反应器进料分配系统的系统、装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于反应器进料分配系统的系统、装置和方法。在一些方面，涉及多区段管道和孔口板。多区段管道包括限定第一通道的第一管道区段和限定第二通道的第二管道区段。第二管道区段包括沿着第一纵向轴线延伸的第一部分、沿着相对于第一纵向轴线成角度设置的第二纵向轴线延伸的第二部分、以及将第一部分连接到第二部分的弯曲部分。孔口板被配置为位于第一管道区段的入口或第一出口处。孔口板包括的最大横向尺寸小于第一通道和第二通道中的每一个的最小横向尺寸。个的最小横向尺寸。个的最小横向尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】反应器进料分配系统的系统、装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年1月7日提交的欧洲专利申请No.20150570.8的优先权的权益，其通过引用整体并入本文。


[0003]本公开总体上涉及用于反应器的入口管网，更具体地但不限于涉及脱氢反应器的烃类进料入口。

技术介绍

[0004]临界流孔口通常位于脱氢反应器的上游，以产生进入脱氢反应器中的声速流。声速流能够通过改变临界流孔口上游的流量来控制系统，而不考虑下游压力的变化。虽然声速流孔口能够控制系统的流速，但是使用(多个)声速流孔口也会在系统中产生显著的压降(例如高达90％)和温度损失。为了维持高度吸热的脱氢过程的操作温度(例如，500℃及以上)，使用额外的能量来抵消临界流孔口处的温度损失和压力损失。例如，传统方法提高位于一个或更多个反应器上游的加热器的出口温度。然而，传统方法不是高效节能的并且增加了反应器的运行成本。

技术实现思路

[0005]本公开总体上涉及反应器进料分配系统的系统、装置和方法。例如，系统可以包括一个或更多个管道区段和孔口板。孔口板被配置和/或定位成在系统内引发声速流、防止能量损失或两者兼而有之。为了说明，一个或更多个管道区段可以包括单个管道区段或具有第一管道区段、第二管道区段和孔口板的多区段管道。孔口板可以位于管道区段的入口或出口处。当一个或更多个区段包括多区段管道时，孔口板可以位于第一管道区段的入口或出口处，并且孔口板具有的最大横向尺寸可以小于第一管道区段和第二管道区段的每个通道的最小横向尺寸。在一些实施方式中，第一管道区段可以包括喷嘴部分、喉部部分、扩散器部分或其组合。附加地或替代地，第二管道区段可以包括第一部分、第二部分和弯曲部分，它们相互协作以减少或限制多区段管道中的压力损失。因此，与传统系统相比，本公开的包括一个或更多个管道区段和孔口板提供了一种用于在温度损失和压力损失方面使脱氢系统的入口处的热力学损失最小化的高效节能的系统。
[0006]本系统的一些实施方式包括多区段管道和孔口板。多区段管道包括第一管道区段和第二管道区段。第一管道区段限定第一通道，该第一通道被配置为将流体从第一管道区段的第一入口输送到第一管道区段的第一出口。第二管道区段限定第二通道，该第二通道被配置为将流体从第二管道区段的第二入口输送到第二管道区段的第二出口。第二管道区段包括沿着第一纵向轴线延伸的第一部分、沿着相对于第一纵向轴线成角度设置的第二纵向轴线延伸的第二部分、以及将第一部分连接到第二部分的弯曲部分。孔口板配置为位于第一入口处或第一出口处。孔口板包括的最大横向尺寸小于第一通道和第二通道的最小横
向尺寸。
[0007]在一些前述实施方式中，第二管道区段的弯曲部分包括小于60度(例如，45.5度)或标准长半径弯头的角度的偏转角。附加地或替代地，在一些实施方式中，孔口板位于第一出口处。在一些这样的实施方式中，该系统进一步包括脱氢反应器，并且多区段管道位于脱氢反应器的上游，从而限定了从第一管道区段、通过孔口板、通过第二管道区段、到达脱氢反应器入口的流动路径。在一些实施方式中，第一管道区段包括热壁管道，第二管道区段包括热壁管道，或者第一管道区段和第二管道区段都包括热壁管道。附加地或替代地，第一管道区段可以是锥形的，使得随着第一通道从第一入口延伸到第一出口，第一通道的横截面积增加。
[0008]本系统的一些实施方式包括用于反应器的入口管网。入口管网包括多区段管道。多区段管道包括第一管道，该第一管道具有入口和出口并且限定通道，该通道被配置为将流体从入口输送到出口以限定第一管道的流动路径。第一管道包括喷嘴部分、渐扩部分和喉部部分。喷嘴部分从入口延伸并且包括从喷嘴部分的上游端部到喷嘴部分的下游端部使通道的横截面积减小的锥形。渐扩部分从出口延伸并且包括从扩散器部分的上游端部到扩散器部分的下游端部使通道的横截面积增加的锥形。喉部部分在喷嘴部分的下游端部和扩散器部分的上游端部之间延伸。多区段管道包括与第一管道流体连通的第二管道。在一些实施方式中，入口管网进一步包括孔口板。孔口板可以联接到扩散器部分的下游端部。
[0009]在本系统的一些前述实施方式中，喉部部分处的通道的内径基本上等于喷嘴部分的下游端部处的通道的内径。附加地或替代地，通道的内径在喉部部分中基本恒定。在一些实施方式中，第一管道包括热壁管道，第二管道包括热壁管道，第一管道的入口和反应器之间的距离在10
‑
15米之间，或其组合。
[0010]一些实施方式包括并联布置并且与多区段管道连通的多个脱氢反应器。在一些这样的实施方式中，多区段管道位于多个脱氢反应器的上游，从而限定了从第一管道区段、通过孔口板或渐缩渐扩喷嘴、通过第二管道区段、到达脱氢反应器入口的流动路径。附加地或替代地，孔口包括的最大横向尺寸小于通道的最小横向尺寸，和/或第二管道包括偏转角小于或等于50度的弯头管道。
[0011]本方法的一些实施方式(例如，进行脱氢过程的实施方式)包括通过第一管道接收具有氢的流体、通过第一管道降低流体的压力以及通过第一管道将流体输送至孔口板或渐缩渐扩喷嘴。本方法进一步包括通过孔口板或渐缩渐扩喷嘴引发流体的声速流、通过第二管道接收流体以及通过第二管道将流体输送至脱氢反应器。
[0012]在本方法的一些前述实施方式中，该方法可以进一步包括，在通过第一管道降低流体的压力之前，通过第一管道压缩流体。附加地或替代地，该方法还可以包括通过第二管道在流体中产生斜激波。在一些实施方式中，将流体输送至脱氢反应器包括将流体输送至并联放置的多个脱氢反应器。附加地或替代地，在一些前述方法中，流体包括烷烃。在一些这样的实施方式中，该方法可以包括通过脱氢反应器将烷烃转化成烯烃。
[0013]如本文所使用的，各种术语仅是出于描述特定实施方式的目的，并不是旨在限制实施方式。例如，如本文所使用的，用于修饰元素(比如结构、部件、操作等)的序数术语(例如，“第一”、“第二”、“第三”等)本身并不表示该元素相对于另一元素的任何优先级或顺序，而是仅仅将该元素与具有相同名称(但是使用了序数术语)的另一元素区分开来。术语“联
接的”被定义为连接的，尽管不一定是直接连接的，也不一定是机械连接的；“联接”的两项可以是彼此一体的。术语“一”和“一个”被定义为一个或更多个，除非本公开另有明确要求。术语“基本上”被定义为很大程度上但不一定完全是所指定的(并且包括所指定的；例如，基本上90度包括90度，并且基本上平行包括平行)，如本领域普通技术人员所理解的。在任何公开的实施方式中，术语“基本上”可以被替换为“在指定的
‘
百分比
’
范围内”，其中该百分比包括0.1％、1％、5％和10％。
[0014]如本文所使用的术语“大约”可以允许值或范围的一定程度的可变性，例如，在规定值或范围的规定极限的10％内、5％内或1％内，并且包括确切的规定值或范围。术语“基本上”被定义为很大程度上但不一定完全是所指定的(并且包括所指定的；例如，基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于反应器的入口进料系统，所述入口进料系统包括：多区段管道，该多区段管道包括：第一管道区段，该第一管道区段限定第一通道，该第一通道被配置为将流体从所述第一管道区段的第一入口输送到所述第一管道区段的第一出口；以及第二管道区段，该第二管道区段限定第二通道，该第二通道被配置为将流体从所述第二管道区段的第二入口输送到所述第二管道区段的第二出口，所述第二管道区段包括：第一部分，该第一部分沿着第一纵向轴线延伸；第二部分，该第二部分沿着相对于所述第一纵向轴线成角度设置的第二纵向轴线延伸；以及弯曲部分，该弯曲部分将所述第一部分连接到所述第二部分；以及孔口板，该孔口板被配置为位于所述第一入口或所述第一出口处，所述孔口板包括的最大横向尺寸小于所述第一通道和所述第二通道中的每一个的最小横向尺寸。2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述第二管道区段的弯曲部分包括小于60度的偏转角；或者所述孔口板位于所述第一出口处；以及可选地，所述第一管道区段包括热壁管道，所述第二管道区段包括热壁管道，或者所述第一管道区段和所述第二管道区段都包括热壁管道。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的系统，进一步包括：脱氢反应器；以及其中，所述多区段管道位于所述脱氢反应器的上游，从而限定了从所述第一管道区段、通过所述孔口板、通过所述第二管道区段、到达所述脱氢反应器的入口的流动路径；或者其中，所述第一管道区段是锥形的，使得随着所述第一通道从所述第一入口延伸到所述第一出口，所述第一通道的横截面积增加。4.一种用于反应器的入口管网，所述入口管网包括：多区段管道，该多区段管道包括：第一管道，该第一管道包括入口和出口，所述第一管道限定通道，该通道被配置为将流体从所述入口输送到所述出口，以限定所述第一管道的流动路径，所述第一管道包括：喷嘴部分，该喷嘴部分从所述入口延伸，所述喷嘴部分具有从所述喷嘴部分的上游端部到所述喷嘴部分的下游端部使所述通道的横截面积减小的锥形；扩散器部分，该扩散器部分从所述出口延伸，所述扩散器部分具有从所述扩散器部分的上游端部到所述扩散器部分的下游端部使所述通道的横截面积增加的锥形；以及喉部部分，该喉部部分在所述喷嘴部分的下游端部和所述扩散...

【专利技术属性】
技术研发人员：维贾伊，
申请(专利权)人：沙特基础全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：