CN110785223B - 用于蒸气-液体分配的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于蒸气‑液体分配的设备。更具体地讲，本发明涉及一种蒸气‑液体分配装置，其可用于离子液体共流蒸气和液体上流反应器，其被设计用于通过位于分配托盘上的分配器上的限制孔口将蒸气均匀分布在整个反应器横截面上。

Description

用于蒸气-液体分配的设备
优先权声明
本专利申请要求2017年6月28日提交的美国临时申请号62/526,219的优先权，其内容据此全文以引用方式并入。
技术领域
本发明涉及一种用于蒸气-液体分配的设备。更具体地讲，本发明涉及一种蒸气-液体分配装置，其可用于离子液体共流蒸气和液体上流反应器，其被设计用于通过位于分配托盘上的分配器上的限制孔口将蒸气均匀分布在整个反应器横截面上。
背景技术
在共流蒸气-液体上流反应器中，液体为连续相和蒸气分散相。在整个反应器横截面上均匀分布蒸气是至关重要的，这通过在分配托盘下构建蒸气室来实现，使得蒸气可通过位于分配托盘上的分配器上的限制孔口分布。托盘的性能良好要求在托盘下方存在一个稳定的气体-液体界面。当气体-液体进料流被注入到反应器的底部中时，气泡向上行进并破坏气体-液体界面，这对托盘中的气体分布产生负面影响。
发明内容
本发明是一种蒸气-液体分配托盘，其可用于离子液体共流蒸气和液体上流反应器中，其被设计用于通过位于分配托盘上的分配器上的限制孔口将蒸气均匀分布在整个反应器横截面上。
本发明的第一实施方案为一种用于蒸气-液体分配的设备，其包括：管状壳体；圆柱形竖管，所述圆柱形竖管具有入口和附连到所述管状壳体的底部开口的出口；分配板，所述分配板附连到所述管状壳体的内部；多个液体烟囱，所述多个液体烟囱附连到所述分配板的底部，其中每个液体烟囱包括第一水平开口和第二水平开口。
本发明的第二实施方案是用于蒸气-液体分配的设备，所述设备包括：管状壳体；圆柱形竖管，所述圆柱形竖管具有一个入口和一个出口，所述出口附连到所述管状壳体的底部开口；分配板，所述分配板附连到所述管状壳体的内部；至少36个液体烟囱，所述至少36个液体烟囱以均匀分布附连到所述分配板的底部，其中每个液体烟囱包括第一水平开口和第二水平开口。
本发明的第三实施方案是用于蒸气-液体分配的设备，所述设备包括：管状壳体，所述管状壳体位于离子液体共流蒸气和液体上流反应器中，其被设计用于将蒸气均匀分布在所述反应器横截面上，其中所述管状壳体包括蒸气空间和液体空间，其中所述蒸气空间位于所述液体空间上方。圆柱形竖管，所述圆柱形竖管具有一个入口和一个出口，所述出口附连到所述管状壳体的底部开口；分配板，所述分配板附连到所述管状壳体的内部；多个液体烟囱，所述多个液体烟囱以均匀分布附连到所述分配板的底部，其中每个液体烟囱包括第一圆形水平开口和第二开槽水平开口，其中所述液体的第一圆形水平开口位于所述蒸气空间中，并且所述第二开槽水平开口位于所述液体空间中，其中所述液体烟囱的50％位于所述蒸气空间中，并且所述液体烟囱的50％位于所述液体空间中。
在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。通过以下具体实施方式和附图，本发明的其它目的、优点和应用对于本领域的技术人员将变得显而易见。示例的附加的目的、优点和新颖特征将在后面的描述中部分地阐述，并且部分地对于本领域的技术人员而言在检查了以下描述和附图之后将变得显而易见，或可通过示例的生产或操作来了解。可通过在所附权利要求书中所特别指出的方法、工具以及组合来实现和获得概念的目的和优点。
附图说明
图1示出了可用于离子液体共流蒸气和液体上流反应器中的蒸气-液体分配装置。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上仅为示例性的，并不旨在限制所描述的实施方案的应用和使用。另外，不意图受前述背景技术或以下具体实施方式中呈现的任何理论的束缚。
参考附图1，提供了对本发明的设备的描述。图1为本发明的优选实施方案的简化图，并且不旨在对本文提供的说明书和所附权利要求的大体广泛的范围作不当限制。已省略了某些硬件，诸如阀门、泵、压缩机、热交换器、仪表和控制器，这些硬件对于清楚地理解本发明不是必需的。此硬件的使用和应用完全在本领域的技术范围内。
本文所述的各种实施方案涉及蒸气-液体分配托盘。如图1所示，设备10包括管状壳体12，包括具有竖管26和分配板14。壳体的内部具有蒸气空间34和液体空间36。竖管进入管状壳体12的底部部分并朝分配板14向上延伸。竖管可以是圆柱形的并且包括底部开口28和顶部开口30。竖管26提供蒸气和液体与蒸气空间34的组合。在图1所示的示例中，竖管26具有一个底部开口28和一个顶部开口30。然而，预期在其他实施方案中可存在多个顶部开口30。例如，可存在可将蒸气和液体的分布分散到蒸气空间34中的2个或更多个顶部开口30。
分配板14为附连到壳体12的内部的水平板，所述水平板包括多个液体烟囱20，该多个液体烟囱联接到分配板14并且位于围绕分配板14的下面的各种位置处。液体烟囱20连接到分配板14的底部并向下延伸到液体空间36中。在图1所示的示例中，液体烟囱20的上半部位于蒸气空间34中，并且液体烟囱的下半部位于液体空间36中。然而，预期在其他实施方案中，液体烟囱20的比例可不同。例如，液体烟囱20的30％可位于蒸气空间34中，并且液体烟囱20的其余70％可位于液体空间36中。
在图1所示的示例中，存在附连到分配板14的底部的36个液体烟囱20。然而，预期可将任何量的液体烟囱20附连到分配板14的底部。例如，将始终存在定位在分配板14周围的至少2个液体烟囱。
在图1所示的示例中，液体烟囱在内部为圆柱形和中空的，形状类似于管。这允许位于蒸气空间34和液体空间36中的蒸气进入液体烟囱20并上升到分配托盘14上方的空间中。每个液体烟囱20包括至少2个开口。在图1所示的示例中，每个液体烟囱20包括第一开口22和第二开口24。第一开口22暴露于蒸气空间34，并且第二开口24暴露于液体空间36。第一开口22可为圆形的，因此其形状类似于孔，或者其可被成形为狭槽或三角形。第二开口24可为圆形的，因此其形状类似于孔，或者其可被成形为狭槽或三角形。还预期第二开口24可位于液体烟囱20的最底部，因此其从液体烟囱20的底部向上开槽，以有利于蒸气流入液体烟囱20中。如上所述，图1所示的示例对每个具有2个开口的液体烟囱进行了图示。然而，预期每个液体烟囱可具有多于2个孔。例如，每个液体烟囱可各自具有5个孔，并且每个孔可为不同的形状。例如，如果液体烟囱具有5个孔，则孔中的2个可为圆形开口，并且其他3个孔可为竖直狭槽。还设想每个单独的液体烟囱可具有其自身的开口和开口形状的独特组合。
分配板14上方的空间是位于分配板14和支撑网格18之间的自由液体空间16。支撑网格18上方的部分32为包括多孔陶瓷材料的部分32，所述多孔陶瓷材料捕集固体和其它污染物并且可有助于气体分配。
虽然用目前认为是优选的实施方案描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是旨在涵盖所附权利要求书的范围内所包括的各种修改和等效布置。
具体的实施方案
虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。
本发明的第一实施方案为一种用于蒸气-液体分配的设备，其包括：管状壳体；圆柱形竖管，所述圆柱形竖管具有入口和附连到所述管状壳体的底部开口的出口；分配板，所述分配板附连到所述管状壳体的内部；多个液体烟囱，所述多个液体烟囱附连到所述分配板的底部，其中每个液体烟囱包括第一水平开口和第二水平开口。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中存在附连到所述分配板的底部的2至100个液体烟囱。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中存在附连到所述分配板的底部的36个液体烟囱。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述管状壳体包括蒸气空间和液体空间，其中所述蒸气空间位于所述液体空间上方。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述液体的第一水平开口位于所述蒸气空间中，并且所述第二水平开口位于所述液体空间中。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述液体烟囱的50％位于所述蒸气空间中，并且所述液体烟囱的50％位于所述液体空间中。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中液体烟囱水平开口是圆形的。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中液体烟囱水平开口是开槽的。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述液体烟囱中的所述第一水平开口是圆形的，并且所述液体烟囱中的所述第二水平开口是开槽的。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其还包括所述圆柱形竖管上的第二出口。
本发明的第二实施方案是用于蒸气-液体分配的设备，所述设备包括：管状壳体；圆柱形竖管，所述圆柱形竖管具有一个入口和一个出口，所述出口附连到所述管状壳体的底部开口；分配板，所述分配板附连到所述管状壳体的内部；至少36个液体烟囱，所述至少36个液体烟囱以均匀分布附连到所述分配板的底部，其中每个液体烟囱包括第一水平开口和第二水平开口。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述管状壳体包括蒸气空间和液体空间，其中所述蒸气空间位于所述液体空间上方。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述液体的第一水平开口位于所述蒸气空间中，并且所述第二水平开口位于所述液体空间中。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述液体烟囱的50％位于所述蒸气空间中，并且所述液体烟囱的50％位于所述液体空间中。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中液体烟囱水平开口是圆形的。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中液体烟囱水平开口是开槽的。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述液体烟囱中的所述第一水平开口是圆形的，并且所述液体烟囱中的所述第二水平开口是开槽的。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其还包括所述圆柱形竖管上的第二出口。
本发明的第三实施方案是用于蒸气-液体分配的设备，所述设备包括：管状壳体，所述管状壳体位于离子液体共流蒸气和液体上流反应器中，其被设计用于将蒸气均匀分布在所述反应器横截面上，其中所述管状壳体包括蒸气空间和液体空间，其中所述蒸气空间位于所述液体空间上方。圆柱形竖管，所述圆柱形竖管具有一个入口和一个出口，所述出口附连到所述管状壳体的底部开口；分配板，所述分配板附连到所述管状壳体的内部；多个液体烟囱，所述多个液体烟囱以均匀分布附连到所述分配板的底部，其中每个液体烟囱包括第一圆形水平开口和第二开槽水平开口，其中所述液体的第一圆形水平开口位于所述蒸气空间中，并且所述第二开槽水平开口位于所述液体空间中，其中所述液体烟囱的50％位于所述蒸气空间中，并且所述液体烟囱的50％位于所述液体空间中。
尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员通过使用前面的描述可最大程度利用本发明并且可容易地确定本发明的基本特征而不脱离本发明的实质和范围以作出本发明的各种变化和修改，并且使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体实施方案应理解为仅例示性的，而不以任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。

Claims (9)

1.一种用于气体-液体分配的设备，包括：
管状壳体，所述管状壳体包括气体空间和液体空间；
圆柱形竖管，所述圆柱形竖管具有入口和附连到所述管状壳体的底部开口的出口；
分配板，所述分配板附连到所述管状壳体的内部；以及
多个烟囱，所述多个烟囱附连到所述分配板的底部，其中每个烟囱包括第一水平开口和第二水平开口，
其中所述圆柱形竖管出口位于所述气体空间中。
2.根据权利要求1所述的设备，其中存在附连到所述分配板的底部的4至500个烟囱。
3.根据权利要求1所述的设备，其中存在附连到所述分配板的底部的36个烟囱。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述气体空间位于所述液体空间上方。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述烟囱的所述第一水平开口位于所述气体空间中，并且所述第二水平开口位于所述液体空间中。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述烟囱的所述第一水平开口和所述第二水平开口两者位于所述气体空间中。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述烟囱的顶部30％位于所述气体空间中，并且所述烟囱的其余部分位于所述液体空间中。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述烟囱的顶部70％位于所述气体空间中，并且所述烟囱的其余部分位于所述液体空间中。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述烟囱中的所述第一水平开口是圆形的，并且所述烟囱中的所述第二水平开口是开槽的。
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