動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，把泡罩塔反應(yīng)器視為在多相方式下操作，這是典型的工業(yè)規(guī)模反應(yīng)器，是技術(shù)人員熟知的。多相方式可以用標(biāo)準(zhǔn)化的兩相模型表示，其中，一相稱為“稀相”，由氣體組分組成，它以大氣泡的形式流過(guò)反應(yīng)器。另一相(“密相”)可以用液相表示，其中分散了固體顆粒，并且還有分散的細(xì)氣泡形式的氣體組分。大氣泡的上升速度大于小氣泡，基本上可以認(rèn)為是柱塞流。密相由液體、分散固體和細(xì)分的氣泡組成，具有某種程度的返混，這種返混取決于過(guò)程的操作條件和塔的直徑。文獻(xiàn)中的流體動(dòng)力學(xué)模型是以大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)的，還假定氣體滯量對(duì)塔直徑的依賴關(guān)系在塔徑高達(dá)1m時(shí)是有效的，對(duì)于直徑更大的塔這種影響可以忽略。這可以解釋為對(duì)于直徑大于1m的塔，漿液主體中的氣泡不再受所謂的“壁效應(yīng)”現(xiàn)象的影響。
考慮到工業(yè)規(guī)模的泡罩塔反應(yīng)器其直徑為10m，反應(yīng)器中含有氣體的分散漿液的高度是30m，反應(yīng)器內(nèi)通流管的的直徑為9.5m，高29.8m，與塔底的距離為10cm，與塔同軸安裝，考察滿足平衡關(guān)系式(Ⅰ)和(Ⅱ)的含H2氣體的流量與用于烴合成的過(guò)程氣體的流量的關(guān)系。相應(yīng)于通流管的截面積，過(guò)程氣體的表面速度為0.2、0.3、0.4m/s三種情況下的結(jié)果列于表1。在該表中，當(dāng)再生催化劑時(shí)，氣體滯量由定義給出，在通流管和間隙中是相等的。另一方面，表2給出了表1所示相同情況下，中斷間隙中含氫氣流時(shí)，通過(guò)間隙和通流管循環(huán)的含有固體的分散液的流量。這些液體的流量是通過(guò)確定通流管和間隙內(nèi)漿液(含有固體的液相分散液)的實(shí)際速度獲得的，滿足能量平衡ΔPH=ΔP損失(Ⅲ)ΔPH是間隙和通流管之間的靜壓頭，以Pa計(jì)，ΔP損失是裝有通流管的泡罩塔的總壓降，是在間隙、在通流管內(nèi)和在通流管頂部和底部壓力降的總和，其中，發(fā)生截面的突然縮小或擴(kuò)大以及漿液流向的改變。
在所有情況下反應(yīng)條件是230℃和30，催化劑的體積濃度是35％，漿液的密度是906kgm-3。
表1再生階段Ud(ms-1) εd,εaUd(ms-1)0.2 0.189 0.160.3 0.219 0.240.4 0.245 0.32表2漿液內(nèi)部循環(huán)階段Ud(ms-1) QL(m3s-1)0.2 170.3 19.50.4 21.5實(shí)施例2如何在泡罩塔反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行內(nèi)部再生，不中斷過(guò)程氣流，連續(xù)進(jìn)行烴的合成。Ⅱ．通流管直徑的影響在這一實(shí)施例中，所有的假定都與實(shí)施例1相同，但不改變過(guò)程氣體的空塔速度，改變通流管的直徑。與前面的實(shí)施例一樣，工業(yè)規(guī)模塔的直徑為10m，含有氣體的分散漿液的高度是30m，通流管的高度保持恒定，為29.8m，通流管的下端與塔底的距離假定為常數(shù)，是10cm。相對(duì)于通流管流道的截面積，氣體的表面速度設(shè)定為0.3ms-1，烴合成操作的壓力和溫度與前一實(shí)施例相同，為30和230℃。
相對(duì)于通流管直徑Dd，考察滿足實(shí)施例1中的平衡關(guān)系式(Ⅰ)和(Ⅱ)的含氫氣體的流量。對(duì)于三種不同的通流管直徑6.5、8.5、9.5m的結(jié)果列于表3，其中間隙相對(duì)于塔的總面積所占的面積分?jǐn)?shù)為(A％)。
表3再生階段Dd(m) A％ Ua(ms-1)6.558％0.38.528％0.39.510％0.24正如表3的結(jié)果所示，在通流管直徑為6.5和8.5m的情況下，必須滿足關(guān)系式(Ⅰ)和(Ⅱ)的含氫氣體的空塔速度與過(guò)程氣體相同。其理由是在這兩種情況下，相應(yīng)間隙的水力直徑大于1m，因此，由于實(shí)施例1中指出的假設(shè)，平衡關(guān)系式(Ⅱ)證明與直徑無(wú)關(guān)，只與氣體的速度有關(guān)因?yàn)槊枋鲩g隙和通流管中的氣體滯量的關(guān)系相同，當(dāng)兩種氣體的空塔速度相同時(shí)，平衡關(guān)系式(Ⅱ)僅滿足相同的氣體-液體-固體系統(tǒng)。
當(dāng)含氫氣流中斷時(shí)，重新開(kāi)始含有固體的液相分散液的內(nèi)部循環(huán)，獲得了下表3中相同條件下的循環(huán)漿液流量，列于表4。
表4漿液內(nèi)部循環(huán)階段Dd(m) QL(m3s-1)6.5 13.88.5 189.5 19.5正如從表4中所看到的，通流管直徑的增加，提高了漿液的循環(huán)量，類似于維持通流管尺寸不變提高合成氣體流量時(shí)所發(fā)生的情況(參看表2)。
表5通流管直徑對(duì)漿液循環(huán)量的影響Dd(m) QL(m3s-1)9.7 16.69.8 9.79.9 2.19.95 0.11為了使反應(yīng)體積相對(duì)于再生體積最大，在反應(yīng)器外徑相同的情況下，必須通過(guò)提高通流管的直徑來(lái)減少間隙的截面積。
然而，當(dāng)通流管的直徑超過(guò)了某一限度，漿液的循環(huán)量會(huì)突然下降(表5)。這意味著由于存在通流管而誘導(dǎo)的流通效應(yīng)消失了，在反應(yīng)體積內(nèi)發(fā)生一定程度的返混(這是不希望的)。在表5中還可以看出，為了使足夠量的漿液循環(huán)，必須選擇通流管的直徑小于9.8m。
表5中的條件與表4一樣。
權(quán)利要求
1．一種在有氣相、液相和固體催化劑存在的條件下，由合成氣生產(chǎn)主要是重質(zhì)烴、代替燃料、辛烷增強(qiáng)劑(octane enhancer)、化學(xué)品、化學(xué)中間體的連續(xù)方法，所述方法利用裝有冷卻裝置的泡罩塔進(jìn)行，包括定期內(nèi)部再生可逆地部分失活的催化劑，所述再生在有再生氣體存在的條件下進(jìn)行，其特征在于泡罩塔內(nèi)有(a)至少一個(gè)通流管，通流管由基本上垂直的圓柱體組成，其尺寸比塔小，其上端和下端敞開(kāi)，完全浸沒(méi)在含有固體的液相分散液中；(b)至少一個(gè)引入合成氣的裝置；(c)至少一個(gè)引入再生氣體的裝置；(d)至少一個(gè)啟動(dòng)/中斷再生氣流的裝置；(e)一個(gè)適合于使合成氣和再生氣體混合最小的任選裝置。
2．權(quán)利要求1的方法，其特征在于通流管與泡罩塔同軸安裝。
3．權(quán)利要求1的方法，其特征在于引入合成氣的裝置(b)是氣體分布器。
4．權(quán)利要求1的方法，其特征在于引入合成氣的裝置(b)安裝在泡罩塔的底部。
5．權(quán)利要求1的方法，其特征在于引入再生氣體的裝置(c)是氣體分布器。
6．權(quán)利要求1的方法，其特征在于引入再生氣體的裝置(c)安裝在通流管與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的間隙的底部。
7．權(quán)利要求1的方法，其特征在于適合于使合成氣和再生氣體混合最小的裝置(e)是擋板。
8．權(quán)利要求1的方法，其特征在于適合于使合成氣和再生氣體混合最小的裝置(e)安裝在通流管的下端開(kāi)口附近。
9．權(quán)利要求1的方法，其特征在于通流管(a)的尺寸是樣的其下端恰好高于反應(yīng)器底部，其上端恰好低于含有固體的液-固分散液的自由表面。
10．一種就地再生可逆地部分失活的固體催化劑的方法，固體催化劑主要含有Ⅷ族金屬，優(yōu)選鈷和鐵，上述方法包括使用權(quán)利要求1中描述的反應(yīng)器，并且在再生過(guò)程中不中斷合成氣，該方法包括(ⅰ)催化劑的第一再生階段，在該階段中，使含有氫氣的再生氣體通入反應(yīng)器與通流管之間的間隙，經(jīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使間隙內(nèi)液體中的一定量的廢催化劑再生，含氫氣體的流量平衡通流區(qū)域與間隙之間的靜壓頭；(ⅱ)第二階段，在該階段中，中斷含氫氣體的輸入，利用通流管再次建立含有固體的液相分散液的循環(huán)；這樣，在階段(ⅰ)中獲得的再生催化劑被存在于反應(yīng)器內(nèi)的廢催化劑所取代；(ⅲ)重復(fù)階段(ⅰ)和(ⅱ)。
11．權(quán)利要求10的方法，其特征在于步驟(ⅰ)中的含氫再生氣體是從反應(yīng)器與通流管之間的間隙下部通入的。
12．權(quán)利要求10的方法，其特征在于重復(fù)階段(ⅰ)和(ⅱ)直到泡罩塔反應(yīng)器內(nèi)的所有催化劑被再生。
13．權(quán)利要求1的方法，主要是生產(chǎn)重質(zhì)烴。
全文摘要
一種在有氣相、液相和固體催化劑存在的條件下,由合成氣生產(chǎn)主要是重質(zhì)烴的連續(xù)方法,所述方法利用泡罩塔進(jìn)行,其特征在于泡罩塔內(nèi)有:(a)至少一個(gè)通流管;(b)至少一個(gè)引入合成氣的裝置;(c)至少一個(gè)引入再生氣體的裝置;(d)至少一個(gè)啟動(dòng)/中斷再生氣流的裝置;(e)一個(gè)適合于使合成氣和再生氣體混合最小的任選裝置。
文檔編號(hào)C07C9/02GK1230941SQ98800893
公開(kāi)日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1998年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月26日
發(fā)明者C·馬勒托, V·比科羅, D·卡薩納威, P·加爾提爾 申請(qǐng)人:阿吉佩羅里股份公司, 艾尼股份公司, 法國(guó)石油研究所