CN112423873A - 汽提器和填料装置 - Google Patents

Abstract

一种填料系统包括：第一填料元件层，其包括多个薄片；以及第二填料元件层，其包括多个薄片。所述填料系统包括层内变化和/或层间变化。所述层内变化包括：(i)在第一填料元件层和/或第二填料元件层内的薄片之间的间距改变，(ii)在第一填料元件层和/或第二填料元件层内的薄片的尺寸改变，和/或(iii)在第一填料元件层和/或第二填料元件层内的薄片的倾斜角度改变。所述层间变化包括：第一填料层的薄片具有第一间距、第一尺寸和第一倾斜角度，以及第二填料层的薄片具有第二间距、第二尺寸和第二倾斜角度。第二间距、尺寸和/或倾斜角度与第一间距、尺寸和/或倾斜角度不同。

Description

汽提器和填料装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月24日提交的美国临时专利申请组号62/675,975的优先权，其以全文引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及流化床，在所述流化床中固体和流体以逆向流动或同向流动的关系流动。更具体地，在本文中公开的实施方案涉及流化催化裂化“FCC”汽提器装置和内部构件，并且更具体地涉及用以促进流化床中固体与流体之间的接触的结构化填料元件。

背景技术

流化催化裂化(FCC)方法是炼油厂中常用的化学方法，其目的是将高分子量的重质烃物质转化为更低分子量的更轻质烃级分。在这种类型的方法中，烃原料在高温下蒸发，并且同时与悬浮保持在原料蒸汽中并由此被夹带的裂化催化剂的颗粒接触。在裂化反应产生所需的分子量范围且沸点相应降低之后，将获得的产物蒸汽与催化剂颗粒分离。随后，颗粒被汽提以回收任何夹带的烃，通过燃烧在颗粒上形成的焦炭而再次生成颗粒，并且颗粒通过再次与要裂化的原料接触而进行再循环。

在该工艺中，通过受控的催化和热反应来引起烃类沸点的所需降低。当细雾原料与催化剂颗粒接触时，这些反应几乎立即发生。在催化剂颗粒与原料接触的短时间内，由于烃吸附以及焦炭和其它污染物沉积在催化剂的活性部位上，因而颗粒基本失活。有必要连续地汽提(例如用蒸汽汽提)失活的催化剂，以在使催化剂再生(通过在将催化剂颗粒回收到反应区之前在单级或多级再生区段中控制焦炭的燃烧，从而在不改变催化剂性质的情况下连续地使催化剂再生)之前回收被吸附和夹带在空隙中的挥发性烃类。

汽提是FCC工艺中的决定性步骤之一。实际上，不充分的汽提会导致反应器流出物残留在催化剂颗粒上以及催化剂颗粒之间，从而在再生步骤的过程中使得额外的燃烧负荷施加在再生器上，产生超过驱动催化反应所需热量的过多的热量。结果是，进入再生器中的夹带有烃的蒸汽的燃烧表示转化产物的最终产率的损失。

在FCC工艺中，催化剂颗粒的汽提通常在深流化床中进行，以促进容器内流体流和催化剂颗粒的剧烈混合、紧密接触，并为汽提提供足够的停留时间。已使用挡板(例如薄片)和填料来实现所需的接触。流化床通常是通过使流体流(通常为蒸汽流)以足以使颗粒悬浮并在床内引起气固混合的流速来向上穿过固体颗粒床而产生的。

通常，在将反应器流出物与催化剂颗粒分离之后，将颗粒引导至汽提室，在汽提室中以下降的致密流化相进行汽提。在腔室底部处注入的气态流体用于使焦化的催化剂颗粒流化，并置换位于颗粒之间的间隙空间中所夹带的烃类。对于这种气态流体，优选使用极性材料(例如蒸汽)，这是因为其会被催化剂颗粒更强烈地吸附，从而烃更容易被置换。最终，汽提的催化剂颗粒被转移到再生区。

在FCC汽提器容器中，往往难以控制催化剂颗粒的行进，并且难以避免与窜流(大气泡直接穿过深流化床或者催化剂优先朝向容器的一侧向下流动)和逆混合(流化不良的颗粒的向下流动或甚至这样的颗粒再循环，特别是在汽提室壁的区域中)关联的局部的去流化。因此，难以控制失活的催化剂颗粒的平均汽提时间以及催化剂颗粒与气态流体之间的接触质量。此外，气体蒸汽和催化剂颗粒的任何分布不均或优先流动模式都会限制催化剂通过汽提器容器的循环能力。通常，在这样的场景下需要过量的蒸汽来实现足够的汽提效率。过量的蒸汽使得在连接到汽提器的设备上的气体和液体负荷增加。例如，过量蒸汽会增加每磅处理的烃所产生的酸性水的量，并增加用于生产和加工过量蒸汽的运行成本。

为了克服这些问题，必须要利用汽提器腔室内部的装置(例如结构化填料元件)来促进有效的混合并通过汽提流体改善颗粒的分散和均质化。特别地，当经过汽提装置时，颗粒在空间中再分布，这确保了与流体的组织有序的搅动状态，并促进了流体相与颗粒相之间的接触改善。将流体和颗粒从单一流动向多个方向引导。此外，该装置降低了颗粒的逆混合和窜流以及在汽提室内形成固体涡穴或气体涡穴。

使用结构化填料元件作为内部汽提装置使得可以减小固体颗粒与流体之间的接触区域的尺寸。实际上，因为这种接触被明显改善，所以与现有技术相比，可以使用更小的汽提室，而即使在通过汽提室的催化剂流量很高时，也不会损失汽提性能。因此，填料元件的主要目的是：提供催化剂颗粒和蒸汽(或其它气体介质)的均匀的逆向流动接触；避免气体绕过或窜流通过催化剂床；以及减小在流化床中形成的气泡尺寸。

已经提出了不同的结构化填料元件来改善汽提。例如，授予Rall等人的美国专利No.6,224,833公开了一种在接触元件内形成的气固流化床，该接触元件具有布置在相交平面中的成对的平面部分或薄片。Rall等人的图7示出应用于固体流的结构化填料的形式。结构化填料系统可以提供优良的性能；但是，它们倾向于产生两个相的窜流。一旦窜流开始，其将继续通过床，并且如果床足够深，则将导致几乎完全的相分离。一旦开始，窜流很难停止，并且可能几乎完全绕过两个相。一旦形成任一种相的“净流”后，现有的填料在使所述相再分布方面就不是很有效，检查实际填料表明，单相可以在层内以及层之间行进相当长的距离。一旦它们到达下一层时，再分布的可能性就会很受限，并且单一相将继续并可能扩大。

在FCC汽提器中，蒸汽与催化剂之间的质量流量差非常高，并且由于固体流化的性质，所以将倾向于在薄片元件周围产生局部窜流。计算流体动力学(CFD)研究表明，沿薄片的顶侧将形成致密的催化剂层，而在下侧将形成气流(蒸汽)。这实质上停止了汽提过程所需的混合。

现有设计的另一个限制是薄片的双向布置，该双向布置提供了约95％的开放横截面积并限制了径向混合。薄片布置使得催化剂均匀地向下分布在局部区域中。从总体上看，如果进入顶部元件的催化剂流发生偏斜，则先需要极大的填料高度，然后催化剂流才会均匀地再分布到整个床上。这样的结果是，向上流动的蒸汽也不是均匀地分布在元件内，并且当它离开填料的顶部时，进一步降低了蒸汽用于汽提烃类的用途。

在如美国专利申请号US 2009/0269252(其全部内容通过引用并入本文)所描述的一种特定FCC汽提器设计中，图1(美国2009/0269252公开的图1)示出FCC汽提器设计的常用构造。催化剂通过位于汽提器容器的一侧上的SCSP离开汽提器。这导致催化剂更主要地流向靠近SCSP入口的区域。由于不对称的SCSP入口而引起的这种偏斜的催化剂流，其导致与SCSP入口相对的停滞区域。由于催化剂仅流经减小的汽提器横截面积，因此靠近SCSP入口的活性催化剂流动区会导致较高的催化剂速度。这种较高的催化剂速度或流量区将大量汽提蒸汽夹带到SCSP中，从而因进入汽提器的向上蒸汽速度较低而致使汽提减少。

现有的填料设计在薄片数量方面非常密集，并且必须支撑相当大的重量。由于薄片会支撑一部分催化剂质量，因此致密的填料还呈现出低的压力积累。与传统的圆盘和圆环挡板系统相比，FCC汽提器中使用的现有结构化，例如如在美国专利申请号US 2009/0269252中所示的那些为FCC工艺提供了许多益处。但是，它通常并没有产生预期的性能改进：粗汽提效率(以焦炭中的H₂和再生器温度来体现)，压力累加并且蒸汽消耗。其原因可归结于填料元件周围的相分离以及充填区内的窜流/不均匀流化。蒸汽/催化剂的相分离和窜流降低了用以促进汽提所需的传质的混合的可能性。

在使用长的扁平薄片的现有设计中，通常未促进给定填料层内的相间混合。CFD研究表明，在薄片的表面处形成离散的催化剂相和气相。这减少了汽提所需的接触时间和混合。

当前的结构化填料元件具有各种局限性，例如，由于一部分气流倾向于沿平面部分或薄片的下侧向上流动，而一部分催化剂流倾向于从薄片的顶侧向下流动，气体与催化剂之间几乎没有相互作用，因此减少了汽提气体和催化剂的混合。这限制了在元件内的气体催化剂混合。常规填料元件的薄片构造仅允许相在元件内双向流动，这限制了填料元件内的径向混合。尽管每个元件或元件层的流方向彼此成90°定向，但是连续的薄片表面在流化床的整个深度上都无法提供良好的催化剂和气体再分布。

通常认为这样的常规方法和系统对于它们的预期目的而言是令人满意的。然而，在本领域中仍然需要改进的填料元件和系统。根据以下概述和详细讨论，本发明的实施方案的其它目的将变得显而易见。

发明内容

填料系统包括：第一填料元件层，其包括多个薄片；以及第二填料元件层，其包括多个薄片。填料系统包括层内变化或层间变化中的至少一种。层内变化包括以下中的至少一种：(i)在第一填料元件层或第二填料元件层中的至少一个层内的薄片之间的间距改变，(ii)在第一填料元件层或第二填料元件层中的至少一个层内的薄片的尺寸改变，或者(iii)在第一填料元件层或第二填料元件层中的至少一个层内的薄片的倾斜角度改变。层间变化包括：第一填料层的薄片具有第一间距、第一尺寸和第一倾斜角度，以及第二填料层的薄片具有第二间距、第二尺寸和第二倾斜角度。第二间距、第二尺寸或第二倾斜角度中的至少一者与第一间距、第一尺寸或第一倾斜角度中的至少一者不同。

在一些实施方案中，第一填料元件层的薄片包括具有第一宽度的第一组薄片和具有第二宽度的第二组薄片，其中所述第二宽度比所述第一宽度窄。第一组薄片可以包括两组薄片。两组中的第一组可以以第一倾斜角度布置，两组中的第二组以第二倾斜角度布置。第二组薄片可以包括两组薄片。第二组薄片的两组中的第一组可以以第三倾斜角度布置，第二组薄片的两组中的第二组可以以第四倾斜角度布置。第一倾斜角度可以与第三倾斜角度不同。第一倾斜角度和第二倾斜角度可以相对于彼此成相反的角度。第一组薄片的第一组可以彼此平行。第二组薄片的第二组可以彼此平行。

在一些实施方案中，第二组薄片包括两组薄片。第二组薄片的两组中的第一组可以以第一倾斜角度布置，第二组薄片的两组中的第二组可以以第二倾斜角度布置。第一倾斜角度和第二倾斜角度可以是相反的角度。第二组薄片的第一组可以彼此平行。第二组薄片的第二组可以彼此平行。

第一填料元件层的薄片可以与第一填料元件层的相邻薄片间隔开第一间距，其中第二填料元件层的薄片可以与第二填料元件层的相邻薄片间隔开第二间距，所述第二间距可以小于所述第一间距。

该系统可以包括至少一个附加填料元件层。至少一个附加填料元件层可以与第一填料元件层相对地设置在第二填料元件层的竖直下方。至少一个附加填料元件层可以包括多个薄片。附加填料元件层的薄片可以具有与第一填料元件层的薄片相同的角度、间距和尺寸。附加填料元件层的薄片的倾斜角度可以与第一填料元件层的薄片相同并且相反。

根据另一个方面，填料系统包括至少一个空心锥形体，以促进流化床中固体与流体之间的接触。

至少一个空心锥形体可以包括多个空心锥形体。多个空心锥形体中的至少一个可以邻接至少一个相邻的空心锥形体。至少一个空心锥形体可以包括围绕周界设置的狭槽。至少一个空心锥形体可以包括设置在各自的狭槽之间的纵向延伸的连接带部。至少一个连接带部可以包括孔。每个纵向延伸的连接带部可以在空心锥形体的顶边缘与空心锥形体的底边缘之间延伸。至少一个空心锥形体为截头圆锥形空心体。

该系统可以包括气体通路。至少一个空心锥形体可以从气体通路的上游部分朝向气体通路的下游部分渐缩。至少一个空心锥形体可以包括第一空心锥形体和第二空心锥形体。第一空心锥形体和第二空心锥形体每个可以包括各自的纵向延伸的连接带部和各自的底边缘。第一空心锥形体和第二空心锥形体的底边缘的一部分可以彼此邻接。每个纵向延伸的连接带部可以限定各自的连接带部轴线，其中，当投影到与第一空心锥形体的纵向主体轴线垂直的平面上时，第一空心锥形体的连接带部轴线和第二空心锥形体的连接带部轴线可以不同轴。至少一个空心锥形体可以包括至少部分封闭的顶表面。

至少一个空心锥形体可以包括多个空心锥形体。每个空心锥形体可以限定纵向主体轴线。多个空心锥形体可以被布置到第一层和第二层中，所述第一层具有第一组多个空心锥形体，所述第二层可以具有设置在所述第一层上方的第二组多个空心锥形体。第二组的多个空心锥形体的相应的底边缘可以邻接第一组的多个空心锥形体的相应的顶边缘。第一层可以与第二层偏移，使得第一层的空心锥形体的纵向主体轴线可以与第二层的空心锥形体的纵向主体轴线不同轴。

根据另一个方面，至少一个填料元件限定纵向轴线并且被构造为促进流化床中固体与流体之间的接触。至少一个填料元件包括平行于纵向轴线限定的共用横杆和从所述共用横杆以一定角度延伸的多个主薄片。主元件平面由至少一个主薄片的薄片轴线和纵向轴线限定。至少一个填料元件包括在副平面中延伸的至少一个附加薄片。副平面与元件平面不平行。

至少一个填料元件可以包括两个填料元件。第一填料元件的至少一个附加薄片可以与两个填料元件中的第二填料元件的元件平面相交。主薄片可以沿着纵向轴线彼此间隔开。至少一个附加薄片可以包括多个附加薄片。主薄片和附加薄片可以从横杆的两个侧面延伸。至少一个附加薄片可以包括多个附加薄片。主薄片和附加薄片可以沿着纵向轴线彼此交替。两个填料元件可以形成混合室。混合室可以被限定在两个填料元件的第一填料元件的一个主薄片和附加薄片与两个填料元件的第二填料元件的一个主薄片和附加薄片之间。当投影在与第一填料元件的纵向轴线垂直的平面上时，混合室的形状可以为平行四边形。

至少一个填料元件可以由单一材料的片材形成。至少一个填料元件可以包括形成填料系统的层的多个填料元件。第二组填料元件可以形成填料系统的第二层。第二层可以设置在第一层的竖直上方。第一层和第二层可以限定与总体蒸汽流动方向平行地竖直定向的轴线。第一层和第二层的每个填料元件的元件平面相对于竖直定向的轴线可以是倾斜的。

根据另一个方面，一种用于在具有壳体和至少一个填料系统的容器内使固体颗粒流化的方法包括：在填料系统内提供一定量的所述颗粒；以及通过使至少一股气流流过填料系统来使用填料系统产生固体颗粒的流化。至少一个填料系统包括上述填料系统中的至少一个。

该方法可以包括在与气流的流动方向相反的方向上将固体颗粒引导通过填料系统。该方法可以包括：在气流流过填料系统的同时从填料系统中移走至少一些流化的固体颗粒时，在填料系统内提供额外量的固体颗粒。该方法可以包括在气流流过填料系统时在填料系统中保持一定数量的固体颗粒。固体颗粒可以是与挥发性烃类关联的催化剂颗粒，并且其中当使气流流过填料系统时，可以在所述流化过程中通过气流从催化剂颗粒中汽提至少一些挥发性烃类。气流可以包括水蒸汽。固体颗粒可以是含有焦炭沉积物的催化剂颗粒。该方法可以包括燃烧焦炭沉积物，以在使所述气流流过接触装置的过程中引起催化剂颗粒的再生。

通过以下结合附图对优选实施方案的详细描述，本发明的系统和方法的这些和其它特征将对于本领域技术人员而变得更加显而易见。

附图说明

为了使本发明所属领域的技术人员将容易地理解如何在不进行过度实验的情况下制造并使用本发明的装置和方法，下面将参考某些附图详细描述其优选实施方案，其中：

图1为具有根据本发明实施方案构造的填料系统的FCC汽提器容器的示意性侧视图，其示出多个填料元件层；

图2为具有根据本发明另一实施方案构造的填料系统的FCC汽提器容器的示意性侧视图，其示出多个填料元件层；

图3为具有根据本发明另一实施方案构造的填料系统的FCC汽提器容器的示意性侧视图，其示出多个填料元件层；

图4A为具有根据本发明另一实施方案构造的填料系统的FCC汽提器容器的示意性侧视图，其示出多个填料元件层；

图4B为图4B的FCC汽提器容器的一部分的示意性侧视图，其示出多个具有狭槽的薄片；

图5A为根据本发明另一实施方案构造的填料系统的俯视图的示意图，示意性地示出两个竖直堆叠的层的薄片方向和薄片宽度/流动分布，其中第一层包括具有可变的薄片宽度的两个区域，并且第二层(在第一层的下方)包括具有相同的薄片宽度的薄片；

图5B示出图5A系统的附加层的薄片方向和薄片宽度/流动分布的分解的图表；

图6A为图5A的一个层的示意性立体图，其示出该层的薄片在该层内的每个区域具有不均匀(变化的)的薄片宽度；

图6B为图6A的层的示意性俯视图，其示出该层的薄片在该层的区域具有不均匀(变化的)的薄片宽度；

图7为根据本发明另一实施方案构造的填料系统的一部分的示意性俯视图，其示出截头圆锥形填料元件；

图8为图7的填料系统的示意性侧视图，其示出截头圆锥形填料元件；

图9为根据本发明另一实施方案构造的填料系统的一部分的示意性俯视图，示出了截头圆锥形填料元件，其具有弯曲而成的突片；

图10A为根据本发明另一实施方案构造的填料系统的一部分的示意性侧视图，示出了具有连接带部的截头圆锥形填料元件，在连接带部中具有孔；

图10B为图10A的填料系统的示意性俯视图，示出具有连接带部的截头圆锥形填料元件，在连接带部中具有孔；

图11A为图7的填料系统的示意性侧视图，其示出具有封闭顶表面的截头圆锥形填料元件的顶层；

图11B是根据本发明另一实施方案构造的填料系统的一部分的示意性俯视图，其示出具有封闭顶表面的截头圆锥形填料元件；

图12为根据本发明另一实施方案构造的填料系统的一部分的示意性立体图，其示出多个填料元件；

图13为图12的填料系统的一部分的示意性立体图，其示出填料元件中的一个的薄片；

图14为图12的填料系统的一部分的示意性立体图，其示出填料元件中的一个的薄片；

图15为根据图12构造的填料系统的示意性立体图，其示出两个填料元件层；

图16A为图15的填料系统的一部分的示意性侧视图，其示出多个填料元件；

图16B为图15的填料系统的一部分的示意性侧视图，其示出具有重叠薄片的相邻的填料元件；

图16C为图15的填料系统的一部分的示意性前视图，其示出填料元件层中的一个的薄片，其伴有在将填料系统的周界形成为圆形之后的切割线；

图17为图15的填料系统的一部分的示意性俯视图，其示出填料元件层的顶侧；

图18A为图15的填料系统的一部分的示意性立体图，其示出弯曲后的一个填料元件；

图18B为图15的填料系统的一部分的示意性侧视图，其示出弯曲后的一个填料元件的单个“薄片”；

图19为图15的填料系统的一部分的示意性立体图，其示出弯曲前的一个填料元件的一部分；以及

图20为根据图12构造的填料系统的示意性立体图，其示出一个填料元件层。

具体实施方式

在下文参考附图对本发明的实施方案进行更为全面的描述，在这些附图中示出本发明的示例性实施方案。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于在本文阐述的示例性实施方案。相反，提供这些实施方案以使得本发明是完整和充分的，并将实施方案的范围完全传达给本领域技术人员。同样的数字始终表示同样但不一定相同或完全相同的元件。出于说明和描述而非限制的目的，图1中示出根据本发明实施方案构造的填料系统的示例性实施方案的示意图，所述填料系统被构造为促进流化床中固体与流体之间的接触，整体上由附图标记100表示。在图2至图19B中提供根据本发明的填料系统的其它实施方案或其多个方面，并将进行描述。

图1至图6B示出填料系统100，其包括通过使用多区域方法来对FCC汽提器性能进行优化，所述多区域方法使用多尺寸的结构化填料和/或多于一种类型的内部构件。如在图5A至图6B中所示，在具有不对称立管的FCC容器中在填料元件层内或跨层具有多个薄片宽度和薄片间距变化的汽提填料使得气体催化剂流在催化剂床(在全文有时简称为“床”)中更均匀地分布。催化剂床是致密但流化的催化剂颗粒集合，向其中注入汽提介质(通常为蒸汽)以转移挥发性烃类。蒸汽起维持颗粒的流化状态的作用，汽提器床中的内部构件起保持汽提介质(例如填料系统100)与颗粒之间的紧密接触的作用。

如在图1至图4A中所示，填料系统100包括多个填料元件层102a-102h。图1至图4A以横截面所示的容器103显示出填料元件层102a-102h的侧视图。每个填料元件层102a-102h包括多个薄片104a-104h。每个薄片104a-104h具有与图6A所示的薄片相似的矩形形状，薄片104a-104h也可以并行排列地布置(与图6A的薄片相似)以形成层。该层可以呈圆柱形或环形的形状，或各种其它合适的形状。填料系统100包括层内变化和/或层间变化。层内变化是在填料元件层102a-102h的一个给定层内的变化或非一致性。层内变化包括：在薄片104a-104h各自的填料元件层102a-102h中的薄片104a-104h之间的间距有变化，在薄片104a-104h各自的填料元件层102a-102h中的薄片104a-104h的尺寸有变化，和/或在薄片104a-104h各自的填料元件层102a-102h中的薄片104a-104h的倾斜角度有变化。层间变化包括：填料层102a-102h中的一个给定层的薄片104a-104h具有第一间距、第一倾斜角度和第一尺寸，以及填料层102a-102h中的一个不同层的薄片具有第二间距、第二倾斜角度或第二尺寸。第二间距、第二倾斜角度和/或第二尺寸与第一间距、第一倾斜角度和/或第一尺寸不同。

如在图1中所示，系统100包括第一填料元件层102a，该第一填料元件层102a具有比第三填料元件层102c的薄片104c更靠近在一起的薄片104a。与第三填料元件层102c的薄片104c相比，第一填料元件层102的薄片104a的长度也更短(例如它们的尺寸改变)。图2至图4A示出关于薄片104a-104h的尺寸、薄片104a-104h之间的间距以及薄片104a-104h的倾斜角度的层间变化的不同实施方案。薄片之间的间距被定义为薄片104a-104h的面板之间的垂直距离。

图1至图4A的结构化填料利用多尺寸模块化设计来通过使用多区域方法而对FCC汽提器性能进行优化，所述多区域方法使用多尺寸的结构化填料和/或多于一种类型的内部构件。对于图1至图4A，“区域”包括至少一个填料元件层102a-102h。例如，对于图1的实施方案，第一区域包括层102a和102b，其中每个层102a和102b在结构上彼此相似。图1的实施方案的第二区域包括层102c-102f，其中层102c-102f具有彼此相似的结构。

提出了用于不同填料布置的多个实施方案以实现本文描述的目的。图1分别示出在顶层和底层(例如层102a-102b和102g-102h)的填料元件更紧凑，而中间区域填充有填料元件更开放的层，例如分别为第三层、第四层、第五层和第六层102c-102f。顶部两个层102a-102b促进催化剂向下良好地分布(如在图1至图4A中定向)到床中，底部两个层102g-102h有助于将向上行进的蒸汽(如在图1至图4A中定向)均匀地分布到床中。图1的填料层102a和102b中更紧凑地充填的薄片104a-104b提供使催化剂最佳分布的区域，由层102c-102f形成的更开放的区域得以优化以用于更好的流化。图1的第三区域由底部两个层102g-102h形成并且包括更紧凑地充填的薄片104g-104h，并提供了最佳的蒸汽分布。使用多尺寸的结构化填料或多种类型的内部构件将使得构造最佳化，从而实现改进的汽提效率和改进的流体化。改进的汽提性能允许要用的汽提蒸汽减少，需要更少的内部构件，提供改进的产品回收率，并且降低再生系统的焦炭负荷。对于改进方案，多区域方法还将提供额外的灵活性以达到目的。多区域方法通过优化催化剂/蒸汽接触并改进FCC汽提器中催化剂床层的流化来提供改进的汽提效率。

图2示出系统100的另一实施方案，其中顶部四个层102a-102d具有更紧凑地充填的薄片104a-104d，以使蒸汽催化剂的相互作用以及汽提效率最大化。图2的底部四个层102e-102h实质上是为了使床均匀地流化。图2示出具有顶部四个层102a-102d的第一区域，其中顶部四个层102a-102d在结构上彼此相似。图2的填料层102a-102d中更紧凑地充填的薄片104a-104d提供使蒸汽和催化剂分布最佳化的区域。图2的第二区域包括底部四个层102e-102h，其中底部四个层102e-102h具有彼此相似的结构。由图2的层102e-102h形成的更开放的区域得以优化以用于更好的流化(例如更均匀)。

图3是系统100的另一实施方案，其中顶部四个层102a-102d具有间隔更大的薄片104a-104d，以使得开放的面积足以用于从废催化剂中自汽提烃类；在底部使用更紧凑的元件以使蒸汽催化剂的相互作用和汽提效率最大化。图3示出具有顶层102a-102d的第一区域，其中顶层102a-102d在结构上彼此相似。由图3的顶层102a-102d形成的更开放的区域(例如具有不那么紧密充填的薄片104a-104d)得以优化以用于更好的流化(例如更均匀)。图3的第二区域包括底部四个层102e-102h，其中底部四个层102e-102h具有彼此相似的结构。图3的底部四个填料层102e-102h中更紧凑地充填的薄片104e-104h提供使蒸汽和催化剂分布最佳化的区域。

汽提效率也与停留时间有关。图4A至图4B示出具有薄片104c-104f的第三层、第四层、第五层和第六层102c-102f(例如更开放的层)，所述薄片104c-104f具有45°的倾斜角度(与通常使用的60°薄片相比是较浅的薄片角度)和孔106。图4A中较浅的倾斜薄片104c-104f使有效停留时间和蒸汽催化剂接触面积增加，薄片104c-104f中的孔106促进蒸汽催化剂的相互作用并且避免汽提器过早溢流。图4A示出包括第一层102a和第二层102b的第一区域，其中每个层102a和102b就薄片尺寸和间距而言在结构上彼此相似，但是薄片104a和104b的角度相反。图4A的薄片104a和104b与图4A的薄片104c-104f相比具有更陡的倾斜角度，例如薄片104a和104b可以具有约60°的倾斜角度，这意味着它们相对于竖直轴线V向下成约30°的角度。即使图4A的薄片104a和104b相对于彼此成相反的角度，但它们相对于竖直轴线V的倾斜角度也是相同的。图4A的第二区域包括各个第三层、第四层、第五层和第六层102c-102f，其中层102c-102f就薄片尺寸和间距而言具有彼此相似的结构，但是薄片104c和104d成相反的角度，并且薄片104e和104f成相反的角度。图4A的填料层102a和102b中更紧凑地充填的薄片104a-104b提供使催化剂分布最佳化的区域。薄片104c-104f之间的增大的间距、变化的薄片角度以及薄片104c-104f的孔106(在图4B中示出)得以优化，以用于更好地流化以及增加在图4A的所有层102c-102f中的停留时间。图4A的第三区域独自由第七层和第八层102g-102h形成并且包括更紧凑地充填的薄片104g-104h，提供了最佳化的蒸汽分布。

图1至图4B的多区域设计使得布局得以优化，从而实现改进的汽提效率和改进的流体化。本文公开的填料系统100的实施方案通过优化内部构件的构造来改进FCC汽提器的效率。这是通过将汽提器床内部构件分为两个或更多个不同的区域来实现的，这些区域具有特定尺寸的填料元件(薄片)或装置。本领域技术人员将容易地理解，尽管图1至图4B被描述为包括在汽提容器中以环形布置的矩形平坦薄片，但适于薄片的不同的形状也可以用于各种层。

通常，绝大部分的汽提发生在床的顶部区段，在该顶部区段颗粒间蒸汽移动相对容易，并且一些颗粒内的蒸汽也被移走。由于高蒸汽负荷，该区域相对容易流化。随着催化剂向下流过床，每单位床高度的汽提效率呈指数下降。在床中较低位置被捕捉到催化剂颗粒中的烃类必须被移走，这将需要汽提蒸汽与催化剂之间更有效的接触。本文公开的系统100的实施方案利用具有不同填料尺寸(或内部构件类型)的多个区域来优化催化剂/蒸汽接触。通常，更紧凑的填料元件(例如图1的层102a-102b和102g-102h)用于强烈的混合和汽提。使用更为开放和疏松的填料元件(例如在图1的层102c-102f中的)来用于流化。

如在图5A至图6B中所示，填料系统200利用在给定层中的多个薄片宽度(例如层内变化)来提供在催化剂床上更均匀的气体催化剂流分布。宽度的这种变化对于具有不对称废催化剂立管(SCSP)布置的FCC汽提器系统是特别有用的。许多FCC单元使用大体上圆柱形的汽提器容器203，在该汽提器容器203中，在出口205处从容器203的侧面来抽出催化剂，这在容器203和填料层内形成了不对称的催化剂流动模式，该催化剂流动模式则通过填料区段内元件/薄片的构造而被放大。容器203可以与图4A的容器103相似。常规的填料系统在每一层处仅在一个横向方向上保持开放通路，然后使层相对于彼此旋转以试图实现某种横向均匀性。在系统200中，装置的在每一层的开放性质使得在所有方向上保持横向开放的通路，这将使任何窜流趋势最小化。下文将更详细地描述的多宽度的薄片204a和204b布置在填料元件层202中，以确保在床中不发生流量分布不均或优先的窜流。由于更好的蒸汽利用率，所以改进的气体催化剂流量分布使得减少蒸汽夹带并改进汽提效率。

现在参考图5A至图6B，填料系统200中的填料元件层202包括薄片构造，该薄片构造定向地促使更多的催化剂流从SCSP侧汽提器壁(例如靠近入口205的壁)到中央，并且同时促进更多的催化剂流从与SCSP相对的壁朝向中央。系统200还可以包括如在图1至图4B中所示的系统100的一个或多个层102a-102h。在标准薄片构造中，沿任一方向(东-西或北-南)向下指向的薄片的宽度相同，从而使得该层内薄片的每一侧上的催化剂流分布相等(例如在一个方向上是50％的催化剂并且在另一个方向上是50％的催化剂)，这可以通过图5A中第二层201的南部的示意图来看出。北向、南向、东向和西向在图5A和图6A中用N、S、E和W标记表示。在图5A至图6B的实施方案中，对于填料系统200中的至少一个层，在每个方向上薄片204a和204b的宽度与相邻层是不同的。

如在图5A至图5B中所示，每个层例如层201或202可以具有整体环形的形状，并且可以存在不同数量的层。在图5B的实施方案中，总共有八个层，一些层与第一层202相似，而一些层与第二层201相似。八个层布置成交替的竖直构造，使得第一层和第三层相同(在每个层内的薄片具有不同的宽度，如层202)，并且第二层和第四层相同(在每个层内的薄片具有恒定的宽度，如层201)。这由图5B的表和所提供的薄片宽度的比例(对于可变宽度为70/30，对于恒定宽度的薄片为50/50)来示出。

如在图6A至图6B中所示，第一填料元件层202的薄片204包括具有第一宽度W₁的第一组薄片204a和具有第二宽度W₂的第二组薄片204b，其中第二宽度W₂比第一宽度W₁窄。第一组薄片204a包括两组薄片(在区域A和区域B中的那些)。两组中的第一组(例如区域A中的薄片204a)以第一角度布置，两组中的第二组(例如区域B中的薄片204b)以第二角度布置。第一角度和第二角度相对于彼此以相反的角度布置。换言之，相对于容器203的竖直轴线的倾斜角度是相同的，但是一些薄片204a从西朝东向下倾斜，而其它薄片204a从东朝西向下倾斜。第二组薄片204b包括两组薄片。

继续参考图6A至图6B，第二组薄片204b的两组中的第一组(例如区域A中的薄片204b)以第三角度布置，第二组薄片204b的两组中的第二组(例如区域B中的薄片204b)以第四角度布置。第三角度和第四角度成相反的角度。第一角度与第三角度相反。例如，如果典型的薄片宽度为5英寸，则如在图6A中所示，区域A(西北象限和西南象限)可以具有沿东向向下指向的7英寸薄片204a(如由平板204a上的方向箭头示意性地显示)以及从东向朝西向向下指向的3英寸薄片。在另一方面，区域B(东北象限和东南象限)具有从西向朝东向向下指向的3英寸薄片204b以及从东向朝西向向下指向(如由薄片204a上的方向箭头示意性地显示)的7英寸薄片204a。较宽的薄片204a将允许沿该方向(如由薄片204a的面朝上的表面上的方向箭头示意性地显示)的催化剂流的百分比增加。这将有助于从SCSP汽提器侧(例如西侧)朝向中央转移更多的催化剂流，并且同时促进更多的催化剂流从与SCSP相对的壁侧(例如东侧)朝向中央。

本领域技术人员将容易理解，薄片宽度不限于三英寸或七英寸，提供这些尺寸仅是为了举例说明。此外，可以根据需要改变区域A和区域B中的薄片间距，例如区域B中的填料松散(与图1的薄片104c相似)以进行更自由的流动，而区域A中的填料紧凑(与图1的薄片102a相似)以进行更强烈的混合和汽提。较宽的间距将具有较小的流阻并使薄片下方的气体涡穴的窜流减少。

与常规的填料系统相比，图5A至图6B的实施方案提供改进的流量分布并使窜流减少，这倾向于改进汽提器性能和蒸汽利用率，并减少蒸汽消耗。系统200由于增大的间距而提供较低的成本，因此需要更少的填料/单位体积，汽提器中的压头均匀，立管中的压头增加，以及更好地汽提，这降低了再生温度，并增加了催化剂的循环并改进了产物产率。

如在图7至图8中所示，填料系统300涉及用以改进FCC汽提器操作的锥形元件设计。填料系统300可以用在与图1至图4B的103的容器等相似的容器中。空心锥形填料元件/空心锥形填料体302示出为截头圆锥形体302。如下所述，空心锥形填料元件/空心锥形填料体302利用具有明显更少的“薄片”数量的多向布置以改进汽提效率、改进压头积累并减少蒸汽用量，而且还利用汽提器填料设计，该汽提器填料设计使得易于改变填料薄片的高度、宽度和角度。填料系统300包括多个空心截头圆锥形体302，其中每个截头圆锥形体302邻接至少一个相邻的截头圆锥形体302，以促进流化床中固体与流体之间的接触。截头圆锥形体焊接在一起以形成图8和图11A中所示的结构。开放的截头圆锥形体302提供了确保蒸汽/催化剂充分混合所需的曲折度和所需的气泡形成点。形成装置的表面相对较短且较窄，因此在装置自身处发生相分离的可能性最小化。填料系统300使用具有明显更少的“薄片”数量的多向布置，以改进汽提效率、改进压头积累并减少蒸汽用量。截头圆锥形体(例如元件302)通过使向下流过汽提器床的催化剂均匀地分布来实现此目的。向上流动的汽提蒸汽具有相对较高的气泡数量，并且还保持均匀的分布。这使传质的表面积最大化，因此将提供优良的汽提性能。

具有填料元件302的填料系统300被设计成通过减少薄片数量并结合随机的薄片定向，从而减少窜流机制以及围绕元件表面的局部的相分离的趋势。空心锥形填料元件/空心锥形填料体302还将催化剂更均匀地径向分布到下方的填料元件中。截头圆锥形填料元件302减轻了重量，因此需要较少的支撑。而且，每单位体积所需的金属减少了，并且截头圆锥形的形状通常在结构上更坚固，从而在形成截头圆锥形填料元件的材料中需要较小的厚度。更开放的设计使得改进压力积累，而360°的横向开放性使得更均匀的分布并减少窜流的趋势。

继续参考图7至图8，每个截头圆锥形体302包括围绕该主体302的周界设置的狭槽306。每个截头圆锥形体包括在各自的狭槽306之间设置的多个纵向延伸的连接带部304。每个纵向延伸的连接带部304在截头圆锥形体302的顶边缘(例如顶环308)与截头圆锥形体302的底边缘(例如底环310)之间延伸。每个主体302可以包括覆盖约30-50％的圆锥形周界的多个连接带部，例如4至6个连接带部，或其它合适的数目。顶环308和底环310各自是开放的以允许从这里流过。

如在图7中所示，给定的截头圆锥形体302的每个连接带部304在截头圆锥形体302的周界中限定出连接带部轴线L。当连接带部轴线L投影到与它们各自的截头圆锥形体302的纵向轴线A垂直的平面上时，一个截头圆锥形体302的连接带部轴线L与同一排303中邻接的截头圆锥形体302的轴线L不平行。换言之，在同一排中邻接的截头圆锥形体302的连接带部304并未对齐。在给定的一排中的圆锥形体相对于彼此旋转，使得例如第一圆锥形体302a具有以0°、90°、180°和270°(相对于与轴线A垂直的轴线)布置的连接带部，而与第一圆锥形体邻接的第二圆锥形体302b具有以45°、135°、225°和315°布置的连接带部。截头圆锥形体的角度为使得催化剂可自由地流过它。例如，每个连接带部轴线L相对于其各自的纵向轴线A成约30°至45°的角度。连接带部宽度被最小化，并且取决于应用而可使用不同数量的连接带部204(3个、4个、5个、6个等)。截头圆锥形元件/截头圆锥形体302的开放性质将允许气体和催化剂自由移动，但同时由于将迫使相进入竖直的曲折通路而防止竖直窜流，例如当催化剂向下流过一个截头圆锥形体302的连接带部304时，竖直流动被下方的截头圆锥形体的顶环308或底环310中断。任一相的任何较大的聚集体都会被迅速地强行分离并竖直移动。

如在图9中所示，示出锥形体402的另一实施方案。锥形体402类似地具有截头圆锥形的形状，并且包括与截头圆锥形体302相似的狭槽406和连接带部404，不同之处在于没有完全割除被切割形成狭槽406的材料，并且为给定狭槽406所切割出的至少一些材料向内弯曲以形成突片411，从而增强催化剂和蒸汽的混合效果。

如在图10A至图10B中所示，示出空心锥形体502的另一实施方案。主体502与302相似之处在于其为截头圆锥形的形状并且包括狭槽506和连接带部504，不同之处在于连接带部504中的至少一个包括孔511以进一步减轻重量并改进气泡形成。

如在图7至图8和11A至图11B中所示，截头圆锥形体302/402/502中的一个或多个布置在层301中，这些层301具有成排303的主体302，这些主体彼此上下堆叠并且焊接在一起以形成结构上重复的填料系统300。为了改进催化剂到充填区段中的初始分布，元件的顶层301具有封闭的顶部。这些锥形/截头圆锥形体由数字602表示。截头圆锥形体602与截头圆锥形体302相似之处在于它们具有开口606、连接带部604和底环610，不同之处在于截头圆锥形体602具有封闭的顶部608而不是开放的顶环308。封闭的顶部608可以是盘状的形式。这种对催化剂流动的额外阻力将推动更好的分布。另外，在填料系统300内的选定的水平高度处，一些单独的元件302/402/502可以具有与封闭的顶部608相似的封闭顶部，或者部分封闭的顶部。这些中间的限制将用作额外的再分布装置。

如上所述，与常规填料设计相比，锥形元件将改进流化的均匀性，在入口处和床内提供更好的分布，增加在床内的气泡形成/分裂。流动通路的曲折度增加，但没有以增加流动阻力(即压降)为代价。本文中实施方案的其它优点包括：填料内改进的分布(有效汽提区域中固体的均匀通量)促进径向分布，与介质的接触改进，所需的汽提介质潜在地减少，明显更少的薄片导致更加开放的设计，蒸汽/催化剂窜流的可能性显著降低，蒸汽在汽提器向上流动时促进气泡破裂，改进压头积累，支撑催化剂质量的薄片减少，截头圆锥形体的固有强度使得所需的材料减少、重量减轻并且成本减少，产物回收率增加，焦炭减少。

如在图12至图20中所示，填料系统700包括由一系列薄片主体705形成的多个填料元件702。参考图12至图14，每个填料元件702限定纵向轴线Y并且被构造为促进流化床中固体与流体之间的接触。每个填料元件702限定元件平面B。每个填料元件702包括从平行于纵向轴线Y限定的共用横杆708延伸的多个主薄片706，以及多个附加薄片710。一些附加薄片710a在第一副平面C中延伸，而在横杆708上与附加薄片710a相对的附加薄片710b在第二副平面D中延伸。第一副平面C和第二副平面D彼此平行并偏移。主薄片706被限定在元件平面B之内并且平行于元件平面B。副平面C和D与元件平面B不平行。在图12至图13的实施方案中，副平面C和D相对于元件平面B倾斜。如在图14中所示，薄片主体705被视为包括从横杆708的相对的两侧延伸的两个主薄片706以及从横杆708的相对的两侧延伸的两个附加薄片710a和710b。四个薄片一起形成“X”形薄片主体，在“X”的两个腿部(例如薄片710a和710b)之间具有偏移。

现在参考图15和图16A至图16C，系统700包括平行布置的多个填料元件702，其中第一填料元件702a的附加薄片710a中的一个与两个填料元件的第二薄片702b的元件平面B相交。填料元件702布置在层701a中。为了清楚起见，第二填料元件702b的元件平面B未在图16A中示出，但是将被限定为平行于第二填料元件702b的主薄片706并与之对齐。两个填料元件702a和702b形成混合室712。混合室712被限定在两个填料元件的第一填料元件702a的一个主薄片706、横杆708和附加薄片710a与两个填料元件的第二填料元件702b的一个主薄片706、横杆708和附加薄片710b之间。当被投影在与第一填料元件的纵向轴线Y垂直的平面上时，混合室712的形状例如如在图16B中所示为平行四边形。如在图16B中所示，在催化剂沿着填料元件702b的附加薄片710a(以及在前景和背景部分中的两个主薄片之间)向下流动(由向下成角度的箭头示意性地示出)时，它被引导到混合室712中。同时，向上上升的水蒸汽或其它蒸汽(由图16B的向上成角度的箭头示意性地示出)被第一填料元件702a的附加薄片710b引导到混合室712中。这促进了蒸汽和催化剂的混合。

如在图19中所示，每个填料元件702由单一材料的片材703形成。沿着限定附加薄片710的线716在激光或等离子床上切割单一材料的片材。在切割后或与切割同时地，将每个附加薄片沿着各自的弯曲线715弯曲。由围绕弯曲线715的弓形箭头示意性地示出所述弯曲。可以用折弯机进行弯曲。每个填料元件702以及因此整个填料系统700也更容易制得，这是因为其完全由板材703制成，所述板材703可以在激光或等离子床上被切割成形并且由折弯机进行弯曲。没有其它常规填料系统设计所必需的复杂焊接或弯曲操作。

如在图15至图17中所示，一旦在每个填料元件702被弯曲并与其它元件焊接(或以其它方式固定)在一起后，这些元件可以形成为具有圆柱形或环形形状的层701a或701b。如果有需要，每个填料元件702可以与相邻的元件焊接以形成更长的元件702。每个元件702在层701a和701b内形成一排。可以将元件702的排的端部707焊接至固定周界带等以形成层701a和701b；或者可以将成排的元件702直接彼此焊接在一起，其中它们的薄片与共用平面交叉，例如一个元件702的薄片710a可以被焊接至相邻元件702的薄片706，其中附加薄片710a与相邻元件702的元件平面B交叉。这些层701a或701b可以竖直堆叠在一起，如在图15中所示。填料系统的第一层和第二层限定与总体蒸汽流动方向平行地竖直定向的轴线Z。在填料系统的第一层701a和第二层701b中的每个填料元件702的元件平面B相对于竖直定向的轴线Z均是倾斜的。层701a和701b相对于彼此旋转，使得层701a和701b的各自的横杆708相对于彼此成角度。现在参考图20，示出单个层701a。层701a与图15至图17的层701a相似，不同之处在于包括更多排的填料元件702。

本发明的实施方案涉及本文公开的改进的汽提器填料设计，其允许容易地改变填料薄片的高度、宽度和角度。填料可最大程度减少(或完全消除)竖直表面和水平表面。竖直表面无法提供任何接触益处，而水平表面仅会增加堵塞的可能。本发明的实施方案预期使得更容易改变薄片的高度、宽度和角度，从而可以进行优化。还更易于以更少的部件制得。

上文描述的结果反映了根据本文描述的实施方案的汽提系统的优点。特别地，结构化填料系统内的气态流体与催化剂颗粒之间的改进的接触使得烃夹带减少。应理解，因为可以进行许多显而易见的变体形式，所以由所附权利要求书限定的本文公开的实施方案并不受以上描述中陈述的特定细节的限制。

Claims (40)

1.一种填料系统，其包括：

第一填料元件层，其包括多个薄片；以及

第二填料元件层，其包括多个薄片；其中，所述填料系统包括层内变化或层间变化中的至少一种，所述层内变化包括以下中的至少一种：(i)在所述第一填料元件层或所述第二填料元件层中的至少一个层内的薄片之间的间距改变，(ii)在所述第一填料元件层或所述第二填料元件层中的至少一个层内的薄片的尺寸改变，或者(iii)在所述第一填料元件层或所述第二填料元件层中的至少一个层内的薄片的倾斜角度改变；所述层间变化包括：第一填料层的薄片具有第一间距、第一尺寸和第一倾斜角度，并且第二填料层的薄片具有第二间距、第二尺寸和第二倾斜角度，其中第二间距、第二尺寸或第二倾斜角度中的至少一者与第一间距、第一尺寸或第一倾斜角度中的至少一者是不同的。

2.根据权利要求1所述的填料系统，其中，所述第一填料元件层的薄片包括具有第一宽度的第一组薄片和具有第二宽度的第二组薄片，其中所述第二宽度比所述第一宽度窄。

3.根据权利要求2所述的填料系统，其中，所述第一组薄片包括两组薄片，其中两组中的第一组以第一倾斜角度布置，两组中的第二组以第二倾斜角度布置；并且所述第二组薄片包括两组薄片，其中所述第二组薄片的两组中的第一组以第三倾斜角度布置，所述第二组薄片的两组中的第二组以第四倾斜角度布置；所述第一倾斜角度与所述第三倾斜角度是不同的。

4.根据权利要求2所述的填料系统，其中，所述第一组薄片包括两组薄片，其中两组中的第一组以第一倾斜角度布置，两组中的第二组以第二倾斜角度布置。

5.根据权利要求4所述的填料系统，其中，所述第一倾斜角度和所述第二倾斜角度相对于彼此成相反的角度。

6.根据权利要求4所述的填料系统，其中，所述第一组薄片的第一组或所述第一组薄片的第二组中的至少一者彼此平行。

7.根据权利要求2所述的填料系统，其中，所述第二组薄片包括两组薄片，其中两组中的第一组以第一倾斜角度布置，两组中的第二组以第二倾斜角度布置。

8.根据权利要求7所述的填料系统，其中，所述第一倾斜角度和所述第二倾斜角度相对于彼此成相反的角度。

9.根据权利要求7所述的填料系统，其中，所述第二组薄片的第一组或所述第二组薄片的第二组中的至少一者彼此平行。

10.根据权利要求1所述的填料系统，其中，所述第一填料元件层的薄片与所述第一填料元件层的相邻薄片间隔开第一间距，所述第二填料元件层的薄片与所述第二填料元件层的相邻薄片间隔开第二间距，其中所述第二间距小于所述第一间距。

11.根据权利要求1所述的填料系统，所述填料系统进一步包括至少一个附加填料元件层，其中至少一个附加填料元件层与所述第一填料元件层相对地设置在所述第二填料元件层的竖直下方，至少一个附加填料元件层包括多个薄片。

12.根据权利要求11所述的填料系统，其中，所述附加填料元件层的薄片具有与所述第一填料元件层的薄片相同的倾斜角度、间距和尺寸。

13.根据权利要求12所述的填料系统，其中，所述附加填料元件层的薄片的倾斜角度与所述第一填料元件层的薄片相同并且相反。

14.一种填料系统，其包括：

至少一个空心锥形体，以促进流化床中固体与流体之间的接触。

15.根据权利要求14所述的填料系统，其中，至少一个空心锥形体包括多个空心锥形体，其中多个空心锥形体中的至少一个邻接至少一个相邻的空心锥形体。

16.根据权利要求14所述的填料系统，其中，至少一个空心锥形体包括围绕周界设置的狭槽。

17.根据权利要求16所述的填料系统，其中，至少一个空心锥形体包括在各自的狭槽之间设置的纵向延伸的连接带部。

18.根据权利要求17所述的填料系统，其中，至少一个连接带部包括孔。

19.根据权利要求17所述的填料系统，其中，纵向延伸的连接带部中的每一者在空心锥形体的顶边缘与空心锥形体的底边缘之间延伸。

20.根据权利要求14所述的填料系统，其中，至少一个空心锥形体为截头圆锥形空心体。

21.根据权利要求14所述的填料系统，所述填料系统进一步包括气体通路，其中至少一个空心锥形体从所述气体通路的上游部分朝向所述气体通路的下游部分渐缩。

22.根据权利要求14所述的填料系统，其中，至少一个空心锥形体包括第一空心锥形体和第二空心锥形体，其中所述第一空心锥形体和所述第二空心锥形体每个都包括各自的纵向延伸的连接带部和各自的底边缘，所述第一空心锥形体和所述第二空心锥形体的底边缘的一部分彼此邻接，每个纵向延伸的连接带部限定各自的连接带部轴线，当投影到与所述第一空心锥形体的纵向主体轴线垂直的平面上时，所述第一空心锥形体的连接带部轴线与所述第二空心锥形体的连接带部轴线不同轴。

23.根据权利要求14所述的填料系统，其中，至少一个空心锥形体包括至少部分封闭的顶表面。

24.根据权利要求14所述的填料系统，其中，至少一个空心锥形体包括多个空心锥形体，其中每个空心锥形体限定纵向主体轴线，多个空心锥形体布置到第一层和第二层中，所述第一层具有第一组的多个空心锥形体，所述第二层具有设置在所述第一层上方的第二组的多个空心锥形体，所述第二组的多个空心锥形体的相应的底边缘邻接所述第一组的多个空心锥形体的相应的顶边缘，所述第一层与所述第二层偏移以使得所述第一层的空心锥形体的纵向主体轴线与所述第二层的空心锥形体的纵向主体轴线不同轴。

25.一种填料系统，其包括：

至少一个填料元件，所述至少一个填料元件限定纵向轴线并且构造为促进流化床中固体与流体之间的接触；所述至少一个填料元件，其包括平行于所述纵向轴线限定的共用横杆和从所述共用横杆成角度地延伸的多个主薄片，其中主元件平面由至少一个主薄片的薄片轴线和所述纵向轴线限定；所述至少一个填料元件包括在副平面中延伸的至少一个附加薄片，其中所述副平面与元件平面不平行。

26.根据权利要求25所述的填料系统，其中，所述至少一个填料元件包括两个填料元件，其中第一填料元件的至少一个附加薄片与两个填料元件中的第二填料元件的元件平面相交。

27.根据权利要求25所述的填料系统，其中，所述主薄片沿着纵向轴线彼此间隔开。

28.根据权利要求25所述的填料系统，其中，所述至少一个附加薄片包括多个附加薄片，其中所述主薄片和所述附加薄片从所述横杆的两个侧面延伸。

29.根据权利要求25所述的填料系统，其中，所述至少一个附加薄片包括多个附加薄片，其中所述主薄片和所述附加薄片沿着纵向轴线彼此交替。

30.根据权利要求25所述的填料系统，其中，所述至少一个填料元件包括两个填料元件，其中所述两个填料元件形成混合室，所述混合室被限定在所述两个填料元件的第一填料元件的一个主薄片和附加薄片与所述两个填料元件的第二填料元件的一个主薄片和附加薄片之间。

31.根据权利要求30所述的填料系统，其中，当投影在与第一填料元件的纵向轴线垂直的平面上时，所述混合室的形状为平行四边形。

32.根据权利要求25所述的填料系统，其中，所述至少一个填料元件由单一材料的片材形成。

33.根据权利要求25所述的填料系统，其中，所述至少一个填料元件包括形成填料系统的层的多个填料元件，其中第二组填料元件形成填料系统的第二层，所述第二层设置在第一层的竖直上方，所述第一层和所述第二层限定与总体蒸汽流动方向平行地竖直定向的轴线，所述第一层和所述第二层的每个填料元件的元件平面相对于竖直定向的轴线是倾斜的。

34.一种用于在容器内使固体颗粒流化的方法，所述容器具有壳体和至少一个填料系统，所述方法包括：

在填料系统内提供一定量的所述颗粒；以及

通过使至少一股气流流过填料系统来使用填料系统产生固体颗粒的流化；其中至少一个填料系统包括以下中的至少一者：

(i)至少一个空心锥形体，以促进流化床中固体与流体之间的接触；

(ii)至少一个填料元件，所述至少一个填料元件限定纵向轴线并且被构造为促进流化床中固体与流体之间的接触；所述至少一个填料元件包括平行于所述纵向轴线限定的共用横杆和从所述共用横杆成角度地延伸的多个主薄片，其中主元件平面由至少一个主薄片的薄片轴线和所述纵向轴线限定；所述至少一个填料元件包括在副平面中延伸的至少一个附加薄片，其中所述副平面与元件平面不平行；或者

(iii)包括多个薄片的第一填料元件层和包括多个薄片的第二填料元件层，其中填料系统包括层内变化或层间变化中的至少一种，所述层内变化包括以下中的至少一种：(i)在所述第一填料元件层或所述第二填料元件层中的至少一个层内的薄片之间的间距改变，(ii)在所述第一填料元件层或所述第二填料元件层中的至少一个层内的薄片的尺寸改变，或者(iii)在所述第一填料元件层或所述第二填料元件层中的至少一个层内的薄片的倾斜角度改变；并且所述层间变化包括：第一填料层的薄片具有第一间距、第一尺寸和第一倾斜角度、以及第二填料层的薄片具有第二间距、第二尺寸和第二倾斜角度，其中第二间距、第二尺寸或第二倾斜角度中的至少一者与第一间距、第一尺寸或第一倾斜角度中的至少一者不同。

35.根据权利要求34所述的方法，其进一步包括在与气流的流动方向相反的方向上将固体颗粒引导通过填料系统。

36.根据权利要求35所述的方法，其进一步包括：在气流流过填料系统的同时从填料系统中移走至少一些流化的固体颗粒时，在填料系统内提供额外量的固体颗粒。

37.根据权利要求34所述的方法，其进一步包括在气流流过填料系统时在填料系统中保持一定量的固体颗粒。

38.根据权利要求34所述的方法，其中，所述固体颗粒是与挥发性烃类关联的催化剂颗粒，并且当使气流流过填料系统时，在所述流化过程中通过气流从催化剂颗粒中汽提至少一些挥发性烃类。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述气流包括水蒸汽。

40.根据权利要求34所述的方法，其中，所述固体颗粒是含有焦炭沉积物的催化剂颗粒，并且所述方法进一步包括燃烧焦炭沉积物，以在使所述气流流过接触装置的过程中引起催化剂颗粒的再生。

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