[發明專利]用于在下流式容器中進行流體接觸的方法和設備

有效

• 申請號: 201880056776.1
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN111344056B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 徐占平;克里斯托弗·諾恩海默;陳鵬飛;史蒂文·J·萊斯尼亞克
• 申請（專利權）人: 環球油品有限責任公司
• 主分類號: B01J10/00
• 分類號: B01J10/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

本發明提出了一種用于在下流式容器的顆粒床之間收集、接觸和分配流體的接觸裝置和方法，該下流式容器可并流運行。通過一種方法，接觸裝置包括液體收集托盤、與液體收集托盤流體連通的混合通道以及液體分配區。

優先權聲明

本申請要求于2017年7月28日提交的美國臨時申請號62/538,289的優先權，該引用申請的內容據此以引用方式全文并入。

技術領域

本發明涉及用于在并流容器中接觸流體的方法和設備。更具體地講，本發明涉及用于在下流式容器中的兩個床之間的液體和蒸氣接觸的方法和設備。

背景技術

多種工藝都使用并流反應器，在并流反應器中，一種或多種流體流過顆粒材料的固體床，以提供流體與固體顆粒之間的接觸。在反應器中，固體可包含催化材料，流體在該催化材料上反應形成產物。流體可以是液體、蒸氣或者液體與蒸氣的混合物，并且流體反應形成液體、蒸氣或者液體與蒸氣的混合物。這些工藝涵蓋一系列過程，包括烴類轉化、氣體處理和吸附分離。

具有固定床的并流反應器被構造成使得反應器允許流體流過催化劑床。當流體是液體或者液體和蒸氣混合物時，流體通常被引導向下流過反應器。也經常使用多床反應器，其中反應器床在反應器外殼內彼此堆疊。通常，它們以在床之間留有一定空間的方式堆疊在一起。

通常形成床間空間以提供對工藝流體的中間處理，諸如冷卻、加熱、混合和重新分配。

在放熱催化反應中，控制流體的溫度和分配很重要。來自上部催化劑床和反應器外部的流體的溫度和組成在分配到下部催化劑床之前應充分混合。隨著工藝流體沿著反應器向下移動，催化劑床頂部的最初不佳溫度和組成分配會持續或增長。熱點可形成并導致催化劑快速失活，并縮短反應器周期長度。催化劑床之間的空間用于注入驟冷氣體或液體，以及用于流體混合和分配。在烴類處理中，驟冷氣體通常是冷的氫/烴流。然而，在不控制混合和分配的情況下冷卻流體會導致后續反應器床中的反應不均和溫度分布不均。而且復雜的混合和分配系統在容納多個催化劑床的反應室中占用寶貴的空間。

由于反應器床之間的空間有高度限制，因此用于引入驟冷流體并將蒸氣和液體與驟冷流體一起混合的空間是有限的。具體地講，對于現有的加氫處理反應器，已經設置了催化劑床之間的空間，有時難以在不減小催化劑床的高度的情況下安裝新型內部構件來改善現有的床間空間內的流體混合。即使對于新型反應器，通常也希望減小反應器的整體尺寸以減少資本支出和處理廠中反應器的外形。因此，希望在相對短的床間空間中提供流體在相鄰催化劑床之間的良好混合。

克服這些限制的先前嘗試包括渦流式或湍流式混合器，這些混合器通常包括以影響混合的方式一起提供流體流。US 8,017,095中描述了渦流式混合器的一個實例。圓柱形混合裝置40定位在收集托盤上，并且在底壁的底部中央包括入口50和55以及單個出口80。流體和液體通過入口50和55一起進入裝置。這些裝置的局限性在于，混合受到裝置內流體在同一大體方向上的湍流或旋流的共同影響，并且液體頂部有蒸氣。

克服這些限制的反應器內部構件的設計可以大大節省反應器內的寶貴空間。提高反應器外殼內空間利用率的新型反應器內部構件可以使催化劑負載最大化，并且消除了對新型反應器外殼組件的需求，而且避免了更換整個反應器的停機時間。

附圖說明

圖1是根據各種實施方案的位于多床催化反應器內的混合裝置的橫截面側視圖；

圖2是根據各種實施方案的混合裝置的橫截面頂視圖；

圖2B是根據各種實施方案的圖2的混合裝置的蒸氣煙囪的側視圖；

圖3是根據各種實施方案的混合裝置的局部透視圖；

圖4是根據各種實施方案的另選混合裝置的局部透視圖；

圖5是根據各種實施方案的位于多床催化反應器內的另選混合裝置的橫截面側視圖；