将用于例如在H-oil工艺中使用的那些的三相流化床反应器的用于气液分离的新设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于气液分离的设备，将用于例如在H‑oil工艺中所使用的那些的三相流化床反应器。本设备包括位于不同平面上的连串的两个弯曲，并且该设备提供了优异的气液分离。

New equipment for gas-liquid separation to be used in three-phase fluidized bed reactors such as those used in H-oil processes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将用于例如在H-oil工艺中使用的那些的三相流化床反应器的用于气液分离的新设备
本专利技术涉及改进在H-oil工艺中使用的气-液-固反应器的上部部分的尺寸设定，以便在经常称为“再循环杯”的所述上部区中获得更好的气/液分离。术语“再循环杯”是用于在该文献中将称为液体再循环区（或更简单地，再循环区）的专用术语。术语“螺旋上升器”是经常用于在该文献中将称为气/液分离设备的术语。
技术介绍
H-oil工艺是用于加氢转化重烃馏分、残余物或减压瓦斯油型的工艺，其因此使液态烃相、以气泡形式分散的氢气相和以具有通常包括在0.2和2毫米之间的颗粒尺寸的颗粒形式分散的催化剂本身在一起。因此，H-oil工艺是使用专用反应器的三相流化工艺，所述反应器配备有位于反应器上部部分中的气液分离设备，以便允许在分离之后返回反应器的反应区中的液体的再循环。H-oil型反应器的重要特征之一是其液体再循环率，限定为再循环液体的流量与进入的液体进料的流量之比，且其通常位于1至10的范围内。本专利技术可以限定为一种用于H-oil型反应器的改进的气液分离设备，其允许将大部分液体在没有气体的情况下重新引入反应区中，气体（其可能仍包含少量液体）被移除出反应器。本设备使得可以实现高于现有技术的“螺旋上升器”的效率的气液分离效率。附图说明根据现有技术的图1描绘了在H-oil工艺中使用的三相流化床反应器的图。该图示出了对应于包含催化剂的三相流化床的反应区（22），该区位于催化区的上方并且称为气液分离区（29），其允许液体通过循环泵（20）再循环至反应器的下部部分。气固分离设备由元件（27）和（28）指示，一些元件使它们的下部端部位于区（29）中，而另外的元件使它们的下部端部位于“再循环杯”（39）的锥形表面上。是这些分离元件构成本专利技术的主题，与现有技术相比，反应器的剩余部分保持不变。图2是反应器上部部分的更详细的示意性视图，该反应器上部部分称为液体再循环区，因为其终止于内部管（25），在气/液分离之后，该内部管（25）将液体经由循环泵（20）返回至反应器下部部分。气液分离设备（27）和（28）沿着再循环区的锥形表面（30）安装。气/液混合物经由管（70）进入。气/液分离发生在设备（55）中。因此，每个分离设备（55）包括允许气液混合物进入的管状入口元件（70），终止于位于两个不同平面中的两个弯曲的连串：-表示为（yz）的第一平面垂直于x轴，-表示为（xy）的第二平面垂直于z轴。在两个连串的弯曲之间的过度处，在垂直方向上没有升高。第一弯曲的垂直测量结果（沿着z轴）和第二弯曲的垂直测量结果（沿着z轴）基本上相同。“基本上”意味着垂直偏移不超过气液混合物入口管（70）的直径的值D。离开分离元件后沿着锥形壁（30）流动的液体被出口下降管（25）收集，并且气体通过每个分离元件（27）和（28）的第二弯曲的出口被移除。因此，气体占据位于气液界面（24）上方的分离区（39）的上部端部（39v），并经由出口管（67）离开反应器。图3带有允许根据本专利技术的分离设备（27）和（28）的尺寸设定的信息。将要特别注意的是第一弯曲的角度和第二弯曲的角度，以及使两个连串的弯曲分开的距离D1。图4是从使用FluentTM软件包执行的3D仿真得到的气液分离效率的视觉描绘。该仿真涉及分离装置的出口和整个再循环区。使用灰色阴影使得可以看到气体的存在（呈浅灰色）以及液体的位置（呈深灰色）。灰色阴影越深，液体的存在越多。现有技术的检查在H-oil型的三相反应器中的气液分离领域中对现有技术的检查揭示了文献US,4,886,644，其简要分析如下：可以认为是最接近的现有技术的专利US,4,886,644描述了在H-oil工艺中的“螺旋上升器”的概念。主要权利要求涉及“螺旋上升器”的设计（螺旋的圈的数量以及相对于水平方向的角度）。在引用文本中所描述的“再循环杯”对应于反应器的上部部分，在气体和液体分离之后，其允许液体返回至反应器的反应区且由专用管移除气体。在文本的剩余部分中，表述上部液体再循环区（或更简单地，再循环区）将用于指的是“再循环杯”。文献US,4,886,644也公开了上部再循环区的布置，其将在反应器顶部的气/液移除管与旋液分离器组合。
技术实现思路
本专利技术可以限定为安装在用于在高压下氢存在的情况下加氢转化重烃馏分的工艺中所使用的三相流化反应器的再循环区中的气液分离设备，该工艺应该称为H-oil型工艺。实际上，本设备可以用在具有气液分离需求的任何类型的三相流化床反应器中。三相流化床工艺的表述应该理解为是其中在反应区中存在三相的工艺：液相，通常构成待处理的进料；高压下的气相，通常为氢；以及对应于分散成固体颗粒的催化剂的固相，固体颗粒通常具有包括在0.2和2mm之间的直径，并且优选地包括在0.7和1.5mm之间。根据本专利技术的分离设备包括多个分离元件（27）和（28），它们并行地操作并且自再循环区（39）的锥形表面（30）垂直地安装。再循环区（39）可以被划分成对应于气体的上部部分（39v）和对应于液体的下部部分（39L）。在操作期间，这两个区由气液界面（24）分开。每个分离元件（27）和（28）终止于一连串的两个弯曲：位于平面（z,y）中的第一弯曲，接着是位于平面（x,y）中的第二弯曲。在（yz）平面中的第一弯曲具有由其角度限定的其取向，角度包括在45和315°之间，优选地在60°和300°之间，并且优选地，在80°和200°之间。在（xy）平面中的第二弯曲具有由其角度限定的其取向，角度包括在0°和135°之间，优选地在10°和110°之间，并且优选地，在30°和100°之间。z轴对应于垂直轴线并且（xy）平面是垂直于z轴的平面，即基本上水平的平面。这两个连串的弯曲由距离D1分开，距离D1包括在D/2和4D之间，并且优选地包括在D/2和2D之间，D是管（70）的直径。在根据本专利技术的气液分离设备中，分离元件（27）和（28）的密度通常包括在每平方米空桶反应器表面积5至70个单元之间。本专利技术还可以限定为使用根据上文给定特征的气液分离设备对重烃馏分进行三相流化床加氢转化的方法，该方法在以下操作条件下操作：-绝对压力包括在2和35MPa之间，优选地在5和25MPa之间，且更优选地在6和20MPa之间，-温度包括在300℃和550℃之间，优选地包括在350和500℃之间，且仍更优选地包括在370和430℃之间，优选的温度范围位于380℃和430℃之间。-在每个入口管（70）内考虑的上升流的表面速度通常包括在0.1和20m/s之间，优选地在0.2和15m/s之间，且仍更优选地，包括在0.3和10m/s之间。具体实施方式为了充分理解本专利技术，需要简要描述H-oil型反应器的操作，如根据现有技术的图1所描绘。图1是示出根据现有技术的H-oil反应器的关键元件的指示图。该反应器是用合适的材料专门地设计，所述材料允许其处理反应性液体，液固浆料（也就是说包含分散在其内的固体细颗粒的液体），高温和压力下的固体和气体，具有用于在高温和高压下处理含氢液态烃馏分的的优选应用，即是说在包括在2和35MPa之间，优选地在5和25MPa之间，且仍更优选地在6和20MPa之间的绝对压力下，以及在包括在300℃和550℃之间，优选地包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安装在用于在高压下氢存在的情况下加氢转化重烃馏分的工艺中所使用三相流化反应器的再循环区中的气液分离设备，所述再循环区（39）由反应器的上部半球构成并且在其下部部分中由允许分离的液体返回至催化区的锥形表面（30）界定，所述设备包括多个分离元件（27）和（28），它们并行地操作并且自再循环区（39）的锥形表面（30）垂直地安装，每个分离元件（27）和（28）具有用于允许气液混合物进入的入口管（70），通向所述锥形表面（30）并且在分离区（39）内上升至高度H，并且终止于连串的两个弯曲：位于由基本上垂直的z轴和属于垂直于z轴的（xy）平面的y轴限定的平面（zy）中的第一弯曲，所述第一弯曲具有由其角度

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.09 FR 16608341.一种安装在用于在高压下氢存在的情况下加氢转化重烃馏分的工艺中所使用三相流化反应器的再循环区中的气液分离设备，所述再循环区（39）由反应器的上部半球构成并且在其下部部分中由允许分离的液体返回至催化区的锥形表面（30）界定，所述设备包括多个分离元件（27）和（28），它们并行地操作并且自再循环区（39）的锥形表面（30）垂直地安装，每个分离元件（27）和（28）具有用于允许气液混合物进入的入口管（70），通向所述锥形表面（30）并且在分离区（39）内上升至高度H，并且终止于连串的两个弯曲：位于由基本上垂直的z轴和属于垂直于z轴的（xy）平面的y轴限定的平面（zy）中的第一弯曲，所述第一弯曲具有由其角度限定的其取向，所述角度包括在45和315°之间，优选地在60°和300°之间，并且优选地，在80°和200°之间，以及位于（x,y）平面中的第二弯曲，x轴本身垂直于y轴，所述第二弯曲具有由其角度限定的其取向，所述角度包括在0°和135°之间，优选地在10°和110°之间，并且优选地，在30°和100°之间，两个连串的弯曲由距离D1分开，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B安布拉尔，D费雷，JF勒科，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR