CN111534331B - 带有液体的横向注入器以限制淤塞的包括具有减小的截面和可变倾斜角的底部的容器 - Google Patents

带有液体的横向注入器以限制淤塞的包括具有减小的截面和可变倾斜角的底部的容器 Download PDF

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Abstract

带有液体的横向注入器以限制淤塞的包括具有减小的截面和可变倾斜角的底部的容器。本发明涉及一种用于含有固体颗粒的液体（优选地为烃类液体）的向下流的容器，包括：底部，所述底部包括圆柱形上部分、具有减小的截面和相对于竖直轴线的可变倾斜角α的下部分、以及出口管；再循环和/或补充液体的注入器（5）和（6）分别注入到下部分和上部分中。注入器（5）在注入点处相对于下部分的壁的切线（Tin）在竖直平面（xz）中以角β1倾斜并在水平平面（xy）中以角β2倾斜。注入器（6）相对于上部分的壁在竖直平面（xz）中以角θ1倾斜并在水平平面（xy）中以角θ2倾斜。角β1和θ1介于5°至175°，角β2和θ2介于0°至180°。

Description

带有液体的横向注入器以限制淤塞的包括具有减小的截面和 可变倾斜角的底部的容器
技术领域
本发明涉及在容器中减少沉积物或不稳定或不溶性分子的沉积的领域，该容器包括具有减小的截面和可变倾斜角的底部（通常为凸形底部），诸如，在产生易于淤塞所述容器的液体的方法中使用的反应器、分离和蒸馏容器、混合器、搅拌器、沉降容器。本发明还适用于产生或处理易于淤塞容器的液体的方法，并且特别是但非穷尽地适用于诸如下述方法，诸如减粘裂化、沸腾床加氢裂化、催化裂化、石油产品精炼中的延迟焦化、以及适用于用于煤液化和生物质处理的方法。例如，本发明有利地适用于在处理重质或淤塞产物的精制单元下游使用的分离和蒸馏容器。
背景技术
减少淤塞某些设备的容器的沉积是用于处理或转化烃类原料的单元中的主要问题，特别是在重质原料的情况下。这是因为容器的淤塞导致需要关闭并拆解单元以进行清洁。在沸腾床中进行烃类原料转化的单元中，特别是，引起分离设备的容器的壁和底部的淤塞的可能是絮凝以形成固体沉积的类似沥青性质的颗粒，吸附到壁上的分子，焦炭颗粒，催化剂微粒，基于镍、铁和/或钒的金属硫化物，或更一般地，在所处理的烃类原料中含有的任何固体。
专利申请US4534851A描述了一种用于将液体烃类原料引入到通向反应区的输送管中的方法，该方法涉及通过分开的同心流将蒸汽和烃类原料作为向上流注入，烃类原料流是内部流而蒸汽流是外周流，并且引导一些蒸汽中朝向所述输送管的内壁，而其余蒸汽和烃类原料则以平行于纵向轴线的方向从该区域移除。
然而，该申请没有描述通过使烃类液体再循环，或通过将外部补充液体添加到容器的截头圆锥形部分和/或圆柱形部分二者中，使得能够减少滞留区域的装置。
申请人公司已提交法国专利申请17/59.606号。该申请涉及一种用于含有固体颗粒的烃类液体向下流动的装置，其涉及液体的横向注入器，以便限制固体沉积在具有截头圆锥形底部的设备中的现象。
发明内容
根据第一方面，本发明涉及一种用于含有固体颗粒的液体（优选地为烃类液体）的向下流的容器，包括：
- 底部，该底部包括直径为D1的圆柱形上部分，具有减小的截面和相对于所述圆柱形上部分的旋转轴线（Z）的可变倾斜角α的下部分，以及直径为D2的出口管，
- 至少一个再循环和/或补充液体的注入器，该注入器注入具有减小的截面和可变倾斜角的所述下部分中；
- 至少一个再循环和/或补充液体的注入器，该注入器注入到所述圆柱形上部分中；
位于所述下部分中的一个或多个所述注入器在注入点处相对于下部分的壁的切线在竖直平面（xz）中以角β1倾斜并在水平平面（xy）中以角β2倾斜；位于所述圆柱形上部分中的一个或多个所述注入器相对于圆柱形上部分的壁在竖直平面（xz）中以角θ1倾斜并在水平平面（xy）中以角θ2倾斜；角β1和θ1介于5°和175°之间，角β2和θ2介于0°和180°之间。
根据一个实施例，具有减小的截面和可变倾斜角的下部分包括凸形部，该凸形部优选地具有椭圆形截面。
具有减小的截面和可变倾斜角的下部分可以是高度为L1的凸形部，其比L1/D1介于0.01和20之间，优选地介于0.02和10之间，并且更优先地介于0.1和5之间。
替代地，具有减小的截面和可变倾斜角的下部分还包括至少一个截头圆锥形部，该截头圆锥形部优选地位于凸形部之上。
在这种情况下，比D1/D3可介于0.05和0.9之间，D3是位于所述凸形部之上的所述截头圆锥形部的最小直径；并且其中，比L3/D3可介于0.01和10之间，L3为所述凸形部的高度。
有利地，凸形部包括固体插入件，该固体插入件形成具有倾斜角α’的截头圆锥形内表面，该倾斜角α’优选地介于5°和85°之间，插入件至少部分地合并有位于下部分的凸形部中的注入器。
根据另一实施例，具有减小的截面和可变倾斜角的下部分包括接续的截头圆锥形部，接续部分中的每个优选地具有在出口管的方向上增大的倾斜角α。
优选地，出口管的中心位于距圆柱形上部分的壁的距离L4处，L4介于D2/2和D1/2之间，并且优选地等于D1/2。
有利地，根据本发明的容器包括用于离开所述出口管的液体的一部分的再循环管，所述再循环管为所述注入器中的至少一个供应再循环液体。
根据本发明的容器可包括用于为注入器中的至少一个供应补充液体的补充管。
注入器可分别分布在下部分中的水平层中并且在圆柱形上部分中的水平层中。。
有利地，比D1/D2介于1.1和1000之间，优选地在2和500之间，并且更优选地在3至100之间。
有利地，直径D1介于0.1 m和30 m之间，优选地在0.5 m和20 m之间，并且非常优选地在1 m和10 m之间。
优选地，角β1和θ1介于10°和150°之间，非常优选地在15°和120°之间，更优选地在15°和90°之间，并且甚至更优选地在20°和60°之间。
优选地，角β2和θ2介于0°和90°之间，并且优选地等于0°。
有利地，在两个水平层之间的高度H介于0.01 m和10 m之间，优选地在0.05 m和5m之间，并且非常优选地在0.1 m和1 m之间。
有利地，每层的注入器数量N介于1和30之间，优选地介于2和10之间，并且更优选地介于2和6之间。
在同一层之内的注入器可以角δ间隔开，角δ等于360/N。
优选地，该容器是构造为处理烃类原料的气/液分离装置的容器。
根据第二方面，本发明涉及一种使用根据本发明的容器的用于烃类原料的转化的方法。
优选地，所述方法就含有烃类馏分的原料采用沸腾床加氢转化步骤，该烃类馏分的至少50 wt％具有高于300℃的沸点。
注入到所述注入器中的液体的速度V可介于0.05 m.s-1和40 m.s-1之间，优选地在0.1 m.s-1和30 m.s-1之间，并且非常优先地在0.5 m.s-1和10 m.s-1之间。
所注入的再循环和/或补充液体相对于循环通过容器的烃类液体的比例有利地介于1％和400％之间，优选地在5％和100％之间，非常优选地在10％和60％之间，并且还更优选地在20％和50％之间。
通过阅读根据本发明的具体示例性实施例的描述，本发明的其他主题和优点将是显而易见的，这些示例性以非限制性示例的方式给出，所述描述参照以下描述的附图进行。
附图说明
图1是关于根据本发明的注入到容器1中的注入器的示意图。
图2示出了根据容器的第一实施例的将再循环和/或补充烃类液体注入到容器100的底部的圆柱形部分和凸形部分中的注入器的一个实施示例。
图3在侧视图和俯视图中示出了根据图2中所示实施例的容器以及注入到容器底部的圆柱形部分和凸形部分中的液体的多个横向注入器的一个实施示例。（3A）：注入到容器1的底部的圆柱形部分中的多个注入器6；（3B）：注入到容器100的底部的凸形部分中的多个注入器5。
图4示出了根据第二实施例的将再循环的和/或补充的烃类液体注入到容器200的底部的圆柱形上部分和具有多个截头圆锥形部的下部分中的注入器的一个实施示例。
图5示出了根据第三实施例的将再循环的和/或补充的烃类液体注入到容器300的底部的圆柱形上部分和具有截头圆锥形部和凸形部的下部分中的注入器的一个实施示例。
图6是容器1’的一个示例的底部的俯视图，其带有根据现有技术的凸形底部，不带有注入器，示出了滞留区域，在该滞留区域中靠近壁的液体的速度低于10 cm/s，这是固体颗粒可能会在该处积聚的区域。
图7是根据本发明的容器100的一个示例的俯视图，其带有凸形底部，带有在容器的底部中的注入器，示出了滞留区域，在该滞留区域中靠近壁的液体的速度低于10 cm/s，这是固体颗粒可能会在该处积聚的区域。
在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
具体实施方式
一般来说，本发明适用于液体在其中循环通过的设备的任何容器，其具有固体颗粒在容器的底部中滞留并积聚的可能。更具体地，本发明适用于烃类液体在其中循环通过的任何容器，该烃类液体含有易于在容器的底部中滞留并积聚的固体颗粒。更特别是，注入器位于容器的下部分，该容器可以是，例如，在产生或处理易于使容器淤塞的液体的方法中使用的常压或真空蒸馏塔、分离罐、反应器、搅拌器、沉降容器等的容器。优选地，根据本发明的容器是能够处理烃类原料的常压或真空蒸馏塔、分离罐或任何其他气/液分离装置的容器。
根据本发明，该容器特别适合于含有固体颗粒的液体的向下流，优选为烃类液体，并且特别是包括易于滞留并且积聚在容器的底部的固体颗粒的烃类。固体颗粒还包括可能在液体中形成的任何沉淀物。
在本文的其余部分中，“注入器”指的是本领域技术人员已知的任何允许将液体从容器的壁朝向内侧注入的装置，所述装置经由至少一根液体运送管供给。这些装置可以是，例如，具有单个孔口的管状注入器，或多孔口管状注入器。
图1是本发明的示意图。就本发明的以下描述已经选择了烃类液体流的示例。然而，本发明不限于用于烃类液体向下流的容器，而是可以应用到用于任何类型的淤塞液体向下流的容器，淤塞液体即含有易于沉淀（例如易于絮凝或吸附到壁上）的固体颗粒或化合物的液体。
根据本发明的容器1包括底部，该底部包括圆柱形上部分11和具有减小的截面和可变倾斜角α的下部分12，通常为凸形底部，其中淤塞烃类液体2从容器的顶部向下流动并经由出口管9离开。
因此，容器1的底部包括圆柱形上部分11、具有减小的截面和可变倾斜角α的下部分12、和出口管9。
所述下部分12的减小的截面指的是横向截面，即与圆柱形上部分11的轴线Z（旋转轴）（该轴线与竖直轴线z重合）正交的截面，该截面在含有固体颗粒的烃类液体流的方向上（向下）减小，即在出口管9的方向上减小。圆柱是指旋转圆柱。
可变倾斜角α指的是角α在下部分12的整个高度上不是恒定的，并且其明显排除了（由单个圆锥构成的）圆锥形或截头圆锥形下部分。在图2中示出的并随后描述的倾斜角α是在下部分112中的在壁上的点处的切线和通过该点的平行于轴线Z的轴线之间形成的角。
该下部分12可以是凸形部分，本领域技术人员将其称为“凸形底部”，例如在下列标准文件中所描述的：NF E 81-100、NF E 81-101（带有小过渡半径“PRC”的凸形底部——曲率半径大于或等于底部的外直径，并且根据直径过渡半径介于30和500 mm之间）、NF E81-102（具有大过渡半径“GRC”的凸形底部——曲率半径等于底部的外直径，并且过渡半径等于该同一直径的十分之一）、NF E 81-103（椭圆凸形底部）、NF E 81-104（具有中过渡半径“MRC”的凸形底部——过渡半径等于底部的外直径，并且过渡半径介于该同一直径的三十分之一和五十分之一之间），或者可以是包括凸形部和至少一个截头圆锥形部的部分，或者还可以是包括接续的截头圆锥形部的部分，如下面结合图2至图5更加详细描述的那样。此类形状对于本领域技术人员来说是已知的，其用于促进固体在重力作用下朝向出口管的排放。此外，就相同的出口管和圆柱形上部分的直径比，此类形状相较于圆锥形底部，允许烃类液体具有更长的停留时间。最后，此类底部，特别是凸形底部，非常适合于压力设备，因为所需的金属厚度不像圆锥形底部所要求的那么厚。
优选地，上部分11和下部分12是彼此连续的，换句话说，是接续的，并且出口管9包括定位在下部分的底部中的开口。
为了减少在容器的壁上和底部中的沉积的形成，容器包括再循环和/或补充液体的横向注入器：注入到具有减小的截面和可变倾斜角的下部分12中的注入器5，以及注入到圆柱形部分11中的注入器6。这些注入器可在壁处分布在下部分12中的水平层中以及在圆柱形部分11中的水平层中。出流液体流经由排出管3从容器移除。
在本发明的一个实施例中，用于补充液体（其可是稀释剂）的管10供给位于具有减小的截面和可变角的下部分12中的以及在圆柱形部分11中的横向注入器5和6，以便减少在容器1中的滞留区域并限制固体颗粒在壁上的沉积。在用于烃类液体流的容器的情况下，任何沸点高于或等于供给到容器1中的烃类液体的沸点的馏分可适合作为补充液体，例如，催化裂化的流出物，诸如通过催化裂化获得的重质馏分HCO（“重循环油”）或轻质馏分LCO（“轻循环油”），或任何其他减压瓦斯油馏分VGO（“减压瓦斯油”）、常压渣油AR、减压渣油VR、脱沥青油DAO、或芳族提取物。更一般地，补充液体优选的是与液体2可混溶的。优选地，补充液体不引起溶解在液体2中的少数化学物种的任何沉淀，或任何絮凝，既不促进可能带来固体颗粒的聚合化学反应，也不具有低于容器工作温度的泡点。根据该实施例，经由排出管3出流液体的流量等于循环通过容器2的烃类液体的流量与在补充管10中注入的补充液体的流量之和。通过补充管10注入的补充液体使得能够通过在容器1中产生湍流来减小滞留区域，从而限制固体颗粒在壁上的沉积。当所选择的液体是芳基时，所述注入的补充液体还可作用为稀释剂。
根据本发明的另一实施例，一定比例的离开容器1的烃类液体可再循环以供给横向注入器5和6。根据该实施例，经由排出管3出流液体的流量等于液体2的流量。再循环通过再循环管4的液体使得能够通过产生湍流或混合来减小在容器1中的滞留区域，从而限制固体颗粒在壁上的沉积。
根据本发明的又另一实施例，在横向注入器5和6中注入的液体可既来自再循环管4并且又来自液体补充管10。根据该实施例，经由排出管3出流液体的流量等于循环通过容器的烃类液体的流量（其称为淤塞液体2）与在补充管10中注入的补充液体的流量之和。通过补充管10和通过再循环管4注入的液体使得能够通过在容器1中产生湍流来减小滞留区域，从而限制固体颗粒在壁上的沉积，并且如上所述还可作用为稀释剂。
因此，由横向注入器5和6注入的液体可以是自容器1再循环的液体和/或补充液体，即来自容器1之内的液体。
由横向注入器5和6注入的液体的注入比例限定为，在再循环管4中的液体的流量与在补充管10中的液体的流量之和与循环通过容器的烃类液体或淤塞液体2的流量之比。
进入容器的原料可含有衍生自来自加氢转化法的流出物的任何类型的化合物，例如来自沸腾床H-OIL™单元的化合物；但可还含有衍生自气流床（称为浆态加氢转化法）的任何类型的化合物，来自固定床、移动床或流化床加氢处理法的任何类型的化合物，来自流化催化裂化（FCC）的流出物，来自热转化法的流出物，热转化法诸如焦化、减粘裂化、和任何其他分离方法，例如溶剂脱沥青。
固体颗粒可能是沉淀的沥青质，负载型或非负载型催化剂粉末（通常具有小于500微米的直径）或焦炭颗粒，或金属（诸如镍、钒、铁、或钼）硫化物。
通过容器的流为向下流。液体的注入可在真空蒸馏塔或常压塔的容器的底部进行，或者在任何气液分离器的底部进行。
图2至图5示出了在根据本发明的容器的多种实施例中的横向注入器的示例。具有减小的截面和可变倾斜角的下部分12可包括凸形部，优选地具有椭圆形状的截面，如在图2、3和5中所示的那样。该凸形部可在下部分12的整个高度上延伸，特别是如在图2、3和6中所示的那样；或者仅构成所述下部分的一部，例如如在图5中所示的那样。替代地，下部分12可包括，并且优选地是，接续的截头圆锥形部，优选地具有在出口管9的方向上增大的倾斜角α，如在图4中所示的那样。
图2描绘了在根据本发明的第一实施例的容器中，液体的再循环部或补充液体的多种类型的横向注入器，其中容器100的底部的下部分为凸形底部112。
容器100具有底部，容器100例如可以是蒸馏塔或分离器的容器，该底部包括直径为D1的圆柱形上部分11、凸形下部分112、和位于容器的底部中的直径为D2的出口管9，并且烃类液体通过该出口管9离开。凸形部分112（也称为凸形底部）具有减小的截面和相对于圆柱形部分11的旋转轴线Z变化的倾斜角α，该旋转轴线Z与在容器100的工作位置中的竖直轴线（z）一致。倾斜角α是在下部分112中的壁上的点处的切线与通过该点的平行于旋转轴线Z的轴线（竖直方向）之间形成的角。角α变化，优选地在0°和180°之间。优选地，角α在液体（向下）流的方向上增加，即在出口管9的方向上增加。因此，在图2中，在点p1处的角α的值（其形成在切线T1与竖直方向之间）与在点p2处的角α的值不同（其形成在切线T2与竖直方向之间），并且在这种情况下在点p1处的角α的值更小。凸形底部的特征可在于比L1/D1，L1是凸形底部的高度，而D1是圆柱形上部分11的直径，就凸形底部来说其对应于被称为“底部外直径”的直径。凸形底部可以是根据上文已经提到的参考标准描述的类型，并且其特征尤其在于曲率半径Ri和过渡半径Rc。优选地，容器100的凸形底部是椭圆凸形底部（例如，如在规范性文件NF E 81-103中所限定的）。这可以是半球形底部（椭圆凸形底部的特殊情况，其中L1= D1/2）。
比L1/D1可介于0.01和20之间，优选地介于0.02和10之间，并且更优先地介于0.1和5之间。例如，比L1/D1等于4。
限定了两种类型的（补充或再循环）液体注入器：
- 注入到在容器100的底部处的具有减小的截面和可变角α的下部分112（即根据本实施例的凸形部分）中的注入器5。
- 注入到在容器100的底部处的圆柱形上部分11中的注入器6。
位于下部分112中的注入器5相对于在注入点pi处的下部分112的壁的切线Tin在竖直平面（xz）中以角β1倾斜并在水平平面（xy）中以角β2倾斜，x表示水平轴线，而z表示与圆柱形上部分11的旋转轴Z重合并且垂直于水平平面（xy）的竖直轴线。如图2中所示，角β1沿逆时针方向限定（在注入点处从切线到壁），而角β2沿顺时针方向限定（在注入点处从切线到壁）。
位于圆柱形上部分11中的注入器6相对于圆柱形体的壁（与在注入点处的上部分11的壁的切线重合）在竖直平面（xz）中以角θ1倾斜并在水平平面（xy）中以角θ2倾斜。如图2中所示，角θ1沿逆时针方向限定（在注入点处从切线到壁），角θ2沿顺时针方向限定（在注入点处从切线到壁）。
在水平面（xy）中，注入器有利地定向在相同的旋转方向上，并且有利地位于塔的底部的液体部分中。
下部分112和上部分11的分别在注入点pi处在平面（xz）中相对于壁的切线Tin限定的角β1和θ1介于5°和175°之间，优选地介于10°和150°之间，更优先地介于15°和120°之间，更优选地介于15°和90°之间，并且又更优选地介于20°和60°之间。
下部分112和上部分11的分别在注入点pi处在平面（xy）中相对于壁的切线Tin限定的角β2和θ2介于0°和180°之间，并且优选地介于0°和90°之间。非常优选地，角β2和角θ2等于0°，这意味着注入器与壁相切。
图3A示出了在容器100的底部的圆柱形部分11中的多个注入器6的实施方式。图3B示出了在容器100的底部的具有减小的截面和可变倾斜角α的下部分112（根据该实施例，即凸形下部分）中的多个注入器5的实施方式。
在注入到圆柱形部分11中的注入器6的情况下，注入器安装在容器壁处在平面（xy）中的水平层8中，并且在注入到下部分112的注入器5的情况下，注入器安装在水平层7中。注入到下部分112和注入到圆柱形部分11中的注入器层7和8中的每个分别包括位于沿轴线Z的相同高度处的数量为N的注入器5或6。在图3中，N等于2。每个层以高度H间隔开。在一层之内，在平面（xy）中每个注入器与下一个注入器以角δ间隔开，角δ等于360/N。如在图3中所示的，注入器的一层可与注入器的另一层在平面（xy）中以角γ偏移。
在下部分112或圆柱形上部分11中的每个中的层的数量有利地介于1和20之间，优选地在1和10之间，并且优先地在1和6之间。
在圆柱形上部分11中的每个水平层8中以及在下部分112中的每个水平层7中，在容器的壁处的注入器数量N介于1和30之间，优选地在2和20之间，非常优选地在2和10之间，并且更优选地在2和6之间。每个层，无论其是在同一个部分之内还是在两个部分中，可以具有不同的注入器数量N。
两层之间的高度H有利地介于0.01 m和10 m之间，优选地在0.05 m和5 m之间，并且非常优选地在0.1 m和1 m之间。
在同一个层的圆周中将注入器分隔开的角δ介于0°和180°之间，优选地介于5°和120°之间，非常优选地介于10°和90°之间。有利地，角δ等于360/N，其中N表示每层的注入器数量。
角γ表示一层相对于另一层偏移的角度。该角可介于0°和180°之间，优选地介于5°和120°之间，并且非常优选地介于10°和90°之间。
注入到横向注入器管5和6中的液体的速度V有利地介于0.05 m.s-1和40 m.s-1之间，优选地在0.1 m.s-1和30 m.s-1之间，并且非常优选地在0.5 m.s-1和10 m.s-1之间。优选地，根据待注入的液体的流量确定注入器管的尺寸，以便获得期望的注入速度。
由再循环管4再循环的液体的流量加上由管10注入的液体的流量，相对于在容器100中循环的烃类液体2的流量，有利地介于1％和400％之间，优选地在5％和100％之间，非常优选地在10％和60％之间，并且又更优选在20％和50％之间。
容器100的底部的圆柱形上部分11的直径D1有利地介于0.1 m和30 m之间，优选地在0.5 m和20 m之间，并且非常优选地在1 m和10 m之间。
在圆柱形上部分11的直径D1和在具有减小的截面和可变倾斜角α的下部分12的底部中的出口管9的直径D2之间的比（D1/D2）有利地介于1.1和1000之间，优选地介于2和500之间，并且优先介于3和100之间。
在下部分的底部中的出口管9可相对于轴线Z居中，或者可偏移，并且优选地居中。出口管9的中心位于距圆柱形上部分11的壁距离L4处，该距离L4介于D2/2和D1/2之间，并且优选地等于D1/2（出口管9居中，其中管的中心定位在Z轴上的情况）。
图4示出了，在根据本发明的第二实施例的容器中，再循环液体和/或补充液体横向注入器的一个示例，其中容器200的底部的下部分212是包括接续的截头圆锥形部（s1、s2、s3）的底部。除了容器200的底部的所述下部分之外，该实施例在各个方面都与参考图2和图3描述的第一实施例相同。根据该第二实施例，下部分212包括接续的具有相对于竖直轴线（z）的倾斜角αp的截头圆锥形部sp，并且优选地由该截头圆锥形部sp组成。两个接续的截头圆锥形部的角αp不同。对于每个截头圆锥形部，圆锥的顶点向下指向，即朝向在下部分212的底部处的出口管9指向。因此，下部分212的截面确实减小，并且具有可变倾斜角。
尽管，在容器中的液体的向下流方向上，位于第一截头圆锥形部正下方的第二截头圆锥形部的倾斜角αp可小于第一截头圆锥形部的倾斜角αp，倾斜角αp优选地在出口管9的方向上增大。例如，下部分为接续的三个截头圆锥形部，其相对于竖直轴线z（或旋转轴线Z）的倾斜角各自为α1、α2和α3，如图在4中所示的那样。每个截头圆锥形部越靠近下部分的底部，该部的角越大，这意味着该角沿在容器中的液体的向下流方向上增大，或者换句话说，在出水管9的方向上增大。
截头圆锥形部的数量Ns可介于2和30之间，优选地在2和10之间，并且优先地在2和5之间，并且更优选地在3和5之间。
当Ns足够大，例如大于10时，下部分近似于凸形底部构造。
截头圆锥形部sp的倾斜角αp（脚标p的范围从2到Ns），有利地介于5°和70°之间，优选地在15°和60°之间，并且非常优选地在30°和50°之间。
结合图2和图3，液体注入器5和6如已经就根据本发明的容器的第一实施例所描述的那样运行。特别是，对于在下部分212中的注入器5来说，注入点可位于每个截头圆锥形部上的任何点处。除了在截头圆锥形部分相连接的点处之外，在注入点处的切线Tin与截头圆锥形部的壁重合。注入器5的角使得注入总是从容器的壁朝向容器的内部进行。无论是本发明的哪个实施例为何，总是如此。
根据该第二实施例，注入器5优选在至少两个水平层7中运行，其每一个定位在不同截头圆锥形部的水平上。
图5示出了在根据本发明的第三实施例的容器中的再循环液体和/或补充液体的横向注入器的示例，其中，容器300的底部的下部分312是包括至少一个具有向下指向的圆锥顶点的截头圆锥形部和至少一个凸形部的底部，所述截头圆锥形部优选地在所述凸形部之上。优选地，下部分312由包括出口管9的单个凸形部b形成，并且单个截头圆锥形部s1位于其上，如在图5所示的那样。在这种情况下，截头圆锥形部s1具有相对于竖直轴线z（或旋转轴线Z）的倾斜角α1，其可介于5°和70°之间，优选地介于15°和60°之间，并且非常优选地介于30°和50°之间。替代地，接续的截头圆锥形部位于凸形部之上，该接续的截头圆锥形部类似于结合图4就本发明的第三实施例所描述的系列，在此无需重复描述。
除了凸形部b的高度L3不构成下部分312的整个高度L1，而仅是该高度L1的一部分这一事实外，凸形部b与就第一实施例所述的凸形部属于相同的类型，并且在此不再重复其描述，高度L1的另外部分由截头圆锥形部或多个截头圆锥形部的高度组成。因此，凸形部b的特征在于比L3/D3，D3是直接位于凸形部b之上的截头圆锥形部s1的最小直径，就凸形底部所采用的术语来说其对应于底部外直径。比L3/D3有利地介于0.01和10之间，优选地介于0.02和5之间，并且更优先地介于0.02和3之间。
D1与D3之比有利地介于0.05和0.9之间，优选地介于0.1和0.7之间，并且优先地介于0.2和0.6之间。
液体的注入器如同结合图2至4已经就根据本发明的容器的第一和第二实施例所描述的那样进行。特别是，在注入到下部分312中的注入器5的情况下，注入点可位于截头圆锥形部或多个截头圆锥形部上以及在凸形部b上的任何位置处。除了在截头圆锥形部分（如果存在多个截头圆锥形部分的话）相连接的点处之外，在注入点处的切线Tin与截头圆锥形部的壁重合。
根据本发明的第四实施例，容器的底部的下部分包括，并且优选地是，配备有在容器内侧形成截头圆锥形表面的固体插入件的凸形部。插入件优选地由可成形或可铸型的材料制成，例如在模具中。优选地，该材料是耐火混凝土，其有利地相对于容器中存在的化学产品是惰性的。插入件的截头圆锥形内表面相对于轴线Z（或竖直轴线z）形成倾斜角α’，其优选地介于5°和85°之间，优选地在10°和70°之间，并且优先地在20°和45°之间。插入件至少部分地合并有位于下部分的凸形部中的注入器5，这意味着注入器部分或全部地含在插入件之内，并设置在制成插入件的材料中。
因此，注入器的形状和方向可直接构造在由固体材料制成的将构成插入件的部件中，使得其在机械上更容易实施。
该插入件可以有利地在制造容器时安装，并且特别是在制造容器的底部时安装，或者还可、以装配到已有容器的凸形底部中。
本发明适用于产生易于淤塞容器的液体的方法，诸如，例如且非穷尽地，减粘裂化、沸腾床加氢裂化、催化裂化、在石油产品精炼中的延迟焦化，并且适用于用于煤液化和生物质处理的方法。特别地，本发明不限于炼油和燃料生产领域，而是可以更普遍地适用于制药、化学、农业-食品工业、矿石加工等领域，以及任何涉及材料转化的方法。
因此，本发明涉及一种使用如上文描述的容器的用于烃类原料转化的方法。
该方法优选包括用于含有烃类馏分的原料的沸腾床加氢转化步骤，该烃馏分的至少50 wt％具有高于300℃的沸点。
例如，该步骤使用H-OilTM工艺的技术并在其条件下执行，例如，如在专利US4521295或US4495060或US4457831中描述的，或在Aiche paper, March 19-23, 1995,Houston, Texas, paper number 46d, “Second generation ebullated bedtechnology”中描述的。
示例
就在带有凸形底部（L1/D1比等于4）而不带有注入器的容器（对照）中的液体流，以及在相同的带有凸形底部的但带有根据本发明的再循环液体的横向注入器的容器中的液体流，使用Fluent软件进行数值机械CFD（“计算流体力学”）模拟。该软件包就液相使用Eulerian法。
表1列出了所模拟的条件，以及根据本发明的容器的特征和尺寸，包括注入器的数量、层的数量和注入器角度，以及根据现有技术的不带有注入器的容器的特征和尺寸。
表1
。
对于不带有注入器的（对照）构造，图6（根据现有技术的容器的示例的俯视图）示出了容器1’的区域E，在该处，靠近壁的液体的速度低于10 cm/s（在图中示出为非常黑）。这些区域代表所称的“滞留”区域，其中可能发生固体颗粒的积累。该图在俯视图中示出了在半球形部分的底部处的出口管9的位置。
对于带有根据本发明的注入器的构造，图7（根据本发明的容器的示例的俯视图）示出了容器100的区域E，在该处，靠近壁的液体的速度低于10 cm/s。该图在俯视图中示出了注入器5和6的位置以及在半球形部分的底部处的出口管9位置。
通过比较图6和图7，可以看到由于根据本发明在容器中安装了横向液体注入器，固体可能在该处积累的潜在区域的大为减少。
一个滞留区域标准“Crit”可以限定为在该处靠近塔的底部的壁的液体低于10cm/s的表面面积与塔的底部的表面面积之比。
下表2指出了就不带有及带有注入器的构造的滞留区域标准Crit的值。
表2
。
因此，通过计算滞留区域标准Crit，显而易见的是，在根据本发明的构造中，凭借再循环烃类液体中的30％以供给具有根据本发明的几何形状的在半球形下部分中的两个注入器5和在圆柱形上部分中的两个注入器6，滞留区域减小了85％。

Claims (48)

1.一种用于含有固体颗粒的液体的向下流的容器，所述容器包括：
-底部，所述底部包括直径为D1的圆柱形上部分(11)，具有减小的截面和相对于所述圆柱形上部分的回转轴线(Z)的可变倾斜角α的下部分以及直径为D2的出口管(9)，其中，所述倾斜角α是在所述下部分中的在壁上的点处的切线和通过该点的平行于所述回转轴线(Z)的轴线之间形成的角，所述倾斜角α在所述下部分的整个高度上不是恒定的，其排除了由单个圆锥构成的圆锥形或截头圆锥形下部分，
-至少一个再循环和/或补充液体的第一注入器，所述第一注入器注入具有减小的截面和可变倾斜角的所述下部分中；
-至少一个再循环和/或补充液体的第二注入器，所述第二注入器注入到所述圆柱形上部分(11)中；
位于所述下部分中的一个或多个所述第一注入器在注入点处相对于所述下部分的壁的切线(Tin)在竖直平面(xz)中以角β1倾斜并在水平平面(xy)中以角β2倾斜，所述角β1沿逆时针方向限定，所述角β2沿顺时针方向限定；位于所述圆柱形上部分中的一个或多个所述第二注入器相对于所述圆柱形上部分的壁在所述竖直平面(xz)中以角θ1倾斜并在所述水平平面(xy)中以角θ2倾斜，所述角θ1沿逆时针方向限定，所述角θ2沿顺时针方向限定；所述角β1和θ1介于5°和175°之间，所述角β2和θ2介于0°和180°之间。
2.根据权利要求1所述的容器，其中，具有减小的截面和可变倾斜角的所述下部分包括凸形部。
3.根据权利要求2所述的容器，其中，具有减小的截面和可变倾斜角的所述下部分是高度为L1的凸形部，其比L1/D1介于0.01和20之间。
4.根据权利要求2所述的容器，其中，具有减小的截面和可变倾斜角的所述下部分还包括至少一个截头圆锥形部。
5.根据权利要求4所述的容器，其中，比D1/D3介于0.05和0.9之间，D3是位于所述凸形部之上的所述截头圆锥形部的最小直径；并且其中，比L3/D3介于0.01和10之间，L3为所述凸形部的高度。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的容器，其中，所述凸形部包括固体插入件，所述固体插入件形成具有倾斜角α’的截头圆锥形内表面，所述插入件至少部分地合并有位于所述下部分的所述凸形部中的所述第一注入器。
7.根据权利要求1所述的容器，其中，具有减小的截面和可变倾斜角的所述下部分包括接续的截头圆锥形部。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，其中，所述出口管(9)的中心位于距所述圆柱形上部分(11)的所述壁的距离L4处，L4介于D2/2和D1/2之间。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，包括用于离开所述出口管(9)的液体的一部分的再循环管(4)，所述再循环管(4)为所述第一注入器或所述第二注入器中的至少一者供应再循环液体。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，包括补充管(10)，所述补充管(10)用于为所述第一注入器或所述第二注入器中的至少一者供应补充液体。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，其中，所述第一注入器和所述第二注入器分别分布在所述下部分中的水平层中和所述圆柱形上部分(11)中的水平层中。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，其中，比D1/D2介于1.1和1000之间。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，其中，所述直径D1介于0.1m和30m之间。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，其中，所述角β1和θ1介于10°和150°之间。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，其中，所述角β2和θ2介于0°和90°之间。
16.根据权利要求11所述的容器，其中，在两个水平层之间的高度H介于0.01m和10m之间。
17.根据权利要求11所述的容器，其中，每层的所述第一注入器或所述第二注入器的数量N介于1和30之间。
18.根据权利要求17所述的容器，其中，注入到同一层中的所述第一注入器或所述第二注入器以角δ间隔开，所述角δ等于360/N。
19.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，是构造为处理烃类原料的气/液分离装置的容器。
20.根据权利要求1所述的容器，其中，所述液体为烃类液体。
21.根据权利要求2所述的容器，其中，所述凸形部具有椭圆形截面。
22.根据权利要求3所述的容器，其中，所述比L1/D1介于0.02和10之间。
23.根据权利要求22所述的容器，其中，所述比L1/D1介于0.1和5之间。
24.根据权利要求4所述的容器，其中，所述截头圆锥形部位于所述凸形部之上。
25.根据权利要求6所述的容器，其中，所述倾斜角α’介于5°和85°之间。
26.根据权利要求7所述的容器，其中，所述截头圆锥形部中的每个具有在所述出口管(9)的方向上增大的倾斜角α。
27.根据权利要求8所述的容器，其中，L4等于D1/2。
28.根据权利要求12所述的容器，其中，比D1/D2介于2和500之间。
29.根据权利要求28所述的容器，其中，比D1/D2介于3和100之间。
30.根据权利要求13所述的容器，其中，所述直径D1介于0.5m和20m之间。
31.根据权利要求30所述的容器，其中，所述直径D1介于1m和10m之间。
32.根据权利要求14所述的容器，其中，所述角β1和θ1介于15°和120°之间。
33.根据权利要求32所述的容器，其中，所述角β1和θ1介于15°和90°之间。
34.根据权利要求33所述的容器，其中，所述角β1和θ1介于20°和60°之间。
35.根据权利要求15所述的容器，其中，所述角β2和θ2等于0°。
36.根据权利要求16所述的容器，其中，所述高度H介于0.05m和5m之间。
37.根据权利要求36所述的容器，其中，所述高度H介于0.1m和1m之间。
38.根据权利要求17所述的容器，其中，每层的所述第一注入器或所述第二注入器的数量N介于2和10之间。
39.根据权利要求38所述的容器，其中，每层的所述第一注入器或所述第二注入器的数量N介于2和6之间。
40.一种用于转化烃类原料的方法，所述方法实施了根据权利要求1至39中任一项所述的容器。
41.根据权利要求40的方法，就含有烃类馏分的原料采用沸腾床加氢转化步骤，所述烃类馏分的至少50wt％具有高于300℃的沸点。
42.根据权利要求40和41中任一项所述的方法，其中，在所述第一注入器和所述第二注入器中注入的液体的速度V介于0.05m.s-1和40m.s-1之间。
43.根据权利要求40和41中任一项所述的方法，其中，所注入的再循环和/或补充液体相对于循环通过所述容器的烃类液体的比例介于1％和400％之间。
44.根据权利要求42所述的方法，其中，在所述第一注入器和所述第二注入器中注入的液体的速度V介于0.1m.s-1和30m.s-1之间。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，在所述第一注入器和所述第二注入器中注入的液体的速度V介于0.5m.s-1和10m.s-1之间。
46.根据权利要求43所述的方法，其中，所注入的再循环和/或补充液体相对于循环通过所述容器的所述烃类液体的比例介于5％和100％之间。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，所注入的再循环和/或补充液体相对于循环通过所述容器的所述烃类液体的比例介于10％和60％之间。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所注入的再循环和/或补充液体相对于循环通过所述容器的所述烃类液体的比例介于20％和50％之间。
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