CN105283243B - 脱氢反应器中的倾斜基板 - Google Patents

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Abstract

用于径向床反应器的倾斜基板改善了来自反应器底部的固体流动。气体流动可通过采用多孔基板或通过在内多孔筒底部水平面的下方区域内设置外多孔筒的无孔部段来改善。

Description

脱氢反应器中的倾斜基板
优先权声明
本申请要求于2013年3月28日提交的美国申请US13/852,110的优先权，其整个内容通过引用被纳入本文。
背景技术
多种工艺采用交叉流反应器来提供流体与固体之间的接触。所述固体通常包括催化材料，流体在该催化材料的作用下反应以形成产物。所述工艺涵盖一系列过程，包括烃转化、气体处理和分离吸附。
交叉流反应器往往是径向流反应器并且被构造成使得该反应器具有环状结构并且构造成设有环形的分布和收集装置。用于分布和收集的装置包括某些类型的筛分面。所述筛分面是用于使催化剂床保持就位并用于帮助在反应器表面上的压力分布以有利于径向流经过该反应器床。所述筛可以是网(金属丝或其它材料)或者穿孔板。对于移动床，所述筛或网提供屏障，以便在允许流体流过该床时防止损失固体催化剂颗粒。固体催化剂颗粒在顶部加入，并且在穿过允许流体在催化剂上流动的带筛附件时流过该装置并在底部被排出。
在具有基本连续的催化剂循环的径向床反应器中，必须要考虑到通过气体流动施加在催化剂上的力，以确保催化剂的运动不受限制。气体流过催化剂床的方向与在移动床中的催化剂运动的期望方向大致垂直。在正确的条件下，过大的气流速度会通过阻滞固体流动或形成空隙空间而影响催化剂的运动。这两个均是不期望的影响，其将不利地影响催化剂的流动。
在利用径向流动反应器的工艺中，烃脱氢是一种重要的商用烃转化工艺，这是由于对脱氢烃的当前存在的以及不断增长的需求，以用于制备多种的化学产品如洗涤剂、高辛烷值汽油、含氧汽油共混组分、药用产品、塑料、合成橡胶和对于本领域技术人员来说公知的其它产品。
对于烃转化工艺领域的技术人员来说，借助链烷烃催化脱氢制备烯烃是公知的。许多专利大体论述了烃脱氢，例如像(Imai等人)的美国专利US4,430,517，其论述了脱氢工艺以及在其中所用的催化剂。
图1示出了一种类型的径向床反应器10。催化剂进入缓冲料斗15的顶部并流入环形床20内，催化剂从床20的底部经催化剂输送管线25排出。内多孔筒30和外多孔筒35将催化剂保持在环形催化剂床20内并且至少部分限定出分布空间40和收集空间45的边界。如图所示，设有可选的中央分配器塞50，其占据反应器10的、由内多孔筒30围成的中央部分并用于分配进入的反应物，同时使分布空间40的体积最小。反应物经由延伸至内多孔筒30的底部的封闭式管道部段55进入分布空间40。在外多孔筒35外侧的收集空间45作为收集区使用，其提供反应器流出物以经管口60排出。在催化剂床20底部的基板65是平坦的。
然而，在某些条件下，这种配置可允许催化剂在床底部变得停滞。
因此，具有改进的流动性能的反应器将是期望的。
发明内容
本发明的一个方面是带有倾斜基板的径向床反应器。在一个实施例中，所述反应器包括反应器本体。内多孔筒和外多孔筒限定出催化剂床，所述催化剂床具有在上端的入口和在下端的出口。外多孔筒的第一部分在内多孔筒的底部的下方延伸，并且第一部分具有无孔部段。基板从内多孔筒的底部朝向外多孔筒的底部延伸，并且相对于内多孔筒倾斜。存在由至少该内多孔筒限定出的分布空间，以及由该外多孔筒和反应器本体限定出的收集空间。该分布空间具有进料口，且该收集空间具有产物出口。
带有倾斜基板的径向床反应器的另一个实施例包括反应器本体，该反应器本体具有中央分布器塞。内多孔筒和外多孔筒限定出催化剂床，所述催化剂床具有在上端的入口和在下端的出口。外多孔筒在内多孔筒的底部的下方延伸。基板从内多孔筒的底部朝向外多孔筒的底部延伸，并且基板相对于内多孔筒倾斜并具有至少一个孔部分。存在由至少该内多孔筒限定出的分布空间，以及由该外多孔筒和反应器本体限定出的收集空间。该分布空间具有进料口，且该收集空间具有产物出口。
附图说明
图1是现有技术的径向床反应器的一个实施例的示意图。
图2是图1的径向床反应器的底部的一部分的示意图。
图3是带有倾斜基板的径向床反应器的一部分的示意图。
图4-4A是具有有孔部段的倾斜基板的一个实施例的示意图。
图5是具有有孔部段的倾斜基板的另一实施例的示意图。
图6是具有有孔部段的倾斜基板的又一实施例的示意图。
图7是的倾斜基板与具有无孔部段的外多孔筒的一个实施例的示意图。
具体实施方式
用于径向床反应器的倾斜基板改善了来自反应器底部的固体流动。气体流动可通过采用多孔基板或通过在内多孔筒底部水平面的下方区域内设置外多孔筒的无孔部段来改善。
本文所述的工艺设备可用于得益于径向床反应器中的基本连续的催化剂循环的任何工艺。这样的工艺的例子包括但不限于烷烃脱氢、石脑油重整和脱氢齐聚环化。
图2示出了在具有平坦的基板的催化剂床的底部的进料的流动形态。进料进入分布空间40并向上流过封闭式管道部段55直至到达内多孔筒30，在该内多孔筒处，进料开始经该内多孔筒向外流动并进入催化剂床20。在内多孔筒30的催化剂床侧的遮板70使所述进料向下转向。当其到达遮板底部时，其向外流过催化剂床20。
为了改善在反应器底部的催化剂流动，研发了如在图3中所示的倾斜的基板。该基板65的倾斜使外多孔筒35的长度增加了距离A，该距离A在最下方遮板70的底部水平面的下方延伸。
该倾斜的基板提供了来自催化剂床底部的改善的固体流动。坡度通常在30°至85°，或40°至80°，或45°至75°，或50°至70°，或55°至65°的范围内。
倾斜的基板改善了固体运动并消除了固体停滞的问题。但发现负面地影响了在反应器下部的气体流动形态，这增加了空吹和/或固体阻滞的可能性。局部蒸汽流动分布是倾斜基板和相应外多孔筒延伸的敞开区的功能。具有倾斜基板的下游扩展的敞开区能够在催化剂床深度上形成局部蒸汽流扩展。
如在图3中所示，所述进料进入分布空间40并如上所述地向上流动经过内多孔筒30，进料在此处被遮板70向下引导。外多孔筒35在遮板底部水平面下方延伸一高度A，该高度A是倾斜基板65的高度。该下游扩展的敞开区A和流动扩展允许流动更加局部，以满足驱动分布的静压差。额外的局部蒸汽流的量可扰乱局部固体自由面、固体床干扰和床底部的固体流。
流过包括催化剂床20在内的反应器部件的蒸汽流可利用计算机流体动力学(CFD)研究。这些数值实验已经显示，工艺设备的构造能够影响蒸汽流动形态，导致具有高的局部流速的区域。本发明特别感关注的是在反应器底部附近的反应器设备和催化剂排出管线25的影响。在一个例子中，蒸汽经过内多孔筒30下部的流动速率高于平均值，因为用于将气流排出所述床的附加的出口面积与倾斜基板的高度A相对应。在内多孔筒末端下方的基板和外多孔筒结构对在内多孔筒底部5％中的蒸汽流的影响最大且在这一部分内的局部高流率可导致径向蒸汽速率超过临界排放速率。
为了解决这一问题，本发明的一个实施例涉及提供多孔的倾斜基板以实现改善的固体流动和液压平衡的局部蒸汽流动，以使入口流均匀地分布在反应器的底部。入口进料流的滑流的补充蒸汽流降低了底部遮板的液压分布。另一实施例采用外部引入的氢作为补充蒸汽流；这种配置将具有的额外的益处是在反应器的倾斜部中以H2S形式从催化剂中去除或部分去除硫，以及液压平衡局部蒸汽流分布，其原因在2012年3月20日提交的、名称为用于在轻质烷烃脱氢工艺中管理催化剂上硫的方法的美国申请序列号US 13/424,874中有所描述，其通过引用被纳入本文。这两种选择均能减少向遮板底部的流动并且甚至能够减少在整个径向催化剂床中的分布，以使得自反应器底部的固体流动不被负面地影响。
图4-4A示出了多孔基板的一个实施例。如前所述，所述进料向上流过分布空间经过内多孔筒30，在此，进料被遮板70向下引导。在内多孔筒30的下方，存在具有开口85的延伸板80。可选的支承板90将该延伸板80与该倾斜基板65的底部连接。如图所示，该支承板90是实心的，但这并不是必须的。
一部分进料流动通过该开口85并继续流过倾斜基板65上的一个或多个孔部95。如图所示，多个所述孔部95是采用用于限制催化剂的异型金属丝网、金属丝网、开槽多孔材料等覆盖的孔。
在图5中示出了另一实施例，倾斜的板65具有一个或多个错位布置的有孔部段100和无孔部段105。有孔部段100是由异型金属丝网、金属丝网、开槽多孔材料等制成的筒状部段。优选地，所述有孔部段围绕反应器的整个周向延伸，尽管这并不是必须的。
一部分进料流过开口85和在倾斜基板65上的有孔部段105。
图6示出了另一实施例。延伸板80是实心的，并且在支承板90上存在开口110。气体如氢气流过该开口110并继续流过基板65上的有孔部段115。在基板下方的压力通风装置120可绕反应器的周向分布气体。当氢气被用作气体时，硫可以H2S形式除去。
这些实施例能够减少朝向底部遮板的进料流，并且能够使整个催化剂床均匀分布，该均匀分布不会不利地影响反应器底部的固体流动。
解决这一问题的另一种方案是使外多孔筒的位于内多孔筒底部水平面下方的至少一部分不含孔。在一些实施例中，在内多孔筒底部水平面下方的整个部分均没有孔。但这会导致固体流动问题以及由于气体的向上流动导致的在无孔部段的上边缘处的过高的负压梯度。
在其它实施例中，在内多孔筒底部水平面下方存在有孔的外多孔筒部分。期望其在外多孔筒的底部处或附近。
图7示出了具有外多孔筒的无孔部段的实施例。该外多孔筒具有在内多孔筒底部水平面下方的高度为A的部分，该高度A是基板65的高度。存在高度为Y的无孔部段和在无孔部段125下方的高度为X的有孔部段130。
有孔部段130允许气体从反应器的底部排出催化剂床，促进了在床中的向下流动形态。有孔部段130的孔尺寸和开孔率可以与该外多孔筒的位于无孔部段125上方的孔尺寸和开孔率相等或不等。
无孔部段125阻止气体穿过。这增加了在反应器下部的流动阻力，防止了过高的气流量经过在反应器下部的遮板70下方的开口。
在一些实施例中，位于A上方的外多孔筒35的部段B的外多孔筒的多孔筒尺寸和/或开孔率相比于位于部段B上方的部段C的外多孔筒的多孔筒尺寸和/或开孔率有所降低。部段B的高度通常为部段B和C的总高度的5％-10％。
带有遮板的中央件的设计在美国专利US8,071,046中有所描述，其通过引用被纳入本文。在这种设计中，多个圆筒部段叠放在反应器的中央，以形成具有开口的中心管。每个圆筒部段具有上边缘、下边缘和圆筒直径。圆筒部段的侧壁具有分布在该侧壁上的多个开口，以允许流体通过所述圆筒部段。设有多个锥形截头锥筒(遮板)，其中，每个截头锥筒包括具有上直径的上边缘和具有下直径的下边缘，且其中该下直径大于该上直径，且其中该上直径与该圆筒直径基本相等。所述截头锥筒通常与该中心线形成介于5°和20°之间的夹角。所述截头锥筒以如此的方式叠放，以使得一截头锥筒的下边缘在布置在该截头锥筒下方的相邻截头锥筒的上边缘的下方延伸。
在一些实施例中，设有在内多孔筒附近位于催化剂床侧的异型金属丝网筛，来替代如图2-7中所示的遮板。尽管采用异型金属丝网筛时的流动形态不会与它们采用遮板时的流动形态相同，但可采用多孔基板和/或外多孔管的无孔部段并且将提供类似的益处。
在这种配置中，设有由多孔内环形板制成的中心管和外环形异型金属丝网筛。流体从入口流动经过该中心管并经过该板的开口并从所述筛出去以与催化剂接触。所述异型金属丝网筛被形成为大致管状或圆筒形，其在大致竖直的环形反应器内绕其中心轴线竖直延伸。所述筛可以是网(金属丝或其它材料)或者是穿孔板。用于将所述催化剂颗粒保持在床内的所述筛或网的尺寸被设定成具有使颗粒无法通过的足够小的孔径。
通常，设有异型金属丝网筛，其靠近外多孔筒位于催化剂床侧。
链烷烃脱氢对于烃加工领域的技术人员来说是公知的。在脱氢工艺中，新鲜的烃进料与循环氢和未转化的烃组合。可脱氢的烃优选包括具有3或5个碳原子的异烷烃。可脱氢烃的合适的进料往往会包含轻质烃(即具有比主进料组分少的碳原子的那些烃)，出于反应目的，所述轻质烃为杂质。在大多数情况下，烯烃从脱氢区循环中排出以避免形成在许多烯烃转化过程中生成不期望的副产物的二烯烃。连同所述可脱氢烃一起进入脱氢区的进料包括富H2流，优选包含至少75mol-％的H2。该H2起到抑制在催化剂表面上形成含烃沉淀物(更通常被称为焦炭)的作用并且能够起到抑制不期望的热裂解的作用。由于H2是在脱氢反应中生成的并且包含一部分流出物，因此，被引入反应区的富H2流通常包含源自脱氢区流出物的分离的循环H2。替代地，H2可以从除脱氢区流出物之外的合适源提供。
氢气和烃的混合流经过维持在合适脱氢条件如温度、压力和空速下的合适的脱氢催化剂床，并且来自催化反应区的流出物被进一步处理以生成烯烃流。
脱氢反应是高度吸热反应，该反应通常在低(接近大气)压条件下进行。在脱氢反应区内采用的准确的脱氢温度和压力将取决于各种不同因素，如烷烃原料的组合物、所选催化剂的活性和烃转化率。总体上，脱氢条件包括0MPa(0巴)至3.5MPa(35巴)的压力和480℃(900°F)至760℃(1400°F)的温度。合适的烃原料被装载至反应区并与包含在反应区内的催化剂在1至10的液时空速(LHSV)下接触。氢气，主要是再循环氢气被适当地以0.1至10的摩尔比与烃原料混合。优选的脱氢条件，特别是对于C4-C5烷烃原料的脱氢条件包括0MPa(0巴)至0.5MPa(5巴)的压力和540℃(1000°F)至705℃(1300°F)的温度，0.1至2的氢气/烃摩尔比，以及小于4的LHSV。
脱氢区可采用任何合适的脱氢催化剂。通常，优选的合适催化剂包括VIII族贵金属组分(例如铂、铱、铑和钯)、碱金属组分和多孔无机载体材料。催化剂还可包含有利地改进催化剂性能的金属助剂。多孔载体材料应当是对于反应区内所用条件来说相对耐火的，并且可以从在双功能烃转化催化剂中惯用的那些载体材料中选择。优选的多孔载体材料是无机氧化物耐火材料，其中最优选的是氧化铝载体材料。颗粒通常是类球状的并具有1/16至1/8英寸(1.6至3.2mm)的直径，尽管它们可以大到1/4英寸(6.4mm)。
脱氢区的操作将生成氢气和烃的混合物。通常，一部分烃将包含期望的烯烃和其烷烃前体的平衡混合物。来自脱氢反应部段的流出物进入氢回收部段。这种分离部段从流出物中除去氢气并以高纯度回收氢以再循环至脱氢反应部段中。用于去除氢气的分离步骤通常将包括在分离容器中的冷却和压缩以及随后的冷却和闪蒸。用于分离氢气和轻质气体的这样的方法对于本领域技术人员来说是公知的。
典型的脱氢工艺使烃和氢气的组合进料经过带有位于反应器之间的级间加热装置的多个反应器。所述烃和氢气进料通过与来自脱氢区的流出物的间接热交换被初始加热。在加热之后，进料混合物通常经过加热器以在进入其中进料混合物与脱氢催化剂接触的脱氢反应器之前进一步提高进料组分的温度。吸热反应降低反应物的温度，反应物之后在进入下一个反应器之前经历级间加热。在与进料热交换之后，来自最后一个脱氢区流出物的流出物进入产物分离设备中。
采用径向床反应器的另一个工艺是催化重整。通常，在催化重整中，原料与包含氢气的循环流混合并在反应区内与催化剂接触。用于催化重整的常用原料是以石脑油已知的并具有80℃(180°F)的初馏点和205℃(400°F)的终馏点的石油馏分。反应器入口温度可以是从450°到560℃(840°到1040°F)的范围。催化重整工艺可特别适用于处理由相对高浓度的环烷烃和基本上直链烷烃组成的直馏汽油，其可通过脱氢和/或环化反应进行芳构化。
重整可被定义为环己烷脱氢和烷基环戊烷异构脱氢生成芳香族环烃、链烷烃脱氢生成烯烃、链烷烃和烯烃脱氢生成芳香族环烃、正构烷烃异构化、烷基环烷烃异构化生成环己烷、取代的芳香族环烃异构化，和烷烃加氢裂化。重整通常是吸热过程；因此，在一个实施例中，烃流经过一系列反应区和级间加热器以提高反应温度。有关重整反应的其它信息可在例如美国专利US4,409,095(Peters)中寻找。
催化重整反应通常在由一种或多种VIII族贵金属(例如铂、铱、铑和钯)组成的催化剂颗粒和与多孔载体如氧化铝连用的卤素存在的情况下进行。所述颗粒通常是类球形的并具有1/16英寸至1/8英寸(1.6mm至3.2mm)的直径，尽管它们可以大到1/4英寸(6.4mm)。示例性催化剂在美国专利US6,034,018(Sechrist等人)中被公开。在重整反应过程期间，催化剂颗粒可由于机理如焦炭在颗粒上的沉积而失活；即，在使用一段时间后，催化剂颗粒促进重整反应的能力会降低至催化剂不能用的程度。催化剂必须在其可在重整过程中再使用之前被恢复或再生。
在一种优选形式下，重整装置将采用移动床反应区和再生区。通常，新鲜催化剂颗粒被给料至反应区，该反应区可包括多个子区，且所述颗粒通过在重力帮助下的输送流过该区。催化剂可从反应区的底部排出并输送至再生区，在该再生区中，可采用多步骤再生过程去除焦炭沉积物并恢复该催化剂以再生其反应促进能力。通常，所述再生区包含氧气并通常在370°至538℃(700°至1000°F)下操作。典型地，通过在重力帮助下的输送，催化剂流过各个再生步骤并之后在通常不大于200℃(400°F)的温度下从再生区中排出并供应至反应区。从再生区排出的催化剂可称为再生催化剂。催化剂经过所述区的运动通常被称为连续的，尽管实际上其可以是半连续的。半连续运动可以指代在紧密间隔的多个点处按时地重复转移相对少量的催化剂。例如，每分钟可从反应区的底部排出一批且回收可半分钟进行一次，即催化剂将流动半分钟。如果在反应区内的存量大，则催化剂床可被认为是连续移动。移动床系统可具有在催化剂被除去或更换时维持产量的优势。
使用径向床反应器的又一工艺是脱氢齐聚环化。在脱氢齐聚环化反应区内，C2-C6脂肪族烃被转化成芳香烃。C2-C6链烷烃和烯烃转化成芳香烃(脱氢齐聚环化)可以根据包括脱氢反应、齐聚反应和芳构化反应的三级工艺来表达。尽管反应级将被描述为按顺序发生，但应当理解，所有这三级将在脱氢齐聚环化反应区内同时发生。第一反应级包括链烷烃脱氢生成烯烃。烯烃可通过链烷烃的直接脱氢从链烷烃获得以形成相应的烯烃和氢气或通过碳-碳断裂获得以生产低碳烷烃和烯烃。在热力学有利的脱氢温度(即500°-700℃的温度)下，直接脱氢反应与碳-碳断裂反应相当。在这些温度和脱氢催化剂存在下，主要的机理是碳-碳键(C-C)的断裂，其具有比碳-氢键(C-H)更低的键能。烷烃越高，朝向碳-碳键断裂的趋势就越大。在丙烷的情况下，可能发生两个分解反应，一个产生丙烯和游离氢，另一个产生乙烯和甲烷，其中，后者稍微占优势一些。在丁烷的情况下，主要的反应是在碳链端部的断裂以生成丙烯和甲烷，其中，下一个主要的反应是内部碳原子的断裂以生成乙烷和乙烯。仅发生较少量的直接脱氢，以生成丁烯和游离氢。
乙烯、乙烷和甲烷是碳断裂反应的最不期望的产物。甲烷作为耐火产物保持在反应器系统中。在期望的反应中，乙烷可在齐聚反应生成更大的烃之前被脱氢成乙烯。但这种反应进行缓慢，并且由于不期望的乙烯脱氢反应的速度和频率，脱氢反应基本不会改变在反应混合物中的乙烷浓度。事实上，由于乙烯脱氢反应相比于乙烯齐聚反应或乙烷脱氢反应占优势，因此在反应混合物中的乙烷浓度会随着反应器停留时间的增加而增加。如在前解释的，乙烯碳聚合反应产物可以脱氢生成乙烷或发生齐聚反应。
在转化过程的第二级中，烯烃进行齐聚反应以生成环状环烷烃。环烷烃之后在转化过程的第三级中脱氢以生成相应的芳香族化合物。环状环烷烃包括饱和环烷烃和不饱和脂环族化合物，其中，前者通常是主要的。在第二级中生成的主要的环状环烷烃是用包含总数为1至12个碳原子的一个或两个烷基取代的六元环。这些环状环烷烃经脱氢生成相应的芳香烃，例如苯、甲苯、乙苯、二甲苯和其它的烷基甲苯。
当然，将在脱氢齐聚环化反应区中采用的操作条件将根据诸如原料组合物和期望的转化而变化。C2-C6脂肪族烃脱氢齐聚环化生成芳香族环烃的期望的条件范围包括350°至650℃的温度、10.1kPa(0.1标准大气压)至2.0MPa(20标准大气压)的压力和0.2至10hr-1的液时空速。优选的工艺条件是温度为400℃至600℃，压力在或落入25kPa(0.25标准大气压)至1.0MPa(10标准大气压)的范围内，以及液时空速在0.5至5hr-1之间。应当理解，随着进料的平均碳数的增加，需要下端温度范围内的温度以获得最佳性能，并且相反地，随着进料的平均碳数的降低，需要更高的反应温度。
脱氢齐聚环化过程的进料流在本文中被定义为被引入脱氢齐聚环化反应区内为上述三种脱氢齐聚环化反应提供反应物的那些物流。包含在进料流中的为C2-C6脂肪族烃。至于C2-C6脂肪族烃，其是指可包括每分子具有2至6个碳原子的一种或多种开链异构体、直链异构体或支链异构体。此外，在原料中的烃可以是饱和的或不饱和的。优选地，烃、C3和/或C4选自异丁烷、正丁烷、异丁烯、正丁烯、丙烷和丙烯。性质上为耐火材料或反应物的填充剂也可包含在进料流中。这样的填充剂的例子包括氢、氮、氦、甲烷、氩、氖、CO、CO2、H2O或其前体。水前体被定义为在加热至脱氢齐聚环化反应温度时释放H2O的那些化合物。甲烷和比C6芳香烃大的烃也可以是本发明的原料组分。甲烷组分通常但不总是为耐火反应物。在参与反应时，C6+芳香烃组分通过重整被更有效地处理。在任何情况下，人们期望，在进料中参杂这样的组分将会不利地影响脱氢齐聚环化反应的反应动力学。
C2-C6脂肪族烃进料流在维持在脱氢齐聚环化条件下的脱氢齐聚环化反应区内与催化复合材料接触。这种接触可通过在固定床系统、移动床系统、流化床系统或在间歇式操作中采用催化复合材料来完成；然而，鉴于应将有价值的催化剂的磨损降至最低的事实以及公知的操作优势，优选采用固定床催化系统或密相移动床系统如在美国专利US3,725,249中解释的。在密相移动床系统中，进料流通过任何合适的加热装置预加热至期望的反应温度并随后被送入包含本发明的催化复合材料的床的脱氢齐聚环化区内。当然，应当理解，脱氢齐聚环化区可以是一个或多个独立的反应器，在反应器之间具有用于确保在每个反应器的入口处维持期望的转化温度的合适的装置。反应物在它们与催化剂接触时可以呈液相、气液混合相或气相形式，其中在处于气相形式时获得最好的结果。则该脱氢齐聚环化系统优选包括脱氢齐聚环化区，该脱氢齐聚环化区包括脱氢齐聚环化催化复合材料的一个或多个密相移动床。
在多个床系统中，所述脱氢齐聚环化区可以是一个或多个独立的反应器，在反应器之间具有合适的加热装置，以补偿在每个催化剂床中遭受的任何热损失。具体到密相移动床系统，其通常的做法是从反应区的底部除去催化剂，通过本领域已知的传统装置使其再生，并之后将其返回至反应区的顶部。
在本工艺中有用的脱氢齐聚环化催化剂可以是现有技术已知的、具有使轻质脂肪族烃转化为芳香烃的能力的任何催化剂。这样的催化剂的例子公开在美国专利US6,617,275、US4,654,455、US4,746,763、US4,499,315和US4,720,602中，其通过引用被纳入本文。此外，应当注意，所述脱氢齐聚环化工艺不一定在单个反应区内进行，而是可以由能从轻质脂肪族烃产品如在美国专利US4,705,908或加拿大专利第1,237,447号中公开的轻质脂肪族烃产品生产含芳香烃的产品的任何组合工艺替代。但含单种脱氢齐聚环化催化剂的单个反应系统是优选的。
可用于本工艺的脱氢齐聚环化反应区的优选催化剂包括含磷氧化铝；元素周期表中的IIB族、IIIB族或IVB族金属组分，特别是镓组分；以及二氧化硅/氧化铝之比为至少12的结晶铝硅酸盐沸石。优选的催化剂的进一步特征在于，结晶铝硅酸盐是ZSM-5并且存在的量为35至59.9wt.％。此外，最优选的催化剂包括0.1至5wt.％的镓和40至60wt.％的含磷氧化铝组分。这样的催化剂在美国专利第4,636,483号中有所描述，其通过引用被纳入本文。
具体实施例
尽管以下结合了具体实施例进行了描述，但应当理解，本说明书打算举例说明而并非限制前述说明和后附权利要求的范围。
本发明的第一实施例是带倾斜基板的径向床反应器，其包括反应器本体；限定出催化剂床的内多孔筒和外多孔筒，该催化剂床具有在催化剂床上端的入口和在催化剂床下端的出口，该外多孔筒的第一部分在内多孔筒的底部下方延伸，所述第一部分具有无孔部段；从所述内多孔筒的底部朝向所述外多孔筒的底部延伸的基板，该基板是相对于内多孔筒倾斜的；由至少所述内多孔筒限定出的分布空间；由所述外多孔筒和反应器本体限定出的收集空间；通向分布空间的进料口；和离开收集空间的产物出口。本发明的具体实施例是从本段落的第一实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，外多孔筒的第一部分还包括有孔部段，所述有孔部段位于无孔部段的下方。本发明的具体实施例是从本段落的第一实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，所述内多孔筒还包括在催化剂床侧的遮板。本发明的具体实施例是从本段落的第一实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，所述无孔部段在最下方遮板的底部下方延伸。本发明的具体实施例是从本段落的第一实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，有孔部段的孔尺寸、开孔率或二者与外多孔筒的孔尺寸、开孔率或二者不同。本发明的具体实施例是从本段落的第一实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，外多孔筒的第二部分具有第一部段和第二部段，其中，第二部分的第一部段在第一部分的无孔部段上方，且其中，第二部分的第一部段的孔尺寸、开孔率或二者小于第二部分的第二部段的孔尺寸、开孔率或二者。本发明的具体实施例是从本段落的第一实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，内多孔筒还包括在催化剂床侧的遮板并且其中第二部分的第一部段向上延伸一段距离，所述一段距离为第二部分的第一部段和第二部段的高度的5-10％。本发明的具体实施例是从本段落的第一实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，所述基板以30°至85°的角度倾斜。本发明的具体实施例是从本段落的第一实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其还包括在内多孔筒附近位于催化剂床侧的异型金属丝网筛。
本发明的第二实施例是带有倾斜基板的径向床反应器，其包括反应器本体；限定出催化剂床的内多孔筒和外多孔筒，该催化剂床具有在催化剂床上端的入口和在催化剂床下端的出口，该外多孔筒在内多孔筒的底部下方延伸；从所述内多孔筒的底部朝向所述外多孔筒的底部延伸的基板，该基板是相对于内多孔筒倾斜的，所述基板具有至少一个有孔部段；由至少所述内多孔筒限定出的分布空间；由所述外多孔筒和反应器本体限定出的收集空间；通向分布空间的进料口；和离开收集空间的产物出口。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，所述内多孔筒具有在催化剂床侧的遮板。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其还包括在内多孔筒底部处的延伸板和穿过该延伸板的进料口。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，至少一个有孔部段包括至少一个孔，所述至少一个孔被异型金属丝网、金属丝网或多孔材料覆盖。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，所述至少一个有孔部段包括至少一个圆形的异型金属丝网、金属丝网或多孔材料，且其中，基板包括错位布置的无孔部段和有孔部段。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其还包括在内多孔筒底部处的延伸板、从延伸板延伸至所述基板的支承板，以及贯穿所述支承板的工艺气体入口。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，所述至少一个有孔部段包括至少一个孔，所述至少一个孔被异型金属丝网、金属丝网或多孔材料覆盖。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，所述至少一个有孔部段包括至少一个金属丝网部段，且其中，所述基板包括错位布置的无孔部段和金属丝网部段。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其中，所述基板以30°至85°的角度倾斜。本发明的具体实施例是从本段落的第二实施例起的本段落中的一个、任一个或所有的在先实施例，其还包括在内多孔筒附近位于催化剂床侧的异型金属丝网筛。
尽管已经在本发明的前述详细说明中呈现了至少一个示例性实施例，但应当想到存在大量变型。还应当想到，所述一个或多个示例性实施例仅仅是例子，而不打算以任何方式限制本发明的范围、应用性或构造。当然，前面的详细说明将为本领域技术人员提供实施本发明的示例性实施例的方便途径。应当理解，可在不背离如在后附权利要求中提及的本发明的范围的情况下，就示例性实施例的元件的功能和配置做出各种不同的改变。

Claims (9)

1.一种带有倾斜基板的径向床反应器，其包括：
反应器本体；
限定出催化剂床(20)的内多孔筒和外多孔筒(30、35)，该催化剂床(20)具有在催化剂床上端的入口和在催化剂床下端的出口，该外多孔筒(35)的第一部分(A)在该内多孔筒(30)的底部下方延伸，所述第一部分(A)具有无孔部段(125)；
从所述内多孔筒(30)的底部朝向所述外多孔筒(35)的底部延伸的基板(65)，该基板(65)相对于所述内多孔筒倾斜；
由至少所述内多孔筒(35)限定出的分布空间(40)；
由所述外多孔筒(35)和该反应器本体限定出的收集空间(45)；
通向分布空间(40)的进料口(55)；和
离开收集空间(45)的产物出口(60)。
2.根据权利要求1所述的反应器，其中，所述外多孔筒(35)的该第一部分(a)还包括有孔部段(130)，所述有孔部段(130)位于该无孔部段(125)的下方。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的反应器，其中，所述内多孔筒(30)还包括在催化剂床侧的遮板(70)。
4.根据权利要求3所述的反应器，其中，所述无孔部段(125)在最下方遮板(70)的底部下方延伸。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的反应器，其中，所述基板(65)以30°至85°的角度(a)倾斜。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的反应器，还包括在所述内多孔筒(30)附近位于催化剂床侧的异形金属丝网筛。
7.根据权利要求2所述的反应器，其中，所述有孔部段(130)的孔尺寸、开孔率或二者与所述外多孔筒(35)的孔尺寸、开孔率或二者不同。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的反应器，其中，所述外多孔筒(35)的第二部分具有第一部段(B)和第二部段(C)，其中，该第二部分的所述第一部段(B)在该第一部分的所述无孔部段(125)上方，且其中，该第二部分的所述第一部段(B)的孔尺寸、开孔率或二者小于该第二部分的所述第二部段(C)的孔尺寸、开孔率或二者。
9.根据权利要求8所述的反应器，其中，所述内多孔筒(30)还包括在催化剂床侧的遮板(70)，并且其中，该第二部分的所述第一部段(B)向上延伸一段距离，所述一段距离为该第二部分的所述第一部段(B)和第二部段(C)的高度的5-10％。
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