一种微通道反应器费托合成催化剂的再生方法
技术领域
本发明属于微反应技术领域，具体的说是一种微通道反应器费托合成催化剂的再生方法。
背景技术
微通道反应技术是二十一世纪化学工程学科的新技术之一，具有常规反应器不可比拟的优势，例如：反应通道为微米级别，表面积大，反应器具有很高的传质和传热速率，单位体积反应器反应负荷高，工程放大简单。而对于一些强放热催化反应，例如费托合成反应、加氢裂化反应，加强催化剂层的传热，控制反应的温度平稳是取得好的反应效果的前提和保证。利用微通道反应技术，可以实现高活性催化剂在等温条件反应，既克服了传统反应器传质扩散影响大、传热效果差的缺点。费托合成反应进行一段时间以后，由于催化剂表面形成积碳、活性金属被氧化、大分子覆盖活性中心等因素，使催化剂性能下降，需要对催化剂进行再生以恢复其性能。特别是对于微通道反应器，催化剂的装填和涂覆较为复杂，与传统的固定床和浆态床相比，需要更长的运转周期和催化剂寿命，催化剂再生不仅降低催化剂成本和运转成本，还能够减少因催化剂回收处理带来的消耗和环境污染。
现有技术中也出现了一些关于微通道反应器的技术方案，如申请号为2018111606193的中国专利公开了一种微通道反应器，其具有由不锈钢基底层、粗糙加工层和催化剂载体层共同构造而成的反应器壁，催化剂载体层通过加工到不锈钢基底层上的粗糙加工层附着，粗糙加工层通过粗糙面能够有效提升催化剂载体的附着面积，而不是通过涂膜形式涂覆在不锈钢基底层上，同时提高了催化剂载体层和不锈钢基底层之间的附着力，有利于反应顺利进行，但是其由在使用过程中，反应通道内进入气体后，气体在进行催化的过程中，气体可能会存有固体杂质，其固体杂质易集聚在催化剂的表面，同时反应后的炭化物质也会集聚在催化剂的表面，影响催化剂的活性，需要等到工作停止后才能进行清除，鉴于此，本发明提供了一种微通道反应器费托合成催化剂的再生方法，其能够及时的对催化剂表面的残留物进行清理，保证催化剂的活性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种微通道反应器费托合成催化剂的再生方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微通道反应器费托合成催化剂的再生方法，该方法包括以下步骤：
S1：用惰性气体置换微通道反应器的反应通道内的合成气，然后向反应通道内通入氢气；
S2：在氢气气氛中，并向供热通道通入热量，在裂化反应条件下，反应通道处的反应壳体内壁上的费托合成催化剂吸附的大分子烃类发生裂化反应，得到甲烷和轻烃，并且由于移动板此时由于气体腔内气体受热膨胀的作用而被推动到靠近反应通道顶部的位置处；
S3：停止供热后，不锈钢片复原，带动两个主偏板顶端相互靠近，对反应通道顶部内壁进行清理，同时气体腔内的气体体积收缩，并且在移动板自身重力的作用下，移动板下降，下降的过程中，移动板对反应通道的竖直内壁进行清理，并使处理后的费托合成催化剂接触含氧气体，在氧化条件下进行氧化；
S4：氧化后的费托合成催化剂接触到含氢气体后，进行还原反应，得到再生后费托合成催化剂；
其中，S1中所述的微通道反应器包括反应壳体，所述反应壳体上沿水平方向开设有多条反应通道，所述反应壳体上沿竖直方向开设有供热通道，所述供热通道间隔均布在相邻两条反应通道之间；靠近反应通道底部的所述反应壳体上开设有多个设置有气体腔，所述气体腔内沿竖直方向插接有支撑杆，支撑杆顶端固连有移动板，移动板位于反应通道内，且同一个反应通道内的移动板的长度之和与反应通道的长度相同，移动板前后两端分别与反应通道前后侧的反应壳体相接触，且移动板前后端的顶部和底部均合拢成一条直线；所述移动板顶部靠近中部的位置处铰接有两个主偏板，两个主偏板顶端分别抵紧反应通道顶部的前后侧，主偏板相远离的一面上固连有不锈钢片，不锈钢片底端与移动板顶部固连，不锈钢片顶部的所述主偏板上开设有矩形通槽；工作时，由于现有的微通道反应器在使用过程中，反应通道内进入气体后，气体在进行催化的过程中，气体可能会存有固体杂质，其固体杂质易集聚在催化剂的表面，同时反应后的炭化物质也会集聚在催化剂的表面，影响催化剂的活性，需要等到工作停止后才能进行清除，因此本发明主要解决的是如何能够及时的对催化剂表面的残留物进行清理，保证催化剂的活性；具体采取的措施及使用过程如下：通过在反应通道内设置能够上下移动的推动板，用惰性气体置换微通道反应器的反应通道内的合成气，然后向反应通道内通入氢气，在氢气气氛中，并向供热通道通入热量，在裂化反应条件下，反应通道处的反应壳体内壁上的费托合成催化剂吸附的大分子烃类发生裂化反应，得到甲烷和轻烃，并且由于移动板此时由于气体腔内气体受热膨胀的作用而被推动到靠近反应通道顶部的位置处，停止供热后，不锈钢片复原，带动两个主偏板顶端相互靠近，主偏板顶端对反应通道顶部内壁的残留物质进行刮除，刮除后的残留物质通过矩形通槽掉落到移动板顶部，同时气体腔内的气体体积持续收缩时，并且在移动板自身重力的作用下，支撑杆会向气体腔内移动，进而使移动板下降，在下降的过程中，移动板前后端的尖锐处对反应通道的竖直内壁进行清理，进而能够降低催化剂表面的残留，保证了催化剂的催化效果，最后使处理后的费托合成催化剂接触含氧气体，在氧化条件下进行氧化，氧化后的费托合成催化剂接触到含氢气体后，进行还原反应，得到再生后费托合成催化剂。
优选的，所述支撑杆表面套接有折叠筒，折叠筒顶部与支撑杆固连，折叠筒底部能够沿折叠筒上下移动，折叠筒顶端前后侧均连通有弯管，弯管远离折叠筒的一端朝移动板与反应壳体接触的位置处弯曲；在支撑杆持续向气体腔内移动时，折叠筒底端挤压到反应通道底部的反应壳体后，折叠筒底端会向上移动，进而将其内部的气体通过顶部的弯管压出，由于弯管远离折叠筒的一端朝移动板与反应壳体接触的位置处弯曲，因此气体会顺着移动板底部边缘处吹动，吹动的风能够与移动板的刮动一同配合，对反应通道内壁进行更全面的清理，提高了清理的质量。
两个所述主偏板相对的一面上铰接有副偏板，副偏板底端靠近移动板与反应壳体接触的位置处；两个主偏板顶部在不锈钢片的带动下而相互靠近的过程中，主偏板将反应通道顶部的反应壳体内壁上的催化剂上的残留物清理下来后，清理下来的残留物会顺着主偏板从矩形通槽落到移动板顶部，同时主偏板会带动与其铰接的副偏板移动，副偏板底端会在移动板顶部滑动，副偏板对掉落到移动板表面的残留物进行清理，将残留物聚集起来，较多量的残留物能够快速从移动板表面脱落，进而降低了移动板表面的残留物的量，保证移动板在下次上升时能够上升到足够高的位置，进而使移动板清理的范围更大。
优选的，所述副偏板靠近不锈钢片的一面的两端逐渐向远离不锈钢片的方向弯曲；副偏板靠近不锈钢片的一面的两端逐渐向远离不锈钢片的方向弯曲后，副偏板推动移动板表面的残留物时，能够使残留物顺着副偏板表面导向到副偏板的边缘处，使残留物快速从移动板上脱落。
优选的，所述副偏板和移动板与反应壳体接触的位置处均粘附有橡胶膜，所述橡胶膜由耐高温橡胶制成；副偏板和移动板对催化剂表面的残留物进行清理时，由于副偏板和移动板与反应壳体接触的位置处均粘附有橡胶膜，因此橡胶模能够提高副偏板和移动板与反应壳体的接触紧密性，进而能够对残留物进行更快速的清理，同时由于橡胶模有一定的柔软度，因此能够保护粘附在反应壳体内壁的催化剂不会脱落。
优选的，所述移动板上表面经过剖光处理，所述副偏板底端经过磨砂处理；移动板上表面经过剖光处理后，移动板上的掉落的残留物能够更快速的从移动板上脱离，并且副偏板底端经过磨砂处理，磨砂后的副偏板能够掉落的残留物有较大的摩擦力，能够防止残留物残留在移动板上。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过在反应通道内设置能够上下移动的推动板，由于移动板此时由于气体腔内气体受热膨胀的作用而被推动到靠近反应通道顶部的位置处，停止供热后，不锈钢片复原，带动两个主偏板顶端相互靠近，主偏板顶端对反应通道顶部内壁的残留物质进行刮除，同时气体腔内的气体体积持续收缩时，并且在移动板自身重力的作用下，支撑杆会向气体腔内移动，移动板下降，对反应通道的竖直内壁进行清理，进而能够降低催化剂表面的残留，保证了催化剂的催化效果。
2、本发明通过在支撑杆向气体腔内移动时，折叠筒底端挤压到反应通道底部的反应壳体后，折叠筒底端会向上移动，进而将其内部的气体通过顶部的弯管压出，由于弯管远离折叠筒的一端朝移动板与反应壳体接触的位置处弯曲，因此气体会顺着移动板底部边缘处吹动，吹动的风能够与移动板的刮动一同配合，对反应通道内壁进行更全面的清理，提高了清理的质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明使用的微通道反应器的立体示意图；
图3是本发明中图2的A部放大图；
图4是本发明的移动板的结构示意图；
图5是本发明的气体腔的俯视图；
图中：反应壳体1、反应通道11、供热通道12、气体腔13、支撑杆2、移动板3、主偏板4、不锈钢片5、矩形通槽6、折叠筒7、弯管8、副偏板9。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-5所示，本发明所述的一种微通道反应器费托合成催化剂的再生方法，该方法包括以下步骤：
S1：用惰性气体置换微通道反应器的反应通道11内的合成气，然后向反应通道11内通入氢气；
S2：在氢气气氛中，并向供热通道12通入热量，在裂化反应条件下，反应通道11处的反应壳体1内壁上的费托合成催化剂吸附的大分子烃类发生裂化反应，得到甲烷和轻烃，并且由于移动板3此时由于气体腔13内气体受热膨胀的作用而被推动到靠近反应通道11顶部的位置处；
S3：停止供热后，不锈钢片5复原，带动两个主偏板4顶端相互靠近，对反应通道11顶部内壁进行清理，同时气体腔13内的气体体积收缩，并且在移动板3自身重力的作用下，移动板3下降，下降的过程中，移动板3对反应通道11的竖直内壁进行清理，并使处理后的费托合成催化剂接触含氧气体，在氧化条件下进行氧化；
S4：氧化后的费托合成催化剂接触到含氢气体后，进行还原反应，得到再生后费托合成催化剂；
其中，S1中所述的微通道反应器包括反应壳体1，所述反应壳体1上沿水平方向开设有多条反应通道11，所述反应壳体1上沿竖直方向开设有供热通道12，所述供热通道12间隔均布在相邻两条反应通道11之间；靠近反应通道11底部的所述反应壳体1上开设有多个设置有气体腔13，所述气体腔13内沿竖直方向插接有支撑杆2，支撑杆2顶端固连有移动板3，移动板3位于反应通道11内，且同一个反应通道11内的移动板3的长度之和与反应通道11的长度相同，移动板3前后两端分别与反应通道11前后侧的反应壳体1相接触，且移动板3前后端的顶部和底部均合拢成一条直线；所述移动板3顶部靠近中部的位置处铰接有两个主偏板4，两个主偏板4顶端分别抵紧反应通道11顶部的前后侧，主偏板4相远离的一面上固连有不锈钢片5，不锈钢片5底端与移动板3顶部固连，不锈钢片5顶部的所述主偏板4上开设有矩形通槽6；工作时，由于现有的微通道反应器在使用过程中，反应通道11内进入气体后，气体在进行催化的过程中，气体可能会存有固体杂质，其固体杂质易集聚在催化剂的表面，同时反应后的炭化物质也会集聚在催化剂的表面，影响催化剂的活性，需要等到工作停止后才能进行清除，因此本发明主要解决的是如何能够及时的对催化剂表面的残留物进行清理，保证催化剂的活性；具体采取的措施及使用过程如下：通过在反应通道11内设置能够上下移动的推动板，用惰性气体置换微通道反应器的反应通道11内的合成气，然后向反应通道11内通入氢气，在氢气气氛中，并向供热通道12通入热量，在裂化反应条件下，反应通道11处的反应壳体1内壁上的费托合成催化剂吸附的大分子烃类发生裂化反应，得到甲烷和轻烃，并且由于移动板3此时由于气体腔13内气体受热膨胀的作用而被推动到靠近反应通道11顶部的位置处，停止供热后，不锈钢片5复原，带动两个主偏板4顶端相互靠近，主偏板4顶端对反应通道11顶部内壁的残留物质进行刮除，刮除后的残留物质通过矩形通槽6掉落到移动板3顶部，同时气体腔13内的气体体积持续收缩时，并且在移动板3自身重力的作用下，支撑杆2会向气体腔13内移动，进而使移动板3下降，在下降的过程中，移动板3前后端的尖锐处对反应通道11的竖直内壁进行清理，进而能够降低催化剂表面的残留，保证了催化剂的催化效果，最后使处理后的费托合成催化剂接触含氧气体，在氧化条件下进行氧化，氧化后的费托合成催化剂接触到含氢气体后，进行还原反应，得到再生后费托合成催化剂。
所述支撑杆2表面套接有折叠筒7，折叠筒7顶部与支撑杆2固连，折叠筒7底部能够沿折叠筒7上下移动，折叠筒7顶端前后侧均连通有弯管8，弯管8远离折叠筒7的一端朝移动板3与反应壳体1接触的位置处弯曲；在支撑杆2持续向气体腔13内移动时，折叠筒7底端挤压到反应通道11底部的反应壳体1后，折叠筒7底端会向上移动，进而将其内部的气体通过顶部的弯管8压出，由于弯管8远离折叠筒7的一端朝移动板3与反应壳体1接触的位置处弯曲，因此气体会顺着移动板3底部边缘处吹动，吹动的风能够与移动板3的刮动一同配合，对反应通道11内壁进行更全面的清理，提高了清理的质量。
两个所述主偏板4相对的一面上铰接有副偏板9，副偏板9底端靠近移动板3与反应壳体1接触的位置处；两个主偏板4顶部在不锈钢片5的带动下而相互靠近的过程中，主偏板4将反应通道11顶部的反应壳体1内壁上的催化剂上的残留物清理下来后，清理下来的残留物会顺着主偏板4从矩形通槽6落到移动板3顶部，同时主偏板4会带动与其铰接的副偏板9移动，副偏板9底端会在移动板3顶部滑动，副偏板9对掉落到移动板3表面的残留物进行清理，将残留物聚集起来，较多量的残留物能够快速从移动板3表面脱落，进而降低了移动板3表面的残留物的量，保证移动板3在下次上升时能够上升到足够高的位置，进而使移动板3清理的范围更大。
所述副偏板9靠近不锈钢片5的一面的两端逐渐向远离不锈钢片5的方向弯曲；副偏板9靠近不锈钢片5的一面的两端逐渐向远离不锈钢片5的方向弯曲后，副偏板9推动移动板3表面的残留物时，能够使残留物顺着副偏板9表面导向到副偏板9的边缘处，使残留物快速从移动板3上脱落。
所述副偏板9和移动板3与反应壳体1接触的位置处均粘附有橡胶膜，所述橡胶膜由耐高温橡胶制成；副偏板9和移动板3对催化剂表面的残留物进行清理时，由于副偏板9和移动板3与反应壳体1接触的位置处均粘附有橡胶膜，因此橡胶模能够提高副偏板9和移动板3与反应壳体1的接触紧密性，进而能够对残留物进行更快速的清理，同时由于橡胶模有一定的柔软度，因此能够保护粘附在反应壳体1内壁的催化剂不会脱落。
所述移动板3上表面经过剖光处理，所述副偏板9底端经过磨砂处理；移动板3上表面经过剖光处理后，移动板3上的掉落的残留物能够更快速的从移动板3上脱离，并且副偏板9底端经过磨砂处理，磨砂后的副偏板9能够掉落的残留物有较大的摩擦力，能够防止残留物残留在移动板3上。
工作时，由于现有的微通道反应器在使用过程中，反应通道11内进入气体后，气体在进行催化的过程中，气体可能会存有固体杂质，其固体杂质易集聚在催化剂的表面，同时反应后的炭化物质也会集聚在催化剂的表面，影响催化剂的活性，需要等到工作停止后才能进行清除，因此本发明主要解决的是如何能够及时的对催化剂表面的残留物进行清理，保证催化剂的活性；具体采取的措施及使用过程如下：通过在反应通道11内设置能够上下移动的推动板，用惰性气体置换微通道反应器的反应通道11内的合成气，然后向反应通道11内通入氢气，在氢气气氛中，并向供热通道12通入热量，在裂化反应条件下，反应通道11处的反应壳体1内壁上的费托合成催化剂吸附的大分子烃类发生裂化反应，得到甲烷和轻烃，并且由于移动板3此时由于气体腔13内气体受热膨胀的作用而被推动到靠近反应通道11顶部的位置处，停止供热后，不锈钢片5复原，带动两个主偏板4顶端相互靠近，主偏板4顶端对反应通道11顶部内壁的残留物质进行刮除，刮除后的残留物质通过矩形通槽6掉落到移动板3顶部，同时气体腔13内的气体体积持续收缩时，并且在移动板3自身重力的作用下，支撑杆2会向气体腔13内移动，进而使移动板3下降，在下降的过程中，移动板3前后端的尖锐处对反应通道11的竖直内壁进行清理，进而能够降低催化剂表面的残留，保证了催化剂的催化效果，最后使处理后的费托合成催化剂接触含氧气体，在氧化条件下进行氧化，氧化后的费托合成催化剂接触到含氢气体后，进行还原反应，得到再生后费托合成催化剂。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
