气体和液体的分布台盘、装有该台盘的反应器以及所述台盘的用途制造技术

本发明专利技术涉及一种循环为共流的气体和液体的分布台盘（1），所述台盘包括板（10），所述板（10）钻有孔眼（12）并且支撑与所述板（10）垂直地延伸的空心通道（20），板的每个孔眼（12）上设置有截面与所述孔眼（12）相同的通道（20），其特征在于，板（10）装有位于每个通道（20）的外围的在外接圆内的多个开口（30），并且所述外接圆的中心与通道（20）的中心重合，并且该外接圆的半径小于或等于二个相邻的通道（20）之间分开的最短距离的1/3，并且单个导流元件（40、100）设置于每个通道（20）下方，开口（30）和与每个通道（20）相关联的导流元件（40）用于引起气-液混合物在每个通道下方的旋转运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种气体和液体的分布台盘，装有该台盘的反应器以及该台盘的用途。本专利技术涉及可以下降共流运行的、提供有流体——液体和气体——的具有固定催化剂床的反应器领域。本专利技术提出位于催化床上游的新的分布台盘，该分布台盘可以改进提供到所述催化床上的流体的分布。
技术介绍
存在许多类型的便于液体和气体流体的热或物理混合的台盘，这些流体或共流或逆流地被引入。专利US5942162描述了对共流混合物的可能的不同技术。在这些技术中，最传统的分布台盘（或多个分布台盘）是用于支撑通道的钻有孔眼的台盘。特别是，台盘的每个孔眼通向这样的通道，所述通道的半开放的上端允许反应气体通过。为了使液体向通道内通过，已经开发了多种技术，例如专利US5882610、US6093373、EP1147808、和EP1147809中描述的。位于每个通道下部的开口或孔洞可以保证通道内的液体和气体之间在通道下部混合，然后穿过所述催化床，催化床前方通常有至少一层惰性球，该惰性球用于使负荷流分流并重新分布负荷，以避免在催化床中产生优先流、热点源、和结焦。在这些应用中，气体对液体的体积比通常大于3：1，并一般小于400：1，最常见的情况是该比率从10到200变化。但是，存在从通道进入的气体量与液体量相比非常小的情况，例如当气体对液体的体积比小于或等于3时。液体的量增加伴随着人们急剧地增加尺寸较大的通道的数量，但是，液体和气体之间的混合始终不好，因此该混合方式是不够有效的。在极端情况下，当通道下部的孔眼截面大于通道截面时，不是所有液体能从通道通过，因此台盘上的液面上升，液面可能超过通道高度，这就干扰了气体的稳定流动。到目前，此类问题的唯一解决办法是通过规则地分布在台盘的整个表面的孔眼将专用通道中的气体的流道与液体的流道分离。但是，在这些条件下，气体和液体的流道分开，因此没有气体/液体混合，也没有通过气体保证的液体扩散。文献US5799877描述了一种流体在颗粒床上的分布装置，该装置由用于支撑通道的被钻孔的台盘形成。该文献的目标是实现穿过颗粒床的液-气两相混合物的均匀分布而压力微弱地下降，两相下降的共流循环。为了达到该目标，台盘包括一些用于使气体通过的管道，每个管道被用于使液体通过的管道包围，使液体从设在二个管道之间的环形空间排出。当气体流在台盘下排出时，中心气流因此被液体环包围，并且，由于穿过气体管道的压降小，气体延伸到出口，并且与周围的液体接触，在台盘下形成液体和气体喷雾。在该文献中，气体和液体管道是同心管。可以通过在液体通过的管壁上形成缝隙而使液体的分布是连续的。也可通过从确定高度关闭液体通过的管的顶部并在这些管的顶部附近形成液体的入口而使液体分布是脉冲式的：当液体到达该入口时，液体从台盘下排放。则液体通过的管以虹吸方式运行（文献US4526757中也描述了该原理）。最后，液体的分布可以是混合的，通过管壁上的缝隙得到连续的液体流，关闭这些管的顶部，以形成通过间歇地保证液体脉冲流的虹吸。位于台盘下并在气体和液体出口下的导流器可以帮助形成气体和液体喷雾，尤其是形成气体和液体的锥形喷雾，如文献US5403561中描述的。文献US5799877没有提出如何改善气体和液体的混合。另外，申请人发现，当气体和液体难以混合时，特别是当气/液体积比小于或等于3时，用于引入液体的虹吸的存在不能得到气体和液体的良好混合，。当气体和液体难以混合时，分布台盘下游的催化床内的反应不能以最佳方式进行。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服这些缺点，这通过提出一种可以使气体和液体均匀分布的分布台盘实现。该分布台盘更特别用于包括至少一个催化床的反应器，但也适用于具有多个床的反应器。为此，本专利技术的第一目标涉及一种循环为下降共流的气体和液体的分布台盘，所述台盘包括支撑空心通道的被钻孔的板，通道与所述板垂直地延伸，板的每个孔眼上有截面与所述孔眼相同的通道，其特征在于，板装有多个设置在每个通道外围的开口，开口在中心与通道中心重合并且其半径小于或等于二个相邻通道之间分开的最短距离的1/3的外接圆内，并且单个导流元件设置在每个通道下，与每个通道相关联的开口和导流元件设置成用于引起气-液混合物的在每个通道下的旋转运动。以上的“通道中心”是指板的平面中的通道中心。换句话说，外接圆围绕相应通道对中。因此，这些开口穿过所述板两侧，使液体穿过板而通过，并且处于每个通道周围。特别是，这些开口位于板的空间中，该空间一方面由通道，另一方面由一外接圆限定，外接圆的中心与通道中心重合，并且所述外接圆的半径小于或等于二个相邻通道分开的最短距离的1/3。所述通道之间的距离在考虑的通道中心（或轴线）之间测量。因此开口位于在所述外接圆中在每个通道的外围。气体通过通道穿过台盘，并且液体通过每个通道周围的开口穿过分布台盘，因此，和现有技术的分布台盘一样，气体和液体的混合不再在每个通道的底部进行，而是在分布台盘的每个通道下方进行。另外，形成在台盘的板中的开口没有分布在台盘的整个表面，而是只位于通道外围。可以通过开口和/或相关联的唯一导流器的特殊形状得到旋转运动，这可以把液体和/或气体流引到板的下方，以便使它们混合。开口和/或相关联的导流器的特殊形状将在本说明书的后面进行描述。无论形状如何，每个导流元件的作用是把通过通道下降的气体通过所述开口引向分布在通道外围的液体。这些导流元件可以优化气体和液体的混合。尤其是，导流元件或多个导流元件在每个通道下形成混合区，通过通道到达的气体和通过开口到达的液体在所述混合区混合。板和所述导流元件之间没有最佳距离，但该距离优选选择为在1-20mm之间变化，并优选在2-10mm之间变化。有利地，位于每个通道下的单个导流元件具有投射在板上的表面，所述表面的轮廓为至少部分地覆盖位于与之相关联的通道的外围的所述开口。导流元件在板上的投射面积大于通道的面积，并且可以基本等于或大于囊括这些在板上的开口的外接圆的面积：导流元件把来自通道的气体引向液体，以促进来自通道的气体和来自开口的液体的混合。当设置穿过分布台盘的板的开口以便引起穿过开口的液体的旋转运动时，每个与这些开口相关联的导流元件可以是平的、和/或凸起形的、凸面优选朝向通道。凸起形状可以调节通道下的气体速度，并可具有足以使液体通过的外围空间。则导流元件优选为没有孔眼的完整表面。例如，如果每个导流元件由设置于与板平行的通道下方的平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环为共流的气体和液体的分布台盘（1），所述台盘包括板（10），所述板（10）钻有孔眼（12）并支撑与所述板（10）相垂直地延伸的空心通道（20），所述板的每个孔眼（12）上设置有截面与所述孔眼（12）相同的通道（20），其特征在于，所述板（10）装有多个设置于每个通道外围的开口（30），并且所述开口（30）处于中心与所述通道（20）的中心重合的外接圆内，并且所述外接圆的半径小于或等于二个相邻通道（20）之间分开的最短距离的1/3，并且在每个通道（20）下方设置单个导流元件（40、100），与每个所述通道（20）相关联的所述导流元件（40、100）和所述开口（30）布置成引起气‑液混合物的在每个通道下方的旋转运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.03 FR 11571101.一种循环为共流的气体和液体的分布台盘（1），所述台盘包括板
（10），所述板（10）钻有孔眼（12）并支撑与所述板（10）相垂直地延伸
的空心通道（20），所述板的每个孔眼（12）上设置有截面与所述孔眼（12）
相同的通道（20），其特征在于，所述板（10）装有多个设置于每个通道外
围的开口（30），并且所述开口（30）处于中心与所述通道（20）的中心重
合的外接圆内，并且所述外接圆的半径小于或等于二个相邻通道（20）之
间分开的最短距离的1/3，并且在每个通道（20）下方设置单个导流元件
（40、100），与每个所述通道（20）相关联的所述导流元件（40、100）和
所述开口（30）布置成引起气-液混合物的在每个通道下方的旋转运动。
2.根据权利要求1所述的分布台盘，其特征在于，在每个其上设置有
通道（20）的孔眼（12）下方设有导流元件（40），所述导流元件（40）布
置成用于把从通道（20）下降的气体引向通过所述开口（30）分布在所述
通道（20）的外围的液体。
3.根据权利要求2所述的分布台盘，其特征在于，所述单个导流元件
（40）在所述板上的投影表面具有直径大于所述通道的直径的轮廓，并且
该直径也能够等于围绕设置于与之相关联的通道的外围的所述开口（30）
的外接圆的直径。
4.根据权利要求2或3所述的分布台盘，其特征在于，每个所述通道
下的所述单个导流元件（40）的形状为平面形和/或凸面朝向所述通道的凸
起形。
5.根据权利要求1-4之一所述的分布台盘，其特征在于，所述开口（30）
布置成用于引起穿过所述开口的液体的旋转运动。
6.根据权利要求1-5之一所述的分布台盘，其特征在于，所述开口（30）
是穿通孔眼，并且与每个通道（20）相关联的单个导流元件（100）具有适
于引起气液混合物的所述旋转运动的形状。
7.根据权利要求1-6之一所述的分布台盘，其特征在于，所述导流元
件（100）布置成用于沿相对于所述分布台盘的板（10）成角度α倾斜的方
向引导从每个开口（30）出来并与从所述通道（20）出来的气体混合的液
体。
8.根据权利要求1-7之一所述的分布台盘，其特征在于，每个导流元
件（100）由多个开口（130）穿过的板（110）形成，所述开口（130）布
置成引起穿过所述开口的流体的旋转运动。
9.根据权利要求1-8之一所述的分布台盘，其特征在于，每个导流元
件（110）由相对于所述分布台盘的所述板（10）倾斜相同角度α的多个叶
片形成。
10.根据上述权利要求之一所述的分布台盘，其特征在于，所述开口
（30；130）规则地分布在每个通道和通道的轴线的外围。
11.根据上述权利要求之一所述的分布台盘，其特征在于，所述开口
（30；130）的形状为圆形、三角形、方形、矩形或任何其它多边形。
12.根据上述权利要求之一所述的分布台盘，其特征在于，通过钻孔、
切割和/或冲压得到所述开口（30；130）。
13.根据上述权利要求之一所述的分布台盘，其特征在于，每个所述
开口（30；130）包括由切割、钻孔和/或冲压而产生的平面或弯曲的导流
壁（34、134）...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩德罗·纳西门托，佩德罗·达席尔瓦，
申请(专利权)人：道达尔销售服务公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR