[發明專利]用于向下流動式加氫操作反應器的改進的混合裝置

有效

• 申請號: 201780053643.4
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN109642169B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: S·X·松;P·克里希尼亞;T·D·布雷格;B·M·薩福德
• 申請（專利權）人: 雪佛龍美國公司
• 主分類號: C10G49/00
• 分類號: C10G49/00;B01F5/00;B01F5/04;B01J8/04;C10G65/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 鄒智弘

描述了用于向下流動式加氫操作反應器的改進的渦旋型混合裝置。與現有技術裝置相比，所述裝置在混合兩相體系的氣相和液相方面提供已有的混合體積的改進的總體混合效率，同時降低穿過裝置的壓降。典型的加氫操作應用包括加氫處理、加氫精制、加氫裂化和加氫脫蠟。

技術領域

公開了用于向下流動式加氫操作反應器的改進的渦旋型混合裝置。這樣的向下流動式加氫操作反應器用于石油和化學加工工業中，用于在升高的溫度和壓力在氫氣存在下進行含烴原料的催化反應。合適的加氫操作應用包括加氫處理、加氫精制、加氫裂化和加氫脫蠟。

背景技術

在固定床加氫操作反應器中，氣體和液體反應物(例如氫氣和含烴原料)向下流動穿過固體催化劑的一個或更多個床(參見例如Penick的美國專利號4,597,854)。

隨著反應物向下流動穿過反應器催化劑床，反應物接觸催化劑材料并且反應以產生期望的產物。氣體反應物如氫氣被消耗并且通過催化反應產生熱。在原料向下穿過反應器時控制原料的溫度是重要的，以保證產物收率的數量和質量向著一種或多種目標產物最大化。

可以將冷的富含氫氣的氣體引入催化劑床之間以壓制溫度升高和補充通過反應消耗的氫氣。為了保持反應器總體性能，反應器之內的流體的溫度應當可能均勻并且液體和氣體應當良好地混合，從而使性能最大化。差的床間流體混合可以以各種方式限制反應器操作。當床間混合不能夠消除徑向溫度差異時，這些差異隨著工藝流體在反應器中向下流動而保持或增長。在任意床中的熱點可以導致該區域中的催化劑快速失活，這縮短了總反應器循環長度。產物選擇性在高的溫度時典型地較差。例如，熱的區域可以引起顏色、粘度和其它產品質量不合規格。同樣，如果在任意點處的溫度超過某個值(典型地，800至850°F)，則放熱反應可能變得自動加速，導致失控事件，這可能損害催化劑、容器或下游設備。

由于這些危害，采用差的反應器內部硬件操作的精煉者必須犧牲收率和/或產量以避免差的床間流體混合的有害影響。通過在催化劑床之間混合和平衡反應物，校正任何溫度和流動分布不均，和使壓降最小化，可以使反應器溫度分布不均和熱點最小化。催化劑床之間的流體混合可以通過使用分配器組件和混合室來完成。由于目前精煉廠的經濟性決定加氫操作單元的進料速度遠遠超過設計，因此最佳的床間流體混合是有價值的低成本的去瓶頸。

可以將分配器組件用于在多床催化劑反應器的床間區域中收集、混合和分配流體。分配器組件通常包括用于收集和混合流體和從塔頂催化劑床流出的氣體的槽以及設置在所述槽之內的中心用于接收來自所述槽液體和進一步混合所述液體和氣體的混合裝置或室。

混合裝置是許多分配器組件的關鍵零件，因為其提供流體/氣體的有效和徹底的混合并且幫助避免熱點和差的溫度分布。

混合裝置具有至少一個用于接收來自槽的液體的入口和至少一個用于引導流向下方的催化劑床的出口。混合裝置的設計各不相同，包括擋板混合器設計，例如帶式混合器以及盤式和環形混合器，其通過改變流體和氣體的方向來促進混合。

另一類型的混合器為離心或渦旋型設計。該類型的混合器收集向下流動穿過反應器的液體和氣體料流并且將它們引入圓形室中，在此處它們進行幾次旋轉，然后向下穿過位于中心的孔。

如果存在的話，混合裝置通常位于反應器中的催化劑床之間的床間空間中。在許多反應器中的床間空間由于存在支承梁、管線和占據床間區域的其它障礙物而受到限制。由于這些空間約束，要求獨特的硬件，如縮放適應可用空間的混合裝置以有限的體積進行有效的兩相混合。另外，較低高度的分配器組件可以以相同的反應器體積增加催化劑負載體積，因此改進反應器體積的利用。

各種類型的混合裝置描述于許多專利中；參見例如美國專利公開號2014/0231308。本發明提供了相對于現有技術渦旋型混合裝置，如美國專利號9,079,141和8,017,095中所描述的那些的某些改進。