CN111655354A - 用于下流式反应器的污垢收集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污垢收集装置，所述污垢收集装置位于下流式反应器头部内，用于从进料流中去除固体以增加反应器操作循环时间，而对用于催化剂装填的有效反应器空间和反应器压降没影响。更具体地，污垢收集装置位于粗液体分配托盘和蒸气‑液体分配托盘上方的反应器容器的上部部分中。

Description

用于下流式反应器的污垢收集装置
技术领域
本发明涉及一种用于改善下流式反应器的操作的装置。更具体地，本发明涉及一种污垢收集装置，该污垢收集装置位于下流式反应器顶头内，用于从进料流中去除固体以增加反应器操作循环时间，而对用于催化剂装填的有效反应器空间和反应器压降没影响。
背景技术
在下流式反应器中，诸如在下流式反应器中，通常在第一催化剂床的顶部上放置一层过滤材料，以捕获微粒诸如细粒和污垢。典型地，该层能够是6英寸至36英寸厚，并且减少催化剂所占据的可用空间。另外，当固体聚积在过滤材料层内或在过滤材料与催化剂床之间从而引起高压降时，必须在操作循环内去除并替换过滤材料。在商业操作中，进料速率可以广泛地变化(例如，设计的60％至110％)。挑战是设计一种污垢收集装置，该污垢收集装置能够有效地从反应器进料流中去除固体，而不会减少可用于催化剂装填的反应器体积，并且能够在检修期间容易地清洁和维护。
发明内容
本发明涉及一种反应器，该反应器包括上部部分和下部部分，其中该上部部分包含污垢收集装置。污垢收集装置由托盘和托盘内形成过滤区域的过滤材料组成。污垢收集装置位于粗液体分配托盘上方，并且其中蒸气-液体分配托盘位于所述粗液体分配托盘的下方，并且其中该下部部分包含催化剂床。过滤区域能够包含具有相同或不同物理和化学性质的单层或多层过滤材料。过滤区域包含多孔陶瓷颗粒或实现类似功能的其他材料。污垢收集装置可通过多个隔离物或梁在粗液体分配托盘上方间隔开。该托盘具有穿孔底板和圆筒形侧壁，其中多个上升筒附接到侧壁以用于液体溢流，使得托盘能够在宽范围的液体流量下操作，同时在操作期间保持液体充满，以使固体去除效率最大化。溢流液体必须从底部经由靠近托盘底层的间隙进入上升筒，使得液体将不会绕过用于固体去除的过滤区域。
附图说明
图1示出了反应器的上部部分，示出了位于分配托盘上方的污垢收集装置。
具体实施方式
现已发现，不同的布置具有从下流式反应器中的进料流中过滤微粒的优点。更具体地，污垢收集装置位于下流式反应器的上部部分或反应器头部内，用于从进料流中去除固体并增加反应器操作循环时间，而不会对用于催化剂装填的有效反应器空间量有任何影响或产生额外的床压降。还发现，通过在装置内保持一定液位以提高液体流分布的均匀性并降低通过过滤区域的液体流速，能够大大提高固体去除效率和过滤材料用于固体去除的有效使用。这通过位于反应器头部内的特别设计的污垢收集装置来实现。如图1所示，污垢收集装置由具有多个附接的上升筒的圆筒形侧壁、穿孔底板、具有相同或不同物理和化学性质的一层或多层过滤材料以及床支撑件/隔离物构成，该床支撑件/隔离物搁置在底部穿孔板上从而在底部穿孔板与过滤材料之间形成小的间隙。在过滤材料的顶部处可存在压紧网格，以防止过滤材料四处移动。圆筒形侧壁的顶部开有凹口，用于控制在高进料速率下壁顶部周围的液体溢流。上升筒在侧壁的顶部上方延伸，从而在上升筒之间形成一系列槽，用于在过滤床被固体堵塞而限制液体流动通过床的情况下控制侧壁顶部周围的液体溢流。来自穿孔底板的液体和侧壁周围的溢流液体被下方的较大直径的粗液体分配托盘拦截，以便将液体穿过托盘重新分配到下方的蒸气-液体分配托盘。设想污垢收集托盘也可在其下方没有粗液体分配托盘的情况下使用。
气体和液体通过入口分配器进入反应器。液体分布在污垢收集装置的顶部上。气体在入口分配器与污垢收集装置的顶部之间的空间中与液体分离。液体向下流动通过污垢收集装置，而气体流动通过圆筒形侧壁和反应器头部之间的开口环形区域。在气体绕过过滤材料的情况下，即使过滤材料填充有固体，压降也将不会增加。
通过这种设计，能够通过在顶部反应器头部内添加过滤床来增加反应器循环时间，或者能够通过减少催化剂床顶部上所需的过滤器材料来增加催化剂装填。
离开污垢收集装置的液体由下方的粗液体分配托盘重新分配。气体和液体然后通过与粗液体分配托盘流体连通的蒸气-液体分配托盘分配到催化剂床。粗分配托盘包括用于保持液体的外圆筒形壁。
如图1所示，根据本发明的一个或多个实施方案，为了从反应器10内去除液体流中的污垢和细粒，示出具有圆化上部部分12的外反应器壳体。反应器10的下部部分包含催化剂床26。污垢收集装置20位于粗液体分配托盘22和蒸气-液体分配托盘24的上方。在污垢收集装置20中，过滤区域16位于具有一系列开口18的底板14上方一小段距离处。床支撑件/隔离物38的部分放置在底部穿孔板14上的圆筒形侧壁28内，用于将过滤材料支撑在过滤区域16中。床支撑件/隔离物38大部分是打开的(超过50％)，以不限制液体流动通过污垢收集装置至粗液体分配托盘22。底板14上的穿孔18的总开口面积被设计成使得在最小操作液体负载下在污垢收集装置内保持一定液位。污垢收集装置20的圆筒形侧壁28的顶部具有凹口或开口32(诸如三角形或矩形的开口)，以用于在高操作液体负载下的液体溢流。为了防止溢流液体绕过过滤区域而不进行过滤，将一个或多个“U”形通道30附接到圆筒形侧壁28的内部，从而在侧壁28周围形成用于液体溢流的上升筒，并且溢流液体只能从“U”形通道30的底部与底部穿孔板14之间的间隙34进入上升筒。在过滤床被固体堵塞的情况下，液体在“U”形通道30之间的侧壁28的顶部36上方流动。然后，来自污垢收集装置的液体向下传递到较大直径的粗液体分配托盘22，以重新分配至蒸气-液体分配托盘24。然后，来自蒸气-液体分配托盘24的气体和液体传递到下方的催化剂床26。蒸气-液体分配托盘24具有多个分配器40，用于将气体和液体均匀地分配在下方的催化剂床26的顶部上。
在一个实施方案中，污垢收集装置20、粗液体分配托盘22和蒸气-液体分配托盘24能够由在附接到反应器壳体42的一个支撑环上的单组双层梁或由在附接到反应器壳体42的两个单独的支撑环上的两组梁支撑。
在过滤区域16中使用的过滤器材料44可以包括颗粒、薄片或本领域已知的多孔材料的其他构造。用于过滤区域的优选材料是具有高内部孔隙率的陶瓷颗粒，诸如可从位于美国德克萨斯州休斯顿(Houston，Texas USA)的结晶相技术公司(CrystaphaseTechnologies，Inc.)获得的产品。具有相同或不同物理和化学性质的一层或多层过滤材料44可用于过滤区域16中。可使用其他过滤材料，例如膜滤器、沙滤器和其他类似的过滤器材料。过滤材料44支撑在其上的床支撑件/隔离物38或上面具有金属丝网片46的床支撑件/隔离物38具有小于过滤器材料44的尺寸的开口。
关于从液体中收集固体材料，该构造还减少了粗液体分配托盘22和蒸气-液体分配托盘24被固体堵塞的趋势。还发现由于上述污垢收集装置20减少了粗液体分配托盘22上的液体干扰，因此改善了通过粗液体分配托盘22和蒸气-液体分配托盘24的液体分配质量。
能够使用各种方法(诸如插口或桶)将过滤材料装填到污垢收集装置中，并且通过真空将其去除。在检修期间去除过滤材料后，该装置易于清洁和维护。
由于整个污垢收集装置填充有过滤材料44，并且过滤材料的总空隙率能够高达93％，因此该装置具有高固体去除能力。由于污垢收集装置的特殊设计，固体去除效率也很高，其中过滤材料大部分浸没在液体池中，并且在装置达到全部固体去除能力之前，没有液体绕过该装置而不进行过滤。
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是一种设备，所述设备包括上部部分和下部部分，其中所述上部部分包含在粗液体分配托盘上方的污垢收集装置，其中蒸气-液体分配托盘位于所述粗液体分配托盘下方，并且其中所述污垢收集装置包括具有多个穿孔的底板以及侧壁，所述侧壁具有沿所述壁的上升筒。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置具有在底板上方间隔短距离的过滤区域，并且所述过滤区域包含具有相同物理和化学性质的单层过滤材料。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置具有过滤区域，所述过滤区域具有两层或更多层具有不同物理或化学性质的过滤材料。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述过滤区域包含多孔陶瓷颗粒。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述过滤区域包含过滤材料，所述过滤材料包含用于促进某些化学反应的活性材料。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置通过多个隔离物或梁在所述粗液体分配托盘上方间隔开。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置包括异型金属丝。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置包括格栅。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置包括金属丝网。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置包括穿孔板。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置包括上升筒。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述上升筒由附接到所述污垢收集装置的所述侧壁的“U”形通道形成。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置的所述侧壁包含凹口。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中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“U”形通道在所述污垢收集装置的所述底板上方间隔开。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中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“U”形通道在所述侧壁的所述顶部上方延伸。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述粗液体分配托盘包含孔，所述孔的尺寸被设定成在所述粗液体分配托盘上产生期望的液位。
本发明的第二实施方案是一种设备，所述设备包括上部部分和下部部分，其中所述上部部分包含位于粗液体分配托盘上方的污垢收集装置，其中蒸气-液体分配托盘位于所述粗液体分配托盘下方，并且其中所述蒸气-液体分配托盘包括多个分配器。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述污垢收集装置包括过滤区域，其中所述过滤区域包含具有相同或不同物理或化学性质的一层或多层过滤材料。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述过滤区域包含多孔陶瓷颗粒。本发明的一个实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述粗液体分配托盘包含孔，所述孔的尺寸被设定成在所述粗液体分配托盘上产生期望的液位。
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，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论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 (20)

1.一种反应器，所述反应器包括上部部分和下部部分，其中所述上部部分包含在粗液体分配托盘上方的污垢收集装置，其中蒸气-液体分配托盘位于所述粗液体分配托盘下方，并且其中所述污垢收集装置包括具有多个穿孔的底板以及侧壁，所述侧壁具有沿所述壁的上升筒。
2.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置具有在底板上方间隔短距离的过滤区域，并且所述过滤区域包含具有相同物理和化学性质的单层过滤材料。
3.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置具有过滤区域，所述过滤区域具有两层或更多层具有不同物理或化学性质的过滤材料。
4.根据权利要求1所述的反应器，其中所述过滤区域包含多孔陶瓷颗粒。
5.根据权利要求1所述的反应器，其中所述过滤区域包含过滤材料，所述过滤材料包含用于促进某些化学反应的活性材料。
6.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置通过多个隔离物或梁在所述粗液体分配托盘上方间隔开。
7.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置包括异型金属丝。
8.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置包括格栅。
9.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置包括金属丝网。
10.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置的所述底板上的所述穿孔的尺寸被设定成在所述污垢收集装置内产生期望的液位。
11.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置包括上升筒。
12.根据权利要求11所述的反应器，其中所述上升筒由附接到所述污垢收集装置的所述侧壁的“U”形通道形成。
13.根据权利要求1所述的反应器，其中所述污垢收集装置的所述侧壁包含凹口。
14.根据权利要求12所述的反应器，其中所述“U”形通道在所述污垢收集装置的所述底板上方间隔开。
15.根据权利要求12所述的反应器，其中所述“U”形通道在所述侧壁的所述顶部上方延伸。
16.根据权利要求1所述的反应器，其中所述粗液体分配托盘包含孔，所述孔的尺寸被设定成在所述粗液体分配托盘上产生期望的液位。
17.一种设备，所述设备包括上部部分和下部部分，其中所述上部部分包含位于粗液体分配托盘上方的污垢收集装置，其中蒸气-液体分配托盘位于所述粗液体分配托盘下方，并且其中所述蒸气-液体分配托盘包括多个分配器。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述污垢收集装置包括过滤区域，其中所述过滤区域包含具有相同或不同物理或化学性质的一层或多层过滤材料。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述过滤区域包含多孔陶瓷颗粒。
20.根据权利要求17所述的设备，其中所述粗液体分配托盘包含孔，所述孔的尺寸被设定成在所述粗液体分配托盘上产生期望的液位。
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