用于從含氯物種水溶液中分離含氯物種的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[00011優(yōu)先權聲明
[0002] 本申請要求2013年10月24日提交的美國申請No. 14/062,696的優(yōu)先權，通過引用 將其全部內(nèi)容結合到本文中。
技術領域
[0003] 本公開內(nèi)容一般性地是用于將含氯物種從該含氯物種的水溶液中分離的系統(tǒng)和 方法。更特別是，本公開內(nèi)容涉及用于將含氯物種，例如氯化氫(HC1)從在催化烴轉化方法 中產(chǎn)生的該含氯物種水溶液中分離的系統(tǒng)和方法。
[0004] 背景
[0005] 盡管用于烴轉化(例如重整、脫氫、異構化、烷基化和烷基交換）的催化劑傾向于在 使用一段時間以后減活，催化劑的活性可通過多種方法中的一種，通常一般性地稱為再生 方法恢復。再生方法是廣泛使用的，再生方法中包括的具體步驟部分地取決于減活的原因。 例如，如果催化劑由于累積在催化劑上的焦炭而減活，則再生通常包括通過燃燒除去焦炭。 再生方法的操作條件和方法是熟知的。再生方法可就地進行，或者可將催化劑從進行烴轉 化的容器中取出并輸送至分開的再生區(qū)中用于再活化。用于將催化劑顆粒從反應區(qū)中連續(xù) 或半連續(xù)地取出以及在再生區(qū)中再活化的裝置也是熟知的。
[0006] 這些再生方法中的許多分享共同特征:使催化劑在一種或多種含氯物種的存在下 接觸，其恢復催化劑的活性以用于反應區(qū)中。這些含氯物種可作為氯化物化學或物理吸著 在催化劑上或者可保持分散在接觸催化劑的料流中。然而，在許多再生方法中，將包含含氯 物種的煙道氣料流從再生方法中排出。使用了幾種方法以防止煙道氣料流被含氯物種污染 并使來自再生方法的煙道氣料流中的含氯物種釋放最小化。除氯化物損失對催化劑的影響 外，含氯物種的排放施以環(huán)境顧慮。該環(huán)境顧慮可通過將煙道氣料流用中和含氯物種的堿 性水溶液洗滌或者通過使含氯物種吸附在吸附劑上而減輕。在一些吸附劑結構中，轉化催 化劑本身(無論是再生還是減活形式)可用作吸附劑。
[0007] 氯去除問題由于煙道氣料流中的水而復雜化，因此，傳統(tǒng)吸附劑不能經(jīng)濟地可行 用于從煙道氣料流中吸附含氯物種。為了經(jīng)濟可行，吸附劑在從煙道氣料流中除去高比例 的含氯物種的同時必須吸附例如吸附其重量的7-8%氯化物。為了吸附這么多氯化物，煙道 氣必須具有低水含量，例如少于0.01摩爾％水。水與含氯物種競爭吸附劑上的吸附部位，并 且通過占據(jù)否則會被含氯物種占據(jù)的部位，水妨礙氯化物的吸附并且加速吸附劑的置換。 因此，如果煙道氣具有高水含量，則吸附劑吸附太多的水并且不能吸附可行量的氯化物。由 于因為在焦炭中可發(fā)現(xiàn)的含氫化合物，水為焦炭燃燒的常見副產(chǎn)物，煙道氣料流通常具有 高水含量，例如1-10摩爾％。因此，除非將煙道氣干燥，吸附僅吸附經(jīng)濟可行性所需氯化物 的重量的三分之一至二分之一。這又可能使吸附方法不能經(jīng)濟地執(zhí)行。盡管理論上水的吸 附可通過在吸附含氯物種以前將煙道氣料流干燥而減輕，事實上干燥器是昂貴的以及不可 行的，因為含氯物種如氯化氫傾向于使多數(shù)干燥劑降解。
[0008] 因此，理想的是提供用于防止烴轉化催化劑再生期間含氯物種排放的方法和系 統(tǒng)。另外，理想的是提供能夠?qū)⑺c含氯物種分離以提高催化劑再生方法的經(jīng)濟性的這類 系統(tǒng)和方法。此外，本發(fā)明的其它理想特征和特性從隨后的詳細描述和所附權利要求書中， 連同附圖和該背景獲悉。
[0009] 概述
[0010] 本公開內(nèi)容提供用于將含氯物種，例如氯化氫(HC1)從催化烴轉化方法中的該含 氯物種水溶液中分離的系統(tǒng)和方法。在一個示例實施方案中，公開了從催化烴轉化方法中 的含氯物種水溶液中分離含氯物種的方法，所述方法包括將廢含氯化物烴轉化催化劑氧 化，所述廢烴轉化催化劑包含在其上形成的烴殘余物。氧化形成包含含氯物種、水和碳氧化 物的煙道氣。方法進一步包括使煙道氣與水洗滌料流接觸以將至少一部分含氯物種溶于水 洗滌料流中以形成酸水溶液，和使酸水溶液與吸濕性液體接觸以產(chǎn)生脫水氯化氫氣體。仍 進一步，方法包括使脫水氯化氫氣體與另外廢含氯化物烴轉化催化劑接觸以使氯吸著在另 外廢含氯化物烴轉化催化劑上。
[0011] 在另一示例實施方案中，公開了用于從催化烴轉化方法中的含氯物種水溶液中分 離含氯物種的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:燃燒區(qū)，所述燃燒區(qū)將廢含氯化物烴轉化催化劑氧化， 所述廢烴轉化催化劑包含在其上形成的烴殘余物，并形成包含含氯物種、水和碳氧化物的 煙道氣，和洗滌裝置，所述洗滌裝置使煙道氣與水洗滌料流接觸以將至少一部分含氯物種 溶于水洗滌料流中以形成酸水溶液。該系統(tǒng)進一步包括使酸水溶液與吸濕性液體接觸以產(chǎn) 生氯化氫氣體的萃取蒸餾裝置，和使氯化氫氣體與另外廢含氯化物烴轉化催化劑或者與氧 化的含氯化物烴轉化催化劑接觸以使氯吸著在另外廢或氧化的含氯化物烴轉化催化劑上 的吸著區(qū)。
[0012] 在又一示例實施方案中，本文公開了將含氯物種與含氯物種水溶液分離的方法， 所述方法包括將廢含氯化物烴轉化催化劑氧化，所述廢烴轉化催化劑包含在其上形成的烴 殘余物，其中氧化形成包含含氯物種、水和碳氧化物的煙道氣，和使煙道氣與水洗滌料流接 觸以將至少一部分含氯物種溶于水洗滌料流中以形成酸水溶液。仍進一步，方法包括使酸 水溶液與吸濕性液體接觸以產(chǎn)生脫水氯化氫氣體，和使脫水氯化氫氣體與氧化的含氯化物 烴轉化催化劑接觸以使氯吸著在氧化的含氯化物烴轉化催化劑上。
[0013] 附圖簡述
[0014] 下面連同以下附圖描述本發(fā)明實施方案，其中類似的數(shù)字表示類似的元件，且其 中：
[0015] 圖1為闡述根據(jù)本公開內(nèi)容的各個實施方案在烴轉化系統(tǒng)上執(zhí)行的方法的工藝流 程圖；和
[0016] 圖2為闡述根據(jù)本公開內(nèi)容的各個實施方案，如圖1中的烴轉化系統(tǒng)的含氯物種分 離區(qū)的工藝流程圖。
[0017] 詳述
[0018] 以下詳細描述在性質(zhì)上僅為示例的，且不意欲限制所述實施方案的應用和用途。 此外，不意欲受先前背景或以下詳細描述中呈現(xiàn)的任何理論束縛。
[0019] 本文所述各實施方案涉及用于從在催化烴轉化方法中，特別是在烴轉化催化劑的 再生中形成的含氯物種水溶液中分離含氯物種，例如氯化氫(HC1)的系統(tǒng)和方法。示例實施 方案在使煙道氣與含氯物種吸附劑，例如一部分催化劑(減活或者部分再生的形式)或另一 氯吸附劑接觸以前使用吸濕性液體，例如硫酸溶液以降低煙道氣的水含量。由于降低的水 含量，催化劑再生方法的效率和經(jīng)濟性提高，且關于吸附劑置換的需要降低(在使用分開的 氯吸附劑時）。
[0020] 盡管本文所述實施方案主要涉及含氯物種，應當理解所述實施方案可用于降低任 何方法中的其它含鹵素物種的排放，其使用可吸著含鹵素物種的吸附劑并且可從中除去鹵 素。盡管鹵素可包括氟、溴和碘，如上文所指出的，在許多已知方法中，鹵素為氯。因此，所述 實施方案特別適用于降低氯物種的排放。術語"氯物種"在本文中指任何包含氯的分子。例 如，氯物種包括氯氣、氯化氫、具有或不具有氧的氯化烴和包含氯和金屬的化合物。
[0021] -般而言，可吸著氯物種的吸附劑包括無機氧化物，例如氧化鋁。氧化鋁可單獨存 在或者它可與多孔無機氧化物稀釋劑作為粘合劑材料組合。氧化鋁可以以其任何固相存 在，例如γ-氧化鋁。氧化鋁也可作為與其它元素的化學組合存在，例如二氧化娃-氧化鋁或 鋁-硅酸鹽粘土。由于許多烴轉化催化劑包括氧化鋁，在一些實施方案中，氯物種吸附劑可 以為烴轉化催化劑本身，為減活（"廢"）形式或再生形式。合適的氧化鋁基烴轉化催化劑包 括用于重整、脫氫、異構化、烷基化、烷基交換和其它催化轉化方法的催化劑。本文所述實施 方案適用的寬泛實踐的催化烴轉化方法為催化重整。因此，本文中對實施方案的討論指其 在催化重整反應系統(tǒng)中的示例應用。
[0022] 因而，用于在烴轉化催化劑的再生中將含氯物種與水溶液分離的示例系統(tǒng)和方法 在示例催化重整方法的范圍內(nèi)提供。催化重整為石油精煉工業(yè)中用于改進烴原料的辛烷值