CN116568390A - 用于再生颗粒状固体的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
根据一个或多个实施方案，颗粒状固体可以在颗粒状固体处理容器中再生。该颗粒状固体处理容器可以连接至提升管。该提升管可以延伸穿过颗粒状固体分离区段的外壳的提升管端口，使得该提升管可以包括内部提升管节段和外部提升管节段。该颗粒状固体分离区段可以包括气体出口端口、提升管端口和颗粒状固体出口端口。该颗粒状固体分离区段可以容纳气体/固体分离装置和颗粒状固体收集区域。该提升管端口可以定位在该外壳的侧壁上，使得该提升管端口不位于该颗粒状固体分离区段的中心竖直轴线上。这些颗粒状固体可以在该颗粒状固体分离区段中从气体中分离出来。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年12月16日提交的名称为“用于再生颗粒状固体的系统和方法(Systems and Methods for Regenerating Particulate Solids)”的美国申请序列号63/126,089的权益和优先权，该美国申请的全部内容通过引用并入本公开。
技术领域
本文所述的各实施方案总体上涉及化学处理，并且更具体地，涉及用于催化化学转化的方法和系统。
背景技术
许多化学品可以通过采用诸如固体颗粒状催化剂等颗粒状固体的工艺来生产。在这些工艺中，颗粒状固体可能变成“用过的”并且在随后的反应中具有降低的活性。另外，吸热过程需要热量，并且“用过的”催化剂必须再加热。因此，可以将用过的颗粒状固体转移至再生单元进行再加热和再生，从而增加颗粒状固体的活性以供在随后的反应中使用。在再生单元中再生之后，可以将所再生颗粒状固体转移回至反应器以供在随后的反应中使用。
发明内容
需要用于再生、再活化或增加用于生产各种化学品(诸如但不限于轻质烯烃)的颗粒状固体的活性的改进方法。用于再生颗粒状固体的许多再生器系统包括直接定位在颗粒状固体分离区段下方的颗粒状固体处理容器，使得提升管从颗粒状固体处理容器延伸穿过颗粒状固体分离区段的底部。此类设计可以通过在颗粒状固体分离区段的底部中产生环形空间而不利地影响颗粒状固体通过颗粒状固体分离区段的流动，在该环形空间中，出口不能置中于颗粒状固体分离区段的底部。
当前公开的用于再生颗粒状固体的方法中的一种或多种方法利用解决该问题的系统。在一个或多个实施方案中，提升管不通过颗粒状固体分离区段的底部进入颗粒状固体分离区段。因此，颗粒状固体出口可以置中于颗粒状固体分离区段的底部，从而改善离开颗粒状固体分离区段的颗粒状固体的流动特性。
根据本文公开的一个或多个实施方案，颗粒状固体可以通过包括在颗粒状固体处理容器中再生颗粒状固体的方法再生。该颗粒状固体的该再生可以包括以下中的一者或多者：通过与含氧气体接触来氧化该颗粒状固体；燃烧存在于该颗粒状固体上的焦炭；或燃烧补充燃料以加热该颗粒状固体。该方法还可以包括将该颗粒状固体传送穿过提升管。该提升管可以延伸穿过颗粒状固体分离区段的外壳的提升管端口，使得该提升管包括定位在该颗粒状固体分离区段的内部区域中的内部提升管节段和定位在该颗粒状固体分离区段的外壳外部的外部提升管节段。该颗粒状固体分离区段可以至少包括限定该颗粒状固体分离区段的内部区域的外壳。该外壳可以包括气体出口端口、提升管端口和颗粒状固体出口端口。该外壳可以将气体/固体分离装置和颗粒状固体收集区域容纳在该颗粒状固体分离区段的该内部区域中。该提升管端口可以定位在该外壳的侧壁上，使得该提升管端口不位于该颗粒状固体分离区段的中心竖直轴线上。该方法还可以包括在该气体/固体分离装置中将该颗粒状固体从气体中分离出来，并且将从这些气体中分离出来的这些颗粒状固体传送至位于该颗粒状固体分离区段的该中心竖直轴线附近的该颗粒状固体收集区域。
应当理解，前述发明内容和以下具体实施方式两者呈现本技术的实施方案，并且旨在提供用于理解如所要求保护的技术的本质和特征的综述或框架。包括附图以提供对技术的另外理解，并且所述附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。图式说明各种实施方案，并且连同描述一起用以解释技术的原理和操作。另外，图式和描述意味着仅为说明性的，并且并不旨在以任何方式限制权利要求书的范围。
本文公开的本发明技术的另外的特征和优点将在随后的详细描述中进行阐述，并且部分地对于本领域技术人员而言将从该描述中变得显而易见或者通过实践包含以下详细描述、权利要求和附图在内的如本文所述的本发明技术而被认识到。
附图说明
对本公开的特定实施方案的以下详细描述在结合以下附图时可最好地理解，在附图中用类似的参考数字指示类似的结构且在附图中：
图1示意性地描绘了根据本文公开的一个或多个实施方案的包括反应器区段和再生器区段的反应器系统；
图2示意性地描绘了根据本文公开的一个或多个实施方案的颗粒状固体处理容器和外部提升管节段；
图3示意性地描绘了根据本文公开的一个或多个实施方案的颗粒状固体分离区段；
图4描绘了根据本文公开的一个或多个实施方案的颗粒状固体收集区域；
图5描绘了根据本文公开的一个或多个实施方案的颗粒状固体收集区域；并且
图6以图形方式描绘了根据本文公开的一个或多个实施方案的颗粒状固体收集区域的停留时间分布。
应当理解，附图在本质上是示意性的，并且不包括本领域中常用的流体催化反应器系统的一些部件，诸如但不限于温度变送器、压力变送器、流量计、泵、阀等。众所周知，这些部件在所公开的本实施方案的精神和范围之内。然而，操作部件(诸如在本公开中描述的那些部件)可被添加到本公开中所描述的实施方案。
现在将更详细地参考各种实施方案，其中一些实施方案在附图中示出。在可能的情况下，整个附图中将使用相同的附图标号来指代相同或类似的部件。
具体实施方式
如本文所述，本文公开的用于再生颗粒状固体的方法可以用于从用于处理化学流的反应器系统中再生颗粒状固体。此类方法利用具有特定特征(诸如系统零件的特定定向)的系统。例如，在本文所述的一个或多个实施方案中，颗粒状固体处理容器不直接位于颗粒状固体分离区段下方。本文中详细公开的一个具体实施方案描绘于图1中。然而，应当理解，本文公开和教导的原理可以适用于利用以不同方式定向的不同系统部件的其他系统，或利用各种催化剂组合物的不同反应方案。
现在参考图1，如参考前述附图和描述可以理解的，进料化学品可以通过与诸如催化剂等颗粒状固体在反应器区段200中接触而反应。颗粒状固体可以从反应器区段200中的反应产物中分离出来并传送至再生区段300。在再生区段300中，颗粒状固体可以再生。这种所再生颗粒状固体可以被传送回至反应器区段200进行随后的反应循环。
虽然本文在反应器系统100的上下文中描述了一些实施方案，但是应当理解，本文所述的方法和系统可以在不使用反应器区段200的情况下操作，或者使用用于使进料流反应的替代性装置操作。因此，不应被解释为反应器区段200在当前公开的方法和系统的所有实施方案中是必需的或必要的。
在非限制性示例中，本文所述的反应器系统100可以用于由烃进料流生产轻质烯烃。轻质烯烃可以通过利用不同的反应机理由各种烃进料流生产。例如，轻质烯烃可以通过至少脱氢反应、裂化反应、脱水反应和甲醇制烯烃反应来生产。这些反应类型可以利用不同的进料流和不同的颗粒状固体来生产轻质烯烃。应当理解，当在本文中提及“催化剂”时，所述催化剂同样可以指关于图1的系统提及的颗粒状固体。
根据一个或多个实施方案，反应可以是脱氢反应。根据此类实施方案，烃进料流可以包括乙苯、乙烷、丙烷、正丁烷和异丁烷中的一者或多者。在一个或多个实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的乙烷。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的丙烷。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的正丁烷。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的异丁烷。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的乙烷、丙烷、正丁烷和异丁烷的总和。
在一个或多个实施方案中，脱氢反应可以利用镓和/或铂颗粒状固体作为催化剂。在此类实施方案中，颗粒状固体可以包括镓和/或铂催化剂。如本文所述，镓和/或铂催化剂包括镓、铂或两者。镓和/或铂催化剂可以由氧化铝或氧化铝二氧化硅载体承载，并且可以任选地包括钾。在美国专利第8,669,406号中公开了此类镓和/或铂催化剂，该美国专利通过引用整体并入本文。然而，应当理解，可以利用其他合适的催化剂来进行脱氢反应。
在一个或多个实施方案中，反应机理可以是脱氢，随后是燃烧(在同一室中)。在此类实施方案中，脱氢反应可以产生作为副产物的氢，并且载氧材料可以接触氢并促进氢的燃烧，从而形成水。在WO 2020/046978中公开了此类反应机理的示例，这些反应机理被认为是用于本文所述的系统和方法的可能反应机理，该文献的教导通过引用整体并入本文。
根据一个或多个实施方案，反应可以是裂化反应。根据此类实施方案，烃进料流可以包含石脑油、正丁烷或异丁烷中的一者或多者。根据一个或多个实施方案，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的石脑油。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的正丁烷。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的异丁烷。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的石脑油、正丁烷和异丁烷的总和。
在一个或多个实施方案中，裂化反应可以利用一种或多种沸石作为催化剂。在此类实施方案中，颗粒状固体可以包括一种或多种沸石。在一些实施方案中，在裂化反应中利用的该一种或多种沸石可以包括ZSM-5沸石。然而，应当理解，可以利用其他合适的催化剂来进行裂化反应。例如，可商购获得的合适的催化剂可以包括Intercat Super Z Excel或Intercat Super Z Exceed。在另外的实施方案中，除了催化活性材料之外，裂化催化剂还可以包括铂。例如，裂化催化剂可以包括0.001wt.％至0.05wt.％的铂。铂可以以硝酸铂的形式喷涂，并且在升高的温度(诸如约700℃)下煅烧。不受理论的束缚，据信向催化剂中添加铂可以允许更容易地燃烧诸如甲烷等补充燃料。
根据一个或多个实施方案，反应可以是脱水反应。根据此类实施方案，烃进料流可以包含乙醇、丙醇或丁醇中的一者或多者。根据一个或多个实施方案，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的乙醇。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的丙醇。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的丁醇。在另外的实施方案中，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的乙醇、丙醇和丁醇的总和。
在一个或多个实施方案中，脱水反应可以利用一种或多种酸催化剂。在此类实施方案中，颗粒状固体可以包括一种或多种酸催化剂。在一些实施方案中，在脱水反应中利用的该一种或多种酸催化剂可以包括沸石(诸如ZSM-5沸石)、氧化铝、无定形铝硅酸盐、酸性粘土、或它们的组合。例如，根据一个或多个实施方案，可能合适的可商购获得的氧化铝催化剂包括SynDol(可从科学设计公司(Scientific Design Company)获得)、V200(可从UOP公司(UOP)获得)或P200(可从萨索尔(Sasol)获得)。可能合适的可商购获得的沸石催化剂包括CBV 8014、CBV 28014(各自可从Zeolyst公司(Zeolyst)获得)。可能合适的可商购获得的无定形硅铝酸盐催化剂包括二氧化硅-氧化铝催化剂载体，135级(可从西格玛-奥德里奇公司(Sigma Aldrich)获得)。然而，应当理解，可以利用其他合适的催化剂来进行脱水反应。
根据一个或多个实施方案，反应可以是甲醇制烯烃反应。根据此类实施方案，烃进料流可以包含甲醇。根据一个或多个实施方案，烃进料流可以包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％或甚至至少99wt.％的甲醇。
在一个或多个实施方案中，甲醇制烯烃反应可以利用一种或多种沸石作为催化剂。在此类实施方案中，颗粒状固体可以包括一种或多种沸石。在一些实施方案中，在甲醇制烯烃反应中利用的该一种或多种沸石可以包括ZSM-5沸石或SAPO-34沸石中的一者或多者。然而，应当理解，可以利用其他合适的催化剂来进行甲醇制烯烃反应。
在一个或多个实施方案中，化学工艺的操作可以包括使产物流从反应器中排出。产物流可以包含轻质烯烃。如本文所述，“轻质烯烃”是指乙烯、丙烯或丁烯中的一者或多者。如本文所述，丁烯可以包括丁烯的任何异构体，诸如α-丁烯、顺式-β-丁烯、反式-β-丁烯和异丁烯。在一个实施方案中，产物流可以包含至少50wt.％的轻质烯烃。例如，产物流可以包含至少60wt.％的轻质烯烃、至少70wt.％的轻质烯烃、至少80wt.％的轻质烯烃、至少90wt.％的轻质烯烃、至少95wt.％的轻质烯烃或甚至至少99wt.％的轻质烯烃。
仍然参考图1，反应器系统100通常包括多个系统部件，诸如反应器区段200和再生区段300。如本文在图1的上下文中所用，反应器区段200通常是指反应器系统100的发生主要工艺反应的部分，并且将颗粒状固体从反应的含烯烃产物流中分离出来。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体可以是用过的，这意味着它们至少部分失活。此外，如本文所用，再生区段300通常是指流体催化反应器系统的颗粒状固体诸如通过燃烧再生的部分，并且所再生颗粒状固体与其他工艺材料，诸如从先前在用过的颗粒状固体上的燃烧材料中或从补充燃料中放出的气体分离。反应器区段200通常包括反应容器250、包括外部提升管节段232和内部提升管节段234的提升管230、和颗粒状固体分离区段210。再生区段300通常包括颗粒状固体处理容器350、包括外部提升管节段332和内部提升管节段334的提升管330、和颗粒状固体分离区段310。通常，颗粒状固体分离区段210可以例如通过竖管126与颗粒状固体处理容器350流体连通，并且颗粒状固体分离区段310可以例如通过竖管124和输送提升管130与反应容器250流体连通。
通常，反应器系统100可以通过以下方式来操作：通过将烃进料和流化颗粒状固体进料到反应容器250中，并且通过与流化颗粒状固体接触使烃进料反应以在反应器区段200的反应容器250中产生含烯烃产物。含烯烃产物和颗粒状固体可以从反应容器250中排出并通过提升管230到达颗粒状固体分离区段210中的气体/固体分离装置220，在该装置中将颗粒状固体从含烯烃产物中分离出来。颗粒状固体可以从颗粒状固体分离区段210中输出至颗粒状固体处理容器350。在颗粒状固体处理容器350中，颗粒状固体可以通过各种工艺再生。例如，用过的颗粒状固体可以通过以下方法中的一种或多种方法再生：通过与含氧气体接触来氧化颗粒状固体，燃烧存在于颗粒状固体上的焦炭和燃烧补充燃料以加热颗粒状固体。然后，使颗粒状固体从颗粒状固体处理容器350中排出并通过提升管330到达提升管终止装置378，在该提升管终止装置中来自提升管330的气体和颗粒状固体被部分地分离。来自提升管330的气体和剩余的颗粒状固体被输送至颗粒状固体分离区段310中的二级分离装置320，在该二级分离装置中剩余的颗粒状固体从来自再生反应的气体中分离出来。从气体中分离出来的颗粒状固体可以被传送至颗粒状固体收集区域380。所分离颗粒状固体然后从颗粒状固体收集区域380传送至反应容器250，在该反应容器中它们被进一步利用。因此，颗粒状固体可以在反应器区段200与再生区段300之间循环。
在一个或多个实施方案中，反应器系统100可以包括反应器区段200或再生区段300，而不是两者。在另外的实施方案中，反应器系统100可以包括单个再生区段300和多个反应器区段200。
另外，如本文所述，反应器区段200和再生区段300的结构特征在一些方面可以是类似或相同的。例如，反应器区段200和再生区段300中的每一者包括反应容器(即，反应器区段200的反应容器250和再生区段300的颗粒状固体处理容器350)、提升管(即，反应器区段200的提升管230和再生区段300的提升管330)和颗粒状固体分离区段(即，反应器区段200的颗粒状固体分离区段210和再生区段300的颗粒状固体分离区段310)。应当理解，由于反应器区段200和再生区段300的结构特征中的许多结构特征在一些方面可以是类似的或相同的，因此反应器区段200和再生区段300的类似的或相同的部分已经贯穿本公开被提供具有相同的最后两位数字的附图标记，并且与反应器区段200的一个部分相关的公开内容可以适用于再生区段300的类似的或相同的部分，并且反之亦然。
如图1所描绘的，反应容器250可以包括限定输送提升管130与反应容器250的连接的反应容器颗粒状固体入口端口252。反应容器250可以另外包括与提升管230的外部提升管节段232流体连通或直接连接的反应容器出口端口254。如本文所述，“反应容器”是指鼓、桶、大桶或适用于给定化学反应的其他容器。反应容器的形状可以大体上呈圆柱形(即，具有基本上圆形的直径)，或者可以替代地呈非圆柱形形状，诸如具有三角形、矩形、五边形、六边形、八边形、椭圆形或其他多边形、或弯曲闭合形状、或它们的组合的横截面形状的棱柱形状。如贯穿本公开所用，反应容器通常可以包括金属框架，并且可以另外包括耐火衬里或用于保护金属框架和/或控制工艺条件的其他材料。
通常，本文所述的流体催化反应器系统100的任何系统单元的“入口端口”和“出口端口”指代系统单元中的开口、孔、通道、孔隙、间隙或其他相似机械特征。举例来说，入口端口允许材料进入特定系统单元并且出口端口允许材料从特定系统单元离开。通常，出口端口或入口端口将限定流体催化反应器系统100的系统单元的区域，管道、导管、管、软管、输送管线或相似机械特征附接至该区域，或者限定系统单元的一部分，另一系统单元直接附接至该部分。虽然入口端口和出口端口在本文中有时可以描述为功能性地操作，但是其可以具有类似或相同物理特性，并且其在可以操作系统中的相应功能不应被解释为限制其物理结构。其他端口(诸如提升管端口218)可以包括给定系统单元中的开口，其他系统单元直接附接在该开口处，诸如提升管230在提升管端口218处延伸到颗粒状固体分离区段210中的地方。
反应容器250可以连接至输送提升管130，该输送提升管在运行时可以向反应器区段200提供所再生颗粒状固体和化学进料。通过输送提升管130进入反应容器250的颗粒状固体可以通过竖管124到达输送提升管130，从而从再生区段300到达。在一些实施方案中，颗粒状固体可以通过竖管122直接来自颗粒状固体分离区段210并进入输送提升管130，在该输送提升管中它们进入反应容器250。这些颗粒状固体可以稍微失活，但是在一些实施方案中，仍然可以适用于反应容器250中。
如图1所描绘的，反应容器250可以直接连接至外部提升管节段232。在一个实施方案中，反应容器250可以包括反应容器主体区段256和定位在反应容器主体区段256与外部提升管节段232之间的反应容器过渡区段258。反应容器主体区段256通常可以包括比反应容器过渡区段258更大的直径，并且反应容器过渡区段258可以从反应容器主体区段256的直径尺寸渐缩至提升管230的直径尺寸，使得反应容器过渡区段258从反应容器主体区段256向内突出至外部提升管节段232。应当理解，如本文所用，系统单元的一部分的直径是指它的总体宽度，如图1中的水平方向上所示。
在一个或多个实施方案中，反应容器250可以具有为提升管230的最大横截面积的至少3倍的最大横截面积。例如，反应容器250可以具有为提升管230的最大横截面积的至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少6倍、至少7倍、至少8倍、至少9倍或甚至至少10倍的最大横截面积。如本文所述，除非另有明确说明，否则“横截面积”是指系统部件的一部分在基本上正交于反应物和/或产物的总体流动方向的平面中的横截面的面积。
仍然参考图1，反应器区段200可以包括提升管230，该提升管用于将反应物、产物和/或颗粒状固体从反应容器250输送至颗粒状固体分离区段210。在一个或多个实施方案中，提升管230的形状可以大体上呈圆柱形(即，具有基本上圆形的横截面形状)，或者可以替代地呈非圆柱形形状，诸如具有三角形、矩形、五边形、六边形、八边形、椭圆形或其他多边形、或弯曲闭合形状、或它们的组合的横截面形状的棱柱形状。如贯穿本公开所用，提升管230通常可以包括金属框架，并且可以另外包括耐火衬里或用于保护金属框架和/或控制工艺条件的其他材料。
根据一些实施方案，提升管230可以包括外部提升管节段232和内部提升管节段234。如本文所用，“外部提升管节段”是指提升管在颗粒状固体分离区段外部的部分，并且“内部提升管节段”是指提升管在颗粒状固体分离区段内的部分。例如，在图1所描绘的实施方案中，反应器区段200的内部提升管节段234可以定位在颗粒状固体分离区段210内，而外部提升管节段232定位在颗粒状固体分离区段210外部。
在一个或多个实施方案中，颗粒状固体分离区段210可以包括外壳212，其中外壳212可以限定颗粒状固体分离区段210的内部区域214。外壳212可以包括气体出口端口216、提升管端口218和颗粒状固体出口端口222。此外，外壳212可以将气体/固体分离装置220和颗粒状固体收集区域280容纳在颗粒状固体分离区段210的内部区域214中。
在一个或多个实施方案中，颗粒状固体分离区段210的外壳212可以限定颗粒状固体分离区段210的上节段276、中间节段274和下节段272。通常，上节段276可以具有基本上恒定的横截面积，使得上节段276中的横截面积变化不超过20％。另外，在一个或多个实施方案中，颗粒状固体分离区段210的下节段272可以具有基本上恒定的横截面积，使得下节段272中的横截面积变化不超过20％。下节段272的横截面积可以大于提升管230的最大横截面积且小于上节段276的最大横截面积。中间节段274可以被成形为平截头体，其中中间节段274的横截面积不是恒定的，并且中间节段274的横截面积贯穿中间节段274从上节段276的横截面积过渡至下节段272的横截面积。
如图1所描绘的，提升管230的内部提升管节段234可以延伸穿过颗粒状固体分离区段210的提升管端口218。提升管端口218可以是颗粒状固体分离区段210中的任何开口，提升管230的至少内部提升管节段234通过该开口突出到颗粒状固体分离区段210的内部区域214中。在一个或多个实施方案中，内部提升管节段234在中间节段274或上节段276中进入颗粒状固体分离区段210，并且不穿过下节段272。
在颗粒状固体分离区段210的上节段276处，内部提升管节段234可以与气体/固体分离装置220流体连通。气体/固体分离装置220可以是可操作以将颗粒状固体从气相或液相中分离出来的任何机械或化学分离装置，诸如一个旋风分离器或多个旋风分离器。
颗粒状固体可以从反应容器250通过提升管230向上移动并移动到气体/固体分离装置220中。气体/固体分离装置220可操作以将所分离颗粒状固体沉积到上节段276的底部中或沉积到中间节段274或下节段272中。分离的蒸气可以通过颗粒状固体分离区段210的气体出口端口216处的管道120从流体催化反应器系统100中去除。
在一个或多个实施方案中，颗粒状固体分离区段210的下节段272可以包括颗粒状固体收集区域280。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体收集区域280可以允许颗粒状固体在颗粒状固体分离区段210内积聚。颗粒状固体收集区域280可以包括汽提区段。汽提区段可以用于在将颗粒状固体送至再生区段300之前从这些颗粒状固体中去除产物蒸气。由于输送至再生区段300的产物蒸气将燃烧，因此令人期望的是用汽提塔去除那些产物蒸气，该汽提塔利用比产物气体更便宜的气体进行燃烧。
下节段272中的颗粒状固体收集区域280可以包括颗粒状固体出口端口222。竖管126可以在颗粒状固体出口端口222处连接至颗粒状固体分离区段210，并且颗粒状固体可以通过竖管126转移出反应器区段200并进入再生区段300。任选地，颗粒状固体还可以通过竖管122直接转移回到反应容器250中。可替代地，颗粒状固体可以与输送提升管130中的所再生颗粒状固体预混合。
在颗粒状固体分离区段210中分离之后，将用过的颗粒状固体转移至再生区段300。如本文所述，再生区段300可以与反应器区段200共享许多结构类似性。因此，分配给再生区段300的这些部分的附图标记类似于参考反应器区段200所用的那些附图标记，其中如果附图标记的最后两位数字相同，则反应器区段200和再生区段300的给定部分可以起到类似的功能并具有类似的物理结构。因此，与再生区段300相关的许多本公开内容可以同样应用于反应器区段200。
现在参考再生区段300，如图1和图2所描绘的，再生区段300的颗粒状固体处理容器350可以包括与提升管330的外部提升管节段332流体连通或甚至直接连接至该外部提升管节段的一个或多个反应器容器入口端口352和反应器容器出口端口354。颗粒状固体处理容器350可以通过竖管126与颗粒状固体分离区段210流体连通，该竖管可以将用过的颗粒状固体从反应器区段200供应至再生区段300以用于再生。颗粒状固体处理容器350可以包括另外的反应器容器入口端口352，其中入口128连接至颗粒状固体处理容器350。入口128可以供应反应流体，诸如呈液体或气体形式的补充燃料和含氧气体，包括空气、富氧空气和甚至纯氧气，这些反应流体可以用于至少部分地再生颗粒状固体。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体处理容器350可以包括多个另外的反应器容器入口端口，并且每个另外的反应器入口端口可以向颗粒状固体处理容器350供应不同的反应流体。例如，颗粒状固体可以在反应容器250中反应之后结焦，并且焦炭可以通过燃烧反应从颗粒状固体中去除。在替代性示例中，诸如空气等含氧气体可以通过入口128进给到颗粒状固体处理容器350中以氧化颗粒状固体，或者补充燃料可以进给到颗粒状固体处理容器350中并燃烧以加热颗粒状固体。
如图1和图2所描绘的，颗粒状固体处理容器350可以直接连接至提升管330的外部提升管节段332。在一个实施方案中，颗粒状固体处理容器350可以包括颗粒状固体处理容器主体区段356和颗粒状固体处理容器过渡区段358。颗粒状固体处理容器主体区段356通常可以包括比颗粒状固体处理容器过渡区段358更大的直径，并且颗粒状固体处理容器过渡区段358可以从颗粒状固体处理容器主体区段356的直径尺寸渐缩至外部提升管节段332的直径尺寸，使得颗粒状固体处理容器过渡区段358从颗粒状固体处理容器主体区段356向内突出至外部提升管节段332。
在一个或多个实施方案中，颗粒状固体处理容器350可以具有为提升管330的最大横截面积的至少3倍的最大横截面积。例如，颗粒状固体处理容器350可以具有为提升管330的最大横截面积的至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少6倍、至少7倍、至少8倍、至少9倍、至少10倍、至少11倍、至少12倍、至少13倍、至少14倍或甚至至少15倍的最大横截面积。
另外，颗粒状固体处理容器主体区段356通常可以包括高度，其中颗粒状固体处理容器主体区段356的高度是从反应器容器入口端口352到颗粒状固体处理容器过渡区段358测量的。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体处理容器主体区段356的直径可以大于颗粒状固体处理容器主体区段356的高度。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体处理容器主体区段356的直径与高度的比率可以为5:1至1:5。例如，颗粒状固体处理容器主体区段356的直径与高度的比率可以为5:1至1:5、4:1至1:5、3:1至1:5、2:1至1:5、1:1至1:5、1:2至1:5、1:3至1:5、1:4至1:5、5:1至1:4、5:1至1:3、5:1至1:2、5:1至1:1、5:1至2:1、5:1至3:1、5:1至4:1、或这些范围的任何组合或子组合。
参考图1和图3，颗粒状固体分离区段310包括外壳312，该外壳限定颗粒状固体分离区段310的内部区域314。外壳312可以包括气体出口端口316、提升管端口318和颗粒状固体出口端口322。此外，外壳312可以将二级分离装置320和颗粒状固体收集区域380容纳在颗粒状固体分离区段310的内部区域314中。
在一个或多个实施方案中，颗粒状固体分离区段310的外壳312可以限定颗粒状固体分离区段310的上节段376、中间节段374和下节段372。通常，上节段376可以具有基本上恒定的横截面积，使得上节段376中的横截面积变化不超过20％。在一个或多个实施方案中，上节段376的横截面积可以为提升管330的最大横截面积的至少三倍。例如，上节段376的横截面积可以为提升管230的最大横截面积的至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少6倍、至少7倍、至少8倍、至少9倍、至少10倍、至少12倍、至少15倍或甚至至少20倍，诸如3倍至40倍。在另外的实施方案中，上节段376的最大横截面积可以为提升管330的最大横截面积的5至40倍。例如，上节段376的最大横截面积可以为提升管330的最大横截面积的5至40倍、10至40倍、15至40倍、20至40倍、25至40倍、30至40倍、35至40倍、5至35倍、5至30倍、5至25倍、5至20倍、5至15倍或甚至5至10倍。
另外，在一个或多个实施方案中，颗粒状固体分离区段310的下节段372可以具有基本上恒定的横截面积，使得下节段372中的横截面积变化不超过20％。下节段372的横截面积可以大于提升管330的最大横截面积且小于上节段376的最大横截面积。中间节段374可以被成形为平截头体，其中中间节段374的横截面积不是恒定的，并且中间节段374的横截面积贯穿中间节段374从上节段376的横截面积过渡至下节段372的横截面积。
再次参考图3，颗粒状固体分离区段310可以包括中心竖直轴线399。中心竖直轴线可以延伸穿过颗粒状固体分离区段310的顶部和颗粒状固体分离区段310的底部，使得中心竖直轴线399穿过颗粒状固体分离区段310的上节段376、中间节段374和下节段372。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体分离区段310的上节段376、中间节段374和下节段372可以以中心竖直轴线399为中心。例如，在上节段376和下节段372基本上呈圆柱形的实施方案中，中心竖直轴线399可以穿过上节段376的直径的中点和下节段372的直径的中点。
如图1和图3所描绘的，提升管330的内部提升管节段334可以延伸穿过颗粒状固体分离区段310的提升管端口318。提升管端口318可以是颗粒状固体分离区段310的外壳312中的任何开口，提升管330的至少内部提升管节段334通过该开口突出到颗粒状固体分离区段310的内部区域314中。在一个或多个实施方案中，提升管端口318不位于颗粒状固体分离区段310的中心竖直轴线399上。在此类实施方案中，提升管端口318可以位于外壳312的侧壁上，使得提升管端口318既不位于中心竖直轴线399上，也不定向成使得提升管330在基本上平行于中心竖直轴线399的方向上延伸到颗粒状固体分离区段310中。
在一个或多个实施方案中，内部提升管节段334在颗粒状固体分离区段310的中间节段374中进入颗粒状固体分离区段310。在此类实施方案中，内部提升管节段334穿过中间节段374的至少一部分并且穿过上节段376的至少一部分。在此类实施方案中，内部提升管节段334不穿过颗粒状固体分离区段310的下节段372。在另外的实施方案中，内部提升管节段334可以在上节段376中进入颗粒状固体分离区段310，并且内部提升管节段334可以穿过上节段376的至少一部分。在此类实施方案中，内部提升管节段334不穿过下节段372或中间节段374。
现在参考图3，内部提升管节段334可以包括竖直部分396、非竖直部分394和非直线部分395。如本文所述，“非直线部分”可以指包括曲线或斜接结的部分或提升管节段。非直线部分395可以定位在竖直部分396与非竖直部分394之间，并且可以连接竖直部分396和非竖直部分394。另外，内部提升管节段334的非竖直部分394可以位于提升管端口318附近。在一个或多个实施方案中，内部提升管节段334的非竖直部分394可以邻近或直接连接至提升管端口318。因此，提升管330可以在非竖直方向上延伸穿过提升管端口318。
再次参考图2，外部提升管节段332可以包括竖直部分391、非竖直部分393和非直线部分392。非直线部分392可以定位在竖直部分391与非竖直部分393之间，并且可以连接竖直部分391和非竖直部分393。外部提升管节段332的非竖直部分393可以位于提升管端口318附近。在一个或多个实施方案中，外部提升管节段332的非竖直部分393可以邻近或直接连接至提升管端口318。此外，外部提升管节段332的竖直部分391可以位于颗粒状固体处理容器350附近。在此类实施方案中，本文进一步详细描述的膨胀接头382可以定位在外部提升管节段332的竖直部分391与颗粒状固体处理容器350之间。
在一个或多个实施方案中，提升管330可以在对角线方向上延伸穿过提升管端口318，其中该对角线方向与竖直面成15度至75度。例如，对角线方向可以与竖直面成15度至75度、与竖直面成20度至75度、与竖直面成25度至75度、与竖直面成30度至75度、与竖直面成35度至75度、与竖直面成40度至75度、与竖直面成45度至75度、与竖直面成50度至75度、与竖直面成55度至75度、与竖直面成60度至75度、与竖直面成65度至75度、与竖直面成70度至75度、与竖直面成15度至70度、与竖直面成15度至65度、与竖直面成15度至60度、与竖直面成15度至55度、与竖直面成15度至50度、与竖直面成15度至45度、与竖直面成15度至40度、与竖直面成15度至35度、与竖直面成15度至30度、与竖直面成15度至25度、与竖直面成15度至20度、或这些范围的任何组合或子组合。在一个或多个替代性实施方案中，提升管330可以在基本上水平的方向上穿过提升管端口318。如本文所述，“基本上水平的”方向可以在水平的15度内、水平的10度内或甚至水平的5度内。
参考图1，外壳312还可以容纳提升管终止装置378。提升管终止装置378可以定位在内部提升管节段334附近。在一个或多个实施方案中，提升管终止装置378可以直接连接至内部提升管节段334的竖直部分396。穿过提升管330的气体和颗粒状固体可以至少部分地由提升管终止装置378分离。气体和剩余的颗粒状固体可以被输送至颗粒状固体分离区段310中的二级分离装置320。二级分离装置320可以是可操作以将颗粒状固体从气相或液相中分离出来的任何机械或化学分离装置，诸如一个旋风分离器或多个旋风分离器。
根据一个或多个实施方案，二级分离装置320可以是旋风分离系统，该旋风分离系统可以包括两个或更多个旋风分离级。在二级分离装置320包括多于一个旋风分离级的实施方案中，流化流进入其中的第一分离装置被称为初级旋风分离装置。来自初级旋风分离装置的流化流出物可以进入二级旋风分离装置以进行进一步分离。初级旋风分离装置可以包括例如初级旋风分离器和可以名称VSS(可从UOP公司商购获得)、LD2(可从石威公司(Stone and Webster)商购获得)和RS2(可从石威公司商购获得)商购获得的系统。在例如美国专利第4,579,716号、第5,190,650号和第5,275,641号中描述了初级旋风分离器，这些美国专利各自通过引用整体并入本文。在一些利用初级旋风分离器作为初级旋风分离装置的分离系统中，一组或多组另外的旋风分离器，例如，二级旋风分离器和三级旋风分离器，用于从产物气体中进一步分离颗粒状固体。应当理解，任何初级旋风分离装置均可以用于本文公开的实施方案中。
二级分离装置320可以将所分离颗粒状固体沉积到颗粒状固体分离区段310的上节段376、中间节段374或下节段372的底部中。因此，颗粒状固体可以通过重力从上节段376或中间节段374的底部流到下节段372。分离的蒸气可以通过颗粒状固体分离区段310的气体出口端口316处的管道129从流体催化反应器系统100中去除。
参考图1和图3，颗粒状固体分离区段310的下节段372可以包括颗粒状固体收集区域380，该颗粒状固体收集区域可以允许颗粒状固体在颗粒状固体分离区段310中积聚。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体收集区域380可以包括氧气浸泡区、氧气汽提区和还原区中的一者或多者。
如本文所述，“氧气浸泡区”可以指颗粒状固体收集区域380的颗粒状固体暴露于含氧气体流的部分。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体通常可以向下流动，而含氧气体通常可以向上流动。颗粒状固体在氧气浸泡区中可以具有大于2分钟的平均停留时间，并且优选地具有2分钟至14分钟的停留时间。颗粒状固体可以在氧气浸泡区域内变成含氧颗粒状固体，并且因此对于在反应器区段200中发生的一个或多个反应(包括但不限于脱氢反应)可以具有增加的活性。
颗粒状固体收集区域380可以包括氧气汽提区。如本文所述，“氧气汽提区”是指颗粒状固体收集区域380的从颗粒状固体中脱除含氧气体分子的区。含氧气体分子可以通过使颗粒状固体与含氧量不超过0.5mol.％的气体接触而从颗粒状固体中脱除。通常，颗粒状固体向下移动，而气体向上移动穿过氧气汽提区。因此，过量的含氧气体可能不会与颗粒状固体一起传送至反应器区段200。
如本文所述，“还原区”可以指将如氢气或甲烷等还原剂进给到由诸如氮气或蒸汽等非参与气体流化的催化剂流中的区。还原剂从颗粒中去除氧气；由此增加颗粒进行反应的有效性。
再次参考图1和图3，颗粒状固体收集区域380可以包括颗粒状固体出口端口322。在一个或多个实施方案中，颗粒状固体出口端口322可以位于中心竖直轴线399附近或者甚至位于该中心竖直轴线上。根据一个或多个实施方案，颗粒状固体收集区域380的底部可以是弯曲的，使得颗粒状固体出口端口322位于颗粒状固体收集区域380的最低部分处。竖管124可以在颗粒状固体出口端口322处连接至颗粒状固体分离区段310，并且颗粒状固体可以通过竖管124转移出再生区段300并进入反应器区段200。因此，颗粒状固体可以连续地再循环通过反应器系统100。
不希望受理论的束缚，据信当提升管330不穿过颗粒状固体收集区域380时并且当颗粒状固体出口端口322位于中心竖直轴线399上时，则相对于提升管330确实穿过颗粒状固体收集区域380的设计，可以改善颗粒状固体穿过颗粒状固体收集区域380的流动。当提升管330不穿过颗粒状固体收集区域380时，颗粒状固体出口端口322可以位于中心竖直轴线399上，并且颗粒状固体可以以更接近地类似于活塞流的方式移动穿过颗粒状固体收集区域380。这可能导致颗粒状固体在颗粒状固体收集区域380内的最小停留时间增加，这在颗粒状固体收集区域380内发生汽提、氧气浸泡或其他预期工艺时可能是有益的。
如本文所述，系统单元的各部分，诸如反应容器壁、分离区段壁或提升管壁，可以包括金属材料，诸如碳或不锈钢。另外，各种系统单元的壁可以具有与同一系统单元的其他部分附接或附接至另一系统单元的部分。有时，附接点或连接点在本文中被称为“附接点”，并且可以结合任何已知的结合介质，诸如但不限于焊接、粘合剂、焊料等。应当理解，系统的部件可以在诸如焊接等附接点处“直接连接”。
为了减轻由热颗粒状固体和气体引起的损坏，耐火材料可以用作各种系统部件的内衬。在提升管330以及颗粒状固体分离区段310上可以包括耐火材料。应当理解，虽然实施方案提供了特定的耐火材料布置和材料，但是这些实施方案不应当被认为是对所公开的系统的物理结构的限制。例如，耐火衬里可以在提升管330中沿提升管330的内表面并沿颗粒状固体分离区段310的中间节段374和上节段376的内表面延伸。耐火衬里可以包括六角形网或其他合适的耐火材料。
由颗粒状固体的重量、因各零件的差异化生长而产生的热应力以及再生区段300的其他零件施加到颗粒状固体处理容器350上的机械载荷可能很高，并且在不利用膨胀接头的情况下，可以利用弹簧来允许颗粒状固体处理容器350的移动，同时将喷嘴力控制在318接合部处的极限内。例如，颗粒状固体处理容器350可以悬挂在弹簧上，或者弹簧可以定位在颗粒状固体处理容器350下方以支撑其重量和预期催化剂重量的全部或一部分。例如，图1描绘了在颗粒状固体处理容器350处机械地附接至再生区段300的弹簧支架188，其中再生区段300通过弹簧支架188悬挂在支撑结构上。
另外，颗粒状固体处理容器350和提升管330可以经历热膨胀。因此，将颗粒状固体处理容器350悬挂在弹簧支架188上或用弹簧支架188支撑颗粒状固体处理容器350可以减轻颗粒状固体处理容器350与外部提升管节段332之间的张力。在使用弹簧的情况下，通常不使用膨胀接头。现在参考图2，膨胀接头382可以定位在颗粒状固体处理容器350与外部提升管节段332之间。如本文所述，“膨胀接头”可以指由金属或其他合适的材料制成的波纹管，该波纹管减小了由膨胀接头接合的系统部件之间的应力。例如，膨胀接头可以用于减小系统部件之间由于热膨胀和收缩而产生的应力。在使用膨胀接头的情况下，通常颗粒状固体处理容器350将通过固定支架(无弹簧)由杆悬挂器或裙部支撑。在一个或多个实施方案中，膨胀接头382可以与弹簧支架结合使用，以减轻由颗粒状固体处理容器350与外部提升管节段332之间的热膨胀引起的应力。
实施例
以下示例说明本公开的特征，但并不意图限制本公开的范围。以下实施例讨论了根据本文公开的一个或多个实施方案的颗粒状固体收集区域的性能。
对颗粒状固体通过两个颗粒状固体收集区域的流动进行建模。第一颗粒状固体收集区域410描绘于图4中，并且具有环形形状和位于颗粒状固体收集区域410的底部处的单个出口竖管420。出口竖管420没有定位在第一颗粒状固体收集区域410的中心轴线430上。第一颗粒状固体收集区域410还包括覆盖有地铁格栅440的若干索梁支架。
第二颗粒状固体收集区域510描绘于图5中，并且具有圆柱形形状和位于颗粒状固体收集区域510的底部处的出口竖管520。出口竖管520定位在第二颗粒状固体收集区域510的中心轴线530上。第二颗粒状固体收集区域510还包括覆盖有地铁格栅540的若干索梁支架。
进行计算流体动力学(CFD)模拟以模拟颗粒状固体通过第一颗粒状固体收集区域和第二颗粒状固体收集区域的流动。因此，获得了每个容器中的固体停留时间分布(RTD)。为了模拟的目的，将第一颗粒状固体收集区域和第二颗粒状固体收集区域中的每个颗粒状固体收集区域的直径设定为46英寸。每个容器的底部处的表观气体速度为0.3ft/sec，并且平均颗粒状固体通量为3.4lb/ft2-sec。另外，颗粒状固体的平均周转时间为8分钟。
第一颗粒状固体收集区域的CFD模拟预测，由于容器的出口竖管侧上的颗粒状固体短路，颗粒状固体的最短停留时间为约30秒。CFD模拟还预测约42％的颗粒状固体具有少于4分钟的停留时间。第二颗粒状固体收集区域的CFD模拟预测，颗粒状固体的最短停留时间将大于1分钟，并且仅30％的颗粒状固体具有短于4分钟的停留时间。
第一颗粒状固体收集区域和第二颗粒状固体收集区域的RTD以图形形式描绘于图6中。第一颗粒状固体收集区域的RTD由线610描绘，并且第二颗粒状固体收集区域的RTD由线620描绘。另外，一个连续搅拌釜反应器(CSTR)和三个串联CSTR的RTD显示在图6中以供参考。一个CSTR的RTD由线630描绘，并且三个串联CSTR的RTD由线640描绘。如图6所示，第一颗粒状固体收集区域的RTD与单个CSTR的RTD相当，并且第二颗粒状固体收集区域的RTD与三个串联CSTR的RTD相当。第二颗粒状固体收集区域提供优于第一颗粒状固体收集区域的益处，因为颗粒状固体通过第二颗粒状固体收集区域的流动更接近地类似于活塞流。因此，更少的颗粒状固体快速地离开颗粒状固体收集区域，并且更少的颗粒状固体长时间地保留在颗粒状固体收集区域中。这导致在颗粒状固体收集区域中更一致地处理颗粒状固体。
在本公开的第一方面，颗粒状固体可以通过包括在颗粒状固体处理容器中再生颗粒状固体的方法来再生。该颗粒状固体的该再生可以包括以下中的一者或多者：通过与含氧气体接触来氧化该颗粒状固体；燃烧存在于该颗粒状固体上的焦炭；或燃烧补充燃料以加热该颗粒状固体。该方法还可以包括将该颗粒状固体传送穿过提升管。该提升管可以延伸穿过颗粒状固体分离区段的外壳的提升管端口，使得该提升管包括定位在该颗粒状固体分离区段的内部区域中的内部提升管节段和定位在该颗粒状固体分离区段的外壳外部的外部提升管节段。该颗粒状固体分离区段可以至少包括限定该颗粒状固体分离区段的内部区域的外壳。该外壳可以包括气体出口端口、提升管端口和颗粒状固体出口端口。该外壳可以将气体/固体分离装置和颗粒状固体收集区域容纳在该颗粒状固体分离区段的该内部区域中。该提升管端口可以定位在该外壳的侧壁上，使得该提升管端口不位于该颗粒状固体分离区段的中心竖直轴线上。该方法还可以包括在该气体/固体分离装置中将该颗粒状固体从气体中分离出来，并且将从这些气体中分离出来的这些颗粒状固体传送至位于该颗粒状固体分离区段的该中心竖直轴线附近的该颗粒状固体收集区域。
本公开的第二方面可以包括第一方面，其中该颗粒状固体处理容器具有最大横截面积，该最大横截面积为该提升管的最大横截面积的至少3倍。
本公开的第三方面可以包括第一方面或第二方面中任一项，其中该提升管在非竖直方向上延伸穿过该提升管端口。
本公开的第四方面可以包括第一方面至第三方面中任一项，其中该提升管在对角线方向上延伸穿过该提升管端口，其中该对角线方向与竖直面成15度至75度。
本公开的第五方面可以包括第一方面至第四方面中任一项，其中该提升管在基本上水平的方向上延伸穿过该提升管端口。
本公开的第六方面可以包括第一方面至第五方面中任一项，其中该内部提升管节段包括竖直部分、位于该提升管端口附近的非竖直部分和连接该竖直部分和该非竖直部分的非直线部分。
本公开的第七方面可以包括第一方面至第六方面中任一项，其中该外壳还容纳提升管终止装置，并且其中该提升管终止装置定位在该内部提升管节段附近。
本公开的第八方面可以包括第一方面至第七方面中任一项，其中该外部提升管节段包括位于该颗粒状固体处理容器附近的竖直部分、位于该提升管端口附近的非竖直部分和连接该竖直部分和该非竖直部分的非直线部分。
本公开的第九方面可以包括第一方面至第八方面中任一项，其中该外壳的最大横截面积为该提升管的最大横截面积的至少三倍。
本公开的第十方面可以包括第一方面至第九方面中任一项，其中该外壳的最大横截面积为该提升管的最大横截面积的5至40倍。
本公开的第十一方面可以包括第一方面至第十方面中任一项，其中该气体/固体分离装置包括一个或多个旋风分离器。
本公开的第十二方面可以包括第一方面至第十一方面中任一项，其中该提升管不穿过该颗粒状固体收集区域。
本公开的第十三方面可以包括第一方面至第十二方面中任一项，其中该颗粒状固体收集区域包括氧气浸泡区、氧气汽提塔、还原区、或它们的组合。
本公开的第十四方面可以包括第一方面至第十三方面中任一项，其中该颗粒状固体处理容器由弹簧支架支撑。
本公开的第十五方面可以包括第一方面至第十四方面中任一项，其中该颗粒状固体出口端口位于该颗粒状固体分离区段的该中心竖直轴线上。
已详细地并且通过参考特定实施方案描述本公开的主题。应当理解，对实施方案的组分或特征的任何详细描述不一定暗示该组分或特征对于具体实施方案或任何其他实施方案而言是必要的。进一步地，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下对所描述的实施方案进行各种修改和改变。
出于描述和限定本公开的目的，应注意，术语“约”或“大约”在本公开中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量或其他表示的固有不确定程度。术语“约”和/或“大约”在本公开中还用于表示在不导致所关注的主题的基本功能变化的情况下，定量表示可以从规定的参考变化的程度。
应当注意，所附权利要求中的一项或多项权利要求利用术语“其中”作为过渡性表述。出于定义本技术的目的，应当注意，该术语在权利要求书中作为开放式过渡短语被引入，该过渡短语用于引入对结构的一系列特性的叙述，并且应当按照与更常用的开放式前序术语“包括”类似的方式进行解释。
应当理解，在第一组分被描述为“包含”第二组分的情况下，预期在一些实施方案中，第一组分“由”或“基本上由”第二组分组成。还应当理解，在第一组分被描述“包含”第二组分的情况下，预期在一些实施方案中，第一组分可以包含至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或甚至至少99％的该第二组分(其中％可以是重量％或摩尔％)。
另外，术语“基本上由…组成”在本公开中用于指不会实质上影响本公开的基本特性和新颖特性的定量值。例如，“基本上”由特定化学成分或化学成分组组成的化学组合物应理解为是指该组合物包含至少约99.5％的该特定化学成分或化学成分组。
应当理解，分配给某特性的任何两个定量值可以构成该特性的范围，并且在本公开中考虑由给定特性的所有所述定量值形成的范围的所有组合。应当理解，在一些实施方案中，组合物中的化学成分的组成范围应当理解为含有该成分的异构体的混合物。在另外的实施方案中，化学化合物可以以替代性形式存在，诸如衍生物、盐、氢氧化物等。
Claims (15)
1.一种用于再生颗粒状固体的方法，所述方法包括：
在颗粒状固体处理容器中再生所述颗粒状固体，其中所述颗粒状固体的所述再生包括以下中的一者或多者：
通过与含氧气体接触来氧化所述颗粒状固体；
燃烧存在于所述颗粒状固体上的焦炭；或者
燃烧补充燃料以加热所述颗粒状固体；
将所述颗粒状固体传送穿过提升管，所述提升管延伸穿过颗粒状固体分离区段的外壳的提升管端口，使得所述提升管包括定位在所述颗粒状固体分离区段的内部区域中的内部提升管节段和定位在所述颗粒状固体分离区段的所述外壳外部的外部提升管节段，其中所述颗粒状固体分离区段至少包括限定所述颗粒状固体分离区段的所述内部区域的所述外壳，所述外壳包括气体出口端口、所述提升管端口和颗粒状固体出口端口，并且其中所述外壳将气体/固体分离装置和颗粒状固体收集区域容纳在所述颗粒状固体分离区段的所述内部区域中，并且其中所述提升管端口定位在所述外壳的侧壁上，使得所述提升管端口不位于所述颗粒状固体分离区段的中心竖直轴线上；
在所述气体/固体分离装置中将所述颗粒状固体从气体中分离出来；以及
将从所述气体中分离出来的所述颗粒状固体传送至位于所述颗粒状固体分离区段的所述中心竖直轴线附近的所述颗粒状固体收集区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述颗粒状固体处理容器具有最大横截面积，所述最大横截面积为所述提升管的最大横截面积的至少3倍。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述提升管在非竖直方向上延伸穿过所述提升管端口。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述提升管在对角线方向上延伸穿过所述提升管端口，其中所述对角线方向与竖直面成15度至75度。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述提升管在基本上水平的方向上延伸穿过所述提升管端口。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述内部提升管节段包括竖直部分、位于所述提升管端口附近的非竖直部分和连接所述竖直部分和所述非竖直部分的非直线部分。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述外壳还容纳提升管终止装置，并且其中所述提升管终止装置定位在所述内部提升管节段附近。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述外部提升管节段包括位于所述颗粒状固体处理容器附近的竖直部分、位于所述提升管端口附近的非竖直部分和连接所述竖直部分和所述非竖直部分的非直线部分。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述外壳的最大横截面积为所述提升管的最大横截面积的至少三倍。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述外壳的最大横截面积为所述提升管的最大横截面积的5至40倍。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述气体/固体分离装置包括一个或多个旋风分离器。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述提升管不穿过所述颗粒状固体收集区域。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒状固体收集区域包括氧气浸泡区、氧气汽提塔、还原区、或它们的组合。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒状固体处理容器由弹簧支架支撑。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒状固体出口端口位于所述颗粒状固体分离区段的所述中心竖直轴线上。
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