CN115315303B - 用于使反应器流出物料流骤冷的工艺和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工艺和设备，该工艺和设备用于通过将包含催化剂的热蒸汽反应器流出物料流和第一骤冷液料流进料到第一骤冷腔室来冷却并去除热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂。热蒸汽反应器流出物料流与第一骤冷液料流直接接触，以冷却热反应器流出物料流并将该热反应器流出物料流中的催化剂洗涤到第一骤冷液料流中。第一骤冷液料流和蒸汽反应器流出物料流一起通过床层，同时从蒸汽反应器流出物料流中分离催化剂并将催化剂转移到第一骤冷液料流中。
Description
优先权声明
本申请要求2020年2月26日提交的美国申请第16/801,822号的优先权，该申请全文并入本文。
技术领域
该领域是用于使通常处于气相的热反应器流出物料流并且具体地为来自使用流化催化剂操作的反应器的流出物骤冷的工艺和设备。
背景技术
流化催化反应是在高温下使用可自由移动出反应器的流化催化剂进行的。离开流化催化反应器的热蒸汽流出物携带催化剂细粒负载，尽管设备设计将催化剂保留在反应器中或将其从反应器流出物中去除。下游设备需要冷却反应器流出物并从其去除催化剂。流化催化工艺包括流化催化裂化(FCC)、甲醇制烯烃(MTO)、甲苯甲基化和石蜡脱氢。
诸如在MTO工艺中，含氧化合物转化为烯烃发生在相对较高的温度下，通常高于250℃，并且优选地高于300℃。在将含氧化合物转化为烯烃时，在高放热反应中释放出大量的热。由于反应器流出物通常处于比原料温度更高的温度，因此已经提出许多方法和方案来处理从该工艺产生的反应热量。
在常规的MTO工艺中，骤冷塔用于通过与水接触来冷却热反应器蒸汽流出物。骤冷塔运行时，蒸汽流出物进入骤冷塔底部，并且骤冷水加入到塔顶，并且在蒸汽流出物与骤冷水之间形成逆流接触。
寻求使热蒸汽反应器流出物骤冷同时从流出物回收催化剂的工艺和设备。
发明内容
公开了一种用于冷却并去除热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂的工艺和设备。将包含烃反应器产物、水和粉末催化剂的热蒸汽反应器流出物，以及第一骤冷液料流进料到第一骤冷腔室。热蒸汽反应器流出物料流与第一骤冷液料流直接接触，以冷却热反应器流出物料流并洗涤该热反应器流出物料流中的催化剂，从而将该催化剂转移到第一骤冷液料流中。第一骤冷液料流和蒸汽反应器流出物料流一起通过床层，同时从蒸汽反应器流出物料流中分离催化剂并将催化剂转移到第一骤冷液料流中。
根据以下详细描述，本公开的其他细节和实施方案将变得显而易见。
附图说明
图1为所公开的工艺和设备的示意性正视图。
具体实施方式
本公开涉及一种新的反应器流出物骤冷塔，该骤冷塔可用于一个到三个目的：使反应器流出物冷却器出口上的反应器流出物骤冷并减温；去除未被反应器中的旋风分离器或其他设备从反应器流出物中去除的细颗粒催化剂；以及中和并去除在上游催化反应中产生的副产物有机酸，诸如乙酸和甲酸。本发明公开的一种改进的骤冷塔利用并向流以允许更高的气体速度和更小的柱直径，从而降低资金成本。中和区段中的更高的气体速度将允许更高的传质速率。改进的骤冷塔有助于顺流骤冷和颗粒去除，同时使所有柱表面上的润湿最大化。通过将液体和蒸汽流出物进料到靠近塔或腔室的顶部的位置，顺流可以向下流动。
常规的逆流骤冷塔可在塔底段中的塔盘下侧出现严重的结垢，导致压差过大，从而导致塔盘爆裂。常规骤冷塔由于底段的催化剂去除效果不佳，因此在中段和顶段也可能出现高污垢。一旦催化剂细粒到达中段和顶段并且与用于中和有机酸的苛性钠接触，则苛性钠就会溶解催化剂粘结剂，导致其严重结垢。常规骤冷塔也可能无法适当地中和有机酸，导致这些有机酸被送到不含专为有机酸环境而设计的冶金的下游设备。在塔盘、蓄能器和壁上的未搅拌的点可能会使催化剂颗粒结块，从而导致结垢和堵塞。
改进的骤冷塔将防止过度结垢，从而减少可能导致塔内件损坏和性能不佳的污垢累积的风险。
本公开的骤冷塔可用于含氧化合物制烯烃工艺诸如MTO工艺中，并且可用于其它流化催化技术中，诸如甲苯甲基化、石蜡脱氢和FCC。然而，本文将在MTO单元的上下文中描述该工艺和设备。
转到示出了工艺和设备10的图，管线12中的过热进料流被进料到使用流化催化剂操作的含氧化合物转化反应器202中。管线14中的热蒸汽反应器流出物料流从含氧化合物转化反应器202中取出，该含氧化合物转化反应器以常规方式周期性地或连续地将流化催化剂循环到再生区200，以保持期望的选择性和转化。将反应器202保持在有效条件下，以用于转化含氧化合物以产生轻质烯烃产物。热蒸汽反应器流出物料流可包含轻质烯烃、水、杂质、未反应的含氧化合物和催化剂细粒。催化剂细粒可在0.05wt％与0.3wt％之间的蒸汽反应器流出物料流的范围内。
管线14中的热蒸汽反应器流出物料流可在反应器流出物热交换器15中预先冷却以在其被递送到骤冷塔20之前回收热量。此外，低压降减温器17可位于反应器流出物热交换器15下游的管线14上，以通过减少骤冷塔入口处的蒸汽闪蒸和温度来使骤冷塔20上游的蒸汽反应器流出物进行部分地减温并减小骤冷塔20内的湍流的大小。该减温可通过在减温器17中与水接触来完成。
骤冷塔20可以是单个容器22，但它可被拆分成多个容器。通过将骤冷塔20包含在多个单独的容器中，至少第一容器可相对于容纳所有腔室的单个容器22降低高度，这将允许蒸汽反应器流出物以向下的角度在管线14中运输，以确保向下排放催化剂细粒。因此，即使将蒸汽反应器流出物输送到骤冷塔20的第一容器的顶部，管线14也可从反应器向下倾斜到骤冷塔的入口喷嘴16。由于大多数的催化剂细粒可在较矮的第一容器中去除，因此可允许骤冷塔20的下游腔室堆叠。此外，通过将骤冷塔拆分成多个容器，多个容器中的一个容器可离线清洗或维护，而多个容器中的其它容器保持在线，以允许操作继续进行而不损失营业收入。在一个方面，骤冷塔20将被描述为包括单个容器22，该单个容器包括外壁24和单个容器22中的多个腔室。
在一个实施方案中，骤冷塔20包括四个腔室。第一骤冷腔室30可位于单个容器22的顶部26处并且包括减温区31。顶部26可包括半球形头部。第一骤冷腔室30可由单个容器22的顶部、外壁24和汽液分离器42限定。反应器流出物入口喷嘴16可包括位于壁24中的喷嘴，但是它可位于骤冷塔20的顶部26中。反应器流出物入口喷嘴16可与反应器202下游连通，并且将热蒸汽反应器流出物料流进料到第一骤冷腔室30和骤冷塔20。术语“连通”是指在列举的部件之间可操作地允许流体流动，其可被表征为“流体连通”。术语“下游连通”意指在下游连通中流向主体的至少一部分流体可以从与其流体连通的对象可操作地流动。反应器流出物入口16可包含或可不包含入口机械分配器装置。
具有下部液体喷嘴36阵列的骤冷液料流分配器35位于反应器流出物入口喷嘴16的正上方，或当喷嘴位于顶部26中时位于该喷嘴正下方。下部液体喷嘴36将第一骤冷液从管线32进料并向下喷涂到热蒸汽反应器流出物料流上，以使热蒸汽反应器流出物料流减温。管线32中的第一骤冷液料流可包含管线34中的经冷却的泵循环水和管线33中的补给汽提水，其组合以在管线54中提供减温骤冷料流。第一骤冷液料流可具有在50℃至65℃范围内的温度。喷嘴通常具有锥形的喷涂形状和有利的滴径分布，以最大限度地捕获水相颗粒。下部液体喷嘴36将指向下方。然而，骤冷液料流分配器35上的上部入口喷嘴37将向上指向容器22的顶部26，以防止容器的顶部26上的细催化剂颗粒积聚。
泵送到液体喷嘴36、37的水的量将为使过热的反应器流出物蒸汽达到其露点所需的水的100％至110％。下部喷嘴36将位于反应器流出物入口喷嘴16上方的建议的最小距离处，并且上部喷嘴37将位于容器22的顶部26下方完全形成预期喷涂形状所需的建议的最小距离处。典型的间隙为0.3米至3米。减温区31位于反应器流出物入口喷嘴16的正下方，其中第一骤冷液料流将接触热蒸汽反应器流出物料流，以使热蒸汽反应器流出物料流冷却并减温并且将该热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂洗涤到第一骤冷液料流中，从而使热蒸汽反应器流出物料流处于汽相。
在第一骤冷腔室30中，可使用两个液体分配器，第一骤冷分配器35用于使热反应器流出物减温，同时将催化剂捕获到骤冷液中。第一润湿分配器38分配第一润湿液以进一步捕获催化剂并且确保在床层40中充分润湿以将催化剂捕获到床层中的液相中。
在减温区31下方，第一去颗粒化区47设置在第一润湿分配器38下方以用于催化剂去除。具有向下指向第一床层40的一组下部液体喷嘴39的第一润湿分配器38将第一润湿液料流从管线53进料并喷涂到床层上。下部液体喷嘴39被设计成形成用于捕获催化剂颗粒的水滴，并湿润第一床层40，以使得能够将颗粒捕获到液相中。第一润湿液料流可具有在50℃至65℃范围内的温度。
床层40可包括规整填料41，该规整填料可包括由层层堆叠的相邻金属波纹板组成的栅格，以促进床层中的迂回行进，从而促进液体与蒸汽之间的接触。床层40中的填料41在严酷的环境下应该是耐污的。合适的填料应具有最小的水平表面，以最小化催化剂的滞留量，诸如每单位体积的表面积小于90m2/m3，适当地小于70m2/m3，并且优选地小于40m2/m3。合适的规整填料可具有至少95％的自由体积。随机填料也可用于床层40中，但是它应当耐污。可使用的规整填料的典型示例是Koch Glitsch的Proflux、Sulzer的Raschig GridPacking和Mellagrid。
为了润湿填料，将润湿液喷涂到床层上。管线53中的润湿液可包括管线34中的经冷却的循环泵水和管线33中的补给汽提水。这些喷嘴39的流速将被设计成使得床层将被充分湿润以防止床层40中的颗粒积聚和结垢。填料41的充分润湿还将最大化催化剂润湿并捕获到整个填充床层40中的液相中。减温区31，也许还有反应器流出物入口喷嘴16，可被插置在第一骤冷液料流分配器35与第一润湿液料流分配器38之间。第一润湿液料流分配器38可在反应器流出物入口喷嘴16下方间隔开。喷嘴39将位于床层40上方的最小距离处，以允许在到达床层之前完全形成预期的喷涂形状。骤冷液料流分配器35和反应器流出物入口16，也许还有润湿液料流分配器38，应全部设置在床层40的同一侧上，并且优选地设置在床层40上方，以在一个实施方案中在床层中提供向下流动。
第一骤冷液料流、润湿液料流和蒸汽反应器流出物料流以顺流布置方式一起穿过床层40，同时使催化剂从蒸汽反应器流出物料流分离以减少其催化剂负载，并将催化剂转移到骤冷液料流和润湿液料流中以增加其催化剂负载。从蒸汽反应器流出物料流到骤冷液料流和润湿液料流中的颗粒转移和另外的热交换将发生在位于润湿液料流分配器38下方的床层40中。
催化剂负载增加的第一骤冷液料流和第一润湿液料流在位于床层40下方的汽液分离器42中与位于第一骤冷腔室30的底部的催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流分离。烟囱式塔盘44可用作汽液分离器42以进行分离。烟囱式塔盘44可具有一个或多个烟道43，每个烟道包括从塔盘向上延伸的与塔盘中的相应开口或蒸汽通道56对齐的开口竖直管45，在相应开口管上具有顶盖46。管45允许在塔盘44上形成液位，其被设计成上升到开口管的顶部下方。管45上的顶盖46防止下降的液体在塔盘44中通过烟道43以及通过蒸汽通道56。通常，仅蒸汽反应器流出物从第一骤冷腔室30沿迂回路线通过烟道43，通过蒸汽通道56到塔盘44下方和/或到下游腔室。
塔盘44的周边处的井凹48收集从第一骤冷腔室30的骤冷液料流出口50排出的液体。催化剂负载均增加的第一骤冷液料流和润湿液料流可能一起在管线52中从液体出口50去除，并且被泵循环并冷却以在管线34中提供经冷却的泵循环料流。在出口50处被去除的第一骤冷液料流和第一润湿液料流的一部分在吹扫管线55中被吹扫至水处理。在第一骤冷液料流和第一润湿液料流中被进料到第一腔室30的催化剂的负载由从管线33和34添加的水的比例来确定，以制得管线54中的减温骤冷料流，该减温骤冷料流取决于在管线55中吹扫的第一骤冷液料流和第一润湿液料流的比例。
烟囱式塔盘44可能需要搅拌或冲洗，以防止催化剂积聚和泵性能破坏。可以在烟囱式塔盘44附近提供额外的喷嘴和液体入口装置，以减少颗粒在塔盘停滞区域积聚的风险，否则可能导致催化剂团聚。烟囱式塔盘44可朝向井凹48倾斜以促进颗粒收集，从而降低破坏泵性能的风险。
在一个实施方案中，将催化剂负载减少的减温蒸汽反应器流出物料流穿过至少一个蒸汽通道56到下游腔室。在一个实施方案中，下游的下一个紧邻的腔室是第二去颗粒化腔室60。第二去颗粒化腔室60包括靠近蒸汽通道56并且优选地位于蒸汽通道56下方的第二润湿料流分配器62，以用于将蒸汽反应器流出物料流提供给第二腔室60。第二润湿料流分配器62包括下部液体喷嘴66的阵列，该下部液体喷嘴将使第二润湿液从管线64进料并喷涂到床层70和蒸汽反应器流出物料流上，以进一步从蒸汽反应器流出物料流中去除剩余的催化剂。在蒸汽通道56下方，第二去颗粒化区69设置在第二润湿分配器62下方以用于催化剂去除。管线64中的第二润湿液料流可包含管线65中的泵循环水和管线68中的补给汽提水，其组合以在管线64中提供第二润湿液料流。下部液体喷嘴66被设计成形成用于捕获催化剂颗粒的水滴，并湿润第二床层70，以使得能够将颗粒捕获到液相中。第二润湿液料流可具有在50℃至65℃范围内的温度。液体喷嘴66通常具有锥形的喷涂形状和有利的滴径分布，以最大限度地捕获水相颗粒。下部液体喷嘴66将指向下方。然而，分配器62上的上部液体喷嘴67将在汽液分离器42底部的一个方面中向上指向第二腔室60的顶部，以防止在第二腔室60的顶部或汽液分离器42的底部的细催化剂颗粒积聚。
上部液体喷嘴67将位于第二腔室60的顶部下方的最小距离处，该顶部可以是汽液分离器42，并且下部液体喷嘴66将位于床层70上方完全形成预期喷涂形状所需的最小距离处。典型的间隙为0.3米至3米。床层70可包括填料71，该填料可包括由层层堆叠的相邻金属波纹板组成的栅格，以促进床层中的迂回行进，从而促进液体与蒸汽之间的接触。床层70中的填料71应当是在严酷的环境下耐污的规整填料。随机填料也可用于床层70中，但是它应当耐污。填料71可以与第一床层40中使用的填料相同。
为了润湿填料，将润湿液喷涂到床层上。向下喷嘴66的流速将被设计成使得床层70将被充分湿润以防止床层中的颗粒积聚和结垢。填料71的充分润湿还将最大化催化剂润湿并捕获到整个填充床层70中的液相中。润湿液料流分配器62将在蒸汽通道56下方间隔开。润湿液料流分配器62和蒸汽通道56应设置在床层70的同一侧上，并且优选地设置在床层上方，以在一个实施方案中在床层中提供向下流动。
第二润湿液料流和蒸汽反应器流出物料流以顺流布置方式一起穿过床层70，同时使催化剂从蒸汽反应器流出物料流分离以减少其催化剂负载，并将催化剂转移到润湿液料流中以增加其催化剂负载。从蒸汽反应器流出物料流到润湿液料流中的颗粒转移将发生在位于润湿液料流分配器62下方的床层70中。
催化剂负载增加的第二润湿液料流在位于床层70下方的汽液分离器72中与位于第二腔室60的底部的催化剂负载进一步减少的蒸汽反应器流出物料流分离。在第二腔室60中，第二床层70被插置在第二润湿分配器62与汽液分离器72之间。
烟囱式塔盘74可用作汽液分离器72以进行分离。烟囱式塔盘74可具有一个或多个烟道73，每个烟道包括从塔盘向上延伸的与塔盘中的相应开口或蒸汽通道79对齐的开口管75，在相应开口管上具有顶盖76。管75允许在塔盘74上形成液位，其被设计成上升到开口管的顶部下方。管75上的顶盖76防止下降的液体在塔盘74中通过烟道73以及通过蒸汽通道79。通常，仅蒸汽反应器流出物从第二腔室60通过烟道73，通过蒸汽通道79到塔盘74下方和/或到下游腔室。
塔盘74的周边处的井凹78收集从第二腔室60的润湿液料流出口80排出的液体。催化剂负载增加的第二润湿液料流在管线82中从液体料流出口80去除，并且被泵循环以在管线65中提供泵循环料流。在出口80处被去除的第二润湿液料流的一部分在吹扫管线83中被吹扫至水处理。第二润湿液料流中催化剂的负载由从管线68和65添加的水的比例来确定，以制得管线64中的第二润湿料流，该第二润湿料流取决于在管线83中吹扫的水的量。
烟囱式塔盘74可能需要搅拌或冲洗，以防止催化剂积聚和泵性能破坏。可以在烟囱式塔盘74附近提供额外的喷嘴和液体入口装置，以减少颗粒在塔盘停滞区域积聚的风险，否则可能导致催化剂团聚。烟囱式塔盘74可朝向井凹78倾斜以促进颗粒收集，从而降低破坏泵性能的风险。
在第二腔室60中，第二床层70被插置在第二润湿分配器62与汽液分离器72之间。所示实施方案中的第二腔室60由外壁24、第一汽液分离器42和第二汽液分离器72限定。
在一个实施方案中，将催化剂负载进一步减少从而基本上不含催化剂的去颗粒化的蒸汽反应器流出物料流穿过至少一个通道79到下游腔室。在一个实施方案中，下游的下一个紧邻的腔室是碱性洗涤腔室90。碱性洗涤腔室90包括靠近蒸汽通道79的碱性液分配器92，以用于将蒸汽反应器流出物料流提供给碱性洗涤腔室90。
在碱性洗涤腔室90中，碱性液分配器92将含水碱性液料流分配到蒸汽反应器流出物以中和并去除在上游反应器202中特别是在MTO反应中产生的副产物有机酸，诸如乙酸和甲酸。酸被碱(其可以是氢氧化钠)化学中和，然后从气相进入水相，以从蒸汽反应器流出物移除。含水碱性液料流可具有在50℃至65℃范围内的温度。
碱性液分配器92包括穿孔管96阵列，该穿孔管将碱性液料流从管线94分配到碱性洗涤腔室90的横截面上进入去颗粒化的蒸汽反应器流出物料流中并分配到床层100上，以通过与碱性液料流直接接触来中和蒸汽反应器流出物料流中的有机酸组分。管线94中的碱性液料流可包括管线95中的泵循环的碱性液、管线98中的补给碱性液和来自管线103的最终泵循环的水中的一些或全部，以在管线94中提供碱性液。管线94中的含水碱性液可包含具有介于0.25wt％与2wt％之间的氢氧化钠浓度的含水碱性溶液。管线98中的补给碱性溶液可包含5wt％至10wt％的氢氧化钠。
碱性液分配器92可在第三腔室90的顶部或汽液分离器72下方间隔开，以及在床层100上方的最小距离处间隔开。典型的最小距离在0.3米与2米之间。床层100可包括填料101，该填料可包括由层层堆叠的相邻金属波纹板组成的栅格，以促进床层中的迂回行进，从而促进液体与蒸汽之间的接触。床层100中的填料101应当是在严酷的环境下耐污的规整填料。随机填料也可用于床层100中，但是它应当耐污。填料101可以与第一床层40和/或第二床层70中使用的填料相同。
碱性液料流和蒸汽反应器流出物料流一起顺流通过床层100，同时彼此彻底接触以确保充分中和从而降低蒸汽反应器流出物料流的酸性。在一个实施方案中，碱性液料流和蒸汽反应器流出物料流可逆流通过床层100，同时彼此彻底接触以确保充分中和从而降低蒸汽反应器流出物料流的酸性，并且在床层的相对侧上离开第三中和腔室90。
在第三腔室90底部的床层100下方的汽液分离器102中，碱性液料流与酸性降低的蒸汽反应器流出物料流分离。在第三腔室90中，第三床层100被插置在碱性液分配器92与汽液分离器102之间。
汽液分离器102可被构造为位于液体出口106上方以及位于第三腔室90的底部108上方的蒸汽通道104。有机盐浓度增加的碱性液料流收集在第三碱性洗涤腔室90的底部108中，并通过液体出口106排出。液体出口106可从第三碱性洗涤腔室90的底部108中的井凹107抽取碱性液料流。经脱酸的蒸汽反应器流出物通过蒸汽通道104在液体出口106上方的高度处去除，从而实现蒸汽反应器流出物料流与有机盐浓度增加的碱性液料流的分离。蒸汽通道104可在蒸汽通道上方配置有挡板110，以确保下降的蒸汽在通过蒸汽通道104之前必须在低于挡板110的下边缘时反转方向，以防止液体通过蒸汽通道104。还设想，液体出口106可位于碱性洗涤腔室90的底部108。在所示实施方案中，碱性洗涤腔室90由汽液分离器72、外壁24和底部108限定。
有机盐浓度增加的碱性液料流从碱性洗涤腔室90的液体出口106排出。碱性液料流在管线112中从液体出口106去除，并且被泵循环以在管线95中提供泵循环料流。在出口106处被去除的碱性液料流的一部分在吹扫管线97中被吹扫至水处理。管线94中碱性液料流中碱的浓度由从管线95、98和103添加的碱性溶液的比例来确定，以制得管线94中的碱性液料流，该碱性液料流可取决于在吹扫管线97中吹扫的管线112中的碱性液料流的比例。经脱酸的蒸汽反应器流出物从蒸汽通道104通过管线105到下游腔室120。
下游腔室120可以是最终洗涤腔室，并且其可位于单个容器22中。最终腔室120包括最终液体料流分配器122和经由管线105与蒸汽通道104下游连通的蒸汽反应器流出物入口124。在一个实施方案中，与任何上游腔室不同，床层130被插置在蒸汽反应器流出物入口124与最终液体料流分配器122之间，以便使最终液体料流与蒸汽反应器流出物逆流直接接触。
在最终洗涤腔室120中，将最终洗涤液料流分配到经脱酸的蒸汽反应器流出物料流，以最终洗涤蒸汽反应器流出物料流，从而从其去除任何残留的碱性溶液。最终液体分配器122包括穿孔管126阵列，该穿孔管可将最终液体料流进料并分配到经脱酸的蒸汽反应器流出物料流中并分配到床层130上，以通过与最终液体料流直接接触来最终洗涤蒸汽反应器流出物料流。管线125中的最终液体料流可包括从最终洗涤腔室120的底部128泵循环的管线115中的最终水和管线113中的汽提水中的一些或全部。最终洗涤液料流可具有在50℃至65℃范围内的温度。
最终液体分配器122可位于最终腔室120的顶部下方，该处可以是碱性洗涤腔室90的底部108，以及位于床层130上方的最小距离处。典型的最小距离为0.3米至2米。床层130可包括填料131，该填料可包括由层层堆叠的相邻金属波纹板组成的栅格，以促进床层中的迂回行进，从而促进液体与蒸汽之间的接触。床层130中的填料131应当是在严酷的环境下耐污的规整填料。随机填料也可用于床层130中，但是它应当耐污。填料131可以是在床层40、70和100中的任何或全部床层中使用的相同填料41、71和101。
最终液体料流与蒸汽反应器流出物料流逆流通过床层130，同时彻底接触彼此以确保用水充分洗涤蒸汽反应器流出物料流从而去除残留的碱。
最终液体料流向下穿过床层130并且收集在最终腔室120的底部128中，该底部也可以是单个容器22的底部。碱浓度增加的最终液体料流通过可位于底部128的最终液体出口132从最终腔室120排出到管线134中。管线134中的最终液体料流的一部分在管线136中被吹扫以提供管线115中的料流。经脱酸的蒸汽反应器流出物料流向上穿过床层，以在床层上方提供经脱碱的蒸汽反应器流出物料流。经脱碱的蒸汽反应器流出物通过床层130上方的最终蒸汽出口136从最终腔室120排出，其中碱浓度降低。在最终洗涤腔室120中，最终床层130被插置在最终蒸汽出口136与最终液体出口132之间。最终液体料流和蒸汽反应器流出物料流在床层130的相对侧上从最终腔室120排出。产物蒸汽管线140将来自骤冷塔20的经洗涤和脱碱的蒸汽反应器流出物料流携带至产物分离器，以用于在其中进行水的冷凝并回收反应器流出物产物。
在所示实施方案中，最终洗涤腔室120由碱性洗涤腔室90的底部108、最终洗涤腔室120或单个容器22的外壁24和底部128限定。
所述反应器流出物骤冷塔20可以实现三个目的：使来自反应器的反应器流出物骤冷并减温；去除未保留在反应器中的细颗粒催化剂；以及中和并去除上游催化反应中产生的副产物有机酸。
具体的实施方案
虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。
本公开的第一实施方案是一种用于冷却并去除热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂的工艺，该工艺包括将包含催化剂的热蒸汽反应器流出物料流和第一骤冷液料流进料到第一骤冷腔室；使热蒸汽反应器流出物料流与第一骤冷液料流直接接触，以冷却热反应器流出物料流并将该热反应器流出物料流中的催化剂洗涤到第一骤冷液料流中；使第一骤冷液料流和蒸汽反应器流出物料流一起通过床层，同时从蒸汽反应器流出物料流中分离催化剂并将催化剂转移到第一骤冷液料流中。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，进一步包括在第一骤冷腔室中向上或向下喷涂第一骤冷液料流。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，进一步包括将催化剂负载增加的第一骤冷液料流与催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流分离。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，进一步包括将催化剂负载增加的第一骤冷液料流从第一骤冷腔室排出，并且将催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流递送到下游腔室。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，其中下游腔室包括第二腔室，并且进一步包括在第二腔室中使催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流与第二润湿液料流直接接触，以将蒸汽反应器流出物料流中的催化剂洗涤到第二润湿液料流中；使第二润湿液料流和蒸汽反应器流出物料流一起通过床层，同时将催化剂从蒸汽反应器流出物料流中分离到第二润湿液料流中；将催化剂负载增加的第二润湿液料流与催化剂负载进一步减少的蒸汽反应器流出物料流分离；以及将催化剂负载增加的第二润湿液料流从第二腔室排出，并且从第二腔室递送催化剂负载进一步减少的蒸汽反应器流出物料流。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，其中下游腔室包括碱性洗涤腔室，并且进一步包括在碱性洗涤腔室中使蒸汽反应器流出物料流与碱性液料流直接接触，以中和蒸汽反应器流出物料流中的酸性组分；使碱性液料流和蒸汽反应器流出物料流一起通过床层；将碱性液料流与酸性降低的蒸汽反应器流出物料流分离；以及将碱性液料流从碱性洗涤腔室排出，并且从碱性洗涤腔室递送酸性降低的蒸汽反应器流出物料流。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，其中下游骤冷腔室包括最终腔室，并且进一步包括在最终腔室中使蒸汽反应器流出物料流与最终液体料流直接接触，以洗涤反应器流出物料流；使最终液体料流和蒸汽反应器流出物料流逆流通过床层；将最终液体料流和蒸汽反应器流出物料流在床层的相对侧上从最终腔室排出。
本公开的第二实施方案是一种用于冷却并去除热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂的设备，该设备包括：第一骤冷腔室，该第一骤冷腔室具有骤冷液料流分配器和与反应器下游连通的反应器流出物入口、用于从热蒸汽反应器流出物料流分离催化剂的床层、和包括来自第一骤冷腔室的骤冷液料流出口和用于将蒸汽反应器流出物递送到下游腔室的蒸汽通道的汽液分离器，反应器流出物入口和骤冷液料流分配器设置在床层的同一侧上。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，其中骤冷液料流分配器包括向上指向和向下指向的喷嘴。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，进一步包括润湿液料流分配器和插置在骤冷液料流分配器与润湿液料流分配器之间的反应器流出物入口。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，其中下游腔室包括靠近蒸汽通道的液体料流分配器，以用于将蒸汽反应器流出物料流提供给下游腔室、汽液分离器和插置在液体料流分配器与汽液分离器之间的床层。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，其中下游腔室包括液体料流分配器、与蒸汽通道下游连通的蒸汽反应器流出物入口和插置在蒸汽反应器流出物入口与液体料流分配器之间的床层。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，其中第一骤冷腔室和下游腔室位于单独的容器中。
本公开的第三实施方案是一种用于冷却并去除热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂的工艺，该工艺包括将包含催化剂的热蒸汽反应器流出物料流和第一骤冷液料流进料到第一骤冷腔室；使热蒸汽反应器流出物料流与第一骤冷液料流直接接触，以冷却热反应器流出物料流并将该热反应器流出物料流中的催化剂洗涤到第一骤冷液料流中；使第一骤冷液料流和蒸汽反应器流出物料流一起通过第一床层，同时从蒸汽反应器流出物料流中分离催化剂并将催化剂转移到第一骤冷液料流中；将催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流递送到最终腔室；在最终腔室中使蒸汽反应器流出物料流与最终液体料流直接接触，以洗涤蒸汽反应器流出物料流；使最终液体料流和蒸汽反应器流出物料流逆流通过第二床层；以及将最终液体料流和蒸汽反应器流出物料流在床层的相对侧上从最终腔室排出。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第三实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，进一步包括在第一骤冷腔室中向上或向下喷涂第一骤冷液料流。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第三实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，进一步包括将催化剂负载增加的第一骤冷液料流与催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流分离。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第三实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，进一步包括将催化剂负载增加的第一骤冷液料流从第一骤冷腔室排出。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第三实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，进一步包括在将催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流递送到最终腔室之前将该蒸汽反应器流出物料流递送到第二腔室；在第二骤冷腔室中使催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流与润湿液料流直接接触，以将蒸汽反应器流出物料流中的催化剂洗涤到第二润湿液料流中；使第二骤冷润湿料流和蒸汽反应器流出物料流一起通过床层，同时将催化剂从蒸汽反应器流出物料流中分离到第二润湿液料流中；将催化剂负载增加的第二润湿液料流与催化剂负载进一步减少的蒸汽反应器流出物料流分离；以及将催化剂负载增加的第二润湿液料流从第二腔室排出，并且将催化剂负载进一步减少的蒸汽反应器流出物料流递送到下游腔室。本公开的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第三实施方案中的一者、任一者或所有实施方案，其中下游腔室包括碱性洗涤腔室，并且进一步包括在碱性洗涤腔室中使催化剂负载减少的蒸汽反应器流出物料流与碱性洗涤液料流直接接触，以中和蒸汽反应器流出物料流中的酸性组分；使碱性洗涤液料流和蒸汽反应器流出物料流一起通过床层；将碱性洗涤液料流与酸性降低的蒸汽反应器流出物料流分离；以及将碱性洗涤液料流从碱性洗涤腔室排出，并且将酸性降低的蒸汽反应器流出物料流递送到最终腔室。
尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员通过使用前面的描述可最大程度利用本发明并且可容易地确定本发明的基本特征而不脱离本发明的实质和范围以作出本发明的各种变化和修改，并且使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。
在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。
Claims (10)
1.一种用于冷却并去除热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂的工艺，所述工艺包括：
将包含催化剂的所述热蒸汽反应器流出物料流和第一骤冷液料流进料到第一骤冷腔室；
使所述热蒸汽反应器流出物料流与所述第一骤冷液料流直接接触，以冷却所述热蒸汽反应器流出物料流，从而得到蒸汽反应器流出物料流，并将所述热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂洗涤到所述第一骤冷液料流中，并分布第一润湿液料流以进一步捕捉催化剂并确保在第一床层中的充分润湿；
使所述第一骤冷液料流和所述蒸汽反应器流出物料流一起通过床层，同时从所述蒸汽反应器流出物料流中分离催化剂并将催化剂转移到所述第一骤冷液料流中。
2.根据权利要求1所述的工艺，所述工艺进一步包括在所述第一骤冷腔室中向上和向下喷涂所述第一骤冷液料流。
3.根据权利要求1所述的工艺，所述工艺进一步包括将催化剂负载增加的所述第一骤冷液料流与催化剂负载减少的所述蒸汽反应器流出物料流分离。
4.根据权利要求3所述的工艺，所述工艺进一步包括将催化剂负载增加的所述第一骤冷液料流从所述第一骤冷腔室排出，并且将催化剂负载减少的所述蒸汽反应器流出物料流递送到下游腔室。
5.根据权利要求4所述的工艺，其中所述下游腔室包括第二腔室，并且所述工艺进一步包括在所述第二腔室中使催化剂负载减少的所述蒸汽反应器流出物料流与第二润湿液料流直接接触，以将所述蒸汽反应器流出物料流中的催化剂洗涤到所述第二润湿液料流中；使所述第二润湿液料流和所述蒸汽反应器流出物料流一起通过床层，同时将催化剂从所述蒸汽反应器流出物料流中分离到所述第二润湿液料流中；将催化剂负载增加的所述第二润湿液料流与催化剂负载进一步减少的所述蒸汽反应器流出物料流分离；以及将催化剂负载增加的所述第二润湿液料流从所述第二腔室排出，并且从所述第二腔室递送催化剂负载进一步减少的所述蒸汽反应器流出物料流。
6.根据权利要求4所述的工艺，其中所述下游腔室包括碱性洗涤腔室，并且所述工艺进一步包括在所述碱性洗涤腔室中使所述蒸汽反应器流出物料流与碱性液料流直接接触以中和所述蒸汽反应器流出物料流中的酸性组分；使所述碱性液料流和所述蒸汽反应器流出物料流一起通过床层；将所述碱性液料流与酸性降低的所述蒸汽反应器流出物料流分离；以及将所述碱性液料流从所述碱性洗涤腔室排出，并且从所述碱性洗涤腔室递送酸性降低的所述蒸汽反应器流出物料流。
7.根据权利要求4所述的工艺，其中所述下游腔室包括最终腔室，并且所述工艺进一步包括在所述最终腔室中使所述蒸汽反应器流出物料流与最终液体料流直接接触以洗涤所述反应器流出物料流；使所述最终液体料流和所述蒸汽反应器流出物料流逆流通过床层；将所述最终液体料流和所述蒸汽反应器流出物料流在所述床层的相对侧上从所述最终腔室排出。
8.一种用于冷却并去除热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂的设备，所述设备包括：第一骤冷腔室，其中使所述热蒸汽反应器流出物料流与骤冷液料流直接接触，以冷却所述热蒸汽反应器流出物料流，从而得到蒸汽反应器流出物料流，并将所述热蒸汽反应器流出物料流中的催化剂洗涤到所述骤冷液料流中，所述第一骤冷腔室具有骤冷液料流分配器和与所述反应器下游连通的蒸气反应器流出物入口、与所述骤冷液料流分配器下游联通的第一润湿液料流分配器，与所述第一润湿液料流分配器下游连通的用于从所述热蒸汽反应器流出物料流分离催化剂的床层、和包括来自所述第一骤冷腔室的骤冷液料流出口和用于将所述蒸汽反应器流出物递送到下游腔室的蒸汽通道的汽液分离器，所述蒸气反应器流出物入口和所述骤冷液料流分配器设置在所述床层的同一侧上。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述骤冷液料流分配器包括向上指向和向下指向的喷嘴。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述设备进一步包括第二润湿液料流分配器，所述蒸气反应器流出物入口插置在所述骤冷液料流分配器与所述第二润湿液料流分配器之间。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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