CN106040102B - 带有混合和交换地带的混合和分布设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有混合和交换地带的混合和分布设备。一种用于向下流动式催化反应器的流体的混合和分布的设备，所述设备包括至少一个收集地带(A)、包括用于混合流体的至少一个壳体(15)的至少一个混合地带(B)、至少一个分布地带(C)，其特征在于，所述混合地带(B)与所述分布地带(C)位于相同的水平面处，并且还包括用于流体交换的至少一个壳体(16)，至少一个壳体(16)被连接到所述混合壳体(15)并且与所述混合壳体(15)连通，所述交换壳体(16)包括至少一个侧向通路区段(17a、17b)，其适用于流体从所述交换壳体(16)到所述分布地带(C)的通过。

Description

带有混合和交换地带的混合和分布设备
技术领域
本发明涉及放热反应的领域，以及更具体地涉及在固定床反应器中进行的加氢处理、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢裂化、氢化作用、加氢脱氧或还有加氢脱芳烃反应。本发明更具体地涉及一种在顺流向下流动式反应器中用于流体的混合和分布的设备以及其用于进行放热反应的用途。
背景技术
例如在精炼和/或在石油化工中进行的放热反应需要通过被称为急冷流体的额外流体冷却，以便避免催化反应器的热失控，放热反应在催化反应器中进行。用于这些反应的催化反应器通常包括至少一个固体催化剂床。反应的放热性要求在反应器内维持均匀的温度梯度，以便避免在容纳在反应器中的催化剂床中出现过热点。过热的地带可能过早地降低催化剂的活性和/或导致非选择的反应和/或导致热失控。因此重要的是在反应器中具有位于两个催化剂床之间的至少一个混合腔室，其允许流体在反应器的截面上的均匀温度分布以及将反应流体冷却至期望温度。
为了进行该均化作用，对本领域技术人员来说通常必要的是使用包括将急冷流体最均匀的可能引入到反应器截面中的往往复杂的内部构件的特殊布置。例如，文献FR 2824 495 A1描述了一种急冷设备，其使得能够确保在急冷流体（一种或多种）和工艺流体（一种或多种）之间的有效交换。该设备被集成在壳体中，并包括急冷流体注射管道、用于收集流体的挡板、适当的急冷箱，从而运行急冷流体和向下流动之间的混合，以及分布系统，其由穿孔盘和分布板构成。急冷箱包括：偏转器，其确保流体在基本上非径向且不平行于所述壳体的轴线的方向上的涡流运动，以及在反应流体的流通方向上偏转器的下游处的至少一个出口通路区段（section），其用于在箱中形成的流体的混合物。该设备使得能够克服现有技术的不同系统的某些缺点，但是仍然具有大的空间要求。
为了克服空间要求的问题，已经开发了一种在向下流动式反应器中用于混合流体的设备，并且其在文献FR 2 952 835 A1中被描述。该设备包括水平的收集装置，其设有垂直的收集管线以接收流体；置放在收集管线中的注射装置；以及带有圆形横截面的环状混合腔室，其在流体的流通方向上位于收集装置的下游。混合腔室包括连接到收集管线的入口端和允许流体通过的出口端，以及包括至少一个通气道的水平预分布板。该设备的优势在于，其比先前描述的设备更加紧凑，并且使得能够确保流体的良好混合以及良好的温度均匀性。
本发明的目的是提出用于流体的一种混合设备和一种分布设备，当其被置放在催化反应器中时，其具有小的空间要求。本发明的另一目的是提出一种混合和分布设备，其对于混合流体具有良好的效率并且具有良好的温度均匀性和良好的分布。
申请人已经开发了一种用于流体的混合和分布的组合设备，其使得能够显著地减小用于流体的混合和分布的空间，尤其是在向下流动式反应器中。
发明内容
本发明的第一主题涉及一种用于向下流动式催化反应器的流体的混合和分布的设备，所述设备包括：
- 至少一个收集地带(A)，其包括至少一个收集装置；
- 至少一个基本垂直的收集管线，其适用于接收由所述收集装置收集的反应流体，以及至少一个注射装置，其通向所述收集管线以用于注射急冷流体；
- 至少一个混合地带(B)，其在流体的流通方向上位于所述收集管线的下游并且与所述收集管线连通，所述混合地带(B)包括用于混合流体的至少一个壳体；
- 至少一个分布地带(C)，其在流体的流通方向上位于所述混合地带(B)的下游，其包括支撑多个通气道的分布板；
其特征在于，所述混合地带(B)与分布地带(C) 位于相同的水平面处，并且还包括用于流体交换的至少一个壳体，其连接到所述混合壳体并与所述混合壳体连通，所述交换壳体包括至少一个侧向通路区段，其适用于流体从所述交换壳体到所述分布地带(C)的通过。
有利地，所述混合壳体位于所述交换壳体上方。
优选地，所述混合壳体和所述交换壳体的累积总高度H'2被包括在200和800毫米之间。
有利地，所述交换壳体的宽度W被包括在200和800毫米之间。
优选地，所述混合壳体的截面和/或所述交换壳体的截面是平行四边形。
优选地，所述交换壳体和所述混合壳体之间的体积比被包括在5%和60%之间。
有利地，侧向通路区段分布在至少两个水平面上。
有利地，所述混合壳体和所述交换壳体形成单件。
优选地，根据本发明的设备包括布置在所述分布板下方的流体分散系统，所述分散系统包括至少一个流体分散装置。
有利地，所述分散装置是格栅，所述格栅的轴线垂直于反应器的壳体的纵向轴线。
优选地，所述混合壳体定位在两个交换壳体之间。
优选地，所述混合壳体包括在所述混合壳体的内壁（一个或复数个）中的至少一个上的至少一个偏转装置。
有利地，所述交换壳体包括多个水平通路区段，其适用于流体从所述交换地带到分布板的通过。
优选地，一个或多个壳体和/或最靠近分布板的壳体（一个或复数个）位于距所述分布板距离“d”处，距离“d”被包括在20和150毫米之间。
本发明的另一主题涉及一种向下流动式催化反应器，其包括容纳通过中间地带隔开的至少两个固定催化剂床的壳体，该中间地带包括根据本发明的用于流体的混合和分布的设备。
附图说明
图1示出了包括至少两个固体催化剂床并且包括根据现有技术的用于流体的混合和分布的紧凑设备的向下流动式催化反应器的轴向横截面。粗体箭头代表在反应器中的流体的流动方向。
图2示出了包括至少两个固体催化剂床并且包括根据本发明的用于流体的混合和分布的紧凑设备的向下流动式催化反应器的轴向横截面。粗体箭头代表在反应器中的流体的流动方向。
图3a示出了根据本发明的设备的混合地带(B)的详细视图（影线示出了混合地带(B)不可见的部分，即，位于所述地带内的部分）。箭头表示流体在混合地带中的流动方向。图3b是根据本发明的设备的混合地带(B)的透视图。
图4a到4f示出用于根据本发明的设备的混合地带(B)的混合和交换壳体的位置的各种备选。箭头表示流体到分布地带(C)的流动方向。
图5示出根据本发明的设备的特定实施例，其中，交换壳体位于距分布板距离“d”处。箭头示出流体从交换壳体到分布地带(C)的流动方向。
具体实施方式
根据本发明的紧凑的混合和分布设备被用于反应器，在反应器中进行放热反应，比如加氢处理、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢裂化、氢化作用，加氢脱氧或者还有加氢脱芳烃反应。通常，反应器具有沿基本垂直的轴线的细长的形状。至少一种反应流体（也被称为“工艺流体”） 从所述反应器的顶部通过至少一个催化剂固定床流通到所述反应器的底部。有利地，除最后一个床之外，在每个床的出口处反应流体均被收集，然后在被分布到位于分布板下游的催化剂床之前在所述设备中与急冷流体混合。下游和上游相对于反应流体的流动方向被定义。反应流体能是气体或液体，或包含液体和气体的混合物；这取决于在反应器中进行的反应的类型。
为了更好地理解本发明，借助于应用的示例在此之后给出的描述涉及在适用于加氢处理反应的反应器中使用的混合和分布设备。图1的描述涉及根据现有技术的混合和分布设备，图2到图5的描述涉及根据本发明的混合和分布设备。图2到图5保留了图1的某些元件；在图2到图5中与图1中相同的的那些附图标记表示相同的元件。当然，在不超出本发明的范围的情况下，根据本发明的设备能够被用在任何反应器或设备中以及期望获得流体的良好分布和热混合物或良好材料的任何领域中。
图1示出布置在反应器1中的根据现有技术的混合和分布设备，反应器1具有沿基本垂直的轴线的细长的形状，其中，至少一种反应流体从顶部通过两个催化剂床2和14流通到底部。反应流体能是气体（或气体混合物）或液体（或液体混合物）或包含液体和气体的混合物。混合和分布设备相对于在壳体1中反应流体的流动被布置在催化剂床2的下方。支撑格栅3以使得能够以释放在催化剂床2的下方的收集空间(A)（也被称为收集地带）的方式支撑催化剂床2。收集空间(A)的高度H1通常在10和300毫米之间。该收集空间或收集地带(A)使得能够在收集装置5的水平面处收集源于催化剂床2的流动。也被称为挡板的收集装置5是实心板，其仅在位置6处打开，以便将流体流动排到环状混合腔室9。源于床2的反应流体因此在收集地带(A)中被迫传送通过与开口6连通的垂直收集管线7。急冷流体经由注射管线8注射到收集管线7中。急冷流体能是液体或气体，或包含液体或气体的混合物。所述环状腔室9通过其入口端连接到收集管线7。急冷流体和源于上部床2的反应流体因此被迫进入所述环状腔室9，在其中，急冷流体和反应流体混合同时经历旋转流动。在所述腔室的出口处，流体的混合物在预分布板11上流动，预分布板11在流体流通方向上位于环状混合腔室9的下游。通常，在收集装置5和预分布板11之间测量的高度H2（参照图1）被包括在300和600毫米之间。环状混合腔室9定位在反应器的周边处。混合物的气相和液相在穿孔板11上分离，穿孔板11设有一个或多个中央通气道4，其被配置以便允许气体通过。液体传送通过板的穿孔，以便形成喷头或雨型流动。穿孔板11的作用是分布离开环状混合腔室9的流动，以便以相对平衡的方式为分布板12供应，所述分布板12在流体的流通方向上定位在预分布板的下游。通常，在预分布板11和分布板12之间测量的高度H3（参照图1）被包括在100和700毫米之间。分布板12包括通气道13，其作用是在位于该分布板下游处的催化剂床14的入口处重新分布气相和液相。
根据现有技术的混合和分布设备因此包括以堆叠方式定位成一个在另一个上方的混合地带和分布地带。流体的混合在高度H2上进行，并且流体的分布在高度H3上进行。因此，在根据现有技术的混合和分布设备的壳体1中总的空间要求H等于H1+H2+H3（参照图1）。
申请人已经开发了一种用于流体的混合和分布的新设备，其相比先前所描述的设备更加紧凑，在位于所述设备下方的催化剂床上具有流体的良好混合和良好分布。
参考图2、图3a和图3b，根据本发明的混合和分布设备可布置在反应器1中，反应器1具有沿基本垂直的轴线的细长的形状，在其中，至少一种反应流体从顶部通过至少一个催化剂床2流通到底部。根据本发明的设备相对于在壳体1中反应流体的流动被布置在催化剂床2的下方。支撑格栅3使得能够以释放布置在催化剂床2的下方的收集地带(A)的方式支撑催化剂床2。收集地带(A)是必要的以允许反应流体排到收集管线7（参照图3a和图3b）。流动的反应流体例如由气相和液相组成。更具体地，传送通过上游的催化剂床2的反应流体通过基本水平的收集装置5（也被称为收集挡板）收集，该收集装置5通向基本垂直的收集管线7，收集管线7要么布置在收集地带(A)下方的被称为混合地带(B)的地带的水平面处（如在图3b中所示），要么布置在收集地带(A)的水平面处（在附图中未示出）。基本垂直和基本水平是指在本发明的意义内，平面相对于垂直、相应地水平的变化的角度被包括在±5度之间。收集装置5（参照图2）由在催化剂床2的支撑格栅3下方的布置在垂直于壳体的纵向轴线的平面中的实心板构成。收集装置5的板在反应器1的整个表面上径向延伸。其包括在其端部中的一个处的开口6（参照图3a和图3b），所述收集管线7连接到开口6。收集装置5使得能够收集源于上游的催化剂床2的反应流体的流动，并且将其引导到所述收集管线7。收集装置5与催化剂床2的支撑格栅3相距高度H'1（图2）。高度H'1被选择成以便在收集从催化剂床2流出的流体期间限制压降，以及限制间隙高度，即，通过在收集装置5中累积的液体形成的高度。间隙高度不改变反应流体向收集管线7的排出、或其在该管线中的流动或其流动通过上部催化剂床2。当收集管线7和注射装置8（图3b）位于混合地带(B)的水平面时，高度H'1被包括在10和200毫米之间，优选地在30和150毫米之间，还更加优选地在40和100毫米之间。因此，源于床2的反应流体在收集地带(A)中被迫传送通过收集管线7。
当收集管线7和注射装置8位于收集地带(A)的水平面时，高度H'1被包括在10和400毫米之间，优选地在30和300毫米之间，以及还更加优选地在50和250毫米之间。
在收集地带(A)下方的是混合地带(B)和分布地带(C)。参照图3a和图3b，混合地带(B)包括基本垂直的收集管线7，其适用于接收由收集装置5收集的反应流体和源于通向所述收集管线7内的注射装置8（参照图3b）的急冷流体。
混合地带(B)还包括混合壳体15(参照图2和图3a)，其在流体的流通方向上位于收集装置5的下游。与混合壳体15连通的收集管线7能位于混合壳体15的上方，或者与所述壳体处于相同的水平面。优选地，收集管线7与混合壳体15位于相同的水平面处（具体参照图3a）。类似地，注射管线8能在混合壳体15的上方打开，或在与所述壳体相同的水平面处打开，或者经由本领域技术人员公知的设备直接通向所述混合壳体15内部，例如，穿过混合地带15的穿孔管。急冷流体的注射能相对于源于收集地带(A)的反应流体经由顺流式、横流式或甚至逆流式进行。
分布地带(C)本身包括支撑多个通气道13的分布板12。
本发明的特性基于将混合地带(B)与分布地带(C)置放在相同的水平面处，以及其特性在于所述混合地带(B)由用于混合流体的壳体15构成，壳体15连接到用于流体交换的壳体16并且与壳体16连通（参照图2和图3a），交换壳体16在流体的流通方向上位于混合壳体15的下游。在本发明的意义内，混合壳体15是指在其中反应流体和急冷流体混合的空间。交换壳体16是指在其中反应流体和急冷流体经由侧向通路区段17a和/或17b（在此之后描述）与分布地带(C)直接接触的空间。
混合地带(B)的构造允许在混合壳体15中进行流体混合并且允许所述混合物流动到交换壳体16。反应流体和急冷流体的混合在交换壳体16的水平面处持续发生。参照图3a和图3b，交换壳体16包括至少一个侧向通路区段17a或17b，其适用于流体从混合地带(B)到分布地带(C)的通过。优选地，混合地带16包括至少两个侧向通路区段17a和17b。因此，仅交换壳体16与分布地带(C)直接接触。侧向通路区段17a尤其允许液体从交换壳体16到分布地带(C)的通过，并且侧向通路区段17b尤其允许气体从交换壳体16到分布地带(C)的通过。
混合壳体15的截面和交换壳体16的截面能是四边的截面，优选地梯形截面以及更加优选地平行四边形截面或圆形截面。梯形截面是指所述截面的两个相对边形成平行对的任意四边的截面。平行四边形截面是指所述截面的相对边均形成平行对的任意四边的截面，例如，平行四边形截面能是矩形、正方形或长斜方形截面。圆形截面是指具有圆形或椭圆形形式的截面。不论混合壳体15和交换壳体16的截面形状如何，所述腔室的高度或直径将被选择成以便尽可能限制压降并且以便限制在反应器中的空间要求。有利地，混合壳体15和交换壳体16的截面均是矩形（参照图2到图5）。壳体的矩形截面，除了促进机械可行性外，还允许其在反应器外进行制造和部分组装，同时还允许其随后容易地插入到反应器中。混合壳体15的截面能不同于交换壳体16的截面（参照图4b、图4c、图4e和图4f）。
无论如何，混合壳体15和交换壳体16能是任意形状。混合壳体15的壁和交换壳体16的壁尤其能以直线延伸（“I”形）或者能是弯曲的（“C”形）或者还能具有角度（“L”形）。混合地带(B)能位于分布地带(C)中的任意位置处。例如，混合地带(B)能定位在分布地带(C)的中心处，或者能相对于后者的位置偏置。因此，混合和交换壳体的长度取决于其在反应器的壳体1中的位置由本领域技术人员确定。有利地，混合15和交换16壳体的端部与反应器的壳体1的壁不接触，以便允许流体在混合15和交换16壳体的任一侧在分布板12上流通。
在根据本发明的实施例中，混合壳体15位于所述交换壳体16的上方（如在图2、图3a和图3b中所示）。混合壳体15也能位于所述交换壳体16下方（参照图4a）。在根据本发明的另一实施例中，混合地带(B)能包括混合壳体15和多个交换壳体16。例如，交换壳体16能定位在混合壳体15的两侧上（参照图4c）。至少一个开口18（参照图3a）被布置在混合地带(B)中，以便允许流体的混合物从混合壳体15到交换壳体16的通过。开口的位置、形状和尺寸由本领域技术人员选择，以便在流体的混合物的流动期间限制压降。
有利地，混合壳体15和交换壳体(一个或复数个)16构成单件。
在本发明的另一实施例中，混合壳体15能包括一个或多个水平面（在图4d的背景下是两个水平面）。当混合腔室15包括若干水平面时，流体从一个水平面到另一水平面的通过经由穿孔或狭槽类型的至少一个通路区段（在图4d中未示出）进行；所述通路区段的表面被选择成以便扰乱流体的流而没有因此引起显著压降。在混合地带15的两个水平面之间的通路区段（一个或复数个）的位置、形状和尺寸由本领域技术人员选择成以便在流体的混合物的流动期间限制压降。
根据本发明，所述混合壳体15和所述交换壳体16的累积总高度H'2被包括在200和800毫米之间，优选地在300和750毫米之间，以及甚至更加优选地在350和700毫米之间。
优选地，交换壳体16的宽度“W”（参照图3a）被包括在200和800毫米之间，优选地在250和700毫米之间，以及甚至更加优选地在300和600毫米之间。
交换壳体（一个或复数个）16和混合壳体15之间的体积比(%)被包括在5%和60%之间，优选地在10%和40%之间。
在高度H'3上延伸的分布地带(C)（参照图2）包括分布板12（在本文中也被称为分布器板）和多个通气道13。更准确地说，通气道13通过上部开口在其上端处打开并且具有沿其侧向壁的一系列侧向洞（在附图中未示出），旨在使液相（经由孔）和气相（经由上部开口）分别地传送到通气道内，以便在所述通气道内部对其进行彻底混合。侧向孔的形状能非常多变，通常是圆形或矩形，这些孔优选地分布在每个通气道上的若干水平面上，所述若干水平面从一个通气道到另一通气道基本相同，通常至少一个水平面，以及优选地从1个到10个水平面，以便允许尽可能有规律地在气相和液相之间建立接口。
与现有技术的混合和分布设备相比，根据本发明的混合和分布设备不包括设有通气道的预分布板11。按照根据本发明的设备的基本方面，混合地带(B)与分布地带(C)定位在相同的水平面处。与从现有技术公知的那些相比，根据本发明的混合和分布设备因此显著地更加紧凑。与根据现有技术的设备相比，如在图1中所示，根据本发明的混合和分布设备的总的空间要求是H=H'1+H'3（参照图2）。
在根据本发明的实施例中，最靠近分布板12的一个或多个壳体15或16直接地置放在分布板12上（参照图2）。
在另一实施例中（参照图5），最靠近分布板12的一个或多个壳体15和/或16位于距所述分布板12距离“d”处，距离“d”优选地被包括在20和150毫米之间，以及更加优选地被包括在30和80毫米之间。被包括在分布板12和一个或多个壳体15和/或16之间的空间允许流体分布在分布器板12的整个表面上，并且因此使得能够均质化流体的混合物在催化剂床14上方在反应器的整个截面上的分布，催化剂床14在流体的流通方向上位于混合和分布设备的下游。在该实施例中，交换壳体16能包括在其下部中的纵向通路区段（在图5中未示出），以便流体的混合物能朝分布板12流动（在图5中，流体的流动由水平箭头表示）。
替代地，当交换壳体16直接地置放在分布板12上时，所述交换壳体能包括在其下部中的纵向通路区段（在附图中未示出），以便流体的混合物能直接地传送通过分布板12。当然，纵向通路区段的数量、形状和尺寸被选择成以便流体的混合物的流动中的小部分传送通过所述纵向通路区段。纵向通路区段能同样地具有孔和/或狭槽的形状。
优选地，混合壳体15能包括在所述混合壳体的内壁（一个或复数个）中的至少一个上的至少一个偏转装置(在附图中未示出)。使传送通过所述混合壳体15的流体混合物偏转的至少一个装置的存在使得能够增加两相之间的交换表面，并且因此提高在传送通过所述混合壳体15的液相和/或气相之间的热传递效率和材料的传递效率。所述偏转装置能够以使得能够改善混合壳体的效率的若干几何形状存在，应当理解的是所述形状允许传送通过所述交换壳体15的流体混合物的路径至少部分偏转。例如，偏转装置能够以具有三角形、正方形、矩形、卵形截面或任何其他形状截面的弯道的形式存在。偏转装置还能够以一个或多个翅片、或一个或多个固定叶片或格栅的形式存在。
在分布板12下方，分散系统能定位成以便将流体均匀地分布在位于所述系统的下游的催化剂床14上。分散系统能包括能够与每个通气道13相关联的一个或多个分散设备19（参照图2），其为若干通气道13所共用，或还为分布板12的全部通气道13所共用。每个分散设备19均具有基本上平面且水平的几何形状，但是其能具有任意形状的周界。而且，每个分散设备19均能位于不同的高度处。有利地，所述分散设备以格栅的形式存在，和/或能可选地包括偏转器。有利地，格栅（一个或复数个）19的轴线优选地垂直于反应器的壳体的纵向轴线，以便改善流体的混合物在反应器的壳体的整个径向截面上的分布。分散系统与位于正下方的粒状固体的床隔开的距离被选择成以便当其在通气道13的出口处时，尽可能地保持气相和液相的混合物的状态。
优选地，在分布板12和位于所述分布板下方的催化剂床14之间的距离被包括在50和400毫米之间，优选地在100和300毫米之间。在分布板12和所述分散设备19之间的距离被包括在0和400毫米之间，优选地在0和300毫米之间。
在特定实施例中，分布板12被置放在分散设备19上。
与在现有技术中描述的设备相比，以及甚至更具体地与在文献FR 2 952 835中所公开的设备相比，根据本发明的混合和分布设备具有如下优势：
- 增加的紧凑性，这归因于流体的混合地带和分布地带在相同位置的集成。
- 良好的热效率和良好的混合效率，这借助于流体的混合物到混合地带中的流动，混合地带包括混合壳体（其可选地包含用于使流体偏转的装置）和位于分布板的水平面处的一个或多个交换壳体。
示例
在下述示例中，将对比非根据本发明的设备（设备A）与根据本发明的设备（设备B）。对于两个设备，假定收集空间(A)的高度H1相同且等于120毫米。类似地，收集管线7和注射装置8与混合地带(B)位于相同的水平面处。同样地，在分布板12和催化剂床14的顶部之间的高度固定在400毫米。这两个设备之间的对比基于在催化反应器中其紧凑性。这些示例以举例说明的方式在此给出，并且不以任何方式限制本发明的范围。
设备A（非根据本发明）：
对于内直径为5米的反应器，比如在文献FR 2 952 835 A1中公开的那样，被包括在收集管线7的上端和预分布板11之间的常规混合设备的空间要求是大约650毫米 （对应于高度H2）。当位于预分布板11下方的分布板12的空间要求（对应于高度H3=300毫米）被添加时，总的空间要求是大约950毫米。
因此，常规的混合和分布设备在第一催化剂床2的底部和第二催化剂床14的顶部之间所占据的总的空间要求是120+950+400=1470毫米。
设备B（根据本发明）：
对于直径为5米的反应器，被包括在收集管线7的上端和预分布板12之间的根据本发明的分布和混合设备的高度是450毫米（对应于高度H'3）。混合地带(B)由包括各自150毫米高的两个水平面的混合壳体15和150毫米高的交换壳体16构成（对应于150+150+150=450毫米的高度H'2）。混合壳体15的和交换壳体16的宽度“W”是400毫米。交换壳体16经由位于板上方0和10毫米之间（用于通路区段17b）和板上方130和140毫米之间（用于通路区段17a）的侧向通路区段17a和17b连接到分布板(C)。因此，在第一催化剂床2的底部和第二催化剂床14的顶部之间测量的根据本发明的混合和分布设备的总的空间要求是120+450+400=970毫米。
因此，通过对比，根据本发明的设备与设备A相比允许空间节省34%。与现有技术的设备相比由根据本发明的设备的紧凑性所节省的空间能因此用于催化剂床。因此，通过增加在催化剂床中的催化剂的量，根据本发明的设备还允许改善反应器的性能，同时仍然比根据现有技术的相同设备更容易制造和安装。

Claims (15)

1.一种用于向下流动式催化反应器的流体的混合和分布的设备，所述设备包括：
- 包括至少一个收集装置(5)的至少一个收集地带(A)；
- 至少一个基本垂直的收集管线(7)，所述收集管线(7)适用于接收由所述收集装置(5)收集的反应流体，以及至少一个注射装置(8)，所述注射装置(8)通向所述收集管线(7)以注射急冷流体；
- 至少一个混合地带(B)，所述混合地带(B)在所述流体的流通方向上位于所述收集管线(7)的下游并且与所述收集管线(7)连通，所述混合地带(B)包括用于混合所述流体的至少一个混合壳体(15)；
- 至少一个分布地带(C)，所述分布地带(C)在所述流体的流通方向上位于所述混合地带(B)的下游，其包括支撑多个通气道(13)的分布板(12)；
其特征在于，所述混合地带(B)与所述分布地带(C)位于相同的水平面处并且还包括用于交换流体的至少一个交换壳体(16)，其被连接到所述混合壳体(15)并且与所述混合壳体(15)连通，所述交换壳体(16)包括至少一个侧向通路区段(17a、17b)，所述侧向通路区段(17a、17b)适用于所述流体从所述交换壳体(16)到所述分布地带(C)的通过。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述混合壳体(15)位于所述交换壳体(16)的上方。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述混合壳体(15)和所述交换壳体(16)的累积总高度H'2被包括在200和800毫米之间。
4.根据权利要求1或2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述交换壳体(16)的宽度W被包括在200和800毫米之间。
5.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述混合壳体(15)的截面和/或所述交换壳体(16)的截面是平行四边形。
6.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述交换壳体(16)与所述混合壳体(15)的体积比被包括在5%和60%之间。
7.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述侧向通路区段(17a、17b)分布在至少两个水平面上。
8.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述混合壳体(15)和所述交换壳体(16)形成单件。
9.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括布置在所述分布板(12)下方的所述流体的分散系统，所述分散系统包括所述流体的至少一个分散装置(19)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述分散装置(19)是格栅，所述格栅的轴线垂直于所述反应器的壳体的纵向轴线。
11.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述混合壳体(15)被定位在两个交换壳体(16)之间。
12.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述混合壳体(15)包括在所述混合壳体(15)的至少一个或多个内壁上的至少一个偏转装置。
13.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述交换壳体(16)包括多个水平通路区段，所述多个水平通路区段适用于流体从所述交换壳体(16)到所述分布板(12)的通过。
14.根据权利要求1到2中的任一项所述的设备，其特征在于，最靠近分布板(12)的一个或多个混合壳体(15)和/或交换壳体(16)位于距所述分布板(12)距离“d”处，所述距离“d”被包括在20和150毫米之间。
15.一种向下流动式催化反应器，其包括容纳有由中间地带隔开的至少两个固定催化剂床(2、14)的壳体(1)，所述中间地带包括根据权利要求1到14中的任一项所述的用于流体的混合和分布的设备。
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