用于分布多相混合物的具有傾斜的外圍管的分布盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在包含至少一個(gè)氣相和至少一個(gè)液相的噴淋床反應(yīng)器中分布多相混合物的盤，所述盤(10)位于催化顆粒床之上，其包含多個(gè)管(3)，其特征在于，位于靠近反應(yīng)器單元并被稱為外圍管的所述盤管的一部分呈現(xiàn)出上部元件，相對于垂直以一定角度傾斜。本發(fā)明還涉及在反應(yīng)器中用所述盤進(jìn)行加氫處理、氫化、或氧化反應(yīng)的用途。
【專利說明】用于分布多相混合物的具有傾斜的外圍管的分布盤
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及在催化反應(yīng)器中分布多相流體的領(lǐng)域。更具體地說，其涉及可用于確保流體在固定床式催化反應(yīng)器中的分布的分布板，流體是順流向下流動(dòng)的模式，更具體地是在被稱為“噴淋床”模式的模式中。
[0002]特別地，本發(fā)明適用于用于進(jìn)行氫化裂解、加氫處理，加氫脫硫，加氫脫金屬，加氫脫氮，或選擇性或完全氫化的氣體/液體分布器的領(lǐng)域。本發(fā)明也適用于蒸汽裂化的汽油的選擇性加氫領(lǐng)域，以在脂肪族懼分(aliphatic cuts)和/或環(huán)燒懼分(naphtheniccuts)中的芳族化合物的加氫，以及芳香族餾分(aromatic cuts)中的烯烴的加氫。
[0003]更一般地，本發(fā)明適用于需要?dú)庀嗪鸵合嗷旌衔锏娜魏喂潭ù卜磻?yīng)器，例如用于進(jìn)行部分或完全氧化，胺化，乙酰氧化(306丨71(?丨(^1:；[011)、氨氧化或鹵化反應(yīng)特別是氯化反應(yīng)的反應(yīng)器的情況。
[0004]因此，本發(fā)明的分布板一般是設(shè)置在腔室或反應(yīng)器中，所述腔室或反應(yīng)器含有液態(tài)流體的入口和氣態(tài)流體的入口，并含有放置于分布板下游的至少一個(gè)粒狀固體床。
[0005]在本發(fā)明的上下文中，將分布器板設(shè)置在反應(yīng)器的頂部，在催化固體床之上。
[0006]考察現(xiàn)有技術(shù)
為了用這種裝置改善氣態(tài)和液態(tài)流體的分布，在現(xiàn)有技術(shù)中采用的一種可能手段是由使用分布器板構(gòu)成，所述分布器板包含多個(gè)混合器通道(也被稱為煙囪(chimney))以供氣體和液體通行。這些混合器通道可以有不同的類型，并在所述板上以各種不同的構(gòu)造放置。
[0007]這種類型的裝置在專利申請F(tuán)R 2 807 676、FR 2 745 202、FR 2 853 260或US2007/ 0241467中有描述。通常將此類混合器通道設(shè)置為豎直于所述分布器板，即基本上是豎直的。
[0008]由于混合器通道的高度并且因?yàn)榇蠖鄶?shù)反應(yīng)器的頂部是半球形拱頂?shù)男螤?，這種裝置限制了催化床的高度。對催化床的高度的限制降低了反應(yīng)器的催化活性，因此降低了轉(zhuǎn)化。
[0009]所述半球形拱頂開始的高度被稱作切線。所述板是用一定大小的板條(panel)安裝，所述大小必定比進(jìn)入反應(yīng)器的管道的直徑小。
[0010]因此，通常通過分別引入板條然后將其固定在一起的方法將該板安裝在反應(yīng)器中。這樣的板條必須能夠被安裝在反應(yīng)器中。由于體積原因和安裝上的問題，煙囪的高度意味著它們不能被放置在一個(gè)顯著超出切線的高度，因?yàn)樵诜磻?yīng)器頂部的半球面曲率防止它們被放置在半球形拱頂?shù)乃健?shí)際上，通常將它們置于這個(gè)切線之下。
[0011]對于相同大小的反應(yīng)器腔室，在反應(yīng)器中較低的水平安裝分布器板意味著這樣并不總是可能具有期望的可用催化體積?；蛘邚牧硪粋€(gè)角度來看，對于給定體積的催化劑，有必要使用更大的反應(yīng)器腔室。
[0012]本發(fā)明 的目的是通過提出分布器板以克服現(xiàn)有技術(shù)的這個(gè)缺點(diǎn)，所述分布器板可以安裝在分布器內(nèi)更高的位置，即更精確地說在離反應(yīng)器的半球形頂部較小的距離，并可能在位于半球形拱頂內(nèi)的水平。因此本發(fā)明的分布器板，可用于增加催化床的高度，從而提高化學(xué)轉(zhuǎn)化。
[0013]發(fā)明簡述
本發(fā)明描述了用于多相混合物在反應(yīng)器中的分布的板，所述反應(yīng)器在噴淋床模式下運(yùn)行，即氣相和液相并流向下流動(dòng)，構(gòu)成分散相的液體具有小于1.5cm/s的表面速度，而氣相構(gòu)成連續(xù)相。
[0014]在實(shí)踐中，該反應(yīng)器具有豎直壁I并結(jié)束于一半球形拱頂2。將本發(fā)明的板定義使得反應(yīng)器中能更高地安裝其，可能直到它占據(jù)半球形拱頂2所限定的空間的一部分。
[0015]本發(fā)明的分布器板10位于催化劑構(gòu)成的固體顆粒床30之上，并且包含多個(gè)煙囪3，其特征在于這些煙囪的一部分設(shè)在周邊，被稱為外圍煙囪的那些，它們的上部相對于豎直以α角傾斜。所有的傾斜的煙囪的傾斜大約是朝向反應(yīng)器的中心。這些煙囪將在下文中縮寫為“傾斜的煙囪”被提及。
[0016]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，傾斜的煙囪是形成外圍排(peripheral row)的那些，所述外圍排最靠近反應(yīng)器的腔室的壁I或2的并位于距離反應(yīng)器的腔室壁I或2的范圍是25到250mm的距離。外圍煙囪的概念也延伸到位于距離反應(yīng)器壁I的范圍為250至450mm的第二排煙囪?？傮w上，然后，外圍煙囪延伸到壁的距離(Dl)是在25至450mm，優(yōu)選為25到250mm的范圍。
[0017]分布板10的所有中央或外圍的煙囪，以范圍為100至250mm，優(yōu)選地范圍為100至200mm的間距P分隔。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，傾斜的外圍煙囪和非外圍煙囪(稱為中央煙囪)的高度(He)的范圍為IOOmm至500mm,優(yōu)選地范圍為200mm至350_。
[0019]更準(zhǔn)確地說，外圍煙囪傾斜從相對于分布板10的底部距離(d)開始傾斜，所述距離(d)在它們總高度的10%至80%的范圍，優(yōu)選地50 %至80%的范圍。
[0020]中央和外圍煙囪3具備提供液體通行的孔4。顯然，對所述外圍煙囪，這些孔4的一部分可以位于所述煙園的上部傾斜部分。
[0021]中央和外圍煙囪3在其上端還具有用于氣體通行的開口 5。
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，液體通行的孔4是圓形的孔或大致豎直的狹縫。
[0023]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述板10具有分散系統(tǒng)20，其以范圍為IOmm至IOOmm的距離設(shè)置在所述板10下面。該分散體系通常是由篩網(wǎng)或擋板構(gòu)成。
[0024]本發(fā)明還涉及采用上述的板用于進(jìn)行加氫處理或氫化或氧化反應(yīng)的方法。
[0025]本發(fā)明還涉及任何采用兩相并流向下流動(dòng)的氣相和液相的工藝，其中氣相是連續(xù)相和液體相是分散相，所述液相具有小于1.5cm/s的表面流速。
[0026]發(fā)明詳述
本發(fā)明的圖1示出根據(jù)本發(fā)明的分布板，其由兩種類型的煙囪構(gòu)成:
外圍煙囪3，其構(gòu)成所述板的最外排或最外兩排，它們的上部相對于豎直以角度α傾斜，角度α的范圍為10 °至45°，優(yōu)選地范圍為10。至30°。外圍煙囪的傾斜大致朝向反應(yīng)器中心。
[0027]優(yōu)選地，位于最靠近反應(yīng)器的壁1、2的排中的煙囪的傾斜角度大于位于離壁稍微更遠(yuǎn)的所述第二排中的煙囪。
[0028]所述“外圍設(shè)備”煙囪位于距壁I距離(Dl)處，所述距離(Dl)在25mm至450mm的范圍，優(yōu)選地在25mm至250mm的范圍。
[0029]更準(zhǔn)確地說，相對于所述分布器板的底部，外圍煙囪從距離(d)開始傾斜，所述距離(d)是10 %至80%范圍的，優(yōu)選地50 %至80%范圍的它們的總高度。
[0030]“中央”煙囪占據(jù)的所述板10的其余部分。除了它們不具有任何傾斜部分的事實(shí)，它們是與外圍煙囪相同的。如中央煙囪它們具有相同的高度和讓液體通行的孔4的相同的分布。
[0031]中央和外圍煙囪也具有位于上端的讓氣體通行的開口 5。此開口 5可以具有多種形狀，其非窮盡的實(shí)例是斜的或占據(jù)整個(gè)上端的大的孔。
[0032]中央和外圍煙囪3的長度(He)是從板10的底部測量的，范圍為100至500mm，優(yōu)選地范圍為200至350mm。
[0033]本發(fā)明的板10可用于以噴淋床模式運(yùn)行的反應(yīng)器中，其中氣相對應(yīng)于兩相流的連續(xù)相，噴淋形式的液相具有小于1.5cm/s的液體表面速度。
[0034]本發(fā)明的板可以具有放置在所述板10下面的分散系統(tǒng)，但是所述分散系統(tǒng)在下游的催化床30之上，距所述板10的底部的距離在范圍10至100mm。
[0035]圖2是一頂視圖，其顯示了距離(D1)。該距離(Dl )定義了傾斜的外圍煙囪的放置，其位于所述反應(yīng)器的壁和環(huán)境之間，并以距離(Dl)遠(yuǎn)離所述壁。
[0036]本發(fā)明將在下面的實(shí)施例中闡明。
[0037]
實(shí)施例
[0038]在這個(gè)實(shí)施例中，比較兩種板:一種是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的板，其包含所有都具有相同的尺寸和形狀的煙囪，和根據(jù)本發(fā)明的另一種，其包含傾斜的外圍煙囪，這意味著在反應(yīng)器中的定位可以變聞。
[0039]現(xiàn)有技術(shù)的板
分布器板包含在分布器板上高度為250mm和直徑為50mm的煙其包含相對于煙囪3的底部分別位于50/100/150mm的高度的3個(gè)系列的用于液體通行的孔4，在上部具有斜的50mm的開口 5以允許氣體通行。
[0040]煙囪之間的間距為200mm。
[0041]分布器板位于切線之下29mm，從所述切線該外殼的上部半球形拱頂展開。
[0042]該反應(yīng)器的殼的直徑為5000mm，半球形殼的高度為2500mm。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的板
最靠近壁I的煙囪從150mm的高度開始傾斜，即從對應(yīng)于總高度的60%的高度(d)開始傾斜。傾斜角α，相對于豎直為15 °。所有外圍煙囪的傾斜大致朝向反應(yīng)器的中心。
[0044]因此分布板10可以升高IOOmm ( 250-150 )的高度。從而，所述分布器板現(xiàn)在位于切線之上71_。這個(gè)高度增益被用于增加反應(yīng)器中可用的催化劑深度。
[0045]用如下共同的操作條件，研究這兩種類型板的功能:
進(jìn)入床的液體速度:lcm/s ；
溫度:650K ；
壓力:40巴(I巴=105帕)； 進(jìn)料中2重量％的硫；
進(jìn)料密度:800 kg/m3 ；
進(jìn)料的熱容量:1800焦耳/kg/ K ；
對于進(jìn)料中的含硫化合物和對于氫的一階化學(xué)反應(yīng)；
反應(yīng)特癥:KO (指前項(xiàng)(pre-exponential term)): 5.1 X IO7 ；EA (活化能)=120 千焦/摩爾；Δ H (反應(yīng)j:含)=75千焦/摩爾。
[0046]結(jié)果
用現(xiàn)有技術(shù)的板，在出口處得到的硫的濃度等于lOppm。
[0047]用根據(jù)本發(fā)明的板，獲得IOOmm的催化床的深度增益，即3100mm的催化床深度。
[0048]通過定位該板催化床的3000mm的初始高度增加了 100mm，將所述板放置在殼中較高處。該高度增益，因而催化體積的增益，意味著對原料的脫硫是更強(qiáng)勁的。出口處的硫的濃度下降到7.3 ppm ο
[0049]因此，更高地定位本發(fā)明的分布器板意味著脫硫的最終程度與現(xiàn)有技術(shù)中的定位相比，增加了 25%以上。
【權(quán)利要求】
1.在半球形拱頂(2)封頂?shù)姆磻?yīng)器中分布多相混合物的分布器板(10)，所述板(10)位于所述反應(yīng)器的上部，在催化顆粒床(30)之上，并由多個(gè)煙囪(3)組成，所述煙囪(3)具有用于流體通行的孔(4)，所述流體分布于所述煙囪的整個(gè)高度(He)，并且用于氣體通行的孔(5)位于它們的上端，其特征在于位于所述板的外圍的煙囪的部分(稱為外圍煙囪的那些)具有相對于豎直以角度α傾斜的它們的上部，所述角度α具有在10°至45°范圍的值，所述傾斜大約朝向反應(yīng)器的中心，并且所述外圍煙囪位于距離所述反應(yīng)器的所述壁(I或2)距離(Dl)處，所述距離(Dl)在25至450 mm的范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布器板，其中所述外圍煙囪相對所述反應(yīng)器的所述壁(I)延展的所述距離(Dl)在25至250 mm的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布器板，其中所述外圍煙?的所述傾斜部分相對于豎直的所述角度α在10°至30°的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的分布器板，其中所述外圍煙囪(3)從相對于所述分布器板(10)的底部在距離(d)開始傾斜，所述距離(d)在所述煙囪總高度的10%至80%的范圍，優(yōu)選地50%至80%的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的分布器板，其中所述外圍和中央煙囪以100至250mm的范圍，優(yōu)選地100至200 mm的范圍的間隔分開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的分布器板，其中所述中央和外圍煙囪高度(He)在100至500 mm的范圍，優(yōu)選地在200至350 mm的范圍。
7.用根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布板加氫處理或氫化油的餾分(oilcuts)的工藝方法，所述油的餾分包含C4至C20碳原子，所述方法在噴淋床模式中進(jìn)行，即有具有小于1.5cm的表面速度的分散的液體相和是連續(xù)相的氣體相。
【文檔編號】B01J8/02GK103826736SQ201280047241
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】F.巴澤爾-巴希, F.奧吉耶, Y.阿魯, C.布瓦耶 申請人:Ifp新能源公司