專利名稱：從淤漿中分離液體的方法和烴的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從容器內(nèi)的固體顆粒和液體的淤漿中分離液體的方法。進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及這種方法在重?zé)N制備方法中的應(yīng)用，所述方法包括使氫氣和一氧化碳的混合物與固體催化劑顆粒和液體的淤漿在三相淤漿反應(yīng)器中接觸。
三相淤漿反應(yīng)器為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。操作中，所述反應(yīng)器典型地包括淤漿區(qū)和超出液面區(qū)。在存在于淤漿區(qū)的淤漿中，固體催化劑顆粒懸浮于液體中。其中液體被用作傳熱介質(zhì)。一或多種氣態(tài)反應(yīng)物鼓泡通過淤漿。超出液面區(qū)(通常位于淤漿區(qū)之上)基本上不含淤漿，而主要包含氣態(tài)產(chǎn)物和/或反應(yīng)物。
催化劑顆粒典型地通過機(jī)械裝置或優(yōu)選通過上升氣體和/或液體速率攪拌或攪動(dòng)而保持懸浮狀態(tài)。
氫氣和一氧化碳的混合物通常稱為合成氣。由合成氣制備重?zé)N通常稱為費(fèi)-托合成法。本文中術(shù)語重?zé)N意指在反應(yīng)條件下呈液態(tài)的烴。在這方面，應(yīng)理解費(fèi)-托合成法不僅產(chǎn)生重?zé)N，而且還產(chǎn)生在反應(yīng)條件下為氣態(tài)的烴，該合成法還進(jìn)行充氧過程。
具體地，本發(fā)明涉及費(fèi)-托合成法產(chǎn)生的重?zé)N淤漿的分離?，F(xiàn)有技術(shù)已提出多種從淤漿中分離液體特別是重?zé)N的方法。如EP0609079描述了一種包含懸浮于液體中的催化劑顆粒淤漿床的淤漿鼓泡塔。過濾區(qū)位于淤漿床中，特別是鄰近淤漿床的上表面。過濾區(qū)典型地包括多個(gè)過濾元件。過濾元件典型地為長筒形，包括包圍著濾出液收集區(qū)的圓筒形過濾介質(zhì)。
EP0592176描述了一種由裝有濾芯的管板組成的過濾區(qū)，該管板限定了淤漿床的上表面。
PCT94/16807描述了環(huán)繞淤漿床的過濾區(qū)。
UK2281224公開了一種反應(yīng)器，包含多個(gè)經(jīng)排列以便容納淤漿床的反應(yīng)管。每個(gè)管的上部包含用于從淤漿中分離烴產(chǎn)物的過濾元件和用于從淤漿中分離氣體且其直徑增加、通常稱為分離區(qū)的頂部。
US4605678描述了通過使淤漿通過高梯度磁場從含有烴產(chǎn)物的淤漿中分離催化劑的方法。
US5324335描述了一種用鐵基催化劑制備烴的方法。為避免因產(chǎn)生重?zé)N蠟所致反應(yīng)器中淤漿高度不斷增加，用位于反應(yīng)器外的錯(cuò)流過濾器從淤漿中分離蠟。
DE3245318描述了一種通過錯(cuò)流過濾從淤漿中分離液體產(chǎn)物流的方法，該方法基本上在反應(yīng)器壓力下，但在反應(yīng)器之外進(jìn)行。根據(jù)一種實(shí)施方案，在過濾之前冷卻淤漿。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，如果錯(cuò)流過濾步驟之前有脫氣步驟，則對(duì)錯(cuò)流過濾產(chǎn)生顯著的促進(jìn)作用，所述脫氣步驟優(yōu)選在離心場分離裝置中進(jìn)行，更優(yōu)選在旋液分離器中進(jìn)行。進(jìn)一步地，以此方式對(duì)控制濾液通過錯(cuò)流過濾器的流動(dòng)產(chǎn)生顯著的促進(jìn)作用。此外，應(yīng)理解所需過濾器面積很小。
因此，本發(fā)明涉及在氣體存在下從容器中包含的固體顆粒和液體的淤漿中分離液體的方法，包括使淤漿脫氣和使脫氣后的淤漿通過錯(cuò)流過濾器，從而將脫氣后的淤漿分離成液體和濃縮淤漿。
典型地，淤漿中的固體顆粒至少部分為催化劑顆粒，所述容器典型地為其中可進(jìn)行所述方法的反應(yīng)容器，容器中所含淤漿被用作催化劑床。
在三相淤漿反應(yīng)器中進(jìn)行的化學(xué)方法的例子是那些利用固體催化劑顆粒、用至少一種氣態(tài)反應(yīng)物、生產(chǎn)在反應(yīng)條件下為液態(tài)的產(chǎn)物并且通常高度放熱的的方法。這種方法的例子包括加氫方法、加氫甲?；椒?、鏈烷醇合成法、用一氧化碳制備芳族聚氨酯、Kolbel-Engelhart合成法、聚烯烴合成法、和費(fèi)-托合成法。
因此，另一方面，本發(fā)明涉及本文所述分離方法在涉及化學(xué)反應(yīng)的方法中的應(yīng)用，其中反應(yīng)在包括固體顆粒、優(yōu)選固體催化劑顆粒的淤漿中進(jìn)行。
存在于淤漿中的液體通常至少部分為反應(yīng)產(chǎn)物，優(yōu)選基本上全部為反應(yīng)產(chǎn)物。本發(fā)明方法涉及從淤漿中分離液體。應(yīng)理解若所述液體僅部分為反應(yīng)產(chǎn)物，則可能需要進(jìn)一步的已知分離步驟如吸附或蒸餾以使反應(yīng)產(chǎn)物與其余液體分離。
進(jìn)行脫氣的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。脫氣方法的例子包括分離和釋壓。釋壓原理上可行，但其成本可能較高并且會(huì)明顯增大固體(催化劑)顆粒磨碎的可能性。分離如果以間歇或半連續(xù)方式進(jìn)行則可能需要很長時(shí)間。這在升溫和升壓下可能是不希望的，因?yàn)檫@可能導(dǎo)致例如液體產(chǎn)物裂解、在催化劑或其它固體顆粒上成焦、和氫解。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，由用于脫氣的旋液分離器和用于從淤漿中分離液體的錯(cuò)流過濾所形成的組合很有效，無需卸壓便可實(shí)現(xiàn)迅速分離。
因此，本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，在旋液分離器中使淤漿脫氣。旋液分離器可歸入在離心場內(nèi)發(fā)生分離的機(jī)械分離裝置一類。因此，旋液分離器以與管式離心機(jī)相似的方式操作，區(qū)別在于旋液分離器有不旋轉(zhuǎn)的筒體，而通過切向輸入所致進(jìn)料的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)建立離心場。
因此，根據(jù)本發(fā)明的更廣義方面，在離心場分離裝置中使淤漿脫氣。由于無旋轉(zhuǎn)部件和維護(hù)簡單，所以通常優(yōu)選旋液分離器。
旋液分離器為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠選擇最適合于脫氣用途的旋液分離器，特別是根據(jù)淤漿的粘度、淤漿中氣體容納量和操作條件進(jìn)行這種選擇。旋液分離器的綜述公開在Ullmann化學(xué)工業(yè)大全(1988)第5版，卷B2,p11-19 to 11-23。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，脫氣步驟按連續(xù)相分離法進(jìn)行。
該方法典型地包括將淤漿連續(xù)加入基本上垂直的部分地填充有淤漿的豎管，從該豎管的上部連續(xù)地排出不含淤漿的氣態(tài)化合物，和從該豎管的下部連續(xù)地排出脫氣的淤漿，其中從豎管中排出脫氣淤漿的線速度低于淤漿中存在的氣態(tài)化合物的上升線速。
從豎管中排出脫氣淤漿的線速優(yōu)選為氣態(tài)化合物上升線速的0.01至0.8倍，更優(yōu)選為所述上升線速的0.05至0.6倍，最優(yōu)選0.1至0.4倍。
該上升線速尤其是取決于淤漿的粘度并且可在寬范圍內(nèi)變化。典型地，該上升線速在0.1至100cm/sec的范圍內(nèi)，優(yōu)選0.5至50cm/sec，更優(yōu)選5至20cm/sec。
連續(xù)相分離法與使用旋液分離器的方法相似，優(yōu)選基本在反應(yīng)容器的操作壓力下進(jìn)行。優(yōu)選地，豎管的淤漿入口與淤漿區(qū)相通，氣態(tài)化合物出口與反應(yīng)容器的超出液面區(qū)相通。應(yīng)理解該豎管適合位于反應(yīng)容器內(nèi)，但優(yōu)選該豎管位于反應(yīng)容器之外。
淤漿脫氣后，使脫氣的淤漿通過錯(cuò)流過濾器，以將脫氣的淤漿分離成液體和濃縮淤漿。
錯(cuò)流過濾為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，其中利用與過濾元件成切向流過過濾器的淤漿的剪切力連續(xù)地從過濾器中除去殘余物(截留物)。該剪切力可由旋轉(zhuǎn)元件如旋轉(zhuǎn)過濾器或轉(zhuǎn)子產(chǎn)生。但優(yōu)選該剪切力由淤漿通過不含旋轉(zhuǎn)元件的錯(cuò)流過濾器的速率產(chǎn)生。有關(guān)錯(cuò)流過濾的綜述可參見Kirk-Othmer化學(xué)技術(shù)大全(1993)，卷10,p841-847。
該過濾過程的驅(qū)動(dòng)力通常為通過過濾器時(shí)產(chǎn)生的壓降。典型地，過濾器的壓降在1至10bar的范圍內(nèi)。應(yīng)理解淤漿入口和淤漿出口之間的壓降低于過濾器的壓降，優(yōu)選比過濾器的壓降低至少0.1bar。優(yōu)選地，所述壓降差不大于5bar。
優(yōu)選的錯(cuò)流過濾器典型地包括一或多個(gè)管，其中每個(gè)管的至少部分壁包含有過濾元件。每個(gè)管的直徑典型地在0.5-4.5cm的范圍內(nèi)。每個(gè)管的長度取決于所要求的淤漿入口和淤漿出口之間的壓降。
淤漿通過過濾器的速率典型地在1至6m/s的范圍內(nèi)?？梢圆捎酶秃透叩乃俾剩诟哂?m/s的速率下，過濾元件的壓降應(yīng)當(dāng)相當(dāng)高以使液體通過過濾器的通量合理。在低于1m/s的速率下，過濾元件的壓降應(yīng)當(dāng)相當(dāng)?shù)鸵员隳芾眉羟辛ΤV餅。此低壓降又導(dǎo)致液體通過過濾器的通量降低。
利用氣體和/或液體的表觀速度或利用機(jī)械混合裝置使淤漿中存在的固體顆粒在容器中保持懸浮狀態(tài)。因此，應(yīng)理解固體顆粒的最大可能的平均粒徑尤其可取決于氣體和液體的速度，以及固體顆粒和液體之間的密度差。典型地，平均粒徑不大于1mm，優(yōu)選不大于600μm。
為了能夠有效地進(jìn)行過濾，該平均粒徑典型地不小于1μm，優(yōu)選不小于5μm，更優(yōu)選不小于10μm。
固體顆粒優(yōu)選至少部分地由催化劑顆粒組成。平均粒徑較大(即至少100μm)的催化劑顆粒的淤漿通常稱為沸騰催化劑床，而平均粒徑小于100μm的較小催化劑顆粒的淤漿通常稱為淤漿催化劑床。
對(duì)于沸騰床優(yōu)選的平均催化劑粒徑在100至400μm的范圍內(nèi)。
對(duì)于淤漿床優(yōu)選的平均催化劑粒徑在10至75μm的范圍內(nèi)。
如需要，可使用催化劑顆粒和其它固體顆粒的混合物。其它固體顆粒的平均粒徑可以與催化劑顆粒的平均粒徑不同。例如在EP0450859中公開了各種選擇。
由于磨耗，在顆粒操作期間平均(催化劑)粒徑可能隨著時(shí)間的推移而減小。應(yīng)理解過濾器的開孔優(yōu)選地，甚至在顆粒有一些磨耗之后不允許有數(shù)量明顯的顆粒通過。因此，根據(jù)顆粒的平均尺寸和粒徑分布，開孔直徑應(yīng)在0.1μm至50μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選0.5至10μm。
雖然原則上可在容器內(nèi)進(jìn)行該方法，但優(yōu)選至少過濾器位于容器之外。這特別利于維護(hù)和便于生產(chǎn)。這樣，如果過濾器不得不被檢查，可用不同的過濾器連續(xù)地進(jìn)行該方法，而不需關(guān)閉該容器。
典型地，使用至少一個(gè)泵。適用的泵為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。應(yīng)理解優(yōu)先選擇不導(dǎo)致催化劑顆粒明顯磨耗的泵。
該泵可能對(duì)氣體敏感而趨于在氣體存在下操作失常。因此，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，在泵上游使淤漿脫氣。
優(yōu)選地，使至少部分濃縮淤漿返回該容器。應(yīng)理解這在濃縮淤漿含有在容器中進(jìn)行的工藝中仍有活性的催化劑顆粒時(shí)特別優(yōu)選。淤漿的循環(huán)可有助于或?qū)е骂w粒在淤漿中保持懸浮狀態(tài)。
根據(jù)該方法的更優(yōu)選方面，將該脫氣的淤漿分成有低固體顆粒濃度的第一物流和有高固體顆粒濃度的第二物流，并將第一物流送至過濾器。以此方式，需要較少的過濾表面，由于固體顆粒濃度低，淤漿的粘度較低而過濾速率可能較高。優(yōu)選地，至少使第二物流至少部分地返回該容器。此實(shí)施方案的其它優(yōu)點(diǎn)包括特別是由于有限的淤漿容納量導(dǎo)致的磨耗較少。
根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方案，在離心場分離裝置中將淤漿分成第一和第二物流。由于無旋轉(zhuǎn)部件和維護(hù)簡單，通常優(yōu)選旋液分離器。
上述方法最優(yōu)選用于從合成氣中制備重?zé)N的方法。如上所述，本文所用術(shù)語重?zé)N意指在反應(yīng)條件下呈液態(tài)的烴。典型地，反應(yīng)溫度在150至400℃的范圍內(nèi)選擇。壓力典型地在5至200bar(絕壓)的范圍內(nèi)。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種分離重?zé)N的方法，該方法包括在反應(yīng)容器中使合成氣與固體催化劑顆粒和液體的淤漿接觸，從而產(chǎn)生重?zé)N，和按本文所述方法從淤漿中分離含重?zé)N的液體。
烴合成催化劑(即能催化由氫氣和一氧化碳合成烴的催化劑)及制備這種催化劑的適合方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。烴合成催化劑典型地包括負(fù)載于催化劑載體上的第Ⅷ族金屬。所述第Ⅷ族金屬優(yōu)選選自鐵、鈷和/或釕，更優(yōu)選鈷。催化劑載體優(yōu)選為多孔的，如多孔無機(jī)耐火氧化物，更優(yōu)選氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋯或其混合物。
存在于載體上的催化活性金屬的最佳量尤其取決于具體的催化活性金屬。典型地，催化劑中存在的鈷量可在1至100重量份/100重量份載體物料的范圍內(nèi)，優(yōu)選10至50重量份/100重量份載體物料。
催化活性金屬可與一或多種金屬促進(jìn)劑或助催化劑一起存在于催化劑中。促進(jìn)劑可以金屬形式存在或以金屬氧化物形式存在，取決于所涉及的具體促進(jìn)劑。適合的促進(jìn)劑包括周期表中第ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB和/或ⅦB族金屬的氧化物，鑭系和/或錒系氧化物。優(yōu)選地，催化劑包括至少一種周期表中第ⅣB、ⅤB和/或ⅦB族元素的氧化物，特別是鈦、鋯、錳和/或釩的氧化物。除該金屬氧化物促進(jìn)劑之外或作為其可供選擇的替代物，催化劑可包括選自周期表中第ⅦB和/或Ⅷ族的金屬促進(jìn)劑。優(yōu)選的金屬促進(jìn)劑包括錸、鉑和鈀。
最適合的催化劑包括作為催化活性金屬的鈷和作為促進(jìn)劑的鋯。另一種最適合的催化劑包括作為催化活性金屬的鈷和作為促進(jìn)劑的錳和/或釩。
催化劑中如存在促進(jìn)劑，則促進(jìn)劑的存在量典型地為載體物料的0.1至60重量份，優(yōu)選0.5至40重量份。但應(yīng)理解促進(jìn)劑的最佳量對(duì)于用作促進(jìn)劑的各元素可變化。如果催化劑包括作為催化活性金屬的鈷和作為促進(jìn)劑的錳和/或釩，則鈷∶(錳+釩)之摩爾比有利地為至少12∶1。
淤漿中存在的液體最適合是烴合成工藝的產(chǎn)物，特別是如本文中所述的工藝。或者，可使用(精制的)原油餾分或液態(tài)聚烯烴。優(yōu)選地，該液體主要含有高度石蠟性烴。典型地，高度石蠟性烴液體含有至少70％(重)、優(yōu)選80％(重)、更優(yōu)選90％(重)石蠟烴。
烴合成工藝優(yōu)選在125至350℃、更優(yōu)選170至300℃、最優(yōu)選200至275℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。壓力優(yōu)選在5至80bar(絕壓)、更優(yōu)選20至60bar(絕壓)的范圍內(nèi)。
氫氣和一氧化碳(合成氣)典型地以在0.4至2.5范圍內(nèi)的摩爾比加入該工藝中。優(yōu)選地，氫氣與一氧化碳的摩爾比在1.0至2.5范圍內(nèi)。氣體體積空速可在很寬的范圍內(nèi)改變，典型地在1500至8000h-1的范圍內(nèi)。
烴的制備方法可用淤漿催化劑床方式或沸騰催化劑床方式進(jìn)行。
應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠選擇最適合于具體反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的條件和反應(yīng)方式。
優(yōu)選地，合成氣的空塔氣速在0.5至50cm/sec的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在5至35cm/sec的范圍內(nèi)。
典型地，空塔液速保持在0.001至4.0cm/sec的范圍內(nèi)，包括液態(tài)生產(chǎn)。優(yōu)選地，空塔液速優(yōu)選保持在0.005至1.0cm/sec的范圍內(nèi)。
應(yīng)理解最優(yōu)選的空塔液速可取決于優(yōu)選的操作方式。
如果在容器內(nèi)進(jìn)行分離且在不需高液速使催化劑顆粒保持懸浮狀態(tài)的條件下，則優(yōu)選相對(duì)低的空塔液速。另一方面如果至少部分分離在容器外進(jìn)行，則優(yōu)選較高的空塔液速。根據(jù)優(yōu)選的操作方式選擇最適合的空塔液速是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
如前面所概括的，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，至少過濾器位于反應(yīng)器之外，并在基本上與反應(yīng)器中相同的壓力下進(jìn)行分離。優(yōu)選地，進(jìn)行本文所述方法所需的裝置位于反應(yīng)器外。根據(jù)另一優(yōu)選方案，脫氣裝置位于反應(yīng)器內(nèi)，其余的下游裝置位于反應(yīng)器外。
烴合成催化劑一般趨于對(duì)氫解有活性，氫解可導(dǎo)致液態(tài)烴產(chǎn)物裂解形成不希望的甲烷，和絕熱溫升。此外，可能結(jié)焦，影響催化劑壽命和活性。近來發(fā)現(xiàn)尤其是在無合成氣(特別是氫氣)的情況下，在淤漿中高操作溫度下氫解活性很高。因此，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，至少將被送入過濾器的淤漿部分冷卻，優(yōu)選冷卻至低于200℃的溫度。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，至少將被送入過濾器的淤漿部分冷卻至低于185℃、或者甚至低于180℃的溫度。通常不必也不希望冷卻至低于150℃的溫度，優(yōu)選不低于160℃。
應(yīng)理解如此冷卻可能耗時(shí)且增加成本，尤其是如果將淤漿冷卻至相對(duì)低的溫度。
本發(fā)明分離方法的優(yōu)點(diǎn)是可使停留時(shí)間保持最短。此外，如果脫氣后的淤漿分成第一和第二物流，且僅將第一物流送入過濾器，則催化劑在分離體系中的平均停留時(shí)間甚至進(jìn)一步降低。因此，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，含催化劑的淤漿在反應(yīng)器外的平均停留時(shí)間保持少于10分鐘，更優(yōu)選少于5分鐘，甚至更優(yōu)選少于1分鐘。典型地，停留時(shí)間應(yīng)多于10秒。
應(yīng)理解較短的停留時(shí)間可降低對(duì)冷卻的要求。
根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，送入過濾器的那部分淤漿冷卻至比反應(yīng)溫度低5至75℃的溫度，優(yōu)選比反應(yīng)溫度低10至60℃，停留時(shí)間少于10分鐘；優(yōu)選在上述范圍內(nèi)。
應(yīng)理解該方法的優(yōu)選實(shí)施方案，如基本上在反應(yīng)器壓力下進(jìn)行冷卻和/或分離，也可以是如在被用于不同裝置和工藝時(shí)此方法的優(yōu)選實(shí)施方案。
下面參考

圖1和2進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明方法和工藝。
圖1示意地描述了一種流程圖，其中從容器中排出的淤漿在泵上游脫氣，在泵下游將脫氣的淤漿通入錯(cuò)流過濾器。濃縮的淤漿至少部分返回容器和視具體情況而定部分循環(huán)至過濾器。
圖2示意地描述了一種流程圖，其中將脫氣的淤漿分成第一和第二物流，僅第一物流通入錯(cuò)流過濾器。
參考圖1，編號(hào)1代表反應(yīng)器，該容器配有氣體輸入裝置2和氣體輸出裝置3；淤漿輸入裝置4和淤漿輸出裝置5。如需要，該容器還有分開的液體輸入裝置6。為清楚起見省略了反應(yīng)容器的其它特征如冷卻裝置。
操作中，反應(yīng)容器1還含有固體顆粒(典型地為固體催化劑顆粒)在液體中的淤漿10。足夠高的空塔氣速和/或足夠高的空塔液速使固體顆粒保持懸浮狀態(tài)。
淤漿10從反應(yīng)容器1經(jīng)淤漿輸出裝置5和管線11通入旋液分離器12。旋液分離器12包括具有圓形橫截面的分離室，含有與管線13相通的溢流出口用于輸出從淤漿10中分出的氣體，和與管線14相通的底流出口用于輸出脫氣的淤漿。管線11與至少一個(gè)鄰近溢流出口的切向進(jìn)料入口相通。分離室的直徑從溢流出口至底流出口降低，但這一降低不必連續(xù)。視具體情況而定，分離室的某些部分在底流出口方向上的直徑恒定。或者，旋液分離器12被豎管25代替，如圖2所示。
脫氣的淤漿經(jīng)泵15通入錯(cuò)流過濾器16。濾出液經(jīng)管線17離開錯(cuò)流過濾器，濃縮的淤漿經(jīng)管線18離開。至少部分濃縮的淤漿可經(jīng)管線19返回容器1。視具體情況而定，部分濃縮的淤漿經(jīng)管線20、管線14和泵15循環(huán)至錯(cuò)流過濾器16。
部分濃縮的淤漿可分別經(jīng)管線18和22排出或加入新淤漿。
視具體情況而定，脫氣的淤漿通過換熱裝置(未示出)冷卻。
關(guān)于圖2，與圖1中編號(hào)對(duì)應(yīng)的編號(hào)有相同的意義。
淤漿10從反應(yīng)容器1經(jīng)淤漿輸出裝置5和管線11通入豎管25。或者，豎管25被旋液分離器12代替，如圖1所示。
氣態(tài)化合物從豎管25排出而經(jīng)管線13返回反應(yīng)容器的超出液面區(qū)。
脫氣的淤漿經(jīng)管線14離開豎管25，而經(jīng)管線30和泵31通入旋液分離器32。
在旋液分離器32中，脫氣的淤漿被分成有低固體顆粒濃度的第一物流和有高催化劑顆粒濃度的第二物流。
旋液分離器32包括具有圓形橫截面的分離室，含有與管線33相通的溢流出口用于輸出第一物流，和與管線40相通的底流出口用于輸出第二物流。管線30與至少一個(gè)鄰近溢流出口的切向進(jìn)料入口相通。分離室的直徑從溢流出口至底流出口降低，但此降低不必連續(xù)。視具體情況而定，分離室的某些部分在底流出口方向上的直徑恒定。
第一物流經(jīng)管線33離開旋液分離器32，而經(jīng)泵34通入錯(cuò)流過濾器35。濾出液經(jīng)管線36離開錯(cuò)流過濾器35。濃縮的淤漿物流經(jīng)管線37離開錯(cuò)流過濾器35。視具體情況而定，此濃縮的淤漿物流部分或全部經(jīng)管線38至管線30循環(huán)至錯(cuò)流過濾器35。根據(jù)另一實(shí)施方案，此濃縮的淤漿物流部分或全部經(jīng)管線39循環(huán)至管線33而非管線30。優(yōu)選地，此濃縮的淤漿部分或全部經(jīng)管線42和40循環(huán)至反應(yīng)容器1。
第二物流經(jīng)管線40離開旋液分離器32。至少部分第二物流經(jīng)管線40循環(huán)至反應(yīng)容器1。視具體情況而定，淤漿從循環(huán)中排出，或經(jīng)管線41加入新淤漿。
視具體情況而定，脫氣的淤漿和/或第一物流(優(yōu)選第一物流)通過換熱裝置(未示出)冷卻。
再參考圖1，一種用于制備重?zé)N的典型方法如下所述。
其中氫氣與一氧化碳摩爾比為約2∶1的合成氣經(jīng)氣體輸入裝置2加入反應(yīng)容器1。未轉(zhuǎn)化的氣體及氣態(tài)產(chǎn)物經(jīng)氣體輸出裝置3離開反應(yīng)容器。
淤漿10含有約30％(體積)的催化劑(按無氣體為基準(zhǔn)計(jì))。該催化劑典型地包括負(fù)載于多孔載體如氧化硅、氧化鋁、氧化鋯或氧化鈦上的鈷。催化劑顆粒的平均粒徑在10至50μm的范圍內(nèi)。淤漿液體是工藝中產(chǎn)生的重?zé)N混合物。
100m3/h淤漿10經(jīng)淤漿輸出裝置5從反應(yīng)容器1排出并經(jīng)管線11通入旋液分離器12。10m3/h氣體經(jīng)管線13離開旋液分離器12,90m3/h脫氣的淤漿經(jīng)管線14和泵15從旋液分離器12通入錯(cuò)流過濾器16。在管線14中，脫氣的淤漿視具體情況而定與10m3/h經(jīng)管線20從錯(cuò)流過濾器16循環(huán)的含有35％(體積)催化劑的濃縮淤漿混合。經(jīng)管線17從錯(cuò)流過濾器i6中排出13m3/h濾出液。含35％(體積)催化劑的77m3/h濃縮淤漿經(jīng)管線19和淤漿輸入裝置4通入反應(yīng)容器1中，10m3/h濃縮淤漿視具體情況而定經(jīng)管線20循環(huán)至錯(cuò)流過濾器16。
參考圖2，一種用于制備重?zé)N的典型方法如下所述。
用與圖1工藝所述相同的催化劑，以相同的方式操作反應(yīng)容器1。
100m3/h淤漿10經(jīng)淤漿輸出裝置5從反應(yīng)容器1排出并經(jīng)管線11通入豎管25。10m3/h氣體經(jīng)管線13離開豎管25,90m3/h脫氣的淤漿經(jīng)管線14、管線30和泵31由豎管25通入旋液分離器32。在旋液分離器32中，淤漿被分成15m3/h含5％(體積)催化劑的第一物流和75m3/h含35％(體積)催化劑的第二物流。
第二物流經(jīng)管線40返回反應(yīng)容器1。
第一物流通入錯(cuò)流過濾器35。經(jīng)管線36從錯(cuò)流過濾器32排出13m3/h濾出液。2m3/h含35％(體積)催化劑的濃縮的第一淤漿物流經(jīng)管線37離開錯(cuò)流過濾器35，并經(jīng)管線42和40返回反應(yīng)器1。
因此，應(yīng)理解與圖1的實(shí)施方案相比，在圖2的實(shí)施方案中，為了同樣地進(jìn)行濾出液的生產(chǎn)過程，必須將少得多的有較低催化劑濃度的淤漿物流通過過濾器。
權(quán)利要求
1．在氣體存在下從容器內(nèi)的固體顆粒和液體的淤漿中分離液體的方法，包括使所述淤漿脫氣，使脫氣的淤漿通過錯(cuò)流過濾器，和將脫氣的淤漿分成液體和濃縮淤漿。
2．權(quán)利要求1的方法，其中在離心場中發(fā)生分離的裝置中使所述淤漿脫氣，所述裝置優(yōu)選為旋液分離器。
3．權(quán)利要求1的方法，其中通過連續(xù)相分離方法使所述淤漿脫氣，優(yōu)選的連續(xù)相分離方法包括將淤漿連續(xù)加入基本上垂直的部分地填充有淤漿的豎管，從該豎管的上部連續(xù)地排出不含淤漿的氣態(tài)化合物，和從該豎管的下部連續(xù)地排出脫氣的淤漿，其中從豎管中排出脫氣淤漿的線速度低于淤漿中存在的氣態(tài)化合物的上升線速。
4．上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中所述過濾器位于所述容器之外。
5．權(quán)利要求4的方法，其中使用至少一個(gè)泵，在所述泵的上游使所述淤漿脫氣，并使至少部分濃縮淤漿返回所述容器。
6．上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中將所述脫氣的淤漿分成有低固體顆粒濃度的第一物流和有高固體顆粒濃度的第二物流，并將所述第一物流送入過濾器。
7．權(quán)利要求6的方法，其中在旋液分離器中將所述淤漿分成第一和第二物流。
8．一種重?zé)N的制備方法，包括在反應(yīng)容器中使合成氣與固體催化劑顆粒和液體的淤漿接觸而產(chǎn)生重?zé)N，和按上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法使含重?zé)N的液體與所述淤漿分離，其中所述過濾器優(yōu)選位于所述反應(yīng)容器之外，和所述分離過程優(yōu)選在基本上與所述反應(yīng)容器相同的壓力下進(jìn)行。
9．權(quán)利要求8的方法，其中含催化劑的淤漿在所述反應(yīng)容器之外的平均停留時(shí)間保持低于10分鐘，優(yōu)選低于1分鐘，或者其中至少部分被送入所述過濾器的淤漿被冷卻，優(yōu)選冷卻至低于反應(yīng)溫度5至75℃的溫度。
10．用于實(shí)施權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及在氣體存在下從容器(1)內(nèi)的固體顆粒和液體的淤漿(10)中分離液體的方法,包括使所述淤漿脫氣(12),使脫氣的淤漿(14)通過錯(cuò)流過濾器(16),和將脫氣的淤漿分成液體和濃縮淤漿。本發(fā)明還涉及一種重?zé)N的制備方法,包括在反應(yīng)容器中使合成氣與固體催化劑顆粒和液體的淤漿接觸而產(chǎn)生重?zé)N,和按所述方法使含重?zé)N的液體與所述淤漿分離。
文檔編號(hào)C10G2/00GK1212635SQ97192638
公開日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1997年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月29日
發(fā)明者D·C·恩格爾, G·范德霍尼格 申請(qǐng)人:國際殼牌研究有限公司