CN103990393B - 用于两相并行容器的具有切向入口的混合设备和混合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于两相并行容器的具有切向入口的混合设备和混合方法。混合设备由圆形顶和底壁以及圆柱形侧壁组成。弯曲流动挡板设置在混合设备内。这些流动挡板形成一个或多个切向入口孔口,孔口距容器中心线尽可能远地定位。整个处理流以高流速在切向方向流动通过一个或多个切向入口孔口进入旋转盒。切向入口孔口中的处理流的高动量、流的完全切向方向以及切向入口孔口和容器中心线之间的较大距离导致剧烈的旋转流动和旋转盒中大量的流体转动。旋转盒中大量的流体转动对于使通过切向入口孔口进入的流彼此适当混合是必要的。流体沿垂直方向通过混合设备的底壁中的出口开口排出混合设备。
Description
背景技术
本公开内容涉及一种用于使容器中的气体或蒸汽与液体混合的混合设备,在所述容器中,汽相和液相同时流动。该设备的目的在于平衡排出设备的排出混合物的温度和化学成分。本公开内容适于但不限于使热的富氢处理气体和热的烃液与冷的淬火流在加氢处理反应器(例如,氢化处理或氢化裂解反应器)中的两个相邻催化剂床之间混合的应用。
已经在文献和专利中描述了大量的用于两相并行容器的混合设备。这些设备中的大多数属于以下给出的六种类型中的一种:
类型1:具有设置在收集盘中的入口流槽或通道的涡流混合器
这种设计的例子在美国专利3,541,000给出。该混合器包括水平收集盘板6。收集盘板设置有多个倾斜的流槽32/34。来自催化剂床上方的整个蒸汽和液体处理流束以高速通过这些入口流槽。收集盘下方的是旋转盒8。来自流槽的排出喷射流具有切向分量并导致旋转流体在旋转盒内运动。流体然后在内部堰板12上方通过并且向下通过中心开口10。在开口10的出口处,通过蛛网形设置30内的穿孔分配管添加冷的阻封流体。分配托盘14位于混合器下方以粗略地分配液体。托盘14还用作排出开口10的高速流体的冲击板。分配盘4位于粗略分配盘下方以最终分配液体。
美国专利4,836,989描述了与美国专利3,541,000中的混合器相似的混合器。但是,为了提高以上的阻封流体与来自催化剂床上方的蒸汽和液体的混合,通过在收集盘12上游而不是下游的穿孔管分配器13添加阻封流体。
涉及涡流类型混合器的专利的例子是:美国专利5,837,208;5,989,502;7,045,103;7,112,312以及美国公开专利申请2012/0241006。
类型2:具有径向入口流的旋转盒混合器
这种设计的例子在美国专利3,353,924中给出。该混合器包括收集板6。通过在收集板上方的穿孔管环11添加冷的阻封流体。来自混合器上方的催化剂床3的蒸汽和液体与阻封流体通过多个入口端口8进入旋转盒7。与以上提及的涡流混合器设计不同,在该类型混合器中通过入口端口到旋转盒的流主要在水平/径向方向。入口端口设置有叶片9,其将旋转运动引给旋转盒7内的流体。流体通过中心开口13a排出旋转盒。具有垂直挡板16的穿孔冲击板14设置在中心开口下方。
在这里给出具有径向入口流的旋转盒混合器的其他例子:
美国专利3,787,189描述了一种与美国专利3,353,924中的混合器相似的旋转盒混合器。但是,旋转盒的入口开口和叶片具有不同设计,并且中心开口20下方的冲击板23未被穿孔。在收集板18下方将旋转运动引至排出混合器的流体的叶片22替代混合器出口处的径向布置的垂直挡板。
美国专利5,462,719描述了一种与美国专利3,353,924中的混合器相似的旋转盒混合器。蒸汽和液体首先通过圆柱形挡板24中的径向穿孔,然后通过叶片22,这导致旋转盒内的旋转流体运动。流体通过中心开口21排出旋转盒并进入位于收集板20下方的第二混合盒。在第二混合盒内,流体快速向外流动并且通过圆柱形壁26内的径向穿孔排出混合器。
美国专利5,534,233描述了另一种旋转盒混合器。液体被收集在托盘101上,并且蒸汽和流体沿径向方向进入旋转盒。在流体通过中心开口7排出混合器之前,用垂直导向板105来产生旋转流动。中心开口下方的冲击板13破坏流束的高速度。
类型3:泡罩状混合器
泡罩状混合器设计在美国专利5,152,967中公开。该混合器包括收集板16和覆盖下导管17的罩18,19。罩和下导管限定第一混合旋转腔。罩19的侧壁设置有成角度的开口。该成角度的开口使得蒸汽和流体进入第一旋转腔,以便以旋转运动移动。流体首先向上流动,超过下导管17的上边缘,然后通过下导管和板16内的中心开口向下流动。该混合器还设置有位于第一旋转腔下方的向内径向流动的第二旋转腔。
在这里给出了泡罩状混合器的其他例子:
美国专利6,183,702描述了其他泡罩状混合器。混合器由收集板1125组成,该收集板1125保持一定液位。收集板设置有垂直挡板1130,其促进液体在板1125上的旋转运动。该旋转运动由从管1140排出的阻封流体喷射流进一步加强。在收集托盘上,包括覆盖圆柱形下导管1165的开有沟槽的圆柱形罩1150的泡罩状混合器安装在板1125内的中心开口上方。罩和下导管之间的环形空间设置有半螺旋形挡板1155。蒸汽通过罩1150的圆柱形壁内的沟槽进入圆柱形空间。蒸汽将液体向上“提高”至环形空间中并且蒸汽和液体向上流动通过环形空间。挡板1155引起环形空间内的旋转运动。蒸汽和液体向下流动通过下导管并通过收集板1125内的开口。
美国专利8,017,095描述了其他泡罩状混合设备。混合设备由大的泡罩85组成,该泡罩与在美国专利No.6,183,702中使用的泡罩相似,位于环形收集盘30上。在上游,泡罩85是旋转腔,该旋转腔由侧壁42和48、入口50和55、入口46和47的顶壁以及顶壁49组成。
美国专利3,824,080和5,403,560提供了泡罩状混合器的其他例子。
类型4:分离式混合蒸汽和液体的混合器
美国专利No.5,635,145公开了一种分离式混合蒸汽和液体的混合器。该混合器包括具有中心开口的收集板6。在中心开口上方,定位有用于混合蒸汽的蒸汽旋转盒8。蒸汽旋转盒设置有孔14。收集板设置有带有导向通道7的其他开口,以将液体朝向反应器的中心线引导。预分配托盘/冲击板15位于混合器下方。
在正常操作中,收集板6保持一定液位,并且蒸汽进入蒸汽旋转盒8并通过中心开口排出。液体绕开旋转盒通过平行液体通道7。
美国专利5,772,970是分离式混合蒸汽和液体的混合设备的另一例子。该混合器由收集托盘12组成,该收集托盘12设置有圆柱形回旋挡板13、中心开口14和蒸汽囱17。圆柱形堰板15设置在出口开口14的边缘。在操作期间,液体将集中在收集托盘12上并且液位将增进至至少堰板15的高度。回旋挡板13和堰板15之间的旋转运动由切向液体入口13a和13b引起。液体溢出堰板15并且通过中心开口14排出。蒸汽主要绕开液体通过蒸汽囱17。部分蒸汽可以与溢出的液体一起流动通过中心开口14。
美国专利5,935,413、7,052,654和7,078,002描述了分离式混合蒸汽和液体的混合器的其他例子。
类型5:具有垂直流动的挡板盒混合器
美国专利4,233,269描述了这种设计。该混合器由入口供给导管12组成,其中蒸汽和液体进入混合器。从入口供给导管起,流体通过由环状板32和36形成的两个圆形混合孔口并通过由圆盘34形成的一个环形流动限制部。
类型6:具有水平流动的挡板盒混合器
美国专利7,276,215描述了一种具有水平流动的挡板盒混合器。该混合器包括收集托盘13、具有中心开口25的底板14、两相入口16和形成一系列压缩和膨胀的垂直流动挡板18、19和20或一系列混合孔口。整个处理流被迫高速流动通过每个混合孔口。在每个混合孔口中,获得分散的两相流态,以使蒸汽和液体之间的界面面积最大化,并因而使相之间的热量和质量传递最大化。在每个混合孔口的下游,膨胀产生扰动和附加的停留时间。混合器具有与出口开口25对称的流体通道以提高液体向位于混合器下方的分配托盘11的蔓延。
美国专利5,690,896描述了这种类型的混合器的第二个例子。该混合器构造成催化剂支撑***的整体部分。混合器将蒸汽和液体收集到环形收集槽沟24中。阻封流体通过阻封管22和23添加至环形收集槽沟。蒸汽和液体流动通过环形收集槽沟直至位于支撑梁14和15之间的混合盒30。整个处理流在入口36处进入混合盒。混合盒包括在流动方向上360°转向的单流动通道。在混合盒中360°转向之后,流体通过中心开口37排出。
美国专利申请公开US2011/0123410描述了该类型混合器的第三个例子。该混合器包括具有入口开口6的收集托盘5、环形混合通道9和具有囱13的穿孔预分配托盘11。蒸汽和液体流动通过入口开口6和环形混合通道9,并排出至穿孔的预分配托盘11。
美国专利3,705,016描述了第四个例子。该混合器由位于收集和催化剂支撑板8上的滤网11/12组成。该滤网由惰性支撑材料7覆盖。阻封流体注入板8上方的催化剂床中。滤网11/12允许蒸汽和流体通过,同时留下惰性材料。在通过滤网之后,蒸汽和流体垂直流动通过收集板8中的中心开口。由水平底板16和垂直挡板20、21、22和23组成的水平混合盒位于收集板下方。排出中心开口的流体首先被分为两个水平流。接着,两个流中的每一个流再次被分为两个流,导致一共四个流。在混合器排出部处,这四个流中的两个流重组并被送到反应器截面的一侧,同时剩余的两个流重组并被送至反应器截面的另一侧。最后,通过穿孔托盘25分配蒸汽和液体。
具有水平流的挡板盒混合器的最后一个例子在美国专利3,977,834中有描述。该专利记载了由多个平行混合盒13组成的混合器。每个混合盒位于一对催化剂支撑梁7之间。阻封流体通过混合盒上游的梁之间的管11添加。
在传统混合器设计中,压降通常是用于混合的驱动力。但是,在氢化处理和氢化裂解处理单元中,混合器中增加的压降导致大量的额外成本。这种情况的例子是循环气体压缩机的增加的最初成本和根据循环气体压缩机所需要的附加轴功率而增加的运行成本。对于两相混合,已经建立了下面的用于获得良好混合和平衡的排出混合物的一般条件。
混合器需要具有流动限制部或者混合孔口,其具有高的流速并使液体分散到小滴中,以为相之间的热量和质量传递提供大的界面面积并产生扰动。
整个处理流需要汇合在一起/接触。具有通过混合器的平行路径并非是足够的,因为平行流不会接触,并因此不能够获得平行流的平衡温度和成分。
混合器需要具有在混合孔口的下游的低流速的区域,以在从高流速到低流速过渡时产生湍流情况并且允许一些停顿时间。停顿时间为热量和质量传递所需要。湍流情况为相的混合所需要。
在混合器的排出部或出口处,必须获得液体横跨反应器截面的合理分配或分散。即使分配托盘位于混合器下方,在混合器排出部或出口处也需要一定的液体分散在反应器截面上,以防止分配托盘上过多的液位梯度。例如,将所有液体排出至反应器一侧的混合器设计是不可接受的。
此外,总的混合器高度是重要的。混合器必须尽可能地紧凑以降低反应器/容器的高度要求。在氢化处理或氢化裂解反应器中,不能够将混合器所占据的空间用于活性催化剂。需要给定总量的催化剂,以将反应物转变为所期望的产物。因此,混合器占据的空间加强了所需要的反应器尺寸/高度。氢化裂解反应器被设计用于在氢和氢化硫的高局部压力下的高至200巴和450℃的操作。典型地,反应器被设计有高至5米的内部直径。由于严格的设计条件,氢化裂解反应器具有厚壳体,其通常由具有奥氏体(austenitic)不锈钢(例如347SS.)内衬的2.25Cr1.0Mo钢组成。因此,一米反应器直边的成本很高,并且存在由于更紧凑的混合器设计而导致的很大潜在可能的成本节省。
具有入口流槽的类型1混合器是目前商业上氢化处理和氢化裂解应用中最常用的混合器设计。这些混合器通常使用倾斜的进入流槽,并且混合器压降的主要部分发生在入口流槽中。如果设计合适,高流速和分散流态将存在于入口流槽中。分散流动导致能够用于液相和汽相之间的热量和质量传递的大的界面面积。高的速度也导致在入口流槽的下游的高度扰动,其再次导致良好的混合。此外,高的速度导致用于液相和汽相之间的热量和质量传递的高的质量传递和热量传递系数。
入口流槽表示平行流动路径,并且整个处理流在入口流槽中不接触。因此,混合器的旋转盒的尺寸必须允许足够量的流体转动,以使来自不同进入流槽的流彼此混合。
在从入口流槽进入旋转盒的流体的流动方向和切向方向之间的流体进入角α在图2C中限定。α越大,能够在旋转盒中建立旋转运动的动量越低,并且在旋转盒中获得的流体转动的数量越低。对于现有技术的很多涡流混合器,角度α过大,这就降低了旋转盒中流体转动的数量,从而损害了设备的混合性能。例如,参见美国专利No.5,837,208,其中在泄水口26中使用垂直部分27显著增大了角度α。这在图2C中示出。
入口流槽的圆形直径Di在图2B中定义。在图2B中还定义了出口开口的直径Do。涡流混合器中流体转动的数量以及因此的混合性能强烈地依赖于Di/Do的比率。对于现有技术中的很多涡流混合器,Di过低。这降低了直径比率Di/Do以及因此的在旋转盒中的流体转动的数量,并因而损害涡流混合器的混合性能。
混合盒高度Hs在图2A中定义。为了确保旋转盒中足够数量的转动,将不得不使用较大的混合盒高度Hs以补偿大的α和/或低的Di/Do比率。结果,夹层混合器将占据反应器的较大体积,并且不得不增加反应器容器的尺寸,导致大量的额外成本。
涡流混合器的特征在于由于排出液体的大的角速度而使排出混合器的液体具有良好的散布。涡流混合器具有好的翻转能力,原因在于甚至小的蒸汽和液体流量正常得足以在旋转盒中建立旋转运动。
在具有径向入口流的类型2混合器中,旋转盒的特征在于径向/水平入口流。旋转盒的入口引起大部分压降。如果设计合适,入口将使液体散布,从而产生用于相之间的热量和质量传递的大的界面面积。再次,入口表示平行流动路径,并且旋转盒中的流体转动数量将必须足以使通过不同入口进入的流彼此混合。
在类型3混合器中,蒸汽和液体通过罩中的沟槽占据不同路径。蒸汽沿着沟槽上部中的路径,而液体占据沟槽下部中的路径。在这些入口/沟槽中,这两个相未充分接触。此外,入口/沟槽中的压降对应于向上流动通道内的两个相列的压降。该压降不足以使液体分散到小滴中。
沟槽/入口表示平行流动路径,并且来自这些平行流动路径的流必须在向上流动通道中彼此混合。获得这种结果的唯一方法是在向上流动通道中引入大量的旋转运动。但是,由于入口中的低速度,并且由于向上流动通道的尺寸不足,通常不可能在向上流动通道中获得大量的旋转运动。整个处理流接触的唯一位置因此在泡罩的下导管中,这不足以平衡温度和成分。
在蒸汽和液体分离式混合的类型4混合器中,整个混合器压降的所有或一部分用于平行混合器,以使蒸汽和液体分离式混合。单相混合被广泛应用于工业中,虽然两相混合中的控制步骤是汽相和液相之间的热量和质量传递。
每个单相混合器本质上也由与平行入口流槽或叶片相似的平行流动路径组成。在美国专利No.5,635,145公开的混合器中,不存在两相混合孔口。因而,这种类型混合器的两相混合性能很差。
具有垂直流的类型5挡板盒混合器(例如美国专利No.4,223,269)提供了良好的混合性能并实现了上述合适混合器的所有条件。但是,这种类型的混合器要求非常大的混合器高度,并因而要求并不期望的大的反应器/容器体积。
美国专利No.3,705,016和美国专利No.3,977,834中公开的具有垂直流动的类型6挡板盒混合器表示具有更加平行的流体路径的混合器设计。在美国专利No.3,977,834的混合器中,整个处理流在一个混合孔口中从未收缩。此外,美国专利No.3,705,016的混合器的液体排出形式是不平均的。美国专利No.5,690,896中公开的类型6混合器是合理的较好的混合器,但是它不具有膨胀流动区域部分以在膨胀中产生扰动以及为热量和质量传递提供停顿时间。此外,流体仅从一侧接近中心孔口。在混合器排出部处产生的液体散布是不平均的。美国专利No.7,276,215代表了非常好且紧凑的混合器设计并且实现了用于上述适当混合性能的所有条件。但是,所有的类型6混合器的翻转能力低于上述涡流混合器的翻转能力。
发明内容
本申请公开内容广泛地涉及一种涡流类型的混合设备,其用于使气体或蒸汽与液体在具有蒸汽和液体的并流的容器中混合。
针对图5A、5B和5C中的公开内容,已经定义了变量α,Di,Do和Hs。
本申请公开内容的主要目的之一在于提供具有相对少量的反应器体积损耗和相对低的能量要求的优良混合。这些优点已经通过确保旋转盒内的大量的流体转动以允许通过入口进入旋转盒的流体的温度和成分的平衡而获得。对于给定的混合器高度和压降,已经通过使用下列四个针对涡流混合器的合适设计的原理使得旋转盒内的流体转动的数量最大化:
1)在接近于切向方向的方向(α≈0)上将两相流引入旋转盒内
2)让比率Di/Do尽可能大
3)使两相流通过入口以高流速进入旋转盒
4)避开旋转盒内的流动障碍物,例如,支撑梁和结构、凸缘组件、螺栓和螺母。
本申请公开内容的一个实施方式包括位于圆柱形反应器的壁之间的阻流混合盒。混合盒具有用于基本上垂直流体流入混合器的一个或多个入口开口。混合盒包括水平圆形顶壁、水平圆形底壁和垂直圆柱形壁,垂直圆柱形壁可以是反应器的内壁的一部分。水平圆形底壁设置有出口开口。圆柱形堰板向上延伸出出口开口的边缘。为了使Di/Do最大化并且为了使混合盒的高度最小化,优选地,混合盒的直径接近于反应器的内直径或者等于反应器的内直径。在混合盒内,弯曲挡板被定位成形成切向入口孔口,产生两相流,所述两相流的特征在于具有高的流动速度和与进入旋转盒的流体的基本上完全切向的流动方向。
在切向入口孔口中,流体散布到蒸汽流中以为热量和质量传递提供大的界面区域。混合孔口中的高流动速度也导致高的热量和质量传递系数,并且一旦流动膨胀进入旋转盒,其导致紊流状态,这提供混合。
当使用超过一个切向入口时,这些入口代表平行混合孔口,并且整个处理流在该位置不接触。但是,旋转盒的尺寸基于上述四个针对涡流混合器的合适设计的原理设计,以允许旋转盒内的足量流体转动,从而使通过切向入口进入的流的温度和成分平衡。
在流体通过旋转盒后,流体在垂直方向通过底壁中的出口开口排出。在混合器的排出处或出口处,液体依然具有大的角速度。液体的旋转速度导致混合器下方散布的液体均匀。在底壁中的开口下方,冲击板被定位以降低两相喷射流的高速度并且进一步使液体散布在反应器的截面上。
可以从顶壁上方或者顶壁和底壁之间的切向入口孔口向上游添加阻封流体。
虽然传统的涡流混合器没有实现上面列出的针对涡流混合器的合适设计的四个原理,但是根据本文件公开内容的涡流混合器实现了它。与传统的涡流混合器类型相比,根据本文件公开内容的涡流混合器通过从混合器获得出口流提高了混合性能,其关于温度和成分达到平衡。此外,与传统的涡流混合器相比,遵从涡流混合器的合适设计的四个原理显著降低了高度要求。
附图说明
图1A是示出在具有两个固态催化剂颗粒的床的加氢处理反应器中的催化剂和内部构件的典型布置的简化的纵向截面视图,其中混合设备位于反应器内的两个相邻催化剂床之间。
图1B示出了在图1A的间断的轮廓线内的结构的放大的详细视图。
图2A是具有现有技术的涡流混合器的反应器容器的简化的侧视截面图,其示出了可变化的尺寸Hs。
图2B是图2A的涡流混合器的旋转盒的沿图2A的线A-A截取的简化的俯视图,其示出了可变化的尺寸Di和Do。
图2C是沿着图2B中的线B-B截取的入口流槽的截面图,其示出了角度α。
图3A和3B是示出针对两个不同α值的作为Hs和Di/Do函数的旋转盒流体转动的平均数量的图表。
图4A、5A和6A是本文件公开内容的备选实施方式的俯视平面图。
图4B、5B和6B分别是沿着图4A、5A和6A的线A-A截取的对应的截面图。
图4C、5C和6C分别是沿着图4A、5A和6A中的线B-B截取的对应的截面图。
本文件公开内容的备选实施方式包括但不限于图中所示的设计。
具体实施方式
发生在加氢处理反应器中的反应发出热量。因此,当反应物在加氢处理催化剂存在情况下在高温和高压下转变为产物时,在反应期间释放热,使得温度升高。
在商用加氢处理反应器中,反应物的两相混合物流动通过固态催化剂颗粒的床。在这种反应器中理想的流动形式是塞式流动,在那里液体在反应器截面的所有点处(基于空的反应器)以相同速度向下流动。在理想塞式流动情况下,对于汽相情况相同:蒸汽在反应器截面的所有点处(基于空的反应器)以相同速度向下流动。
在商用反应器中,由于不理想分配托盘、不均匀催化剂荷载和/或在催化剂颗粒之间的空的空间中的沉淀物/焦炭的出现,从未达到过栓塞流动。因此,在催化剂床的一些区域中,液体流动速度高于平均值,并且蒸汽速度低于平均值。由于液体相对于蒸汽的高的热容量,在这些区域中流动路径的每米按℃计的温度升高是低的。相似地,在催化剂床的其他区域中,液体流动速度低于平均值,并且蒸汽速度高于平均值。再者,由于液体相对于蒸汽的高的热容量,在这些区域中流动路径的每米按℃计的温度升高是高的。
结果是,即使反应混合物在反应器入口处具有均匀的温度,随着流体流过催化剂床,催化剂床的一些区域也会变得比其他区域更热。进一步地,因为反应速率随着温度升高而升高,该效应趋向于加速。催化剂床的热区域具有高的反应速率,并且在这些区域中释放的热量比在冷的区域中释放的更多。
由于催化剂床的热区域和冷区域之间的反应速率不同,流体自身的化学成分也产生不同。
水平面中的温度和化学成分不均匀具有若干负面后果:
所有加氢处理催化剂在操作期间不活动。为了补偿催化剂活性的降低,在运行期间增加平均床温度。在一些时间点,在运行终止时,催化剂床的峰值温度达到其最大允许值。此时,需要关闭整个处理单元,并且必需再生或替换催化剂。如果在水平面中温度不均匀,将较早阶段以及在较低平均床温度时发生运行终止。由不均匀温度导致的较高频率的关闭将在损失的产量、催化剂消耗和额外劳动方面给提炼者增加了大量成本。
不均匀的另一个后果是化学转变的程度是不平均的。一部分反应物将高程度地转变,而剩余部分的反应物将较低程度转变。结果通常是降低了整个产品的质量。
第一个例子是柴油加氢处理反应器,该反应器中包含烃组分的硫(有机硫组分)和H2转变为无硫烃组分和H2S。如果存在不一致的温度,那么一部分供给油料在较高温度下反应,并且还可能由于以上讨论的较低液体速度而处于较低空间速度。其他部分的油料在较低温度下反应,并且可能由于较高液体速度而处于较高空间速度。结果是有机硫组分倾向于“绕过”催化剂床通过具有低温和高空间速度的区域。这样的绕过显著增加了整个产物中的有机硫组分的含量。为了满足有机硫含量的产品规格,提炼者需要降低供给速率或者增加反应器操作温度以补偿不均匀的温度和成分。降低供给速率由于损失的产量而具有大量成本。增加反应器温度导致能量消耗增加,并且随着关闭催化剂生成/替换的频率的增加,增加反应器温度导致能量损耗增加和运转周期降低。如上所讨论,关闭的频率增加招致大量成本。
第二个例子是氢化裂解反应器,该反应器中重质烃组分和H2被转变为轻质烃组分。再者,如果存在不均匀的温度,那么一部分供给油料在较高温度下反应,并且也可能由于较低液体速度而处于较低空间速度。另一部分供给油料在较低温度下反应,并且也可能由于较高液体速度而处于较高空间速度。结果是重质供给油料的一部分过度裂解,从而使得不想要的C1-C4气体和轻质石脑油组分的产量大量增加,同时另一部分的重质供给油料仅较低程度地转变。因此,降低了氢化裂解单元朝向期望产品的选择性,并且也降低了重质供给组分向轻质产品组分的整个转变。对于提炼者而言,两个效果都与大量成本相关。
在商用加氢处理反应器中,催化剂床的水平面中的温度和化学组分的不均匀是不可避免的。但是,可以通过安装合适的反应器内部构件来使得不均匀最小化。
对于供给物/反应物首次进入的第一催化剂床,需要提供好的入口分配器以确保液体和蒸汽在反应器截面上的等同分配。需要从分配器向上游适当混合进入该分配器的流体以确保获得成分平衡和热平衡。最通常而言,在将反应物输送至反应器的管道***中提供流体的充分混合。
对于任意后续的催化剂床,也需要好的分配器以确保液体和蒸汽在反应器截面上的平均分配。但是,去往后续催化剂床的入口流是来自上游催化剂床的出口流,在上游催化剂床中,不均匀的温度和化学成分将存在于在床出口处。因此,必须具有一个位于上游催化剂床和分配器之间的混合设备。否则,温度和化学成分的不均匀可能从一个床继续至下一个床并变得更坏。混合设备的目的在于产生关于温度和成分平衡的出口流。
通常将比反应器内的流体冷的阻封流体注入两个相邻催化剂床的加氢处理反应器中,以在流体进入下一个床之前冷却来自一个催化剂床的热的流出物。这允许反应器更接近于等温条件的操作,其就增加的运转周期和提高的产品质量而言具有若干益处。这种情况下的混合设备的进一步目的在于使冷却的阻封流与来自一个催化剂床的流出物混合,以在流进入下一个催化剂床之前获得热平衡和成分平衡。
现在参照附图,图1A和1B分别示出了具有侧壁14并具有催化剂颗粒的第一和第二床2和3的典型的加氢处理反应器1。图1A旨在定义混合设备相对于催化剂床和其他反应器内部构件的典型位置。反应物通过入口喷嘴4进入反应器。流体然后进入第一或顶部分配托盘5,其在流体进入第一或上部催化剂床2之前将蒸汽和液体均匀分配在反应器的截面上,如图1B中所示,第一或上部催化剂床2搁置在滤网或催化剂支撑栅格6上。由于催化剂重量大并且由于流过催化剂床的流体引入的力,通常很大的力作用在催化剂滤网或支撑栅格6上。因此,通常需要支撑梁7来承受这些力。混合设备8位于催化剂支撑***6,7下方。可以通过阻封喷嘴9和阻封分配器10添加阻封流体。用于散布液体和破坏排出混合设备8的喷射流的高速度的冲击设备或板11位于混合设备8下方。位于混合设备8下方的第二或底部分配托盘12在流体进入第二或下部催化剂床3之前将蒸汽和液体均匀分配在反应器截面上方。来自反应器的产物通过出口喷嘴13排出。
可以使用超过两个催化剂床。混合设备8的数量通常是N-1,其中N是反应器中催化剂床的数量。
图2A是具有现有技术的传统涡流混合器20的反应器容器的简化的侧截面视图。该涡流混合器的旋转盒的俯视图A-A在图2B中示出,而图2B中的沿着B-B部分截取的入口流槽的侧截面视图在图2C中示出。反应器容器具有壁21,并且收集托盘22安装在反应器中。收集托盘22迫使蒸汽和液体流动通过多个入口流槽23。涡流混合器具有圆柱形侧壁24、具有出口开口26的底壁25和圆柱形堰板27。这些壁与收集托盘22一起形成旋转盒28。冲击板29位于出口开口26下方。图2A中示出的高度Hs是收集托盘22和底壁25之间的自由高度。入口流槽23的中心形成圆形,并且图2B中示出的Di是该圆形的直径。图2B中示出的Do是出口开口26的直径。角度α在图2C中被定义为排出入口流槽23的流体的流动路径和切向方向之间的角度,该切向方向可以定义为与底壁25平行的方向。
针对商用氢化裂解反应器中的混合器,现在说明α、Di、Do和Hs对旋转盒中流体转动数量的影响。商用混合器的数据在表1中给出。
表1:商用混合器数据的例子
反应器类型 | 氢化裂解 |
反应器内部直径,mm | 5000 |
去往混合器的液体流,实际m3/h | 630 |
液体密度,kg/m3 | 460 |
液体粘度,cP | 0.15 |
液体表面张力,dynes/cm | 7.5 |
去往混合器的蒸汽流,实际m3/h | 6200 |
蒸汽密度,kg/m3 | 18.5 |
蒸汽粘度,cP | 0.021 |
在图3A和3B中,在尺寸针对表1中的数据调整的商用混合器的旋转盒中的流体转动的模拟平均数量被表示为分别作为针对α=50°和α=0°的Hs和Di/Do函数。在所有情况中,混合器的尺寸已经被设计为获得2磅/平方英尺的总压降。如从图3A和3B中所见,旋转盒中的流体旋转数量强烈地取决于α和Di/Do。如在很多现有商用设计中所见,Di/Do大约为2和α大约为50°的混合器的设计仅仅导致旋转盒中的大约一半转动(在Hs为500mm高处)。这明显不足以使从不同入口流槽进入旋转盒的流彼此混合。必须使Di/Do最大化并且使α最小化,以使对于给定的混合器高度和给定的混合器压降的流体转动数量最大化。
在进入旋转盒的入口中的流动速度必须足够高,以使液体分散到小滴中。对于氢化处理和氢化裂解中的正常操作条件,当表面蒸汽速度粗略大于以下时将进入分散流态:
其中,是导致分散流动的表面蒸汽流动速度,ρL是以kg/m3计的实际液体密度,ρv是以kg/m3计的实际蒸汽密度。
表面蒸汽流动速度被定义成通过由流动通道的截面区域分离的流动通道的实际体积的蒸汽流量。
本申请公开内容涉及一种涡流型混合器,其中Di/Do已经最大化,α接近0°。此外,根据以上等式(a),混合器的切向入口中的流动速度对于使液体分散到小滴中是足够高的,并且混合器被构造成避开旋转盒中的流动障碍物,例如支撑梁和结构、凸缘组件、螺栓和螺母。
图4A、5A和6A表示根据本申请公开内容的混合设备的备选结构。附图仅仅呈现为表征公开内容和备选方案的特征。它们并不旨在限制本文公开的概念的范围或者旨在用作施工图。不应该将它们解释为对创造性概念的范围建立限制。不应该将附图示出的相对尺寸解释为等于商用实施方式或者与商用实施方式成比例。
图4A是混合盒30的俯视图。图4B是沿着图4A中的线A-A截取的截面图,而图4C是沿着图4A中的线B-B截取的截面图。混合盒30包括水平圆形顶壁31、水平圆形或环形底壁32和垂直圆柱形侧壁33。优选地,由反应器壁14的一部分构成垂直圆柱形侧壁33,以使由顶壁31、底壁32和侧壁33限定的旋转盒或腔40的直径最大化。顶壁31设置有入口开口34,优选地,数量上为2个。在混合盒30内,弯曲挡板35被定位以形成两个(优选地)切向入口孔口36。底壁32设置有中心出口开口37和垂直圆柱形堰板38。冲击板39位于出口开口37下方。
在图4A、4B和4C中,通过混合设备30的预期流动通过箭头表示。在操作中,排出第一或上部催化剂床2的蒸汽和液体将流动通过入口开口34。这些流体然后将进行90°转向并通过切向入口孔口36并进入旋转盒40。可以将冷的阻封流体添加在第一或上部催化剂床2与入口开口34之间。切向入口孔口36中的流动速度是高的,并且液体分散到蒸汽中。来自切向入口孔口36的流以完全(或者接近完全)的切向方向(α=0°)进入旋转盒40,并且利用流的大动量在旋转盒40中产生剧烈的旋转流动,在旋转盒40中,来自切向入口孔口的流彼此有效混合。在旋转盒40中完成旋转之后,流体从堰板38上流过并且通过出口开口37向下流动。液体在离开出口开口37时仍具有大的角速度。该角速度改进了液体在底部分配托盘12上的散布。冲击板39确保流体在向外径向方向上排出混合器30。冲击板39防止混合器30将高速喷射流直接朝向底部分配托盘12发送。这样的喷射流会干扰底部分配托盘12上的液位,并且它会携带液体。在流体碰到底部分配托盘12之前,冲击板39将进一步改进液体横跨反应器截面的散布。
混合设备30中的挡板35能够具有很多不同的形状。它们可以是半圆形、椭圆形、直的、弯曲的、成角度的等。挡板不需要完全垂直,挡板具有垂直元件就足够了。入口和出口开口34和37也可以具有不同形状,例如,椭圆体形、圆形、矩形、三角形等。可以分别具有一个或多个入口开口和出口开口。混合设备30本身的水平截面可以具有任何形状。对于图4A中的混合器,其可以是圆形。其也可以是椭圆体形、三角形、矩形、多边形等。圆形或具有很多侧面的多边形形状是优选的,以使旋转流体运动的流体阻力最小化,并因而使旋转盒中的流体转动的数量最大化。
图4A中的垂直圆柱形堰板38可以具有不同形状,例如,椭圆体、圆形、矩形、三角形、多边形等,并且其可以设置有穿孔或孔。堰板38的上边缘不需要是直的,并且其可以设置有孔洞、沟槽、凹口等。堰板38的使用通常改进了混合器的翻转能力,但是为了简化设计,可以去掉堰板38。
如所提及,阻封流体可以从入口开口34向上游注入。但是,为了降低整个反应器高度,阻封流体也可以在顶板31和底板32之间从入口开口向下游注入。
在图5A、5B和5C中示出了根据本申请公开内容的混合器的例子,其具有一个切向入口孔口、在顶板和底板之间具有阻封流体注入和成角度的挡板并且在出口开口处不具有垂直圆柱形堰板。图5A是混合设备50的俯视图。图5B是沿着图5A中的线A-A截取的截面图,以及图5C是沿着图5A中的线B-B截取的截面图。混合设备50包括水平圆形顶壁51、水平圆形底壁52和垂直圆柱形侧壁53。优选地,垂直圆柱形侧壁53由反应器壁14的一部分构成,以使得由顶壁51、底壁52和侧壁53限定的旋转盒或腔59的直径最大化。顶壁51设置有入口开口54。混合设备50内,成角度的挡板55被定位成形成单个切向入口孔口56。穿孔的封阻流体分配器60位于顶壁51和切向入口孔口56上游的底壁52之间。底壁设置有中心出口开口57。冲击板58位于出口开口57下方。
使用仅一个切向入口孔口56的益处在于在这个入口孔口中接触整个处理流。因此,可以比具有若干平行入口孔口的混合器更加有效地平衡温度和化学成分的差异,在具有若干平行入口孔口的混合器中,整个处理流在入口孔口中并不接触,而仅在之后的旋转盒中接触。
通过图5A、5B和5C中的箭头表示设备50的预期流动。在操作器件,离开第一或上部催化剂床2的蒸汽和液体将流动通过入口开口54。这些流体然后将进行90°转向。冷的阻封流体通过阻封流体分配器60注入。在添加冷的阻封流体之后,整个处理流将流动通过切向入口孔口56,以高速进入旋转盒59并液体分散到小滴中。来自切向入口孔口56的流沿着近乎切向的方向(α=0°)进入旋转盒59,并且利用流的大动量在旋转盒59中产生剧烈的旋转流动。在旋转盒中完成旋转之后,流体流动通过出口开口57。液体在离开出口开口57时仍具有很大的角速度。该角速度改进了液体在底部分配托盘12上的散布。冲击板58确保流体在向外径向方向上排出混合器。冲击板58防止混合器将高速喷射流直接朝向底部分配托盘12发送。这样的喷射流会干扰底部分配托盘12上的液位,并且它会携带液体。在流体碰到底部分配托盘12之前,冲击板58将进一步改进液体横跨反应器截面的散布。
冲击板39,58在图4B和5B中分别被展示为固体板。冲击板可以具有任何形状,例如,圆形、椭圆体、矩形、多边形等。冲击板不需要是平面。可以使用不平坦的冲击板。板可以设置有穿孔、孔、囱和/或堰板,以将液体粗略地分配到底部分配托盘12,只要冲击板有效地制止排出混合器的流体的高的速度。凹的冲击板通常可以降低图1B中混合设备8和底部分配托盘12之间所要求的高度。原因在于对于混合设备8和底部分配托盘12之间的给定高度,凹的冲击板可以给出口开口边缘下方向外的径向流动提供更大的流动区域,并且同时给冲击板边缘下方的向内的径向流动提供更大的流动区域。在这些位置需要大的流动区域,以使底部分配托盘12上方的蒸汽空间中的压力差最小化,并且允许底部分配托盘12上的蒸汽和液体分离。
图4C中的切向入口孔口36和图5C中的56的形状被展示为矩形。切向入口孔口可以具有许多不同的形状,例如,椭圆体、圆形、矩形、三角形、多边形等。此外,切向入口孔口不需要占据顶板31,51和底板32,52之间的整个高度。
在图6A、6B和6C中示出了根据本申请公开内容的混合器的一个例子,其中切向入口孔口不占据顶板和底板之间的整个高度。图6A是混合设备70的俯视图。图6B是沿着图6A中的线A-A截取的截面图,而图6C是沿着图6A中的线B-B截取的截面图。混合设备70包括水平圆形顶壁71、水平圆形底壁72和垂直圆柱形侧壁73。优选地,通过反应器壁14的一部分构成垂直圆柱形侧壁73,以使由顶壁71、底壁72和侧壁73限定的旋转盒或腔82的直径最大化。顶壁71设置有四个入口开口74。在混合设备70内,弯曲壁75、下壁76和倾斜壁77被定位以形成四个切向入口孔口78。底壁72设置有中心出口开口79和垂直圆柱形堰板80。凹且穿孔的冲击板81位于出口开口79下方。
在图6A、6B和6C中,通过设备70的预期流动通过箭头表示。在操作期间,离开第一或上部催化剂床2的蒸汽和液体将流动通过入口开口74。流体然后将进行90°转向并通过切向入口孔口78进入旋转盒82。可以将冷的阻封流体添加在第一或上部催化剂床2与入口开口74之间。切向入口孔口78中的流动速度很高,并且液体分散到蒸汽中。来自切向入口孔口78的流以完全(或者接近完全)切向的方向(α=0°)进入旋转盒82,并且利用流的大动量在旋转盒82中产生剧烈的旋转流动,在旋转盒82中,来自切向入口孔口78的流束彼此有效混合。在旋转盒82中完成旋转之后,流体从堰板80上流过并且通过出口开口79向下流动。液体在离开出口开口79时仍具有大的角速度。该角速度改进了液体在底部分配托盘12上的散布。冲击板81确保流体在向外径向方向上排出混合器70。冲击板81防止混合器70将高速喷射流直接朝向底部分配托盘12发送。这样的喷射流会干扰底部分配托盘12上的液位,并且它会携带液体。在流体碰到底部分配托盘12之前,冲击板81将进一步改进液体横跨反应器截面的散布。
再次参照图1A和1B,催化剂支撑***包括催化剂滤网和支撑梁7。催化剂支撑***和混合设备8被展示为分离结构。但是,可以将本申请公开内容的混合设备8构建为催化剂支撑***6,7的组成部分。
通常混合盒本身需要支撑梁或其他结构来支撑由横跨混合盒的压降产生的力。这些支撑梁或结构未在任何附图中示出,但是可以位于混合盒上方或下方,或者它们可以是混合盒和流动挡板的组成部分。
对于本申请公开内容的任何实施方式,可以设置低容量排水孔。
用于制备混合器30、50和70的金属板可以是单一的,但是它们通常由若干板部分组装以允许部件的通道通过喷嘴4。通常,混合器包括若干可去除部分,以在检查和清洁程序期间容易进入,并且提供通过混合盒30、50和70的人的入口。
混合盒30、50和70通常接近于水平,意味着混合盒从反应器1的一侧到另一侧的整个斜度很小。混合盒30、50和70的直径通常在反应器1的内直径的50%和100%之间,优选地尽可能地大并且优选100%。选择切向入口孔口的组合的截面区域以获得超过在以上等式(a)中限定的的表面蒸汽流动速度。在入口孔中的流动方向和切向方向之间的角度α通常小于25°,并且优选地接近于0°。入口直径与出口开口直径的比率Di/Do通常大于2,并且优选地,大于3。选择旋转盒的高度Hs以获得旋转盒中至少一个完整的平均流体转动(360°),并且优选地,至少1.5个平均流体转动(540°)。旋转盒的高度Hs可以从对于小直径反应器的小于100mm变化直至对于大直径反应器的大于500mm。
Claims (36)
1.一种使在催化剂反应器中同时流动的蒸汽和液体在催化剂反应器的上部催化剂床和下部催化剂床之间混合的方法,该方法包括以下步骤:
提供包括顶壁、侧壁和具有出口开口的底壁的旋转盒;以及
为所述蒸汽和液体提供一个或多个切向入口孔口以进入所述旋转盒;以及
使来自所述旋转盒上方空间的所述蒸汽和液体通过所述一个或多个切向入口孔口,并在靠近所述侧壁的位置和沿着接近于旋转盒内的邻近于切向入口孔口的旋转流体的流动方向的方向进入所述旋转盒;以及
允许所述蒸汽和液体在所述旋转盒内在足够的停留时间期间围绕所述出口开口转动;以及
使来自所述旋转盒的所述蒸汽和液体通过所述出口开口进入所述旋转盒下方的空间,
其中所述旋转盒尺寸被设计成允许所述蒸汽和液体在所述蒸汽和液体通过所述出口开口排出所述旋转盒之前围绕所述出口开口平均转动至少360°,以使通过不同切向入口孔口进入所述旋转盒的蒸汽和液体彼此混合。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述旋转盒尺寸被设计成允许所述蒸汽和液体转动至少540°。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述侧壁和所述切向入口孔口位于所述催化剂反应器的外壁附近,以使从所述切向入口孔口至所述出口开口的距离最大化,从而增加所述旋转盒内的流体转动的数量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述侧壁是所述催化剂反应器的外壁的一部分,并且所述切向入口孔口邻近于所述催化剂反应器的所述外壁,以增加所述旋转盒内的流体转动的数量。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述切向入口孔口中的流动速度向量和旋转盒内的邻近于切向入口孔口的旋转流体的所述流动方向之间的角度被定义为α,其中α<25°。
6.根据权利要求5所述的方法,其中α<15°。
7.根据权利要求5所述的方法,其中α<10°。
8.根据权利要求5所述的方法,其中α<5°。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述切向入口孔口具有相对于所述蒸汽的流量的这种流通区域:切向入口孔口中的表面蒸汽流动速度在所述反应器的至少一个操作阶段期间超过等式(a)限定的(a)其中ρL是以kg/m3计的实际液体密度,ρV是以kg/m3计的实际蒸汽密度,
以使液体分散到蒸汽中和/或使蒸汽分散到液体中,并将剧烈的旋转流动引入所述旋转盒内。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中基本上垂直的堰板附接至所述出口开口的边缘并且向上延伸进入所述旋转盒内。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述顶壁和所述底壁基本上是水平的并且所述侧壁基本上是垂直的。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中冲击板位于所述出口开口下方,以破坏通过所述出口开口排出所述旋转盒的蒸汽和液体流的高的速度。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述冲击板设置有孔、囱和/或堰板,以改进液体至最终分配托盘的粗略分配。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述冲击板设置有穿孔。
15.根据权利要求12所述的方法,其中所述冲击板是凹的,以增加用于所述出口开口边缘下方的所述蒸汽和液体的向外径向流动的区域以及增加用于所述冲击板的边缘下方的所述蒸汽和液体的向内径向流动的区域。
16.一种用于催化剂反应器的混合设备,其布置在其上部催化剂床和下部催化剂床之间,以通过互相叠加的上部催化剂床和下部催化剂床使在所述反应器内同时流动的蒸汽和液体混合,所述混合设备包括:
包括顶壁、侧壁和底壁的旋转盒;以及
一个或多个通道,其用于将所述反应器中的所述蒸汽和液体的并流从所述旋转盒上方的空间引导至所述旋转盒中;以及
位于所述通道中的一个或多个切向入口孔口,其用于使所述蒸汽和液体高速喷射到所述旋转盒内;所述切向入口孔口具有相对于所述蒸汽的流量的这样的流通区域:所述切向入口孔口中的表面蒸汽流动速度在所述反应器的至少一个操作阶段内超过等式(a)限定的
(a)其中ρL是以kg/m3计的实际液体密度,ρV是以kg/m3计的实际蒸汽密度,
以使液体分散到蒸汽中和/或使蒸汽分散到液体中,并将剧烈的旋转流动引入所述旋转盒内;所述切向入口孔口具有产生所述喷射的蒸汽和液体的流动速度向量的定向,该定向基本上与旋转盒内的所述蒸汽和液体的喷射点处的流体流动方向平行;以及
所述底壁中的出口开口,其用于将所述反应器内的所述蒸汽和液体的并流从所述旋转盒引导至所述旋转盒下方的空间,
其中切向入口孔口位于直径Di的圆周上,并且其中圆形出口开口具有直径Do且其中比率Di/Do大于2。
17.根据权利要求16所述的混合设备,其中切向入口孔口位于直径Di的圆周上,并且其中圆形出口开口具有直径Do且其中比率Di/Do大于2.5。
18.根据权利要求16所述的混合设备,其中切向入口孔口位于直径Di的圆周上,并且其中圆形出口开口具有直径Do且其中比率Di/Do大于3。
19.根据权利要求16所述的混合设备,其中从所述切向入口孔口的中心至所述出口开口的中心的距离大于从所述出口开口的中心至所述出口开口的边缘的距离的2倍。
20.根据权利要求19所述的混合设备,其中从所述切向入口孔口的中心至所述出口开口的中心的距离大于从所述出口开口的中心至所述出口开口的边缘的距离的2.5倍。
21.根据权利要求19所述的混合设备,其中从所述切向入口孔口的中心至所述出口开口的中心的距离大于从所述出口开口的中心至所述出口开口的边缘的距离的3倍。
22.根据权利要求16-21中任一项所述的混合设备,其中所述切向入口孔口中的所述流动速度向量和旋转盒内的流体的所述流动方向之间的角度被定义为α,其中α<25°。
23.根据权利要求22所述的混合设备,其中所述切向入口孔口中的所述流动速度向量和旋转盒内的流体的所述流动方向之间的角度被定义为α并且其中α<15°。
24.根据权利要求22所述的混合设备,其中所述切向入口孔口中的所述流动速度向量和旋转盒内的流体的所述流动方向之间的角度被定义为α并且其中α<10°。
25.根据权利要求22所述的混合设备,其中所述切向入口孔口中的所述流动速度向量和旋转盒内的流体的所述流动方向之间的角度被定义为α并且其中α<5°。
26.根据权利要求16-21中任一项所述的混合设备,其中基本上垂直的堰板附接至所述出口开口的边缘并且向上延伸进入所述旋转盒内。
27.根据权利要求16-21中任一项所述的混合设备,其中所述顶壁和所述底壁基本上是水平的并且所述侧壁基本上是垂直的。
28.根据权利要求16-21中任一项所述的混合设备,其中所述出口开口是圆形的。
29.根据权利要求16-21中任一项所述的混合设备,其中所述顶壁和所述底壁是圆形的。
30.根据权利要求16-21中任选一项所述的混合设备,其中所述侧壁是圆柱形的。
31.根据权利要求16-21中任一项所述的混合设备,其中所述侧壁是所述反应器的外壁的一部分。
32.根据权利要求29所述的混合设备,其中冲击板用于所述出口开口下方,以破坏混合器排出流的高的速度。
33.根据权利要求32所述的混合设备,其中所述冲击板设置有孔、囱和/或堰板,以改进液体至最终分配托盘的粗略分配。
34.根据权利要求33所述的混合设备,其中所述冲击板设置有穿孔。
35.根据权利要求32所述的混合设备,其中所述冲击板是凹的,以增加用于所述出口开口边缘下方的所述蒸汽和液体的向外径向流动的区域以及增加用于所述冲击板的边缘下方的所述蒸汽和液体的向内径向流动的区域。
36.根据权利要求16-21中任一项所述的混合设备,其中所述催化剂反应器是具有蒸汽和液体的向下并流的垂直加氢处理反应器,其中烃与富氢气体在加氢处理催化剂存在的情况下反应。
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