[發明專利]流體分布設備

有效

• 申請號: 200580039141.3
• 申請日: 2005-10-28
• 公開（公告）號: CN101056684A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: S·J·弗雷;P·A·瑟克里斯特;D·A·考夫
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: B01D15/00
• 分類號: B01D15/00;B01D24/48;B01D24/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及用于分布和/或混合流體的設備。更具體地，本發明涉及一種分布和/或混合在含有固體粒子的容器中流動的流體的設備。在一示例性應用中，本發明用于模擬移動床(SMB)吸附分離過程。

背景技術

當流體流經含有固體粒子的容器時混合和/或分布流體的各種設備在本技術領域中是公知的?？稍谌萜鲀劝仓靡粋€或多個此種設備并將固體粒子分成兩個或多個床。這種流體分布設備的使用可以通過提供穿過該容器的截面區域的更均勻的流體特性來增加操作的效率。例如，這些設備可最小化或消除流動速率變化或溝道作用；溫差；以及流體組合物中的變化。這些設備還可包括多種裝置以將流體流引入該容器中并且/或者從該容器抽取流體流。這種設備被稱為“混合器-分布器-收集器”。

混合器-分布器-收集器的多種變型在本領域中是公知的。例如，在US3,214,247、US?3,789,989、US?4,378,292和US?6,024,871中示例性示出這些設備在諸如SMB吸附分離的吸附分離或層析過程中的應用。以下是這種設備的共同部件：1)上邊界，其包含用于將固體粒子床保持在該設備上且容許流體向下流經該設備的裝置；2)位于所述上邊界之下且與所述上邊界間隔開的流體偏轉板；3)位于所述偏轉板之下且與所述偏轉板間隔開的流體分布器；及4)貫穿所述流體偏轉板的通道，該通道提供上邊界與流體分布器之間的流體連通。無數其它部件及其大量變型以及上文列出的共同部件在本領域也是公知的。

這種混合器-分布器-收集器的期望特征在本領域也是公知的。示例包括：1)具有最小的體積；2)防止逆向混合；3)收集流經該容器的液體且將其徹底混合以最小化區域濃度梯度；4)當有需要時提供另一流體流的引入及徹底混合；5)當有需要時從該容器移除流體流且不對操作產生負面影響；以及6)最小化該設備中的壓降。最后，該混合器-分布器-收集器在該容器的截面區域上提供流體的均勻再分布，同時阻止高速射流和/或其它流體擾動干擾下游的固體粒子床。術語“上游”和“下游”在本文中按其常規意義使用且基于流體在容器中流動的總體方向來解釋。因此，下游相當于容器中向下的或較低的位置。

由紐約McGraw-Hill在1997年出版、D.W.Green等人編輯的Perry’sChemical?Engineers’Handbook第7版，第6-33頁至第6-34頁描述了公知的用法，即在流動通道中加入足夠的均勻阻力以消除通道或處理設備中不均勻的速度分布。各種流體流量控制器及其組合的詳細研究由J.Tan-Atichat、H.M.Nagib及R.I.Loehrke在“Interaction?of?free-streamturbulence?with?screens?and?grids：a?balance?between?turbulence?scales”，J.of?Fluid?Mech.，1982，第114卷，第501-528頁中加以描述。流體流量控制器裝置例如蜂窩狀物體、絲網、穿孔板、諸如燒結材料及網狀墊板的多孔固體、柵格及其組合——其在混合器-分布器-收集器的下游或出口邊界具有足夠的均勻阻力且提供更均勻的再分布(更均勻的速度分布)——的使用在本領域中是公知的。本文中，將該混合器-分布器-收集器的此部件稱為“流體分布器”。

已發現，即使以較低的流體平均線速度穿過容器，現有技術的混合器-分布器-收集器設備也可產生高速射流和/或擾動，該高速射流和/或擾動導致該設備正下方的接觸床中的粒子的顯著運動。本發明在容器中的低流體平均線速度的情況下減少流體射流和/或擾動以消除對下部固體粒子床的干擾。此外，即使在流體平均線速度增大四至七倍時，本發明(也可)顯著減少或消除對下方粒子床的干擾。

發明內容

本發明提供一種更有用的混合器-分布器-收集器設備，該設備最小化或消除干擾下游粒子床的高速射流和/或其它擾動。具體地說，本發明涉及將另一部件——流量控制器——添加至設備，該部件位于流體分布器和下游固體粒子床之間。該流量控制器與流體分布器間隔開并具有提供從流體分布器到下部粒子床的流體連通的開口。該流量控制器是具有比流體分布器的開口面積比大的開口面積比的裝置，諸如蜂窩狀物體、多孔固體、穿孔板、絲網或柵格。

附圖說明

圖1為一容器的剖面側視圖，其描繪出包含具有中間混合器-分布器-收集器的多個疊置粒子床的容器；

圖2A-2C為俯視剖面圖，其描繪出組裝在容器內的混合器-分布器-收集器的剖面；

圖3A和3B為分別沿圖2A及2B中標記的剖面線截取的本發明的附加實施例的剖面側視圖。

具體實施方式