用于改进径向流动反应器中的流动的系统和方法技术方案

提供了一种用于在径向流动反应器中使用的扇形件、中央管和外筐。扇形件、中央管和外筐中的每一者由具有顶部端部和相反的底部端部的长形导管以及在长形导管中形成为穿过长形导管的厚度的多个开口形成。多个开口的直径从长形导管的顶部端部朝向相反的底部端部逐渐增大或逐渐减小，以允许原料穿过扇形件或外筐上的多个开口径向地流出，或者允许原料穿过多个开口均匀地流入中央管。还提供了一种将中央管与扇形件或外筐一起使用的系统。

System and method for improving flow in radial flow reactor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改进径向流动反应器中的流动的系统和方法相关申请本申请要求于2017年7月14日提交的题为“SystemsandMethodsforImprovingFlowinRadialFlowReactor”(用于改进径向流动反应器中的流动的系统和方法)的美国申请No.15/649,893的优先权，其全部内容通过参引并入本文。
本专利技术涉及对穿过径向流动反应器的气体、烟雾或液体的流动进行改进以优化催化剂的反应和催化剂寿命的各种系统和方法。
技术介绍
在精炼化学和石油化学应用中，常规的扇形件使用在径向流动反应器中，并且用作导管，气体、烟雾(vapors)或液体(下文统称为“G-V-L”或“原料”)在反应器容器的内部流动穿过该导管。扇形件通常形成为具有各种几何形状的长形的管状导管，扇形件通常具有“D”形的横截面(尽管也可使用其它形状)，G-V-L沿着相对于容器向内或向外的方向径向地流动穿过扇形件。扇形件通常由各种金属结构形成，有时在扇形件的表面上具有开口以允许G-V-L自由地流动穿过扇形件的表面，并且允许G-V-L沿着扇形件的长度流动。当G-V-L流动穿过扇形件并且穿过表面上的开口逸出时，G-V-L与包含在邻近的催化剂床(环形空间)内的催化剂颗粒接触，从而致使反应发生。在使用中，扇形件沿着反应器容器的壁的内圆周彼此邻近地放置。本领域中的扇形件通常使用具有均匀的尺寸并且在扇形件本体上均匀分布的孔。在精炼化学和石油化学应用中的径向流动反应器中，也可以使用常规的外筐来代替上文讨论的扇形件或加上上文讨论的扇形件一起使用。这些外筐提供与扇形件相同的功能，即，作为G-V-L在反应器容器的内部流动穿过的导管。外筐通常形成为连续筐，比如具有各种几何形状的筒形导管，G-V-L沿着相对于容器向内或向外的方向径向地流动穿过该连续筐。外筐通常由各种金属结构形成，有时在外筐的表面上具有开口以允许G-V-L自由地流动穿过外筐的表面，并且沿着外筐的长度流动。当G-V-L流动穿过外筐并且穿过表面上的开口逸出时，G-V-L与包含在邻近的催化剂床(环形空间)内的催化剂颗粒接触，从而致使反应发生。在使用中，外筐沿着反应器容器的壁的内圆周放置。本领域中的外筐通常使用具有各种线狭槽开口(wireslotopenings)的异形线，各种线狭槽开口具有均匀的尺寸并且均匀分布在外筐的本体上。同样地，常规的中央管也使用在径向流动反应器中并且用作导管，G-V-L在反应器容器的内部流动穿过该导管。中央管通常形成为一个连续的筒形件，G-V-L沿着相对于容器向内或向外的方向径向地流动穿过该筒形件。中央管通常由各种金属结构形成，有时在中央管的表面上具有开口以允许G-V-L自由地流动穿过中央管的表面，并且允许G-V-L沿着中央管的长度流动。当G-V-L流动穿过邻近的催化剂床时，中央管在反应发生后用作收集/出口装置。在使用中，中央管直接放置在反应器的中央以产生用于反应器容器的催化剂床的均匀的环形部。本领域中的中央管通常在中央管的表面上具有均匀尺寸和均匀分布的孔，以液压地控制邻近的催化剂床。然后，中央管通常用线网或异形线材料缠绕以实现催化剂控制的目的。这种设计的一个常见问题是，当G-V-L进入扇形件或外筐时，较大体积的G-V-L穿过扇形件或外筐的开口流出，在该开口处系统的压降较低。这种流动差异可以在轴向方向和径向方向上观察到。这种穿过扇形件或外筐的不均匀的流动分布以及沿着扇形件或外筐的不均匀的流动分布导致了催化剂床中催化剂的不均匀的利用。具体地，催化剂床的顶部部分倾向于更快地被利用，而催化剂床的底部部分被缓慢地利用。这可能引起许多问题，最显著的(和成本高的)的问题是不均匀的流动分布降低了容器的最终反应效率。因此，需要改进穿过反应器容器的G-V-L的流动分布的系统和方法，以便提高反应效率、催化剂活性和催化剂床均匀性，从而延长催化剂的寿命，并且提高反应器设备效率和辅助设备性能。更具体地说，需要一种在反应器系统中产生更均匀的压降并且因此产生更均匀的G-V-L流动的系统。
技术实现思路
为了解决这个问题，本专利技术提供了用于在径向流动反应器中使用的改进的扇形件、中央管和外筐，所述改进的扇形件、中央管和外筐对穿过反应器容器的G-V-L的流动进行控制以优化催化剂的反应。本专利技术涉及一种用于在径向流动反应器中使用的扇形件，该扇形件包括具有顶部端部和相反的底部端部的长形导管以及在长形导管中形成为穿过长形导管的厚度的多个开口。所述多个开口的直径从长形导管的顶部端部朝向相反的底部端部逐渐增大或逐渐减小，以允许原料穿过所述多个开口均匀地流出所述扇形件。本专利技术还提供了一种用于在径向流动反应器中使用的扇形件，该扇形件包括具有顶部端部、相反的底部端部和相对的侧部的长形导管，以及在长形导管中形成为穿过长形导管的厚度的多个开口。所述多个开口的直径从长形导管的中心线朝向相对的侧部中的每一侧部逐渐增大或逐渐减小，以便允许原料穿过所述多个开口均匀地流出所述扇形件。本专利技术还涉及一种用于在径向流动反应器中使用的中央管，该中央管包括具有顶部端部和相反的底部端部的长形导管，以及在长形导管中形成为穿过长形导管厚度的多个开口。所述多个开口的直径从长形导管的顶部端部朝向相反的底部端部逐渐增大或逐渐减小，以便允许原料穿过多个开口均匀地流入中央管。本专利技术还提供了一种用于在径向流动反应器中使用的外筐，该外筐包括具有顶部端部和相反的底部端部的长形导管，以及在长形导管中形成为穿过该长形导管的厚度的多个开口。所述多个开口的直径从长形导管的顶部端部朝向相反的底部端部逐渐增大或逐渐减小，以便允许原料穿过多个开口均匀地流出外筐。附图说明当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述，由于本专利技术变得更好理解，因此将容易获得对本专利技术的更完整的理解和本专利技术的许多伴随优点，在附图中：图1A是利用根据本专利技术的实施方式的扇形件的径向流动反应器容器的横截面俯视图；图1B是利用根据本专利技术的实施方式的外筐的径向流动反应器容器的横截面俯视图；图2A是根据本专利技术实施方式的用于在反应器容器中使用的扇形件的立体图，其相应地表示从顶部到底部的从小到大的开口梯度变化；图2B是图2A中所图示的扇形件沿着线A截取的放大图；图2C是图2A中所示的扇形件沿着扇形件中心线的放大正视图；图2D是根据本专利技术实施方式的用于在反应器容器中使用的扇形件的立体图，其相应地表示从顶部到底部的从大到小的开口梯度变化；图2E是根据本专利技术实施方式的用于与扇形件一起使用的异形线扇形件覆盖部的立体图；图2F是图2E中所图示的异形线扇形件覆盖部沿着线B截取的放大图；图2G是图2A或图2D的扇形件的前视立体图，该扇形件联接至图2E的异形线扇形件覆盖部，从而形成根据本专利技术实施方式的扇形件组件；图3A是根据本专利技术的实施方式的中央管的立体图，其相应地表示从顶部到底部的从小到大的开口梯度变化；图3B是图3A所图示的中央管沿着线C截取的放大图；图3C是根据本专利技术的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在径向流动反应器中使用的扇形件，包括：/n长形导管，所述长形导管具有顶部端部和相反的底部端部；以及/n多个开口，所述多个开口在所述长形导管中形成为穿过所述长形导管的厚度，/n其中，所述多个开口的直径从所述长形导管的所述顶部端部朝向所述相反的底部端部逐渐增大或逐渐减小，以便允许原料穿过所述多个开口均匀地流出所述扇形件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170714 US 15/649,8931.一种用于在径向流动反应器中使用的扇形件，包括：
长形导管，所述长形导管具有顶部端部和相反的底部端部；以及
多个开口，所述多个开口在所述长形导管中形成为穿过所述长形导管的厚度，
其中，所述多个开口的直径从所述长形导管的所述顶部端部朝向所述相反的底部端部逐渐增大或逐渐减小，以便允许原料穿过所述多个开口均匀地流出所述扇形件。


2.根据权利要求1所述的扇形件，其中，所述多个开口的形状是大致圆形、正方形、矩形、三角形、卵形或椭圆形。


3.根据权利要求1所述的扇形件，其中，所述长形导管由不锈钢形成。


4.根据权利要求1所述的扇形件，其中，所述长形导管具有背侧部和弧形分布侧部，使得所述长形导管形成“D”形的横截面。


5.根据权利要求4所述的扇形件，还包括异形线扇形件覆盖部，所述异形线扇形件覆盖部定位在所述长形导管的所述弧形分布侧部之上，以防止催化剂颗粒流入所述扇形件。


6.根据权利要求4所述的扇形件，其中，所述径向流动反应器包括反应器容器，并且所述长形导管的所述背侧部接合所述反应器容器的内壁。


7.根据权利要求6所述的扇形件，其中，所述弧形分布侧部暴露于所述反应器容器的内部、邻近于催化剂床。


8.根据权利要求1所述的扇形件，其中，所述原料径向流动穿过所述扇形件的所述长形导管中的所述多个开口以与催化剂床接触，以便发生反应。


9.一种用于在径向流动反应器中使用的扇形件，包括：
长形导管，所述长形导管具有顶部端部、相反的底部端部和相对的侧部；以及
多个开口，所述多个开口在所述长形导管中形成为穿过所述长形导管的厚度，
其中，所述多个开口的直径从所述长形导管的中心线朝向所述相对的侧部中的每个侧部逐渐增大或逐渐减小，以便允许原料穿过所述多个开口均匀地流出所述扇形件。


10.一种用于在径向流动反应器中使用的中央管，包括：
长形导管，所述长形导管具有顶部端部和相反的底部端部；以及
多个开口，所述多个开口在所述长形导管中形成为穿过所述长形导管的厚度，
其中，所述多个开口的直径从所述长形导管的所述顶部端部朝向所述相反的底部端部逐渐增大或逐渐减小，以便允许原料穿过所述多个开口均匀地流入所述中央管。


11.根据权利要求10所述的中央管，其中，所述多个开口的形状是大致圆形、正方形、矩形、三角形、卵形或椭圆形。


12.根据权利要求10所述的中央管...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔伊夫·勒戈夫，法比安·朗贝尔，马修·哈钦森，罗素·希伦堡，尤金·埃伯哈特，
申请(专利权)人：编织金属制品公司，埃克森有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US