[发明专利]用于使反应的蜡产物与轻质气体产物分离的反应器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月31日提交的美国临时申请号62/073,331的权益，该申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及使化学反应中的蜡或较高重量产物(重物质)与较低重量气体产物分离的反应器，且更具体地，涉及使合成气转化反应中的蜡或较高重量产物与较低重量气体产物分离的反应器。

背景

合成气转化反应和产生较低重量反应产物的其它反应(如低碳烯烃和链烷烃)可产生烃蜡和其它较高重量反应产物。此类反应需要对反应加强控制且需要热限制，并且蜡形成速率可能低于产生较高重量反应产物的反应。典型地，在反应完成后，将所有反应产物从反应器转移到分离装备，在该分离装备中执行蜡分离工艺。此类蜡分离工艺显著增加了与总反应工艺相关的资金和操作成本。本领域中需要允许从反应器内分离和除去蜡而降低与化学反应、尤其合成气转化反应和产生较低重量反应产物的其它反应相关的资金和操作成本的反应器。

发明概述

一方面，本文描述一种使化学反应中的蜡产物与轻质气体产物分离的反应器。该反应器可具有外壳、催化剂床、产物回收区、汽提区和刮器。外壳可界定气体进料入口、气体出口和蜡产物出口。外壳可具有纵轴、上端和相对的下端。气体进料入口可邻近外壳上端安置。催化剂床可安置在与气体进料入口流体连通的外壳内。催化剂床可被配置来接收至少一种催化剂。产物回收区可安置在与催化剂床流体连通的外壳内。汽提区可被安置成与产物回收区和气体出口流体连通。汽提区可相对于外壳的纵轴从产物回收区向上延伸。汽提区可被配置来接收来自产物回收区的轻质气体产物。刮器可安置在产物回收区内。刮器可被配置来使至少一种反应产物中的蜡产物与非蜡产物分离。气体出口可被配置来接收来自汽提区的轻质气体反应产物，且蜡产物出口可被配置来接收来自产物回收区的蜡产物。

另一方面，本文描述一种使化学反应中的蜡产物与轻质气体产物分离的反应器。反应器可具有外壳、多个管、多个冷却剂板、产物回收区和汽提区。外壳可界定气体进料入口、气体出口和蜡产物出口。外壳可具有纵轴、上端和相对的下端。气体进料入口可邻近外壳上端安置。多个管可被安置成与气体进料入口流体连通且被配置来接收至少一种催化剂。多个冷却剂板可在外壳内沿周向隔开。多个冷却剂板的相邻冷却剂板可与反应器内表面配合以沿周向围绕多个管中的至少一个管的至少一部分。每个冷却剂板界定至少一个被配置来接收至少一种冷却剂的通道。产物回收区可安置在与多个管流体连通的外壳内。产物回收区可相对于外壳的纵轴被安置在多个管下方且被配置来接收至少一种反应产物。汽提区可被安置成与产物回收区和气体出口流体连通。汽提区可相对于外壳的纵轴从产物回收区向上延伸。汽提区可被配置来接收来自产物回收区的轻质气体产物。气体出口可被配置来接收来自汽提区的非轻质气体反应产物，且蜡产物出口可被配置来接收来自产物回收区的蜡产物。

还公开了使用所述反应器执行化学反应的方法。在示例性方面中，所述反应器可用于执行合成气转化反应。

本发明的其它优点将在随后的描述中部分阐述，且部分将由该描述中显而易见或可通过实践本发明而获悉。本发明的优点将借助于随附权利要求书中尤其指出的元件和组合认识并获得。应了解，上述概述及以下详细描述仅为示例性和说明性的且并不限制所要求保护的本发明。

附图简述

本发明的优选实施方案的这些和其它特征将在详细描述中变得更显而易见，在该详细描述中参考附图，其中：

图1为本文中所公开的反应器的冷却剂进料、气体汽提区和产物回收区的示例性配置。如所示，反应器包括冷却剂板，所述冷却剂板允许冷却剂在反应器内沿第一方向轴向流动。当冷却剂离开板时，其进入冷却剂出口，冷却剂出口允许冷却剂径向流动(例如基本上垂直于反应器的纵轴流动)，接着冷却剂沿与第一方向相反的第二方向轴向流动。冷却剂出口内的冷却剂可接着如本文中进一步公开般进行再循环。

图2为如本文中所公开的示例性反应器的俯视截面图。如所示，反应器可具有多个板安置在催化剂床内，且反应器的中心部分可界定允许轻质气体产物汽提离开蜡产物或重物质的汽提区。可借助于反应器顶部中所界定的气体出口从汽提区收集较轻质气体产物。

图3为如本文中所公开的示例性反应器的侧视截面图。如所示，反应器具有多个管、汽提区和与产物收集区连通的蜡产物收集出口。

图4为如本文中所公开的示例性反应器的产物收集区的单独的侧视截面图。如所示，产物收集区可具有分离区，所述分离区具有气体和蜡反应产物的各自出口以及辅助从产物收集区移去蜡反应产物的刮器。