CN105935576A

CN105935576A - 用于径向反应器的气态流体的收集器组件

Info

Publication number: CN105935576A
Application number: CN201610122668.2A
Authority: CN
Inventors: F.巴泽-巴奇; C.普莱斯; E.桑切斯
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2036-03-04
Also published as: US20160256812A1; RU2690359C2; KR20160108219A; FR3033266B1; US10328375B2; EP3064268B1; FR3033266A1; RU2016107375A; KR102514664B1; EP3064268A1; CN105935576B; RU2016107375A3

Abstract

本发明涉及用于径向反应器的气态流体的收集器组件。一种用于气态流体的收集器组件（8），其适于安置在具有径向反应器的移动催化床的反应区段中，收集器组件包括：垂直的圆筒状筛（9），其是气态流体能渗透而催化剂颗粒不能渗透的；以及垂直的圆筒状管（10），其由筛（9）支撑且相对于筛以同心方式安置，其中管（10）包括：一个或多个气态流体可渗透区（17a、17b），其包括多个通孔；以及多个具有减小的渗透率的区（18a、18b、18c、18d），其与可渗透区相比对气态流体具有减小的渗透率，每个具有减小的渗透率的区的孔隙度是在0到0.005的范围中，区的孔隙度定义成区的可渗透的总表面积与区的展开的总表面积之间的比值。

Description

用于径向反应器的气态流体的收集器组件

技术领域

本发明涉及用于移动床单元的用于气态流体的收集器组件，该移动床单元具有进料的径向运动，该径向运动涉及在对应于从周边朝中央或从容器中央朝周边定向的半径的一组方向上流经催化床。本发明还涉及包括用于气态的反应流出物的收集器组件的径向床反应器。最后，本发明涉及采用径向床反应器用于烃类进料的催化转化的工艺。

背景技术

用于这种类型的径向流的最具代表性单元是用于再生重整汽油型烃类馏分的单元，其可定义成具有在80℃到250℃的范围中的蒸馏区间。但是，本发明的应用领域更广，且除了汽油的催化重整之外，例如还可涉及各种C4、C5烯馏分的骨架异构化或甚至用于生成丙烯的复分解工艺。列出的这些工艺并非详尽的，且可将本发明应用于具有径向流和气态进料的任何类型的催化工艺。因此，在新能源技术的背景下，例如乙醇到烯烃工艺可采用这种类型的技术。

这些径向床单元（包括再生重整）中的一些使用称作移动床的催化剂流，即，被限制在由反应器壁和内壁限定的环形空间中的催化剂颗粒（或催化床）的缓慢重力流，该内壁是气体能渗透而催化剂颗粒不能渗透的且对应于回收反应流出物的收集管道（或中央收集器）。

可替代地，移动催化床可被限制在大体环形的空间中，其形成于优选以同心方式安置的筛（称为“外”筛）和收集管道之间。“外”筛可由呈扇贝形式的筛元件的组件构成。气态进料通常经由环形床的外周边引入，并以大致垂直于催化床的垂直流动方向的方式穿过催化床。接着在收集管道（或收集器）中回收反应流出物。

但是，这种类型的反应器的使用在进料流速方面受限制。事实上，进料流速过高将导致催化剂粘在中央收集器上的现象（称作“钉扎（pinning）”）。通过进料在催化剂颗粒上方从催化床的外周边朝中央径向运动所施加的力使其钉扎抵靠中央收集器的壁，从而增加了摩擦负载，然后摩擦负载阻挠颗粒沿壁滑动。如果进料流足够高，则所产生的摩擦力足以支撑催化床的重量，且因此催化剂颗粒的重力流至少在邻近中央收集器的壁的一些区域中停止。在这些区域中，于是催化剂颗粒由于气流被钉扎且被固定抵靠收集器壁。在催化反应器（例如，用于催化重整烃类进料的催化反应器）中应尽可能地避免催化剂颗粒的固定现象，因为其有利于催化剂失活反应（例如，焦化），最终阻止反应器继续恰当地操作。潜在地，当催化剂块沿管道变得过厚时，于是有必要降低待处理气体的流速或甚至使单元停止以便清理所述管道。

此外，当压降在中央收集器的总高度范围内并非恒定时，于是这在反应区段中产生由气态流体所使用的优先路径（称作“沟槽（channelling）”）。根据气态流体的流动方向，这些优先路径可位于反应区段的上部或下部中，且产生在气态流体与催化剂在反应区段中的接触时间方面的差异，这可能是转化产率和/或催化反应的选择性减小的起因。

因此，在进料均匀分布的问题上，需要在催化床的整个高度范围内尽量平衡催化床和收集器管之间的总压降。所采用的一种方法包括将已以均匀方式穿孔的管添加在中央收集器上方，该管产生比由气态流体沿其在催化床中的路径所经历的压降高得多的压降。

本发明的一个目标是提供用于收集径向反应器的气态流体的装置，当被采用在所述反应器中时，所述装置更少地经受钉扎现象并能够以此方式控制其压降，以便限制差异且因此降低在催化床中形成用于气态流体的优先路径的风险。

发明内容

因此，本发明涉及用于气态流体的收集器组件，其能够安置在具有径向反应器的移动催化床的反应区段中，所述收集器组件包括：垂直的圆筒状筛，其是气态流体能渗透而催化剂颗粒不能渗透的；以及垂直的圆筒状管，其由所述筛支撑并相对于所述筛以同心方式安置。气态流体能渗透而催化剂颗粒不能渗透的管包括：一个或多个气态流体可渗透区，其包括多个通孔；以及多个具有减小的渗透率的区，其与气态流体可渗透区相比对气态流体具有减小的渗透率。每个具有减小的渗透率的区的孔隙度低于称为可渗透区的孔隙度。区的孔隙度是由所述区的可渗透的总表面积与所述区的展开的总表面积之间的比值来定义。根据本发明，具有减小的渗透率的区的孔隙度是在0到0.005的范围中，应理解到，“具有减小的渗透率的区”排除被包括在一个或多个可渗透区的通孔中的任何空间。

申请人已经证实，使用一个或多个具有减小的渗透率的区的穿孔的管（与筛紧密联接以便形成收集器组件）意味着能够控制所述筛处的压降。通过调节圆筒状管的孔隙度，于是有可能在收集器筛的高度范围内产生不同压降，并因此根据此高度来调节压降。

令人惊讶的是，申请人已经证实，与没有紧密联接的管的简单筛相比，形成于管上的对气态流体具有减小的渗透率的区的存在还意味着能够减少催化剂钉扎在筛上。因此，本发明的收集器组件能够用来解决两个问题而不需要修改筛，就设计而言筛是易碎的复杂零件。

在本发明的背景下，收集器组件适合用于移动床催化反应器中，且具有气态进料的径向运动，即，在其中催化剂被连续地或间断性地引入到反应区中并且连续地或间断性地从反应器中被回收。

根据本发明，具有“减小的渗透率”的区的展开的总表面积通常在管的展开的总表面积的1%到30%的范围中。

根据特定实施例，筛和管的剖面的形状为至少具有3边的多边形，应理解到，筛和管的剖面的边数是相等的。

根据特定实施例，具有减小的渗透率的区的孔隙度以此方式等于0以便形成密实区（solid zone），应理解到，密实区排除包括在可渗透区的通孔之间的任何密实空间（solid space）。

根据另外的实施例，具有减小的渗透率的区的孔隙度不为0，且所述区包括通孔。

优选地，具有减小的渗透率的区的通孔彼此间隔开一间距，所述间距高于气态流体可渗透区的通孔之间的间距。

根据另外的实施例，具有减小的渗透率的区的通孔的表面积小于气态流体可渗透区的通孔的表面积。

具有减小的渗透率的区可延伸，从而相对于水平线形成在0°到90°的范围中的角度α。

在优选实施例中，收集器组件的筛是由彼此间隔开且附接到多个水平支撑环的多个垂直的丝形成，并且圆筒状管附接到水平支撑环。

本发明的收集器组件可具有一种构型，在此构型中，圆筒状管安置在由筛限定的内部空间中且相对于所述筛是同心的。

可替代地，本发明的收集器组件以此方式配置，使得筛安置在由圆筒状管限定的内部空间中且相对于圆筒状管是同心的。

在另外的方面中，本发明涉及具有气态流体的径向运动的反应器，其包括：

• 限定容器的外部壳体，所述容器沿主要垂直轴线延伸且含有包括催化剂颗粒床的反应区；

• 用于进料的至少一个入口机构；

• 用于由催化反应所产生的流出物的至少一个出口机构；

• 用于催化剂的至少一个入口机构，以便将催化剂引入到反应区中；

• 用于催化剂的至少一个出口机构，其通向反应区；以及

• 根据本发明的收集器组件，其与流出物出口机构连通且其中收集器组件的筛接触催化床的催化剂颗粒。

根据一个实施例，反应器进一步包括用于分布气态流体的圆筒状筛，催化剂不能渗透所述圆筒状筛，且其以此方式安置在外部壳体和收集器组件之间以便限定以下各者：环形分布区，其包括在壳体和圆筒状气态流体分布筛之间；环形催化区，其包括在圆筒状气态流体分布筛和收集器组件之间；以及收集器空间，其由收集器组件限定。

可替代地，根据本发明的反应器不包括气态流体分布筛，而是包括多个气态流体分布管，所述管连接到分布盒并且进入至由容器和收集器组件限定的环形催化区中。

根据替代性实施例，反应器进一步包括催化剂不能渗透的圆筒状气态流体分布筛，且收集器组件以此方式安置在壳体和圆筒状气态流体分布筛之间以便限定以下各者：环形的外收集器区，其包括在壳体和收集器组件之间；环形催化区，其包括在圆筒状气态流体分布筛和收集器组件之间；以及分布空间，其由圆筒状气态流体分布筛限定。

最后，本发明还涉及用于使用根据本发明的反应器来催化转化烃类进料的工艺，其中：

• 将呈气态形式的烃类进料连续地供应到反应器中所含有的催化床；

• 使径向地穿过催化床的烃类进料以此方式接触催化剂以便生成气态的流出物；以及

• 在流出物已穿过收集器组件之后，回收所述流出物。

所采用的催化床是移动床，使得催化剂被连续地或间断性地送到反应区中并且连续地或间断性地从反应区中被回收。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从以下描述变得清楚的，仅以说明的方式给出以下描述且并且是非限制性的，其中：

• 图1，其示出根据现有技术的径向流反应器的具有局部剖视图的透视图；

• 图2，其是根据图1的收集器组件在垂直于垂直轴线的平面中的详细剖视图；

• 图3，其是根据现有技术的收集器组件的管的平面图；

• 图4到图8，其是根据本发明的管的不同构型的平面图；

• 图9，其是根据本发明的反应器在相对于所述反应器的垂直轴线垂直的平面中的剖视图；

• 图10，其是根据另外的实施例的反应器在相对于所述反应器的垂直轴线垂直的平面中的剖视图。

具体实施方式

参考图1，根据现有技术的径向流反应器1具有大玻璃瓶的外观，其形成在垂直对称轴线AX上延伸的圆筒状容器2。容器2的上部包括第一孔口3，且其下部包括第二孔口4。孔口3和4分别旨在用于流体穿过反应器1的入口和出口。应注意到，可颠倒孔口3和4的各自的功能，即孔口4可用作流体入口且孔口3可用作反应流出物的出口孔口。

如图1中能够看到的，呈垂直圆筒环状的催化床7布置在此圆筒状储存器的内部，所述催化床7在内侧上由保持住催化剂的中央收集器组件8限定，且在外侧上由与收集器组件8的筛相同类型的“外”筛5或者由包括呈纵向延伸的壳6的形式的筛元件的组件的装置限定。形成管道的呈壳6的形式的这些筛元件也称作“扇贝”。这些管道6由储存器保持且以平行于轴线AX的方式与容器的内面紧密联接，以便于形成大致圆筒状的内部壳体。呈扇贝6的形式的筛元件例如经由其上端与第一孔口3直接连通，以便接收进料气态流。气态流扩散穿过管道6的壁（其经穿孔），以便穿过固体颗粒的催化床7，从而朝反应器1的中央径向地汇集。进料于是接触催化剂以便经历化学转变（例如，催化重整反应）并生成反应流出物。接着由中央收集器组件8收集反应流出物，该中央收集器组件8在此处与反应器的第二孔口4连通。收集器组件包括圆筒状筛9和安置在由圆筒状筛9限制的空间内的圆筒状管10。充当滤网的筛9如此设计以便气态流体可渗透而不能渗透催化剂颗粒。圆筒状管10也被穿孔，且由此包括通孔。

在操作中，将引入到第一孔口3中的气态流体分配遍及反应器的整个高度且接着径向地横越“外”筛5，然后径向地横越颗粒催化床7，在此处气态流体接触催化剂以便生成流出物，该流出物随后由组件8收集并经由第二孔口4排出。

也可使用环形催化床7中的催化剂的连续重力流来操作这种类型的反应器。在图1的情况下，反应器1进一步包括：安置在反应器的上部中的机构11，其用于将催化剂引入到环形床中；以及安置在反应器的下部中的机构11'，其用于撤回催化剂。

管10通常附接到筛9，例如通过栓接，或通过焊接，或使用技术人员所已知的任何其它技术。

图2是根据本发明的收集器组件8沿垂直于垂直轴线AX的平面的详细剖视图。筛9由异型金属丝12的组件构成，这些异型金属丝12安置成沿收集器组件的垂直轴线彼此平行。作为示例，丝的型面可为V形。如图2中所指示的，垂直丝12具有第一面13和相对的第二面14。在本发明的背景下，当将管道用于径向反应器中时，第一面13对应于接触催化床的催化剂颗粒的面。当将管道用于径向反应器中时，第二面14（其可被指定为“背面”）对应于不接触催化床的面。异型丝12经由一系列水平金属支撑环15保持附接在一起，该水平金属支撑环15在与垂直丝的所有接触点处焊接到垂直丝的第二面14。支撑环15优选地沿筛9的高度以规律的方式进行安置。由于垂直丝12和支撑环15的这种布置，使得筛9具有在其整个周边上被穿孔的壁。如此安置丝12和环15，使得所形成的开口能够允许气态流体扩散穿过，同时保持住催化剂颗粒。

收集器组件8还包括安置（例如）在由筛9限定的内部空间中的圆筒状管10，其与所述筛9紧密联接。更确切地，管10经由支撑环15附接到异型丝12的“背”侧。管10还以此方式设有多个通孔16，使得已径向地扩散穿过筛的气态流体也能够穿过管10。

应注意到，根据本发明，筛和管的剖面可呈至少具有3边的多边形形状，应理解到，筛和管的剖面的边数由此是相等的。

我们现在将要参考图3，图3是根据现有技术的管10的展开的平面图。管10可由穿孔的金属板制成。通常，根据现有技术的管包括气态流体能渗透的单个区，该区包括遍及其表面且在所述管的高度范围内以均匀方式安置的通孔16。在图3的示例中，孔16布置成形成三角形图案且相邻孔之间具有规则的间距。

图4示出形成本发明的收集器组件的一部分的管10的第一实施例。管10包括：多个区17a和17b（见虚线），其设有通孔16且由此气态流体能渗透其；以及多个区18，据称其对气态流体具有“减小的渗透率”。如图4中能够看到的，气态流体可渗透的区17a和17b具有的构型与图3的管的构型相同，即通孔16的三角形图案且相邻孔之间具有规则的间距。显然，有可能以规则的方形图案或矩形图案来布置通孔16。可替代地，可以不规则方式布置通孔。在本发明的背景下，具有减小的渗透率的区对应于具有的孔隙度在0到0.005的范围中的区，其中孔隙度定义成所述区的可渗透的总表面积（即，孔的总表面积）与所述区的展开的总表面积之间的比值。称为具有“减小的渗透率”的区具有的孔隙度必然低于称为“可渗透”的区的孔隙度。称为“可渗透”区由此具有的孔隙度大于0.0055，且优选地在0.0055到0.08的范围中，且更优选地在0.0065到0.065的范围中，其中孔隙度是所述区的可渗透的总表面积（即，孔的总表面积）与所述区的展开的总表面积之间的比值。

以示例的方式，如果具有减小的渗透率的区具有1 m²的展开的总表面积且包括50个半径为1.12 cm的通孔，则所述区的孔隙度等于：

P = (50 x (π x (1.12 × 10^-2)²)) / (1) = 0.02。

在图4的实施例中，具有减小的渗透率的区具有的孔隙度为0且对应于不具有通孔的密实的、不可渗透的区，应理解到，不可渗透的密实区排除包括在可渗透区的通孔中的任何密实空间。

根据本发明，具有“减小的渗透率”的区可相对于水平线以角度α延伸，该角度α在0°到90°的范围中。在图4的示例中，具有“减小的渗透率”的区18是形成沿管的垂直轴线（即，相对于水平线形成等于90°的角α）延伸的连续密实条的密实区。

根据本发明，管可包括气态流体可渗透的多个区，这些区由对气态流体具有“减小的渗透率”的区来分隔开。

图5表示本发明的收集器组件的管10的另外的构型形式，其与图4的构型的区别在于：具有“减小的渗透率”的区18（在此情况下为连续的密实区）在相对于水平线形成大致等于45°的角度α的方向上延伸。当管卷起时，具有“减小的渗透率”的区18围绕该管形成螺旋或螺旋的一部分。

在本发明的背景下，收集器组件的管可包括具有“减小的渗透率”的单个区，其围绕管形成连续的螺旋，或可替代地围绕管形成彼此平行的多个螺旋或多个螺旋部分。

图6示出另一个实施例，其中管包括气态流体可渗透的多个区（在此情况下为两个可渗透区17a、17b）和具有“减小的渗透率”的四个区18a、18b、18c和18d。密实区18a和18b交叉且分别在相对于水平线形成90°和0°的角度α的方向上延伸。管进一步包括位于管下部中的具有“减小的渗透率”的其它两个区18c和18d，这两个区通过密实区18a彼此分隔开，且经由密实区18b分别与可渗透区17a和17b分隔开。区18c和18d的孔隙度通过增大这些区中的通孔之间的间距（及由此通过减小通孔的密度）而相对于区17a和17b（称为可渗透的）的孔隙度减小。

此实施例说明以下事实：有可能根据收集器组件的管的高度来局部地改变压降，以便沿收集器组件及由此在催化床中维持恒定的气流，且因此将优先路径的形成（沟槽）限制在催化床中。

区的渗透率的减小引起该区处的压降的增加。在气态流体以径向上升运动进行移动的情况下，其在反应器的头部处经受更大的压降。为了确保在收集器的筛的高度范围内的均匀气流，因此有利的是，在筛的下部区段中借助于圆筒状管产生压降，于是该圆筒状管在其下部区段中包括具有减小的渗透率的区，而其上部区段则可以不包括具有减小的渗透率的区。

当在以下反应器中使用收集器组件时，颠倒可渗透区和具有减小的渗透率的区的布置，其中将气态流体注入到所述反应器的头部中，且从反应器的底部回收反应流出物。在此类情形中，反应器底部处的压降高于反应器头部处的压降。

在参考图1所描述的移动催化床反应器中使用根据本发明的收集器组件的另外的优点在于，其能够减小这种类型的反应器的尺寸。事实上，能够减小包括在反应器和分布筛之间的用于分布气态流体的空间，即使是以增加流体在此空间中所经受的压降为代价，其可通过调节在圆筒状管的高度处的孔隙度以在本发明的收集器组件的高度处得到处理。

图7表示根据本发明的收集器组件的管10的另外的构型模式，其中与可渗透区17相比，具有“减小的渗透率”的区18a和18b（此处其为密实区）分别延伸以相对于水平线形成角度α和–α，并且以此方式在其端部之一处会合，以便形成具有“V”形的连续的密实条。作为此实施例的可替代方案，具有“减小的渗透率”的两个区18a和18b可以X的形状彼此交叉，使得具有“减小的渗透率”的第一区相对于水平线以角度α倾斜，且具有“减小的渗透率”的第二区相对于水平线以角度–α倾斜。可以此方式来改进这些实施例，使得围绕所述管排列有具有“V”和/或“X”形状的多个具有“减小的渗透率”的区。

图8中以平面图表示本发明的收集器组件的管的另外的实施例。所述管包括气态流体可渗透的多个区和称作对气态流体具有“减小的渗透率”的多个区18，这些区以此方式安置使得具有“减小的渗透率”的区的一部分位于管的上半部中，且具有“减小的渗透率”的区的另外的部分位于管的下半部中。在图8的实施例中，具有“减小的渗透率”的区18也交替地布置在管的上半部和下半部中。

无论如何安排具有“减小的渗透率”的区，这些区均优选地延伸的距离在管高度的10%到100%的范围中，且更优选地在管高度的50%到100%的范围中。

可以此方式选择对气态流体具有“减小的渗透率”的区的数量及其尺寸，使得具有“减小的渗透率”的区的展开的总表面积是在管的展开的总表面积的1%到30%的范围中。

还应注意到，在本发明的背景下，有可能将通孔的表面积大小和/或孔数量用作修改具有“减小的渗透率”的区的孔隙度的因子。根据本发明，通孔可具有任何剖面形状，例如圆形、三角形、方形或甚至矩形。

令人惊讶的是，申请人已经证实，对于穿过收集器组件（筛+穿孔管）的气体的相同速率而言，使用包括对气态流体具有“减小的渗透率”的区的管意味着，与由筛（不包括具有“减小的渗透率”的此类区的管紧密联接至其）构成的现有技术的收集器组件相比，限制了由于气流而钉扎的颗粒块的厚度。因此，具有“减小的渗透率”的这些区的存在意味着，能够在筛上产生多个区，即在这些区中颗粒被牵制的程度较小且无法在这些区上形成固体块，其效果限制了形成于筛上的块的厚度。因此，通过减少由块“钉扎”的催化剂的量，减小了“非活性”催化剂的比例，且因此改善了反应器的催化性能。

本发明还涉及用于使用移动催化床来催化处理径向反应器中的烃类进料的工艺。根据本发明的反应器包括：

• 限定容器的壳体，该容器沿主要垂直轴线延伸且含有包括催化剂颗粒床的反应区；

• 用于进料的至少一个入口机构；

• 用于由催化反应生成的流出物的至少一个出口机构；

• 用于催化剂的至少一个出口机构，其通向反应区；以及

• 根据本发明的用于流出物的收集器组件，其安置在反应区中并与流出物出口机构连通。

此外，反应器可任选地包括称作“用于分布气态流体”且气体能渗透而催化剂颗粒不能渗透的筛，该筛相对于收集器组件以同心方式安置在容器中，且收集器组件的筛接触催化床的催化剂颗粒。

图9中所表示的根据本发明的反应器的一个实施例是向心式径向运动反应器（即，气流从容器周边朝容器中央移动）。该反应器包括限定容器的壳体20，该容器中安置有：圆筒状筛（称为“外”筛21），其是气体能渗透而催化剂不能渗透的；以及根据本发明的收集器组件8。外筛21相对于收集器组件以同心方式安置在壳体20和收集器组件8之间。收集器组件8以此方式安置，使得收集器筛（未示出）接触催化剂。在这种类型的构型中，反应器包括：“外部”环形区22，其包括在壳体20和“外”筛21之间；环形催化区23，其包括在“外”筛21和收集器组件8之间；以及圆筒状收集器空间24，其由收集器组件8限定。“外”筛21可呈由丝和异型金属棒的网状物所形成的穿孔板或筛的形式，或甚至呈贝壳（或“扇贝”）形式的筛元件的组件。在操作中，气态进料经由反应器的底部或者经由顶部被注入到环形分布区22中，接着穿过表示为“外”筛的筛21，且接着以大致径向方式穿过环形催化区23中的催化剂颗粒床。在环形催化区23中，气态流体接触催化剂以便生成气态的反应流出物，该气态的反应流出物被收集在收集器组件8的空间24中且接着从反应器的顶部（当进料被引入到反应器的底部时）或者从反应器的底部（当进料经由反应器的顶部引入时）被回收。

在可替代实施例（未示出）中，反应器不包括圆筒状筛21而是包括连接到分布盒（在反应器的内侧或外侧）并且浸入反应区中的多个分布管，该分布管于是能够用来将气态进料分布在催化区23中。

图10中示出本发明的反应器的另外的实施例，其使用安置在容器20和用于气态流体的圆筒状分布筛25之间的根据本发明的收集器组件8，该圆筒状分布筛25布置在容器20的中心处。筛25可与参考图9所描述的筛21具有相同的类型。应注意到，在此构型中，收集器组件以此方式安置在反应器中，使得收集器筛（图10中未图示出）直接接触催化剂。

如图10中能够看到的，反应器包括：圆筒状区26，气态流体在该圆筒状区26中移动；环形催化区23，其由分布筛25和收集器组件8限定；以及圆筒状外收集器区27，其限定在容器20和收集器组件8之间。反应器的此构型适合处理在离心方向上（如由图10中的箭头所表示的）以径向方式移动的气态流体。气态进料经由反应器的底部或者顶部被注入到圆筒状分布区26中，接着穿过筛25，且接着以大致径向方式穿过环形催化区23的催化剂颗粒床。在环形催化区23中，气态流体接触催化剂以便生成气态的反应流出物，该气态的反应流出物被收集在收集器空间27中，该收集器空间27被包括在容器和收集器组件8之间。反应流出物接着从反应器的顶部（当进料被引入到反应器的底部时）或者从反应器的底部（当进料经由反应器的顶部引入时）被回收。

在未示出的实施例中，根据本发明的反应器不包括气态流体分布筛，而是包括多个气态流体分布管，该分布管连接到分布盒并且浸入至由容器和收集器组件限定的环形催化区中。

根据本发明的反应器可以是具有移动催化床的反应器，其中催化剂被连续地或间断性地引入到反应器中并被连续地或间断性地从所述反应器移除。

可将本发明的反应器和工艺应用于具有气态流体的径向运动的反应，例如用于催化重整烃类馏分的反应、烯烃的骨架异构化反应、用于生成丙烯的复分解或低聚糖裂解反应。

Claims

1.一种用于气态流体的收集器组件（8），其适合于安置在具有径向反应器的移动催化床的反应区段中，所述收集器组件包括：垂直的圆筒状筛（9），其是气态流体能渗透而催化剂颗粒不能渗透的；以及垂直的圆筒状管（10），其由筛（9）支撑并相对于所述筛以同心方式安置，所述管是气态流体能渗透而催化剂颗粒不能渗透的，其中所述管（10）包括：一个或更多个气态流体可渗透区（17a、17b），其包括多个通孔；以及多个具有“减小的渗透率”的区（18a、18b、18c、18d），其与可渗透区相比对气态流体具有“减小的渗透率”，每个具有减小的渗透率的区的孔隙度低于称作可渗透区的孔隙度，区的孔隙度定义成所述区的可渗透的总表面积与所述区的展开的总表面积之间的比值，并且其中具有减小的渗透率的区的孔隙度是在0到0.005的范围中，应理解到，具有减小的渗透率的区排除被包括在一个或多个可渗透区的通孔中的任何空间。

2.根据权利要求1所述的收集器组件，其中所述具有“减小的渗透率”的区的展开的总表面积是在所述管的展开的总表面积的1%到30%的范围中。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的收集器组件，其中所述筛（9）和所述管（10）的剖面的形状为至少具有3边的多边形，应理解到，所述筛和管的所述剖面的边数是相等的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的收集器组件，其中具有减小的渗透率的区的孔隙度以此方式等于0以便形成密实区，应理解到，密实区排除包括在可渗透区的通孔中的任何密实空间。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的收集器组件，其中具有减小的渗透率的区的孔隙度不为0，且所述区包括通孔。

6.根据权利要求5所述的收集器组件，其中具有减小的渗透率的区的通孔彼此间隔开一间距，所述间距高于气态流体可渗透区的通孔之间的间距。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的收集器组件，其中具有“减小的渗透率”的区的通孔的表面积小于气态流体可渗透区的通孔的表面积。

8.根据前述权利要求中任一项所述的收集器组件，其中所述具有“减小的渗透率”的区延伸以相对于水平线形成在0°到90°的范围中的角度α。

9.根据前述权利要求中任一项所述的收集器组件，其中所述筛（9）由彼此间隔开且附接到多个水平支撑（15）的多个垂直的丝（12）形成，并且所述圆筒状管（10）附接到所述水平支撑环（15）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的收集器组件，其中所述圆筒状管（10）安置在由所述筛限定的内部空间中且相对于所述筛（9）是同心的。

11.根据权利要求1到9中任一项所述的收集器组件，其中所述筛（9）安置在由所述圆筒状管（10）限定的内部空间中且相对于所述圆筒状管（10）是同心的。

12.一种具有气态流体的径向运动的反应器，其包括：

• 限定容器的外部壳体（20），所述容器沿主要垂直轴线延伸且含有包括催化剂颗粒床的反应区；

• 用于进料的至少一个入口机构；

• 用于由催化反应所产生的流出物的至少一个出口机构；

• 用于催化剂的至少一个入口机构，以便将所述催化剂引入到所述反应区中；

• 用于催化剂的至少一个出口机构，其通向所述反应区；以及

• 根据本发明的收集器组件（8），其与用于所述流出物的出口机构连通且其中所述收集器组件的所述筛接触催化床的催化剂颗粒。

13.根据权利要求12所述的反应器，其进一步包括用于分布气态流体的圆筒状筛（21），催化剂不能渗透所述圆筒状筛（21），且其以此方式安置在所述外部壳体和所述收集器组件之间以便限定以下各者：环形分布区（22），其包括在所述壳体（20）和圆筒状气态流体分布筛（21）之间；环形催化区（23），其包括在圆筒状气态流体分布筛（21）和所述收集器组件（8）之间；以及收集器空间（24），其由所述收集器组件（8）限定。

14.根据权利要求12所述的反应器，其进一步包括催化剂不能渗透的圆筒状气态流体分布筛（25），且所述收集器组件（8）以此方式安置在所述壳体（20）和所述圆筒状气态流体分布筛（25）之间以便限定以下各者：环形的外收集器区（27），其包括在所述壳体（20）和所述收集器组件（8）之间；环形催化区（23），其包括在所述圆筒状气态流体分布筛（25）和所述收集器组件（8）之间；以及分布空间（26），其由所述圆筒状气态流体分布筛（25）限定。

15.一种用于使用根据权利要求12到14中任一项所述的反应器用于烃类进料的催化转化的工艺，其中：

• 将呈气态形式的所述烃类进料连续地供应到所述反应器中所包含的催化床；

• 使径向地穿过所述催化床的所述烃类进料以此方式接触所述催化剂以便生成气态的流出物；以及

• 在所述流出物已穿过所述收集器组件之后，回收所述流出物。

16.根据权利要求15所述的工艺，其中所述催化床是移动床，且所述催化剂连续地或间断性地被引入到所述反应器中并且连续地或间断性地从所述反应区中分别被回收。