RU2401158C2 - Каталитический реактор с нисходящим потоком - Google Patents

Каталитический реактор с нисходящим потоком Download PDF

Info

Publication number
RU2401158C2
RU2401158C2 RU2006116389/12A RU2006116389A RU2401158C2 RU 2401158 C2 RU2401158 C2 RU 2401158C2 RU 2006116389/12 A RU2006116389/12 A RU 2006116389/12A RU 2006116389 A RU2006116389 A RU 2006116389A RU 2401158 C2 RU2401158 C2 RU 2401158C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
liquid
distribution
tubes
pan
Prior art date
Application number
RU2006116389/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006116389A (ru
Inventor
Расмус БРЕЙВИК (DK)
Расмус БРЕЙВИК
Йохан МОГЕНСЕН (DK)
Йохан МОГЕНСЕН
Торкиль Оттесен ХАНСЕН (DK)
Торкиль Оттесен ХАНСЕН
Original Assignee
Хальдор Топсеэ А/С
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 Хальдор Топсеэ А/С filed Critical Хальдор Топсеэ А/С
Publication of RU2006116389A publication Critical patent/RU2006116389A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2401158C2 publication Critical patent/RU2401158C2/ru

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
    • 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
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • 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
    • 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
    • B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
    • 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
    • B01J8/0257—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 annular 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
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00548—Flow
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/0061—Controlling the level
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823—Mixing elements
    • B01J2208/00831—Stationary elements
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823—Mixing elements
    • B01J2208/00831—Stationary elements
    • B01J2208/00849—Stationary elements outside the bed, e.g. baffles
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00018—Construction aspects
    • B01J2219/00024—Revamping, retrofitting or modernisation of existing plants
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00182—Controlling or regulating processes controlling the level of reactants in the reactor vessel
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761—Details of the reactor
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Stackable Containers (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано, например, для гидроочистки и гидрокрекинга в операциях переработки нефти. Каталитический реактор с нисходящим потоком имеет множество слоев катализатора, в которые проходит смесь газа и жидкости. Область между последовательными слоями катализатора снабжена распределительной системой для распределения и смешивания газа и жидкости перед контактом со следующим слоем катализатора. Ниже поддона для поддержания катализатора расположена линия нагнетания газа. Собирающий поддон приспособлен для приема газа и жидкости. Выше уровня собирающего поддона продолжаются коллекторы слива. Камера смешения приспособлена для приема газа и жидкости, спускающихся от коллекторов слива. Ниже камеры смешения расположен отбойник. Ниже отбойника размещен первый распределительный поддон, имеющий на всем протяжении отверстия и трубки. По меньшей мере одна из трубок снабжена распределительным устройством, которое способно разделять камеру трубки на, по меньшей мере. две камеры. Ниже первого распределительного поддона расположен второй распределительный поддон для перераспределения газа и жидкости перед контактом со следующим слоем катализатора. Обеспечивается улучшенное смешивание газа и жидкости при сохранении вихревого движения. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Это изобретение относится к каталитическим реакторам, более конкретно к каталитическому реактору с нисходящим потоком, используемому, например, для гидроочистки и гидрокрекинга в операциях переработки нефти.
В каталитических реакторах с нисходящим потоком необходимо, чтобы газ и жидкость были соответствующим образом смешаны через горизонтальное сечение реактора перед входом в слои катализатора. Множество слоев катализатора расположены внутри реактора, и система распределения для тщательного смешивания газа и жидкостей расположена в области между двумя последовательными слоями катализатора. Эту область обычно снабжают линией нагнетания газа ниже слоя катализатора, при этом инжектируют дополнительный газ, чтобы компенсировать газ, уже использованный в предыдущем слое катализатора, или в качестве охлаждающего газа, например инжекцией водорода. Жидкости, падающей вниз от расположенного выше слоя катализатора, позволяют накапливаться посредством множества сливов, расположенных в собирающем поддоне и расположенных ниже или выше уровня линии нагнетания газа. После достижения определенного уровня жидкость проходит сквозь сливы в камеру смешения, где обеспечивается вихреобразное перемещение жидкости. Это способствует хорошему смешиванию жидкости и при этом однородным температурным условиям в жидкости. Жидкость из камер смешения падает вниз на
дефлектор или отбойник, посредством чего поток переправляют на первый распределительный поддон, имеющий большое количество отверстий вниз для прохождения жидкости. В этом поддоне осуществляют грубое распределение газа и жидкости через реактор. Слой жидкости аккумулируется в этом поддоне и закрывает отверстия так, что препятствует прохождению газа. Прохождению газа от указанного первого распределительного поддона способствует наличие ряда трубок. Эти две фазы затем смешивают ниже по ходу потока на втором или конечном распределительном поддоне, имеющем ряд трубчатых сливов для течения газа и жидкости. Этот поддон предназначен для перераспределения газа и жидкости, по существу, симметрично через горизонтальное сечение реактора над верхней частью следующего слоя катализатора.
Чтобы улучшить однородность распределения и смешивания пара и жидкости через реактор, патент США №4,836,989 описывает распределительную систему в области между слоями катализатора, как описано выше, в которой выходы сливов приспособлены для придания вихревого движения жидкости, когда она входит в камеру смешения. Каждая из трубок для прохождения вниз пара, присоединенная к первому распределительному поддону, представляет собой трубку с открытым верхом, продолжающуюся над указанным первым распределительным поддоном, и включает пластину с отверстиями в ее нижнем конце. Высокая скорость и вихревое движение, преобладающее в камере смешения, само усиливается в нисходящих трубках, и в результате поток, покидающий трубку, будет приобретать более высокую скорость по направлению к стенке реактора, чем к центру реактора. Соответственно, нисходящий поток из трубок неравномерно распределяется во втором (конечном) распределительном поддоне, с сопутствующим эффектом, так что газ и жидкость не смешиваются оптимально через горизонтальное сечение реактора при контакте с нижележащим слоем катализатора.
Поэтому задача изобретения состоит в обеспечении улучшенной однородности в горизонтальном сечении реактора в потоке, спускающемся от трубок, и улучшенное смешивание газа и жидкости, входящей во второй распределительный поддон перед контактом со следующим слоем катализатора, и обеспечении такой улучшенной однородности в потоке и смешивания газа и жидкости при сохранении, в то же самое время, нетронутого вихревого движения, вызываемого в камере смешения выше трубок.
Указанная задача достигается предложенным каталитическим реактором с нисходящим потоком, имеющим множество слоев катализатора, в которые проходит смесь газа и жидкости, причем область между последовательными слоями катализатора снабжена распределительной системой для распределения и смешивания газа и жидкости перед контактом со следующим слоем катализатора, указанная распределительная система содержит:
(a) линию нагнетания газа, расположенную ниже поддона для поддержания катализатора,
(b) собирающий поддон, расположенный ниже указанной линии нагнетания газа и приспособленный для приема газа и жидкости,
(c) коллекторы слива, продолжающиеся над уровнем указанного собирающего поддона и снабженные выходными отверстиями для прохождения газа и жидкости, причем указанные выходные отверстия приспособлены для придания вихревого движения выходящим газу и жидкости,
(d) камеру смешения, приспособленную для приема и поддержания вихревого движения газу и жидкости, спускающимся от указанных коллекторов слива,
(e) отбойник ниже указанной камеры смешения, приспособленный для направления потока в радиальном направлении от указанной камеры смешения,
(f) первый распределительный поддон, расположенный ниже указанного отбойника, имеющий ряд отверстий на всем протяжении, чтобы позволять прохождение вниз жидкости, и ряд трубок, чтобы позволять прохождение вниз газа, и
(g) второй распределительный поддон, расположенный ниже указанного первого распределительного поддона, причем указанный второй распределительный поддон имеет множество удлиненных трубок, в котором указанные удлиненные трубки обеспечивают перераспределение газа и жидкости перед контактом со следующим слоем катализатора,
причем отличительный признак реактора состоит в том, что, по меньшей мере, одна трубка обеспечена устройством распределения, которое способно разделять камеру трубки на по меньшей мере две камеры.
Таким образом, простым способом вращательное движение жидкости внутри трубки прерывают, при этом выравнивают профиль скорости нисходящего потока из трубок, и поток равномерно распределяют через горизонтальное сечение реактора.
Предпочтительно, распределительное устройство образовано с помощью пластины так, чтобы разделить камеру трубки на по меньшей мере две, по существу, равных камеры. Более предпочтительно, распределительное устройство формируют с помощью двух пластин, пересекающих друг друга так, чтобы разделить камеру трубки на четыре, по существу, равных камеры. Распределительное устройство является простым и таким образом легким в изготовлении и установке внутри трубок. При разделении трубки на четыре отдельных камеры лучше осуществляется разрушение вихревого движения. Очевидно также возможны и другие конфигурации, например, камеры могут отличаться по размеру, и распределительное устройство может быть сформировано, чтобы разделять камеру трубки на шесть или даже более отдельных камер. Из-за недостатка в отношении падения давления, когда число отдельных камер увеличивают, предпочтительно, чтобы трубку разделяли на четыре камеры. Предпочтительно, камеры имеют, по существу, равный размер. Пластины предпочтительно представляют собой твердые металлические пластины, которые также могут быть снабжены отверстиями или апертурами, чтобы способствовать обмену текучих сред между камерами и снижать падение давления.
Распределительное устройство продолжается вверх от основания трубки до выше 25% длины трубки, предпочтительно до 50% длины трубки. Уровень нижней части по меньшей мере одной трубки может соответствовать уровню первого распределительного поддона, обеспечивая грубое распределение газа и жидкости, но трубки также могут продолжаться ниже уровня первого распределительного поддона.
В каталитическом реакторе с нисходящим потоком по изобретению по меньшей мере, одна трубка, а предпочтительно все трубки снабжены закрытой верхней частью с отдельными боковыми отверстиями для отдельного входа жидкости и газа, при этом отверстия для потока газа обращены от выходного отверстия камеры смешения. Это позволяет исключить байпасирование жидкости, падающей из камеры смешения, непосредственно на конечный или второй поддон выше следующего слоя катализатора вследствие прямого всасывания через трубки. Байпасирование жидкости из камеры смешения может приводить к очень низкому уровню жидкости на первом распределительном поддоне, тем самым повышая риск перехода градиента давления от указанного выше первого распределительного поддона на второй распределительный поддон ниже по ходу потока.
Трубки обычно расположены по кругу вокруг центра реактора, в котором расстояние от центра реактора соответствует, приблизительно, половине радиуса реактора. Основная задача расположения трубок по кругу или по кольцу вокруг центра реактора состоит в том, чтобы гарантировать, что любой градиент давления, возникающий на первом распределительном поддоне, не перемещается ко второму распределительному поддону. Предпочтительно, трубки расположены вокруг центра реактора, в котором расстояние от центра реактора до любой из трубок соответствует от около 25% до 75%, 85% или 90% радиуса реактора. Радиус реактора, как используется здесь, соответствует расстоянию от центра реактора, грубо заданного положением отверстия в камере смешения для выхода текучей среды, до внутренней стенки реактора.
Распределительная система в области между последовательными слоями катализатора может также включать перфорированную пластину, расположенную ниже первого распределительного поддона, которая покрывает, по существу, все поперечное сечение второго распределительного поддона, расположенного ниже. Это способствует дальнейшему распределению нисходящего потока от трубок и первого распределительного поддона до входа во второй и конечный поддон и в то же самое время создает спокойную поверхность жидкости во втором (конечном) распределительном поддоне. Предпочтительно, указанная перфорированная пластина в области пластины непосредственно ниже по меньшей мере одной трубки не имеет каких-либо отверстий. Это способствует улучшенному распределению жидкости, спускающейся из трубок на второй распределительный поддон, и не позволяет прямого всасывания газа и жидкости в удлиненные трубки второго поддона.
В другом варианте осуществления изобретения горизонтальная пластина, по существу, того же диаметра, как и наружный диаметр по меньшей мере одной трубки, расположена ниже указанной трубки и выше перфорированной пластины, покрывающей второй распределительный поддон.
В еще одном варианте осуществления перфорированная пластина отсутствует, и горизонтальная пластина, по существу, того же диаметра, как и наружный диаметр по меньшей мере одной трубки расположена ниже указанной трубки и выше второго распределительного поддона.
Указанная, по существу, горизонтальная пластина может поддерживаться на смежных удлиненных трубках второго распределительного поддона, например эта горизонтальная пластина может поддерживаться вертикальными кронштейнами, выступающими вниз на верхнюю часть смежных удлиненных трубок второго распределительного поддона. Это также способствует улучшенному распределению жидкости, спускающейся от трубок на второй распределительный поддон, и препятствует прямому всасыванию жидкости из трубок в удлиненные трубки непосредственно ниже во втором распределительном поддоне. Предпочтительно горизонтальная пластина может иметь другие формы, которые также являются пригодными для улучшения смешивания, эта пластина может, например, быть изогнутой вниз на ее концах.
Сопутствующее преимущество изобретения состоит в том, что теперь можно уменьшить расстояние между уровнем нижней части трубок и вторым (конечным) поддоном, тем самым позволяя обеспечение более компактного дизайна реактора.
Изобретение также подходит для ремонта или переоснащения существующих секций охлаждения в реакторах с нисходящим потоком, при этом трубки распределительной системы могут быть подходящим образом снабжены распределительным устройством путем простой вставки и фиксации устройства по изобретению в по меньшей мере одну трубку. Это может быть сделано быстро и эффективно, тем самым снижая дорогостоящее время простоя при работе реактора.
Область между последовательными слоями катализатора в ином случае относится в этой спецификации к секции закалки. Термин текучая среда охватывает газ или жидкость или их смесь. Термины газ и пар используют попеременно, также в качестве терминов линии нагнетания газа и цикла закалки. Удлиненные трубки во втором (конечном) поддоне, как используют в этой спецификации, также относятся и к трубкам, поднимающим пар.
Изобретение далее описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых Фиг.1 - вид в вертикальном сечении секции охлаждения реактора с нисходящим потоком по изобретению, а Фиг.2 - схематический конкретный вариант осуществления распределительного устройства по изобретению.
Ссылаясь на Фиг.1, реактор 1 с нисходящим потоком содержит секцию охлаждения ниже поддона 2 катализатора, имеющую охлаждающее кольцо 3 для инжекции охлаждающего газа, обычно водорода, поддон 4 коллектора, расположенный ниже указанного кольца закалки, сливы 5, вихревую камеру 6 смешения, отбойник 7, первый распределительный поддон 8, перфорированную пластину 9 и второй или конечный поддон 10 в форме поддона перераспределения трубок для подъема пара (ТПП).
Некоторый объем жидкости аккумулируется в собирающем поддоне 4 и перемещается к сливам 5, снабженным выпускными отверстиями, которые придают вращательное движение выходящей жидкости. Вихревая камера смешения 6 смешивает текучие реагенты в отделении, где текучие среды вместе образуют завихрение. Текучие среды покидают камеру 6 смешения при переполнении и проходят через центральное отверстие в нижней части. Текучие среды затем стекают на отбойник 7, который переправляет поток радиально ниже камеры 6 смешения.
Отбойник 7 расположен на расстоянии выше первого распределительного поддона, чтобы обеспечить свободное течение жидкости вниз.
Эти текучие среды затем падают на первый распределительный поддон 8, который служит в качестве грубого распределителя для разделения текучей среды на газ и жидкость. Этот первый распределительный поддон 8 снабжен большим количеством отверстий для распределения жидкости по сечению поддона ТПП 10 ниже. Первый распределительный поддон 8 имеет множество трубок 11, расположенных по кругу вокруг центра реактора. Каждая трубка включает закрытый верх 12 с боковым отверстием 13 для отдельного входа жидкости и газа. Боковые отверстия 13 могут быть отверстиями, градуированными по размеру с самыми большими отверстиями для переполнения жидкости, расположенными на той же самой высоте, что и отбойник 7. Отверстия 13 в трубках 11 для потока газа разработаны, чтобы они были обращены от отверстия смешения для выхода текучей среды, чтобы удалять байпасированную жидкость непосредственно на поддон 10 подъема пара.
Предназначенное распределительное устройство 14, расположенное внутри каждой трубки, действует в качестве разрушителя вихря. Распределительное устройство продолжается вверх от нижней части трубки до около 25% длины трубки, предпочтительно до 50% длины трубки. Уровень нижней части по меньшей мере одной трубки соответствует уровню первого распределительного поддона, предназначенного для грубого распределения газа и жидкости, но трубки могут также продолжаться ниже уровня первого распределительного поддона. Поток текучей среды от трубок 11 и первого распределительного поддона 8 падает сквозь перфорированную пластину 9, покрывающую большую часть поддона ТПП 10. Перфорированная пластина 9 может быть предпочтительно не перфорированной (с отсутствием каких-то отверстий) в области поддона 9 непосредственно ниже трубок 11. Эта область соответствует, по существу, площади поперечного сечения трубки. Альтернативно, по существу, горизонтальные пластины 15 могут быть расположены между трубками 11 и поддоном ТПП 10, чтобы далее распределять текучую среду и препятствовать прямому всасыванию в удлиненные трубки 16 поддона 10 подъема пара. Поддон 10 ТПП представляет собой поддон типа, способствующего прохождению пара, содержащий большое количество парожидкостных спускных трубок в форме таких удлиненных трубок 16, которые перераспределяют жидкость и пар над верхней частью следующего слоя катализатора (не показан).
Ссылаясь теперь на Фиг.2 в этом конкретном варианте осуществления изобретения, распределительное устройство 14 сформировано двумя пластинами 141, 142, пересекающими друг друга так, чтобы разделить камеру трубки на четыре, по существу, равные камеры. Эти пластины предпочтительно представляют собой твердые металлические пластины, которые также могут быть снабжены отверстиями, чтобы способствовать обмену текучих сред между камерами и снижать падение давления.

Claims (9)

1. Каталитический реактор с нисходящим потоком, имеющий множество слоев катализатора, в которые проходит смесь газа и жидкости, причем область между последовательными слоями катализатора снабжена распределительной системой для распределения и смешивания газа и жидкости перед контактом со следующим слоем катализатора, и указанная область содержит:
(a) линию нагнетания газа, расположенную ниже поддона для поддержания катализатора,
(b) собирающий поддон, приспособленный для приема газа и жидкости,
(c) коллекторы слива, продолжающиеся выше уровня указанного собирающего поддона и снабженные выходными отверстиями для прохождения газа и жидкости, причем указанные выходные отверстия приспособлены для придания вихревого движения выходящим газу и жидкости,
(d) камеру смешения, приспособленную для приема и поддержания вихревого движения газа и жидкости, спускающихся от указанных коллекторов слива,
(e) отбойник ниже указанной камеры смешения, приспособленный для направления потока в радиальном направлении от указанной камеры смешения,
(f) первый распределительный поддон, расположенный ниже указанного отбойника, имеющий отверстия на всем протяжении, чтобы позволять прохождение вниз жидкости, и трубки, чтобы позволять прохождение вниз газа, и
(g) второй распределительный поддон, расположенный ниже указанного первого распределительного поддона, причем указанный второй распределительный поддон имеет ряд удлиненных трубок, в котором указанные удлиненные трубки обеспечивают перераспределение газа и жидкости перед контактом со следующим слоем катализатора, отличающийся тем, что по меньшей мере одна трубка снабжена распределительным устройством, которое способно разделять камеру трубки на по меньшей мере две камеры.
2. Каталитический реактор с нисходящим потоком по п.1, отличающийся тем, что указанное распределительное устройство образовано двумя пластинами, пересекающими друг друга так, чтобы разделить камеру трубки на четыре, по существу, равные камеры.
3. Каталитический реактор с нисходящим потоком по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна трубка снабжена закрытой верхней частью с отдельными боковыми отверстиями для отдельного входа жидкости и газа, при этом отверстия для потока газа обращены от отверстия камеры смешения.
4. Каталитический реактор с нисходящим потоком по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что дополнительно содержит перфорированную пластину, расположенную ниже указанного первого распределительного поддона и покрывающую, по существу, все поперечное сечение второго распределительного поддона, расположенного ниже.
5. Каталитический реактор с нисходящим потоком по п.4, отличающийся тем, что дополнительно содержит, по существу, горизонтальную пластину, по существу, того же диаметра, как и наружный диаметр по меньшей мере одной трубки, установленную ниже указанной трубки и выше перфорированной пластины, покрывающей второй распределительный поддон.
6. Каталитический реактор с нисходящим потоком по п.4, отличающийся тем, что указанная перфорированная пластина в области непосредственно ниже по меньшей мере одной трубки не имеет каких-либо отверстий.
7. Каталитический реактор с нисходящим потоком по п.5, отличающийся тем, что указанную, по существу, горизонтальную пластину поддерживают на смежных удлиненных трубках второго распределительного поддона.
8. Каталитический реактор с нисходящим потоком по любому из пп.1-3 и 5-7, отличающийся тем, что трубки расположены вокруг центра реактора так, что расстояние от центра реактора до любой из трубок соответствует от около 25% до 75%, 85% или 90% радиуса реактора.
9. Каталитический реактор с нисходящим потоком по п.4, отличающийся тем, что трубки расположены вокруг центра реактора так, что расстояние от центра реактора до любой из трубок соответствует от около 25% до 75%, 85% или 90% радиуса реактора.
RU2006116389/12A 2005-05-13 2006-05-15 Каталитический реактор с нисходящим потоком RU2401158C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200500699 2005-05-13
DKPA200500699 2005-05-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006116389A RU2006116389A (ru) 2007-12-10
RU2401158C2 true RU2401158C2 (ru) 2010-10-10

Family

ID=36590208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006116389/12A RU2401158C2 (ru) 2005-05-13 2006-05-15 Каталитический реактор с нисходящим потоком

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7601310B2 (ru)
EP (1) EP1721660B1 (ru)
JP (1) JP2006341248A (ru)
KR (1) KR20060117232A (ru)
CN (1) CN100584442C (ru)
AT (1) ATE385202T1 (ru)
AU (1) AU2006201990A1 (ru)
CA (1) CA2546359A1 (ru)
DE (1) DE602006000497D1 (ru)
RU (1) RU2401158C2 (ru)
ZA (1) ZA200603812B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA034637B1 (ru) * 2013-02-19 2020-03-02 Мортен Мюллер Лтд. Апс Смешивающее устройство с тангенциальными впусками для емкостей с двухфазным потоком
RU2774371C2 (ru) * 2018-03-07 2022-06-20 Ифп Энержи Нувелль Устройство смешения, находящееся выше зоны распределения

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391197B (zh) * 2007-09-20 2011-02-09 中国石油化工股份有限公司 一种物流混合分配***
US8177198B2 (en) * 2008-06-26 2012-05-15 Uop Llc Quench zone design using spray nozzles
US8181942B2 (en) * 2008-06-26 2012-05-22 Uop Llc Liquid redistribution device for multibed reactors
US8017095B2 (en) * 2009-05-29 2011-09-13 Chevron U.S.A. Inc. Mixing device for a down-flow reactor
US8211375B2 (en) * 2009-10-07 2012-07-03 Chevron U.S.A. Inc. Flow distribution device for downflow catalytic reactors
FR2952835B1 (fr) * 2009-11-20 2011-12-09 Inst Francais Du Petrole Dispositif compact de melange de fluides dans un reacteur a ecoulement descendant
US8268049B2 (en) 2010-03-31 2012-09-18 Uop Llc Vapor-liquid contacting apparatuses having a secondary absorption zone with vortex contacting stages
US8372354B2 (en) 2010-07-19 2013-02-12 Chevron U.S.A. Inc. Multiphase contact and distribution apparatus for hydroprocessing
US8202498B2 (en) 2010-07-19 2012-06-19 Chevron U.S.A. Inc. Multiphase contact and distribution apparatus for hydroprocessing
US8695953B2 (en) 2010-12-06 2014-04-15 Uop Llc Distribution tray, vessel, or method relating thereto
US8673246B2 (en) 2011-03-23 2014-03-18 Uop Llc Process for contacting one or more fluids and a reactor relating thereto
KR102012629B1 (ko) 2011-12-22 2019-10-21 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. 다층 하향류 반응기용 분배장치
RU2014130098A (ru) * 2011-12-22 2016-02-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Распределительное устройство для многослойного реактора с нисходящим потоком
CN102600787A (zh) * 2012-03-30 2012-07-25 凯莱英医药集团（天津）股份有限公司 臭氧化连续反应装置及其工作方法
CN103374383B (zh) * 2012-04-27 2015-09-23 中国石油化工股份有限公司 轻质油品的溶氧脱臭方法及装置
US9566559B2 (en) 2013-06-28 2017-02-14 Uop Llc Fluid distribution device and method for multibed reactors
US9321023B2 (en) 2013-06-28 2016-04-26 Uop Llc Fluid mixing and distribution device and method for multibed reactors
US9295959B2 (en) 2013-06-28 2016-03-29 Uop Llc Fluid distribution device and method for multibed reactors
US9321022B2 (en) * 2013-06-28 2016-04-26 Uop Llc Fluid mixing and distribution device and method for multibed reactors
CN105358245B (zh) * 2013-06-28 2017-09-12 环球油品公司 用于多床层反应器的流体分配装置和方法
US9211516B2 (en) 2013-06-28 2015-12-15 Uop Llc Fluid distribution device for multibed reactors
SG11201601995QA (en) 2013-12-03 2016-04-28 Exxonmobil Res & Eng Co Inter-bed mixing in fixed bed reactors
CN104759229B (zh) * 2014-12-31 2017-06-30 宁波艾迪特设备科技有限公司 一种用于饮料制作的自增压气液混合装置
CN109642169B (zh) * 2016-09-01 2021-10-29 雪佛龙美国公司 用于向下流动式加氢操作反应器的改进的混合装置
TWI664021B (zh) * 2016-11-25 2019-07-01 中國石油化工科技開發有限公司 減沖均流盤和反應器
WO2019008474A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Indian Institute Of Technology, Delhi LIQUID DISPENSERS FOR MONOLITHIC CATALYSTS AND SUBSTRATES
US10518235B2 (en) 2017-07-28 2019-12-31 Uop Llc Methods and apparatus for fluid contacting in a downflow vessel
US10589244B1 (en) 2019-02-07 2020-03-17 Uop Llc Hydroprocessing reactor internals having reduced height
US10668442B1 (en) * 2019-02-07 2020-06-02 Uop Llc Hydroprocessing reactor internals having reduced height
US11298670B2 (en) 2020-04-24 2022-04-12 Uop Llc Compact quench zone reactor internals
CN111558338A (zh) * 2020-05-25 2020-08-21 中国石油化工股份有限公司 气液混合***
CN111558343A (zh) * 2020-05-25 2020-08-21 中国石油化工股份有限公司 一种气液混合分布***
CN111558339B (zh) * 2020-05-25 2023-03-31 中国石油化工股份有限公司 气液混合分布***
US11207650B1 (en) 2020-09-30 2021-12-28 Uop Llc Hydroprocessing reactor internals having reduced height

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE739358C (de) * 1941-06-18 1943-09-22 Hugo Ibing Fa Einrichtung zur Befestigung von Tauchglocken fuer Destillationsapparate
US2705136A (en) * 1951-07-09 1955-03-29 Fritz W Glitsch & Sons Inc Bubble cap riser
BE531177A (ru) * 1953-08-18
US4192835A (en) * 1976-08-06 1980-03-11 Texaco Inc. Triple seal bubble cap assembly with kidney shaped inner tubular sleeve for a gas and liquid contact apparatus
US4836989A (en) * 1987-07-02 1989-06-06 Mobil Oil Corporation Distribution system for downflow reactors
DE3939267A1 (de) * 1989-11-28 1991-05-29 Henkel Kgaa Verteiler und dessen anwendung
US5462719A (en) * 1994-06-08 1995-10-31 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for mixing and distributing fluids in a reactor
US5690896A (en) * 1995-05-05 1997-11-25 Chevron U.S.A. Inc. Distributor assembly for multi-bed down-flow catalytic reactors
ES2251010T5 (es) * 1996-12-19 2011-04-26 Haldor Topsoe A/S Dispositivo de distribución de dos fases de corriente descendente.
US6183702B1 (en) * 1998-12-21 2001-02-06 Chevron U.S.A. Inc. Fluid distributor assembly for a multi-bed, downflow catalytic reactor
EP1341875B1 (en) * 2000-12-11 2004-08-11 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Multiple bed downflow reactor
WO2002085504A1 (en) * 2001-04-24 2002-10-31 Fluor Corporation Methods and apparatus for mixing fluids
US7045103B2 (en) * 2003-01-13 2006-05-16 Exxonmobil Research And Engineering Company Multiphase mixing device with baffles
US7074372B2 (en) * 2003-05-16 2006-07-11 Exxonmobil Research And Engineering Company Multiphase mixing device with improved quench injection for inducing rotational flow
CN100434155C (zh) * 2003-08-18 2008-11-19 国际壳牌研究有限公司 分配装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA034637B1 (ru) * 2013-02-19 2020-03-02 Мортен Мюллер Лтд. Апс Смешивающее устройство с тангенциальными впусками для емкостей с двухфазным потоком
RU2774371C2 (ru) * 2018-03-07 2022-06-20 Ифп Энержи Нувелль Устройство смешения, находящееся выше зоны распределения

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006341248A (ja) 2006-12-21
EP1721660B1 (en) 2008-01-30
KR20060117232A (ko) 2006-11-16
AU2006201990A1 (en) 2006-11-30
CA2546359A1 (en) 2006-11-13
US7601310B2 (en) 2009-10-13
ZA200603812B (en) 2008-06-25
EP1721660A1 (en) 2006-11-15
CN100584442C (zh) 2010-01-27
ATE385202T1 (de) 2008-02-15
RU2006116389A (ru) 2007-12-10
US20060257300A1 (en) 2006-11-16
CN1891333A (zh) 2007-01-10
DE602006000497D1 (de) 2008-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2401158C2 (ru) Каталитический реактор с нисходящим потоком
KR970006666B1 (ko) 다운플로우 반응기용 분배 시스템
KR100833826B1 (ko) 액체 혼합용 교반실을 갖는 혼합 장치
KR101792550B1 (ko) 하향 유동 반응기를 위한 혼합 장치
JP5663128B2 (ja) ２相下降並流ベッセル用分配装置
US5567396A (en) Fluids mixing and distributing apparatus
US7506861B2 (en) Distribution device for two-phase concurrent downflow vessels
RU2491112C2 (ru) Тарелка колонны с поперечным течением и способ ее применения
CN106132528A (zh) 具有向下双相流动的容器的垢收集和预分配塔盘
JP2008528248A5 (ru)
CN103990393A (zh) 用于两相并行容器的具有切向入口的混合设备和混合方法
JP6367831B2 (ja) 反応器用の混合装置
US10518235B2 (en) Methods and apparatus for fluid contacting in a downflow vessel
JP2018510060A (ja) 小型複合化混合分配装置
CN107335388B (zh) 具有混合区和交换区以及折转板的混合和分布装置
JP2006522681A (ja) 物質移動カラムのための複合型液体コレクタ及びミキサ
RU2672742C1 (ru) Диск, ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток, и реактор
JP7102429B2 (ja) 混合デバイスを備えるマルチベッド触媒反応器
KR102574012B1 (ko) 종방향 개구를 갖는 혼합 및 분배 디바이스
MXPA06005333A (es) Sistema distribuidor mejorado para factores de flujo descendente

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110516