本发明专利技术公开了一种用于流体－固体接触容器（１）中的固体粒子床（２）之间的混合器－分布器－收集器设备（３）。该设备（３）包括固体阻滞筛（５）、流体偏转装置（８）、通道（９）、流体分布器（６）和流量控制器（７）。流量控制器（７）是具有比流体分布器（６）的开口面积大的开口面积的装置，诸如蜂窝状物体、多孔固体、穿孔板、丝网或栅格，并且流量控制器（７）位于流体分布器（６）的下方且与流体分布器间隔开。该设备（３）通过最小化或消除可干扰下游粒子床的流体速度射流和／或其它扰动来改进流体流动特征。在一示例性应用中，本发明专利技术用于模拟移动床（ＳＭＢ）吸附分离过程。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于分布和/或混合流体的设备。更具体地，本专利技术涉及一种分布和/或混合在含有固体粒子的容器中流动的流体的设备。在一示例性应用中，本专利技术用于模拟移动床(SMB)吸附分离过程。
技术介绍
当流体流经含有固体粒子的容器时混合和/或分布流体的各种设备在本
中是公知的。可在容器内安置一个或多个此种设备并将固体粒子分成两个或多个床。这种流体分布设备的使用可以通过提供穿过该容器的截面区域的更均匀的流体特性来增加操作的效率。例如，这些设备可最小化或消除流动速率变化或沟道作用；温差；以及流体组合物中的变化。这些设备还可包括多种装置以将流体流引入该容器中并且/或者从该容器抽取流体流。这种设备被称为“混合器-分布器-收集器”。混合器-分布器-收集器的多种变型在本领域中是公知的。例如，在US3,214,247、US 3,789,989、US 4,378,292和US 6,024,871中示例性示出这些设备在诸如SMB吸附分离的吸附分离或层析过程中的应用。以下是这种设备的共同部件1)上边界，其包含用于将固体粒子床保持在该设备上且容许流体向下流经该设备的装置；2)位于所述上边界之下且与所述上边界间隔开的流体偏转板；3)位于所述偏转板之下且与所述偏转板间隔开的流体分布器；及4)贯穿所述流体偏转板的通道，该通道提供上边界与流体分布器之间的流体连通。无数其它部件及其大量变型以及上文列出的共同部件在本领域也是公知的。这种混合器-分布器-收集器的期望特征在本领域也是公知的。示例包括1)具有最小的体积；2)防止逆向混合；3)收集流经该容器的液体且将其彻底混合以最小化区域浓度梯度；4)当有需要时提供另一流体流的引入及彻底混合；5)当有需要时从该容器移除流体流且不对操作产生负面影响；以及6)最小化该设备中的压降。最后，该混合器-分布器-收集器在该容器的截面区域上提供流体的均匀再分布，同时阻止高速射流和/或其它流体扰动干扰下游的固体粒子床。术语“上游”和“下游”在本文中按其常规意义使用且基于流体在容器中流动的总体方向来解释。因此，下游相当于容器中向下的或较低的位置。由纽约McGraw-Hill在1997年出版、D.W.Green等人编辑的Perry’sChemical Engineers’Handbook第7版，第6-33页至第6-34页描述了公知的用法，即在流动通道中加入足够的均匀阻力以消除通道或处理设备中不均匀的速度分布。各种流体流量控制器及其组合的详细研究由J.Tan-Atichat、H.M.Nagib及R.I.Loehrke在“Interaction of free-streamturbulence with screens and gridsa balance between turbulence scales”，J.of Fluid Mech.，1982，第114卷，第501-528页中加以描述。流体流量控制器装置例如蜂窝状物体、丝网、穿孔板、诸如烧结材料及网状垫板的多孔固体、栅格及其组合——其在混合器-分布器-收集器的下游或出口边界具有足够的均匀阻力且提供更均匀的再分布(更均匀的速度分布)——的使用在本领域中是公知的。本文中，将该混合器-分布器-收集器的此部件称为“流体分布器”。已发现，即使以较低的流体平均线速度穿过容器，现有技术的混合器-分布器-收集器设备也可产生高速射流和/或扰动，该高速射流和/或扰动导致该设备正下方的接触床中的粒子的显著运动。本专利技术在容器中的低流体平均线速度的情况下减少流体射流和/或扰动以消除对下部固体粒子床的干扰。此外，即使在流体平均线速度增大四至七倍时，本专利技术(也可)显著减少或消除对下方粒子床的干扰。
技术实现思路
本专利技术提供一种更有用的混合器-分布器-收集器设备，该设备最小化或消除干扰下游粒子床的高速射流和/或其它扰动。具体地说，本专利技术涉及将另一部件——流量控制器——添加至设备，该部件位于流体分布器和下游固体粒子床之间。该流量控制器与流体分布器间隔开并具有提供从流体分布器到下部粒子床的流体连通的开口。该流量控制器是具有比流体分布器的开口面积大的开口面积的装置，诸如蜂窝状物体、多孔固体、穿孔板、丝网或栅格。附图说明图1为一容器的剖面侧视图，其描绘出包含具有中间混合器-分布器-收集器的多个叠置粒子床的容器；图2A-2C为俯视剖面图，其描绘出组装在容器内的混合器-分布器-收集器的剖面；图3A和3B为分别沿图2A及2B中标记的剖面线截取的本专利技术的附加实施例的剖面侧视图。具体实施例方式本专利技术可用于流体与固体粒子接触的任何过程，所述固体粒子被分隔为包含于容器中的多个床。该容器沿其主轴(major axis)垂直地定向。虽然这种容器通常为圆柱形并因此具有圆形的截面形状，但本专利技术不受容器的截面形状的限制。该过程可使用一个或多个这种容器。流体在容器内向下流经通过混合器-分布器-收集器分隔开的固体粒子床。无数固体粒子用于这种过程中。这种材料(这种材料中的每一个都具有许多特定的组合物和实体形式)的群组的非限制性示例包括吸附剂、树脂、催化剂以及惰性材料。流体可为蒸汽、液体或超临界流体。虽然本专利技术不旨在用于多个流体相，但流体可含有许多化合物或为多种流体流的混合物(只要它们基本上是一个相)。因此，在一个实施例中，所有流体都是同相。然而，本专利技术蕴涵大量的混合物及工艺条件，以使得可存在少量的第二相。因此，如本文中所使用的，术语“基本上为单一流体相”及“基本上为一个相”是指按重量计至少95％的流体是一个相。同样，当本文描述流体基本上为液体时，其意味着按重量计至少95％的流体为液体。许多这种过程是精炼及石化工业中所熟知的，其包括例如各种反应及分离过程。在一个实施例中，该过程是一吸附分离过程。下面将参照附图给出本专利技术的详细说明和各种实施例。这些附图是简化的示意图且未按比例画出，其仅示出理解本专利技术所需的部件。附图用于说明本专利技术的一些实施例，而不是意图限制如权利要求中提出的本专利技术的范围。图1示出适于保持多个垂直隔开的叠置的粒子床2的垂直定位的容器1。在单个容器中可存在两至十二个或更多个粒子床。所述床通过本专利技术的混合器-分布器-收集器3分隔开。还示出在最上层粒子床上面可选地使用的混合器-分布器-收集器3。通过入口4将一个或多个流体流引入容器1的上部部分。流体按顺序接触每个粒子床2及混合器-分布器-收集器3向下流经容器并通过未示出的出口从该容器的下部部分排出。一可选的混合器-分布器-收集器还可位于该容器中的最下层粒子床的下面。如所示出的，上边界5、流体分布器6及流量控制器7是该混合器-分布器-收集器设备3的部件并且相对于彼此基本上平行地且基本垂直于以虚线13表示的该容器的垂直轴线或主中心线布置。本文所用的“基本上平行”是指该设备的部件的总间距使所述部件在构造上基本平行。可能出现诸如来自构造、安装或负载支承的所述部件的挠曲或变形。例如，固体阻滞筛(上边界)在支承大量粒子时可展现一些主变形。这不排除涉及相对于彼此基本上平行地设置的部件。本文所用的“基本上垂直”应是指该设备的不同部件的近似垂直定位(normal positioning)。在一些情形中，该设备的不同部件可在构造、安装中或由于其可导致偏转的支承重量而发生轻微变形。这本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混合器－分布器－收集器设备（３），所述设备位于具有垂直轴线（１３）的容器（１）内的固体粒子（２）的上部床与下部床之间，所述设备包括： 用于保持固体粒子的上部床并且容许具有流体速度分布的流体向下流经所述混合器－分布器－收集器设备（３）的上边界（５）； 位于上边界（５）之下并与该上边界（５）间隔开的流体分布器（６），该流体分布器（６）改善流体速度分布的均匀性； 水平延伸穿过所述容器的截面区域并位于上边界（５）和流体分布器（６）之间且与该上边界（５）和该流体分布器（６）间隔开的流体偏转板（８）； 贯穿所述流体偏转板（８）的至少一个通道（９），该通道提供上边界（５）与流体分布器（６）之间的流体连通；以及 选自穿孔板、丝网、栅格、多孔固体、蜂窝状物体及其组合的流量控制器（７）； 其中，所述上边界（５）、流体分布器（６）和流量控制器（７）基本上相互平行且基本上垂直于垂直容器轴线（１３）地定向，流量控制器（７）位于流体分布器（６）之下并与流体分布器（６）间隔开距离Ｘ且具有开口面积ＯＡ↓［Ｍ］，以使得比率ＯＡ↓［Ｍ］／ＯＡ↓［Ｄ］大于１，其中ＯＡ↓［Ｄ］为流体分布器（６）的开口面积。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：SJ弗雷，PA瑟克里斯特，DA考夫，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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