用于重力辅助粒子流的催化剂滚筒制造技术

提供用于控制反应系统内的催化剂粒子的流动和输送的系统和方法。可以使用配置在滚筒容积内的旋转圆盘或轮管理催化剂粒子的流动以在减轻或最小化催化剂粒子磨损的同时控制催化剂流速。这可部分通过保持旋转圆盘的中心、催化剂粒子到滚筒容积的入口和滚筒容积的上壁之间的关系实现以使催化剂粒子在圆盘旋转过程中不暴露于压缩力和/或磨损。附加地或替代性地，可以配置圆盘和滚筒容积表面以降低或最小化催化剂粒子陷在滚筒容积内的“死区”中的可能性。通过使用圆盘提供使粒子经过滚筒容积的输送力，可以在相对较慢的催化剂流速下控制催化剂移动速度，以使滚筒容积内的堵塞或阻塞的风险降低或最小化。

Catalyst drum for gravity assisted particle flow

A system and method for controlling the flow and delivery of catalyst particles in a reaction system are provided. The flow of catalyst particles can be managed using a rotating disc or wheel configured in the volume of the drum to control the catalyst flow rate while reducing or minimizing catalyst particle wear. This can be achieved in part by maintaining the relationship between the center of the rotating disc, the inlet of catalyst particles to the volume of the drum and the upper wall of the volume of the drum so that the catalyst particles are not exposed to compression force and / or wear during the rotation of the disc. Additionally or alternatively, disc and drum volume surfaces may be configured to reduce or minimize the possibility of catalyst particles trapped in a \dead zone\ within the drum volume. By using the disk to provide the delivery force of particles through the cylinder volume, the catalyst movement speed can be controlled at a relatively slow catalyst flow rate, so as to reduce or minimize the risk of blockage or blockage in the cylinder volume.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于重力辅助粒子流的催化剂滚筒领域本专利技术涉及用于反应系统，如包括移动床反应器的反应系统内的催化剂粒子的移动的系统和方法。背景流化床反应器和移动床反应器是其中反应器内的催化剂粒子在反应器运行过程中运动的反应器的实例。基于催化剂的运动，有可能在运行过程中从反应器中取回催化剂。这允许更换和/或再生催化剂。遗憾地，反应器内的催化剂运动可导致催化剂磨损，这归因于催化剂粒子与其它催化剂粒子和/或反应器内的表面的碰撞。除造成提高的催化剂更换成本外，催化剂粒子的磨损有可能使催化剂碎片和/或尺寸降低的催化剂粒子夹带在产物流出物中，结果催化剂碎片和/或尺寸降低的粒子可能行进到反应系统的非预期部分。用于控制反应系统内的固体粒子输送的一些类型的系统可包括“L”型阀。美国专利4,685,482和4,687,382描述了用于控制粒子输送的L型阀系统的实例。L型阀系统的一个困难在于在L型阀流路中在90°角处存在催化剂粒子的死区。另一些困难与L型阀工作所需的流体流量有关。在经过L型阀之前从液体产物流出物中分离催化剂粒子的情况下，需要附加的气流诱导催化剂粒子运动经过L型阀。在需要较低流速(flowrate)的情况下，这会造成控制催化剂粒子流速的困难。概述在各种方面中，提供一种催化剂滚筒(roller)系统。该催化剂滚筒系统可包括包含顶部内表面、侧壁和内轮廓表面的滚筒容积。该催化剂滚筒系统可进一步包括在滚筒容积内的许多催化剂粒子。所述许多催化剂粒子可相当于例如来自反应器的催化剂粒子，其从反应器中输出以供再生和/或再循环。所述许多催化剂粒子可具有平均催化剂粒子直径、静止角(angleofrepose)和内摩擦角(angleofinternalfriction)。该催化剂滚筒系统可进一步包括经由顶面与滚筒容积流体连通的催化剂入口。该催化剂滚筒系统可进一步包括与滚筒容积流体连通的催化剂出口。该催化剂滚筒系统还可包括催化剂滚筒盘(rollerdisc)。催化剂滚筒盘可旋转地安装在滚筒容积内以允许通过圆盘的旋转输送催化剂粒子。圆盘的旋转方向可将催化剂粒子从催化剂入口附近的区域带向催化剂出口。在安装的催化剂滚筒盘与内轮廓表面之间可存在间隙或轮廓间隙。轮廓间隙可以在至少一个位置小于平均催化剂粒子直径的一半，以防止催化剂以与旋转方向相反的方向越过催化剂滚筒盘。基于滚筒容积中的配置，催化剂停止角(stoppageangle)可由a)安装的催化剂滚筒盘的顶部、b)在与安装的催化剂滚筒盘的顶部的最近交点处催化剂入口与顶部内表面的交点和c)经过安装的催化剂滚筒盘的顶部的切线划定。催化剂停止角可具有在静止角的15％内、或在10％内、或在5％内的值。在一些方面中，滚筒容积经由排料锥管与催化剂出口流体连通。排料锥管可任选具有大于或等于内摩擦角的相对于垂直线的角。附加地或替代性地，滚筒容积可进一步包括底面。在这样的方面中，滚筒容积可经由底面与催化剂出口和排料锥管的至少一个流体连通。任选地，a)底面与催化剂滚筒盘之间的底部间隙和b)平均催化剂粒子直径的比率可为0.5或更小。在一些方面中，a)顶部内表面与催化剂滚筒盘的顶部之间的顶部间隙和b)平均催化剂粒子直径的比率为2.0至10、或3.0至8.0、或5.0至7.0。附加地或替代性地，a)侧壁与催化剂滚筒盘之间的侧壁间隙和b)平均催化剂粒子直径的比率为4.0至25、或5.0至20。在一些方面中，滚筒容积可进一步包括内导向表面，内导向表面相对于垂直线的角大于或等于内摩擦角。任选地，所述至少一个位置可相当于内轮廓表面与内导向表面的交点。任选地，内轮廓表面可以是可拆除地安装在滚筒容积内的表面。在一些方面中，对于与2个平均催化剂粒子直径或更大对应的催化剂滚筒盘的圆周的一部分，轮廓间隙小于平均催化剂粒子直径的一半。任选地，内轮廓表面可进一步包括气体通道。在运行过程中，气体通道可与加压流体，如加压气体源流体连通。在一些方面中，催化剂滚筒盘可包括具有起伏(undulation)的圆盘边缘，其中i)起伏的平均起伏高度与平均催化剂粒子直径的比率为0.5或更小(或0.3或更小)；或ii)平均起伏波长与平均催化剂粒子直径的比率为0.8或更大(或1.0或更大)；或iii)i)和ii)的组合。在一些方面中，平均催化剂粒子直径可为0.5mm至5.0mm、或0.5mm至10mm、或0.5mm至20mm。在各种其它方面中，提供一种输送催化剂粒子的方法。该方法可包括经由催化剂入口将许多催化剂粒子送入催化剂滚筒系统的滚筒容积。滚筒容积可相当于如上所述的滚筒容积，如包括可旋转地安装的催化剂滚筒盘的滚筒容积。所述许多催化剂粒子的至少一个催化剂粒子可与安装的催化剂滚筒盘的边缘接触。安装的催化剂滚筒盘可以一定的旋转速度旋转以将所述一个或多个催化剂粒子送入催化剂出口。催化剂停止角可由a)安装的催化剂滚筒盘的顶部、b)在与安装的催化剂滚筒盘的顶部的最近交点处催化剂入口与顶部内表面的交点和c)经过安装的催化剂滚筒盘的顶部的切线划定。催化剂停止角可具有在静止角的15％内(或在10％内、或在5％内)的值。在一些方面中，催化剂滚筒系统可与包含反应器催化剂体积的反应器流体连通。在这样的方面中，安装的催化剂滚筒盘的旋转可相当于以允许每小时周转反应器催化剂体积的0.001重量％至10重量％的速度旋转。附图简述图1示意性显示用于催化剂输送的催化剂滚筒系统的一个实例。图2示意性显示催化剂滚筒的顶部。图3示意性显示催化剂滚筒系统中的轮的表面的一个实例。详述在各种方面中，提供用于控制反应系统，如包括移动床反应器的反应系统内的催化剂粒子的流动和输送的系统和方法。可以使用配置在滚筒容积内的旋转圆盘或轮管理催化剂粒子的流动以在减轻或最小化催化剂粒子磨损的同时控制催化剂流速。这可部分通过保持旋转圆盘的中心、催化剂粒子到滚筒容积的入口和滚筒容积的上壁之间的关系实现以使催化剂粒子在圆盘旋转过程中不暴露于压缩力和/或磨损。附加地或替代性地，可以配置圆盘和滚筒容积表面以降低或最小化催化剂粒子陷在滚筒容积内的“死区”中的可能性。通过使用圆盘提供使粒子经过滚筒容积的输送力，可以在相对较慢的催化剂流速下控制催化剂移动速度，以使滚筒容积内的堵塞或阻塞的风险降低或最小化。如上所述，L型阀提供用于促进催化剂输送的结构的一个实例。在用凝相流体流化催化剂的用途中(如在浆料中的催化剂粒子)，控制催化剂粒子流动的困难有所减轻。但是，对于用于驱动催化剂流动的流体是气相流体的系统，L型阀可带来各种挑战。特别地，在催化剂粒子中诱发任何运动之前，通常需要最小气体流速。一旦实现这样的最小气体流速，粒子流动速度可间断改变。这在需要低催化剂流速时使得控制催化剂粒子流动是困难的。另外，当使用气相流体时，L型阀配置有可能具有“死区”，其相当于催化剂粒子停留在L型阀中而不移动。控制反应系统内的催化剂输送的另一选项是使用星形阀配置。在星形阀中，一系列轮辐状平台可围绕容积内的中心枢轴点旋转。随着催化剂进入该容积，催化剂可落在平台之一上，催化剂停留在此直至星形阀旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂滚筒系统，其包含：/n包含顶部内表面、侧壁和内轮廓表面的滚筒容积；/n在滚筒容积内的许多催化剂粒子，所述许多催化剂粒子包含平均催化剂粒子直径，所述催化剂粒子具有静止角和内摩擦角；/n经由顶面与滚筒容积流体连通的催化剂入口；/n与滚筒容积流体连通的催化剂出口；和/n可旋转地安装在滚筒容积内的催化剂滚筒盘，安装的催化剂滚筒盘与内轮廓表面之间的轮廓间隙在至少一个位置小于平均催化剂粒子直径的一半，其中由/na)安装的催化剂滚筒盘的顶部，/nb)在与安装的催化剂滚筒盘的顶部的最近交点处催化剂入口与顶部内表面的交点和/nc)经过安装的催化剂滚筒盘的顶部的切线/n划定的催化剂停止角具有在静止角的15％内的值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 US 62/484,5191.一种催化剂滚筒系统，其包含：
包含顶部内表面、侧壁和内轮廓表面的滚筒容积；
在滚筒容积内的许多催化剂粒子，所述许多催化剂粒子包含平均催化剂粒子直径，所述催化剂粒子具有静止角和内摩擦角；
经由顶面与滚筒容积流体连通的催化剂入口；
与滚筒容积流体连通的催化剂出口；和
可旋转地安装在滚筒容积内的催化剂滚筒盘，安装的催化剂滚筒盘与内轮廓表面之间的轮廓间隙在至少一个位置小于平均催化剂粒子直径的一半，其中由
a)安装的催化剂滚筒盘的顶部，
b)在与安装的催化剂滚筒盘的顶部的最近交点处催化剂入口与顶部内表面的交点和
c)经过安装的催化剂滚筒盘的顶部的切线
划定的催化剂停止角具有在静止角的15％内的值。


2.权利要求1的催化剂滚筒系统，其中滚筒容积经由排料锥管与催化剂出口流体连通，所述排料锥管相对于垂直线的角大于或等于内摩擦角。


3.上述权利要求任一项的催化剂滚筒系统，其中滚筒容积进一步包含底面，滚筒容积经由底面与催化剂出口和排料锥管的至少一个流体连通。


4.权利要求3的催化剂滚筒系统，其中
a)底面与催化剂滚筒盘之间的底部间隙和
b)平均催化剂粒子直径的比率为0.5或更小。


5.上述权利要求任一项的催化剂滚筒系统，其中
a)顶部内表面与催化剂滚筒盘的顶部之间的顶部间隙和
b)平均催化剂粒子直径的比率为2.0至10、或3.0至8.0、或5.0至7.0。


6.上述权利要求任一项的催化剂滚筒系统，其中滚筒容积进一步包含内导向表面，内导向表面相对于垂直线的角大于或等于内摩擦角，所述至少一个位置任选包含内轮廓表面与内导向表面的交点。


7.上述权利要求任一项的催化剂滚筒系统，其中内轮廓表面包含可拆除地安装在滚筒容积内的表面，或其中对于与2个平均催化剂粒子直径或更大对应的催化剂滚筒盘的圆周的一部分，所述轮廓间隙小于平均催化剂粒子直径的一半，或其组合。


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【专利技术属性】
技术研发人员：A·贝赫基施，M·F·雷特曼，A·S·科瓦里，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US