CN115397541A - 气相沉积(gps)塔盘 - Google Patents

Abstract

一种用于从气体进料流中过滤和沉降夹带颗粒的装置，该装置包括用于过滤夹带颗粒的圆柱形V型线过滤器元件，位于该V型线过滤器元件上方的盖，该盖包括外表面、下表面和连接到下表面周边的向下边缘，以及位于V型线过滤器元件的开口顶部和盖的下表面之间并与其流体连通的开口环形区域。

Description

气相沉积(GPS)塔盘

技术领域

本发明涉及用于从入口气体进料流中去除夹带颗粒的装置和方法，更具体地，本发明描述了一种安装在反应器中的气相沉积(GPS)塔盘及其使用方法，用于去除只有气相的进料流中夹带的颗粒。

背景技术

炼油行业越来越意识到通过安装最新一代的反应器内件来提高反应器单元的性能和盈利能力。然而，由于各种情况，包括在高温和高压下处理碳氢化合物进料，这种反应器内件通常容易受到结垢问题的影响，即不需要的固体颗粒沉积物的积累。因此，结垢会通过减少热传递和增加流动阻力、压降和机械损伤等问题对工艺产生负面影响。

结垢是由于固体颗粒沉积物积累而导致的，这些固体颗粒沉积物被截留在单元设备中，例如反应器(更具体地说，在反应器的催化剂床层内)、热交换器、空气冷却器、分离器和压缩机。这种结垢固体沉积物包括广泛的性质和来源，例如催化剂粉末、无机垢、腐蚀和聚合产物、盐、焦炭、污垢、沙子、有机生长物和有机沉积物。固体沉积物的形态可以从污泥(即沉降的颗粒)到硬质碳质层和水垢。

经验表明，例如，仅在催化剂床层顶部上形成5至10毫米(mm)的致密催化剂粉末层，就可能导致压降过大、流量分布不均或完全堵塞。此类产生的问题可能导致运行时间缩短、计划外停机成本、未使用的催化剂活性、增加的维护和收入损失，从而导致整体性能降低和工艺效率低下。用于减少结垢的装置和方法在本领域中是已知的。例如，各种配置的过滤塔盘、颗粒分离器和分级催化剂床层技术等都声称可以减少结垢的影响。

US 8,329,974公开了一种用于固定床层反应器的过滤塔盘，其具有气体和液体的并流向下流动。该塔盘可以使用包含

过滤介质的指定分配器塔盘来截留供应至反应器的液体进料中包含的颗粒，该反应器以气体/液体并流向下流动模式运行。该塔盘最适用于对含有炔属和二烯属化合物的原料进行选择性加氢。

US 10,328,407公开了一种具有颗粒分离功能的催化化学反应器，该反应器可用于选择性地分离具有特定空气动力学直径的颗粒。通过将颗粒截留在准静态流动区域中，并将粒子动量从高准静态气体速度和低准静态气体速度区域转移，从而将颗粒从入口流体流中分离出来。

EP 0358923公开了一种用于在进入下游冷却装置之前净化颗粒和含尘固体颗粒的原料气体的方法和装置。原料气体从气化区进入第一净化阶段，由此固体颗粒在气体容纳空间的底部沉淀。此后，在第二净化阶段，部分净化的原料气体从气体容纳空间横向偏转，并发生速度变化，速度降低至少3倍。在进一步的气体偏转之后，原料气体基本上在垂直方向上通过固体过滤器，在其中去除含尘固体颗粒。

尽管采取了这些和其他措施，但鉴于原料加工更繁重，产品规格也越来越严格，仍然需要不断改进以减少结垢。除垢装置、系统和方法的改进可以为传统的消除技术提供更理想的替代方案，包括与降低压降增高、最大化催化剂活性、延长工艺单元的运行长度以及消除流量分布不均有关的改进。

发明内容

现在已经有利地发现，本发明涉及一种GPS塔盘，其包括过滤器装置，该过滤器装置克服了上述问题并提供了除垢方面的改进。GPS塔盘可以安装在下流式催化反应器中并且包括多个过滤器装置，用于通过颗粒过滤和沉降来截留在入口气体进料流中夹带的颗粒。GPS塔盘的每个过滤器装置包括用于过滤夹带的颗粒的圆柱形V型线过滤器元件，其中V型线过滤器元件包括狭缝和中空内部通道。气流的第一部分径向流过狭缝以形成过滤气流，并且过滤器元件的中空内部通道接收过滤气流。该过滤器装置还包括位于V型线过滤器元件上方的盖，该盖包括外表面和下表面。该过滤器装置还包括一个开口环形区域，该开口环区位于V型线过滤器元件的开口顶部和盖的下表面之间的流体连通处，其中气体进料流的第二部分沿着V型线过滤器元件的长度向流动，进入开口环形区域并向下流入中空内部通道。

本发明还涉及一种用于从流入下流式催化反应器的入口气体进料流中去除夹带颗粒的方法，该方法通过使入口气体进料流流入催化反应器的顶部入口并使入口气体进料流安装在反应器内的气相沉积(GPS)塔盘中，从而从流入下流式催化反应器的入口气体进料流中去除夹带颗粒。

附图说明

在以下详细描述中以及参考附图来描述某些示例性实施方式，其中：

图1是根据本发明的包括位于容器上部的GPS塔盘的反应容器的垂直横截面示意图；

图2是根据本发明的包括V型线过滤器元件和盖的过滤器装置的横截面示意图；

图3是根据本发明的包括V型线过滤器元件、盖和环形区域的过滤器装置的示意图；和

图4是根据本发明，在两个连续的加氢处理循环中(第一循环没有GPS塔盘，第二循环有GPS塔盘)，通过反应容器中的下流式催化床层，以磅/平方英寸(psi)为单位测量的压降随时间变化的图示。

具体实施方式

本发明旨在解决现有技术中因结垢颗粒而遇到的问题，污垢颗粒通常会困扰反应器系统。因此，本发明描述了一种新型过滤塔盘，即气相沉积(GPS)塔盘，该塔盘由多个过滤器装置组成，能够通过去除气相进料中的小尺寸固体颗粒来减少催化剂床层中的结垢。

根据本发明，已发现(“GPS塔盘”)在主要为只有气相的进料中截留小规模固体和固体颗粒，本文称为“固体”。如本文所用，术语“多数”、“主要”和“主要地”将表示超过80％，优选90％及更优选100％。在优选的实施方式中，进料是100％气相流。作为其主要目标之一，GPS塔盘从气相进料中去除小尺寸固体(如本文定义为直径至少为10微米(μm)的固体)，其中一部分直径小于100μm的固体被截留，其中大部分直径超过100μm的固体被GPS塔盘截留。优选地，100％直径超过100μm的固体被GPS塔盘截留。除了通过使用v型筛网(即楔形筛网)来截留/去除进料中夹带的固体来结合颗粒过滤功能之外，本实施方式的GPS塔盘还诱导截留固体的沉降和颗粒的储存容量。如果没有GPS塔盘，则气相进料中的固体会沉降在催化剂床层内，导致反应器过早堵塞和反应器压降增高，从而显着限制了装置的运行时间。因此，本发明的其他优点将通过实施例加以强调，包括延迟压降增加。

GPS塔盘可用于处理被直径至少为10μm的固体污染的任何气相进料，优选烃类进料，其中需要在进一步处理之前从进料中除去此类固体。本GPS塔盘可适用的实施例包括含有催化剂粉末的烃气相进料流，例如来自催化剂裂化器的油浆的加氢处理，其中油浆含有固体污染物颗粒。这样的加氢处理包括但不限于加氢、加氢裂化、加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱硝和/或其他等。

GPS塔盘可适用于各种下流式反应器，包括催化反应器或任何其他类型的经受固体颗粒(包括细粒、水垢、沉积物、污染物等)影响的容器。GPS塔盘可以安装在容器的上部或顶部圆顶的未占用空间中，而无需用螺栓固定、安装或焊接到容器的内表面。例如，GPS塔盘可以安装在反应器的上部圆顶中，因为在处理过程中经常会发生催化剂床层顶部的结垢。由于GPS塔盘安装在反应器的顶部圆顶中，因此装载到反应器中的催化剂体积最大化。

GPS塔盘安装在塔盘板上，配有许多过滤器装置，用于截留和沉淀气相进料中夹带的固体。每个装置的本体包括圆柱形V型线过滤器筛网(本文称为“过滤器元件”)，其被配置为过滤，即截留夹带的固体。过滤器元件包括V型轮廓线材(即V型线筛网)和线材支撑杆，其中使用的线材可以是轴向的或径向的。市售的过滤器元件是通过将线材缠绕在支撑杆上以形成中空内部通道和线材之间的一系列狭缝或间隙制成的。可以选择过滤器元件的线材之间的狭缝以阻止固体通过，但不配置成防止进料中夹带的固体堵塞过滤元件。在本实施方式中，一部分直径小于100μm的固体的被V型线筛网截留，而直径超过100μm的大部分固体被V型线筛网截留。优选地，直径超过100μm的固体的100％被截留，因为V型线筛网包括约100μm的狭缝宽度。

圆柱形过滤器元件的中空内部通道的直径使得GPS塔盘上的压降最小(例如，几毫巴)。此外，V型线筛网的狭缝允许自动排出塔盘上沉淀的任何液体，以避免液体积聚。除了GPS塔盘面板上的开口外，当塔盘正确安装在反应器中时，GPS塔盘上没有其他通道可以让气态蒸汽流过。

每个过滤器装置由一个带有向下边缘的实心金属圆形盖组成，安装在过滤器元件的顶部，其中盖的直径大于过滤元件的直径。过滤器元件的顶部不是由V型线制成，而是一个牢固地连接到过滤器元件的顶部的实心圆形金属环。另外，实心圆形金属环的直径与V型线筛网的直径相对应，从而形成一个整体的、单一的过滤器元件本体。

过滤器元件的顶部(即，实心圆形金属环)的底部边缘延伸，以便与盖的向下边缘的底部边缘相对应。因此，一部分气体径向流过过滤器元件的V型线筛网的狭缝，而其余气体向上流过盖的边缘和过滤器元件的顶部之间的开口环形部分。向上流动的气体与盖的下侧碰撞，然后别无选择，只能向下流过过滤器元件的中空部分......还应该注意的是，可以调整盖的尺寸、V型线筛网的狭缝宽度和过滤器元件的高度，以影响被GPS塔盘过滤的夹带固体颗粒的切割直径。这种尺寸的调整可能取决于结垢材料的粒度分布和结垢材料的性质。

上述的可容纳一系列过滤器装置的塔盘板，是指由位于反应器内的多个平板制成的平面表面，其上支撑一个或更多个过滤器元件。取决于反应器的配置，塔盘板可以如其他实施方式所提供的一个或更多个平板组成。通常，塔盘板的每个面板包括孔，即开口，使得过滤器元件的中空内部通道与相应面板的开口对齐。这种构造有利于气相进料进一步向下进入容器，从而接触位于容器反应室内的催化剂床层。

在本实施方式中，大部分气相进料径向流过过滤器装置的狭缝，以过滤进料中夹带的大量固体。大多数直径超过100μm的固体被V型线筛网截留。优选地，100％直径超过100μm的固体被截留。在这方面，径向流过过滤器元件的气相进料中夹带的任何大于100μm的固体都会被过滤(即阻止)，使其不会通过狭缝，因此会沉降在GPS塔盘的塔盘板上。一旦过滤，过滤后的气流(即，没有夹带的小尺寸固体)向下流入过滤器装置的中空内部通道，并进一步向下流入反应器。另一部分气相进料沿过滤器元件的外周边向上流动，进入环形区域，并向下流入过滤器元件的中空内部通道，与过滤后的气流混合，混合气流在反应器中进一步向下流动。在本发明的方法中，径向流过狭缝的气相进料的比例可以通过改变其流速来调整，以限制向上流动的气体部分，从而直径大于100微米的颗粒不会被提升。具体而言，径向流过狭缝的气相进料的流速大于向上流动的气相进料的流速。

本发明的GPS塔盘表现出的协同行为是由几个因素产生的，包括每个过滤器装置在塔盘板上的放置，以及通过将每个过滤器装置与V型线过滤器元件结合而产生的。与传统的除垢塔盘截留的固体相比，使用V型线过滤器元件可以过滤进料中夹带的较小尺寸的固体。此外，由于大部分(即，第一部分)气体径向流过过滤器元件的狭缝，因此气体向上流动(即，第二部分)的速度远低于传统的除垢塔盘。本发明的实施方式提供了有利的结果，因为安装在过滤器元件顶部的盖的直径使得气体向上流动的速度足够低，以确保任何大于100μm的颗粒都沉降在塔盘上，而不是被夹带以流过过滤器元件的中空内部通道，从而在反应器中进一步向下流动。重要的是要注意，根据气相进料中存在的固体颗粒的粒度分布，V型线筛网的狭缝尺寸可以随着GPS塔盘的设计参数(即过滤器元件的数量、盖的直径、过滤器元件的高度、过滤器元件的直径)进行调整。在实施方式中，V型线筛网的狭缝至少为4μm或更大，其中狭缝尺寸可基于结垢材料的粒度分布进行调整。

本发明的GPS塔盘通过使用V型线过滤器元件提供了其他优点，因为被GPS塔盘截留和过滤的固体的尺寸至少比传统塔盘截留的颗粒小四倍。在本实施方式中，GPS塔盘截留大部分固体，优选地截留所有直径为100μm及以上的固体。此外，与传统技术相比，GPS塔盘提供了更大的固体沉降体积。原因是GPS塔盘的过滤器元件高度至少是传统塔盘高度的两倍，因此塔盘上积聚的结垢材料的估计体积至少是其他塔盘积聚体积的两倍。由于GPS塔盘截留了较大体积的小尺寸固体，因此进入反应器的夹带固体的体积显着减少，从而延迟了反应器的进一步结垢。

安装在催化剂床层上方的传统除垢塔盘通常无法截留直径小于400μm的小尺寸固体和其他结垢物质。在那种情况下，流入反应室的气相进料含有夹带的小尺寸固体，从而在接触时导致催化剂床层的污染。然而，与传统塔盘一样，GPS塔盘限制了结垢，例如催化剂床层中的结垢，在启动期间分解和分配来自入口装置的气体和任何液体(即液体携带物)，并为催化剂床层提供全面充足的气体分配。具体地，当本发明的GPS塔盘安装在反应容器中时，通过沉降、过滤和储存只有气相的进料中夹带的小尺寸颗粒(即，任何大于100微米的颗粒)，有利地提供示例性的除垢，包括降低压降。

图1是根据本发明的包括位于容器上部的GPS塔盘的反应容器的垂直横截面示意图。应注意，为了简洁起见，本文未详细讨论反应器的具体细节，包括各种内部构件和催化剂床层，因为一般技术人员将理解。

反应容器100可以是任何合适的下流式容器，其有助于催化剂在本领域技术人员熟知的合适的加氢处理条件下与烃类进料接触。在优选的实施方式中，反应容器100可用于各种类型的过程，包括催化反应，例如本领域技术人员已知的任何加氢处理反应，包括加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、加氢裂化和脱氢。

图1的反应容器100包括反应器外壳102，该壳体包括顶部104和底部(未示出)。反应器外壳102通常是圆柱形的，从而使反应容器100具有圆形横截面形状。反应器外壳102限定反应室106，在该反应室中发生工艺反应，包括催化反应。

进料入口108，位于反应容器100顶部104，提供只有气相的进料进入反应容器100的初始入口。入口人孔110限定反应容器100中的开口或导管，由此，入口装置112延伸穿过由入口人孔110限定的开口并进入顶部104。入口装置112允许气相进料从反应容器100的顶部104流动并进一步向下进入反应器外壳102。

GPS塔盘114位于反应器外壳102的顶部104中。GPS塔盘114由一个或更多个平面塔盘面板组成，当这些面板组装在一起时，提供平坦的平面表面或塔盘板116。在其他实施方式中，塔盘板116可以由完全单一的材料而不是多个面板制成。为简单起见，仅显示了一个塔盘板116，尽管在实践中，反应容器可以包含\\多个催化剂床层并因此包含多个塔盘板。GPS塔盘114支撑均匀间隔的过滤器装置118的阵列。每个过滤器装置118由V型线过滤器元件和盖组成，在下文将参照图2对其进行解释。如本领域技术人员所熟知的，每个塔盘面板包括孔或流动开口，其中相应的V型线过滤器元件118适当地安装在孔的正上方，使得元件118的中空内部通道与孔对齐。在操作中，气相进料通过进料入口108并通过入口装置112进入反应容器100，其中固体污染物通过过滤器元件118从气相进料中过滤出来。由此产生的过滤气相进料从GPS塔盘114流入反应室106，在该反应室中，与催化剂接触后开始工艺反应。

在本实施方式中，过滤器装置系列118用于从气相进料的一部分气体中去除夹带的小尺寸固体，即任何直径大于100μm的固体和较小程度的小于100μm的固体。此外，由于本发明的GPS塔盘114使用V型线过滤器元件118，而不是实心金属板，气相进料的一部分径向流过狭缝(图1中未显示)，以去除大部分，优选地所有直径为100μm及以上的夹带固体。在实施方式中，使用V型线过滤器元件118过滤气相进料，产生过滤后的气相进料，其进一步流入过滤器元件的内部中空通道(图1中未示出)。气相进料的另一部分以向上的方向流向盖并向下流入过滤器元件118的内部中空通道。由于V型线过滤器元件118中的开口狭缝，气相进料的向上流速低于气相进料的径向流速。气相进料中直径为100μm及以上的大部分，优选地为全部，夹带固体向上流向盖，从而掉落并沉降在塔盘板116上，而不是向上流动并流入过滤器装置的内部中空通道。在这种情况下，位于塔盘板116下方的床层中的催化剂的污染被减少或减轻。

反应容器100包括位于GPS塔盘116下方的裙座120，该裙座延伸到紧邻反应容器100的内壁122并沿其圆周延伸。裙座120提供了用于支撑各种类型的反应器内件的工具，例如GPS塔盘114。在其他实施方式中，裙座120可以用可以支撑负载的其他合适的结构元件替换，例如上述的GPS塔盘。反应室106位于裙座120下方并包含一个或更多个催化剂填充床层(图1中未示出)。反应容器100可以包括如本领域技术人员已知的其他部件，以根据需要进行各种工艺反应。然而，为了简洁起见，这里将不解释附加组件。

应当注意，除了处理只有气相的进料之外，本发明的GPS塔盘114还可以在诸如工艺关闭的瞬态操作期间处理液体携带物，而不会有污染位于塔盘114下方的催化剂床层的风险。在操作过程中，液体将流过V型线过滤器元件118中的开口狭缝，而液体中夹带的颗粒将保留在塔盘114上。

图2是根据本发明的过滤器装置218的横截面图的示意图，其中包括V型线过滤器元件224和盖226。关于图1描述了类似的附图标记。过滤器装置218位于GPS塔盘的塔盘板216中的孔或开口230的顶部。装置218的本体包括V型线过滤器元件224，该过滤器元件由V型线筛网组成，该V型线筛网由焊接到支撑型材上的表面线材组成，以形成用于过滤器装置的光滑外表面。过滤器元件224的顶部不是由V型线制成，而是由牢固地附接到过滤器元件顶部的实心圆形金属环225制成。此外，实心圆形金属环的直径与过滤器元件224的直径相对应，形成一个整体的、单一的过滤器元件本体。实心圆形金属环225的底边延伸，以便与盖226的向下边缘的底边227相对应。支撑轮廓之间的距离通常是可控的并且是连续的，以便形成狭缝(即，开口)允许气相进料232(即，进料234的第一部分)通过V型线过滤器元件224径向流动。

对于气相进料，固体颗粒应在进入过滤器元件224的中空内部通道之前与气流分离。对于传统的捕垢塔盘，过滤器元件的盖子226以向下的垂直边缘延伸，使得气相进料不再可能直接水平流动进入过滤器元件224，因此进料必须通过向上流动进入过滤器元件。此外，在处理气相进料时，传统的捕垢塔盘会迫使固体颗粒沉降，而不是通过过滤这些颗粒。

然而，使用本实施方式中的V型线过滤器元件224，迫使气相进料即沿过滤器元件224的周边向上(即，对于进料236的第二部分)流动，又沿径向(即，对于进料234的第一部分)流过过滤器元件224。当气相进料232径向流过狭缝时，夹带的固体被阻止通过，使得过滤后的基本上不含固体的气相流流入元件224的中空内部通道。

进料234的第一部分随后被过滤，因为其径向流过V型线过滤器元件224的狭缝并进入中空内部通道。由径向流过V型线过滤器224的气相进料232夹带的任何大于100μm的固体将被过滤以沉降在塔盘板216上。气相进料232的第二部分236也可能含有固体，其向上流向位于V型线过滤器元件224顶部的盖226。然而，向上的速度低于直径为100微米或更大颗粒的沉降速度。因此，沿向上方向流动的第二部分236的夹带固体将沉降在塔盘板216上，而不是夹带在向上的进料流中，因此最终在催化剂床层上。颗粒沉降在塔盘板216上的截止直径由向上的气体速度确定。通过降低向上的气体速度，截止粒径更小，从而允许直径更小的颗粒沉降在塔盘上。

图3是根据本发明的包括V型线过滤器元件324、盖326和环形区域338的过滤器装置318的示意图。关于图1和2描述了类似的附图标记。如图3所示，气相进料的第一部分334径向流过过滤器装置318的狭缝，在此过滤大量夹带的固体。一旦过滤，过滤后的气流(即，不含夹带的小尺寸固体)流入过滤器装置318的中空内部通道(未示出)，并进一步流入反应室(如图1所示)。由于大部分夹带的固体已被过滤，气相进料332的第二部分336现在包括最少量的夹带的小尺寸固体。气相进料的第二部分336沿过滤器元件324的外周边向上流动，进入环形区域338。然而，如关于图2所述，气相进料的向上速度低于气相进料的沉降速度。这部分是由于GPS塔盘的本体由V型线过滤筛网制成，并且开口环形区域位于V型线过滤器元件324的开口顶部和盖326的下表面340之间的流体连通处。当气体流入过滤器元件324时，由V型线过滤器筛网和开口环形区域包围的组合表面积降低了气体的速度。在本发明的一些实施方式中，V型线过滤器元件324的总开口狭缝面积至少是开口环形区域340尺寸的两倍，因此导致向上的气流速度最小化。

过滤后的气相进料与第二部分气相进料相结合，继续向下流动，通过中空内部通道，并进一步进入反应室。在本实施方式中，不含夹带固体的气相进料流过过滤器元件324的中空内部通道的最大速度为约1.0米/秒(m/s)。

因此，本发明通过参考以下非限制性实施例来进一步描述，该实施例描述了如本实施方式所提供的在降低压降方面的优点。应理解，所述技术并不局限于本文公开的特定实施例。

实施例

以下实施例源自在美国阿拉巴马州萨拉兰市壳牌移动化工厂(Shell MobileChemical Plant,Saraland,Alabama,USA)的反应容器V-7609中进行的实时监测，其中包括本发明的GPS塔盘和位于GPS塔盘下方的催化剂床层，以及其他组件。应当注意，尽管本文一般描述了反应容器，但是普通技术人员可以使用任何合适的容器以避免权利要求仅限于说明书中公开的那些实施方式。

催化剂床层顶部的结垢污染物通常会导致通过反应器床层的压降增高，从而有效地堵塞床层。由结垢物引起的堵塞通常会导致工艺流程受到限制，增加循环长度，并可能影响催化剂活性。然而，当处理只有气相的进料时，使用包括所述的过滤器装置的本发明的GPS塔盘被证明可以减少容器的压降增加。除了通过在塔盘板上沉降、过滤和储存固体以减少压降来去除只有气相的进料中的小规模固体外，本发明的GPS塔盘的过滤器装置还提供了几个其他优点，包括在启动期间分配气体和任何数量的液体。

该实施例的反应容器V-7609包括2286毫米(mm)的直径和4.1m²的横截面积并且配有100％的气相给料。GPS塔盘由一系列过滤器装置组成，其中一部分原料进入每个过滤器装置的环形空间的向上速度范围为约0.06至约0.105米/秒(m/s)。具有半椭圆头的圆柱形反应器是单床反应器，并装有标准加氢处理催化剂以处理典型的石脑油流。使用压差(DP)传感器测量反应容器上的总压降，并相应地绘制标准压降。

图4是根据本发明，在两个连续的加氢处理循环中(第一循环没有GPS塔盘，第二循环有GPS塔盘)，通过反应容器V-7609中的下流式催化床层，以磅/平方英寸(psi)为单位测量的压降随时间变化的图示。在第一(1)加氢处理循环期间，反应容器V-7609没有配备GPS塔盘，而是配备了传统的捕垢塔盘。在第一(1)加氢处理循环和第二(2)加氢处理循环之间，安装了GPS塔盘来代替捕垢塔盘。在第一(1)加氢处理循环期间，压降在指定的时间范围内在2psis到11psis之间波动。在第二(2)加氢处理循环期间，压降急剧降低，并在指定的时间范围内在0.20psi至2psis之间波动。

压降的这种改进是由于GPS塔盘过滤器装置、储罐的固有设计使得V型线具有较高的过滤效率和非常低的向上气体通过环形空间的速度，这保证了所有等于或大于100微米的颗粒直径的颗粒在它们到达催化剂床层之前被截留。GPS塔盘的效率增强设计意味着在规定的催化剂循环长度内，催化剂床层上的压降几乎不会因为固体颗粒在其内部的积聚而增加。塔盘上的最大允许压降约为2mbars(0.03psi)。反应容器上的压降通常在X和X psi之间，更具体地在X和X psi之间。在优选的实施方式中，当GPS塔盘安装在其中时，催化反应器的至少一个催化剂床层的压降小于0.0145psi(1毫巴(mbar))。在过滤器元件完全堵塞的情况下，当过滤器装置中的最大速度为1m/s，高蒸汽密度为50kg/m³时，塔盘上的压降估计为1.5mbar(0.022psi)。

本发明的目的包括减轻只有气相的进料的下流式反应器中成本高昂的、限制性能的结垢。该实施例的结果表明，本发明的GPS塔盘通过降低压降和增加循环长度而表现出塔盘协同行为，从而达到了目标。如该实施例所述，使用GPS塔盘可显著降低压降。

本发明的GPS塔盘对反应器内件的设计进行了持续改进，由于气相反应器中的固体积聚，可有效的减少结垢。实施GPS塔盘的一些好处包括显着延迟反应器压降增加，从而延长循环长度、易于维护和安装。

Claims (16)

1.一种用于从气体进料流中过滤和沉降夹带颗粒的装置，该装置包括：

用于过滤所述夹带颗粒的圆柱形V型线过滤器元件，其中所述V型线过滤器元件包括实心金属环和所述本体，其中所述实心金属环安装在所述本体的顶部以形成所述V型线过滤器元件的中空的内部通道，其中所述本体包括狭缝，其中气流的第一部分径向流过所述狭缝以形成过滤气流，并且其中所述中空内部通道接收所述过滤气流；

位于所述V型线过滤器元件上方的盖，包括外表面、下表面和附接到所述下表面周长的向下边缘，其中所述边缘的底部边缘与所述实心金属环的底部边缘对齐；和

开口环形区域，位于所述V型线过滤器元件的开口顶部和所述盖的所述下表面之间并与其流体连通，其中气体进料流的第二部分沿着所述V型线过滤器元件的长度向上流动，进入所述开口环形区域并向下进入所述中空内部通道。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述V型线过滤器元件从所述气流的第一部分过滤出直径为100微米(μm)及以上的夹带颗粒。

3.根据权利要求1所述的装置，其中流过所述中空内部通道的所述过滤气流包括1米/秒(m/s)的最大速度。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述气体进料流基本上为气相。

5.一种安装在催化反应器内的气相沉积(GPS)塔盘，所述GPS塔盘包括：

多个用于通过颗粒过滤和沉降从入口气体进料流中截留夹带颗粒的装置，其中每个装置包括：

用于过滤所述夹带颗粒的圆柱形V型线过滤器元件，其中所述V型线过滤器元件包括狭缝和中空内部通道，其中气流的第一部分径向流过所述狭缝以形成过滤的气流，并且其中所述中空内部通道接收所述过滤后的气流；

位于所述V型线过滤器元件上方的盖，其包括外表面和下表面；和

开口环形区域，位于所述V型线过滤器元件的开口顶部和所述盖的所述下表面之间并与其流体连通，其中气体进料流的第二部分沿所所述V型线过滤器元件的长度向上流动，进入所述开口环形区域并向下进入所述中空内部通道；和

包括多个面板的平面表面，其中每个面板包括开口，并且其中每个装置的所述中空内部通道位于所述面板的所述开口上方并且与面板的开口对齐。

6.根据权利要求5所述的GPS塔盘，其中所述V型线过滤器元件从所述气流的第一部分中过滤出直径为100微米(μm)及以上的夹带颗粒。

7.根据权利要求5所述的GPS塔盘，其中所述V型线过滤器元件的总开口狭缝面积大于或等于总开口环形区域面积。

8.根据权利要求5所述的GPS塔盘，其中流过所述中空内部通道的过滤气流包括1米/秒(m/s)的最大速度。

9.根据权利要求5所述的GPS塔盘，其中所述气体进料流基本上为气相。

10.根据权利要求5所述的GPS塔盘，其中当所述GPS塔盘安装在其中时，通过所述催化反应器的至少一个催化剂床层的压降小于0.0145psi(1毫巴(mbar))。

11.根据权利要求5所述的GPS塔盘，其中所述V型线过滤器元件从所述气流的第一部分中过滤出直径为100μm及以上的夹带颗粒，其中所述夹带颗粒沉降在所述平面表面上。

12.根据权利要求5所述的GPS塔盘，其中向上流过所述开口环形区域的第二部分所述气流的所述速度低于直径为100μm的颗粒的所述沉降速度。

13.根据权利要求5所述的GPS塔盘，其中所述GPS塔盘安装在所述催化反应器的顶部催化剂床层的上方。

14.一种从流入催化反应器的入口气体进料流中去除夹带颗粒的方法，所述方法包括：

(a)使所述入口气体进料流流入所述催化反应器的顶部入口；和

(b)使所述入口气体进料流安装在所述催化反应器内的气相沉积(GPS)塔盘，所述GPS塔盘包括：

多个用于通过颗粒过滤和沉降从入口气体进料流中截留夹带颗粒的装置，其中每个装置包括：

用于过滤所述夹带颗粒的圆柱形V型线过滤器元件，其中所述V型线过滤器元件包括狭缝和中空内部通道，其中气流的第一部分径向流过所述狭缝以形成过滤的气流，并且其中所述中空内部通道接收所述过滤后的气流；

位于所述V型线过滤器元件上方的盖，其包括外表面和下表面；和

开口环形区域，位于所述V型线过滤器元件的开口顶部和所述盖的所述下表面之间并与其流体连通，其中气体进料流的第二部分沿所所述V型线过滤器元件的长度向上流动，进入所述开口环形区域并向下进入所述中空内部通道；和

包括多个面板的平面表面，其中每个面板包括开口，并且其中每个装置的所述中空内部通道位于所述面板的开口上方并且与所述面板的开口对齐。

15.根据权利要求14所述的方法，其中当所述GPS安装在其中时，通过所述催化反应器的至少一个催化剂床层的压降小于0.0145psi(1毫巴(mbar))。

16.根据权利要求14所述的方法，其中流过所述中空内部通道的所述过滤气流包括所述1米/秒(m/s)的最大速度。

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