CN111201083A - 用于将气体引入反应器中的方法和装置 - Google Patents

用于将气体引入反应器中的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111201083A
CN111201083A CN201880033517.7A CN201880033517A CN111201083A CN 111201083 A CN111201083 A CN 111201083A CN 201880033517 A CN201880033517 A CN 201880033517A CN 111201083 A CN111201083 A CN 111201083A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conduit
inlet
outlet conduit
velocity
longitudinal axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880033517.7A
Other languages
English (en)
Inventor
德米安·毛奥德费奥
布里安·克兰西-琼特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Flint Hills Resources LP
Original Assignee
Flint Hills Resources LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Flint Hills Resources LP filed Critical Flint Hills Resources LP
Publication of CN111201083A publication Critical patent/CN111201083A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/90—Regeneration or reactivation
    • B01J23/94—Regeneration or reactivation of catalysts comprising metals, oxides or hydroxides of the iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/90—Regeneration or reactivation
    • B01J23/96—Regeneration or reactivation of catalysts comprising metals, oxides or hydroxides of the noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031—Precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/02—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
    • B01J38/18—Treating with free oxygen-containing gas with subsequent reactive gas treating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/005—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes provided with baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0242—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0242—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
    • B01J8/025—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical in a cylindrical shaped bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0292—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds with stationary packing material in the bed, e.g. bricks, wire rings, baffles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • C07C5/3335—Catalytic processes with metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • C07C5/3335—Catalytic processes with metals
    • C07C5/3337—Catalytic processes with metals of the platinum group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2204/00—Aspects relating to feed or outlet devices; Regulating devices for feed or outlet devices
    • B01J2204/002—Aspects relating to feed or outlet devices; Regulating devices for feed or outlet devices the feeding side being of particular interest
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
    • B01J2208/00902—Nozzle-type feeding elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00938—Flow distribution elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/08—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of gallium, indium or thallium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/14—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of germanium, tin or lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74—Iron group metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

本公开提供了一种方法，该方法用于产生脱氢产物和结焦催化剂结焦催化剂，然后引入含氧流体，在存在含氧流体的情况下燃烧置于催化剂上的焦炭的至少一部分以产生脱焦的催化剂。本公开还提供了一种用于将流体引入反应器中的装置，包括：第一入口导管，该第一入口导管被配置为输送第一气体；第二入口导管，该第二入口导管被配置为输送第二气体；以及出口导管，该出口导管被配置为将第一气体和第二气体输送到反应器中，其中在第一入口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在出口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间存在钝角；以及预分配器，该预分配器任选地置于所述第一入口导管内的内表面上。

Description

用于将气体引入反应器中的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2017年4月28日的美国临时专利申请号62/491,688的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
所描述的实施方案整体涉及用于将气体引入反应器中的方法和装置。更具体地，此类实施方案涉及用于将气体引入具有改善的速度质心的反应器中的方法和入口组件。
背景技术
商业上重要的精炼方法是烷烃(例如，丙烷)的脱氢以产生对应的烯烃(olefin)或烯烃(alkene)，例如，丙烯。一种广泛地用于C3和C4烷烃的脱氢的方法是
Figure BPA0000281095550000011
方法。该方法是在脱氢模式与空气再生模式之间循环的循环操作。操作脱氢反应器的一个挑战是较大反应器大小使得难以在置于反应器内的催化剂床内实现气体的均匀分配。期望改善进入催化剂床的气体分配，因为更均匀的气流造成反应器内的催化剂中的更多的催化剂将要用来将烷烃转化为烯烃。
已经开发出了旨在使反应器内的气流更均匀地分配的许多设备。这些设备一般可以被分类为分别重定向或引导气流的气体冲击结构和气体分配结构。当前设备在提供对引入反应器中的气体的分配的某种改善的同时，为实现进入催化剂床的均匀气流留下了相当大的改善空间。
因此，需要的是用于将气体引入脱氢反应器中的改善的方法和入口组件。
发明内容
提供了用于将气体引入反应器中的方法和装置。在一些示例中，用于使烷烃脱氢的方法可以包括从入口组件的出口导管将烷烃引入反应器中。可以使反应器内的催化剂与烷烃接触以产生可包括烯烃的脱氢产物以及可包括置于催化剂上的焦炭的结焦催化剂。可以将脱氢产物与结焦催化剂分离。可以从出口导管将含氧流体引入反应器中。含氧流体可以在出口导管的连接到反应器的端部处具有速度分布。出口导管的连接到反应器的端部可以具有从其内表面到其中心的径向距离。当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面的径向距离的至少80％。置于催化剂上的焦炭的至少一部分可以在存在含氧流体的情况下燃烧以产生脱焦的催化剂。
在一些示例中，用于使烷烃脱氢的方法可以包括从入口组件的出口导管将烷烃引入反应器中。可以使反应器内的催化剂与烷烃接触以产生可包括烯烃的脱氢产物以及可包括置于催化剂上的焦炭的结焦催化剂。可以将脱氢产物与结焦催化剂分离。可以从出口导管将含氧流体引入反应器中。含氧流体可以在出口导管的连接到反应器的端部处具有速度分布。出口导管的连接到反应器的端部可以具有从其内表面到其中心的径向距离。当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面的径向距离的至少80％，如使用计算流体动力学建模所确定。置于催化剂上的焦炭的至少一部分可以在存在含氧流体的情况下燃烧以产生脱焦的催化剂。
在一些示例中，用于在反应器中再生结焦催化剂的方法可以包括使含氧流体流过第一入口导管进入入口组件的接合点。第二入口导管和出口导管可以连接到接合点。在第二入口导管的纵向轴线与第一入口导管的纵向轴线之间可以存在锐角。在第二入口导管的纵向轴线与出口导管的纵向轴线之间可以存在钝角。含氧流体可以流过接合点并进入出口导管。含氧流体可以流过出口导管并进入连接到出口导管的端部的反应器。含氧流体可以在出口导管的连接到反应器的端部处具有速度分布。出口导管的连接到反应器的端部可以具有从其内表面到其中心的径向距离。当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值可以是远离出口导管的内表面的径向距离的至少80％。反应器可以包括结焦催化剂，该结焦催化剂可以包括置于催化剂上的焦炭。置于催化剂上的焦炭的至少一部分可以在存在含氧流体的情况下燃烧以产生再生催化剂。
在一些示例中，用于在反应器中再生结焦催化剂的方法可以包括使含氧流体流过第一入口导管进入入口组件的接合点。第二入口导管和出口导管可以连接到接合点。在第二入口导管的纵向轴线与第一入口导管的纵向轴线之间可以存在锐角。在第二入口导管的纵向轴线与出口导管的纵向轴线之间可以存在钝角。含氧流体可以流过接合点并进入出口导管。含氧流体可以流过出口导管并进入连接到出口导管的端部的反应器。含氧流体可以在出口导管的连接到反应器的端部处具有速度分布。出口导管的连接到反应器的端部可以具有从其内表面到其中心的径向距离。当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值可以是远离出口导管的内表面的径向距离的至少80％，如使用计算流体动力学建模所确定。反应器可以包括结焦催化剂，该结焦催化剂可以包括置于催化剂上的焦炭。置于催化剂上的焦炭的至少一部分可以在存在含氧流体的情况下燃烧以产生再生催化剂。
在一些示例中，用于将气体引入反应器中的方法可以包括使气体流过第一入口导管进入入口组件的接合点。第二入口导管和出口导管可以连接到接合点。在第二入口导管的纵向轴线与第一入口导管的纵向轴线之间可以存在锐角。在第二入口导管的纵向轴线与出口导管的纵向轴线之间可以存在钝角。气体可以流过接合点并进入出口导管。气体可以通过出口导管的端部流入反应器。气体可以在出口导管的端部处具有速度分布。出口导管的端部可以具有从其内表面到其中心的径向距离。当气体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的端部处的速度分布的速度最大值可以是远离出口导管的端部的内表面的径向距离的至少80％。
在一些示例中，用于将流体引入反应器中的入口组件可以包括流体地连接在接合点处的第一入口导管、第二入口导管和出口导管。第一入口导管可以被配置为输送第一气体从中通过，第二入口导管可以被配置为输送第二气体从中通过，并且出口导管可以被配置为输送第一气体和第二气体从中通过并进入反应器。在第一入口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间可以存在锐角。在出口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间可以存在钝角。预分配器可以置于第一入口导管内。
在一些示例中，用于将流体引入反应器中的入口组件可以包括流体地连接在接合点处的第一入口导管、第二入口导管和出口导管。第一入口导管可以被配置为输送第一气体从中通过，第二入口导管可以被配置为输送第二气体从中通过，并且出口导管可以被配置为输送第一气体和第二气体从中通过并进入反应器。在第一入口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间可以存在锐角。在出口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间可以存在钝角。预分配器可以置于第一入口导管的内表面上。
附图说明
为了能够详细理解上述特征的方式，可通过参考实施方案来获得上面简要总结的更具体的描述，所述实施方案中的一些在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了典型的实施方案，因此不应被视为限制其范围，因为本发明可以允许其他等效实施方案。
图1描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的用于将一种或多种气体引入包括预分配器的反应器中的示例性入口组件的正剖视图。
图2至图4描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的示例性预分配器的平面图。
图5描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的用于将一种或多种气体引入包括第一预分配器和第二预分配器的反应器中的另一种示例性入口组件的正剖视图。
图6描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的用于使一种或多种烷烃脱氢的示例性反应器的正剖视图，该反应器包括图5中描绘的入口组件。
图7描绘了在实施例C1、C2和实施例1至4中用于大型入口组件和小型入口组件两者的CFD建模中的计算流体动力学(CFD)入口组件模型。
图8指示对于实施例C1、C2和实施例1至4的大型入口组件和小型入口组件两者在表2中列出的尺寸。
图9示出了表3中提供的距离AA、BB和CC。
图10和图11示出了表4中提供的距离AA、BB、CC和DD。
图12、图13和图14分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中沿着ZX平面穿过入口组件的模拟空气速度轮廓。
图15、图16和图17分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中沿着YZ平面穿过入口组件的模拟空气速度轮廓。
图18、图19和图20分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中在入口组件的出口导管的端部处的模拟空气速度场。
图21、图22和图23分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中在入口组件的出口导管的端部处的模拟速度分布的近似3D结构。
图24分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中在入口组件的出口导管的端部处的模拟速度分布最大值的坐标位置。
图25、图26和图27分别描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中沿着ZX平面穿过入口组件的模拟空气速度轮廓。
图28、图29和图30分别描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中沿着YZ平面穿过入口组件的模拟空气速度轮廓。
图31、图32和图33分别地描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中在入口组件的出口导管的端部处的模拟空气速度场。
图34、图35和图36分别地描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中在入口组件的出口导管的端部处的模拟速度分布的近似3D结构。
图37分别描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中在入口组件的出口导管的端部处的模拟速度分布最大值的坐标位置。
具体实施方式
图1描绘了根据一个或多个实施方案的用于将一种或多种气体引入包括预分配器150的反应器(例如，脱氢反应器)中的示例性入口组件100的正剖视图。如图1所示，入口组件100可以包括可流体地连接在接合点140处的第一入口导管或“第一导管”110、第二入口导管或“第二导管”120以及出口导管130。在第一导管110的中心纵向轴线112与第二导管120的中心纵向轴线122之间可以存在锐角(a)。在第二导管120的中心纵向轴线122与出口导管130的中心纵向轴线132之间可以存在钝角(b)。在一些示例中，第一导管110的中心纵向轴线112可以与出口导管130的中心纵向轴线132轴向地对齐。应当注意，由于分支的导管，即，第一导管110和第二导管120，入口组件100通常被称为“仙人掌(cactus)”组件。预分配器150可以置于第一导管110内。在一些示例中，预分配器150可以围绕第一导管110的内周边的至少一部分与该第一导管的内表面114物理接触。在一些示例中，可以在预分配器150与第一导管110的内表面114之间形成气密密封。
任何数量的预分配器150都可以置于第一导管内。例如，入口组件100可以包括置于第一导管110内的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个预分配器150。在至少一个示例中，入口组件100可以包括三个预分配器150。在至少另一个示例中，入口组件100可以包括一个第一预分配器150。
已经意外地发现，在固定床脱氢方法例如
Figure BPA0000281095550000061
脱氢方法中使用的入口组件例如在催化剂再生循环期间不会将空气均匀地引入反应器中。相反，空气显著地偏离入口组件的中心纵向轴线，从而引起空气不均匀地分配到反应器中。入口组件一般包括在接合点处彼此连接的至少两个入口导管(通常是三个或更多个入口导管)和出口导管。
已经惊讶地和意外地发现，将预分配器150放置、定位或以其他方式安置在第一导管110内可以显著地改善在流体从出口导管130离开时经由第一导管110引入入口组件100中的流体(例如，气体)的分配。更特别地，已经发现，当预分配器150位于第一导管110内时，在离开出口130时经由第一导管110引入的流体的速度分布的质心与相同但没有预分配器150的入口组件相比相对于出口导管130的中心纵向轴线132可以显著地更居中心。在不希望受到理论束缚的情况下，据信在不存在预分配器150的情况下，在流体(例如，空气)从第一入口导管110流过接合点140并进入出口导管130时，气流振荡就会形成。在流体流过入口组件100时，据信大量流体分别沿着第一导管110、接合点140和出口导管130的内表面114、144和134流动。而且，据信形成涡流，该涡流导致流体中的一些在第二导管115内循环，这又导致流过入口组件100的流体的流振荡。据信这些流振荡导致速度分布的质心从穿过入口组件100的中心路径朝着入口组件100的一侧偏离。
预分配器150可以沿着第一入口导管110的内表面114提供冲击表面，该冲击表面可以允许大部分的流体流动通过接合点，同时减少或最小化涡流形成并改善速度流的质心。当入口组件100用于将流体例如含氧流体引入反应器中时，预分配器150可以提供显著益处。例如，在烷烃(例如，丙烷)脱氢以产生烯烃(例如，丙烯)中，已经发现预分配器150可以显著地改善经由第一导管110引入穿过入口组件100并进入脱氢反应器的含氧流体的速度流的质心。改善含氧流体的速度流的质心可以引起在脱氢方法中产生的烯烃的量的显著增加，因为改善含氧流体进入反应器的速度流的质心可以允许催化剂的更完全的再生，这可以为烷烃的脱氢提供更多活性催化剂位点。在流体流过入口组件100时，经由入口组件100引入的流体可以处于湍流流动状态。
出口导管130的第二端部137可以具有从其内表面134到其中心或中心纵向轴线132的径向距离。在一些示例中，在出口导管130的第二端部137处的含氧流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体(例如，含氧流体)的速度大于或等于100m/s时，在出口导管130的第二端部137处的含氧流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管130的第二端部137处的含氧流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管130的第二端部137处的含氧流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管130的第二端部137处的含氧流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。
将预分配器150添加到入口组件100还可以不仅在出口导管130的第二端部137处而且在接合点140内和/或沿着出口导管130的长度显著地改善流体的速度分布。在一些示例中，在出口导管130的第一端部136处的流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少81％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管130的第一端部136处的流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少81％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管130的第一端部136处的流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少81％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管130的第一端部136处的流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少81％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管130的第一端部136处的流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少81％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。
在一些示例中，可以经由计算流体动力学(CFD)建模估计、计算或以其他方式确定在出口导管130的第二端部137处的流体的速度分布的速度最大值和/或在出口导管130的第一端部136处的流体的速度分布的速度最大值。例如，CFD建模可以使用CFD求解器和网格划分求解器。在一些示例中，CFD求解器可以是Ansys CFX V17.2，并且网格划分求解器可以是Ansys Mesher V17.2。CFD建模可以基于入口直径等于Di而利用一组网格细节来得到无内部构造的几何形状。示例性网格细节可以包括但不限于：网格类型，其可以是具有壁膨胀的完全四面体；尺寸函数求精(size function refinement)，其可以是接近度和曲率；要素的数量，其可以大于1800000；壁膨胀层的数量，其可以是7；最大面大小，其可以是约0.0800D；最小面大小，其可以是约0.0123D；以及最大四面体大小，其可以是约0.0984D。
返回入口组件100，第一导管110可以在第一或“顶部”端部116处具有第一平均横截面长度，例如，第一直径，并且在第二或“接合点”端部117处具有第二平均横截面长度，例如，第二直径。在一些示例中，在第一端部116处的第一平均横截面长度和在第二端部117处的第二平均横截面长度可以相同。在其他示例中，在第一端部116处的第一平均横截面长度可以小于在第二端部117处的第二平均横截面长度。例如，第一导管110可以具有截锥形内表面。然而，在一些示例中，第一导管110可以具有柱形内表面或任何其他轮廓。
第二导管120可以在其第一或“顶部”端部124处具有第一平均横截面长度，并且在其第二或“接合点”端部126处具有第二平均横截面长度。在一些示例中，在该第二导管的第一端部124处的第一平均横截面长度和在该第二导管的第二端部126处的第二平均横截面长度可以相同。在其他示例中，在该第二导管的第一端部124处的第一平均横截面长度和在该第二导管的第二端部126处的第二平均横截面长度可以不同。在一些示例中，第二导管120可以具有柱形内表面。在其他示例中，第二导管120可以具有截锥形内表面。
出口导管130可以在第一或“接合点”端部136处具有第一平均横截面长度，例如，第一直径，并且在第二或“出口”端部137处具有第二平均横截面长度，例如，第二直径。在一些示例中，在第一端部136处的第一平均横截面长度和在第二端部137处的第二平均横截面长度可以相同。在其他示例中，在第一端部136的第一平均横截面长度可以小于在第二端部137处的第二平均横截面长度。例如，出口导管130可以具有截锥形内表面。然而，在一些示例中，出口导管130可以具有柱形内表面或任何其他轮廓。
如果在第一导管110的第二端部117处的第二平均横截面长度与在出口导管130的第一端部136处的第一平均横截面长度不同，那么接合点140的内表面144可以以基本上平滑的方式从在第一导管110的第二端部117处的第二平均横截面长度转变到在出口导管130的第一端部136处的第一平均横截面长度。例如，如果第一导管110和出口导管130分别具有截锥形内表面114和134，那么接合点140也可以具有截锥形内表面144，以提供穿过第一导管110、接合点140和出口导管130的基本上截锥形的内表面。
在第一导管110的中心纵向轴线112和第二导管120的中心纵向轴线122之间的锐角(a)可以是约10°、约20°、约30°或约40°至约50°、约60°、约70°或约80°。在第二导管120的中心纵向轴线122与出口导管的中心纵向轴线132之间的钝角(b)可以是约100°、约110°、约120°或约130°至约140°、约150°、约160°或约170°。在一些示例中，锐角(a)可以是约40°至约50°，例如约45°，并且钝角可以是约130°至约140°，例如约135°。
预分配器150可以具有能够引导或以其他方式促使任何气体的至少一部分沿着第一导管110的内表面114远离内表面114并朝着第一导管110的中心纵向轴线112流动的任何结构。在一些示例中，预分配器150可以是或包括材料带。材料带可以置于第一导管110的内表面112上。例如，材料带可以置于第一导管110的内周边周围。在一些示例中，材料带可以具有基本上对称的内表面。在一些示例中，材料带可以是或包括一个或多个环，该一个或多个环具有基本上恒定的宽度，并且该环的外部周边、例如外圆周可以附接、固定、连接或以其他方式稳固到第一导管110的内表面112。在一些示例中，材料带可以是或包括一个或多个环，该一个或多个环具有基本上恒定的宽度，并且多个突片可以附接到该环的内表面。
图2至图4分别地描绘了可置于第一导管110内的示例性预分配器200、300和400的平面图。如图2所示，预分配器200可以是具有环的形式的材料带，该环可以在其外表面或周边205与其内表面或周边210之间具有基本上恒定的宽度。如图3所示，预分配器300可以是具有环的形式的材料带，该环可以在其外表面或周边305与其内表面或周边310之间具有基本上恒定的宽度。预分配器300还可以包括稳固到其内表面或周边310的多个矩形或半矩形突片315。突片315可以被称为“半矩形”而不是“矩形”，因为附接到内表面310的侧面可以弯曲以大体上与其对应。如图4所示，预分配器400可以是具有环的形式的材料带，该环可以在其外表面或周边405与其内表面或周边410之间具有基本上恒定的宽度。预分配器400还可以包括稳固到其内表面或周边410的多个半椭圆形突片415。应当指出，多个突片310和410中的每个可以相对于彼此具有相同形状或不同形状。在至少一个示例中，多个突片310、410可以提供对称的内表面或内周边。在这样的示例中，如果预分配器300和/或400的构造中使用了两个或更多个不同形状的突片，那么具有相同或基本上相同的形状的突片可以分别彼此对置地置于环305、405的内表面315、415上以提供对称的内表面。
多个突片315、415可以具有任何期望的几何形状。示例性形状可以包括但不限于图3和图4中描绘的半矩形和半椭圆形形状。除了半矩形和半椭圆形形状之外，其他几何形状还可以包括半三角形、具有多于四个边的半多边形(诸如半五边形、半六边形、半七边形、半八边形)、半卵圆形、半平行四边形、半梯形、半风筝形、半不规则四边形、半新月形或它们的任何组合。
预分配器200、300和400可以各自具有任何期望的厚度，即，沿着第一导管110的中心纵向轴线的长度。例如，预分配器200、300和400可以各自具有约5mm、约10mm、约20mm、约30mm、约40mm、约45mm或约50mm至约55mm、约60mm、约70mm、约80mm.、约90mm或约100mm的厚度。预分配器300和400可以分别包括任何数量的突片310和410。例如，预分配器300和400可以分别包括约10、约15、约20或约25至约30、约50、约75、约100或更多个突片315和415，这些突片分别置于内表面或周边310、410周围。
预分配器200、300和400可以各自由任何合适的材料制成。在一些示例中，预分配器200、300和400可以由固体材料例如固体金属制成。在其他示例中，预分配器可以由多孔材料例如陶瓷或烧结金属制成。示例性金属可以包括但不限于不锈钢、不锈钢合金、碳钢、碳钢合金、镍、镍合金、低铬钢或它们的任何组合。在一些示例中，金属可以是或包括金属合金，该金属合金可以包括但不限于镍、铁、铬、钴、硅、锰、钼、钛、碳、钨和钶。示例性陶瓷材料可以是或包括但不限于二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化镁或它们的任何组合。
图5描绘了根据一个或多个实施方案的用于将一种或多种气体引入包括第一预分配器550和第二预分配器570的反应器(例如，脱氢反应器)中的另一个示例性入口组件500的正剖视图。如图5所示，入口组件500可以包括可流体地连接在接合点540处的第一入口导管或“第一导管”510、第二入口导管或“第二导管”520、第三入口导管或“第三导管”560以及出口导管530。在第一导管510的中心纵向轴线512与第二导管520的中心纵向轴线522之间可以存在锐角(e)。在第二导管520的中心纵向轴线522与出口导管530的中心纵向轴线532之间可以存在钝角(f)。在第一导管510的中心纵向轴线512与第三导管560的中心纵向轴线563之间可以存在锐角(g)。在第三导管560的中心纵向轴线563与出口导管530的中心纵向轴线532之间可以存在钝角(h)。应当指出，由于分支的导管，即，第一导管510、第二导管520和第三导管560，入口组件500，如入口组件100，通常被称为“仙人掌(cactus)”组件。在一些示例中，第一导管510的中心纵向轴线512可以与出口导管530的中心纵向轴线532轴向地对齐。
第一预分配器550可以置于第一导管510内，并且第二预分配器570可以置于出口导管530内。应当指出，任何数量的第一预分配器550都可以置于第一导管210内，并且任何数量的第二预分配器570可以置于出口导管530内。例如，入口组件500可以包括置于第一导管510内的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个第一预分配器550和置于出口导管530内的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个第二预分配器570。在至少一个示例中，入口组件500可以包括三个第一预分配器550和两个第二预分配器570。在至少另一个示例中，入口组件500可以包括一个第一预分配器550和两个第二预分配器570。
第一导管510可以在第一或“顶部”端部516处具有第一平均横截面长度，例如，第一直径，并且在第二或“接合点”端部517处具有第二平均横截面长度，例如，第二直径。在一些示例中，在第一端部516处的第一平均横截面长度和在第二端部517处的第二平均横截面长度可以相同。在其他示例中，在第一端部516处的第一平均横截面长度可以小于在第二端部517处的第二平均横截面长度。例如，第一导管510可以具有截锥形内表面。然而，在一些示例中，第一导管510可以具有柱形内表面或任何其他轮廓。
第二导管520可以在其第一或“顶部”端部524处具有第一平均横截面长度，并且在其第二或“接合点”端部526处具有第二平均横截面长度。在一些示例中，在该第二导管的第一端部524处的第一平均横截面长度和在该第二导管的第二端部526处的第二平均横截面长度可以相同。在其他示例中，在该第二导管的第一端部524处的第一平均横截面长度和在该第二导管的第二端部526处的第二平均横截面长度可以不同。在一些示例中，第二导管520可以具有柱形内表面。在其他示例中，第二导管520可以具有截锥形内表面。
第三导管560可以在其第一或“顶部”端部562处具有第一平均横截面长度，并且在其第二或“接合点”端部564处具有第二平均横截面长度。在一些示例中，在该第三导管的第一端部562处的第一平均横截面长度和在该第三导管的第二端部564处的第二平均横截面长度可以相同。在其他示例中，在该第三导管的第一端部562处的第一平均横截面长度和在该第三导管的第二端部564处的第二平均横截面长度可以不同。在一些示例中，第三导管560可以具有柱形内表面。在其他示例中，第三导管560可以具有截锥形内表面。
出口导管530可以在第一或“接合点”端部536处具有第一平均横截面长度，例如，第一直径，并且在第二或“出口”端部537处具有第二平均横截面长度，例如，第二直径。在一些示例中，在第一端部536处的第一平均横截面长度和在第二端部537处的第二平均横截面长度可以相同。在其他示例中，在第一端部536的第一平均横截面长度可以小于在第二端部537处的第二平均横截面长度。例如，出口导管530可以具有截锥形内表面。然而，在一些示例中，出口导管530可以具有柱形内表面或任何其他轮廓。
如果在第一导管110的第二端部517处的第二平均横截面长度与在出口导管530的第一端部536处的第一平均横截面长度不同，那么接合点540的内表面544可以以基本上平滑的方式从在第一导管510的第二端部517处的第二平均横截面长度转变到在出口导管530的第一端部536处的第一平均横截面长度。例如，如果第一导管510和出口导管530分别具有截锥形内表面514和534，那么接合点540也可以具有截锥形内表面544，以提供穿过第一导管510、接合点540和出口导管530的基本上截锥形的内表面。
在第一导管510的中心纵向轴线512和第二导管520的中心纵向轴线522之间的锐角(e)可以是约10°、约20°、约30°或约40°至约50°、约60°、约70°或约80°。在第二导管520的中心纵向轴线522与出口导管的中心纵向轴线532之间的钝角(f)可以是约100°、约110°、约120°或约130°至约140°、约150°、约160°或约170°。在第一导管510的中心纵向轴线512和第三导管560的中心纵向轴线563之间的锐角(g)可以是约10°、约20°、约30°或约40°至约50°、约60°、约70°或约80°。在第三导管560的中心纵向轴线563与出口导管的中心纵向轴线532之间的钝角(h)可以是约100°、约110°、约120°或约130°至约140°、约150°、约160°或约170°。在一些示例中，锐角(e)可以是约40°至约50°，例如约45°，钝角(f)可以是约130°至约140°，例如约135°，锐角(g)可以是约40°至约50°，例如约45°，而钝角(g)可以是约130°至约140°，例如约135°。
第一预分配器550和第二预分配器570可以与以上参考图1至图4讨论和描述的预分配器150、200、300和/或400相同或基本上类似。因此，第一预分配器550和第二预分配器可以是或包括材料带、多个突片或它们的组合。应当指出，预分配器中的任一个可以由多个突片组成，这些突片可以直接地附接到第一导管110和/或510的内表面。因此，预分配器150、200、300、400、550和570可以没有横越第一导管110和/或510的内周边的任何连续的材料带。
预分配器150、200、300、400、550和570可以经由任何合适的附接设备或附接设备的组合分别连接、稳固或以其他方式附接到第一导管110、510的内表面114、514。例如，预分配器150、200、300、400、550和570可以焊接、栓接、铆接、形成为第一导管的一体部件，夹紧和/或经由摩擦配合来保持在适当位置。在一些示例中，预分配器150、200、300、400、550和/或570可以是凸缘或分别可铣削、加工、切割、压制或以其他方式形成为第一导管110、510的内表面114、514和/或分别可铣削、加工、切割、压制或以其他方式形成为出口导管130、530的内表面134、534的其他表面。
入口组件100和500的尺寸中的一些可以被描述为给定尺寸分别与出口导管130、530的第二端部137、537的平均横截面长度的比率。为了便于说明，可以将各种导管的平均横截面长度描述为圆的直径。因此，以下“D”分别是指出口导管130、530的第二端部137、537处的内径。然而，应当理解，这些横截面长度中的任一个或多个可以是非圆形的，例如卵圆形、非圆形椭圆形、多边形或任何其他几何形状。
考虑入口组件100和500，第一导管110、510的第一端部116、516可以具有约0.3D、约0.33D、约0.35D、约0.37D或约0.4D至约0.41D、约0.43D、约0.45D、约0.47D或约0.5D的直径。从接合点140、540的中心分别到出口导管130、530的第二端部137、537的距离可以是约0.7D、约0.75D、约0.8D、约0.85D、约0.9D、约0.95D至约0.97D、约1D、约1.05D、约1.1D、约1.15D、约1.2D、约1.25D或约1.3D。从第一导管110、510的第一端部116、516分别到出口导管130、530的第二端部137、537的距离可以是约1.7D、约1.8D、约1.9D、约2D、约2.1D、约2.2D、约2.3D或约2.4D至约2.5D、约2.6D、约2.7D、约2.8D、约2.9D、约3D、约3.1D或约3.2D。第二导管120、520可以具有柱形内表面并可以具有约0.3D、约0.33D、约0.35D、约0.37D、约0.4D或约0.42D至约0.44D、约0.47D、约0.5D、约0.53D或约0.55D的内径。第三导管560可以具有柱形内表面并可以具有约0.15D、约0.17D、约0.19D、约0.2D或约0.21D至约0.22D、约0.24D、约0.26D、约0.28D或约0.3D的内径。
入口组件100和500的部件，即第一导管110、510，第二导管120、520，第三导管560、接合点140、540以及出口导管130、530可以由任何合适的材料制成。在一些示例中，入口组件100和500的部件可以由一种或多种金属、一种或多种陶瓷或它们的组合制成。示例性金属可以包括但不限于不锈钢、不锈钢合金、碳钢、碳钢合金、镍、镍合金、低铬钢或它们的任何组合。在一些示例中，金属可以是或包括金属合金，该金属合金可以包括但不限于镍、铁、铬、钴、硅、锰、钼、钛、碳、钨和钶。示例性陶瓷材料可以是或包括但不限于二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化镁或它们的任何组合。
在一些示例中，一种或多种流体(例如，空气)可以经由第一导管510引入并可以流过入口组件500。流体可以在出口导管530的第二端部537处具有速度分布。出口导管530的第二端部537可以具有从其内表面534到其中心纵向轴线532的径向距离。在一些示例中，在出口导管530的第二端部537处的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面534的径向距离的至少80％。在一些示例中，在出口导管530的第二端部537处的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面534的径向距离的至少82％、至少84％、至少86％、至少88％、至少90％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当流体的速度大于或等于100m/s、125m/s、150m/s、175m/s和/或200m/s时，在出口导管130的第二端部137处的含氧流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面134的径向距离的至少80％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。如上指出，可以经由计算流体动力学(CFD)建模来测量、计算、确定或以其他方式估计速度分布的速度最大值。例如，CFD建模可以使用CFD求解器和网格划分求解器。在一些示例中，CFD求解器可以是Ansys CFX V17.2，并且网格划分求解器可以是Ansys Mesher V17.2。
图6描绘了根据一个或多个实施方案的用于使一种或多种烷烃脱氢的示例性反应器系统600的正剖视图，该反应器系统包括以上参考图5讨论和描述的连接到脱氢反应器610的入口组件500。反应器610可以包括一个或多个气体分配器615和一个或多个催化剂床620。在一些示例中，催化剂床620可以是固定催化剂床。反应器还可以包括出口625，以用于经由管线626从中回收粗脱氢产物。反应器610还可以包括一个或多个吹扫气体或废气出口630，以用于经由管线631回收一种或多种吹扫气体、废气、再生气体或其他流体，例如在催化剂脱焦和再生方法期间引入和/或产生的流体。合适的脱氢方法条件、进料和其他参数可以是或包括在以下文献中讨论和描述的那些：美国专利No.2,423,029、No.4,560,824和No.4,581,339；以及WO公布No.WO 2016/069918。
可以经由管线635将一种或多种烷烃引入到入口组件500的第二导管520。烷烃可以通过入口组件500并进入反应器610。在烷烃通过催化剂床620时，烷烃可以接触催化剂以产生可包括一种或多种烯烃(诸如丙烯或丁烯)的粗产物以及可包括置于催化剂上的焦炭的结焦催化剂。烷烃的脱氢是吸热反应。因此，可以将烷烃和/或催化剂加热到足以提供在存在催化剂的情况下使烷烃脱氢所需的热量的至少一部分的温度。催化剂可以是新鲜或新的催化剂、再生催化剂或它们的混合物。
示例性烷烃可以是或包括但不限于乙烷、丙烷、丁烷、2-甲基丙烷、戊烷、2-甲基丁烷、2，2-二甲基丙烷、它们的异构体或它们的任何混合物。脱氢产物可以是或包括但不限于乙烯(乙烯基)、丙烯(丙烯基)、丁-1-烯(丁烯基)、(Z)-丁-2-烯、(E)-丁-2-烯、2-甲基丙烯、1-戊烯、顺式-2-戊烯、反式-2-戊烯、它们的异构体或它们的任何混合物。在至少一个示例中，烷烃可以是或包括丙烷，并且脱氢产物可以是或包括丙烯。例如，烷烃可以包括至少80重量％的丙烷、至少85重量％的丙烷、至少90重量％的丙烷、至少95重量％的丙烷、至少97重量％的丙烷、至少98重量％的丙烷、至少99重量％的丙烷、至少99.5重量％的丙烷、至少99.7重量％的丙烷或至少99.9重量％的丙烷。在其他示例中，烷烃可以包括至少80重量％的丁烷、至少85重量％的丁烷、至少90重量％的丁烷、至少95重量％的丁烷、至少97重量％的丁烷、至少98重量％的丁烷、至少99重量％的丁烷、至少99.5重量％的丁烷、至少99.7重量％的丁烷或至少99.9重量％的丁烷。将烷烃脱氢成烯烃可能是不完全的。因此，粗脱氢产物可以包括烯烃和未脱氢的烷烃。在一个或多个示例中，存在于粗脱氢产物中的烷烃的至少一部分可以从中分离以产生纯化的脱氢产物。从粗脱氢产物中分离的烷烃可以再循环或与新鲜或引入烷烃结合并与催化剂接触。
当与烷烃接触时，催化剂可以处于约425℃、约450℃、约475℃、约500℃、约535℃、约550℃、约565℃、约585℃或约590℃至约595℃、约600℃、约625℃、约650℃、约675℃、约700℃、约750℃或约800℃的温度下。催化剂可以包括一种或多种金属。一种或多种金属可以包括但不限于铂、钯、金、铟、铬、锡、铁、钼、钨、镍、银、它们的任何合金、它们的任何氧化物或它们的任何混合物。可以承载或不承载一种或多种金属。示例性载体可以包括但不限于一种或多种无机氧化物。示例性无机氧化物可以包括但不限于氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化硼、氧化锌、氧化镁或它们的任何混合物。无机氧化物的示例性组合可以包括但不限于氧化铝-二氧化硅、二氧化硅-二氧化钛、氧化铝-二氧化硅-二氧化钛、氧化铝-氧化锆、氧化铝-二氧化钛或它们的任何混合物。在至少一个示例中，载体可以是或包括氧化铝、二氧化硅或它们的组合。可以将催化剂置于固定床内的反应器内，并且可以将烷烃引入到固定床的第一侧，并且可以从固定床的第二侧回收脱氢产物。在至少一个示例中，固定床的第一侧和第二侧可以相对于彼此在固定床的相对侧上。
当沉积在催化剂上、沉积在剂催化中或沉积在催化剂周围的其他地方的焦炭的量和/或催化剂的温度减小使得烷烃向烯烃的反应速率和/或转化速率降至低于期望水平时，烷烃可以被转移到另一个反应器，并且结焦催化剂可以与经由管线640引入到第三导管560的吹扫流体接触，以去除在催化剂床620上、在其周围和/或在其内和/或在反应器610内的任何残余烷烃的至少一部分。吹扫流体可以是或包括但不限于氮、氩、氦、二氧化碳、废气或燃烧气体、空气、水或蒸汽或它们的任何混合物。在至少一个示例中，吹扫流体可以是或包括蒸汽。吹扫流体，例如蒸汽，可以处于约120℃、约150℃、约175℃、约200℃、约225℃、约250℃或约275℃至约400℃、约450℃、约500℃、约525℃、约550℃、约575℃或约600℃的温度下。例如，吹扫流体，例如蒸汽，可以处于约101kPa、约125kPa、约200kPa、约350kPa、约500kPa、约1,000kPa、约1,500kPa、约2,000kPa或约2,500kPa至约3,000kPa、约3500kPa、约4,000kPa或约4,500kPa的压力下。
在使催化剂与吹扫流体接触之后，可以将催化剂脱焦。结焦催化剂的脱焦可以去除沉积在催化剂上、沉积在催化剂中和/或沉积在催化剂周围的焦炭的至少一部分。可以通过燃烧焦炭来将焦炭从催化剂中去除。例如，可以在足以燃烧焦炭的至少一部分的状况下使催化剂与含氧流体接触，从而从结焦催化剂中去除焦炭。示例性含氧流体可以是或包括但不限于环境空气、瓶装空气、管线内或室内空气、氧(O2)、一氧化二氮、臭氧或它们的任何混合物。在至少一个示例中，含氧流体可以是或包括空气。可以经由管线645将含氧流体引入到第一导管510。含氧流体可流过入口组件500并进入反应器610。
当流过入口组件500时和/或当与结焦催化剂接触以产生再生催化剂时，含氧流体可以处于约500℃、约550℃、约600℃、约650℃、约660℃、约665℃、约670℃或约675℃至约680℃、约685℃、约690℃、约695℃、约700℃、约725℃、约750℃、约775℃或约800℃的温度下。当流过入口组件500时和/或当与结焦催化剂接触以产生再生催化剂时，含氧流体可以处于约101kPa、约250kPa、约500kPa或约750kPa至约1,000kPa、约1,250kPa、约1,500kPa、约1,750kPa、约2,500kPa、约3,000kPa、约3,500kPa、约4,000kPa或约4,500kPa的压力下。在一些示例中，当流过入口组件500时和/或当与结焦催化剂接触以产生再生催化剂时，含氧流体可以处于约101kPa、约110kPa或约115kPa至约125kPa、约135kPa或约150kPa的压力下。
在一些示例中，含氧流体可以以约100m/s、约125m/s、约150m/s、约175m/s或约190m/s至约210m/s、约225m/s或约250m/s的速度流过入口组件500。可引入反应器610中并与焦炭催化剂接触以产生脱焦的催化剂的含氧流体的量可以宽泛地变化。例如，引入到反应器610并与结焦催化剂接触以产生脱焦的催化剂的含氧流体的量可以是约300m3/s、约325m3/s或约350m3/s至约375m3/s、约400m3/s或约425m3/s。
含氧流体可以在出口导管530的第二端部537处具有速度分布。出口导管530的第二端部537可以具有从其内表面534到其中心纵向轴线532的径向距离。在出口导管530的第二端部537处的速度分布的速度最大值可以是径向距离的至少80％。在一些示例中，在出口导管530的第二端部537处的速度分布的速度最大值可以是径向距离的至少82％、至少84％、至少86％、至少88％、至少90％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。在一些示例中，当含氧流体的速度大于或等于100m/s、125m/s、150m/s、175m/s和/或200m/s时，在出口导管530的第二端部537处的含氧流体的速度分布的速度最大值可以是远离其内表面534的径向距离的至少80％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少94.5％、至少95％、至少95.5％、至少96％、至少96.5％、至少97％、至少97.5％或更多。如上指出，可以经由计算流体动力学(CFD)建模来测量、计算、确定或以其他方式估计速度分布的速度最大值。例如，CFD建模可以使用CFD求解器和网格划分求解器。在一些示例中，CFD求解器可以是Ansys CFX V17.2，并且网格划分求解器可以是Ansys Mesher V17.2。经由管线645引入到第一导管510的含氧流体可以在湍流流动状态下流过入口组件500。
在一些示例中，在含氧流体接触结焦催化剂时，一种或多种烃燃料可以与结焦催化剂接触。烃燃料可以在存在含氧流体的情况下燃烧，以增加结焦催化剂的温度。例如，烃燃料可以经由管线640被引入到第三导管560，而含氧流体可以经由管线645被引入到第一导管510。例如，可以开始含氧流体与结焦催化剂之间的接触，然后可以开始烃燃料与结焦催化剂之间的接触，接着可以停止在烃燃料之间的接触，并且之后可以停止在含氧流体之间的接触。在另一个示例中，在含氧流体与烃燃料之间的接触可以在彼此相同或基本上相同的时间(例如，在10秒之内)开始，然后可以停止在烃燃料之间的接触，并且之后可以停止在含氧流体之间的接触。
烃燃料可以是气体和/或液体烃。示例性烃燃料可以包括但不限于一种或多种C1至C6烃，诸如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷或它们的任何混合物。在至少一个示例中，烃燃料可以是或包括甲烷并可以在含氧流体接触结焦催化剂时与结焦催化剂接触。在另一个示例中，烃燃料可以包括至少90重量％、至少93重量％、至少95重量％、至少97重量％或至少99重量％的甲烷。在至少另一个示例中，烃燃料可以是或包括天然气。
可以将脱焦的催化剂与一种或多种还原气体接触以产生再生催化剂和废气。例如，还原气体可以经由管线640被引入到第三导管560并经由入口组件500进入反应器610。还原气体可以在其中接触结焦催化剂以产生再生催化剂和废气。还原气体可以从结焦催化剂中去除任何吸附的氧的至少一部分。例如，如果催化剂包含铬，那么还原气体可以将任何铬(VI)的至少一部分转化为铬(III)。废气可以包括可从脱焦的催化剂中去除的吸附的氧的至少一部分。可以经由管线631从出口630将废气、含氧流体、燃烧气体产物、还原气体和吹扫气体从反应器620去除。一旦结焦催化剂已经结焦并再生，就可以将附加的烷烃引入到反应器610以产生附加的脱氢产物。
示例性还原气体可以是或包括但不限于氢、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、一氧化碳、丁烷或它们的任何混合物。例如，还原气体可以是或包括从分离含有氢和一种或多种其他组分(诸如甲烷、乙烷、二氧化碳、氮、氧、氨或它们的任何混合物)的气体混合物的一个或多个变压吸附单元回收的氢产物。在另一个示例中，还原气体可以是或包括经由对含有氢和一种或多种其他组分(诸如甲烷、乙烷、二氧化碳、氮、氧、氨或它们的任何混合物)的气体混合物的膜分离回收的氢。
假想例
为了提供对前述讨论的更好的理解，提供以下非限制性假想例。虽然模拟的实施例针对具体实施方案，但是它们不被视为在任何特定方面限制本发明。
计算流体动力学(CFD)建模用于模拟流过入口组件的大型模型和小型模型以将流体引入反应器中的空气的速度轮廓分布。CFD求解器是Ansys CFX V17.2，并且网格划分求解器是Ansys Mesher V17.2。关于基于入口直径等于D的无内部构造的几何形状的网格细节如下：网格类型是具有壁膨胀的完全四面体；尺寸函数求精是接近度和曲率；要素的数量大于1800000，壁膨胀层的数量是7，最大面大小是约0.0800D；最小面大小是约0.0123D；最大四面体大小是约0.0984D。
该模拟假设空气是单相气体、粘性的、可压缩的和湍流的(K-Qsst)。下表1中示出了流过大型入口组件和小型入口组件的空气的流动状况。
Figure BPA0000281095550000211
Figure BPA0000281095550000221
图7描绘了在实施例C1、C2和实施例1至4中用于大型入口组件和小型入口组件两者的CFD建模中的CFD入口组件模型。CFD模型包括粘性区段705和无粘性区段710。添加无粘性区段710仅是为了数值稳定性。
表2列出了在模拟中使用的大入口组件和小入口组件的相关几何尺寸。第一入口导管的纵向轴线和出口导管的纵向轴线彼此轴向地对齐。表2中列出的尺寸在图8中指出。
Figure BPA0000281095550000222
大入口组件CFD模拟
进行三个大入口组件CFD模拟。第一模拟(C1)是不包括任何预分配器的比较例。第二模拟和第三模拟(实施例1和实施例2)是包括预分配器的发明例。实施例1包括五个环，每个环具有恒定宽度。三个环围绕第一导管的内周边置于第一导管的内表面上，并且两个环围绕出口导管的内周边置于出口导管的内表面上。实施例2包括三个带凸角的环，即具有置于环的内表面周围的半椭圆形突片的环。一个带凸角的环围绕第一导管的内周边置于第一导管的内表面上，并且两个带凸角的环围绕出口导管的内周边置于出口导管的内表面上。
表3列出了从第一入口导管或出口导管(取决于特定的环)的纵向轴线到置于其中的每个环的内表面的距离(AA)、每个环距第一入口导管的端部的距离(BB)和每个环的宽度(CC)。图9示出了表3中提供的距离AA、BB和CC。
Figure BPA0000281095550000231
表4列出了在对应于每个凸角的中心的位置处从第一入口导管或出口导管(取决于特定的环)的纵向轴线到每个带凸角的环的内表面的距离(AA)、每个环距第一入口导管的端部的距离(BB)、每个环的宽度(CC)和每个凸角的半径(DD)。图10和图11示出了表4中提供的距离AA、BB、CC和DD。每个带凸角的环具有30个凸角，即置于环的内表面周围的半椭圆形突片。
Figure BPA0000281095550000232
图12、图13和图14分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中沿着ZX平面穿过入口组件的模拟空气速度轮廓。图15、图16和图17分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中沿着YZ平面穿过入口组件的模拟空气速度轮廓。图18、图19和图20分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中在入口组件的出口导管的端部处的模拟空气速度场。图21、图22和图23分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中在入口组件的出口导管的端部处的模拟速度分布的近似3D结构。图24分别描绘了在实施例C1、实施例1和实施例2中在入口组件的出口导管的端部处的模拟速度分布最大值的坐标位置。
可从图12至图24看出，两个发明例(实施例1和实施例2)的速度质心比不包括预分配器的比较例(C1)显著地更居中心。实际上，对于实施例1和实施例2，速度分布最大值的位置准确度，即其中发现速度最大值的径向位置的百分比，分别是97.6％和94.5％。相比之下，比较例(C1)的速度分布最大值的位置准确度仅是47.2％。比较例(C1)和发明例(实施例1和实施例2)的压力损失分别是2,349.7Pa、7,638.2Pa和2,510.2Pa。
小入口组件CFD模拟
进行三个小入口组件CFD模拟。第一模拟(C2)是不包括任何预分配器的比较例。第二模拟和第三模拟(实施例3和实施例4)是包括预分配器的发明例。实施例3包括四个环作为预分配器，每个环具有恒定宽度。两个环围绕第一导管的内周边置于第一导管的内表面上，并且两个环围绕出口导管的内周边置于出口导管的内表面上。实施例2包括三个带凸角的环，即具有置于环的内表面周围的半椭圆形突片的环。一个带凸角的环围绕第一导管的内周边置于第一导管的内表面上，并且两个带凸角的环围绕出口导管的内周边置于出口导管的内表面上。
表5列出了从第一入口导管或出口导管(取决于特定的环)的纵向轴线到置于其中的每个环的内表面的距离(AA)、每个环距第一入口导管的端部的距离(BB)和每个环的宽度(CC)。表5中提供的距离AA、BB和CC与在大模拟中的那些相同，并且在图9中示出。
Figure BPA0000281095550000241
表6列出了在对应于每个凸角的中心的位置处从第一入口导管或出口导管(取决于特定的环)的纵向轴线到每个带凸角的环的内表面的距离(AA)、每个环距第一入口导管的端部的距离(BB)、每个环的宽度(CC)和每个凸角的半径(DD)。表6中提供的距离AA、BB、CC和DD是关于大模型模拟提到的相同距离，并且也在图10和图11中指出。每个带凸角的环具有30个凸角，即置于环的内表面周围的半椭圆形突片。
Figure BPA0000281095550000251
图25、图26和图27分别描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中沿着ZX平面穿过入口组件的模拟空气速度轮廓。图28、图29和图30分别描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中沿着YZ平面穿过入口组件的模拟空气速度轮廓。图31、图32和图33分别地描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中在入口组件的出口导管的端部处的模拟空气速度场。图34、图35和图36分别地描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中在入口组件的出口导管的端部处的模拟速度分布的近似3D结构。图37分别描绘了在实施例C2、实施例3和实施例4中在入口组件的出口导管的端部处的模拟速度分布最大值的坐标位置。
可从图20至图37看出，两个发明例(实施例3和实施例4)的速度质心比不包括预分配器的比较例(C2)显著地更居中心。实际上，对于实施例3和实施例4，速度分布最大值的位置准确度，即其中发现速度最大值的径向位置的百分比，分别是98.6％和97.9％。相比之下，比较例(C2)的速度分布最大值的位置准确度仅是70.6％。比较例(C2)和发明例(实施例3和实施例4)的压力损失分别是2,204.4Pa、7,769.4Pa和2,796.0Pa。
本公开的实施方案还涉及以下段落中的任一项或多项：
1.用于使烷烃脱氢的方法，包括：从入口组件的出口导管将烷烃引入反应器中；使反应器内的催化剂与烷烃接触以产生包括烯烃的脱氢产物和包括置于催化剂上的焦炭的结焦催化剂；将脱氢产物与结焦催化剂分离；从出口导管将含氧流体引入反应器中，其中含氧流体在出口导管的连接到反应器的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到反应器的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少80％；以及在存在含氧流体的情况下燃烧置于催化剂上的焦炭的至少一部分以产生脱焦的催化剂。
2.用于使烷烃脱氢的方法，包括：从入口组件的出口导管将烷烃引入反应器中；使反应器内的催化剂与烷烃接触以产生包括烯烃的脱氢产物和包括置于催化剂上的焦炭的结焦催化剂；将脱氢产物与结焦催化剂分离；从出口导管将含氧流体引入反应器中，其中含氧流体在出口导管的连接到反应器的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到反应器的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少80％，如使用计算流体动力学建模所确定；以及在存在含氧流体的情况下燃烧置于催化剂上的焦炭的至少一部分以产生脱焦的催化剂。
3.根据段落1或2的方法，还包括：使结焦催化剂与还原气体接触以产生再生催化剂和废气；以及使再生催化剂与附加的烷烃接触以产生附加的脱氢产物和附加的结焦催化剂。
4.根据段落1至3中任一项的方法，其中：含氧流体通过连接到入口组件的接合点的第一入口导管引入，烷烃通过连接到入口组件的接合点的第二入口导管引入，出口导管连接到接合点，在第二入口导管的纵向轴线与第一入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且其中在第二入口导管的纵向轴线与出口导管的纵向轴线之间存在钝角。
5.根据段落4的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少80％。
6.根据段落5的方法，其中在出口导管的连接到接合点的端部处的径向距离小于在出口导管的连接到反应器的端部处的径向距离。
7.根据段落4至6中任一项的方法，其中出口导管具有截锥形内表面。
8.根据段落4至7中任一项的方法，其中第一入口导管包括置于其中的预分配器。
9.根据段落8的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的材料带。
10.根据段落9的方法，其中材料带具有基本上对称的内表面。
11.根据段落9的方法，其中材料带包括具有基本上恒定的宽度的环。
12.根据段落9的方法，其中材料带包括环，该环具有附接到其内表面的多个突片，其中多个突片被定位成向预分配器提供基本上对称的内表面。
13.根据段落12的方法，其中每个突片具有选自以下项的几何形状：半矩形和半椭圆形。
14.根据段落8的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的多个离散突片，其中每个离散突片的位置是相对于彼此沿着第一入口导管的纵向轴线基本上相同的。
15.根据段落14的方法，其中预分配器具有基本上对称的内表面。
16.根据段落8的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的多个环。
17.根据段落8的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的两个材料带，并且其中两个材料带沿着第一入口导管的纵向轴线彼此间隔开。
18.根据段落8的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的三个材料带，并且其中两个材料带沿着第一入口导管的纵向轴线彼此间隔开。
19.根据段落8的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的2、3、4、5、6、7、8、9或10个环。
20.根据段落8的方法，其中预分配器置于第一入口导管的内表面上。
21.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少83％。
22.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少85％。
23.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少87％。
24.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少90％。
25.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少92％。
26.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少94％。
27.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少80％。
28.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少83％。
29.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少85％。
30.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少87％。
31.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少90％。
32.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少92％。
33.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少94％。
34.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少80％。
35.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少83％。
36.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少85％。
37.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少87％。
38.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少90％。
39.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少92％。
40.根据段落1至20中任一项的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于175m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少94％。
41.根据段落1至40中任一项的方法，其中出口导管内的含氧气体的速度是约100m/s至约225m/s。
42.根据段落1至40中任一项的方法，其中出口导管内的含氧气体的速度是约150m/s至约225m/s。
43.根据段落1至40中任一项的方法，其中出口导管内的含氧气体的速度是约175m/s至约225m/s。
44.根据段落1至43中任一项的方法，其中流过出口导管的含氧流体的量是约300m3/s至约400m3/s。
45.根据段落1至43中任一项的方法，其中流过出口导管的含氧流体处于约101kPa至约200kPa的压力下。
46.根据段落2至45中任一项的方法，其中计算流体动力学建模使用Ansys CFXV17.2计算流体动力学求解器和Ansys Mesher V17.2网格划分求解器。
47.根据段落46的方法，其中在计算流体动力学建模中使用的网格类型是具有壁膨胀的全四面体的。
48.根据段落46或47的方法，其中在计算流体动力学建模中使用的尺寸函数求精是接近度和曲率。
49.根据段落46至48中任一项的方法，其中在计算流体动力学建模中使用的要素的数量大于1800000。
50.根据段落46至49中任一项的方法，其中在计算流体动力学建模中使用的壁膨胀层的数量是七个。
51.根据段落46至50中任一项的方法，其中最大面大小是约0.0800D，并且其中D是在出口导管的连接到反应器的端部处出口导管的直径。
52.根据段落46至51中任一项的方法，其中最小面大小是约0.0123D，并且其中D是在出口导管的连接到反应器的端部处出口导管的直径。
53.根据段落46至52中任一项的方法，其中最大四面体大小是约0.0984D，并且其中D是在出口导管的连接到反应器的端部处出口导管的直径。
54.用于在反应器中再生结焦催化剂的方法，包括：使含氧流体流过第一入口导管进入入口组件的接合点，其中第二入口导管和出口导管连接到接合点，其中在第二入口导管的纵向轴线与第一入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且其中在第二入口导管的纵向轴线与出口导管的纵向轴线之间存在钝角；使含氧流体流过接合点并进入出口导管；使含氧流体流过出口导管并进入连接到出口导管的端部的反应器，其中含氧流体在出口导管的连接到反应器的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到反应器的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少80％，并且其中反应器包括结焦催化剂，该结焦催化剂包括置于催化剂上的焦炭；以及在存在含氧流体的情况下燃烧置于催化剂上的焦炭的至少一部分以产生再生催化剂。
55.用于在反应器中再生结焦催化剂的方法，包括：使含氧流体流过第一入口导管进入入口组件的接合点，其中第二入口导管和出口导管连接到接合点，其中在第二入口导管的纵向轴线与第一入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且其中在第二入口导管的纵向轴线与出口导管的纵向轴线之间存在钝角；使含氧流体流过接合点并进入出口导管；使含氧流体流过出口导管并进入连接到出口导管的端部的反应器，其中含氧流体在出口导管的连接到反应器的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到反应器的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少80％，如使用计算流体动力学建模所确定，并且其中反应器包括结焦催化剂，该结焦催化剂包括置于催化剂上的焦炭；以及在存在含氧流体的情况下燃烧置于催化剂上的焦炭的至少一部分以产生再生催化剂。
56.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少85％。
57.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少90％。
58.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少94％。
59.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少85％。
60.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少90％。
61.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少94％。
62.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少85％。
63.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少90％。
64.根据段落54或55的方法，其中当含氧流体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管的连接到反应器的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的内表面的径向距离的至少94％。
65.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少80％。
66.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少85％。
67.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少90％。
68.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少94％。
69.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少80％。
70.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少85％。
71.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是当含氧流体的速度大于或等于150m/s时远离其内表面的径向距离的至少90％。
72.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少94％。
73.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少85％。
74.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少90％。
75.根据段落54至64中任一项的方法，其中含氧流体在出口导管的连接到接合点的端部处具有速度分布，其中出口导管的连接到接合点的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当含氧流体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管的连接到接合点的端部处的速度分布的速度最大值是远离其内表面的径向距离的至少94％。
76.根据段落54至75中任一项的方法，其中出口导管内的含氧流体的速度是约100m/s至约225m/s。
77.根据段落54至75中任一项的方法，其中出口导管内的含氧流体的速度是约150m/s至约225m/s。
78.根据段落54至75中任一项的方法，其中出口导管内的含氧流体的速度是约175m/s至约225m/s。
79.根据段落54至75中任一项的方法，其中流过出口导管的含氧流体的量是约300m3/s至约400m3/s。
80.根据段落54至75中任一项的方法，其中流过出口导管的含氧流体处于约101kPa至约200kPa的压力下。
81.根据段落55至80中任一项的方法，其中计算流体动力学建模使用Ansys CFXV17.2计算流体动力学求解器和Ansys Mesher V17.2网格划分求解器。
82.根据段落81的方法，其中在计算流体动力学建模中使用的网格类型是具有壁膨胀的全四面体的。
83.根据段落81或82的方法，其中在计算流体动力学建模中使用的尺寸函数求精是接近度和曲率。
84.根据段落81至83中任一项的方法，其中在计算流体动力学建模中使用的要素的数量大于1800000。
85.根据段落81至84中任一项的方法，其中在计算流体动力学建模中使用的壁膨胀层的数量是七个。
86.根据段落81至85中任一项的方法，其中最大面大小是约0.0800D，并且其中D是在出口导管的连接到反应器的端部处出口导管的直径。
87.根据段落81至86中任一项的方法，其中最小面大小是约0.0123D，并且其中D是在出口导管的连接到反应器的端部处出口导管的直径。
88.根据段落81至87中任一项的方法，其中最大四面体大小是约0.0984D，并且其中D是在出口导管的连接到反应器的端部处出口导管的直径。
89.根据段落54至88中任一项的方法，其中第一入口导管包括置于其中的预分配器。
90.根据段落54至88中任一项的方法，其中第一入口导管包括置于其内表面上的预分配器。
91.根据段落89或90的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的材料带。
92.根据段落91的方法，其中材料带具有基本上对称的内表面。
93.根据段落91的方法，其中材料带包括具有基本上恒定的宽度的环。
94.根据段落91的方法，其中材料带包括环，该环具有附接到其内表面的多个突片，其中多个突片被定位成向材料带提供基本上对称的内表面。
95.根据段落32的方法，其中每个突片具有选自以下项的几何形状：半矩形和半椭圆形。
96.根据段落89或90的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的多个离散突片。
97.根据段落97的方法，其中离散突片中的每个离散突片的位置是相对于彼此沿着第一入口导管的纵向轴线基本上相同的。
98.根据段落96或97的方法，其中多个离散突片提供基本上对称的内表面。
99.根据段落89或90的方法，其中预分配器包括置于第一入口导管的内表面上的多个环。
100.用于将气体引入反应器中的方法，包括：使气体流过第一入口导管进入入口组件的接合点，其中第二入口导管和出口导管连接到接合点，其中在第二入口导管的纵向轴线与第一入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且其中在第二入口导管的纵向轴线与出口导管的纵向轴线之间存在钝角；使气体流过接合点并进入出口导管；使气体通过出口导管的端部流入反应器中，其中气体在出口导管的端部处具有速度分布，其中出口导管的端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当气体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的端部的内表面的径向距离的至少80％。
101.根据段落100的方法，其中当气体的速度大于或等于100m/s时，在出口导管的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的端部的内表面的径向距离的至少85％、至少90％、至少92％或至少94％。
102.根据段落100的方法，其中当气体的速度大于或等于150m/s时，在出口导管的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的端部的内表面的径向距离的至少80％、至少85％、至少90％、至少92％或至少94％。
103.根据段落100的方法，其中当气体的速度大于或等于200m/s时，在出口导管的端部处的速度分布的速度最大值是远离出口导管的端部的内表面的径向距离的至少80％、至少85％、至少90％、至少92％或至少94％。
104.用于将流体引入反应器中的入口组件，包括：流体地连接在接合点处的第一入口导管、第二入口导管和出口导管，其中第一入口导管被配置为输送第一气体从中穿过，第二入口导管被配置为输送第二气体从中穿过，并且出口导管被配置为输送第一气体和第二气体从中穿过并进入反应器，其中在第一入口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在出口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间存在钝角；以及预分配器，该预分配器置于第一入口导管内。
105.根据段落104的入口组件，其中第一入口导管在接合点处的横截面积大于第二入口导管在接合点处的横截面积。
106.根据段落104或105的入口组件，还包括第三入口导管，该第三入口导管流体地连接到接合点并被配置为引入选自以下项的至少一种流体：还原气体、吹扫气体和蒸汽，并且其中在第一导管的纵向轴线与第三导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在入口的纵向轴线与第三导管的纵向轴线之间存在钝角。
107.根据段落106的入口组件，其中第一导管在接合点处的横截面积大于第二导管在接合点处的横截面积，并且其中第二导管在接合点处的横截面积大于第三导管在接合点处的横截面积。
108.根据权利要求104至107中任一项的入口组件，其中第一入口导管的纵向轴线和出口导管的纵向轴线彼此轴向地对齐。
109.根据段落104至108中任一项的入口组件，其中预分配器置于第一导管的内表面上。
110.根据权利要求104至109中任一项的入口组件，其中预分配器包括置于第一导管的内表面上的材料带。
111.根据段落110的入口组件，其中材料带置于第一导管的内周边周围。
112.根据段落110的入口组件，其中材料带具有基本上对称的内表面。
113.根据段落110的入口组件，其中材料带包括具有基本上恒定的宽度的环。
114.根据段落110的入口组件，其中材料带包括环，该环具有附接到其内表面的多个突片。
115.根据段落114的入口组件，其中多个突片被定位成向材料带提供基本上对称的内表面。
116.根据段落114或115的入口组件，其中每个突片具有选自以下项的几何形状：半矩形和半椭圆形。
117.根据段落104至108中任一项的入口组件，其中预分配器包括置于第一导管的内表面上的多个离散突片。
118.根据段落117的入口组件，其中多个离散突片中的每个离散突片沿着第一导管的纵向轴线的位置是相对于彼此基本上相同的。
119.根据段落117或118的入口组件，其中多个离散突片提供基本上对称的内表面。
120.根据段落104至107中任一项的入口组件，其中预分配器包括置于第一导管的内表面上的多个环。
121.用于将流体引入反应器中的入口组件，包括：流体地连接在接合点处的第一入口导管、第二入口导管和出口导管，其中第一入口导管被配置为输送第一气体从中穿过，第二入口导管被配置为输送第二气体从中穿过，并且出口导管被配置为输送第一气体和第二气体从中穿过并进入反应器，其中在第一入口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在出口导管的纵向轴线与第二入口导管的纵向轴线之间存在钝角；以及预分配器，该预分配器置于第一入口导管的内表面上。
122.根据段落121的入口组件，其中第一入口导管在接合点处的横截面积大于第二入口导管在接合点处的横截面积。
123.根据段落121或122的入口组件，还包括第三入口导管，该第三入口导管流体地连接到接合点并被配置为引入选自以下项的至少一种流体：还原气体、吹扫气体和蒸汽，并且其中在第一导管的纵向轴线与第三导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在入口的纵向轴线与第三导管的纵向轴线之间存在钝角。
124.根据段落123的入口组件，其中第一导管在接合点处的横截面积大于第二导管在接合点处的横截面积，并且其中第二导管在接合点处的横截面积大于第三导管在接合点处的横截面积。
125.根据段落121至124中任一项的入口组件，其中第一入口导管的纵向轴线和出口导管的纵向轴线彼此轴向地对齐。
126.根据段落121至125中任一项的入口组件，其中预分配器包括置于第一导管的内表面上的材料带。
127.根据段落121至125中任一项的入口组件，其中预分配器包括环，该环具有附接到其内表面的多个突片。
128.根据段落121至125中任一项的入口组件，其中预分配器包括环。
129.根据段落121至125中任一项的入口组件，其中预分配器包括环，该环具有基本上恒定的宽度。
130.根据段落121至125中任一项的入口组件，其中预分配器包括多个突片。
131.根据段落54至99中任一项的方法，其中流过第一入口导管的含氧流体在湍流流动状态下。
132.根据段落54至99和130中任一项的方法，其中流过接合点的含氧流体在湍流流动状态下。
133.根据段落54至99、130和132中任一项的方法，其中流过出口导管的含氧流体在湍流流动状态下。
134.根据段落100至103中任一项的方法，其中流过第一入口导管的气体在湍流流动状态下。
135.根据段落100至103和134中任一项的方法，其中流过接合点的气体在湍流流动状态下。
136.根据段落100至103、133和135中任一项的方法，其中流过出口导管的气体在湍流流动状态下。
已经使用一组数字上限和一组数字下限描述了某些实施方案和特征。应当理解，除非另外指明，否则包括任何两个值的组合的范围都可以被设想到，例如，任何下限值与任何上限值的组合、任何两个下限值的组合、和/或任何两个上限值的组合。某些下限、上限和范围出现在下面的一个或多个权利要求中。所有数值都是“约”或“近似”指示值，并且考虑到本领域普通技术人员预期的实验误差和变型形式。
上文已经定义了各种术语。如果在权利要求中使用的术语在上文中未被定义，则应当给予相关领域中的人员如至少一部印刷出版物或授权专利反映的那样所赋予的最广泛的定义。并且如果适用的话，在本申请中引用的所有专利、测试程序和其他文件通过引用全部并入，其程度为此类公开内容不与本申请矛盾，并且用于允许这种并入的所有权限。
虽然前述内容涉及某些示例性实施方案，但是可以在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其他和另外实施方案，并且本发明的范围由所附权利要求书确定。

Claims (53)

1.一种用于使烷烃脱氢的方法，包括：
从入口组件的出口导管将烷烃引入反应器中；
使所述反应器内的催化剂与所述烷烃接触以产生包括烯烃的脱氢产物和包括置于所述催化剂上的焦炭的结焦催化剂；
将所述脱氢产物与所述结焦催化剂分离；
从所述出口导管将含氧流体引入所述反应器中，其中所述含氧流体在所述出口导管的连接到所述反应器的端部处具有速度分布，其中所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当所述含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处的所述速度分布的速度最大值是远离其内表面的所述径向距离的至少80％，这是使用计算流体动力学建模确定的；以及
在存在所述含氧流体的情况下燃烧置于所述催化剂上的所述焦炭的至少一部分以产生脱焦的催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使所述结焦催化剂与还原气体接触以产生再生催化剂和废气；以及
使所述再生催化剂与附加的烷烃接触以产生附加的脱氢产物和附加的结焦催化剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述含氧流体通过连接到所述入口组件的接合点的第一入口导管引入，
所述烷烃通过连接到所述入口组件的所述接合点的第二入口导管引入，
所述出口导管连接到所述接合点，
在所述第二入口导管的纵向轴线与所述第一入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且其中在所述第二入口导管的所述纵向轴线与所述出口导管的纵向轴线之间存在钝角。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述含氧流体在所述出口导管的连接到所述接合点的端部处具有速度分布，其中所述出口导管的连接到所述接合点的所述端部具有从其内表面到其中心的径向距离，并且其中当所述含氧流体的速度大于或等于100m/s时，在所述出口导管的连接到所述接合点的所述端部处的所述速度分布的速度最大值是远离其内表面的所述径向距离的至少80％。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述出口导管的连接到所述接合点的所述端部处的所述径向距离小于在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处的径向距离。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述出口导管具有截锥形内表面。
7.根据权利要求3中任一项所述的方法，其中所述第一入口导管包括置于其中的预分配器。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述预分配器包括置于所述第一入口导管的内表面上的材料带。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述材料带具有基本上对称的内表面。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述材料带包括具有基本上恒定的宽度的环。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述材料带包括环，所述环具有附接到其内表面的多个突片，其中所述多个突片被定位成向所述预分配器提供基本上对称的内表面。
12.根据权利要求11所述的方法，其中每个突片具有选自以下项的几何形状：半矩形和半椭圆形。
13.根据权利要求7所述的方法，其中所述预分配器包括置于所述第一入口导管的内表面上的多个离散突片，其中每个离散突片的位置是相对于彼此沿着所述第一入口导管的所述纵向轴线基本上相同的。
14.根据权利要求7所述的方法，其中所述预分配器包括置于所述第一入口导管的内表面上的两个材料带，并且其中所述两个材料带沿着所述第一入口导管的所述纵向轴线彼此间隔开。
15.根据权利要求7所述的方法，其中所述预分配器包括置于所述第一入口导管的内表面上的三个材料带，并且其中所述三个材料带沿着所述第一入口导管的所述纵向轴线彼此间隔开。
16.根据权利要求7所述的方法，其中所述预分配器包括置于所述第一入口导管的内表面上的2、3、4、5、6、7、8、9或10个环。
17.根据权利要求7所述的方法，其中所述预分配器置于所述第一入口导管的内表面上。
18.根据权利要求1所述的方法，其中当所述含氧流体的所述速度大于或等于100m/s时，在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处的所述速度分布的所述速度最大值是远离其内表面的所述径向距离的至少83％。
19.根据权利要求1所述的方法，其中当所述含氧流体的所述速度大于或等于150m/s时，在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处的所述速度分布的所述速度最大值是远离其内表面的所述径向距离的至少80％。
20.根据权利要求19中任一项所述的方法，其中当所述含氧流体的所述速度大于或等于150m/s时，在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处的所述速度分布的所述速度最大值是远离其内表面的所述径向距离的至少83％。
21.根据权利要求1所述的方法，其中当所述含氧流体的所述速度大于或等于175m/s时，在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处的所述速度分布的所述速度最大值是远离其内表面的所述径向距离的至少80％。
22.根据权利要求21所述的方法，其中当所述含氧流体的所述速度大于或等于175m/s时，在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处的所述速度分布的所述速度最大值是远离其内表面的所述径向距离的至少83％。
23.根据权利要求1所述的方法，其中所述出口导管内的所述含氧气体的所述速度是约100m/s至约225m/s。
24.根据权利要求1所述的方法，其中流过所述出口导管的含氧流体的量是约300m3/s至约400m3/s。
25.根据权利要求1所述的方法，其中流过所述出口导管的所述含氧流体处于约101kPa至约200kPa的压力。
26.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算流体动力学建模使用Ansys CFX V17.2计算流体动力学求解器和Ansys Mesher V17.2网格划分求解器。
27.根据权利要求26所述的方法，其中在所述计算流体动力学建模中使用的网格类型是具有壁膨胀的完全四面体。
28.根据权利要求26所述的方法，其中在所述计算流体动力学建模中使用的尺寸函数求精是接近度和曲率。
29.根据权利要求26所述的方法，其中在所述计算流体动力学建模中使用的要素的数量大于1800000。
30.根据权利要求26所述的方法，其中在所述计算流体动力学建模中使用的壁膨胀层的数量是七个。
31.根据权利要求26所述的方法，其中最大面大小是约0.0800D，并且其中D是在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处所述出口导管的直径。
32.根据权利要求26所述的方法，其中最小面大小是约0.0123D，并且其中D是在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处所述出口导管的直径。
33.根据权利要求26所述的方法，其中最大四面体大小是约0.0984D，并且其中D是在所述出口导管的连接到所述反应器的所述端部处所述出口导管的直径。
34.一种用于将流体引入反应器中的入口组件，包括：
第一入口导管、第二入口导管和出口导管，所述第一入口导管、第二入口导管和出口导管流体地连接在接合点处，其中所述第一入口导管被配置为输送第一气体从中穿过，所述第二入口导管被配置为输送第二气体从中穿过，并且所述出口导管被配置为输送所述第一气体和所述第二气体从中穿过并进入反应器，其中在所述第一入口导管的纵向轴线与所述第二入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在所述出口导管的纵向轴线与所述第二入口导管的所述纵向轴线之间存在钝角；和
预分配器，所述预分配器置于所述第一入口导管内。
35.根据权利要求34所述的入口组件，其中所述第一入口导管在所述接合点处的横截面积大于所述第二入口导管在所述接合点处的横截面积。
36.根据权利要求34所述的入口组件，还包括第三入口导管，所述第三入口导管流体地连接到所述接合点并被配置为引入选自以下项的至少一种流体：还原气体、吹扫气体和蒸汽，并且其中在所述第一导管的所述纵向轴线与所述第三导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在入口的纵向轴线与所述第三导管的所述纵向轴线之间存在钝角。
37.根据权利要求36所述的入口组件，其中所述第一导管在所述接合点处的横截面积大于所述第二导管在所述接合点处的横截面积，并且其中所述第二导管在所述接合点处的所述横截面积大于所述第三导管在所述接合点处的横截面积。
38.根据权利要求34所述的入口组件，其中所述第一入口导管的所述纵向轴线和所述出口导管的所述纵向轴线彼此轴向地对齐。
39.根据权利要求34所述的入口组件，其中所述预分配器置于所述第一导管的内表面上。
40.根据权利要求34所述的入口组件，其中所述预分配器包括置于所述第一导管的内表面上的材料带。
41.根据权利要求40所述的入口组件，其中所述材料带置于所述第一导管的内周边周围。
42.根据权利要求40所述的入口组件，其中所述材料带具有基本上对称的内表面。
43.根据权利要求40所述的入口组件，其中所述材料带包括具有基本上恒定的宽度的环。
44.根据权利要求40所述的入口组件，其中所述材料带包括环，所述环具有附接到其内表面的多个突片。
45.根据权利要求44所述的入口组件，其中所述多个突片被定位成向所述材料带提供基本上对称的内表面。
46.根据权利要求44所述的入口组件，其中每个突片具有选自以下项的几何形状：半矩形和半椭圆形。
47.根据权利要求34所述的入口组件，其中所述预分配器包括置于所述第一导管的内表面上的多个离散突片。
48.根据权利要求47所述的入口组件，其中所述多个离散突片各自沿着所述第一导管的所述纵向轴线的位置是相对于彼此基本上相同的。
49.根据权利要求47所述的入口组件，其中所述多个离散突片提供基本上对称的内表面。
50.根据权利要求34所述的入口组件，其中所述预分配器包括置于所述第一导管的内表面上的多个环。
51.一种用于将流体引入反应器中的入口组件，包括：
第一入口导管、第二入口导管和出口导管，所述第一入口导管、第二入口导管和出口导管流体地连接在接合点处，其中所述第一入口导管被配置为输送第一气体从中穿过，所述第二入口导管被配置为输送第二气体从中穿过，并且所述出口导管被配置为输送所述第一气体和所述第二气体从中穿过并进入反应器，其中在所述第一入口导管的纵向轴线与所述第二入口导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在所述出口导管的纵向轴线与所述第二入口导管的所述纵向轴线之间存在钝角；和
预分配器，所述预分配器置于所述第一入口导管的内表面上。
52.根据权利要求51所述的入口组件，其中所述第一入口导管在所述接合点处的横截面积大于所述第二入口导管在所述接合点处的横截面积。
53.根据权利要求51所述的入口组件，还包括第三入口导管，所述第三入口导管流体地连接到所述接合点并被配置为引入选自以下项的至少一种流体：还原气体、吹扫气体和蒸汽，并且其中在所述第一导管的所述纵向轴线与所述第三导管的纵向轴线之间存在锐角，并且在入口的纵向轴线与所述第三导管的所述纵向轴线之间存在钝角。
CN201880033517.7A 2017-04-28 2018-04-28 用于将气体引入反应器中的方法和装置 Pending CN111201083A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762491688P 2017-04-28 2017-04-28
US62/491,688 2017-04-28
PCT/IB2018/052959 WO2018198097A2 (en) 2017-04-28 2018-04-28 Processes and apparatus for introducing gas into a reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111201083A true CN111201083A (zh) 2020-05-26

Family

ID=62218017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880033517.7A Pending CN111201083A (zh) 2017-04-28 2018-04-28 用于将气体引入反应器中的方法和装置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20180339280A1 (zh)
EP (2) EP3838404A1 (zh)
KR (1) KR20190139286A (zh)
CN (1) CN111201083A (zh)
CA (1) CA3061584A1 (zh)
WO (1) WO2018198097A2 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3848113A1 (en) * 2020-01-07 2021-07-14 SABIC Global Technologies B.V. Systems, devices, and methods of a reactor feed distribution system
WO2021165830A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 Sabic Global Technologies B.V. Systems, devices, and methods of a flow assembly for dehydrogenation processes

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6669915B1 (en) * 1999-07-13 2003-12-30 Exxonmobil Research And Engineering Company Gas-liquid inlet nozzle for cocurrent downflow reactors
US20050011972A1 (en) * 2001-05-04 2005-01-20 Daniel Barthod Device for homogeneous distribution of a fluid in a chamber and uses thereof
CN102171312A (zh) * 2008-09-30 2011-08-31 环球油品公司 用于混合再生的催化剂和碳化的催化剂的设备和方法
WO2014090841A2 (de) * 2012-12-12 2014-06-19 Basf Se Reaktor zur durchführung einer autothermen gasphasendehydrierung
CN204619940U (zh) * 2015-05-06 2015-09-09 天津渤化石化有限公司 一种丙烯反应器
WO2016181344A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 Sabic Global Technologies B.V. Reactors and reactor-internal devices for dehydrogenation of hydrocarbons

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2423029A (en) 1942-07-18 1947-06-24 Houdry Process Corp Process for producing diolefins
US4581339A (en) 1985-03-18 1986-04-08 Air Products And Chemicals, Inc. Catalytic dehydrogenation reactor cycle
US4560824A (en) 1985-05-07 1985-12-24 Air Products And Chemicals, Inc. Heat balance control in catalytic dehydrogenation of isobutane
US6012652A (en) * 1998-01-30 2000-01-11 Mobil Oil Corporation Atomizing nozzle and method of use thereof
PL2396089T3 (pl) * 2009-02-11 2018-01-31 Natural Energy Systems Inc Sposób konwersji materiału organicznego do bogatego w metan paliwa gazowego
US20170333889A1 (en) 2014-10-29 2017-11-23 Flint Hills Resources, Lp Methods for dehydrogenating one or more alkanes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6669915B1 (en) * 1999-07-13 2003-12-30 Exxonmobil Research And Engineering Company Gas-liquid inlet nozzle for cocurrent downflow reactors
US20050011972A1 (en) * 2001-05-04 2005-01-20 Daniel Barthod Device for homogeneous distribution of a fluid in a chamber and uses thereof
CN102171312A (zh) * 2008-09-30 2011-08-31 环球油品公司 用于混合再生的催化剂和碳化的催化剂的设备和方法
WO2014090841A2 (de) * 2012-12-12 2014-06-19 Basf Se Reaktor zur durchführung einer autothermen gasphasendehydrierung
CN204619940U (zh) * 2015-05-06 2015-09-09 天津渤化石化有限公司 一种丙烯反应器
WO2016181344A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 Sabic Global Technologies B.V. Reactors and reactor-internal devices for dehydrogenation of hydrocarbons

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190139286A (ko) 2019-12-17
WO2018198097A2 (en) 2018-11-01
US20200338514A1 (en) 2020-10-29
EP3615212A2 (en) 2020-03-04
CA3061584A1 (en) 2018-11-01
EP3838404A1 (en) 2021-06-23
US20180339280A1 (en) 2018-11-29
WO2018198097A3 (en) 2020-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10344227B2 (en) Integrated hydrotreating and steam pyrolysis system including residual bypass for direct processing of a crude oil
CN111201083A (zh) 用于将气体引入反应器中的方法和装置
NL2012164C2 (en) Premixer, radially fixed bed reactor, and reaction system for oxidative dehydrogenation of butene.
TW200628227A (en) Dehydrogenation process
JPS6133133A (ja) 炭化水素類の脱水素方法
EP3183227A1 (en) Systems and methods for dehydrogenation of alkanes
US20110319691A1 (en) Reduced fluidization of solid particles in radial flow fluid/solid contacting
SA112330154B1 (ar) عملية لإعادة تجديد محفزات صلبة بعيداً عن الموقع
CN106187662A (zh) 一种丙烷催化脱氢制丙烯的固定床系统
EP3294444A1 (en) Reactors and reactor-internal devices for dehydrogenation of hydrocarbons
CN106517093B (zh) 一种甲烷水蒸气重整制氢反应装置及方法
CN105967972A (zh) 乙炔制备苯及联产乙烯的方法
Khold et al. A new configuration in the tail-end acetylene hydrogenation reactor to enhance catalyst lifetime and performance
WO2011103264A3 (en) Process, system, and apparatus for a hydrocracking zone
RU192337U1 (ru) Регенератор установки риформинга с подвижным слоем катализатора
CN105623733B (zh) 一种石油烃的吸附脱硫方法
JP2014508127A5 (zh)
CN117181126A (zh) 反应器重新排序的脱氢工艺及系统
CN104388113A (zh) 减少催化裂化沉降器结焦的防焦蒸汽环管
WO2023060037A1 (en) Methods for processing chemicals
RU2021139002A (ru) Способы работы установок гидрирования ацетилена в интегрированных системах парового крекинга и псевдоожиженного каталитического дегидрирования
KR101921430B1 (ko) 탈수소화 반응기
JPH09100246A (ja) エチルベンゼンのスチレンへの脱水素の方法
SU729179A1 (ru) Способ получени диеновых углеводородов
TWI519479B (zh) 利用轉化器製造氰化氫之方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200526

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication