[发明专利]在多级流化床中进行反应的方法

说明书

本发明涉及一种流化床反应器以及该反应器用于使其中的流体相和固体相的接触。

本发明还涉及一种用来在流化床反应器中进行反应的新颖的改进的方法。

更具体地说，本发明涉及在一种多级振动式流化床中进行反应，以使固体相的流化作用不受通过流化床的流体相的流动的影响。

当进行反应时，如需要使一种流体相，即气相（蒸气）或液相，与一种作为固体反应物或催化剂的的固相互相接触，则通常是使反应在固定床反应器或流化床反应器中进行。然而在使用固定床反应器时，需要使该反应器定期停车以便使催化剂再生或重新活化，或者要使用加倍数目的反应器，这两种做法都会导致成本增加。为了解决在再生催化剂时需要使反应器停车的问题，人们设计了一种移动床反应器，然而由于这种反应器在运行中需要连续不断地从该反应器中排出惰性的催化剂，导致了固体粒子处理费用高的问题。

使用一种循环催化剂形式的流化床反应器可以真正地同时达到流化床反应过程和催化剂再生步骤的连续化。另外，由于热量和物质的传送速度较高，故可以消除流化床反应器中的所谓“热点”（由于降低了温度梯度）。某些大量放热的反应可以产生不稳定的产品或中间产品，而严格控制反应温度时可以提高这种反应的选择性。

然而，流化床反应器要求流体相（例如气相和/或蒸气）反应物有较高的流速以使固体相（例如催化剂）在流化床中流化。流体相的高流速限制了流体相反应物在催化剂床层中的停留时间。由于流体相反应物的停留时间较短，因而减少了流体相反应物在其停留时间内参与反应的机会，同时因此增加了使该反应物进行循环的必要性。

根据本发明的一个方面，提供了一种可以使流体相在与反应区中的固相接触时进行反应的改进方法。这一改进的方法包括在一个水平方向布置（horizontally-oriented）的流化床反应器中使与固体相接触的流体相发生反应。该流体床反应器至少包括两个隔板分隔开的小室，以便允许固体在所说的至少两个小室之间流动。该流化床反应器还包括使流化床反应器振动的装置。在流体相与固体相接触而发生反应的期间，固体粒子由一个小室转入另一个小室。流体相的流动方向可以与固体粒子的流动方向构成逆流模式或顺流模式，或者可使每一个小室中的流体相不会流入另一个小室，也就是说，每一个小室都具有其独立的流体入口和出口。当反应器的每一个小室都具有其独立的流体入口和出口时，可使流体相相对于固体粒子的运动方向作横向交叉流动（Cross-Current）。在每一个小室中，流体相的流动可以穿过固体相，也就是说，流体相的运动方向与固体相的运动方向横向交叉（transverse）。在流体相从一个小室流入另一个小室的情况下，流体相的流动方向就可能与固体相的运动方向构成顺流模式或逆流模式。

流体相可以是蒸气相和/或液相。固体相互以是催化剂。所说催化剂可以从硅铝酸盐（例如沸石催化剂）、磷酸盐和钼-钒催化剂中选择。

在一个实施方案中，所说的至少两个小室中的每一个小室都具有一个入口与一个出口，流体相通过所说的至少两个入口进入，而流出物又通过所说的至少两个个出口排出并被回收。

所说的方法还包括下列的一些步骤，即在固体粒子通过所说的至少两个小室以后，至少要把一部分固体粒子从反应器中取出，并使这部分固体粒子在一个再生器中进行再生，然后将经再生的固体粒子再循环回反应器中以使其再次通过这两个小室。所说的再生器可以是一个流化床反应器，将加热的气体通过流化床反应器，借此使反应器中的固体粒子流化并完成其再生过程。

在一个较佳实施方案中，至少是固体相基本上是以脉冲流动的方式运动。流体相也可以按脉冲流动的方式运动，而通过反应器的流体相的脉冲物流方向可以与固体相的运动方向构成顺流模式或逆流模式。