JP6089040B2 - 水平性の欠如に対して低い感受性を有する分配要素を備えた、気体−液体混合物のための分配器板 - Google Patents

水平性の欠如に対して低い感受性を有する分配要素を備えた、気体−液体混合物のための分配器板 Download PDF

Info

Publication number
JP6089040B2
JP6089040B2 JP2014539375A JP2014539375A JP6089040B2 JP 6089040 B2 JP6089040 B2 JP 6089040B2 JP 2014539375 A JP2014539375 A JP 2014539375A JP 2014539375 A JP2014539375 A JP 2014539375A JP 6089040 B2 JP6089040 B2 JP 6089040B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distributor plate
range
gas
liquid
height
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014539375A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015502245A5 (ja
JP2015502245A (ja
Inventor
ヤシン アルーン
ヤシン アルーン
フレデリック バゼル−バチ
フレデリック バゼル−バチ
フレデリック オジエ
フレデリック オジエ
シャルリ ロジュオン
シャルリ ロジュオン
クリストフ ボワイエ
クリストフ ボワイエ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of JP2015502245A publication Critical patent/JP2015502245A/ja
Publication of JP2015502245A5 publication Critical patent/JP2015502245A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6089040B2 publication Critical patent/JP6089040B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/18—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
    • B01D3/20—Bubble caps; Risers for vapour; Discharge pipes for liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2321—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by moving liquid and gas in counter current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/008—Liquid distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0242—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
    • B01J8/025—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical in a cylindrical shaped bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0449—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
    • B01J8/0453—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0492—Feeding reactive fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B33/00—Oxidation in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G49/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

本発明は、気／液並流下降流様式で操作する固定床タイプの触媒反応器における気体および液体の分配の分野に関する。想定される主な用途は、ガスオイルまたは他のオイルカットの水素化処理であり、より一般的には、気／液下降流様式で操作する１以上の反応器を用いる任意の方法である。
既存の分配器の大多数は、分配要素、例えば、非特許文献１に記載のようなもの、を備えた板からなる。
このようなチムニーは、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、および特許文献８に記載されているように、種々のタイプのものであってよく、かつ分配器板上に種々の構成で配置されてよい。
気液並流下降流様式で操作する反応器において触媒床の上流に置かれた分配器板の目的は、気体および液体の二相混合物を、その下流に位置する触媒床にわたって可能な限り均一に分配することである。分配器板のチムニーからの出口において、二相混合物の流れは、一般的に噴流（concentrated jet）を形成する。
穿孔チムニー（perforated chimneys）を備えた従来技術の分配器板は、重力による流れに基づいて操作する。液体は、チムニーの側壁に沿って全体的に分配されたオリフィスへと液体を通過させることによって分配され、気体は、チムニーの頂部の開口部を介して分配される。しかし、このような板においては、自重による分配器板の屈曲により、あるいは、設置時における水平面に対する前記板のずれにより、水平性(horizontality)の欠如が引き起こされることがある。
分配器板の水平性の欠如の存在下では、液体トラップの高さは、もはや分配器板にわたって均一ではなく、このことにより、特に、液体のレベルがオリフィスの列に近接している場合、下流の触媒床にわたる液体の分配に不均衡(imbalances)が生じる。
「ベルキャップ」チムニーを備えた、従来技術の分配器板もまた、分配器板の水平性の欠如に敏感(sensitive)である。ベルキャップチムニーは、複数のスロットを備えたベルキャップを上部に付した中央シリンダによって構成される。気体および液体は、スロットおよびベルキャップの底部を介して通過し、また、ベルキャップ・主要シリンダ間の空間内を通過する。 ベルキャップチムニーの他のバリエーションとしては、例えば「ベーパーリフト」チムニー等が存在するが（特許文献７および８）、 それらの操作原理は前述のものと同じである。
「ベルキャップ」チムニーの操作は、ベルキャップ・シリンダ間の空間内の気体によって液体を同伴すること(entraining)に基づく。しかし、分配器板の水平性の欠如の存在下、液体のトラップの高さは、もはや分配器板にわたり均一ではない。２つの食い違い（offset）チムニーの間の、気体の通過が可能な（open to gas）な表面間の距離は、比較的大きくなり、気体による液体の同伴(entrainment)は、もはやチムニー間で均一ではなく、このことにより、相当な、液体の分配不良が引き起こされる。この現象が悪化する主な要因は、ベルキャップの底部における開口部と、多数のスロットにある。
この分配不良が制御されない場合、これにより、反応器の性能が相当低下させられることもある。
米国特許出願公開第２００２／０１２７１６０号明細書 米国特許第６０９３３７３号明細書 米国特許出願公開第２００４／０１９７２４５号明細書 米国特許出願公開第２００７／０２４１４６７号明細書 英国特許第７２１２４７号明細書 米国特許第６５８７３８号明細書 米国特許出願公開第２００７／１４５６１０号明細書 米国特許第５９４２１６２号明細書
"Gas-liquid distributors for trickle bed reactors: A Review", by R N Maiti and K D P Nigam, Ind Eng Chem Res 2007, 46, 6464-6182
本発明の目的は、従来技術の穿孔チムニーおよびベルキャップチムニーよりも水平性の欠如に対する感受性(sensitivity)が低い分配要素を提供することによって従来技術の分配器板の分配の質を向上させること、並びに、操作におけるフレキシビリティを向上させることである。
本発明の分配器板は、長方形、正方形、または三角形のパターンで前記板にわたって規則的に分配された多数の分配要素からなる。
本発明の分配器板の分配要素は、略同軸かつ垂直である２つのシリンダ管からなり、外側シリンダ管は、気体および液体の通過のための、１以上のスロットを備えている。
２つの同軸の管は、気体および液体の環状混合帯域を画定し、かつ、得られた気体−液体混合物が、反応器のセクションの異なる箇所において可能な限り均一な方法で再導入され得るようになされている。
外側シリンダ管は、分配器板の平面に対して上へ上げられており、このことは、高さh3が規定され得ることを意味し、これにより、特に重質炭化水素供給原料の場合、液体供給原料中に含まれ得る不純物による、可能性のある汚染（fouling）に対して、液体進入スロット（liquid admission slot）（単数または複数）の保護がなされる。外側シリンダを上へ上げることは、また、分配器板の平面上において嵩ばり(bulk）が低減され得ることを意味し、これにより、液体が分配器板にわたってより良好に分配されるという利点がもたらされる。
従来技術の板 の操作と異なり、本発明の分配要素の操作は、主に、気相の流れの影響（effect）の下で、２つの同軸のシリンダを隔てる環状空間の立ち上がり部分(rising part)において液体を同伴することに基づく。環状空間中の流れは、側壁上に位置する表面を介してもっぱら通過し、これにより、ドライスロット（気体の流れが自由に流入できるセクション（section open to））のより良好な制御が確実なものとなり、従って、本発明の分配器板は、水平性の欠如に対してより低い感受性を有することとなる。
本発明の利点の一つは、ドライスロットの高さが常に十分であり、これにより気体の、環状帯域への均一な進入が可能となり、結果として、チムニー間での、液体のバランスのとれた同伴が可能となる。
実際には、この新規な分配要素の使用は、平均して、大量の液体のレンジにわたり（over a large liquid range）、分配器板の水平性の欠如に対する感受性が低減させられ得ることを意味する。
より正確には、本発明は、複数の触媒床を含み得る反応器の種々のレベルに配置された、下降並流様式での気体−液体流のための分配器板であって、前記板は、生じた気体−液体混合物の、前記板の下流に位置する触媒床にわたる、均一な分配を確実なものとするためのものであり、前記板は、四角形または三角形のパターンで板の表面にわたって規則的に分配された分配要素を備えた、分配器板として定義されてよい。
分配要素は、直径ｄ１および高さｈ１を有する内側シリンダ１と、直径ｄ２および高さｈ２を有する外側シリンダ２と称される２つの実質上同軸のシリンダによって構成され、２つのシリンダを隔てる下部水平面５は、閉鎖されている。
外側シリンダ２の側壁は、気体および液体の、環状帯域３への進入を可能とする略垂直スロット４を少なくとも１つ備えている。気体−液体混合物は、上昇流の流れとして環状帯域３内を運ばれ、次いで、内側シリンダ１の上方開口部６を介して内側シリンダ１内へと入り、内側シリンダ１内を降下し、次いで、内側シリンダ１の下端に位置する開口部７を介して排出される。
本発明において、分配要素の閉鎖された水平面５は、分配器板の基部から、１０〜１００ｍｍの範囲、好ましくは２０〜６０ｍｍの範囲の高さ（ｈ３）の分だけ上方に位置する。
高さｈ４を有する垂直スロット４の数は、好ましくは１〜３の範囲、より好ましくは１〜２の範囲である。
分配要素間のピッチは、好ましくは、１００〜３００ｍｍの範囲、より好ましくは１００〜２００ｍｍの範囲の、四角形（ｓｑｕａｒｅ）または三角形のパターンによるものである。
分配要素の全高は、分配器板の基部から、１００〜５００ｍｍの範囲、好ましくは２００〜４００ｍｍの範囲である。
分配要素の主な寸法は、以下のように示される：
外側シリンダの高さ、ｈ２：
外側シリンダの直径、ｄ２：
内側シリンダの高さ、ｈ１：
内側シリンダの直径、ｄ１：
気体−液体混合物の進入スロットの高さ、ｈ４：
気体−液体混合物の進入スロットの幅、ｅｆ：
分配器板の基部平面に対する外側シリンダの高さ、ｈ３。
これらの主な寸法の値は、以下の範囲内である：
ｈ２は、１００〜５００ｍｍの範囲、好ましくは２００〜４００ｍｍの範囲であり；
ｄ２は、１５〜３００ｍｍの範囲、好ましくは５０〜２００ｍｍの範囲であり；
ｈ１は、１００〜５００ｍｍの範囲、好ましくは２００〜４００ｍｍの範囲であり；
ｄ１は、１０〜１００ｍｍの範囲、好ましくは２５〜７５ｍｍの範囲であり；
ｈ４は、１０〜５００ｍｍの範囲、好ましくは１００〜３００ｍｍの範囲であり；
ｅｆは、１〜５ｍｍの範囲、好ましくは１〜３ｍｍの範囲であり；
ｈ３は、１０〜１００ｍｍの範囲、好ましくは２０〜６０ｍｍの範囲である。
気体および液体の進入を許容するスロットは、かなり幅広い種類の形状を有してよいが、最も単純かつ好ましい形状は、四角形（ｈ４、ｅｆ）、または三角形の形状であり、これは、依然として寸法ｈ４およびｅｆによって特徴付けられるものであり、三角形の先端は上方または下方に向けられている。
本発明の分配器板は、場合によっては、分配器板を構成する２つのシリンダ、すなわち内側シリンダおよび外側シリンダの軸間に所定のばらつきが存在していてよい。表現「実質上」または「略」同軸であるとは、その一番広い意味において解釈されるべきであり、これら２つの軸間の距離は、０〜（ｄ２−ｄ１）／４の範囲であってよい。
本発明の分配器板は、一式の円錐状の偏向器(deflectors)によって完全なものとされてよく、各偏向器は、分配要素の下に置かれ、円錐の広がった部分は、下方に向けられている。
一般に、本発明の関連の中で、当業者に公知の任意のタイプの偏向器が用いられてよい。
本発明の分配器板は、２０〜３００ｍｍの範囲、好ましくは５０〜１５０ｍｍの範囲の距離の分だけ分配器板の下流に置かれた一式のスクリーン要素によって完全なものとされてよく、種々のスクリーン要素もまた異なる平面に配置されている。これらの偏向器またはスクリーン要素が存在する場合、それらは、本発明の分配器板の不可欠な部分を形成する。
本発明の分配器板は、４〜３０個、好ましくは８〜２０個の炭素原子を有するオイルカットの水素化処理、水素化、または酸化反応を行う反応器に主に適用される。
より一般的には、本発明の分配器板は、「トリクルベッド」様式で気体および液体の下降並流を用いる、すなわち液体の表面速度（surface velocity）が０．１〜１．５ｃｍ／ｓの反応器に適用される。
図１ａおよび１ｂは、本発明の分配器板の概略図を表し、分配要素を構成する外側シリンダ２および内側シリンダ１を示しており、ここで、外側シリンダ２は、分配器板の基部平面に対して高さｈ３の分だけ上に位置する。
図２は、液体の表面速度（Ｖｓｌ）に応じた液体不均衡指数（liquid imbalance index）(本明細書の以降において定義される)の変動を示すグラフであり、これは、本発明の分配器板が従来技術のチムニー装置と比較され得ることを意味する。
図３は、液体の表面速度（Ｖｓｌ）に応じた液体不均衡指数(本明細書の以降において定義される)の変動を示すグラフであり、これは、本発明の分配器板が「ベルキャップチムニー」装置として一般的に知られる従来技術の装置と比較され得ることを意味する。
本発明は、下降並流様式における気体−液体二相流に適した分配器板として定義され得る。このような板は、このタイプの二相流を用いる反応器において、より具体的には「トリクルベッド」様式での設置が意図されており、「トリクルベッド」様式とは、連続相が気相であり、非連続相が液相であり、液体が略規則的トリクル（trickles）の形態で存在し、液体の表面速度が０．１〜１．５ｃｍ／ｓの範囲である流れとして定義される。
分配要素は、長方形、正方形または三角形であってよいパターンで、分配器板にわたり規則的に分配されている。
分配要素は、２つの略同軸のシリンダによって構成され、内側シリンダは直径ｄ１を有し、外側シリンダは直径ｄ２を有する。
これら２つの実質上同軸のシリンダにより、気体および液体が上昇流様式で移動する環状帯域３が画定される。気体および液体は、実際、外側シリンダ２の壁に沿って穿孔した１以上の垂直スロット４を介して、環状帯域３への進入が可能となる。
スロットの下方部分によって液体の進入が可能となり、スロットの上方部分によって気体の進入が可能となっている。従って、「ドライ」スロットと称される、スロットの上方部分が、所望の流量での気体の進入を可能とするのに十分であることが不可欠である。本発明の分配要素の利点の１つは、気体の、環状帯域３への進入を常に十分に許容するドライスロットの高さによって、分配要素が任意の水平性の欠如に対して低い感受性を有していることである。
外側シリンダ２は、分配器板の基部まで降下しておらず、分配器の基部から高さｈ３のところで止まっている。垂直スロット４は、分配器板上方の前記高さｈ３のところから始まって、高さｈ３＋ｈ４のところまで延びている。
外側シリンダ2と内側シリンダ1とを隔てる水平面５は、閉鎖されている。
垂直スロット４の数は、各分配要素につき２個または３個に限られている。これらの種々の特徴は、特に水平性の欠如の存在下でも、分配要素の機能が相当向上させられることを意味する。スロット数が低減されており、かつ、分配要素の底部が閉鎖されているという事実は、十分なドライスロット高さを確実なものとするために液体トラップの高さがより良好に制御されることを意味し、その結果、水平性が欠如している場合、ある程度のバリエーションのある２つの分配要素間の、気体の進入のために開口された表面の間の距離が小さくなされる。
特許ＵＳ２００７／１４５６１０（特許文献７）およびＵＳ５９４２１６２（特許文献８）とは対照的に、本装置は、二相の流れを、流れがガスリフトタイプのものである２つの同軸の管の間にある部分に閉じ込めることを必要とせず、スロットにおける気体および液体の接触の際、二相エマルション（emulsion）が形成され、これは、実質上同軸のシリンダによって画定される環状空間の全てを占める。
以下の２つの比較例は、２つの従来技術の装置と比較した、本発明の分配システムの利点を例証するものである。
実施例１において、本発明の分配装置の分配効率と、チムニーを備えた標準的な分配器板のそれとを比較した。
（従来技術または本発明の）分配器板が、ΔＨ＝１ｃｍの水平性の欠如に付された際、以下のように液体不均衡指数を定義することによって、分配器板の水平性の欠如に対する感受性を定量化した：
Figure 0006089040
式中：
ＱＬ．ｃｈｉｍｎｅｙ１，２は、ΔＨ＝１ｃｍの水平性の欠如に相当する高さ差異に位置する分配器板の指数１および２を有する２つのチムニーを出る液体の体積流量である。
液体不均衡指数の値が低い場合、水平性の欠如に対する感受性が低いことを示す。これに対し、ＩｑＬの高い値は、分配における不均衡が大きいことを示す。
標準的な板は、複数の列にわたり分配された液体通過用のオリフィスにより穿孔されたチムニーを備えている。
これらの標準的チムニーの主な特徴は、以下の通りである：
・チムニー間のピッチ、２００ｍｍ；
・複数の列のホールの、分配器板の基部からの高さ、５０／１００／１５０ｍｍ；
・チムニーの高さ：２５０ｍｍ；
・チムニーの直径：５０ｍｍ；
・列毎のホールの数およびサイズ：３ホール、７ｍｍ。
チムニーのホールの構成を、０．２〜１．３ｃｍ／ｓの範囲の液体速度（velocities）の範囲、および１５ｃｍ／ｓの気体速度の範囲について定義した。
本発明の分配要素は、以下の表１に示す特徴を有していた。
指数１は内側シリンダに関し、指数2は、外側シリンダに関する。
Figure 0006089040
図２は、液体の表面速度ＶＳＬ（横座標）を関数とした、液体不均衡指数ＩｑＬ（縦座標）の変動を表し、従来技術の板を実線で、本発明の分配器板を点線で表す。
従来技術の板について、液体不均衡指数は、考慮中のＶＳＬの全範囲にわたり（０．１〜１．３ｃｍ／ｓ）、５〜４０％の間で変動し、ピークは、オリフィスの開放または閉塞をもたらす(entrain)ＶＳＬに相当していた。
従って、気体および液体の通過のためのオリフィスにおける非連続性に関連する、非常に不利な影響をもたらすピークが存在していた。
これに対し、本発明の分配器板は、安定した性能を示し、ＶＳＬの全体の関数の範囲（whole functional range）にわたり、液体不均衡指数はＩｑＬ≒１３％を示した。
この実施例は、分配器板の水平性の欠如の存在下での、柔軟性および分配の効率において大幅な利益を得るために、本発明の装置が使用され得ることを示している。
実施例２において、ΔＨ＝１ｃｍの水平性の欠如に関し、本発明の分配器板の分配効率と、従来技術によるベルキャップチムニーを備えた板の分配効率とを比較した。
分配効率を、再び液体不均衡指数ＩｑＬによって定量化した；液体の表面速度は、０．１〜１．３ｃｍ／ｓの間で変動した。
ベルキャップチムニーの板の特徴を、以下の表２に示す。
Figure 0006089040
本発明による分配要素を備えた分配器板の特徴を以下の表３に示す。
指数１は内側シリンダに関し；指数２は外側シリンダに関する。
Figure 0006089040
２つの板について、液体の表面速度ＶＳＬを関数とした、液体不均衡指数ＩｑＬの変動を以下の図３に示す。
結果は、「ベルキャップチムニー」の板では、水平性の欠如に対して高い感受性が示された（実線の曲線）。
実際、分配不良の度合いは、ＶＳＬの関数の範囲全体にわたり１００％超であった。
これに対し、本発明の分配器板は、課された水平性の欠如に対して感受性が低く、ＶＳＬの範囲にわたる液体不均衡指数は、１３％の値付近でほとんど一定であった（点線の曲線）。
これら２つの実施例は、本発明の分配器板の利点を明確に示している。本発明は、液体の表面速度が０．１〜１．３ｃｍ／ｓである、すなわち、本発明の分配器板で特に最適である「トリクルベッド」様式に相当する範囲の全体にわたって、分配器板の設置の間中、水平性の欠如の影響を大幅に抑制することを可能としている。

Claims (16)

  1. 複数の触媒床を含み得る反応器の種々のレベルに配置された、下降並流様式での気体−液体流のための分配器板であって、前記板は、生じた気体−液体混合物の、前記板の下流に位置する触媒床にわたって均一な分配を確実なものとするためのものであり、前記板は、四角形または三角形のパターンで前記板の表面にわたって規則的に分配された分配要素を備え、分配要素は、直径（ｄ１）および高さ（ｈ１）を有する内側シリンダ（１）、並びに、直径（ｄ２）および高さ（ｈ２）を有する外側シリンダ（２）と称される２つの略同軸のシリンダによって構成され、外側シリンダ（２）は、前記板の平面に対して高さ（ｈ３）の分だけ上へ上げられ、２つのシリンダを隔てる下部水平面（５）は、閉鎖されかつ分配器板の基部(base)から、１０〜１００ｍｍの範囲の高さ（ｈ３）の分だけ上方に位置し、外側シリンダ（２）の側壁は、気体および液体の、環状帯域（３）への進入を可能とする略垂直スロット（４）を少なくとも１つ備え、気体−液体混合物は、上昇流の流れとして環状帯域（３）内を流され、次いで、内側シリンダ（１）の上方開口部（６）を介して内側シリンダ（１）内へと入り、内側シリンダ（１）内を降下し、次いで、内側シリンダ（１）の下端に位置する開口部（７）を介して排出される、分配器板。
  2. 前記下部水平面（５）が、閉鎖されかつ分配器板の基部(base)から、２０〜６０ｍｍの範囲の高さ（ｈ３）の分だけ上方に位置している請求項１に記載の分配器板。
  3. 高さ（ｈ４）を有する垂直スロット（４）の数は、１〜３の範囲である、請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  4. 分配要素間のピッチは、１００〜２００ｍｍの範囲の寸法を有する四角形または三角形のパターンである、請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  5. 分配要素の全高は、２００〜４００ｍｍの範囲である、請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  6. 分配要素の寸法は：
    （ｈ２）が、１００〜５００ｍｍの範囲であり；
    （ｄ２）が、１５〜３００ｍｍの範囲であり；
    （ｈ１）が、１００〜５００ｍｍの範囲であり；
    （ｄ１）が、１０〜１００ｍｍの範囲であり；
    （ｈ４）が、１０〜５００ｍｍの範囲であり；
    （ｅｆ）が、１〜５ｍｍの範囲であり；
    （ｈ３）が、１０〜１００ｍｍの範囲であり；
    以下の表記：
    （ｈ２）は、外側シリンダの高さであり（ｈ２）；
    （ｄ２）は、外側シリンダの直径であり（ｄ２）；
    （ｈ１）は、内側シリンダの高さであり（ｈ１）；
    （ｄ１）は、内側シリンダの直径であり（ｄ１）；
    （ｈ４）は、気体−液体混合物のための進入スロットの高さであり（ｈ４）；
    （ｅｆ）は、気体−液体混合物のための進入スロットの幅であり（ｅｆ）；
    （ｈ３）は、分配器板の基部平面に対する外側シリンダの高さである（ｈ３）；
    請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  7. 気体および液体の通過のためのスロットは、三角形の形状を有し、三角形の先端は、上方または下方に向けられている、請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  8. ２つのシリンダ、すなわち内側シリンダおよび外側シリンダは、完全に同軸ではなく、それら２つの軸の間に０〜（ｄ２−ｄ１）／４の範囲の距離の分だけ中心ずれを生じる、請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  9. 分配器板は、一式の円錐偏向器をさらに備え、各偏向器は、分配要素の下に置かれ、円錐の広がった部分は、下方に向けられている、請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  10. 分配器板は、２０〜３００ｍｍの範囲の距離の分だけ分配器板の下方に置かれた一式のスクリーンをさらに備え、前記一式のスクリーン要素はそれぞれ異なる高さの水平面に配置されている、請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  11. ４〜２０個の炭素原子を含むオイルカットの水素化処理、水素化または酸化のための方法における、請求項１または２に記載の分配器板の使用。
  12. トリクルベッド様式で気体および液体の並流下降流で、すなわち液体の表面速度が０．１〜１．５ｃｍ／ｓで、用いる任意の方法における請求項１または２に記載の分配器板の使用。
  13. 前記垂直スロット（４）の数が、１〜２である請求項１または２に記載の分配器板。
  14. 前記（ｈ２）が、２００〜４００ｍｍの範囲であり；
    前記（ｄ２）が、５０〜２００ｍｍの範囲であり；
    前記（ｈ１）が、２００〜４００ｍｍの範囲であり；
    前記（ｄ１）が、２５〜７５ｍｍの範囲であり；
    前記（ｈ４）が、１００〜３００ｍｍの範囲であり；
    前記（ｅｆ）が、１〜３ｍｍの範囲であり；
    前記（ｈ３）が、２０〜６０ｍｍの範囲である
    請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  15. 分配器板は、５０〜１５０ｍｍの範囲の距離の分だけ分配器板の下方に置かれた一式のスクリーンをさらに備え、前記一式のスクリーン要素はそれぞれ異なる高さの水平面に配置されている、請求項１または２に記載の下降並流様式での気体−液体流のための分配器板。
  16. ８〜２０個の炭素原子を含むオイルカットの水素化処理、水素化または酸化のための方法における、請求項１または２に記載の分配器板の使用。
JP2014539375A 2011-11-03 2012-10-09 水平性の欠如に対して低い感受性を有する分配要素を備えた、気体−液体混合物のための分配器板 Active JP6089040B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR11/03336 2011-11-03
FR1103336A FR2982172B1 (fr) 2011-11-03 2011-11-03 Plateau de distribution d'un melange gaz liquide equipe d'elements de distribution peu sensibles au defaut d'horizontalite
PCT/FR2012/000407 WO2013064756A1 (fr) 2011-11-03 2012-10-09 Plateau de distribution d'un melange gaz liquide equipe d'elements de distribution peu sensibles au defaut d'horizontalite

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015502245A JP2015502245A (ja) 2015-01-22
JP2015502245A5 JP2015502245A5 (ja) 2017-02-02
JP6089040B2 true JP6089040B2 (ja) 2017-03-01

Family

ID=47216347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014539375A Active JP6089040B2 (ja) 2011-11-03 2012-10-09 水平性の欠如に対して低い感受性を有する分配要素を備えた、気体−液体混合物のための分配器板

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9486752B2 (ja)
EP (1) EP2773450B1 (ja)
JP (1) JP6089040B2 (ja)
KR (1) KR101932792B1 (ja)
CN (1) CN103906563B (ja)
BR (1) BR112014010267B1 (ja)
FR (1) FR2982172B1 (ja)
RU (1) RU2606618C2 (ja)
SA (1) SA112330970B1 (ja)
WO (1) WO2013064756A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3006607B1 (fr) 2013-06-11 2016-10-07 Axens Dispositif de distribution d'un fluide
FR3027237B1 (fr) * 2014-10-21 2016-11-18 Ifp Energies Now Dispositif de distribution d'un melange polyphasique.
FR3030309B1 (fr) * 2014-12-19 2016-12-23 Ifp Energies Now Plateau distributeur pour colonne d'echange de chaleur et/ou de matiere comprenant des moyens de bullage
KR101977810B1 (ko) * 2015-08-28 2019-05-13 주식회사 엘지화학 분배기 및 이를 포함하는 하강류 촉매 반응기
KR102001608B1 (ko) * 2015-08-28 2019-07-18 주식회사 엘지화학 분배기 및 이를 포함하는 하강류 촉매 반응기
KR102071902B1 (ko) * 2016-04-18 2020-01-31 주식회사 엘지화학 분배기 및 이를 포함하는 하강류 촉매 반응기
RU2672742C1 (ru) * 2016-11-25 2018-11-19 Чайна Петролиум энд Кемикал Корпорейшн Диск, ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток, и реактор
CN108114667B (zh) * 2016-11-25 2020-12-08 中国石油化工股份有限公司 一种折边式喷射盘
CN108114670B (zh) * 2016-11-30 2021-12-07 中国石油化工股份有限公司 一种套筒式减冲均流盘
EP3693402B1 (en) 2017-10-04 2023-07-12 Mitsubishi Chemical Corporation Rubber-containing graft polymer, resin composition containing rubber-containing graft polymer, and shaped article thereof
CN109985574B (zh) * 2017-12-29 2021-08-31 中国石油化工股份有限公司 顶部设置减冲盘的加氢反应器
CN109985573B (zh) * 2017-12-29 2021-08-31 中国石油化工股份有限公司 一种提高液相均匀度的加氢反应器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US658738A (en) 1900-01-27 1900-09-25 Library Bureau Lock-rod for cards.
US1738386A (en) * 1927-04-25 1929-12-03 Universal Oil Prod Co Vapor fractionation
GB721247A (en) 1952-08-27 1955-01-05 Ici Ltd Improvements in or relating to plate columns for treating liquids with gases or vapours
JPS60193225U (ja) * 1984-06-01 1985-12-23 三菱重工業株式会社 固定床用液分散器
FR2745202B1 (fr) 1996-02-27 1998-04-30 Inst Francais Du Petrole Plateau pour distribuer un melange polyphasique a travers un lit catalytique
ES2251010T5 (es) 1996-12-19 2011-04-26 Haldor Topsoe A/S Dispositivo de distribución de dos fases de corriente descendente.
US6221133B1 (en) * 1999-12-29 2001-04-24 Norton Chemical Process Products Corporation Fluid separation packing
FR2807673B1 (fr) * 2000-04-17 2003-07-04 Inst Francais Du Petrole Dispositif de distribution d'un melange polyphasique sur un lit de solide granulaire comportant un element brise-jet poreux
FR2807676B1 (fr) 2000-04-17 2002-07-12 Inst Francais Du Petrole Sous-ensemble polyfonctionnel assurant la mise en contact, la distribution de matiere et l'echange de chaleur et/ou de matiere d'au moins une phase gazeuse et d'au moins une phase liquide
US6769672B2 (en) * 2002-10-08 2004-08-03 Uop Llc Two-phase distribution apparatus and process
FR2853260B1 (fr) 2003-04-02 2005-05-06 Inst Francais Du Petrole Dispositif ameliore de melange et de distribution d'une phase gaz et d'une phase liquide alimentant un lit granulaire
JP4686479B2 (ja) * 2004-01-15 2011-05-25 ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット 蒸気−液体分配トレー
MY142153A (en) * 2004-12-10 2010-09-30 Shell Int Research Reactor tube apparatus
US7506861B2 (en) * 2005-01-21 2009-03-24 Morten Muller Ltd. Aps Distribution device for two-phase concurrent downflow vessels
FR2889973B1 (fr) 2005-08-26 2007-11-09 Inst Francais Du Petrole Plateau filtrant pour reacteur a lit a co courant descendant de gaz liquide
CN2834690Y (zh) * 2005-11-14 2006-11-08 中国石油化工集团公司 并流气液分配器
US7523923B2 (en) 2006-04-18 2009-04-28 Shell Oil Company Fluid distribution tray and method for the distribution of a highly dispersed fluid across a bed of contact material
FR2980719B1 (fr) 2011-09-30 2013-09-06 IFP Energies Nouvelles Plateau distributeur pour la distribution d'un melange polyphasique avec cheminees tronquees en peripherie.

Also Published As

Publication number Publication date
SA112330970B1 (ar) 2016-01-03
US9486752B2 (en) 2016-11-08
KR101932792B1 (ko) 2018-12-27
WO2013064756A8 (fr) 2013-06-20
BR112014010267B1 (pt) 2019-11-26
JP2015502245A (ja) 2015-01-22
US20140364650A1 (en) 2014-12-11
BR112014010267A2 (pt) 2017-04-18
RU2014122327A (ru) 2015-12-10
FR2982172A1 (fr) 2013-05-10
CN103906563B (zh) 2016-12-28
EP2773450A1 (fr) 2014-09-10
CN103906563A (zh) 2014-07-02
KR20140088175A (ko) 2014-07-09
RU2606618C2 (ru) 2017-01-10
WO2013064756A1 (fr) 2013-05-10
EP2773450B1 (fr) 2015-07-29
FR2982172B1 (fr) 2013-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6089040B2 (ja) 水平性の欠如に対して低い感受性を有する分配要素を備えた、気体−液体混合物のための分配器板
JP2015502245A5 (ja)
JP6196215B2 (ja) 気体と液体用分配トレイ、このトレイを装備した反応器、及びこのトレイの利用
RU2007136045A (ru) Устройство и способ проведения каталитического крекинга
CN1891333A (zh) 改进的用于下降流反应器的分配器***
KR102233330B1 (ko) 유체 분배 디바이스
JP2013507239A (ja) 下降流触媒反応器の流れ分配装置
KR101566553B1 (ko) 고정층 반응기의 고성능 침니 트레이
JP2007197405A (ja) 気泡塔型炭化水素合成反応器
CN104226208A (zh) 一种用于多相流反应器的气体分布器及多相流反应器
KR20150067330A (ko) 혼합 디바이스를 포함하는 다층 하향류 반응기, 상기 반응기의 용도, 및 혼합 방법
JP2004130301A (ja) 粒状床の上流に配置される濃い流体と軽い流体との混合および分配装置、ならびに下降流における該装置の使用
KR102532376B1 (ko) 유동화 매체를 함유하는 챔버에서 다상 혼합물을 분배하기 위한 신규의 디바이스
US9446368B2 (en) Mixing device for mixing raw material and catalyst in fluid catalytic cracking device
JP2014503348A (ja) 分配トレイ、容器またはそれらに関連する方法
TWI664021B (zh) 減沖均流盤和反應器
US8071047B2 (en) Centerpipe design for radial flow reactor
KR101941727B1 (ko) 방사 반응기용 가스분산장치
CN106237938B (zh) 物流混合分配器和固体颗粒床层反应器
WO2020035263A1 (en) Catalytic chemical reactor with a liquid distribution tray and –units
US20120082595A1 (en) Parameters for a louvered centerpipe in a radial flow reactor
KR102404282B1 (ko) 유동층 반응기
JP6556041B2 (ja) 触媒供給装置の触媒流量設定方法、及び混合装置
CN202506370U (zh) 一种并流气液分配器
TH67446B (th) อุปกรณ์สัมผัสและกระจายแบบหลายเฟสสำหรับกระบวนการไฮโดรโพรเซสซิง

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151001

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160927

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20161212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6089040

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250