紧凑型骤冷区反应器内构件制造技术

本发明专利技术公开了，通过将混合室放置在收集盘上方来实现加氢处理反应器内构件高度减小。混合室具有位于该混合室顶部的溢水口(顶部溢水口)和位于该混合室侧面的溢水口(侧溢水口)，以用于流体进入。溢水口的设计对压降具有显著影响。在不影响混合性能的情况下，通过具有宽浅式溢水口而不是窄深式溢水口来降低压降。通过侧溢水口和顶部溢水口两者，在对流体混合和压降的影响最小的情况下，混合室的高度可以显著减小。著减小。著减小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紧凑型骤冷区反应器内构件
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2020年4月24日提交的美国临时专利申请序列号63/014,796的权益，该申请的全部以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]多种工艺都使用并流反应器，在并流反应器中，一种或多种流体流过颗粒材料的固体床，以提供流体与固体颗粒之间的接触。在反应器中，固体可包含催化材料，流体在该催化材料上反应形成产物。流体可以是液体、蒸气或者液体与蒸气的混合物，并且流体反应形成液体、蒸气或者液体与蒸气的混合物。这些过程涵盖一系列工艺，包括烃类转化、加氢裂化和加氢处理。
[0004]具有固定床的并流反应器被构造成使得反应器允许流体流过催化剂床。当流体是液体、蒸气或者液体与蒸气混合物时，该流体通常被引导向下流过反应器。也经常使用多床反应器，其中反应器床在反应器外壳内彼此堆叠。通常，它们以在床之间留有一定空间的方式堆叠在一起。
[0005]通常形成床间空间以提供对工艺流体的中间处理，诸如冷却、加热、混合和重新分配。
[0006]在放热催化反应中，控制流体的温度和分配很重要。来自上部催化剂床和反应器外部的流体的温度和组成在分配到下部催化剂床之前应充分混合。随着工艺流体沿着反应器向下移动，催化剂床顶部的初始欠佳的流体混合和分配会持续或增长。热点可形成并导致催化剂快速失活，并且缩短反应器操作循环长度。催化剂床之间的空间用于注入骤冷气体或液体，以及用于流体混合和分配。在烃类处理中，骤冷气体通常是冷的氢/烃流。然而，在不控制混合和分配的情况下冷却流体会导致后续反应器床中的反应不均和温度分布不均。而且复杂的混合和分配系统在容纳多个催化剂床的反应室中占用宝贵的空间。
[0007]一直希望使催化剂床之间的空间最小化，以用于引入骤冷流体以及将蒸气和液体与骤冷流体混合。具体地讲，对于现有的加氢处理反应器，通常希望减小催化剂床之间的空间以增加催化剂载量，使得可提高反应器生产量或增加操作循环时间或两者。即使对于新型反应器，通常也希望减小反应器的整体尺寸以减少资本支出和处理厂中反应器的外形。因此，希望在相对小的床间空间中提供流体在相邻催化剂床之间的良好混合以及分配。
[0008]克服这些限制的反应器内构件的设计可大大节省反应器内的宝贵空间以使催化剂载量最大化。此外，通常希望改进现有的反应器，以利用催化剂床之间减小的骤冷区空间改善工艺。改善反应器外壳内空间利用率的新反应器内构件可大大节省成本并且允许改进现有的反应器以满足新的操作和规则要求。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的加氢处理反应器内构件的一个实施方案的横截面。
[0010]图2为本专利技术的收集盘、混合室和环形骤冷分配器的一个实施方案的顶视图。
[0011]图3为本专利技术的加氢处理反应器内构件的另一个实施方案的横截面。
具体实施方式
[0012]在对现有反应器的改进中，使加氢处理反应器内构件(HRI)的高度最小化并且使催化剂载量最大化有助于提高生产率和/或增加操作循环长度，从而提高了工艺的经济性。在该设计中，通过将混合室放置在收集盘上方来实现HRI高度减小。使用特殊的溢水口设计降低了压降。混合室具有位于该混合室顶部的溢水口(顶部溢水口)和位于该混合室侧面的溢水口(侧溢水口)，以用于流体进入。流体通过收集盘中的中心开口离开混合室。通过计算流体动力学(CFD)发现，溢水口的设计对压降具有显著影响，并且在不影响混合性能的情况下，通过具有宽浅式溢水口而不是窄深式溢水口来降低压降。通过同时具有侧溢水口和顶部溢水口，令人惊奇地发现，可以在对流体混合和压降的影响最小的情况下，显著减小混合室的高度。
[0013]这些加氢处理反应器骤冷区内构件包括收集盘、混合室、环形分配器、粗液分配盘和气液分配盘。流体混合主要发生在混合室中。
[0014]收集盘是具有中心开口的盘。
[0015]混合室位于收集盘上方并且围绕中心开口用以向下的液体流动、或蒸气流动、或蒸气流动和液体流动两者。混合室具有外壁和附接到该外壁的顶板。存在位于混合室的顶板中的至少一个溢水口，以及位于该外壁中的至少一个溢水口，以允许流体流过。通常，顶板中的溢水口围绕圆形顶板均匀地间隔开；外壁中的溢水口通常也围绕外壁均匀地间隔开。该顶板中和该外壁中通常存在相同数量的溢水口。通常，顶板中的溢水口和外壁中的溢水口位于围绕壁部的相同位置。然而，对于具体实施方案，顶部溢水口和侧溢水口的数量可能不同，并且它们可以彼此偏移。顶板中的溢水口靠近外壁定位，以最大限度地增加它们与中心开口的距离，从而增加流体停留时间并改善混合。
[0016]环形骤冷分配器位于混合室和反应器外壳之间的流体收集盘周围，以消除分配器占据的竖直空间。附接到环形骤冷分配器歧管的喷射器定位在混合室的顶板上方，并且被取向成与环形歧管呈切向以用于注入骤冷流体，同时避免液体进入分配器。大部分蒸气和一部分液体通过混合室顶部的溢水口切向地进入混合室，而其余的液体和蒸气通过混合室侧面中带有定向导流板的开口切向地进入混合室。混合室具有中心开口以供流体流出。
[0017]粗液分配盘具有用于从混合室接收蒸气和液体的中心平盘。粗液分配盘的细节并不重要；可以使用任何合适的粗液分配盘。在如US 5,837,208所示的一个实施方案中，盘在中心平盘外部的底板上具有穿孔以供液体流入下方的气液分配盘中，并且在盘的外边缘和反应器外壳之间具有环形开口区以供蒸气流入气液分配盘中。在如US 9,295,959所示的另一个实施方案中，粗液分配盘可具有饼形通道，该饼形通道从中心平盘延伸至盘的外边缘以供蒸气绕进气液分配盘中，使得粗液分配盘与气液分配盘之间所需的空间减小。在另一个实施方案中，粗液分配盘包括附接到中心平盘的多个流体分配槽，该多个流体分配槽径向向外延伸，它们的外端靠近反应器外壳。流体分配槽底部具有供液体流至下方的气液分配盘的孔。流体分配槽具有从中心平盘向流体分配槽外端倾斜的侧壁以及端壁，用于将液体保持在流体分配槽内以进行液体分配。蒸气和液体从中心平盘水平流至分配槽。蒸气从这些壁的顶部离开流体分配槽，并且通过流体分配槽之间以及流体分配槽和反应器外壳之
间的开放空间向下流动至气液分配盘。
[0018]粗液分配盘有助于气液分配盘将流体均匀地分配到下部催化剂床。
[0019]可以使用任何合适的气液分配盘。在如US 6,769,672中所示的一个实施方案中，盘具有多个分配器，并且每个分配器具有带有不同流体流动阻力的流体路径。在如US 7,506,861中所示的另一实施方案中，盘具有多个分配器，并且每个分配器具有附接到降液管用于引入液体的液体导管，以及位于该降液管顶部处用于蒸气进入的孔口。液体与向下流动的蒸汽在降液管中混合。降液管具有位于内部用于增强气液混合的孔口，以及位于下方用于扩散液体的板。
[0020]与HRI的常规设计相比，骤冷区HRI的新设计将催化剂床之间的空间缩减了12英寸至24英寸。
[0021]本专利技术的一个方面是用于在催化剂床之间混合和分配流体的设备。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】1.一种用于在催化剂床之间混合和分配流体的设备，包括：收集盘(115)，所述收集盘包括中心开口(190)，所述收集盘(115)与上部催化剂床(105)的底部流体连通；混合室(130)，所述混合室位于所述收集盘(115)上方，所述混合室(130)位于所述中心开口(190)周围，所述混合室(130)具有位于反应器壁(210)内部的位置处的外壁(140)和附接到所述外壁(140)的顶板(145)，所述外壁具有至少一个侧溢水口(150)以允许流体穿过其中，并且所述顶板(145)具有至少一个顶部溢水口(160)以允许流体穿过其中，所述顶板(145)与所述上部催化剂床(105)的所述底部流体连通；环形骤冷分配器(170)，所述环形骤冷分配器包括喷射器(167)，所述喷射器用于将骤冷流体注入到所述收集盘(115)上方的位于所述反应器壁(210)与所述外壁(140)之间的空间中；粗液分配盘(120)，所述粗液分配盘包括与所述收集盘(115)的所述中心开口(190)流体连通的中心平盘(180)；和气液分配盘(125)，所述气液分配盘与所述粗液分配盘(120)以及与下部催化剂床(110)的顶部流体连通。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个顶部溢水口(160)与所述至少一个侧溢水口(150)对准。3.根据权利要求1至2中至少一项所述的设备，其中存在至少四个顶部溢水口(160)和至少四个侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐占平，陈鹏飞，J，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：