EA007052B1 - Mixing device for two-phase concurrent vessel in a catalytic reactor - Google Patents

Abstract

Vapor and liquid flows concurrently through a vertical vessel in a catalytic reactor (1). A horizontal flow obstructing mixing box (8) is located within the vessel and forces the vapor and liquid to pass in a vertical direction through one or more entrances to the horizontal mixing box. The mixing box consists of circular top (13) and bottom (14) walls and a cylindrical side wall (15). Inside the mixing box vertical flow baffles (18, 19, 20) are provided. These flow baffles form one or more mixing orifices (21, 22). The entire process stream is flowing through each mixing orifice at high flow velocity. Each mixing orifice is followed by a tee where the process stream is divided into two tower velocity streams. In the transition from high flow velocity in the mixing orifice to lower flow velocity in the divided streams, turbulent flow conditions are generated. In the lower velocity divided streams hold-up time is provided to allow for heat and mass transfer. The flow inside the mixing box is mainly in the horizontal plane. The outlet stream from the mixer equilibrated regarding temperature and chemical composition.

Description

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к смесительному устройству для смешивания газа или пара и жидкости в резервуаре, где паровая фаза и жидкая фаза проходят совместно. Предназначением устройства является уравновешивание температуры и химического состава выходной смеси, выходящей из устройства. Изобретение предназначено (но не ограничивается этим) для смешивания горячего обогащенного водородом очистного газа и горячей углеводородной жидкости с холодным охлаждающим потоком между двумя смежными слоями катализатора в гидрообрабатывающем реакторе, таком как гидроочистной или гидрокрекинговый реактор. Кроме того, изобретение относится к каталитическому реактору, содержащему указанное выше смесительное устройство, способу смешивания пара и жидкости в их параллельном потоке и к продукту, получаемому указанным способом.The present invention relates to a mixing device for mixing gas or steam and liquid in a tank, where the vapor phase and the liquid phase pass together. The purpose of the device is to balance the temperature and chemical composition of the output mixture exiting the device. The invention is intended (but not limited to) mixing hot hydrogen-rich treatment gas and hot hydrocarbon liquid with a cold cooling stream between two adjacent catalyst beds in a hydroprocessing reactor, such as a hydrotreating or hydrocracking reactor. In addition, the invention relates to a catalytic reactor containing the above mixing device, a method for mixing steam and liquid in their parallel stream, and to a product obtained by the specified method.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

В литературе и патентах описано большое количество смесительных устройств для резервуаров с двухфазным параллельным потоком. Большинство устройств принадлежит к одному из шести типов, приведенных ниже.A large number of mixing devices for tanks with two-phase parallel flow are described in the literature and patents. Most devices belong to one of the six types below.

Тип 1. Вихревые смесители с впускными желобами, расположенными в накопительном поддоне.Type 1. Vortex mixers with inlet chutes located in the collecting pan.

Пример такой конструкции описан в патенте США № 3541000. Смеситель состоит из горизонтальной накопительной лотковой тарелки 6. Накопительная лотковая тарелка снабжена множеством наклонных желобов 32/34. Весь технологический поток из пара и жидкости из расположенного выше слоя катализатора проходит через эти входные желоба с большой скоростью. Расположенный ниже накопительный поддон представляет собой кольцеобразную смесительную камеру 8. Струи, выходящие из желобов, имеют горизонтальные компоненты и создают завихряющее движение текучих сред внутри смесительной камеры. Затем текучие среды проходят поверх внутренней перегородки 12 и затем вертикально вниз через центральное отверстие 10. На выходе отверстия 10 по перфорированным трубам в звездообразной конфигурации 30 добавляется холодная охлаждающая текучая среда. Под смесителем расположен распределительный поддон 14 для грубого распределения текучей среды. Поддон 14 также служит отбойником для движущихся с высокой скоростью текучих сред, выходящих из отверстия 10. Под поддоном для грубого распределения расположен распределительный поддон 4 для завершающего распределения текучей среды.An example of such a construction is described in US Pat. No. 3,541,000. The mixer consists of a horizontal collecting pan tray 6. The collecting pan plate is provided with a plurality of inclined troughs 32/34. The entire process stream from steam and liquid from the catalyst bed located above passes through these inlet troughs at high speed. The storage pan located below is an annular mixing chamber 8. The jets leaving the chutes have horizontal components and create a swirling movement of fluids inside the mixing chamber. Fluids then pass over the inner baffle 12 and then vertically downward through the central hole 10. At the outlet of the hole 10, cold coolant is added through the perforated tubes in the star configuration 30. Underneath the mixer is a distribution pan 14 for coarse fluid distribution. Pallet 14 also serves as a chipper for high-speed fluids exiting the opening 10. Underneath the coarse distribution pan is a distribution pan 4 for final distribution of the fluid.

Далее приведены другие примеры выполнения вихревых смесителей.The following are other examples of the implementation of vortex mixers.

В патенте США № 4836989 описан смеситель, подобный смесителю, описанному в патенте США № 3541000. Однако для улучшения смешивания охлаждающей текучей среды с паром и жидкостью, поступающими сверху из каталитического слоя, охлаждающую текучую среду добавляют через перфорированные трубчатые распределители 13 перед накопительным поддоном 12, а не после него.US Pat. No. 4,836,989 describes a mixer similar to that described in US Pat. No. 3,541,000. However, to improve mixing of the cooling fluid with steam and liquid coming from above from the catalyst bed, the cooling fluid is added through perforated tubular distributors 13 in front of the accumulation tray 12. not after him.

В патентах США № 5837208 и 5989502 и в документе \¥О 0248286 описаны смесители, подобные смесителю, описанному в патенте США № 4836989.US patents Nos. 5837208 and 5989502 and \ ¥ 0 0248286 describe mixers similar to the mixer described in US Pat. No. 4,836989.

Тип 2. Смесители с вихревой камерой с радиальным/горизонтальным входным потоком.Type 2. Vortex chamber mixers with radial / horizontal inlet flow.

Пример такой конструкции дан в патенте США № 3353924. Смеситель представляет собой накопительную тарелку 6. Холодную охлаждающую среду добавляют через перфорированное трубчатое кольцо 11, расположенное над накопительной тарелкой. Пар и жидкость, поступающие из слоя 3 катализатора, расположенного над смесителем, и охлаждающая жидкость поступают в вихревую камеру 7 через множество впускных отверстий 8. В отличие от указанных выше конструкций вихревых смесителей поток через впускные отверстия в вихревую смесительную камеру проходит большей частью в горизонтальном/радиальном направлении. Впускные отверстия снабжены лопатками 9, которые создают вихревое движение текучих сред внутри вихревой камеры 7. Текучая среда выходит из вихревой камеры через центральное отверстие 13 а. Под центральным отверстием расположен перфорированный отбойник 14 с вертикальными дефлекторами 16.An example of such a design is given in US patent No. 3353924. The mixer is a storage plate 6. Cold cooling medium is added through a perforated tubular ring 11 located above the storage plate. The vapor and liquid coming from the catalyst bed 3 located above the mixer and the cooling liquid enter the vortex chamber 7 through a plurality of inlet openings 8. In contrast to the above vortex mixer designs, the flow through the inlet openings into the vortex mixing chamber passes mostly in horizontal / radial direction. The inlet openings are provided with vanes 9, which create a swirling movement of fluids inside the vortex chamber 7. The fluid exits the vortex chamber through a central opening 13 a. Under the Central hole is a perforated chipper 14 with vertical deflectors 16.

Далее приведены другие примеры выполнения вихревых смесительных камер.The following are other examples of the implementation of the vortex mixing chambers.

В патенте США № 3787189 описан смеситель с вихревой камерой, подобный смесителю, описанному в патенте США № 3353924. Однако впускные отверстия и лопатки вихревой камеры имеют другую конструкцию, и отбойник 23 под центральным отверстием 20 не перфорирован. Расположенные радиально вертикальные дефлекторы на выходе смесителя заменены лопатками 22, создающими вихревое движение текучих сред, выходящих из смесителя под накопительной тарелкой 18.US Pat. No. 3,787,189 describes a vortex chamber mixer similar to that described in US Pat. No. 3,353,924. However, the inlets and blades of the vortex chamber are of a different design, and the baffle 23 under the central opening 20 is not perforated. The radially vertical deflectors located at the outlet of the mixer are replaced by vanes 22, creating a swirling movement of fluids exiting the mixer under the storage plate 18.

В патенте США № 5462719 описан смеситель с вихревой камерой, подобный описанному в патенте США № 3353924. Пар и жидкость сначала проходят через радиальные перфорации в цилиндрическом дефлекторе 24 и затем через лопатки 22, которые создают вихревое движение внутри вихревой камеры. Текучие среды выходят из вихревой камеры через центральное отверстие 21 и поступают во вторую смесительную камеру, расположенную под накопительной тарелкой 20. Во второй смесительной камере текучие среды проходят наружу в радиальном направлении и выходят из смесителя через радиальные перфорации в цилиндрической стенке 26.US Pat. No. 5,462,719 describes a mixer with a vortex chamber similar to that described in US Pat. No. 3,353,924. Steam and liquid first pass through radial perforations in the cylindrical deflector 24 and then through the blades 22, which create a vortex movement inside the vortex chamber. Fluids exit the vortex chamber through the central opening 21 and enter the second mixing chamber located under the storage plate 20. In the second mixing chamber, the fluids flow outward in the radial direction and exit the mixer through radial perforations in the cylindrical wall 26.

Тип 3. Смесители с колпачковыми тарелками.Type 3. Faucets with cap plates.

Пример такой конструкции описан в патенте США № 5152967. Смеситель состоит из накопительной тарелки 16 и колпачков 18 и 19 над сливным стаканом 17. Колпачок и сливной стакан образуют перAn example of such a construction is described in US Pat. No. 5,152,967. The mixer consists of a collecting pan 16 and caps 18 and 19 above the drain cup 17. The cap and the drain cup form

- 1 007052 вую смесительную вихревую камеру. Боковые стенки колпачка 19 снабжены наклонными отверстиями. Когда пар и жидкость поступают в первую вихревую камеру через наклонные отверстия, создается вихревое движение. Текучие среды сначала проходят вверх и над верхней кромкой сливного стакана 17 и затем вниз через сливной стакан и центральное отверстие в тарелке 16. Данный смеситель также снабжен второй вихревой камерой, расположенной под первой вихревой камерой с обеспечением радиального потока внутрь.- 1 007052 mixing vortex chamber. The side walls of the cap 19 are provided with inclined holes. When steam and liquid enter the first vortex chamber through inclined holes, a vortex movement is created. Fluids first pass up and over the upper edge of the drain cup 17 and then down through the drain cup and the central hole in the plate 16. This mixer is also equipped with a second vortex chamber located under the first vortex chamber with a radial flow inward.

Далее приведены другие примеры смесителей с колпачковыми тарелками.The following are other examples of faucets with cap plates.

В патенте США № 6183702 В1 описан другой смеситель с колпачковыми тарелками. Смеситель представляет собой накопительную тарелку 1125, которая поддерживает определенный уровень жидкости. Накопительная тарелка снабжена вертикальными дефлекторами 1130, которые содействуют вихревому движению жидкости в тарелке 1125. Вихревое движение дополнительно усиливается струями охлаждающей текучей среды, вытекающими из труб 1140. В накопительном поддоне смеситель с колпачковыми тарелками, представляющий собой цилиндрический колпачок 1150 со щелевыми отверстиями, накрывающий цилиндрический сливной стакан 1165, установлен над центральным отверстием в тарелке 1125. Кольцевое пространство между колпачком и сливным стаканом снабжено полуспиральными дефлекторами 1155. Пар поступает в кольцевое пространство через щелевые отверстия в цилиндрической стенке колпачка 1150. Таким образом, пар поднимает жидкость в кольцевое пространство, и пар и жидкость протекают вверх через кольцевое пространство. Вихревое движение сообщается в кольцевом пространстве дефлекторами 1155. Пар и жидкость протекают вниз через сливной стакан и через отверстие в накопительной тарелке 1125.US Pat. No. 6,183,702 B1 describes another mixer with cap plates. The mixer is a storage plate 1125, which maintains a certain level of liquid. The accumulation plate is equipped with vertical deflectors 1130, which facilitate the vortex movement of the liquid in the plate 1125. The vortex movement is further enhanced by the cooling fluid jets flowing from the pipes 1140. In the accumulation tray, a mixer with cap plates, which is a cylindrical cap 1150 with slotted holes covering a cylindrical drain a cup 1165 is mounted above the central hole in the plate 1125. The annular space between the cap and the drain cup is provided with a half-helix nymi baffles 1155. The vapor enters the annular space through slots in the cylindrical wall of the cap 1150. Thus, the steam raises the liquid in the annular space, and the vapor and liquid flow upward through the annulus. Vortex movement is communicated in the annular space by deflectors 1155. Steam and liquid flow down through the drain cup and through the hole in the storage plate 1125.

Патенты США № 3824080, 3824081 и 5403560 описывают другие примеры смесителей с колпачковыми тарелками.US patent No. 3824080, 3824081 and 5403560 describe other examples of faucets with cap plates.

Тип 4. Смесители с раздельным смешиванием пара и жидкости.Type 4. Mixers with separate mixing of steam and liquid.

Пример такой конструкции описан в Европейском патенте № 716881. Смеситель представляет собой накопительную тарелку 20 с центральным отверстием 30. Над центральным отверстием расположена паровая вихревая камера 100/55 для смешивания паров. Паровая вихревая камера снабжена отверстиями 95 и завихряющим средством 105. Накопительная тарелка 20 снабжена другими отверстиями 40 для потока жидкости. Отверстия соединены с каналами 65 для направления жидкости к осевой линии реактора. При нормальной работе накопительная тарелка 20 поддерживает определенный уровень жидкости, и пар поступает в паровой вихревой смеситель 100/55 и выходит через центральное отверстие 30, тогда как жидкость обходит вихревую смесительную камеру по параллельным проходам 40/65 для жидкости. Под смесителем расположена пластина 90 для грубого распределения/отбойник.An example of such a construction is described in European Patent No. 716881. The mixer is a collecting pan 20 with a central opening 30. A steam vortex chamber 100/55 for mixing vapors is located above the central opening. The steam vortex chamber is provided with openings 95 and swirl means 105. The collecting tray 20 is provided with other openings 40 for liquid flow. The holes are connected to channels 65 for directing fluid to the center line of the reactor. During normal operation, the collecting tray 20 maintains a certain level of liquid, and the steam enters the steam vortex mixer 100/55 and exits through the central hole 30, while the liquid bypasses the vortex mixing chamber in parallel liquid passages 40/65. Under the mixer is a plate 90 for coarse distribution / chipper.

Другой пример выполнения смесителя с раздельным смешиванием пара и жидкости описан в патенте США № 5935413.Another example of a mixer with separate mixing of steam and liquid is described in US patent No. 5935413.

Тип 5. Смеситель с дефлекторной камерой с вертикальным потоком.Type 5. The mixer with a baffle chamber with a vertical flow.

Пример такой конструкции описан в патенте США № 42332 69. Смеситель содержит впускной питающий канал 12, по которому пар и жидкость поступают в смеситель. Из впускного питающего канала текучие среды проходят через два круглых смесительных отверстия, сформированных тороидальными тарелками 32 и 36, и через один кольцеобразный ограничитель потока, сформированный диском 34.An example of such a construction is described in US Pat. No. 4,232,269. The mixer comprises an inlet feed channel 12 through which steam and liquid enter the mixer. From the inlet feed channel, fluids pass through two round mixing holes formed by toroidal plates 32 and 36, and through one annular flow restrictor formed by the disk 34.

Тип 6. Смеситель с дефлекторной камерой с горизонтальным потоком.Type 6. The mixer with a horizontal baffle chamber.

Пример такой конструкции описан в патенте США № 5690896. Смеситель выполнен как единая деталь системы носителя катализатора. Пар и жидкость накапливаются в кольцевом накопительном желобе 24. Охлаждающую жидкость добавляют в кольцевой накопительный желоб по трубам 22 и 23 охлаждения. Пар и жидкость проходят по кольцевому накопительному желобу в смесительную камеру 30, расположенную между опорными балками 14 и 15. Весь технологический поток поступает в смесительную камеру через впускное отверстие 36. Смесительная камера состоит из одного канала для потока с оборотом протяженностью 360° в направлении потока. После оборота на 360° в смесительной камере жидкость выходит через центральное отверстие 37.An example of such a construction is described in US Pat. No. 5,690,896. The mixer is configured as a single part of a catalyst support system. Steam and liquid accumulate in the annular storage trough 24. Coolant is added to the annular storage trough through cooling pipes 22 and 23. Steam and liquid pass through the annular collecting chute into the mixing chamber 30 located between the support beams 14 and 15. The entire process stream enters the mixing chamber through the inlet 36. The mixing chamber consists of one flow channel with a 360 ° revolution in the direction of flow. After a 360 ° turn in the mixing chamber, the liquid exits through the central opening 37.

В патенте США № 3705016 описан смеситель, состоящий из экрана 11/12, расположенного на накопительной тарелке 8, являющейся носителем катализатора. Экран покрыт инертным опорным материалом 7. Охлаждающую жидкость впрыскивают в слой катализатора над тарелкой 8. Пар и жидкость могут проходить через экран 11/12, тогда как инертный материал не может. После прохождения через экран пар и жидкость проходят вертикально через центральное отверстие в накопительной тарелке 8. Под накопительной тарелкой расположена горизонтальная смесительная камера, состоящая из горизонтальной нижней тарелки 16 и вертикальных дефлекторов 20, 21, 22 и 23. Текучие среды, выходящие через центральное отверстие, сначала разделяются на два горизонтальных потока. Затем каждый из двух потоков вновь разделяется на два потока, в результате чего получают четыре потока. На выходе смесителя два из этих четырех потоков вновь сливаются и направляются к одной стороне сечения реактора, тогда как остальные два потока также вновь сливаются и направляются к другой стороне сечения реактора. Наконец, пар и жидкость распределяются через перфорированный поддон 25.US Pat. No. 3,705,016 describes a mixer consisting of a screen 11/12 located on a storage plate 8, which is a catalyst carrier. The screen is coated with an inert support material 7. Coolant is injected into the catalyst layer above the plate 8. Steam and liquid can pass through the screen 11/12, while the inert material cannot. After passing through the screen, the vapor and liquid pass vertically through the central opening in the collecting plate 8. Under the collecting plate, there is a horizontal mixing chamber consisting of a horizontal lower plate 16 and vertical deflectors 20, 21, 22 and 23. Fluids exiting through the central opening, first split into two horizontal streams. Then, each of the two streams is again divided into two streams, resulting in four streams. At the mixer outlet, two of these four streams merge again and go to one side of the reactor cross section, while the other two streams also merge again and go to the other side of the reactor cross section. Finally, steam and liquid are distributed through the perforated tray 25.

Другой пример выполнения дефлекторной смесительной камеры с горизонтальным потоком описан в патенте США № 3977834. Описан смеситель, состоящий из множества параллельных смесительныхAnother exemplary embodiment of a horizontal flow baffle mixing chamber is described in US Pat. No. 3,977,834. A mixer is described which consists of a plurality of parallel mixing

- 2 007052 камер 13. Смесительные камеры расположены между опорными балками 7 для катализатора, и охлаждающую жидкость добавляют между балками перед смесительными камерами по трубам 11.- 2 007052 chambers 13. The mixing chambers are located between the support beams 7 for the catalyst, and coolant is added between the beams in front of the mixing chambers through pipes 11.

Оценка характеристик смесителей известного уровня техникиAssessment of the characteristics of prior art mixers

Перепад давлений является движущей силой смешивания во всех указанных конструкциях смесителей. Однако, например, в установках для гидроочистной и гидрокрекинговой обработки повышенный перепад давлений в смесителе приводит к существенным дополнительным затратам. Примерами этого являются повышенные первоначальные затраты на компрессор для рециркуляции газа и повышенные эксплуатационные расходы в отношении дополнительной мощности на валу, требуемой для компрессора для рециркуляции газа. Для двухфазного смесителя установлены следующие критерии для получения хорошо смешанной и уравновешенной выходной смеси для заданного перепада давлений в смесителе.Differential pressure is the driving force of mixing in all of these mixer designs. However, for example, in installations for hydrotreating and hydrocracking, the increased pressure drop in the mixer leads to significant additional costs. Examples of this are the increased upfront costs of a compressor for gas recirculation and the increased operating costs for additional shaft power required for a compressor for gas recirculation. For a two-phase mixer, the following criteria are established for obtaining a well mixed and balanced output mixture for a given pressure drop in the mixer.

A) Смеситель должен иметь средства сужения потока или смесительные отверстия с высокой скоростью потока. Высокая скорость будет обеспечивать рассеивание жидкости в паре или пара в жидкости. Дисперсный режим потока образует большую межфазную поверхность, пригодную для теплопередачи и массопередачи. Высокая скорость также дает высокую степень турбулентности, что также приводит к хорошему смешиванию. Высокая скорость также обеспечивает получение высоких коэффициентов теплопередачи и массопередачи для теплопередачи и массопередачи между жидкой и паровой фазами.A) The mixer must have a means of narrowing the flow or mixing holes with a high flow rate. High speed will provide dispersion of the liquid in the vapor or vapor in the liquid. The dispersed flow regime forms a large interphase surface suitable for heat transfer and mass transfer. High speed also gives a high degree of turbulence, which also leads to good mixing. High speed also provides high heat transfer and mass transfer coefficients for heat transfer and mass transfer between the liquid and vapor phases.

B) Весь обрабатываемый поток должен соединяться/входить в контакт в смесительных отверстиях. Недостаточно иметь параллельные проходы в смесителе, поскольку параллельные потоки не входят в контакт и, таким образом, не могут быть достигнуты уравновешенная температура и состав параллельных потоков.B) The entire process stream must be connected / come into contact in the mixing holes. It is not sufficient to have parallel passages in the mixer, since parallel flows do not come into contact, and thus, a balanced temperature and composition of parallel flows cannot be achieved.

C) Смеситель будет иметь районы с меньшей скоростью потока после смесительных отверстий для получения некоторого времени задержки для пара и жидкости и для создания условий турбулентного потока в переходе от высокоскоростного потока к потоку с меньшей скоростью. Время задержки необходимо для теплопередачи и массопередачи. Условия турбулентного потока необходимы для смешивания фаз.C) The mixer will have areas with a lower flow rate after the mixing holes to obtain some delay time for steam and liquid and to create turbulent flow conditions in the transition from a high speed stream to a stream with a lower speed. The delay time is necessary for heat transfer and mass transfer. Turbulent flow conditions are necessary for phase mixing.

Ό) На выходе смесителя должно быть достигнуто удовлетворительное распределение или распространение текучей среды по сечению реактора. Даже если под смесителем расположен распределительный поддон, необходимо некоторое распространение текучей среды по сечению реактора на выходе смесителя для предотвращения избыточных градиентов уровня текучей среды на распределительном поддоне. Например, может быть недопустимой конструкция смесителя, из которой вся текучая среда выходит в одну сторону реактора.Ό) A satisfactory distribution or distribution of fluid over the reactor cross section must be achieved at the outlet of the mixer. Even if a distribution pan is located under the mixer, some distribution of the fluid over the reactor cross section at the mixer outlet is necessary to prevent excessive gradients in the level of the fluid on the distribution pan. For example, the design of the mixer may be unacceptable, from which all of the fluid flows to one side of the reactor.

Кроме того, важна общая высота смесителя. Смеситель должен быть как можно компактнее для уменьшения требуемой высоты реактора/резервуара. В гидроочистном или гидрокрекинговом реакторе пространство, занимаемое смесителем, не может использоваться для расположения активного катализатора. Для преобразования реагентов в необходимые продукты требуется заданный суммарный объем катализатора. Таким образом, пространство, занимаемое смесителем, увеличивает требуемые размеры/высоту реактора. Гидрокрекинговые реакторы рассчитаны для работы при давлении до 200 бар и температуре до 450°С с высокими парциальными давлениями как водорода, так и сероводорода. В типичном случае реакторы имеют внутренние диаметры, достигающие 5 м. Вследствие расчета на работу в жестких условиях, гидрокрекинговый реактор имеет толстый корпус, который обычно выполнен из стали с содержанием 2,25 хрома и 1,0 молибдена с внутренней облицовкой из аустенитной нержавеющей стали, например, марки 347 88. Стоимость одного погонного метра прямой стороны реактора может достигать одного миллиона долларов США (по курсу 2002 г.). Таким образом, существует большая возможность экономии, если использовать более компактные конструкции смесителей.In addition, the overall height of the mixer is important. The mixer should be as compact as possible to reduce the required height of the reactor / tank. In a hydrotreater or hydrocracking reactor, the space occupied by the mixer cannot be used to position the active catalyst. To convert the reagents into the necessary products, a given total catalyst volume is required. Thus, the space occupied by the mixer increases the required dimensions / height of the reactor. Hydrocracking reactors are designed to operate at pressures up to 200 bar and temperatures up to 450 ° C with high partial pressures of both hydrogen and hydrogen sulfide. Typically, reactors have internal diameters of up to 5 m. Due to the harsh environment, the hydrocracking reactor has a thick body, which is usually made of steel containing 2.25 chromium and 1.0 molybdenum with an inner lining of austenitic stainless steel, for example, brands 347 88. The cost of one linear meter of the straight side of the reactor can reach one million US dollars (at the 2002 exchange rate). Thus, there is a great opportunity for savings if more compact mixer designs are used.

Смесители типа 1, то есть вихревые смесители с впускными желобами, в настоящее время являются наиболее широко используемыми смесителями в промышленных гидроочистных и гидрокрекинговых вариантах использования. Большая часть перепада давлений в смесителе используется во входных желобах. Однако эти желоба представляют собой параллельные проходы для потока. Таким образом, критерий В не удовлетворяется. Кроме того, распределение пара и жидкости в каждый входной желоб может быть недостаточным из-за невыровненной накопительной тарелки или из-за других производственных допусков. Часть желобов может пропускать основную жидкую фракцию, тогда как другие желоба пропускают основную паровую фракцию. В таком случае пар и жидкость не входят в эффективный контакт во входных желобах. Время задержки в кольцевой камере обычно недостаточно для обеспечения полного оборота текучих сред на 360°, в результате чего текучие среды из разных желобов и разных сторон реактора никогда не смешиваются полностью. Скорость потока во входных желобах обычно слишком высока для того, чтобы обеспечивать отделение жидкости в кольцевой камере, как первоначально заявлено. Весь обрабатываемый поток входит в контакт в центральном отверстии смесителя, однако текучие среды распространяются по всему сечению реактора сразу после этого. После центрального отверстия нет замкнутого пространства для получения времени задержки для обеспечения теплопередачи и массопередачи. Таким образом, критерий С также не удовлетворяется. Смесители типа 1 являются относительно компактными смесителями.Type 1 mixers, i.e. vortex mixers with inlet troughs, are currently the most widely used mixers in industrial hydrotreating and hydrocracking applications. Most of the pressure drop in the mixer is used in the inlets. However, these troughs are parallel flow passages. Therefore, criterion B is not satisfied. In addition, the distribution of steam and liquid into each inlet chute may be insufficient due to an unbalanced collecting tray or due to other manufacturing tolerances. Some of the gutters can pass the main liquid fraction, while other gutters pass the main vapor fraction. In this case, steam and liquid do not enter into effective contact in the entry channels. The delay time in the annular chamber is usually not enough to ensure a full 360 ° revolution of the fluids, as a result of which fluids from different troughs and different sides of the reactor are never completely mixed. The flow rate in the inlet troughs is usually too high to allow liquid separation in the annular chamber, as originally stated. The entire processed stream comes into contact in the central bore of the mixer, however, fluids propagate throughout the reactor cross section immediately afterwards. There is no confined space after the central opening to obtain a delay time for providing heat transfer and mass transfer. Thus, criterion C is also not satisfied. Type 1 mixers are relatively compact mixers.

- 3 007052- 3 007052

Что касается смесителей типа 2, то есть смесителей с вихревой камерой с радиальным/горизонтальным входным потоком, на вход в вихревую камеру приходится большая часть перепада давлений. Эти входные проходы также представляют собой параллельные проходы для потока. Таким образом, критерий В не удовлетворяется. Как и в отношении смесителей типа 1, весь обрабатываемый поток входит в контакт в центральном отверстии. Однако текучие среды распространяются по всему сечению реактора сразу после этого. После центрального отверстия нет замкнутого пространства для получения времени задержки для обеспечения теплопередачи и массопередачи. Таким образом, критерий С также не удовлетворяется.As for mixers of type 2, that is, mixers with a swirl chamber with a radial / horizontal inlet flow, a large part of the pressure drop falls on the entrance to the swirl chamber. These inlet passages also represent parallel flow passages. Therefore, criterion B is not satisfied. As with Type 1 mixers, the entire process stream comes into contact in the center hole. However, fluids propagate all over the reactor immediately afterwards. There is no confined space after the central opening to obtain a delay time for providing heat transfer and mass transfer. Thus, criterion C is also not satisfied.

Как и смесители типа 1 и 2, смесители типа 3, то есть смесители с колпачковыми тарелками, не удовлетворяют критериям В и С.Like type 1 and 2 mixers, type 3 mixers, i.e. mixers with cap plates, do not meet criteria B and C.

В смесителях типа 4, то есть смесителях с раздельным смешиванием пара и жидкости, часть перепада давлений в смесителе используется в средствах предварительного смешивания для предварительного смешивания пара и жидкости отдельно и параллельно. Каждое однофазное средство предварительного смешивания само также состоит из параллельных проходов для потока, таких как параллельные входные желоба или лопатки. Таким образом, смесители не удовлетворяют критерию В. В Европейском патенте № 716881 двухфазное смесительное отверстие не упомянуто вообще, следовательно, он также не удовлетворяет критерию А.In type 4 mixers, i.e. mixers with separate mixing of steam and liquid, a part of the differential pressure in the mixer is used in pre-mixing means for preliminary mixing of steam and liquid separately and in parallel. Each single-phase pre-mixing means itself also consists of parallel flow passages, such as parallel inlets or vanes. Thus, the mixers do not satisfy criterion B. In European patent No. 716881, a two-phase mixing hole is not mentioned at all, therefore, it also does not satisfy criterion A.

Тип 5, то есть смеситель с дефлекторной камерой с вертикальным потоком, описанный в патенте США № 4223269, представляет отличную конструкцию в отношении характеристик смешивания и удовлетворяющую всем приведенным выше критериям А-И. Однако смесители типа 5 имеют очень большую высоту и, таким образом, занимают значительный объем реактора/резервуара.Type 5, that is, a vertical flow baffle mixer described in US Pat. No. 4,223,269, presents an excellent design with respect to mixing characteristics and satisfies all of the above criteria AI. However, Type 5 mixers have a very large height and thus occupy a significant volume of the reactor / tank.

Смесители типа 6, то есть смесители с дефлекторной камерой с горизонтальным потоком, описанные в патенте США № 3705016 и патенте США № 3977834, представляют конструкции смесителей с более параллельными проходами для потока и, таким образом, не удовлетворяющие критерию В. Патент США № 3977834 также не удовлетворяет критерию А, поскольку весь технологический поток никогда не входит в контакт в одном смесительном отверстии. Кроме того, патент США № 3705016 не удовлетворяет критерию И, поскольку текучая среда выходит из смесителя с неравномерной структурой потока. Смеситель типа 6, описанный в патенте США № 5690896, является приемлемо хорошим смесителем. Однако смеситель не удовлетворяет критерию С. После сведения всего обрабатываемого потока воедино, в смесительном отверстии не существует достаточного времени задержки после отверстия для теплопередачи и массопередачи. Также не удовлетворяется критерий Ό, поскольку текучие среды подходят к центральному отверстию только с одной стороны. Получаемое распространение текучей среды на выходе смесителя неравномерно.Type 6 mixers, that is, horizontal flow baffle mixers described in US Pat. No. 3,705,016 and US Pat. No. 3,977,834, represent mixer designs with more parallel flow passages and thus do not meet criterion B. US Pat. No. 3,977,834 also does not satisfy criterion A, since the entire process stream never comes into contact in one mixing hole. In addition, US patent No. 3705016 does not satisfy the And criterion because the fluid exits the mixer with an uneven flow pattern. The type 6 mixer described in US Pat. No. 5,690,896 is an acceptably good mixer. However, the mixer does not satisfy C criterion. After bringing the entire processed stream together, there is not enough delay time in the mixing hole after the opening for heat transfer and mass transfer. Criterion Ό is also not satisfied, since fluids approach the central hole only on one side. The resulting fluid distribution at the mixer outlet is uneven.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретение относится к смесительному устройству для смешивания газа или пара и жидкости в резервуаре с параллельным потоком пара и жидкости. Изобретение относится к указанному выше смесителю типа 6, то есть смесителю с дефлекторной камерой с горизонтальным потоком.The invention relates to a mixing device for mixing gas or steam and liquid in a tank with a parallel flow of steam and liquid. The invention relates to the above type 6 mixer, i.e., a horizontal flow baffle mixer.

Одной из главных целей изобретения является достижение такого смешивания при относительно небольшой потере объема реактора и при относительно небольших потребностях в энергии.One of the main objectives of the invention is to achieve such mixing with a relatively small loss in reactor volume and with relatively small energy requirements.

Согласно изобретению эта и другие цели и преимущества достигнуты посредством создания смесительного устройства для использования в каталитическом реакторе, расположенного между его верхним слоем катализатора и нижним слоем катализатора, для смешивания газа или пара и жидкости, протекающих совместно в резервуаре указанного реактора через указанные наложенные друг на друга слои катализатора, причем указанное смесительное устройство выполнено с возможностью образования канала для потока через указанное смесительное устройство для указанных пара и жидкости из указанного верхнего слоя катализатора в указанный нижний слой катализатора или наоборот, при этом указанный канал для потока содержит по меньшей мере одно впускное отверстие указанного смесительного устройства;According to the invention, this and other objectives and advantages are achieved by creating a mixing device for use in a catalytic reactor located between its upper catalyst layer and the lower catalyst layer, for mixing gas or steam and liquid flowing together in the tank of the specified reactor through the specified superimposed catalyst layers, wherein said mixing device is configured to form a channel for flow through said mixing device for those indicated vapor and liquid from the top of said catalyst bed in said lower catalyst layer, or vice versa, wherein said flow channel comprises at least one inlet of said mixing device;

по меньшей мере одно выпускное отверстие указанного смесительного устройства;at least one outlet of said mixing device;

первое и по меньшей мере одно второе смесительное окно или проход, расположенные последовательно вдоль указанного канала для потока, причем указанное первое и по меньшей мере одно указанное второе смесительные окна расположены и выполнены так, что, по существу, весь комбинированный поток из жидкости и пара должен проходить через каждое из указанных смесительных окон, имеющих такую площадь сечения потока относительно расхода указанного комбинированного потока, что скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне составляет от 3 до 15 м/с, предпочтительно достаточную для того, чтобы жидкость рассеивалась в паре и/или пар рассеивался в жидкости; и по существу горизонтальную секцию канала для потока, проходящую между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием таким образом, чтобы вертикальное измерение смесительного устройства было как можно меньшим, причем указанная по существу горизонтальная секция канала для потока предпочтительно проходит от точa first and at least one second mixing window or passage arranged in series along said flow channel, said first and at least one said second mixing windows being arranged and configured such that substantially all of the combined liquid and vapor stream must pass through each of these mixing windows having such a cross-sectional area of the flow relative to the flow rate of the specified combined stream such that the speed of the two-phase flow without slipping phases of the specified combination ovannogo flow in the mixing box is 3 to 15 m / s, preferably sufficient for the liquid to scattered in the vapor and / or steam is dissipated in the liquid; and a substantially horizontal section of the flow channel extending between said at least one inlet and said at least one outlet so that the vertical dimension of the mixing device is as small as possible, said substantially horizontal section of the flow channel preferably passing from point

- 4 007052 ки, расположенной вблизи указанного впускного отверстия, до точки, расположенной вблизи указанного выпускного отверстия.- 4 007052 ki located close to the specified inlet, to a point located near the specified outlet.

Таким образом, получено эффективное взаимодействие между жидкостью и паром с минимальной потерей объема реактора.Thus, an effective interaction between the liquid and the vapor with minimal loss of reactor volume was obtained.

Изобретение предусматривает получение смесительного устройства для использования в каталитическом реакторе, расположенного между его верхним слоем катализатора и нижним слоем катализатора, для смешивания газа или пара и жидкости, протекающих параллельно внутри по существу вертикального резервуара указанного реактора, через указанные наложенные друг на друга слои катализатора, причем указанное смесительное устройство выполнено с возможностью образования канала для потока через указанное смесительное устройство для указанных пара и жидкости, проходящих из указанного верхнего слоя катализатора в указанный нижний слой катализатора или наоборот, при этом указанное смесительное устройство содержит верхнюю стенку, снабженную по меньшей мере одним впускным отверстием; нижнюю стенку, снабженную по меньшей мере одним выпускным отверстием;The invention provides a mixing device for use in a catalytic reactor located between its upper catalyst layer and the lower catalyst layer, for mixing gas or vapor and liquid flowing in parallel inside a substantially vertical reservoir of said reactor through said superimposed catalyst layers, wherein said mixing device is configured to form a channel for flow through said mixing device for said steam and liquids passing from said upper catalyst bed to said lower catalyst bed or vice versa, wherein said mixing device comprises an upper wall provided with at least one inlet; a bottom wall provided with at least one outlet;

боковую стенку, проходящую между периферией указанной верхней стенки и периферией указанной нижней стенки, для образования замкнутого пространства между указанными верхней и нижней стенками;a side wall extending between the periphery of said upper wall and the periphery of said lower wall to form an enclosed space between said upper and lower walls;

внутренние разделительные стенки, проходящие между указанными верхней и нижней стенками, выполненные с возможностью образования указанного канала для потока совместно с указанными верхней и нижней стенками, причем указанные разделительные стенки, кроме того, выполнены с возможностью образования первого и по меньшей мере одного второго смесительных окон или проходов, расположенных последовательно вдоль указанного канала для потока, при этом указанное первое и указанное по меньшей мере одно второе смесительные окна расположены и выполнены таким образом, что по существу весь комбинированный поток из жидкости и пара должен проходить через каждое из указанных смесительных окон, имеющих такую площадь сечения потока относительно расхода указанного комбинированного потока, что скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне составляет от 3 до 15 м/с, предпочтительно достаточную для того, чтобы жидкость рассеивалась в паре и/или пар рассеивался в жидкости; и указанные разделительные стенки совместно с указанными верхней и нижней стенками образуют по существу горизонтальную секцию канала для потока, проходящую между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием таким образом, что вертикальный размер смесительного устройства получают как можно меньшим, при этом указанная по существу горизонтальная секция канала для потока предпочтительно проходит от точки вблизи указанного впускного отверстия до точки вблизи указанного выпускного отверстия.internal dividing walls extending between said upper and lower walls, configured to form said flow channel together with said upper and lower walls, said dividing walls being further configured to form a first and at least one second mixing window or passages arranged in series along said flow channel, wherein said first and said at least one second mixing windows are arranged and so that essentially the entire combined stream of liquid and vapor must pass through each of these mixing windows having such a cross-sectional area of the stream relative to the flow rate of the specified combined stream that the speed of the two-phase stream without slipping phases of the specified combined stream in the mixing window is 3 up to 15 m / s, preferably sufficient for the liquid to disperse in the vapor and / or the vapor to disperse in the liquid; and said dividing walls together with said upper and lower walls form a substantially horizontal section of the flow channel extending between said at least one inlet and said at least one outlet so that the vertical size of the mixing device is obtained as small as possible, wherein said substantially horizontal section of the flow channel preferably extends from a point near said inlet to a point near said outlet one hole.

Одним вариантом осуществления изобретения является создающая препятствие потоку горизонтальная смесительная камера, расположенная между стенками цилиндрического реактора. Смесительная камера имеет одно или более отверстий для создания по существу вертикального потока текучей среды внутрь смесителя. Смесительная камера содержит горизонтальную круглую верхнюю стенку, горизонтальную круглую нижнюю стенку и вертикальную цилиндрическую стенку, которая может быть секцией внутренней стенки реактора. Для минимизации высоты смесительной камеры диаметр смесительной камеры предпочтительно близок или равен внутреннему диаметру реактора. Внутри горизонтальной смесительной камеры расположены вертикальные дефлекторы. Вертикальные дефлекторы образуют смесительные окна, через которые с высокой скоростью проходит весь технологический поток. После смесительного окна следует Т-образное разветвление, разделяющее технологический поток на два боковых потока, движущихся с меньшей скоростью. Горизонтальная смесительная камера состоит из серии этих смесительных окон, после которых следуют Т-образные разветвления, что означает, что текучие среды сначала комбинируются при высокой скорости потока в первом сужении потока, затем разделяются на два потока, движущихся с меньшей скоростью, первым Т-образным разветвлением, затем вновь соединяются при высокой скорости потока во втором сужении потока и т.д. В смесительных окнах жидкость рассеивается в паре для создания большой межфазной поверхности для теплопередачи и массопередачи. Высокая скорость потока в смесительных окнах также обеспечивает высокие коэффициенты теплопередачи и массопередачи в условиях турбулентности, которая обеспечивает смешивание. Таким образом, критерий А удовлетворяется. Поскольку весь технологический поток проходит через каждое смесительное окно, критерий В также удовлетворяется. В районе с пониженной скоростью потока между двумя смесительными окнами обеспечивается увеличение времени пребывания в смесителе для теплопередачи и массопередачи. Таким образом, критерий С также удовлетворяется. После прохождения через серию смесительных окон и Т-образных разветвлений текучие среды выходят в вертикальном направлении через одно или более отверстий в круглой горизонтальной нижней стенке.One embodiment of the invention is a horizontal mixing chamber interfering with the flow located between the walls of the cylindrical reactor. The mixing chamber has one or more openings to create a substantially vertical fluid flow inside the mixer. The mixing chamber comprises a horizontal circular upper wall, a horizontal circular lower wall and a vertical cylindrical wall, which may be a section of the inner wall of the reactor. To minimize the height of the mixing chamber, the diameter of the mixing chamber is preferably close to or equal to the inner diameter of the reactor. Inside the horizontal mixing chamber are vertical deflectors. Vertical deflectors form mixing windows through which the entire process stream passes with high speed. After the mixing window is followed by a T-shaped branching, dividing the process stream into two side streams moving at a lower speed. The horizontal mixing chamber consists of a series of these mixing windows, followed by T-shaped branches, which means that fluids are first combined at a high flow rate in the first flow restriction, then split into two streams moving at a lower speed, the first T-shaped branching, then reconnect at a high flow rate in the second narrowing of the flow, etc. In the mixing windows, the liquid is dispersed in pairs to create a large interfacial surface for heat transfer and mass transfer. The high flow rate in the mixing windows also provides high heat transfer and mass transfer coefficients under turbulent conditions that allow mixing. Thus, criterion A is satisfied. Since the entire process stream passes through each mixing window, criterion B is also satisfied. In an area with a reduced flow rate between two mixing windows, an increase in the residence time in the mixer for heat transfer and mass transfer is provided. Thus, criterion C is also satisfied. After passing through a series of mixing windows and T-branches, fluids exit vertically through one or more openings in a circular horizontal bottom wall.

Предпочтительно, на осевой линии реактора находится одно отверстие и обеспечивается симметричный подход текучей среды к отверстию, что дает равномерное распространение жидкости под смесителем. Таким образом, критерий Ό также удовлетворяется. Под отверстием в круглой горизонтальнойPreferably, a single hole is located on the centerline of the reactor and a symmetric approach of the fluid to the hole is ensured, which allows uniform distribution of liquid under the mixer. Thus, criterion Ό is also satisfied. Under the hole in the round horizontal

- 5 007052 нижней стенке расположен отбойник для гашения высокой скорости двухфазной струи и для распространения жидкости по сечению реактора.- 5 007052 on the bottom wall there is a chipper for damping the high speed of a two-phase jet and for spreading liquid along the reactor cross section.

Охлаждающая текучая среда может быть добавлена перед первым смесительным окном либо над горизонтальной верхней стенкой, либо между горизонтальными верхней и нижней стенками. Охлаждающая текучая среда также может быть добавлена между двумя смесительными окнами.A cooling fluid may be added in front of the first mixing window either above the horizontal upper wall or between the horizontal upper and lower walls. A cooling fluid may also be added between the two mixing windows.

Тогда как существующие смесители типа 6 не удовлетворяют всем критериям Ά-Ό для получения надлежащего качества смешивания, вариант осуществления настоящего изобретения им удовлетворяет. По сравнению с известным уровнем техники, вариант осуществления изобретения имеет улучшенные смесительные характеристики, касающиеся получения выходного потока из смесителя, который уравновешен в отношении температуры и состава. Кроме того, в отличие от большинства смесителей, описанных в рамках предшествующего уровня техники, согласно изобретению для размещения смесительной камеры используется большая часть сечения реактора. Большой диаметр смесительной камеры способствует уменьшению потребности в высоте для варианта осуществления изобретения по сравнению с устройствами известного уровня техники. График 1 (см. фиг. 11) показывает сравнение вычисленной высоты варианта осуществления настоящего изобретения с вычисленной высотой вихревого смесителя, соответствующего патенту США № 4836989, для двенадцати промышленных вариантов гидрообработки. Оба смесителя были разработаны для одинакового суммарного перепада давлений для каждого из двенадцати промышленных вариантов применения. Как можно видеть, уменьшение высоты, достигаемое согласно настоящему изобретению по сравнению с вихревым смесителем, составляет от 35 до 440 мм или от 15 до 55%. Это является достигаемым уменьшением высоты самого смесителя. Кроме того, если нагнетают охлаждающую текучую среду, распределитель охлаждающей среды может быть встроен как единая часть варианта осуществления настоящего изобретения, тогда как для вихревого смесителя требуется отдельный охлаждающий распределитель, расположенный над смесителем. См. патент США № 4836989. Отдельный распределитель охлаждающей текучей среды требует некоторой дополнительной высоты.While existing type 6 mixers do not meet all the Ά-Ό criteria to obtain the proper mixing quality, the embodiment of the present invention satisfies them. Compared with the prior art, an embodiment of the invention has improved mixing characteristics regarding obtaining an outlet stream from a mixer that is balanced in terms of temperature and composition. In addition, unlike most mixers described in the prior art, according to the invention, most of the reactor cross section is used to house the mixing chamber. The large diameter of the mixing chamber reduces the need for height for an embodiment of the invention compared to devices of the prior art. Graph 1 (see FIG. 11) compares the calculated height of an embodiment of the present invention with the calculated height of a vortex mixer according to US Pat. No. 4,836,989 for twelve industrial hydroprocessing options. Both mixers were designed for the same total differential pressure for each of the twelve industrial applications. As you can see, the reduction in height achieved according to the present invention compared with the vortex mixer is from 35 to 440 mm or from 15 to 55%. This is an achievable decrease in the height of the mixer itself. In addition, if the cooling fluid is pumped, the coolant distributor can be integrated as a single part of an embodiment of the present invention, while a separate cooling distributor located above the mixer is required for the vortex mixer. See US Patent No. 4836989. A separate coolant dispenser requires some extra height.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 - схематический чертеж, показывающий типичную компоновку катализатора и внутренних устройств в гидрообрабатывающем реакторе с двумя слоями частиц твердого катализатора. Фиг. 1 также показывает типичное местоположение смесительного устройства между двумя смежными слоями катализатора внутри реактора.FIG. 1 is a schematic drawing showing a typical arrangement of a catalyst and internal devices in a hydroprocessing reactor with two layers of solid catalyst particles. FIG. 1 also shows a typical location of a mixing device between two adjacent catalyst beds within a reactor.

Фиг. 2 - схематический изометрический вид в перспективе с вырезом одного варианта выполнения смесительного устройства, соответствующего настоящему изобретению.FIG. 2 is a schematic perspective view with a cut-out of one embodiment of a mixing device in accordance with the present invention.

Фиг. ЗА - вид сверху варианта выполнения смесительного устройства, показанного на фиг. 2.FIG. ZA is a plan view of an embodiment of the mixing device shown in FIG. 2.

Фиг. ЗВ - вид сбоку сечения, выполненного по линии А-А на фиг. ЗА.FIG. 3B is a side view of a section taken along line AA in FIG. PER.

Фиг. ЗС - вид сбоку сечения, выполненного по линии В-В на фиг. ЗА.FIG. 3C is a side view of a section taken along line BB in FIG. PER.

Фиг. 4А, 5А, 6А, 7А, 8А, 9А и 10А - виды сверху альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения.FIG. 4A, 5A, 6A, 7A, 8A, 9A, and 10A are top views of alternative embodiments of the present invention.

Фиг. 4В, 5В, 6В, 7В, 8В, 9В и 10В - соответствующие виды сбоку сечений, выполненных по линиям А-А.FIG. 4B, 5B, 6B, 7B, 8B, 9B, and 10B are respective side views of sections made along lines AA.

Фиг. 4С, 5С, 6С, 7С, 8С, 9С и 10С - соответствующие виды сбоку сечений, выполненных по линиям В-В.FIG. 4C, 5C, 6C, 7C, 8C, 9C and 10C are the corresponding side views of the sections made along the lines BB.

Фиг. 7Ό - вид сбоку сечения, выполненного по линии С-С на фиг. 7А.FIG. 7Ό is a side view of a section taken along line CC in FIG. 7A.

Фиг. 11 - график 1: высота варианта осуществления настоящего изобретения по сравнению с высотой вихревого смесителя (И8 № 48З6989).FIG. 11 is a graph 1: the height of an embodiment of the present invention compared to the height of the vortex mixer (I8 No. 48Z6989).

Альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения включают конструкции, показанные на чертежах, но не ограничиваются ими.Alternative embodiments of the present invention include, but are not limited to, the designs shown in the drawings.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Реакции, происходящие в гидрообрабатывающих реакторах, являются экзотермическими. Таким образом, в ходе реакции выделяется тепло, вызывающее повышение температуры, когда реагенты преобразуются в продукты в присутствии гидрообрабатывающего катализатора при повышенных температуре и давлении.The reactions occurring in hydroprocessing reactors are exothermic. Thus, heat is generated during the reaction, causing a rise in temperature when the reactants are converted to products in the presence of a hydroprocessing catalyst at elevated temperature and pressure.

В промышленных гидрообрабатывающих реакторах двухфазная смесь реагентов протекает через слой частиц твердого катализатора. Идеальным режимом потока в таком реакторе является пробковый режим потока, когда жидкость течет вниз с одинаковой скоростью (в случае с пустым реактором) во всех точках сечения реактора. В случае с идеальным пробковым режимом потока то же самое справедливо для паровой фазы, то есть пар течет вниз с одинаковой скоростью (в случае с пустым реактором) во всех точках сечения реактора.In industrial hydroprocessing reactors, a two-phase mixture of reactants flows through a bed of solid catalyst particles. An ideal flow regime in such a reactor is a plug flow regime, when the liquid flows down at the same speed (in the case of an empty reactor) at all points of the reactor cross section. In the case of an ideal plug flow regime, the same is true for the vapor phase, i.e., steam flows downward at the same rate (in the case of an empty reactor) at all points of the reactor cross section.

В промышленных реакторах пробковый режим потока никогда не достигается из-за неидеальных распределительных поддонов, неравномерности загрузки катализатора и/или наличия отложений в полом пространстве между частицами катализатора. Таким образом, в некоторых районах слоя катализатора скорость потока жидкости выше средней и скорость пара ниже средней. В результате высокой теплоемкости жидкости относительно пара рост температуры в °С на метр прохода для потока в этих районах низкий. Подобным образом, в других районах слоя катализатора скорость потока жидкости ниже средIn industrial reactors, plug flow is never achieved due to imperfect distribution trays, uneven loading of the catalyst, and / or deposits in the hollow space between the catalyst particles. Thus, in some areas of the catalyst bed, the fluid flow rate is above average and the vapor velocity is below average. As a result of the high heat capacity of the liquid relative to steam, the temperature increase in ° C per meter of passage for the flow in these areas is low. Similarly, in other areas of the catalyst bed, the fluid flow rate is lower than the medium.

- 6 007052 ней и скорость пара выше средней. Вновь, в результате высокой теплоемкости жидкости относительно пара рост температуры в °С на метр прохода для потока в этих районах высокий.- 6 007052 her and the steam speed is above average. Again, as a result of the high heat capacity of the liquid relative to steam, the temperature increase in ° C per meter of passage for flow in these areas is high.

В результате, даже если смесь реагентов имеет равномерную температуру на входе реактора, некоторые районы слоя катализатора становятся более горячими, чем другие, когда текучие среды проходят через слой. Кроме того, поскольку скорость реакции возрастает при увеличении температуры, этот эффект ведет к ускорению: в горячих районах слоя катализатора скорость реакции высока, и, таким образом, в этих районах выделяется еще больше тепла, чем в холодных районах.As a result, even if the reactant mixture has a uniform temperature at the inlet of the reactor, some areas of the catalyst bed become hotter than others when fluids pass through the bed. In addition, since the reaction rate increases with increasing temperature, this effect leads to acceleration: in hot regions of the catalyst bed, the reaction rate is high, and thus, even more heat is released in these regions than in cold regions.

В результате разности скорости реакции между горячими районами и холодными районами слоя катализатора также возникают разности в химическом составе текучих сред.As a result of the difference in the reaction rate between the hot regions and the cold regions of the catalyst bed, differences in the chemical composition of the fluids also occur.

Неравномерность температуры и химического состава в горизонтальной плоскости дает несколько отрицательных эффектов.The unevenness of temperature and chemical composition in the horizontal plane gives several negative effects.

Все гидрообрабатывающие катализаторы в ходе работы дезактивируются. Для компенсации снижения активности катализатора среднюю температуру слоя в ходе цикла повышают. В какой-то момент времени в конце цикла пиковая температура в слое катализатора достигает ее максимального допустимого значения. В этот момент вся технологическая установка должна быть остановлена, и катализатор должен быть регенерирован или заменен. Таким образом, если существует неравномерность температуры в горизонтальной плоскости, конец цикла будет происходить на более ранней стадии и при более низкой средней температуре слоя. Повышенная частота остановок, вызванная неравномерными температурами, приводит к повышенным затратам для производителя с точки зрения потерь из-за простоев, потребления катализатора и дополнительных трудовых затрат.All hydroprocessing catalysts are deactivated during operation. To compensate for the decrease in catalyst activity, the average layer temperature during the cycle is increased. At some point in time at the end of the cycle, the peak temperature in the catalyst bed reaches its maximum allowable value. At this point, the entire process plant must be shut down and the catalyst must be regenerated or replaced. Thus, if there is an uneven temperature in the horizontal plane, the end of the cycle will occur at an earlier stage and at a lower average temperature of the layer. The increased shutdown frequency caused by uneven temperatures leads to increased costs for the manufacturer in terms of losses due to downtime, catalyst consumption and additional labor costs.

Другой эффект неравномерностей состоит в том, что степень химической конверсии неравномерна. Часть реагентов будет превращена в высокой степени, тогда как оставшаяся часть реагентов будет превращена в меньшей степени. Результатом часто бывает пониженное общее качество продукта. Первым примером является гидроочистной реактор для получения дизельного топлива, в котором серосодержащие углеводородные компоненты и Н₂ превращаются в бессерные углеводородные компоненты и Н₂8. Если существуют неравномерные температуры, то часть подаваемой нефти вступает в реакцию при более высокой температуре и возможно также при более низкой пространственной скорости вследствие пониженной скорости жидкости, как описано выше. Другая часть подаваемого топлива вступает в реакцию при более низкой температуре и возможно также при более высокой пространственной скорости вследствие повышенной скорости жидкости. Результатом является то, что органическая сера имеет тенденцию обходить слой катализатора через районы с низкой температурой и высокой пространственной скоростью. Этот обход существенно повышает содержание органической серы в продукте в целом. Для соответствия техническим условиям по содержанию органической серы для продукта производитель вынужден снижать интенсивность подачи или увеличивать рабочую температуру реактора для компенсации неравномерности температур и состава. Снижение интенсивности подачи приводит к существенным потерям из-за снижения производства. Увеличение температуры реактора приводит к увеличению потребления энергии и уменьшению продолжительности цикла при увеличении частоты остановок для регенерации/замены катализатора. Увеличенная частота остановок приводит к большим избыточным затратам, как было указано выше.Another effect of unevenness is that the degree of chemical conversion is uneven. Part of the reagents will be converted to a high degree, while the remaining part of the reagents will be converted to a lesser extent. The result is often reduced overall product quality. The first example is a hydrotreating reactor for producing diesel fuel, in which sulfur-containing hydrocarbon components and H _{2 are} converted to sulfurless hydrocarbon components and H ₂ 8. If there are uneven temperatures, part of the supplied oil reacts at a higher temperature and possibly also at a lower spatial velocity due to reduced fluid velocity, as described above. Another part of the supplied fuel reacts at a lower temperature and possibly also at a higher spatial velocity due to the increased fluid velocity. The result is that organic sulfur tends to bypass the catalyst bed through regions with low temperature and high spatial speed. This bypass significantly increases the organic sulfur content in the product as a whole. To comply with the technical specifications for the organic sulfur content for the product, the manufacturer is forced to reduce the feed rate or increase the operating temperature of the reactor to compensate for temperature and compositional variations. A reduction in feed rate leads to significant losses due to reduced production. Increasing the temperature of the reactor leads to an increase in energy consumption and a decrease in the cycle time with an increase in the frequency of stops for regeneration / replacement of the catalyst. An increased frequency of stops leads to large excess costs, as mentioned above.

Вторым примером является гидрокрекинговый реактор, в котором более тяжелые компоненты углеводорода и Н₂ превращаются в более легкие углеводородные компоненты. Вновь, если существуют неравномерные температуры, то часть подаваемой нефти вступает в реакцию при повышенной температуре и возможно также при пониженной пространственной скорости вследствие пониженной скорости жидкости. Другая часть подаваемой нефти вступает в реакцию при пониженной температуре и возможно также повышенной пространственной скорости вследствие повышенной скорости жидкости. Результатом этого является то, что часть подаваемой тяжелой нефти подвергается чрезмерно глубокому крекингу таким образом, что значительно увеличивается производство нежелательных газов Ц-С₄ и легких лигроиновых компонентов, тогда как другая часть подаваемой тяжелой нефти конверсируется только в низкой степени. Таким образом, избирательность гидрокрекинговой установки для получения необходимого продукта снижена, и общая конверсия подаваемых тяжелых компонентов в более легкие компоненты также уменьшена. Оба эффекта связаны со значительными расходами для производителя. Неравномерности температуры и химического состава в горизонтальной плоскости слоя катализатора неизбежны в промышленных гидрообрабатывающих реакторах. Однако неравномерности могут быть минимизированы посредством установки пригодных внутренних средств реактора.A second example is a hydrocracking reactor in which the heavier hydrocarbon and H ₂ components are converted to lighter hydrocarbon components. Again, if there are uneven temperatures, then part of the supplied oil reacts at an elevated temperature and possibly also at a reduced spatial velocity due to a reduced fluid velocity. Another portion of the feed oil reacts at a reduced temperature and possibly also an increased spatial velocity due to the increased fluid velocity. The result of this is that part of the supplied heavy oil is subjected to excessively deep cracking in such a way that the production of unwanted C-C ₄ gases and light naphtha components is significantly increased, while the other part of the supplied heavy oil is only converted to a low degree. Thus, the selectivity of the hydrocracking unit to obtain the desired product is reduced, and the overall conversion of the supplied heavy components to lighter components is also reduced. Both effects are associated with significant costs for the manufacturer. Inequalities in temperature and chemical composition in the horizontal plane of the catalyst bed are unavoidable in industrial hydroprocessing reactors. However, irregularities can be minimized by installing suitable internal reactor facilities.

Что касается первого слоя катализатора, в который сначала поступают сырье/реактивы, необходима установка хорошего входного распределителя для обеспечения равномерного распределения жидкости и пара по сечению реактора. Текучие среды, поступающие в этот распределитель, должны надлежащим образом смешиваться перед распределителем для обеспечения достижения композиционного и теплового равновесия. Достаточное смешивание жидкостей наиболее часто обеспечивается в трубопроводах, проводящих реактивы в реактор.As for the first catalyst bed, into which the raw materials / reagents first enter, it is necessary to install a good inlet distributor to ensure uniform distribution of liquid and vapor over the reactor cross section. Fluids entering this dispenser must be properly mixed in front of the dispenser to ensure compositional and thermal equilibrium. Adequate mixing of liquids is most often provided in pipelines conducting reactants into the reactor.

Для любого последующего слоя (слоев) катализатора также необходим хороший входной распределитель для обеспечения равномерного распределения жидкости и пара по сечению реактора. ОднакоFor any subsequent layer (s) of catalyst, a good inlet distributor is also necessary to ensure uniform distribution of liquid and vapor over the cross section of the reactor. but

- 7 007052 входной поток в последующий слой катализатора является выходным потоком из предшествующего слоя катализатора, где на выходе слоя катализатора будут существовать неравномерные температура и химический состав. Таким образом, важно иметь смесительное устройство, расположенное между предшествующим слоем катализатора и распределителем. В противном случае, неравномерность температуры и химического состава могут передаваться от одного слоя в следующий и усугубляться. Назначением смесительного устройства является получение выходного потока, который уравновешен в отношении температуры и состава.- 7 007052 the input stream to the subsequent catalyst layer is the output stream from the previous catalyst layer, where at the output of the catalyst layer there will be uneven temperature and chemical composition. Thus, it is important to have a mixing device located between the preceding catalyst bed and the distributor. Otherwise, the unevenness of temperature and chemical composition can be transferred from one layer to the next and exacerbated. The purpose of the mixing device is to obtain an output stream that is balanced in terms of temperature and composition.

Охлаждающую текучую среду, которая холоднее текучих сред внутри реактора, часто нагнетают в гидрообрабатывающий реактор между двумя смежными слоями катализатора для охлаждения горячего вытекающего потока из одного слоя катализатора до того, как текучие среды поступают в следующий слой. Это предусматривает работу реактора ближе к изотермическим условиям, которые имеют несколько преимуществ с точки зрения увеличения продолжительности рабочего цикла и улучшения качества продукта. Другим назначением смесительного устройства в этом случае является смешивание холодного охлаждающего потока с вытекающим потоком из одного слоя катализатора для достижения теплового и композиционного равновесия до того, как поток входит в следующий слой катализатора.A cooling fluid that is colder than the fluids inside the reactor is often injected into a hydroprocessing reactor between two adjacent catalyst beds to cool the hot effluent from one catalyst bed before the fluids enter the next bed. This provides for the operation of the reactor closer to isothermal conditions, which have several advantages in terms of increasing the duration of the working cycle and improving the quality of the product. Another purpose of the mixing device in this case is to mix the cold cooling stream with the effluent from one catalyst bed to achieve thermal and compositional equilibrium before the stream enters the next catalyst bed.

На фиг. 1 изображены очертания типичного гидрообрабатывающего реактора 1 с двумя слоями 2 и 3 частиц катализатора. Фиг. 1 предназначена для обозначения типичного местоположения смесительного устройства относительно слоев катализатора и других внутренних средств реактора. Реагенты поступают в реактор через впускной патрубок 4. Текучие среды здесь поступают в распределительный поддон 5, который распределяет пар и жидкость равномерно по сечению реактора до того, как текучие среды поступят в слой 2 катализатора. Слой 2 катализатора лежит на экране или решетке 6 для удерживания катализатора. Обычно на экран или решетку для удерживания катализатора воздействуют большие силы в связи с большим весом катализатора и вследствие воздействия сил, сообщаемых потоком текучей среды, проходящим через слой катализатора. Таким образом, для приема на себя этих сил обычно требуются опорные балки 7. Под опорной системой 6 и 7 для катализатора расположено смесительное устройство 8. Охлаждающая жидкость может добавляться через патрубок 9 для охлаждающей жидкости. Под смесителем может быть расположено отбойное устройство 10 для рассеивания жидкости и для гашения высокой скорости струи, выходящей из смесительного устройства. Под смесителем расположен второй распределительный поддон 11, который равномерно распределяет пар и жидкость по сечению реактора перед тем, как текучие среды поступают в следующий слой 3 катализатора. Продукт выходит из реактора через выпускной патрубок 12.In FIG. 1 shows the outline of a typical hydroprocessing reactor 1 with two layers 2 and 3 of catalyst particles. FIG. 1 is intended to indicate a typical location of the mixing device relative to the catalyst beds and other internal means of the reactor. The reagents enter the reactor through the inlet 4. The fluids here enter the distribution pan 5, which distributes the vapor and liquid evenly over the cross section of the reactor before the fluids enter the catalyst bed 2. The catalyst layer 2 lies on the screen or grid 6 to hold the catalyst. Typically, large forces act on the screen or grid to hold the catalyst due to the large weight of the catalyst and due to the forces imparted by the fluid flow through the catalyst bed. Thus, to absorb these forces, support beams 7 are usually required. A mixing device 8 is located under the support system 6 and 7 for the catalyst. Coolant may be added through the nozzle 9 for the coolant. A baffle device 10 may be located under the mixer for dispersing the liquid and for damping the high velocity of the jet exiting the mixing device. Under the mixer, there is a second distribution pan 11, which evenly distributes steam and liquid over the cross section of the reactor before the fluids enter the next catalyst bed 3. The product exits the reactor through an outlet 12.

Можно также использовать более двух слоев катализатора. Количество смесительных устройств 8 обычно составляет значение N-1, где N - это количество слоев катализатора в реакторе.You can also use more than two layers of catalyst. The number of mixing devices 8 is usually N-1, where N is the number of catalyst layers in the reactor.

Фиг. 2 - 9 представляют альтернативные конструкции смесительного устройства, соответствующего настоящему изобретению. Чертежи представлены только для показа отличительных признаков изобретения и альтернативных вариантов его осуществления. Они не вносят ограничений в объем описанных здесь замыслов и не служат рабочими чертежами. Их не следует рассматривать как ограничивающие объем идеи изобретения. Относительные размеры, показанные на чертежах, не следует рассматривать как равные или пропорциональные размерам в промышленных вариантах осуществления изобретения.FIG. 2 to 9 represent alternative constructions of a mixing device in accordance with the present invention. The drawings are presented only to show the distinguishing features of the invention and alternative options for its implementation. They do not limit the scope of the ideas described here and do not serve as working drawings. They should not be construed as limiting the scope of the invention. The relative dimensions shown in the drawings should not be construed as equal to or proportional to dimensions in industrial embodiments of the invention.

На фиг. 2 показан изометрический вид в перспективе с вырезом смесительной камеры 8, состоящей из круглой верхней стенки 13, круглой нижней стенки 14 и цилиндрической боковой стенки 15. Цилиндрическая боковая стенка 15 может быть секцией внутренней стенки реактора или она может быть отдельной стенкой с диаметром, меньшим диаметра реактора.In FIG. 2 shows an isometric perspective view with a cut-out of the mixing chamber 8, consisting of a circular upper wall 13, a circular lower wall 14 and a cylindrical side wall 15. The cylindrical side wall 15 may be a section of the inner wall of the reactor or it may be a separate wall with a diameter smaller than the diameter the reactor.

Предпочтительный диаметр цилиндрической стенки 15 близок к диаметру реактора для минимизации высоты смесителя. Смесительная камера образует по существу непроницаемое для потока препятствие внутри реактора 1 за исключением окон 16 в верхней стенке 13. В случае, когда диаметр цилиндрической стенки меньше внутреннего диаметра реактора, будет необходимо использовать лотковую тарелку или другое средство для обеспечения по существу непроницаемого уплотнения между смесительной камерой 8 и внутренними стенками реактора 1.The preferred diameter of the cylindrical wall 15 is close to the diameter of the reactor to minimize the height of the mixer. The mixing chamber forms a substantially impermeable flow obstruction inside the reactor 1 except for the windows 16 in the upper wall 13. In the case where the diameter of the cylindrical wall is less than the inner diameter of the reactor, it will be necessary to use a tray plate or other means to provide a substantially impermeable seal between the mixing chamber 8 and the inner walls of the reactor 1.

Охлаждающую текучую среду нагнетают в смесительную камеру 8 через перфорированный охлаждающий распределитель 17. Внутри смесительной камеры расположены дефлекторы 18, 19 и 20 для образования серии смесительных окон 21 и 22 для высокоскоростного и комбинированного потока и каналов 23 и 24 для более медленного и разделенного потока. Дефлекторы образуют по существу непроницаемую конфигурацию за исключением окон 21, 22 и 24 и, таким образом, заставляют текучую среду проходить только через эти окна. В нижней стенке 14 выполнено круглое выпускное отверстие 25, концентрическое относительно осевой линии реактора. Это круглое отверстие служит третьим и последним смесительным окном в смесителе.Cooling fluid is pumped into the mixing chamber 8 through a perforated cooling distributor 17. Inside the mixing chamber, deflectors 18, 19 and 20 are arranged to form a series of mixing windows 21 and 22 for high speed and combined flow and channels 23 and 24 for a slower and more divided flow. The baffles form a substantially impermeable configuration with the exception of windows 21, 22 and 24, and thus cause fluid to pass only through these windows. In the bottom wall 14, a round outlet 25 is made concentric with respect to the center line of the reactor. This round hole serves as the third and last mixing window in the mixer.

На фиг. ЗА показан вид сверху смесителя, показанного на фиг. 2. На фиг. 3В показан вид сечения по линии А-А на фиг. 3А. На фиг. 3С показан вид сечения по линии В-В на фиг. 3А. На фиг. 3А и 3В показан круглый отбойник 26, расположенный концентрически относительно круглого отверстия 25 и под ним.In FIG. 3A shows a top view of the mixer shown in FIG. 2. In FIG. 3B is a sectional view taken along line AA in FIG. 3A. In FIG. 3C is a sectional view taken along line BB in FIG. 3A. In FIG. 3A and 3B show a circular bump 26 located concentrically with respect to the circular hole 25 and below it.

- 8 007052- 8 007052

Предполагаемый поток через устройство показан стрелками на фиг. 3А, 3В и 3С. В ходе работы пар и жидкость, выходящие из слоя 2 катализатора, будут проходить через окна 16 и в смесительную камеру. Холодную охлаждающую текучую среду добавляют через распределитель 17. Весь технологический поток теперь проходит через смесительное окно 21, где скорость потока высокая и где жидкость рассеивается в паре. После этого поток разделяется дефлектором 19 на два потока, движущиеся с меньшей скоростью. Два потока теперь проходят по двум симметричным каналам 23 к следующему смесительному окну 22, где поток вновь соединяется и движется с высокой скоростью. После прохождения смесительного окна 22 поток вновь разделяется дефлектором 20 на два потока, движущиеся с меньшей скоростью, и два потока теперь проходят через два симметричных окна/канала 24 к центральному отверстию 25, где поток вновь соединяется и движется с высокой скоростью в этом третьем и последнем смесительном окне. Наконец, отбойник 26 будет обеспечивать то, что текучие среды выходят из смесителя в радиально наружном направлении. Отбойник предотвращает направление смесителем высокоскоростной струи непосредственно на распределительный поддон 11. Такая струя может нарушать уровень жидкости в распределительном поддоне и может увлекать за собой жидкость. Отбойник 26 будет также обеспечивать хорошее распространение жидкости по сечению реактора до того, как текучие среды поступят в распределительный поддон 11.The estimated flow through the device is shown by arrows in FIG. 3A, 3B and 3C. During operation, the vapor and liquid exiting the catalyst bed 2 will pass through windows 16 and into the mixing chamber. Cold cooling fluid is added through the distributor 17. The entire process stream now passes through the mixing window 21, where the flow rate is high and where the liquid is dispersed in the vapor. After that, the flow is divided by the deflector 19 into two streams moving at a lower speed. Two streams now pass through two symmetrical channels 23 to the next mixing window 22, where the stream is reconnected and moves at high speed. After passing through the mixing window 22, the stream is again divided by the deflector 20 into two streams moving at a lower speed, and the two streams now pass through two symmetrical windows / channels 24 to the central hole 25, where the stream is reconnected and moves at a high speed in this third and last mixing window. Finally, fender 26 will ensure that fluids exit the mixer in a radially outward direction. The baffle prevents the mixer from directing the high-speed jet directly onto the distribution pan 11. Such a jet may disturb the liquid level in the distribution pan and may entrain liquid. The chimney 26 will also provide a good distribution of fluid along the cross section of the reactor before the fluid enters the distribution tray 11.

Вследствие относительно высоких скоростей потока внутри смесительной камеры гравитационные силы пренебрежимы по сравнению с силами внутреннего трения между паровой и жидкой фазами. Таким образом, внутри смесительной камеры 8 не происходит какого-либо существенного разделения фаз, даже если расположение смесительной камеры близко к горизонтальному.Due to the relatively high flow rates inside the mixing chamber, gravitational forces are negligible compared to the forces of internal friction between the vapor and liquid phases. Thus, no significant phase separation occurs inside the mixing chamber 8, even if the location of the mixing chamber is close to horizontal.

Дефлекторы в смесительной камере могут иметь много разных конфигураций. Они могут быть прямыми, изогнутыми, уголковыми и т.д., причем дефлекторы необязательно могут быть строго вертикальными, и достаточно того, чтобы дефлекторы имели вертикальный компонент. Впускное и выпускное отверстия 16 и 25 могут также иметь разные формы, например полусегментные, такие как показанные на фиг. 2 и 3, эллипсоидальные, круглые, прямоугольные, треугольные и т.д. Количество впускных отверстий и выпускных отверстий, соответственно, может колебаться от одного и более. Сечение самой смесительной камеры может иметь любую конфигурацию. Она может быть круглой, как показано относительно смесительной камеры на фиг. 2, 3А, 3В и 3С, она может быть также треугольной, прямоугольной или многоугольной. Круглая или многоугольная конфигурация с множеством сторон предпочтительны, поскольку смесительная камера в этом случае может иметь площадь поперечного сечения, которая близка к площади внутреннего сечения резервуара.The baffles in the mixing chamber can have many different configurations. They can be straight, curved, angular, etc., moreover, the deflectors can optionally be strictly vertical, and it is enough that the deflectors have a vertical component. The inlet and outlet openings 16 and 25 may also have different shapes, for example semi-segmented, such as those shown in FIG. 2 and 3, ellipsoidal, round, rectangular, triangular, etc. The number of inlets and outlets, respectively, may vary from one or more. The cross section of the mixing chamber itself can be of any configuration. It may be round, as shown with respect to the mixing chamber in FIG. 2, 3A, 3B and 3C, it may also be triangular, rectangular or polygonal. A round or polygonal configuration with many sides is preferred since the mixing chamber in this case may have a cross sectional area that is close to the internal sectional area of the tank.

Пример альтернативной конструкции смесителя показан на фиг. 4А, 4В и 4С. Проход для потока через смеситель показан стрелками. На фиг. 4А показан вид сверху альтернативного варианта выполнения смесительной камеры 8. На фиг. 4В показан вид сечения по линии А-А на фиг. 4А. На фиг. 4С показан вид сечения по линии В-В на фиг. 4 А. Смесительная камера состоит из верхней стенки 13' и нижней стенки 14', каждая из которых имеет форму многоугольника с восемью сторонами, и боковой стенки 15'.An example of an alternative mixer design is shown in FIG. 4A, 4B and 4C. The passage for flow through the mixer is indicated by arrows. In FIG. 4A is a plan view of an alternative embodiment of the mixing chamber 8. FIG. 4B is a sectional view taken along line AA in FIG. 4A. In FIG. 4C is a sectional view taken along line BB in FIG. 4 A. The mixing chamber consists of an upper wall 13 'and a lower wall 14', each of which has a polygon shape with eight sides, and a side wall 15 '.

Верхняя стенка снабжена двумя круглыми отверстиями 16' для потока текучей среды в смесительную камеру 8. Охлаждающую текучую среду добавляют после отверстий 16' и между верхней и нижней стенками 13' и 14' через перфорированный распределитель 17' охлаждающей текучей среды. Внутри смесительной камеры расположены изогнутые дефлекторы 18', формирующие первое смесительное окно 21'. В смесительной камере расположен дефлектор 19' для разделения сначала потока из смесительного окна 21' в два канала 23' и затем для соединения вновь двух потоков в один поток во втором смесительном окне 22'. Углы дефлектора 19', расположенные вблизи смесительного окна 21', закруглены, тогда как углы дефлектора 19', расположенные вблизи смесительного окна 22', прямые. После смесительного окна 22' расположен уголковый дефлектор 20'. Дефлектор 20' разделяет поток из второго смесительного окна 22' в два канала 24' для потока перед тем, как весь поток вновь соединяется в третьем и последнем смесительном окне, которым является квадратное выпускное отверстие 25'. Под выпускным отверстием 25' расположен отбойник 26'.The upper wall is provided with two round openings 16 'for the flow of fluid into the mixing chamber 8. Coolant is added after the openings 16' and between the upper and lower walls 13 'and 14' through the perforated distributor 17 'of the cooling fluid. Inside the mixing chamber are curved deflectors 18 ', forming the first mixing window 21'. In the mixing chamber there is a deflector 19 'for first separating the stream from the mixing window 21' into two channels 23 'and then for connecting again two streams into one stream in the second mixing window 22'. The corners of the deflector 19 'located near the mixing window 21' are rounded, while the corners of the deflector 19 'located near the mixing window 22' are straight. After the mixing window 22 'is located corner deflector 20'. The baffle 20 'divides the flow from the second mixing window 22' into two flow channels 24 'before the entire flow is reconnected in the third and last mixing window, which is the square outlet 25'. Under the outlet 25 'there is a bump 26'.

Смесители, показанные на фиг. 2, 3А, 3В, 3С, 4А, 4В и 4С, имеют три смесительных окна 21, 22 и 25 (или 21', 22' и 25'). Однако смесительное устройство может иметь два или более смесительных окон. На фиг. 5А, 5В и 5С показан пример смесительной камеры 8 с четырьмя смесительными окнами. Проход для потока через смеситель показан стрелками. На фиг. 5А показан вид сверху смесительной камеры 8. На фиг. 5В показан вид сечения по линии А-А на фиг. 5А. На фиг. 5С показан вид сечения по линии В-В на фиг. 5А. Смесительная камера состоит из круглой верхней стенки 13, круглой нижней стенки 14 и цилиндрической боковой стенки 15. Верхняя стенка снабжена одним прямоугольным отверстием 16, которое служит проходом для потока текучей среды в смесительную камеру 8 и первым смесительным окном. Охлаждающую текучую среду не добавляют в смесительную камеру 8, но ее можно добавлять перед смесительным окном 16. Внутри смесительной камеры расположен дефлектор 27 для разделения потока из смесительного окна 16 в два канала 28 для потока. Дефлекторы 18 расположены в смесительной камере для формирования второго смесительного окна 21, в котором весь технологический поток вновь соединяется. Дефлектор 19 расположен в смесительной камере для разделения сначала потока из смесительного окна 21 в два канала 23 и затем для соединения двух потоков вновь в один поток вThe mixers shown in FIG. 2, 3A, 3B, 3C, 4A, 4B and 4C, have three mixing windows 21, 22 and 25 (or 21 ', 22' and 25 '). However, the mixing device may have two or more mixing windows. In FIG. 5A, 5B, and 5C show an example of a mixing chamber 8 with four mixing windows. The passage for flow through the mixer is indicated by arrows. In FIG. 5A shows a top view of the mixing chamber 8. In FIG. 5B is a sectional view taken along line AA in FIG. 5A. In FIG. 5C is a sectional view taken along line BB in FIG. 5A. The mixing chamber consists of a circular upper wall 13, a circular lower wall 14 and a cylindrical side wall 15. The upper wall is provided with one rectangular hole 16, which serves as a passage for the flow of fluid into the mixing chamber 8 and the first mixing window. Cooling fluid is not added to the mixing chamber 8, but it can be added in front of the mixing window 16. Inside the mixing chamber there is a deflector 27 for separating the flow from the mixing window 16 into two flow channels 28. The baffles 18 are located in the mixing chamber to form a second mixing window 21, in which the entire process stream is reconnected. The deflector 19 is located in the mixing chamber for first separating the stream from the mixing window 21 into two channels 23 and then for connecting the two streams again into one stream into

- 9 007052 третьем смесительном окне 22. За смесительным окном 22 расположен дефлектор 20. Дефлектор 20 разделяет поток из третьего смесительного окна 22 в два канала 24 для потока перед тем, как весь поток вновь будет соединен в четвертом и последнем круглом смесительном окне 25. Под смесительным окном 25 расположен круглый отбойник 26.- 9 007052 the third mixing window 22. Behind the mixing window 22 is a deflector 20. The deflector 20 splits the flow from the third mixing window 22 into two flow channels 24 before the entire flow is reconnected in the fourth and last round mixing window 25. Under the mixing window 25 is a round bump 26.

Как было отмечено выше, можно использовать любые количество, расположение и форму выпускных отверстий, проводящих текучие среды из смесительной камеры 8 в пространство между смесительной камерой 8 и распределительным поддоном 11. На фиг. 6 А, 6В и 6С показан пример выполнения смесительной камеры 8 с двумя смещенными от центра выпускными отверстиями 25'. Проход для потока через смеситель обозначен стрелками. На фиг. 6А показан вид сверху смесительной камеры 8. На фиг. 6В показан вид сечения по линии А-А на фиг. 6А. На фиг. 6С показан вид сечения по лини В-В на фиг. 6А. Смесительная камера состоит из круглой верхней стенки 13', круглой нижней стенки 14' и цилиндрической боковой стенки 15'. Верхняя стенка снабжена одним круглым отверстием 16', которое служит проходом для потока текучей среды в смесительную камеру 8 и в качестве первого смесительного окна. Охлаждающую текучую среду добавляют после первого смесительного окна 16' через перфорированный распределитель 17' охлаждающей текучей среды, расположенный между верхней стенкой 13' и нижней стенкой 14'. Внутри смесительной камеры расположен дефлектор 27' для разделения потока из смесительного окна 16' в два канала 28' для потока. В смесительной камере расположены дефлекторы 18' для формирования второго смесительного окна 21', в котором весь технологический поток вновь соединяется. В смесительной камере расположен дефлектор 20' для разделения потока из смесительного окна 21' в два канала 24'. В смесительной камере расположен дефлектор 19' для формирования третьего смесительного окна 22', в котором потоки, проходящие по каналам 24', вновь соединяются. Следует отметить, что направление потока через смесительное окно 22' противоположно направлению потока через смесительные окна 22, 22' и 22, показанные на фиг. 2, 3А, 4А и 5А. Весь технологический поток, выходящий из третьего смесительного окна 22', разделяется в два канала 23', ведущих к выпускным отверстиям 25'. Может использоваться необязательный разделительный дефлектор 29' для получения более равномерного разделения жидкости в каждый из каналов 23' для улучшения распределения жидкости в распределительный поддон 11. Потоки выходят из смесительной камеры через два прямоугольных отверстия 25'. Под каждым выпускным отверстием 25' расположен отбойник 26'. Смеситель имеет недостаток по сравнению с предыдущими примерами, состоящий в том, что может происходить недостаточное распределение или недостаточное распространение жидкости по распределительному поддону 11. Это происходит из-за того, что текучая среда подходит к каждому выпускному отверстию 25' только с одной стороны, что выпускные отверстия расположены не в центре реактора и поскольку расход жидкости через каждое из отверстий 25' может изменяться вследствие неравномерного разделения жидкости на выходе смесительного отверстия 22'.As noted above, any number, location, and shape of the outlets conducting fluids from the mixing chamber 8 to the space between the mixing chamber 8 and the distribution tray 11 can be used. FIG. 6A, 6B and 6C show an example embodiment of a mixing chamber 8 with two outlet openings 25 ′ offset from the center. The passage for flow through the mixer is indicated by arrows. In FIG. 6A shows a top view of the mixing chamber 8. In FIG. 6B is a sectional view taken along line AA in FIG. 6A. In FIG. 6C is a sectional view taken along line BB of FIG. 6A. The mixing chamber consists of a circular upper wall 13 ', a circular lower wall 14' and a cylindrical side wall 15 '. The upper wall is provided with one round opening 16 ', which serves as a passage for the flow of fluid into the mixing chamber 8 and as a first mixing window. Coolant is added after the first mixing window 16 ′ through a perforated coolant distributor 17 ′ located between the upper wall 13 ′ and the lower wall 14 ′. A deflector 27 ′ is arranged inside the mixing chamber to separate the flow from the mixing window 16 ′ into two flow channels 28 ′. Deflectors 18 'are located in the mixing chamber to form a second mixing window 21', in which the entire process stream is reconnected. A baffle 20 'is located in the mixing chamber to separate the flow from the mixing window 21' into two channels 24 '. In the mixing chamber, a deflector 19 'is arranged to form a third mixing window 22', in which the streams passing through the channels 24 'are reconnected. It should be noted that the direction of flow through the mixing window 22 'is opposite to the direction of flow through the mixing windows 22, 22' and 22 shown in FIG. 2, 3A, 4A and 5A. The entire process stream leaving the third mixing window 22 'is divided into two channels 23' leading to the outlet openings 25 '. An optional separation deflector 29 ′ may be used to obtain a more even separation of the liquid into each of the channels 23 ′ to improve the distribution of the liquid into the distribution pan 11. The streams exit the mixing chamber through two rectangular openings 25 ′. Under each outlet 25 'there is a bump 26'. The mixer has a drawback compared with the previous examples, in that there may be insufficient distribution or insufficient distribution of liquid on the distribution pan 11. This is due to the fact that the fluid is suitable for each outlet 25 'from only one side, which the outlet openings are not located in the center of the reactor, and since the flow rate through each of the openings 25 ′ may vary due to uneven separation of the liquid at the outlet of the mixing hole 22 ′.

Как указано выше, смесительное устройство может иметь два или более смесительных окон. Чем большее количество смесительных окон используется, тем большая требуется высота по вертикали для смесительной камеры для заданного суммарного перепада давлений в смесителе. На фиг. 7А, 7В, 7С и 7Ό показан пример выполнения смесительной камеры 8 с двумя смесительными окнами 21* и 22*. На фиг. 7А показан вид сверху смесительной камеры 8. На фиг. 7В показан вид сечения по линии А-А на фиг. 7А. На фиг. 7С показан вид сечения по линии В-В на фиг. 7А. На фиг. 70 показан вид сечения по линии С-С на фиг. 7А. Проход для потока через смеситель показан стрелками. Смесительная камера состоит из круглой верхней стенки 13*, круглой нижней стенки 14* и цилиндрической боковой стенки 15*. Верхняя стенка 13* снабжена двумя круглыми впускными отверстиями 16*, которые служат проходом для потока пара и жидкости в смесительную камеру 8. Цилиндр 30*, который открыт на его верхнем и нижнем концах, установлен над каждым из впускных отверстий 16* или проходит через него для образования по существу непроницаемого соединения между верхней стенкой 13* и цилиндром 30*. Верхние кромки цилиндров снабжены У-образными надрезами. В ходе работы верхняя стенка 13* будет поддерживать определенный уровень жидкости, и благодаря У-образным надрезам поток жидкости во впускные отверстия 16* со временем будет устойчивым. Таким образом устраняются колебания расхода жидкости на входе смесителя. Кроме того, цилиндры 30* с У-образными надрезами служат для распределения жидкости в каждое впускное отверстие 16* таким образом, чтобы расход жидкости в каждое из впускных отверстий был близок к идентичному. Каналы 30* показаны как цилиндры, но они могут иметь другие сечения, такие как эллипсоидальное, прямоугольное, треугольное или многоугольное.As indicated above, the mixing device may have two or more mixing windows. The larger the number of mixing windows used, the greater the vertical height required for the mixing chamber for a given total pressure drop in the mixer. In FIG. 7A, 7B, 7C and 7Ό show an example of a mixing chamber 8 with two mixing windows 21 * and 22 *. In FIG. 7A shows a top view of the mixing chamber 8. In FIG. 7B is a sectional view taken along line AA in FIG. 7A. In FIG. 7C is a sectional view taken along line BB in FIG. 7A. In FIG. 70 is a sectional view taken along line CC in FIG. 7A. The passage for flow through the mixer is indicated by arrows. The mixing chamber consists of a circular upper wall 13 *, a circular lower wall 14 * and a cylindrical side wall 15 *. The upper wall 13 * is equipped with two round inlet openings 16 *, which serve as a passage for the flow of steam and liquid into the mixing chamber 8. A cylinder 30 *, which is open at its upper and lower ends, is installed over each of the inlet openings 16 * or passes through it to form a substantially impermeable joint between the top wall 13 * and the cylinder 30 *. The upper edges of the cylinders are provided with U-shaped cuts. During operation, the upper wall 13 * will maintain a certain liquid level, and due to the U-shaped cuts, the fluid flow into the inlet openings 16 * will be stable over time. This eliminates fluctuations in fluid flow at the inlet of the mixer. In addition, 30 * cylinders with U-shaped notches serve to distribute the liquid into each inlet 16 * so that the liquid flow into each of the inlet openings is close to identical. Channels 30 * are shown as cylinders, but they can have other sections, such as ellipsoidal, rectangular, triangular or polygonal.

Верхняя кромка цилиндров 30* показана как имеющая У-образные надрезы, но могли бы использоваться другие конфигурации отверстий для потока жидкости в цилиндр, такие как прорези или круглые отверстия. Охлаждающую текучую среду не добавляют в смесительную камеру 8, но ее можно добавлять перед круглыми впускными отверстиями 16*, что не показано. Внутри смесительной камеры расположены два дефлектора 18* для образования первого смесительного окна 21*, через которое протекает весь технологический поток. В смесительной камере расположен дефлектор 20* для разделения потока из смесительного окна 21* в два канала 24* для потока. В смесительной камере расположен дефлектор 19* для образования второго смесительного окна 22*, в котором вновь соединяются потоки, проходящие по каналам 24*. Весь технологический поток, выходящий из второго смесительного окна 22*, разделяется вThe top edge of the cylinders 30 * is shown as having a U-shaped notch, but other configurations of holes for fluid flow into the cylinder, such as slots or round holes, could be used. Cooling fluid is not added to the mixing chamber 8, but it can be added in front of the circular inlets 16 *, which is not shown. Two deflectors 18 * are located inside the mixing chamber to form the first mixing window 21 *, through which the entire process stream flows. A baffle 20 * is located in the mixing chamber to separate the flow from the mixing window 21 * into two channels 24 * for flow. A deflector 19 * is located in the mixing chamber to form a second mixing window 22 *, in which the streams passing through the channels 24 * are reconnected. The entire process stream leaving the second mixing window 22 * is divided into

- 10 007052 два канала 23*, каждый из которых ведет к прямоугольному выпускному отверстию 25*. Может использоваться необязательный разделительный дефлектор 29* для получения более равномерного разделения жидкости в каждый из двух каналов 23* для потока для улучшения распространения жидкости в распределительный поддон 11. Потоки выходят из смесительной камеры через два прямоугольных выпускных отверстия 25*. Под каждым выпускным отверстием 25* расположен отбойник 26*. Как и предыдущий смеситель, показанный на фиг. 6А, 6В и 6С, данный смеситель имеет недостаток, состоящий в том, что может происходить недостаточное распределение или недостаточное распространение жидкости в распределительный поддон 11. Это происходит из-за того, что текучая среда подходит к каждому выходному отверстию 25* только с одной стороны, поскольку выпускные отверстия расположены не в центре реактора и поскольку расход жидкости через каждое из отверстий 25* может быть разным вследствие неравномерного разделения жидкости на выходе второго смесительного окна 22*. Недостатком данного смесителя по сравнению с предыдущими примерами является немного уменьшенное качество смешивания, поскольку применены только два смесительных окна, а не три или более. Наряду с этим, смеситель имеет также некоторые преимущества. Поскольку смеситель имеет только два смесительных окна, скорость потока через смеситель может быть выше при заданном перепаде давлений, чем в смесителях с тремя или более смесительных окон. Таким образом, сечение смесительных окон и каналов для потока в смесителе может быть меньшим. Меньшая требуемая площадь сечения смесительных окон и каналов для потока дает получение смесителя, имеющего меньшую высоту, чем смесители, имеющие три или более смесительных окон. Кроме того, конструкция с двумя смещенными от центра выпускными отверстиями 25* и с одинаковым направлением потока через смесительные окна 21* и 22* также способствует уменьшению высоты смесителя. Таким образом, смеситель имеет очень компактную конструкцию небольшой высоты, которая может использоваться в реакторах небольшого диаметра с небольшим пространством, доступным для размещения смесительного устройства. Для реакторов небольшого диаметра распределение или распространение жидкости в распределительный поддон является менее критическим фактором, поскольку градиенты уровня, создаваемые на распределительном поддоне 11 в случае недостаточного распространения жидкости из смесителя, не так существенны, как для реакторов большого диаметра.- 10 007052 two channels 23 *, each of which leads to a rectangular outlet 25 *. An optional separation deflector 29 * may be used to obtain a more uniform separation of the liquid into each of the two channels 23 * for flow to improve the distribution of liquid into the distribution pan 11. The flows exit the mixing chamber through two rectangular outlet openings 25 *. Under each outlet 25 * there is a fender 26 *. Like the previous mixer shown in FIG. 6A, 6B and 6C, this mixer has the disadvantage that there may be insufficient distribution or insufficient distribution of liquid into the distribution pan 11. This is due to the fact that the fluid comes to each outlet 25 * only on one side since the outlet openings are not located in the center of the reactor and since the flow rate of liquid through each of the openings 25 * may be different due to uneven separation of the liquid at the outlet of the second mixing window 22 *. The disadvantage of this mixer compared to the previous examples is a slightly reduced mixing quality, since only two mixing windows are used, and not three or more. Along with this, the mixer also has some advantages. Since the mixer has only two mixing windows, the flow rate through the mixer can be higher at a given pressure drop than in mixers with three or more mixing windows. Thus, the cross section of the mixing windows and channels for the flow in the mixer may be smaller. The smaller required cross-sectional area of the mixing windows and flow channels provides a mixer having a lower height than mixers having three or more mixing windows. In addition, a design with two off-center outlet openings 25 * and with the same flow direction through the mixing windows 21 * and 22 * also helps to reduce the height of the mixer. Thus, the mixer has a very compact design of small height, which can be used in reactors of small diameter with a small space available to accommodate the mixing device. For small-diameter reactors, the distribution or distribution of liquid into the distribution pan is less critical since the level gradients created on the distribution pan 11 in case of insufficient liquid distribution from the mixer are not as significant as for large-diameter reactors.

Сечение смесительных окон, образуемых дефлекторами во всех предыдущих примерах, прямоугольное. Однако сечение смесительных окон может иметь любую форму, обеспечивающую то, что весь технологический поток будет комбинироваться в смесительном окне при высокой скорости потока. На фиг. 8А, 8В и 8С показан пример выполнения смесительной камеры 8 с двумя смесительными окнами 16** и 22**, причем оба смесительных окна имеют круглое сечение. На фиг. 8А показан вид сверху смесительной камеры 8. На фиг. 8В показан вид сечения, выполненного по линии А-А на фиг. 8А. На фиг. 8С показан вид сечения, выполненного по линии В-В на фиг. 8А. Канал для потока через смеситель показан стрелками. Смесительная камера состоит из круглой верхней стенки 13**, круглой нижней стенки 14** и цилиндрической боковой стенки 15**. Верхняя стенка 13** снабжена одним круглым впускным отверстием 16**, которое служит первым смесительным окном и проходом для потока текучей среды в смесительную камеру 8.The cross section of the mixing windows formed by the deflectors in all the previous examples is rectangular. However, the cross section of the mixing windows can be of any shape, ensuring that the entire process stream is combined in the mixing window at a high flow rate. In FIG. 8A, 8B and 8C show an example embodiment of a mixing chamber 8 with two mixing windows 16 ** and 22 **, both mixing windows having a circular cross section. In FIG. 8A shows a top view of the mixing chamber 8. In FIG. 8B is a sectional view taken along line AA in FIG. 8A. In FIG. 8C is a sectional view taken along line BB of FIG. 8A. The channel for flow through the mixer is shown by arrows. The mixing chamber consists of a circular upper wall 13 **, a circular lower wall 14 ** and a cylindrical side wall 15 **. The upper wall 13 ** is provided with one round inlet 16 **, which serves as the first mixing window and the passage for the flow of fluid into the mixing chamber 8.

Охлаждающую текучую среду не добавляют внутрь смесительной камеры 8, но ее можно добавлять перед круглым впускным отверстием 16**, что не показано. Внутри смесительной камеры расположен дефлектор 27** для разделения потока из смесительного окна 16** в два канала 28** для потока. Другой дефлектор 19** расположен в смесительной камере для образования второго смесительного окна 22**, в котором вновь соединяются два потока, проходящие в каналах 28**. Весь технологический поток, выходящий из второго смесительного окна 22**, разделяется в два канала 23**, каждый из которых ведет к квадратному выпускному отверстию 25**. Можно использовать необязательный разделительный дефлектор 29** для получения более равномерного разделения текучей среды в каждый из двух каналов 23** для улучшения распространения текучей среды в распределительный поддон 11. Потоки выходят из смесительной камеры через два прямоугольных выпускных отверстия 25**. Под каждым выпускным отверстием 25** расположен отбойник 26**. Как и предыдущий смеситель, показанный на фиг. 7А, 7В, 7С и 7Ό, данный смеситель имеет недостаток, состоящий в том, что может происходить недостаточное распределение или недостаточное распространение текучей среды в распределительный поддон 11, и недостаток, состоящий в небольшом уменьшении качества смешивания по сравнению с конструкциями смесителей, имеющих три или более смесительных окон. Однако, как и предыдущий смеситель, данный смеситель имеет очень компактную конструкцию небольшой высоты, которая может использоваться в реакторах небольшого диаметра с небольшим пространством, доступным для размещения смесительного устройства.Cooling fluid is not added inside the mixing chamber 8, but it can be added before the round inlet 16 **, which is not shown. Inside the mixing chamber there is a deflector 27 ** for separating the flow from the mixing window 16 ** into two channels 28 ** for flow. Another deflector 19 ** is located in the mixing chamber to form a second mixing window 22 **, in which two flows passing through the channels 28 ** are reconnected. The entire process stream leaving the second mixing window 22 ** is divided into two channels 23 **, each of which leads to a square outlet 25 **. An optional separation deflector 29 ** can be used to obtain a more even separation of the fluid into each of the two channels 23 ** to improve the distribution of the fluid into the distribution pan 11. The flows exit the mixing chamber through two rectangular outlet openings 25 **. Under each outlet 25 ** there is a bump 26 **. Like the previous mixer shown in FIG. 7A, 7B, 7C and 7Ό, this mixer has the disadvantage that there may be insufficient distribution or insufficient distribution of the fluid into the distribution pan 11, and the disadvantage of a slight decrease in mixing quality compared to designs of mixers having three or more mixing windows. However, like the previous mixer, this mixer has a very compact design of small height, which can be used in reactors of small diameter with a small space available to accommodate the mixing device.

На фиг. 9А, 9В и 9С показан пример выполнения смесительной камеры с тремя смесительными окнами, подобной смесителю, показанному на фиг. 2, 3А, 3В и 3С. Однако впускное отверстие 16***, дефлекторы 19*** и 20*** и охлаждающий распределитель 17*** модифицированы. Проход для потока через смеситель показан стрелками. На фиг. 9А показан вид сверху смесительной камеры 8. На фиг. 9В показан вид сечения, выполненного по линии А-А на фиг. 9А. На фиг. 9С показан вид сечения, выполненного по линии В-В на фиг. 9А. Смесительная камера состоит из круглой верхней стенки 13***, кругIn FIG. 9A, 9B and 9C show an embodiment of a mixing chamber with three mixing windows, similar to the mixer shown in FIG. 2, 3A, 3B and 3C. However, the inlet 16 ***, the deflectors 19 *** and 20 *** and the cooling distributor 17 *** are modified. The passage for flow through the mixer is indicated by arrows. In FIG. 9A shows a top view of the mixing chamber 8. In FIG. 9B is a sectional view taken along line AA in FIG. 9A. In FIG. 9C is a sectional view taken along line BB of FIG. 9A. The mixing chamber consists of a round top wall 13 ***, a circle

- 11 007052 лой нижней стенки 14*** и цилиндрической боковой стенки 15***. Верхняя стенка снабжена сегментным вырезом, который образует впускное отверстие 16*** для входа текучей среды в смесительную камеру 8. Охлаждающую текучую среду добавляют после впускного отверстия 16*** через распределитель 17*** охлаждающей текучей среды, расположенный между верхней и нижней пластинами 13*** и 14***. Распределитель охлаждающей текучей среды может быть разных типов, и направление выхода охлаждающей текучей среды из распределителя может быть любым. В данном случае показан перфорированный Т-образный распределитель с направлением струй текучей среды вниз. Внутри смесительной камеры расположены два дефлектора 18***, образующих первое смесительное окно 21***, через которое с большой скоростью проходит весь технологический поток. В смесительной камере расположен изогнутый дефлектор 19*** для разделения сначала потока из смесительного окна 21*** в два канала 23*** и для соединения затем вновь двух потоков в один поток во втором смесительном окне 22***. После смесительного окна 22*** расположен ступенчатый дефлектор 20***. Дефлектор 20*** разделяет поток из второго смесительного окна 22*** в два канала 24*** для потока перед тем, как весь поток вновь соединяется в третьем и последнем смесительном окне и выпускном отверстии 25***. Под выпускным отверстием 25*** расположен отбойник 26***.- 11 007052 the bottom bottom wall 14 *** and the cylindrical side wall 15 ***. The upper wall is provided with a segmented cutout that forms an inlet 16 *** for the fluid to enter the mixing chamber 8. Coolant is added after the inlet 16 *** through a coolant distributor 17 *** located between the upper and lower plates 13 *** and 14 ***. The cooling fluid distributor may be of various types, and the direction of the cooling fluid exit from the distributor may be any. In this case, a perforated T-shaped distributor with the direction of the jets of the fluid down is shown. Inside the mixing chamber are two deflectors 18 ***, which form the first mixing window 21 ***, through which the entire process stream passes with high speed. A bent deflector 19 *** is located in the mixing chamber for first separating the flow from the mixing window 21 *** into two channels 23 *** and for connecting again two streams into one stream in the second mixing window 22 ***. After the mixing window 22 *** there is a step deflector 20 ***. The baffle 20 *** divides the flow from the second mixing window 22 *** into two channels 24 *** for the flow before the entire stream is reconnected in the third and last mixing window and the outlet 25 ***. Under the outlet 25 *** there is a fender 26 ***.

Теперь ссылки будут сделаны вновь на фиг. 1. Во всех вариантах выполнения смесительного устройства смесительная камера 8 предпочтительно ориентирована таким образом, что направление потока через смесительное окно с горизонтальным потоком, такое как смесительное окно 21 на фиг. 2, параллельно любой опорной балке 7, проходящей под поверхностью экрана катализатора или опорной решетки 6. Это сделано для минимизации перепада давлений потока текучей среды из выхода слоя 2 катализатора во впускное отверстие смесительной камеры 16. Любой существенный перепад давлений в этом районе нежелателен, поскольку он будет приводить к получению неравномерного режима потока через слой 2 катализатора.Links will now be made again in FIG. 1. In all embodiments of the mixing device, the mixing chamber 8 is preferably oriented so that the flow direction through the horizontal flow mixing window, such as the mixing window 21 in FIG. 2 parallel to any support beam 7 extending beneath the surface of the catalyst screen or support grid 6. This is done to minimize the pressure drop of the fluid flow from the outlet of the catalyst bed 2 to the inlet of the mixing chamber 16. Any significant pressure drop in this region is undesirable because it will result in an uneven flow pattern through the catalyst bed 2.

Впускное отверстие (отверстия) 16 в предыдущих примерах выполнения смесителя расположено (расположены) вблизи боковой стенки 15 смесителя. Это местоположение впускных отверстий способствует повышению указанного выше перепада давлений пара и жидкости, протекающих из выхода предшествующего слоя 2 катализатора во впускное отверстие (отверстия) 16 смесителя. Для уменьшения этого перепада давлений впускное отверстие (отверстия) может быть расположено ближе к осевой линии реактора. На фиг. 10А, 10В и 10С показан пример выполнения смесительной камеры с сегментным впускным отверстием 16^х, расположенным ближе к центру смесителя и ближе к центру реактора. На фиг. 10А показан вид сверху смесительной камеры 8. На фиг. 10В показан вид сечения, выполненного по линии А-А на фиг. 10А. На фиг. 10С показан вид сечения, выполненного по линии В-В на фиг. 10А. Проход для потока через смеситель показан стрелками. Смеситель имеет два смесительных отверстия. Смеситель состоит из круглой верхней стенки 13^х, круглой нижней стенки 14^х и цилиндрической боковой стенки 15^х. Верхняя стенка 13^х снабжена сегментным впускным отверстием 16^х, которое служит проходом для потока текучей среды в смесительную камеру 8. Охлаждающую текучую среду не добавляют внутрь смесительной камеры 8, но ее можно добавлять перед сегментным впускным отверстием 16^х, что не показано. Внутри смесительной камеры расположены два полукруглых дефлектора 18^х для образования первого смесительного окна 21^х и второго смесительного окна 22^х. Весь технологический поток, проходящий через впускное отверстие 16^х, входит в первое смесительное окно 21 ^х. Технологический поток, выходящий из первого смесительного окна 21^х, разделяется в два канала 23^х. В каналах 23^х пар и жидкость проходят вдоль цилиндрической боковой стенки 15^х к второму смесительному окну 22^х, где весь технологический поток вновь соединяется с высокой скоростью. Может использоваться по выбору дефлектор 20^х для разделения потока, выходящего из второго смесительного окна, на два более медленных потока перед выходом текучих сред из смесителя через квадратное выпускное окно 25^х. Для получения более компактной конструкции с меньшей высотой смесителя 8 дефлектор 20^х может быть исключен, и вместо него может использоваться по выбору дефлектор 31^х, расположенный в выпускном отверстии 25^х. Назначением дефлектора 31^х является предотвращение выстреливания высокоскоростного потока, выходящего из второго смесительного окна, в направлении только одной стороны реактора, когда поток проходит через выпускное отверстие 25^х. Результатом этого могло бы быть недостаточное распространение жидкости в расположенный ниже распределительный поддон. Выпускное отверстие 25^х и впускное отверстие 16^х не рассматриваются как смесительные окна, поскольку скорость потока, проходящего через эти отверстия, довольно низка. Под выпускным отверстием 25^х расположен отбойник 26^х.The inlet (s) 16 in the previous examples of the mixer is located (located) near the side wall 15 of the mixer. This location of the inlets helps to increase the above differential pressure of vapor and liquid flowing from the outlet of the previous catalyst layer 2 into the inlet (s) 16 of the mixer. To reduce this pressure drop, the inlet (s) may be located closer to the center line of the reactor. In FIG. 10A, 10B and 10C show an example embodiment of a mixing chamber with a 16 ^x segmented inlet located closer to the center of the mixer and closer to the center of the reactor. In FIG. 10A shows a top view of the mixing chamber 8. In FIG. 10B is a sectional view taken along line AA in FIG. 10A. In FIG. 10C is a sectional view taken along line BB of FIG. 10A. The passage for flow through the mixer is indicated by arrows. The mixer has two mixing holes. The mixer consists of a circular upper wall 13 ^x , a circular lower wall 14 ^x and a cylindrical side wall 15 ^x . The upper wall 13 ^x is provided with a 16 ^x segment inlet which serves as a passage for the flow of fluid into the mixing chamber 8. Cooling fluid is not added inside the mixing chamber 8, but can be added in front of the 16 ^x segment inlet, which is not shown. Inside the mixing chamber are two semicircular deflectors 18 ^x for the formation of the first mixing window 21 ^x and the second mixing window 22 ^x . The entire process stream passing through the 16 ^x inlet enters the first 21 ^x mixing window. The process stream leaving the first mixing window 21 ^x is divided into two channels 23 ^x . In the channels 23 ^x steam and liquid pass along the cylindrical side wall 15 ^x to the second mixing window 22 ^x , where the entire process stream is reconnected at high speed. Optionally, a 20 ^x baffle can be used to separate the stream leaving the second mixing window into two slower flows before the fluids exit the mixer through a 25 ^x square outlet. To obtain a more compact design with a lower height of the mixer 8, the 20 ^x deflector can be eliminated, and instead a 31 ^x deflector located in the 25 ^x outlet can be used instead. The purpose of the 31 ^x baffle is to prevent the firing of a high-speed stream exiting the second mixing window towards only one side of the reactor when the stream passes through the 25 ^x outlet. The result could be insufficient fluid distribution in the downstream distribution pan. An outlet 25 ^x and an inlet 16 ^{x are} not considered as mixing windows, since the flow rate through these openings is rather low. Under the outlet 25 ^x is a fender 26 ^x .

Теперь ссылки будут вновь сделаны на фиг. 1. Система удерживания катализатора состоит из экрана 6 катализатора и опорных балок 7. Система удерживания катализатора и смесительное устройство 8 показаны на фиг. 1 как отдельные конструкции. Однако смесительное устройство, соответствующее настоящему изобретению, может быть смонтировано как единое целое с системой удерживания катализатора.Links will now be made again in FIG. 1. The catalyst retention system consists of a catalyst screen 6 and support beams 7. The catalyst retention system and mixing device 8 are shown in FIG. 1 as separate designs. However, the mixing device of the present invention can be mounted integrally with the catalyst retention system.

Смесительная камера сама может требовать опорных балок или других конструкций для поглощения сил, вызванных перепадом давлений на уровне смесительной камеры. Эти опорные балки или конструкции не показаны на чертежах, но они могут быть расположены над или под смесительной камерой или могут составлять единое целое со смесительной камерой и дефлекторами.The mixing chamber itself may require support beams or other structures to absorb forces caused by pressure drops at the level of the mixing chamber. These support beams or structures are not shown in the drawings, but they may be located above or below the mixing chamber or may be integral with the mixing chamber and deflectors.

- 12 007052- 12 007052

В каждом из вариантов осуществления настоящего изобретения могут использоваться сливные отверстия небольшой пропускной способности. Пластины, составляющие смеситель, могут быть цельными или могут быть собраны из нескольких секций пластины. Обычно в смесителе будет использоваться несколько съемных секций для получения легкого доступа для осуществления процедур осмотра и очистки и для создания доступа для человека через смесительную камеру.In each of the embodiments of the present invention can be used drain holes with a small capacity. The plates constituting the mixer may be integral or may be assembled from several sections of the plate. Typically, the mixer will use several removable sections to provide easy access for inspection and cleaning procedures and to create access for a person through the mixing chamber.

Скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в канале или отверстии для потока определяется как скорость потока в случае, когда не существует проскальзывания между жидкой и паровой фазами, что означает, что скорость жидкой фазы аналогична скорости паровой фазы. Таким образом, скорость без проскальзывания фаз такова <2 +<2The two-phase flow velocity without phase slippage in the flow channel or hole is defined as the flow velocity when there is no slippage between the liquid and vapor phases, which means that the liquid phase velocity is similar to the vapor phase velocity. Thus, the speed without phase slip is <2 + <2

Скорость без проскальзывания фаз = —-——, где Ρι - объемная скорость потока жидкости через канал или отверстие, Ρ_ν - объемная скорость потока пара через канал или отверстие и А - площадь сечения канала или отверстия.Velocity without phase slippage = ————, where --ι is the volumetric flow rate of the liquid through the channel or hole, Ρ _ν is the volumetric rate of vapor flow through the channel or hole, and A is the cross-sectional area of the channel or hole.

В типичном случае смесительная камера 8 почти горизонтальна, то есть общий уклон смесительной камеры от одной стороны реактора 1 к другой небольшой. В типичном случае диаметр смесительной камеры 8 составляет от 50 до 100% внутреннего диаметра реактора. Площадь сечения каждого смесительного окна подбирают для получения скорости потока без проскальзывания фаз, составляющую в типичном случае 3-15 м/с. Площадь сечения каналов с разделенным потоком после смесительного окна подбирают для получения максимальной скорости потока без проскальзывания фаз, составляющую в типичном случае от 0,25 до 1,00 от скорости потока в соответствующем смесительном окне. Высота смесителя от верхней пластины до отбойника может колебаться от 100 мм для реакторов малого диаметра до свыше 500 мм для реакторов большого диаметра. Ширина дефлекторов 20 и 27 по горизонтали в типичном случае составляет от 1 до 3 величин максимальной ширины находящегося перед ними смесительного окна.Typically, the mixing chamber 8 is almost horizontal, that is, the overall slope of the mixing chamber from one side of the reactor 1 to the other is small. Typically, the diameter of the mixing chamber 8 is from 50 to 100% of the inner diameter of the reactor. The cross-sectional area of each mixing window is selected to obtain a flow velocity without phase slippage, typically 3-15 m / s. The cross-sectional area of the channels with the divided flow after the mixing window is selected to obtain a maximum flow velocity without phase slippage, typically from 0.25 to 1.00 of the flow velocity in the corresponding mixing window. The height of the mixer from the top plate to the chipper can range from 100 mm for small diameter reactors to over 500 mm for large diameter reactors. The horizontal width of the deflectors 20 and 27 is typically 1 to 3 times the maximum width of the mixing window in front of them.

Примеры конструкций смесителя для трех разных промышленных вариантов применения даны в таблице. Все три примера в таблице представляют конструкцию смесителя, показанного на фиг. 2, 3А, 3В и 3С.Examples of mixer designs for three different industrial applications are given in the table. All three examples in the table represent the design of the mixer shown in FIG. 2, 3A, 3B and 3C.

Примеры конструкций смесителяExamples of mixer designs

Пример 1 Example 1 Пример 2 Example 2 Пример 3 Example 3 Тип реактора Type of reactor Гидрокрекинговый Hydrocracking Гидроочистной Hydrotreater Гидроочистной Hydrotreater Внутренний диаметр реактора, The inner diameter of the reactor, 5000 5000 3300 3300 1600 1600 мм mm Характеристики потока жидкости Fluid flow characteristics Фактический объем Actual volume 630 630 170 170 32 32 потока в flow in смеситель, м³/час Плотность, кг/м³ mixer, m ³ / h Density, kg / m ³ 460 460 620 620 500 500 Вязкость, сП Viscosity, cP 0,15 0.15 0,13 0.13 0,10 0.10 Поверхностное натяжение, дин/см Surface tension, dyne / cm 7,5 7.5 4,9 4.9 2,4 2,4 Характеристики потока пара, включая охлаждающую текучую среду Фактический объем потока в Steam flow characteristics, including cooling fluid Actual flow rate in 6200 6200 2300 2300 420 420 смеситель, м³/час Плотность, кг/м³ mixer, m ³ / h Density, kg / m ³ 18,5 18.5 21,9 21.9 53 53 Вязкость, сП Viscosity, cP 0,021 0,021 0,022 0,022 0,019 0.019 Скорости двухфазного потока без Two-phase flow rates without 8,1 8.1 7,8 7.8 6,8 6.8 проскальзывания фаз в phase slip in смесительных mixing окнах, м/сек windows, m / s

В общих чертах, в отношении изобретения можно отметить следующее.In general terms, with respect to the invention, the following can be noted.

Один его объект касается смесительного устройства для смешивания пара и жидкости, проходящих параллельно внутри вертикального резервуара, в котором пар и жидкость встречаются с по существу горизонтальной смесительной камерой, которая направляет пар и жидкость через серию из множества смесительных последовательностей. При этом одна смесительная последовательность задана как одно смесительное окно, за которым следует одно Т-образное разветвление. Смесительное окно образовано как одно отверстие, через которое комбинированный технологический поток проходит с большой скоростью, и Т-образное разветвление образовано как разделение потока, выходящего с большой скоростью из одного смесительного окна, в два канала для потока, движущегося с меньшей скоростью.One object relates to a mixing device for mixing steam and liquid, passing parallel inside a vertical tank, in which steam and liquid meet with a substantially horizontal mixing chamber, which directs the vapor and liquid through a series of multiple mixing sequences. In this case, one mixing sequence is specified as one mixing window, followed by one T-shaped branching. The mixing window is formed as one hole through which the combined process stream passes at high speed, and the T-shaped branching is formed as the separation of the stream exiting at high speed from one mixing window into two channels for a stream moving at a lower speed.

В этом смесительном устройстве по существу горизонтальная смесительная камера образована как смесительная камера, общий уклон которой от одной стороны резервуара к другой стороне меньше 20%, что соответствует углу между горизонтальной плоскостью и смесительной камерой, составляющеIn this mixing device, a substantially horizontal mixing chamber is formed as a mixing chamber, the overall slope of which from one side of the tank to the other side is less than 20%, which corresponds to the angle between the horizontal plane and the mixing chamber, constituting

- 13 007052 му максимум 11,5 градусов. Отдельные сегменты смесительной камеры могут иметь большие уклоны при том, что общий уклон от одной стороны резервуара к другой стороне резервуара меньше 20%, что соответствует 11,5 градусов.- 13 007052 mu maximum 11.5 degrees. Separate segments of the mixing chamber can have large slopes, while the total slope from one side of the tank to the other side of the tank is less than 20%, which corresponds to 11.5 degrees.

Кроме того, площадь сечения по существу горизонтальной смесительной камеры в плоскости, перпендикулярной стенкам резервуара, составляет от 25 до 100% площади внутреннего сечения резервуара. В случаях, когда площадь сечения смесительной камеры меньше 100% площади сечения резервуара, район между смесительной камерой и стенкой резервуара перекрывают пластиной или другим средством для получения по существу непроницаемого для текучей среды соединения между смесительной камерой и стенками резервуара.In addition, the cross-sectional area of a substantially horizontal mixing chamber in a plane perpendicular to the walls of the tank is 25 to 100% of the internal cross-sectional area of the tank. In cases where the cross-sectional area of the mixing chamber is less than 100% of the cross-sectional area of the reservoir, the area between the mixing chamber and the wall of the reservoir is covered with a plate or other means to obtain a substantially fluid tight connection between the mixing chamber and the walls of the reservoir.

Холодную охлаждающую текучую среду можно добавлять по трубе или через распределитель перед первым смесительным окном или между двумя смесительными окнами для охлаждения технологического потока.Cold cooling fluid can be added through a pipe or through a distributor in front of the first mixing window or between two mixing windows to cool the process stream.

Смесительная камера содержит по меньшей мере два смесительных окна.The mixing chamber comprises at least two mixing windows.

Скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в смесительном окне составляет от 3 до 15 м/с.The speed of a two-phase flow without slipping phases in the mixing window is from 3 to 15 m / s.

Максимальная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в каналах с разделенным потоком после Т-образных разветвлений составляет свыше 25% скорости двухфазного потока без проскальзывания фаз в расположенном раньше смесительном окне, через которое проходит комбинированный поток.The maximum speed of a two-phase flow without phase slippage in channels with a divided flow after T-shaped branching is more than 25% of the speed of a two-phase flow without slippage in the previously located mixing window through which the combined flow passes.

Минимальная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в каналах с разделенным потоком после Т-образных разветвлений составляет меньше 100% скорости двухфазного потока без проскальзывания фаз в расположенном раньше смесительном окне, через которое проходит комбинированный поток.The minimum speed of a two-phase flow without phase slippage in channels with a divided flow after T-shaped branches is less than 100% of the speed of a two-phase flow without slippage in the previously located mixing window through which the combined flow passes.

Реактором может быть вертикальный гидрообрабатывающий реактор с направленным вниз параллельным потоком пара и жидкости, в котором углеводороды вступают в реакцию с обогащенным водородом газом в присутствии гидрообрабатывающего катализатора.The reactor may be a vertical hydroprocessing reactor with a parallel downward flow of steam and liquid, in which hydrocarbons react with a hydrogen-rich gas in the presence of a hydroprocessing catalyst.

Изобретение было описано и показано в связи с разными вариантами его осуществления. Однако возможны многочисленные изменения и модификации не выходя из объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.The invention has been described and shown in connection with various options for its implementation. However, numerous changes and modifications are possible without leaving the scope of the invention defined by the attached claims.

Таким образом, например, одно из смесительных окон или проходов может быть подразделено на два или более смежных окон или проходов с общими стенками. Однако в данный момент представляется, что наилучшие результаты как в отношении качества смешивания, так и свойств по предотвращению обрастания достигаются, если каждое смесительное окно или проход не подразделяется каким-либо образом.Thus, for example, one of the mixing windows or passages can be divided into two or more adjacent windows or passages with common walls. However, at the moment it seems that the best results, both in terms of mixing quality and anti-fouling properties, are achieved if each mixing window or passage is not subdivided in any way.

Перед смесительными окнами или проходами или в них могут быть расположены средства для создания турбулентности, такие как, например, лопатки, дефлекторы, решетки и т. п.Means for creating turbulence, such as, for example, vanes, deflectors, gratings, etc., can be located in front of or in the mixing windows or passageways.

Claims (44)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Смесительное устройство для использования в каталитическом реакторе, расположенное между его верхним слоем катализатора и нижним слоем катализатора, для смешивания газа или пара и жидкости, протекающих совместно в резервуаре указанного реактора через указанные наложенные друг на друга слои катализатора, причем указанное смесительное устройство выполнено с возможностью образования канала потока через указанное смесительное устройство для указанных пара и жидкости, протекающих из указанного верхнего слоя катализатора в указанный нижний слой катализатора или наоборот, при этом указанный канал для потока содержит по меньшей мере одно впускное отверстие указанного смесительного устройства;1. A mixing device for use in a catalytic reactor, located between its upper catalyst layer and the lower catalyst layer, for mixing gas or steam and liquid flowing together in the tank of the specified reactor through said superimposed catalyst layers, said mixing device being made with the possibility of forming a flow channel through the specified mixing device for the specified steam and liquid flowing from the specified upper catalyst layer to the specified izhny catalyst layer or vice versa, wherein said flow channel comprises at least one inlet of said mixing device; по меньшей мере одно выпускное отверстие указанного смесительного устройства;at least one outlet of said mixing device; первое и по меньшей мере одно второе смесительное окно или проход, расположенные последовательно вдоль указанного канала для потока, причем указанное первое и по меньшей мере одно указанное второе смесительные окна расположены и выполнены так, что по существу весь комбинированный поток из жидкости и пара проходит через каждое из указанных смесительных окон, имеющих такую площадь сечения потока относительно расхода указанного комбинированного потока, что скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляет от 3 до 15 м/с, предпочтительно достаточную для того, чтобы жидкость рассеивалась в паре и/или пар рассеивался в жидкости; и по существу горизонтальную секцию канала для потока, проходящую между указанным, по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным, по меньшей мере одним выпускным отверстием таким образом, чтобы размер по вертикали смесительного устройства был как можно меньшим, причем указанная по существу горизонтальная секция канала для потока предпочтительно проходит от области впускного отверстия до области выпускного отверстия.a first and at least one second mixing window or passage arranged in series along said flow channel, said first and at least one said second mixing windows being arranged and configured such that substantially all of the combined flow of liquid and vapor passes through each of said mixing windows having such a cross-sectional area of the flow relative to the flow rate of the specified combined flow such that the speed of the two-phase flow without slipping phases of the specified combined the flow in the mixing window during at least one working step of said reactor is from 3 to 15 m / s, preferably sufficient so that the liquid is dispersed in the vapor and / or the vapor is dispersed in the liquid; and a substantially horizontal section of the flow channel extending between said at least one inlet and said at least one outlet so that the vertical dimension of the mixing device is as small as possible, said substantially horizontal channel section for the flow preferably extends from the inlet region to the outlet region. - 14 007052- 14 007052 2. Смесительное устройство по п.1, в котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне составляет от 3,5 до 14,5 м/с в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора.2. The mixing device according to claim 1, in which the specified speed of the two-phase flow without slipping the phases of the specified combined flow in the mixing window is from 3.5 to 14.5 m / s during at least one working stage of the specified reactor. 3. Смесительное устройство по п.1 или 2, в котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляет от 3,5 до 14 м/с, например от 3,5 до 4 м/с, от 4 до 5 м/с, от 5 до 6 м/с, от 6 до 7 м/с, от 7 до 8 м/с, от 8 до 9 м/с, от 9 до 10 м/с, от 10 до 11 м/с, от 11 до 12 м/с, от 12 до 13 м/с, от 13 до 14 м/с, от 3,5 до 13 м/с, от 3,5 до 12 м/с, от 3,5 до 11 м/с, от 3,5 до 10 м/с, от 3,5 до 9 м/с, от 3,5 до 8 м/с, от 3,5 до 7 м/с, от 3,5 до 6 м/с, от 3,5 до 5 м/с, от 6 до 14 м/с, от 6 до 13 м/с, от 6 до 12 м/с, от 6 до 11 м/с, от 6 до 10 м/с, от 6 до 9 м/с или от 6 до 8 м/с.3. The mixing device according to claim 1 or 2, in which the specified speed of the two-phase flow without slipping phases of the specified combined flow in the mixing window during at least one working stage of the specified reactor is from 3.5 to 14 m / s, for example from 3 5 to 4 m / s, 4 to 5 m / s, 5 to 6 m / s, 6 to 7 m / s, 7 to 8 m / s, 8 to 9 m / s, 9 up to 10 m / s, from 10 to 11 m / s, from 11 to 12 m / s, from 12 to 13 m / s, from 13 to 14 m / s, from 3.5 to 13 m / s, from 3 5 to 12 m / s, from 3.5 to 11 m / s, from 3.5 to 10 m / s, from 3.5 to 9 m / s, from 3.5 to 8 m / s, from 3 5 to 7 m / s, from 3.5 to 6 m / s, from 3.5 to 5 m / s, from 6 to 14 m / s, from 6 to 13 m / s, from 6 to 1 2 m / s, from 6 to 11 m / s, from 6 to 10 m / s, from 6 to 9 m / s or from 6 to 8 m / s. 4. Смесительное устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанное первое смесительное окно образовано указанным впускным отверстием и/или второе смесительное окно образовано указанным выпускным отверстием.4. A mixing device according to any one of the preceding claims, wherein said first mixing window is formed by said inlet and / or a second mixing window is formed by said outlet. 5. Смесительное устройство по любому из предшествующих пунктов, которое содержит одно второе смесительное окно и в котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в смесительном окне, предпочтительно в обоих смесительных окнах, в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляет от 4,0 до 12,5 м/с, предпочтительно от 8,1 до 12,3 м/с.5. The mixing device according to any one of the preceding paragraphs, which contains one second mixing window and in which the indicated two-phase flow rate without phase slip in the mixing window, preferably in both mixing windows, during at least one operating stage of the specified reactor is from 4, 0 to 12.5 m / s, preferably from 8.1 to 12.3 m / s. 6. Смесительное устройство по любому из пп.1-4, которое содержит два расположенных последовательно вторых смесительных окна и в котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в смесительном окне, предпочтительно во всех трех смесительных окнах, в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляет от 3,5 до 10,5 м/с, предпочтительно от 6,5 до6. A mixing device according to any one of claims 1 to 4, which comprises two second mixing windows arranged in series and in which the indicated two-phase flow velocity without phase slipping in the mixing window, preferably in all three mixing windows, during at least one operating step the specified reactor is from 3.5 to 10.5 m / s, preferably from 6.5 to 10,1 м/с.10.1 m / s. 7. Смесительное устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором общий уклон указанного смесительного устройства от одной до другой его сторон меньше 20%, что соответствует углу относительно горизонтальной плоскости, составляющему максимум 11,5 градусов, причем отдельный сегмент смесительной камеры имеет больший уклон без превышения указанным общим уклоном указанных 20%, соответствующих указанным 11,5 градусам.7. The mixing device according to any one of the preceding paragraphs, in which the total slope of the specified mixing device from one side to the other is less than 20%, which corresponds to an angle relative to the horizontal plane of a maximum of 11.5 degrees, and a separate segment of the mixing chamber has a larger slope without exceeding the indicated general slope of the specified 20%, corresponding to the indicated 11.5 degrees. 8. Смесительное устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанный канал для потока после смесительного окна и предпочтительно после каждого смесительного окна содержит расширенную секцию канала для потока, имеющую такую площадь поперечного сечения, что скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в указанном расширенном канале для потока существенно ниже, чем скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз через соответствующее смесительное окно, благодаря чему обеспечивается увеличение времени нахождения указанного потока в указанной расширенной секции канала для потока для осуществления теплопередачи и массопередачи.8. The mixing device according to any one of the preceding paragraphs, wherein said flow channel after the mixing window and preferably after each mixing window comprises an expanded section of the flow channel having a cross-sectional area such that the two-phase flow velocity without phase slippage in said expanded channel for the flow rate is significantly lower than the speed of a two-phase flow without slipping phases through the corresponding mixing window, thereby increasing the time the specified stream in the specified extended section of the channel for flow for heat transfer and mass transfer. 9. Смесительное устройство по п.8, в котором указанная расширенная секция канала для потока содержит по меньшей мере два канала для потока для разделения указанного всего комбинированного потока на по меньшей мере два отдельных двухфазных потока или течения, причем все указанные течения предпочтительно имеют, по существу, одинаковую величину, при этом указанные, по меньшей мере два канала имеют такую комбинированную площадь сечения, что скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз каждого из по меньшей мере двух отдельных двухфазных потоков существенно ниже, чем скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз через соответствующее смесительное окно, благодаря чему обеспечивается увеличение времени нахождения в указанных каналах для теплопередачи и массопередачи.9. The mixing device of claim 8, wherein said expanded section of the flow channel comprises at least two flow channels for separating said entire combined stream into at least two separate two-phase flows or flows, all of which preferably have essentially the same value, while the indicated at least two channels have such a combined cross-sectional area that the speed of the two-phase flow without slipping phases of each of the at least two separate two-phase s flow substantially lower than the speed of the two-phase flow without slip through the respective phases of the mixing box, which ensures an increase in the residence time in said channels for heat transfer and mass transfer. 10. Смесительное устройство по п.8 или 9, в котором суммарная площадь сечения указанной расширенной секции или указанных каналов с разделенным потоком такова, что максимальная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз составляет более приблизительно 25% скорости двухфазного потока без проскальзывания фаз в предшествующем смесительном окне с комбинированным потоком, например более приблизительно 30% указанной скорости, более приблизительно 35% указанной скорости, более приблизительно 40% указанной скорости, более приблизительно 45% указанной скорости, более приблизительно 50% указанной скорости, более приблизительно 55% указанной скорости, более приблизительно 60% указанной скорости или более приблизительно 65% указанной скорости.10. The mixing device of claim 8 or 9, in which the total cross-sectional area of the specified extended section or these channels with a divided flow is such that the maximum speed of the two-phase flow without phase slip is more than about 25% of the speed of the two-phase flow without phase slip in the previous mixing window with a combined stream, for example, more than about 30% of the indicated speed, more than about 35% of the indicated speed, more than about 40% of the indicated speed, more than about 45% the specified speed, more than about 50% of the specified speed, more than about 55% of the specified speed, more than about 60% of the specified speed or more than about 65% of the specified speed. 11. Смесительное устройство по любому из пп.8-10, в котором суммарная площадь сечения указанной расширенной секции или указанных каналов с разделенным потоком такова, что минимальная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз составляет менее приблизительно 100% скорости двухфазного потока без проскальзывания фаз в предшествующем смесительном окне с комбинированным потоком, например менее приблизительно 95% указанной скорости, менее приблизительно 90% указанной скорости, менее приблизительно 85% указанной скорости, менее приблизительно 80% указанной скорости, менее приблизительно 75% указанной скорости, менее приблизительно 70% указанной скорости или менее приблизительно 65% указанной скорости.11. The mixing device according to any one of claims 8 to 10, in which the total cross-sectional area of the specified extended section or these channels with a divided flow is such that the minimum speed of a two-phase flow without phase slip is less than about 100% of the speed of a two-phase flow without phase slip in the previous a mixing box with a combined flow, for example less than about 95% of the indicated speed, less than about 90% of the indicated speed, less than about 85% of the indicated speed, less than flax 80% of said speed of less than about 75% of said speed of less than about 70% of said speed or less than about 65% of said speed. 12. Смесительное устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанный каталитический реактор является вертикальным гидрообрабатывающим реактором с направленным вниз па12. The mixing device according to any one of the preceding paragraphs, wherein said catalytic reactor is a vertical hydroprocessing reactor with a downward facing pa - 15 007052 раллельным потоком пара и жидкости, в котором углеводороды вступают в реакцию с обогащенным водородом газом в присутствии гидрообрабатывающего катализатора.- 15 007052 a parallel flow of steam and liquid in which hydrocarbons react with a hydrogen-rich gas in the presence of a hydrotreating catalyst. 13. Смесительное устройство для использования в каталитическом реакторе, расположенное между его верхним слоем катализатора и нижним слоем катализатора, для смешивания газа или пара и жидкости, протекающих совместно внутри по существу вертикального резервуара указанного реактора, через указанные наложенные друг на друга слои катализатора, причем указанное смесительное устройство выполнено с возможностью образования канала для потока через указанное смесительное устройство для указанных пара и жидкости, проходящих из указанного верхнего слоя катализатора в указанный нижний слой катализатора или наоборот, при этом указанное смесительное устройство содержит верхнюю стенку, снабженную по меньшей мере одним впускным отверстием; нижнюю стенку, снабженную по меньшей мере одним выпускным отверстием;13. A mixing device for use in a catalytic reactor, located between its upper catalyst layer and the lower catalyst layer, for mixing gas or steam and liquid flowing together inside a substantially vertical reservoir of said reactor through said superimposed catalyst layers, said the mixing device is configured to form a channel for flow through the specified mixing device for the specified steam and liquid passing from the specified top a catalyst layer into said lower catalyst layer or vice versa, wherein said mixing device comprises an upper wall provided with at least one inlet; a bottom wall provided with at least one outlet; боковую стенку, проходящую между периферией указанной верхней стенки и периферией указанной нижней стенки, для образования замкнутого пространства между указанными верхней и нижней стенками;a side wall extending between the periphery of said upper wall and the periphery of said lower wall to form an enclosed space between said upper and lower walls; внутренние разделительные стенки, проходящие между указанными верхней и нижней стенками, выполненные с возможностью образования указанного канала для потока совместно с указанными верхней, нижней и боковой стенками, причем указанные разделительные стенки, кроме того, выполнены с возможностью образования первого и по меньшей мере одного второго смесительных окон или проходов, расположенных последовательно вдоль указанного канала для потока, при этом указанное первое и указанное по меньшей мере одно второе смесительные окна расположены и выполнены таким образом, что, по существу, весь комбинированный поток из жидкости и пара должен проходить через каждое из указанных смесительных окон, имеющих такую площадь сечения потока относительно расхода указанного комбинированного потока, что скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа реактора составляет от 3 до 15 м/с, предпочтительно достаточную для того, чтобы жидкость рассеивалась в паре и/или пар рассеивался в жидкости; и указанные внутренние разделительные стенки совместно с указанными верхней, нижней и боковой стенками образуют по существу горизонтальную секцию канала для потока, проходящую между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием таким образом, что вертикальный размер смесительного устройства получают как можно меньшим, при этом указанная по существу горизонтальная секция канала для потока предпочтительно проходит от области впускного отверстия до области выпускного отверстия.internal dividing walls extending between said upper and lower walls, configured to form said flow channel together with said upper, lower and side walls, said dividing walls being further configured to form a first and at least one second mixing windows or passages arranged in series along said flow channel, wherein said first and said at least one second mixing windows are arranged s and are designed in such a way that essentially the entire combined stream of liquid and steam must pass through each of said mixing windows having such a sectional area of the stream relative to the flow rate of said combined stream that the speed of the two-phase stream without slipping phases of the specified combined stream in the mixing the window during at least one operating stage of the reactor is from 3 to 15 m / s, preferably sufficient so that the liquid is dispersed in the vapor and / or the vapor is dispersed in the liquid STI; and said internal separation walls together with said upper, lower and side walls form a substantially horizontal section of the flow channel extending between said at least one inlet and said at least one outlet so that the vertical size of the mixing device is obtained as as small as possible, while said substantially horizontal section of the flow channel preferably extends from the inlet region to the outlet opening region tiya. 14. Смесительное устройство по п.13, в котором общий уклон указанного смесительного устройства, отсчитанный от, по меньшей мере, большинства первых точек на периферии указанной верхней или нижней стенки до соответствующих точек на указанной периферии указанной верхней или нижней стенки, соответственно, наиболее удаленных от соответствующих первых точек, меньше 20%, соответствующих углу относительно горизонтальной плоскости, составляющему максимум 11,5 градусов.14. The mixing device according to item 13, in which the total slope of the specified mixing device, counted from at least most of the first points on the periphery of the specified upper or lower wall to the corresponding points on the specified periphery of the upper or lower wall, respectively, the most remote from the corresponding first points, less than 20% corresponding to the angle relative to the horizontal plane, which is a maximum of 11.5 degrees. 15. Смесительное устройство по п.13 или 14, в котором указанные верхняя и нижняя стенки по существу плоские, и предпочтительно взаимно параллельные, и предпочтительно также по существу горизонтальные.15. The mixing device according to item 13 or 14, wherein said upper and lower walls are essentially flat, and preferably mutually parallel, and preferably also substantially horizontal. 16. Смесительное устройство по любому из пп.13-15, в котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне составляет от 3,5 до 14,5 м/с в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора.16. The mixing device according to any one of paragraphs.13-15, wherein said two-phase flow velocity without phase slippage of said combined flow in the mixing window is from 3.5 to 14.5 m / s during at least one operating stage of said reactor . 17. Смесительное устройство по любому из пп.13-16, в котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляет от 3,5 до 14 м/с, например от 3,5 до 4 м/с, от 4 до 5 м/с, от 5 до 6 м/с, от 6 до 7 м/с, от 7 до 8 м/с, от 8 до 9 м/с, от 9 до 10 м/с, от 10 до 11 м/с, от 11 до 12 м/с, от 12 до 13 м/с, от 13 до 14 м/с, от 3,5 до 13 м/с, от 3,5 до 12 м/с, от 3,5 до 11 м/с, от 3,5 до 10 м/с, от 3,5 до 9 м/с, от 3,5 до 8 м/с, от 3,5 до 7 м/с, от 3,5 до 6 м/с, от 3,5 до 5 м/с, от 6 до 14 м/с, от 6 до 13 м/с, от 6 до 12 м/с, от 6 до 11 м/с, от 6 до 10 м/с, от 6 до 9 м/с или от 6 до 8 м/с.17. The mixing device according to any one of paragraphs.13-16, wherein said two-phase flow velocity without phase slippage of said combined flow in the mixing window during at least one operating stage of said reactor is from 3.5 to 14 m / s, for example from 3.5 to 4 m / s, from 4 to 5 m / s, from 5 to 6 m / s, from 6 to 7 m / s, from 7 to 8 m / s, from 8 to 9 m / s, from 9 to 10 m / s, from 10 to 11 m / s, from 11 to 12 m / s, from 12 to 13 m / s, from 13 to 14 m / s, from 3.5 to 13 m / s, from 3.5 to 12 m / s, from 3.5 to 11 m / s, from 3.5 to 10 m / s, from 3.5 to 9 m / s, from 3.5 to 8 m / s, from 3.5 to 7 m / s, from 3.5 to 6 m / s, from 3.5 to 5 m / s, from 6 to 14 m / s, from 6 to 13 m / From 6 to 12 m / s, from 6 to 11 m / s, from 6 to 10 m / s, from 6 to 9 m / s, or from 6 to 8 m / s. 18. Смесительное устройство по любому из пп.13-17, в котором указанное первое смесительное окно образовано указанным впускным отверстием и/или второе смесительное окно образовано указанным выпускным отверстием.18. A mixing device according to any one of claims 13-17, wherein said first mixing window is formed by said inlet and / or a second mixing window is formed by said outlet. 19. Смесительное устройство по любому из пп.13-18, которое содержит одно второе смесительное окно и в котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в смесительном окне, предпочтительно в обоих смесительных окнах, в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляет от 4,0 до 12,5 м/с, предпочтительно от 8,1 до 12,3 м/с.19. The mixing device according to any one of paragraphs.13-18, which contains one second mixing window and in which the indicated speed of the two-phase flow without phase slip in the mixing window, preferably in both mixing windows, during at least one operating stage of the specified reactor is 4.0 to 12.5 m / s, preferably 8.1 to 12.3 m / s. 20. Смесительное устройство по любому из пп.13-18, которое содержит два расположенных последовательно вторых смесительных окна и в котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в смесительном окне, предпочтительно во всех трех смесительных окнах, в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляет от 3,5 до 10,5 м/с, предпочтительно от 6,5 до 10,1 м/с.20. The mixing device according to any one of paragraphs.13-18, which contains two consecutive second mixing windows and in which the indicated two-phase flow speed without phase slip in the mixing window, preferably in all three mixing windows, during at least one operating stage said reactor is from 3.5 to 10.5 m / s, preferably from 6.5 to 10.1 m / s. - 16 007052- 16 007052 21. Смесительное устройство по любому из пп.13-20, в котором указанные разделительные стенки выполнены таким образом, что указанный канал для потока после смесительного окна и предпочтительно после каждого смесительного окна содержит расширенную секцию канала для потока, имеющую такую площадь поперечного сечения, что скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в указанном расширенном канале для потока существенно ниже, чем скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз через соответствующее смесительное окно, благодаря чему обеспечивается увеличение времени нахождения указанного потока в указанной расширенной секции канала для потока для осуществления теплопередачи и массопередачи.21. The mixing device according to any one of claims 13 to 20, wherein said dividing walls are configured such that said flow channel after the mixing window and preferably after each mixing window contains an expanded section of the flow channel having such a cross-sectional area that the speed of the two-phase flow without phase slip in the specified extended channel for the flow is significantly lower than the speed of the two-phase flow without phase slip through the corresponding mixing window, due to which y provides an increase in the residence time of the specified stream in the specified extended section of the channel for flow for heat transfer and mass transfer. 22. Смесительное устройство по п.21, в котором указанная расширенная секция канала для потока содержит по меньшей мере два канала для потока для разделения указанного всего комбинированного потока на по меньшей мере два отдельных двухфазных потока или течения, причем все указанные течения предпочтительно имеют по существу одинаковую величину, при этом указанные по меньшей мере два канала имеют такую комбинированную площадь сечения, что скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз каждого из по меньшей мере двух отдельных двухфазных потоков существенно ниже, чем скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз через соответствующее смесительное окно, благодаря чему обеспечивается увеличение времени нахождения в указанных каналах для теплопередачи и массопередачи.22. The mixing device according to item 21, in which the specified expanded section of the channel for the stream contains at least two channels for the stream to separate the specified total combined stream into at least two separate two-phase flows or flows, and all of these flows preferably have essentially the same value, while the indicated at least two channels have such a combined cross-sectional area that the speed of the two-phase flow without slipping phases of each of at least two separate two-phase flow rate is significantly lower than the speed of a two-phase flow without slipping phases through the corresponding mixing window, thereby increasing the residence time in these channels for heat transfer and mass transfer. 23. Смесительное устройство по п.21 или 22, в котором суммарная площадь сечения указанной расширенной секции или указанных каналов с разделенным потоком такова, что максимальная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз составляет более приблизительно 25% скорости двухфазного потока без проскальзывания фаз в предшествующем смесительном окне с комбинированным потоком, например более приблизительно 30% указанной скорости, более приблизительно 35% указанной скорости, более приблизительно 40% указанной скорости, более приблизительно 45% указанной скорости, более приблизительно 50% указанной скорости, более приблизительно 55% указанной скорости, более приблизительно 60% указанной скорости или более приблизительно 65% указанной скорости.23. The mixing device according to item 21 or 22, in which the total cross-sectional area of the specified extended section or these channels with a divided flow is such that the maximum speed of the two-phase flow without phase slip is more than about 25% of the speed of the two-phase flow without phase slip in the previous mixing window with a combined stream, for example, more than about 30% of the indicated speed, more than about 35% of the indicated speed, more than about 40% of the indicated speed, more than about 4 5% of the indicated speed, more than about 50% of the indicated speed, more than about 55% of the indicated speed, more than about 60% of the indicated speed, or more than about 65% of the indicated speed. 24. Смесительное устройство по любому из пп.21-23, в котором суммарная площадь сечения указанной расширенной секции или указанных каналов с разделенным потоком такова, что минимальная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз составляет менее приблизительно 100% скорости двухфазного потока без проскальзывания фаз в предшествующем смесительном окне с комбинированным потоком, например менее приблизительно 95% указанной скорости, менее приблизительно 90% указанной скорости, менее приблизительно 85% указанной скорости, менее приблизительно 80% указанной скорости, менее приблизительно 75% указанной скорости, менее приблизительно 70% указанной скорости или менее приблизительно 65% указанной скорости.24. The mixing device according to any one of paragraphs.21-23, in which the total cross-sectional area of the specified extended section or these channels with a divided flow is such that the minimum speed of a two-phase flow without slippage is less than about 100% of the speed of a two-phase flow without slippage in the previous a mixing box with a combined flow, for example less than about 95% of the indicated speed, less than about 90% of the indicated speed, less than about 85% of the indicated speed, less than at least 80% of said speed, less than about 75% of said speed, less than about 70% of said speed, or less than about 65% of said speed. 25. Смесительное устройство по любому из пп.13-24, в котором указанный каталитический реактор является вертикальным гидрообрабатывающим реактором с направленным вниз параллельным потоком пара и жидкости, в котором углеводороды вступают в реакцию с обогащенным водородом газом в присутствии гидрообрабатывающего катализатора.25. A mixing device according to any one of claims 13-24, wherein said catalytic reactor is a vertical hydroprocessing reactor with a downward parallel flow of steam and liquid, in which hydrocarbons react with a hydrogen-rich gas in the presence of a hydroprocessing catalyst. 26. Каталитический реактор, имеющий верхний слой катализатора, наложенный на нижний слой катализатора и снабженный смесительным устройством по любому из пп.1-25.26. A catalytic reactor having an upper catalyst layer superimposed on the lower catalyst layer and equipped with a mixing device according to any one of claims 1 to 25. 27. Каталитический реактор, имеющий верхний слой катализатора, наложенный на нижний слой катализатора и снабженный смесительным устройством по любому из пп.13-25, в котором общий уклон указанного смесительного устройства, отсчитанный от, по меньшей мере, большинства первых точек на периферии указанной верхней или нижней стенки до соответствующих точек на указанной периферии указанной верхней или нижней стенки соответственно, наиболее удаленных от соответствующих первых точек, меньше 20%, соответствующих углу относительно горизонтальной плоскости, составляющему максимум 11,5 градусов.27. A catalytic reactor having an upper catalyst layer superimposed on a lower catalyst layer and provided with a mixing device according to any one of claims 13-25, wherein the total slope of said mixing device is counted from at least most of the first points at the periphery of said upper or lower wall to the corresponding points on the specified periphery of the specified upper or lower wall, respectively, farthest from the corresponding first points, less than 20%, corresponding to the angle relative to the horizontal oskosti to a maximum of 11.5 degrees. 28. Реактор по п.27, в котором указанные верхняя и нижняя стенки по существу плоские, и предпочтительно взаимно параллельные, и предпочтительно также по существу горизонтальные.28. The reactor of claim 27, wherein said upper and lower walls are substantially flat, and preferably mutually parallel, and preferably also substantially horizontal. 29. Реактор по любому из пп.27-28, в котором боковая стенка, проходящая от периферии указанной верхней стенки до периферии указанной нижней стенки, соответствует по форме и размеру внутренней поверхности внешней стенки указанного резервуара реактора.29. The reactor according to any one of paragraphs.27-28, in which a side wall extending from the periphery of said upper wall to the periphery of said lower wall corresponds in shape and size to the inner surface of the outer wall of said reactor vessel. 30. Реактор по любому из пп.27-29, в котором указанная боковая стенка образована внешней стенкой указанного резервуара реактора.30. The reactor according to any one of paragraphs.27-29, in which the specified side wall is formed by the outer wall of the specified tank of the reactor. 31. Реактор по любому из пп.27-28, в котором любое пространство между указанной боковой стенкой и внешней стенкой указанного резервуара реактора перекрыто или закупорено пластиной или другим перегораживающим средством для получения по существу непроницаемого для текучей среды соединения между смесительным устройством и указанной стенкой резервуара реактора таким образом, чтобы весь поток пара и жидкости протекал через указанное смесительное устройство.31. The reactor according to any one of paragraphs.27-28, in which any space between the specified side wall and the outer wall of the specified tank of the reactor is blocked or blocked by a plate or other blocking means to obtain essentially impermeable to the fluid connection between the mixing device and the specified wall of the tank reactor so that the entire flow of steam and liquid flows through the specified mixing device. 32. Реактор по любому из пп.27-28, в котором площадь сечения по существу горизонтального смесительного устройства в плоскости, перпендикулярной стенке резервуара реактора, составляет от 25 до 100% площади внутреннего сечения указанного резервуара реактора.32. The reactor according to any one of paragraphs.27-28, in which the cross-sectional area of a substantially horizontal mixing device in a plane perpendicular to the wall of the reactor vessel is from 25 to 100% of the internal sectional area of said reactor vessel. - 17 007052- 17 007052 33. Реактор по любому из пп.26-32, в котором применены средства для подачи потока для направления потока холодной охлаждающей текучей среды в резервуар реактора для охлаждения технологического потока в точке, находящейся перед первым смесительным окном или между двумя смесительными окнами.33. The reactor according to any one of paragraphs.26-32, in which a means for supplying a stream is used to direct the flow of cold cooling fluid into the reactor vessel to cool the process stream at a point in front of the first mixing window or between two mixing windows. 34. Способ смешивания газа или пара и жидкости, проходящих совместно внутри каталитического реактора между его верхним слоем катализатора и нижним слоем катализатора, содержащий этапы уменьшения площади сечения всего комбинированного потока из жидкости и пара первый раз таким образом, чтобы скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляла от 3 до 15 м/с, предпочтительно достаточную для того, чтобы жидкость рассеивалась в паре и/или чтобы пар рассеивался в жидкости;34. A method of mixing gas or steam and liquid passing together inside a catalytic reactor between its upper catalyst layer and the lower catalyst layer, comprising the steps of decreasing the cross-sectional area of the entire combined flow of liquid and steam for the first time so that the two-phase flow rate without phase slippage specified the combined flow during at least one working step of the specified reactor ranged from 3 to 15 m / s, preferably sufficient for the liquid to disperse into steam e and / or so that the vapor is dispersed in the liquid; последующего увеличения указанной площади сечения первый раз;subsequent increase in the specified cross-sectional area for the first time; последующего уменьшения указанной площади сечения второй раз таким образом, чтобы скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока составляла от 3 до 15 м/с, предпочтительно достаточную для того, чтобы жидкость рассеивалась в паре и/или чтобы пар рассеивался в жидкости; и направления указанного комбинированного потока так, чтобы он следовал по каналу для потока, который содержит по меньшей мере одну по существу горизонтальную секцию канала для потока, проходящую вдоль существенного участка длины всего канала для потока.subsequently reducing said cross-sectional area a second time so that the two-phase flow velocity without phase slippage of said combined flow is 3 to 15 m / s, preferably sufficient so that the liquid is dispersed in the vapor and / or that the vapor is dispersed in the liquid; and directing said combined flow so that it follows a flow channel that has at least one substantially horizontal section of the flow channel extending along a substantial length of the entire flow channel. 35. Способ по п.34, при котором указанный существенный участок длины составляет по меньшей мере 50% указанного всего канала для потока, предпочтительно по меньшей мере 55% указанного всего канала для потока, предпочтительно по меньшей мере 60% указанного всего канала для потока, предпочтительно по меньшей мере 65% указанного всего канала для потока, предпочтительно по меньшей мере 70% указанного всего канала для потока, предпочтительно по меньшей мере 75% указанного всего канала для потока, предпочтительно по меньшей мере 80% указанного всего канала для потока, предпочтительно по меньшей мере 85% указанного всего канала для потока, предпочтительно по меньшей мере 90% указанного всего канала для потока.35. The method according to clause 34, wherein said substantial length portion is at least 50% of said total flow channel, preferably at least 55% of said total flow channel, preferably at least 60% of said total flow channel, preferably at least 65% of said total flow channel, preferably at least 70% of said total flow channel, preferably at least 75% of said total flow channel, preferably at least 80% of said total channel for a stream, preferably at least 85% of said total flow channel, preferably at least 90% of said total flow channel. 36. Способ по п.34 или 35, при котором указанный способ содержит дополнительный этап увеличения указанной площади сечения второй раз после второго его уменьшения.36. The method according to clause 34 or 35, wherein said method comprises an additional step of increasing said cross-sectional area a second time after its second reduction. 37. Способ по любому из пп.34-36, при котором этап увеличения указанной площади сечения содержит разделение указанного комбинированного потока на по меньшей мере два отдельных предпочтительно одинаковых по величине двухфазных потока или течения.37. The method according to any one of claims 34-36, wherein the step of increasing said cross sectional area comprises dividing said combined stream into at least two separate, preferably the same, two-phase flows or flows. 38. Способ по любому из пп.34-37, при котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока, когда он сужен, составляет от 3,5 до 14,5 м/с в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора.38. The method according to any one of claims 34-37, wherein said two-phase flow velocity without slipping phases of said combined flow, when it is constricted, is from 3.5 to 14.5 m / s during at least one working step of said the reactor. 39. Способ по любому из пп.34-38, при котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока в смесительном окне в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора составляет от 3,5 до 14 м/с, например от 3,5 до 4 м/с, от 4 до 5 м/с, от 5 до 6 м/с, от 6 до 7 м/с, от 7 до 8 м/с, от 8 до 9 м/с, от 9 до 10 м/с, от 10 до 11 м/с, от 11 до 12 м/с, от 12 до 13 м/с, от 13 до 14 м/с, от 3,5 до 13 м/с, от 3,5 до 12 м/с, от 3,5 до 11 м/с, от 3,5 до 10 м/с, от 3,5 до 9 м/с, от 3,5 до 8 м/с, от 3,5 до 7 м/с, от 3,5 до 6 м/с, от 3,5 до 5 м/с, от 6 до 14 м/с, от 6 до 13 м/с, от 6 до 12 м/с, от 6 до 11 м/с, от 6 до 10 м/с, от 6 до 9 м/с или от 6 до 8 м/с.39. The method according to any one of claims 34-38, wherein said two-phase flow velocity without phase slippage of said combined flow in a mixing window during at least one operating step of said reactor is from 3.5 to 14 m / s, for example from 3.5 to 4 m / s, from 4 to 5 m / s, from 5 to 6 m / s, from 6 to 7 m / s, from 7 to 8 m / s, from 8 to 9 m / s, from 9 to 10 m / s, from 10 to 11 m / s, from 11 to 12 m / s, from 12 to 13 m / s, from 13 to 14 m / s, from 3.5 to 13 m / s, from 3.5 to 12 m / s, from 3.5 to 11 m / s, from 3.5 to 10 m / s, from 3.5 to 9 m / s, from 3.5 to 8 m / s, from 3.5 to 7 m / s, from 3.5 to 6 m / s, from 3.5 to 5 m / s, from 6 to 14 m / s, from 6 to 13 m / s, from 6 to 12 m / s, from 6 to 11 m / s, 6 to 10 m / s, 6 to 9 m / s or 6 to 8 m / s. 40. Способ по любому из пп.34-38, при котором указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока, когда он сужен в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора, составляет от 4,0 до 12,5 м/с, предпочтительно от 8,1 до 12,3 м/с.40. The method according to any one of claims 34-38, wherein said two-phase flow velocity without slipping phases of said combined flow, when it is narrowed during at least one working step of said reactor, is from 4.0 to 12.5 m / s, preferably from 8.1 to 12.3 m / s. 41. Способ по любому из пп.35-38, дополнительно содержащий этап уменьшения указанной площади сечения третий раз после второго его увеличения таким образом, чтобы скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз в смесительном окне указанного комбинированного потока была достаточна для рассеивания жидкости в паре и/или рассеивания пара в жидкости, причем указанная скорость двухфазного потока без проскальзывания фаз указанного комбинированного потока, когда он сужен в ходе по меньшей мере одного рабочего этапа указанного реактора, составляет от 3,5 до 10,5 м/с, предпочтительно от 6,5 до 10,1 м/с.41. The method according to any one of claims 35-38, further comprising the step of reducing said cross-sectional area a third time after its second increase so that the speed of the two-phase flow without slipping in the mixing window of said combined flow is sufficient to disperse the liquid in the vapor and / or vapor dispersion in a liquid, wherein said two-phase flow rate without slipping phases of said combined stream, when it is narrowed during at least one working stage of said reactor, S THE 3.5 to 10.5 m / s, preferably from 6.5 to 10.1 m / s. 42. Способ по любому из пп.34-41, дополнительно содержащий этап направления потока холодной охлаждающей текучей среды в резервуар реактора для охлаждения технологического потока в точке, находящейся перед первым смесительным окном или между двумя смесительными окнами.42. The method according to any of paragraphs 34-41, further comprising the step of directing the flow of cold cooling fluid into the reactor vessel to cool the process stream at a point in front of the first mixing window or between two mixing windows. 43. Способ по любому из пп.34-42, при котором указанный каталитический реактор является вертикальным гидрообрабатывающим реактором с направленным вниз параллельным потоком пара и жидкости, в котором углеводороды вступают в реакцию с обогащенным водородом газом в присутствии гидрообрабатывающего катализатора.43. The method according to any one of claims 34-42, wherein said catalytic reactor is a vertical hydroprocessing reactor with a downward parallel flow of steam and liquid, in which hydrocarbons react with a hydrogen-rich gas in the presence of a hydroprocessing catalyst. 44. Продукт, полученный при помощи способа по любому из пп.34-42.44. The product obtained using the method according to any one of paragraphs 34-42.