專利名稱：從氣態(tài)反應(yīng)物制備液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從氣態(tài)反應(yīng)物制備液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明人知曉費希爾-托羅普施(Fischer-Tropsch)漿料反應(yīng)器，該漿料反應(yīng)器 采用初級過濾系統(tǒng)來分離催化劑和蠟狀物。在該方法中，必須經(jīng)常反向洗滌以除去初級過 濾系統(tǒng)過濾面上的濾餅，確保較高的過濾速度。申請人還碰見過用于這種反向洗滌的反向 洗滌介質(zhì)含有催化劑顆粒的情況，這些顆粒很有可能會堵塞初級過濾系統(tǒng)下游一側(cè)的過濾 面，逐漸損壞過濾性能。這里，“下游一側(cè)”是相對正常過濾操作期間液體的正常流向而言。 一種解決上述問題的方法是將經(jīng)過初級過濾系統(tǒng)的初級過濾液通過位于漿料反應(yīng)器外部 的二次過濾系統(tǒng)，以便至少除去一部分初級過濾系統(tǒng)沒有過濾掉的催化劑顆粒。經(jīng)常都要 用二次過濾系統(tǒng)中的二次濾液，即蠟狀物，作為反向洗滌介質(zhì)來除去初級過濾系統(tǒng)的過濾 面上的濾餅。這種方法的缺點在于用作反向洗滌介質(zhì)的二次濾液需要再次過濾，降低了過 濾步驟的效率，也增大了將要過濾的材料的體積。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明，提供了一種從氣態(tài)反應(yīng)物制備液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物的烴合成方法，該方 法包括將處于低水平高度的氣態(tài)反應(yīng)物供應(yīng)至料漿床中，該料漿床中有懸浮在懸浮液中 的固體催化劑顆粒；隨著氣態(tài)反應(yīng)物向上經(jīng)過料漿床，使該氣態(tài)反應(yīng)物進行催化反應(yīng)，從而形成液態(tài) 和氣態(tài)烴產(chǎn)物，該反應(yīng)由所述催化劑顆粒催化，形成產(chǎn)物混合物包括液態(tài)產(chǎn)物和催化劑顆 粒；在過濾階段過濾所述產(chǎn)物混合物，使所述液態(tài)產(chǎn)物位沿第一方向通過一過濾介 質(zhì)，分離出所述液態(tài)產(chǎn)物中的催化劑顆粒；收集所述料漿床上方的氣態(tài)產(chǎn)物；冷卻所述氣態(tài)產(chǎn)物，形成至少包括烴冷凝物和尾氣的多相產(chǎn)物；分離所述多相產(chǎn)物，至少獲得烴冷凝流和尾氣流；處理至少部分所述烴冷凝流，除去其中氧化成分，制備反向洗滌冷凝物；經(jīng)常周期性阻斷液態(tài)產(chǎn)物通過所述過濾階段的過濾介質(zhì)的通道；以及反向洗滌所述過濾階段的過濾介質(zhì)，在液態(tài)產(chǎn)物通道被阻斷的所述周期中的至少 部分時間段內(nèi)，使所述反向洗滌冷凝物沿與第一方向相反的第二方向通過過濾介質(zhì)。通常，過濾液態(tài)產(chǎn)物將導(dǎo)致催化劑顆粒餅沉積在過濾階段的過濾介質(zhì)上，隨后反 向洗滌過濾介質(zhì)將該餅從過濾介質(zhì)上沖走。雖然理論上這種方法可用于更廣泛的應(yīng)用中，但不難想象所述懸浮液通常，但不 是必然，至少部分是由液態(tài)產(chǎn)物構(gòu)成的。
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烴合成法可以是費希爾_托羅普施烴合成法，氣態(tài)反應(yīng)物是主要包括一氧化碳和 氫氣的合成氣流，催化劑顆粒是費希爾-托羅普施催化劑顆粒，多相產(chǎn)物至少包括所述烴 冷凝物和所述尾氣和反應(yīng)水，其中分離多相產(chǎn)物可獲得所述烴冷凝流和所述尾氣流和反應(yīng) 水流。料漿床是置于適當?shù)娜萜髦?，例如柱形容器，?gòu)成反應(yīng)器，未反應(yīng)的反應(yīng)物和氣態(tài) 產(chǎn)物從料漿床上方的容器回收。容器維持在與費希爾_托羅普施合成相關(guān)的正常加壓和溫 度條件下，例如，預(yù)定的操作壓力是10-50bar，預(yù)定的溫度是180°C _280°C范圍或更高以制 得更低沸點的產(chǎn)物。至少在理論上，催化劑顆粒至少可以是任何適當?shù)馁M希爾-托羅普施催化劑，諸 如鐵基催化劑、鈷基催化劑或任意其它費希爾_托羅普施催化劑。處理至少部分烴冷凝物流以除去氧化成分的步驟包括使用氫化催化劑將所述部 分冷凝物流進行氫化。關(guān)鍵是，當用氫化催化劑氫化所述冷凝物時，由于已知硫是費希 爾_托羅普施催化劑的抑制劑，因此應(yīng)選擇無需注入二甲基二硫化物來維持氫化催化劑活 性的催化劑。適宜的氫化催化劑的例子是鎳鋁共沉淀的催化劑。
可選地，處理至少部分烴冷凝物流以除去氧化成分的步驟可以包括將所述部分的 冷凝物流進行溶劑提取。WO 2004/080928中公開了適當?shù)哪艹パ趸锏囊后w-液體提取 方法，該文獻在此引入作為參考。處理至少部分烴冷凝物流以除去氧化成分的步驟可包括使所述部分烴冷凝物流 通過防護床(guard-bed)，以從冷凝物中除去氧化成分，根據(jù)存在的氧化物的類型使其低于 200ppm的濃度，優(yōu)選低于lppm。通?？蓪⒎雷o床與如上所述的溶劑提取組合使用。應(yīng)當理解，至少是相當大一部分的反向洗滌冷凝物以蒸氣形式離開反應(yīng)器，形成 部分氣態(tài)產(chǎn)物。本申請人認為，當反向洗滌冷凝物在反向洗滌期間通過過濾階段的過濾介 質(zhì)時，反向洗滌冷凝物并不一定要是液態(tài)的。然而，當反向洗滌期間通過過濾階段的過濾介 質(zhì)時仍然優(yōu)選大部分的反向洗滌冷凝物是液態(tài)的。該方法還包括在分離階段從反向洗滌冷凝物中分離出較輕質(zhì)成分，形成除去輕質(zhì) 成分的反向洗滌冷凝物(lights removed反向洗滌冷凝物)，隨后用除去輕質(zhì)成分的反向 洗滌冷凝物進行反向洗滌。分離階段還可包括至少一次蒸餾操作。所述過濾階段可以是初級過濾階段或唯一過濾階段，制得初級或唯一濾液的。通 常，該方法可包括將初級濾液進入二次過濾階段進行二次過濾，以致少部分分離出仍然留 在初級濾液中的催化劑顆粒。因而，初級濾液通常包括液態(tài)產(chǎn)物和一些催化劑顆粒。至少在理論上，任何適當?shù)倪^濾介質(zhì)均可用于初級過濾階段。過濾介質(zhì)可以是濾 筒的一部分或安裝在容器中的部件，可以是那種細長形的、具有圓柱形以及包圍濾液收集 區(qū)的過濾介質(zhì)、且在其一端設(shè)有濾液出口以釋放初級濾液。因而，過濾介質(zhì)可以是過濾燭 管。過濾介質(zhì)優(yōu)選不容易出現(xiàn)催化劑顆粒永久性堵塞或浸漬的類型或結(jié)構(gòu)的。因而，過濾介 質(zhì)可以是網(wǎng)狀物，例如機織網(wǎng)；多孔材料，諸如陶瓷材料；穿孔片；螺旋線圈，例如楔形線，寸。在本發(fā)明的一個實施例中，初級過濾階段可以在外部進行，即，在料漿床外部，例 如在反應(yīng)器外部。然而，在本發(fā)明的另一個實施例中，初級過濾階段在內(nèi)部進行，即，在料漿 床內(nèi)部。
當初級過濾階段在內(nèi)部進行時，可在過濾區(qū)內(nèi)部的相同或不同水平高度設(shè)置多個 過濾器元件。過濾區(qū)可位于料漿床上表面下方的任意位置。過濾器元件可以設(shè)置成多個過 濾組，每個過濾組可以包括多個過濾器元件。理論上，部件可以設(shè)置成以任意需要的角度傾斜；然而，優(yōu)選垂直設(shè)置，更優(yōu)選將 它們的初級濾液出口朝下設(shè)置。施加在過濾介質(zhì)和其上沉積的任意餅塊之上的壓差驅(qū)使初濾液通過過濾介質(zhì)。這 種壓差優(yōu)選高達8bar，通常的范圍是Ibar至4bar。這種壓差是通過將初濾液吸入初濾液 收集容器而產(chǎn)生的，其中初濾液收集容器的壓力比反應(yīng)容器的低，過濾器元件的濾液出口 通過適當?shù)某鯙V液導(dǎo)管與初濾液收集容器相連接。導(dǎo)管可包括從每個過濾器元件的濾液出 口延伸出的第一濾液導(dǎo)管、連通特定的過濾器元件組的全部過濾器元件的第一導(dǎo)管的第二 濾液導(dǎo)管、以及延伸至初濾液收集容器的第三濾液導(dǎo)管，所有第二導(dǎo)管也連接第三導(dǎo)管。二次過濾階段通常在反應(yīng)器外部進行。二次過濾階段可以用任意能除去仍留在初 濾液中的部分催化劑顆粒的過濾裝置。通常使用葉片式壓濾機，特別是垂直或水平取向的 葉片式壓濾機。
二次濾液收集容器位于二次過濾階段下游。通常，反向洗滌冷凝物容器用來接收和容納反向洗滌冷凝物，其中反向洗滌冷凝 物用來反向洗滌過濾介質(zhì)。一般來說反向洗滌可以脈沖的形式進行。因而，反向洗滌可包括反向洗滌冷凝物 (backflush condensate)的初始脈沖，優(yōu)選接著一個或多個反向洗滌冷凝物的脈沖。每個 反向洗滌脈沖可包括迅速啟動的反向洗滌，即迅速啟動反向洗滌冷凝物流；以及用一定體 積的反向洗滌冷凝物迅速反向洗滌過濾器部件。用于初始脈沖的反向洗滌冷凝物的體積可 以相對較大。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，用于初始脈沖的反向洗滌冷凝物的體積可以 大約等于被反向洗滌的過濾器元件的內(nèi)部體積。然而，在本發(fā)明的一個實施例中，初始脈沖 所用的反向洗滌冷凝物的體積可能更大，例如，是被反向洗滌的過濾器部件的總內(nèi)部體積 的三倍以上。可以采用的任何后繼反向洗滌脈沖的特性可以與上述的初始脈沖的特性相類 似。任意后繼反向洗滌脈沖期間使用的反向洗滌冷凝物的體積可類似于初始反向洗滌脈沖 的體積，或更小。然而，在某些情況中，初始反向洗滌脈沖期間使用的反向洗滌冷凝物的體積可以 小于過濾器元件的內(nèi)部體積，例如，小于它們內(nèi)部體積的一半。第二或后繼脈沖期間使用的 反向洗滌冷凝物的體積可與初始脈沖的相類似。采用的任意后繼脈沖時，其特性以及這些 脈沖期間使用的反向洗滌冷凝物的體積可以與第二脈沖的相類似。反向洗滌期間過濾介質(zhì)和存在的任意濾餅兩側(cè)的壓差可以高達lObar，這取決于 堵塞度或過濾介質(zhì)的使用年限，通常比過濾壓差(filtrationpressure differential)高 至少Ibar0反向洗滌期間，反向洗滌冷凝物的流量可以是至少60001/h/m2 (過濾介質(zhì))。因而， 當過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓差是大約5bar時，反向洗滌冷凝物的流量為大約60001/h/m2 (過濾介 質(zhì))，當該壓差為大約IObar時，流量為10000-120001/h/m2。該方法優(yōu)選包括，在通過反向洗滌從過濾介質(zhì)上沖走催化劑顆粒塊后，使過濾介 質(zhì)經(jīng)歷一待用階段，在此期間不進行過濾或反向洗滌，即，在此期間沒有液體流過過濾元件的過濾介質(zhì)，由此來強化隨后的過濾。待用期可以長達60分鐘或更長，但通常少于30分鐘， 甚至可以少于1分鐘。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當反向洗滌進行足夠長的時間，從而從過濾器元件基本轉(zhuǎn)移完全部初 濾液，并確保用反向洗滌冷凝物徹底反向洗滌完過濾器元件時，過濾器元件表面的清潔處 理能較大地改善，并增強其隨后的過濾性能。如上所述，如果反向洗滌進行足夠長時間，從 而使反向洗滌冷凝物的總體積超過被反向洗滌的全部過濾器元件的總內(nèi)部體積的三倍，則 可以實現(xiàn)上述目標。可用反向洗滌裝置進行反向洗滌。在本發(fā)明的一些實施例中，部分初濾液導(dǎo)管可 構(gòu)成反向洗滌裝置的一部分，還可構(gòu)成反向洗滌冷凝物通過的沖洗導(dǎo)管。如果需要，反向洗 滌裝置還可選擇性包括分離系統(tǒng)或沖洗導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)，將反向洗滌冷凝物送至過濾器元件。反向洗滌裝置可包括至少一個快開閥門或類似物，在一個沖洗導(dǎo)管中實現(xiàn)反向洗 滌脈沖；以及增壓裝置，以增壓反向洗滌冷凝物容器。因而，當反向洗滌冷凝物容器容納了 反向洗滌冷凝物時，增壓反向洗滌冷凝物容器，隨后打開快開閥門，直到預(yù)定體積的反向洗 滌冷凝物沿第二方向通過過濾器元件組的過濾器元件，由此實現(xiàn)反向洗滌。除采用增壓的 沖洗液體容器外，也可使用泵將反向洗滌冷凝物送至過濾器元件處。為了抑制催化劑顆粒沉積在料漿床，該方法還包括攪拌料漿床中料漿的步驟。如 ZA 98/5992/PCT/IB98/02070中所教導(dǎo)的，這種攪拌可包括使料漿床中的料漿從高的水平 高度到達低的水平高度朝下通過至少一個下降管。優(yōu)選地，料漿能通過位于料漿床的第一 下降管區(qū)的至少一個下降管以及通過位于料漿床的第二下降管區(qū)的至少一個下降管朝下 移動，第二下降管區(qū)與第一下降管區(qū)垂直相間排列，從而重新分布料漿床中的催化劑顆粒， 該文獻在此引入作為參考。因而，下降管起到使下降管外部料漿床區(qū)中的料漿床具有向上 的凈液體速度的作用，由此保持催化劑較為均勻地分散在懸浮液中。該方法還可包括操作柱形容器使料漿床處于非均質(zhì)或攪拌-湍流 (churn-turbulent flow)狀態(tài)，包括稀相和稠相，稀相由快速上升的含有氣態(tài)反應(yīng)物和氣 態(tài)產(chǎn)物的大氣泡組成，這些大氣泡基本以塞式流動方式橫穿反應(yīng)區(qū)或料漿床，稠相包括液 相，即液態(tài)產(chǎn)物、固體催化劑顆粒以及附帶的含有氣態(tài)產(chǎn)物和氣態(tài)反應(yīng)物的小氣泡。與不具有這些下降管的情況相比，通過下降管輸送或循環(huán)部分料漿能實現(xiàn)在料漿 床中更均勻地分配催化劑。流過料漿床的合成氣流與下降管引發(fā)的向上的液體速度相結(jié)合 而產(chǎn)生的湍流可使料漿床上的催化劑顆粒維持懸浮狀態(tài)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當選擇最優(yōu)的催化劑 顆粒尺寸分布時，使用下降管來保持催化劑顆粒處于均勻的懸浮狀態(tài)能避免出現(xiàn)催化劑沉 積的問題。


以下將參看附圖示例性地描述本發(fā)明。在附圖中，圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的從氣態(tài)反應(yīng)物制備液態(tài)和氣態(tài)烴產(chǎn)物的方法的簡化的流程圖；圖2示出了圖1示出的一個過濾器元件的放大側(cè)視圖；圖3示出了沿著圖2III-III線的放大截面圖的一部分；
圖4示出了沿著圖2IV-IV線的截面圖的一部分。
具體實施例方式在附圖中，參考數(shù)字10通常指的是依據(jù)本發(fā)明的從氣態(tài)反應(yīng)物制備液態(tài)和氣態(tài) 烴產(chǎn)物的方法。方法10包括直立圓柱形的費希爾_托羅普施(Fischer-Tropsch)合成料漿相反 應(yīng)器容器12。容器12具有料漿床區(qū)，料漿床區(qū)通常包括容納了懸浮在液態(tài)產(chǎn)物中的催化劑顆 粒的以及氣體可通過的料漿床14，以下將對其進行進一步描述。料漿床14具有上表面16。合成氣流管線或通道18連接至位于容器12底部的氣體分配器20，氣體回收流管 線或通道23從容器12頂部延伸出。方法10還包括位于料漿床14內(nèi)部的過濾區(qū)22中的以多組排列的多個過濾燭管 元件30(僅示出其中一部分)。每個過濾器元件30都是細長的圓柱形的，包括封閉濾液或液 體收集區(qū)33的圓柱形過濾介質(zhì)32。介質(zhì)32位于端面板34和環(huán)形支架(support ring) 36 之間。安裝桿38從端面板34突起，環(huán)形支架36中具有帶凸緣的液體出口 40。因而，通過 出口 40，初濾液能從元件或筒(cartridge)30的收集區(qū)33中回收獲得。元件30借助于桿 38和帶凸緣的出口 40安裝在容器12中。附圖中并未詳細示出這種安裝，但這通?？赏ㄟ^ 連接桿38至橫跨容器12的網(wǎng)格或柵格實現(xiàn)，與此同時出口連接至如下所述的導(dǎo)管。過濾介質(zhì)32包括螺旋纏繞線42，埋在或連接至在端面板34、36之間延伸的沿圓周 彼此間隔的細長形支架44上。過濾開口或狹縫46位于線42相鄰的圈之間。線42具有與 開口或狹縫46相鄰的表面47，在朝著收集區(qū)33方向上線42的截面逐漸變小，且與開口或 狹縫46相鄰的兩個表面47彼此間的距離逐漸變大。線42也具有表面48，當用元件30過 濾液態(tài)產(chǎn)物時，液態(tài)產(chǎn)物沿箭頭49方向通過狹縫46，催化劑顆粒塊在表面48上形成。此點 以下將更詳細地描述。當初濾液沿著箭頭49方向通過時，逐漸變小的表面47將使固體催 化劑顆粒無法很輕易地永久性堵塞或充滿開口或狹縫46。通常，過濾器元件30具有2-12cm的外徑，線42是不銹鋼。線42底部的寬度通常 為1. 2mm，優(yōu)選0. 8mm或0. 5mm。這能確保狹縫的寬度變化較小以及減少超過平均狹縫寬度 的開口的數(shù)目。狹縫或開口 46的平均寬度通常為10-25微米，優(yōu)選不大于20微米?？p隙 尺寸的變化越大以及過濾介質(zhì)32的最大縫隙尺寸越大，大于平均狹縫尺寸的顆粒通過過 濾器介質(zhì)32的可能性就越大。熟知過濾技術(shù)的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知這將降低過濾系統(tǒng)的 分離效率。還發(fā)現(xiàn)由于催化劑顆粒可能不可逆轉(zhuǎn)地卡在過濾器介質(zhì)32下游一側(cè)，這種尺寸 變化還將增大反向洗滌期間過濾器遭受堵塞的可能性。還可使用其他任意的細長形過濾元件或筒來替換過濾器元件30，諸如陶瓷或燒結(jié) 的金屬過濾器元件。過濾區(qū)22優(yōu)選位于料漿床14足夠高的位置上，因此，如果中斷通道18的供氣，過 濾器元件30將位于沉積的催化劑區(qū)外部。因此，它們不會被埋在床14滑塌區(qū)(slumping) 沉積的固體或催化劑內(nèi)。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過濾區(qū)22并不必須位于接近料漿床14頂部的位 置，也可以位于較低的位置，只要床滑塌仍能發(fā)生，就不會輕易出現(xiàn)過濾器元件30的永久 性堵塞，即使元件30完全被沉積的固體或催化劑所包圍。過濾器元件30優(yōu)選位于足夠低的高度上，因此它們能保持淹沒在液體中以及如果中斷氣體供應(yīng)能不暴露在氣體中，但是如果過濾器表面作成能避免催化劑沉積的形狀，過濾器暴露出來也是可以接受的。元件30優(yōu)選定位使它們的出口 40指向正下方，因此與濾液(液態(tài)產(chǎn)物)一起通 過狹縫46的任意催化劑能收集到過濾器元件30的收集區(qū)33底部，在那里與初級濾液一起 洗滌出去。裝有節(jié)流孔板50的第一導(dǎo)管51連接至每個過濾器元件30的出口 40。構(gòu)成元件 組的所有過濾器元件30的導(dǎo)管51連接至裝有切斷閥52的共用的第二導(dǎo)管53。所有導(dǎo)管 53連接至裝有快開閥門56的共用第三導(dǎo)管54。導(dǎo)管54連接初濾液排放容器或滾筒58，并具有切斷閥60。導(dǎo)管62從滾筒58連 出到達二次過濾階段64，二次過濾階段包括水平取向的葉片式壓濾器，諸如Schenk (商標) 過濾器。殘渣回收管線66和二次濾液回收管線68均從階段64引導(dǎo)出。管線68配有切斷 閥70。導(dǎo)管68進入二次濾液回收排放容器72。容器72與配有切斷閥76的液體排放導(dǎo) 管74相連。反應(yīng)器容器12包括位于料漿床14內(nèi)的至少一個下降管90。冷卻盤管92也位于 容器12中的料漿床14內(nèi)。如果需要，下降管90還可位于第一下降管區(qū)中，容器12還包括與第一下降管區(qū)垂 直相間排列的第二下降管區(qū)(未示)。第二下降管區(qū)中具有至少一個下降管(未示)，這些 下降管并不軸向地與下降管90對準。氣體回收流管線23連接冷凝器78。導(dǎo)管80連接冷凝器78至三相分解器或分離 器82。尾氣管線84、冷凝管線88和反應(yīng)水管線86均從分離器82延伸出。冷凝管線88經(jīng) 泵94連接至氧化物分離階段96。冷凝回收管線98在氧化物分離階段96之前從冷凝管線 88分出。反向洗滌冷凝物管線100從氧化物分離階段96延伸出，進入第三導(dǎo)管54。切斷 閥102設(shè)置在反向洗滌冷凝物管線100上。在使用中，主要包括一氧化碳和氫氣的合成氣體通過物流管線18進入反應(yīng)器容 器12。進入容器12的氣體流動速度將使過濾區(qū)22具有最大表面氣體速度(superficial gas velocity)，基于過濾區(qū)22的開放的橫截面是5-70cm/s，通常是大約30-40cm/s。料漿床14維持在反應(yīng)器容器12中。料漿床14包括懸浮在液態(tài)產(chǎn)物中的催化劑 顆粒，液態(tài)產(chǎn)物例如容器12中氣態(tài)反應(yīng)物反應(yīng)制得的液態(tài)蠟。借助于氣體向上流動產(chǎn)生的 湍流，催化劑顆粒在料漿床14中，尤其是在過濾區(qū)22中維持懸浮狀態(tài)。相信這種湍流還能 抑制在過濾介質(zhì)32上沉積過量的塊，因而增強通過介質(zhì)32的過濾效能。容器12的操作壓力保持在20bar-30bar之間，通常為大約25bar，操作溫度是 180°c -260°c，通常在大約220°C -大約240°C之間。然而，如上所述，取決于需要的氣態(tài)和 液態(tài)產(chǎn)物的特性和分布以及所使用的催化劑的類型，操作壓力也可以超過25bar，操作溫度 也可以高于240°C或低于220°C。容器12可具有適宜的溫度控制設(shè)備，諸如冷卻盤管92，用 來控制反應(yīng)溫度，也可以具有適宜的壓力控制設(shè)備，諸如壓力控制閥。在容器12中，當合成氣體通過料漿床14時，一氧化碳和氫氣發(fā)生反應(yīng)，依據(jù)已知 的費希爾-托羅普施反應(yīng)生成一系列產(chǎn)物。這些產(chǎn)物中的一部分在容器12的操作條件下是 氣態(tài)形式的，將與未反應(yīng)的合成氣體一起通過物流管線23回收。制得的產(chǎn)物中的一部分，諸如提過的蠟，在容器12的操作條件下是液體形式的，將作為催化劑顆粒的懸浮介質(zhì)。當 形成液態(tài)產(chǎn)物時，料漿床的高度16自然提升，因此通過過濾器元件30和排放容器58，在過 濾區(qū)回收作為初濾液的液態(tài)產(chǎn)物，以維持料漿床高度。通常設(shè)置容器58的壓力使得過濾元 件30的過濾介質(zhì)32和其上沉積的任意濾餅兩側(cè)的壓差是大約2-4bar。這種內(nèi)部過濾構(gòu)成 了過濾器元件30的作業(yè)周期的第一階段。這樣，保持了料漿床在反應(yīng)器容器12中相對恒定的水平高度。然而，當濾餅沉積至一定厚度時，必須在過濾器元件30的作業(yè)周期的第二階段中從過濾介質(zhì)上反向洗滌掉。使用的催化劑通常是鐵或鈷基的催化劑，料漿床中形成的產(chǎn)物混合物通常包括液 態(tài)產(chǎn)物和一定尺寸范圍的催化劑顆粒。這種產(chǎn)物混合物包括一定尺寸范圍的催化劑顆粒。 較大的催化劑顆粒無法通過過濾器元件30的過濾開口 46，將以餅狀形式沉積在過濾器元 件30外部。包括液態(tài)產(chǎn)物和通過過濾開口的催化劑顆粒的初濾液經(jīng)導(dǎo)管53和54流動進 入容器58。在那里通過二次過濾階段64，至少部分催化劑顆粒從初濾液中除去，形成二次 濾液。二次濾液從二次過濾階段64流出，通過管線68進入滾筒72的容器。容器72維持 增壓狀態(tài)。經(jīng)物流管線23回收的氣態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的合成氣體將進入冷凝器78，在其內(nèi)氣 體被冷卻，形成烴冷凝物、所謂反應(yīng)水和未冷凝的尾氣的混合物。該混合物通過三相分離器 82，分離成冷凝物、反應(yīng)水和尾氣。通過尾氣管線84回收尾氣，通過反應(yīng)水管線86回收反 應(yīng)水。冷凝物通過冷凝物管線88經(jīng)泵94進入氧化物分離階段96。在氧化物分離階段96中，除去冷凝物部分中的氧化物直至不會對費希爾-托羅普 施催化劑造成損壞，氧化物諸如能腐蝕費希爾-托羅普施催化劑的羧酸和醇，冷凝物剩余 物通過冷凝物回收管線98回收。在本發(fā)明的部分實施例中，基本完全除去冷凝物中的氧化 物。在本發(fā)明的一個實施例中，在氧化物分離階段96中氫化冷凝物，從而除去氧化物。如 果使用氫化催化劑，應(yīng)該注意不要使用需要添加二甲基二硫化物來維持催化劑活性的催化 齊U，因為這樣的話就使氫化冷凝物含硫，而硫已知是費希爾_托羅普施催化劑的抑制劑。在本發(fā)明的另一個實施例中，在氧化物分離階段96中可采用溶劑提取法和防護 床來除去冷凝物中的氧化物，使氧化物水平降至非常低的PPm水平。在提取柱中可利用甲 醇和水的混合物為溶劑來進行液體_液體提取。這種方法可回收高達90%的烯烴和石蠟， 去氧化后的烴冷凝物將適用作反向洗滌介質(zhì)。關(guān)閉快開閥門56和閥門60，通過反向洗滌冷凝物管線100提供加壓的反向洗滌冷 凝物，例如通過泵(未示出)，可實現(xiàn)反向洗滌。使用來自反向洗滌冷凝物管線100的反向 洗滌冷凝物，可在一過濾器元件組30中同時實現(xiàn)脈沖式反向洗滌。因而，在反向洗滌期間， 一個閥門52打開，剩余閥門52關(guān)閉。閥門102打開。在第一反向洗滌步驟中，快開閥門56 以小于0. 8秒的時間迅速打開；使體積通常至少等于構(gòu)成被沖洗的元件組的過濾器元件30 的總內(nèi)部體積、優(yōu)選是被反向洗滌的過濾器元件30的總內(nèi)部體積3倍以上的反向洗滌冷凝 物，通過反向洗滌冷凝物管線100進入第三導(dǎo)管54;反向洗滌冷凝物流過導(dǎo)管54、53和51， 構(gòu)成沖洗液體，該液體將沿與過濾期間產(chǎn)物流動的方向相反的第二方向通過元件組30。這 通常要花費30秒。隨后，在此關(guān)閉快開閥門56。如果需要二次反向洗滌步驟，可迅速地第二次打開快開閥門56。隨后再次關(guān)閉閥 門56。如果需要，還可在特定的過濾器元件組上實施至少另一次類似的反向洗滌步驟。
可通過打開和關(guān)閉適當?shù)拈y門52類似地反向洗滌其他元件組。隨后，在每組過濾器元件30的作業(yè)周期的第三階段中，過濾器元件進入沒有液體 通過的待用期。本申請人發(fā)現(xiàn)，當過濾器元件30隨后在此進行如上所述的過濾時，過濾速 度隨著待用或非活動周期的持續(xù)時間的增長而提高。然而，這需要平衡考慮過濾器元件30 在待用時間期間沒有操作所可能出現(xiàn)的問題。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，待用期為10-30分鐘將獲得很好 的效果。然而，待用期也可以短于10分鐘。我們相信，在待用期期間，借助于料漿床14的 湍流，在反向洗滌階段已經(jīng)從元件30的過濾介質(zhì)32上松動的以及部分脫落的催化劑塊將 進一步有效地松動，從過濾器介質(zhì)表面上脫離出，并在遠離過濾器30處再次混合。進一步 相信，通過過濾區(qū)22的氣體表面速度將影響待用期的最佳持續(xù)時間。部分料漿持續(xù)向下通過下降管90，由此獲得催化劑顆粒均勻分布在料漿床14中， 并確保料漿床具有均勻的熱分布，以下將進一步詳細描述。操作容器12，使得其料漿床14處于非均質(zhì)或攪拌_湍流狀態(tài)中，并包括稀相和稠 相，稀相由快速上升且基本以塞式流動方式橫穿料漿床的氣態(tài)反應(yīng)物和氣態(tài)產(chǎn)物大氣泡組 成，稠相包括液態(tài)產(chǎn)物、固體催化劑顆粒以及附帶的氣態(tài)反應(yīng)物和氣態(tài)產(chǎn)物小氣泡。反向洗滌冷凝物管線100與導(dǎo)管54、53和51、閥門102、56和52 —起構(gòu)成反向洗 滌設(shè)備。然而，應(yīng)當理解，除了使用導(dǎo)管54和53以及閥門56和52 (它們也用于過濾)進 行反向洗滌，還可提供單獨的或?qū)Ｓ玫姆聪蛳礈鞂?dǎo)管裝置(未示)，與相關(guān)閥門聯(lián)合使用， 可從氧化物分離階段96將反向洗滌冷凝物提供給過濾器元件30。方法10的優(yōu)點是烴冷凝物中不含催化劑顆粒，由此極大地降低了從下游一側(cè)堵 塞初級過濾表面的風險。有利地，由于至少大部分烴冷凝物以蒸氣形式離開了容器12，因此 不會對過濾效率造成負面影響。同樣有利地，容器12流出的汽化的冷凝物還能起到替料漿 床14排熱的作用。無疑地，這也將導(dǎo)致冷凝器78的負擔增大。分離器82流出的烴冷凝物包括氧化成分，諸如羧酸和醇，它們將腐蝕催化劑。氧 化物分離階段96可有利地除去這些成分，得到可以安全的用于容器12的反向洗滌冷凝物。
權(quán)利要求
一種從氣態(tài)反應(yīng)物制備液態(tài)和氣態(tài)反應(yīng)物的烴合成方法，該方法包括將處于低水平高度的氣態(tài)反應(yīng)物供應(yīng)至料漿床中，該料漿床中有懸浮在懸浮液中的固體催化劑顆粒；隨著氣態(tài)反應(yīng)物向上經(jīng)過料漿床，使該氣態(tài)反應(yīng)物進行催化反應(yīng)，從而形成液態(tài)和氣態(tài)烴產(chǎn)物，該反應(yīng)由所述催化劑顆粒催化，形成產(chǎn)物混合物包括液態(tài)產(chǎn)物和催化劑顆粒；在過濾階段過濾所述產(chǎn)物混合物，使所述液態(tài)產(chǎn)物沿第一方向上通過過濾介質(zhì)，分離出所述液態(tài)產(chǎn)物中的催化劑顆粒；收集所述料漿床上方的氣態(tài)產(chǎn)物；冷卻所述氣態(tài)產(chǎn)物，形成至少包括烴冷凝物和尾氣的多相產(chǎn)物；分離所述多相產(chǎn)物，至少獲得烴冷凝流和尾氣流；處理至少部分所述烴冷凝流，除去其中氧化成分，制備反向洗滌冷凝物；經(jīng)常周期性阻斷液態(tài)產(chǎn)物通過所述過濾階段的過濾介質(zhì)的通道；以及反向洗滌所述過濾階段的過濾介質(zhì)，至少在所述液態(tài)產(chǎn)物通道阻斷的所述周期的部分時間內(nèi)，使所述反向洗滌冷凝物沿與第一方向相反的第二方向通過所述過濾介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中烴合成法是費希爾-托羅普施烴合成，所述氣態(tài)反應(yīng) 物是主要包括一氧化碳和氫氣的合成氣流，所述催化劑顆粒是費希爾_托羅普施催化劑顆 粒，所述多相產(chǎn)物包括至少所述烴冷凝物和所述尾氣和反應(yīng)水，其中所述多相產(chǎn)物經(jīng)分離 制得所述烴冷凝物流和所述尾氣流和反應(yīng)水流。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中處理至少部分烴冷凝物流以除去氧化成分的步 驟包括用氫化催化劑將所述部分冷凝物流進行氫化。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述氫化催化劑無需注入二甲基二硫化物來維持氫 化催化劑活性。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中處理至少部分烴冷凝物流以除去氧化成分的步 驟包括將所述部分冷凝物流進行溶劑提取。
6.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中處理至少部分烴冷凝物流以除去氧化成分 的步驟包括將所述部分烴冷凝物流通過防護床，除去冷凝物中的氧化成分至低于200ppm 的濃度。
7.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中包括，在分離階段中，分離出所述反向洗滌 冷凝物的輕質(zhì)成分，形成除去輕質(zhì)成分的反向洗滌冷凝物，然后，用該除去輕質(zhì)成分的反向 洗滌冷凝物進行反向洗滌。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述分離階段包括至少一次蒸餾操作。
9.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中在料漿床上方回收氣態(tài)形式的用來反向洗 滌過濾介質(zhì)的至少部分反向洗滌冷凝物和氣態(tài)產(chǎn)物，從而給所述料漿床散熱。
全文摘要
烴合成方法(10)包括將氣態(tài)反應(yīng)物(18)進料至料漿床(14)；使氣態(tài)反應(yīng)物(18)進行催化反應(yīng)，由此形成液態(tài)和氣態(tài)烴產(chǎn)物；將包括液態(tài)產(chǎn)物和催化劑顆粒的產(chǎn)物混合物經(jīng)過過濾階段進行過濾，液態(tài)產(chǎn)物通過過濾介質(zhì)(30)，分離出液態(tài)產(chǎn)物中的催化劑顆粒。回收(23)氣態(tài)產(chǎn)物并冷卻，形成多相產(chǎn)物，分離得到烴冷凝物流(88)和尾氣流(84)。處理(96)至少部分烴冷凝物流(88)以除去氧化成分，制得反向洗滌冷凝物。在過濾階段經(jīng)常用反向洗滌冷凝物通過過濾介質(zhì)(30)來反向洗滌過濾介質(zhì)(30)。
文檔編號B01J8/22GK101820991SQ200880110533
公開日2010年9月1日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者亞歷克斯·菲利普·福格爾, 保羅·雅各布森 申請人:沙索技術(shù)有限公司