DE68902832T2

DE68902832T2 - Verteilersystem fuer abwaertsfliessende reaktoren.

Info

Publication number: DE68902832T2
Application number: DE8989906552T
Authority: DE
Inventors: Ahmed Aly; George Graven; William Lewis
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2009-05-19
Also published as: AU617194B2; EP0427733B1; AU3738289A; JP2859670B2; US4836989A; DE68902832D1; EP0427733A1; WO1990014154A1; KR920700759A; KR970006666B1; JPH03505992A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verteilersystem für abwärtsfließende Reaktoren bzw. Reaktoren mit Rücklaufstrom (nachfolgend als abwärtsfließende Reaktoren bezeichnet), die eine Anzahl von übereinander angeordneten Reaktionsbetten umfassen. Reaktoren dieses Typs werden in der Chemie- und Erdölraffinerieindustrie für die Durchführung verschiedener Reaktionen eingesetzt, wie z. B. das katalytische Entparaffinieren, das Hydrotreating, das Hydrofinishing und das Hydrocracken Das erfindungsgemäße verteilersystem ist für die Durchführung von Mischphasenreaktionen zwischen einer Flüssigkeit und einem Dampf besonders vorteilhaft.
Reaktoren, die in der Chemie-, Erdölraffinerie- und anderen Industrien verwendet werden, um Flüssigkeiten oder eine gemischte Phase aus Flüssigkeit/Dampf-Mischungen über Füllkörperbetten von partikelförmigen Feststoffen zu leiten, werden bei einer Vielzahl unterschiedlicher Verfahren eingesetzt. In der Erdölraffinerieindustrie sind das katalytische Entparaffinieren, das Hydrotreating, die Hydroentschwefelung, das Hydrofinishing und das Hydrocraken typische Verfahren. In diesen Verfahren wird typischerweise eine flüssige Phase mit einer Gas- oder Dampfphase vermischt und diese Mischung wird über einen partikelförmigen Katalysator geleitet, der in einem Füllkörperbett in einem abwärtsfließenden Reaktor enthalten ist. Da chemische Reaktionen stattfinden, die selbst während der Hydrotreating-Verfahren zusätzliche Komponenten in der Dampfphase, z. B. Schwefelwasserstoff und Ammoniak, erzeugen können, und da diese Reaktionen einen Teil der Reaktanten der Dampfphase verbrauchen können, ist es häufig erforderlich, an verschiedenen Punkten entlang des Weges der Reaktanten zusätzliche dampfförmige Reaktanten, z. B. Wasserstoff, zuzusetzen. Andere Reaktionen können Wärmeaustauschinedien, z. B. eine Wasserstoffabschreckung, verwenden, die an unterschiedlichen Punkten in dieser Anlage zugesetzt oder abgezogen werden. Um dies durchzuführen, wird der Kontaktfeststoff gegenwärtig in übereinandergelagerten Betten- mit einer Verteilerplatte oberhalb jedes Bettes, in Folge angeordnet, um eine gute Verteilung der Reaktantenphasen an der Oberseite des Bettes zu sichern, so daß die Strömung entlang der Betten zumindest an der Bettoberseite gleichmäßig ist. Durch die Sicherung der guten Reaktantenerteilung wird das Bett am effektivsten und wirksamsten ausgenutzt und die gewünschten Reaktionen finden in am besten vorhersehbarer Weise statt, wobei die Wahrscheinlichkeit unerwünschter exothermer Bedingungen oder anderer Probleme verringert wird.
Es sind verschiedene Arten von Verteilerplatten bekannt. Einige sind einfach und umfassen nicht viel mehr als eine gelochte oder geschlitzte Platte. Andere weisen verschiedene Formen von Überläufen oder anderen Einrichtungen auf, um die gewünschte Gleichmäßigkeit des Reaktantenstroms zu fördern, wobei ein guter Kontakt zwischen Flüssigkeit und Dampf erreicht wird. Es wird z. B. auf US-Patent 4 126 539 Bezug genommen, das eine Verteilerplatte zur Verwendung in einem Reaktor zur katalytischen Hydroentschwefelung (CHD) zeigt.
Ein Typ des Systems umfaßt einen Ablenkkonus am Einlaß, der mit einer Spritzplatte und einer Mulde zur Verteilung der Flüssigkeit in Wechselwirkung steht, um die Flüssigkeit in den Reaktor und auf zwei Verteilerböden zu leiten, die das gleichmäßige Verteilen der Flüssigkeit über der Oberfläche des Katalysatorbettes erleichtern. Diese Verteilerböden enthalten eine Reihe räumlich getrennter Steigrohre, die eine doppelte Funktion aufweisen. Sie gestatten das Herunterströmen des Dampf es durch den Boden und dienen auch als Rücklaufleitungen für die Flüssigkeit, wobei diese Flüssigkeit durch Überlaufschlitze in den Seiten der Steigrohre strömt. Die Art der Flüssigkeitsströmung durch die Überläufe macht diese Gestaltungsart jedoch sehr empfindlich gegenüber Ungleichmäßigkeiten, die bei der Herstellung oder Installation entstehen.
Ein weiteres Beispiel eines Verteilers ist der Mischphasen-Strömungsverteiler für Füllkörperbetten nach US-Patent Nr. 3 524 731, der primär dazu dient, eine Anpassung an große Schwankungen der Zufuhrmenge bzw. -geschwindigkeit der Flüssigkeit vorzunehmen. Der Flüssigkeitsstrom erfolgt normalerweise durch Flüssigkeitsablaufrohre, bei sehr hohen Flüssigkeitsmengen läuft jedoch ein Teil der Flüssigkeit durch die dreieckigen Überläufe in die Dampfabzüge über. Während des normalen Betriebs enthalten diese Abzüge jedoch keine Flüssigkeit und tragen folglich nicht zur Anzahl der Flüssigkeitsströme bei, die in das Bett eintreten. Während der Zeiträume, in denen sie Flüssigkeit befördern, besteht im Vergleich mit der Flüssigkeitsströmung durch die Rohre eine starke Schwankung dieser Strömung durch die Abzüge.
US-Patent Nr. 3 353 924 zeigt eine davon etwas verschiedene Methode: Die Strömung in die Flüssigkeitsrohre erfolgt noch immer durch ein paar gekerbter Überläufe und die oben genannten Nachteile sind für dieses System ebenfalls gültig. Es gibt keine Flüssigkeitsströmung in den Dampfabzügen und die Anzahl der räumlich gleichmäßig getrennten Flüssigkeitsströme, die auf dem Boden angeordnet werden kann, ist folglich begrenzt.
Ein System dieser Art ist z. B. in US-Patent Nr. 4 126 539 gezeigt. Die Flüssigkeitsströmung erfolgt durch eine Kombination aus einer Strömung durch Löcher und durch Überläufe ausschließlich durch die Dampf-Fallrohre. Die Bodenfläche zwischen den Fallrohren wird nicht für die Flüssigkeitsverteilung verwendet und die Anwendung der Überlaufströmung macht das Verteilungsprofil gegenüber Veränderungen im Bodenniveau anfällig.
Andere Verfahren werden aus US-Patenten Nr. 4 126 540 und 4 140 625 deutlich, bei denen der Flüssigkeitsstrom nur durch Löcher in den Fallrohren erfolgt. Es wird nicht versucht, die Bodenfläche zwischen den Fallrohren und die Größe der Fallrohre auszunutzen, wobei dies mit der Notwendigkeit gekoppelt ist, die mechanische Integrität des Bodens beizubehalten, wodurch eine höchstmögliche Anzahl von Flüssigkeitsströmen verhindert wird, die in das Katalysatorbett eintreten.
Die Flüssigkeitsverteilung ist auch in anderen Bereichen von Interesse. In US-Patent Nr. 2 924 441 befaßt sich die Beschreibung z. B. mit der Gestaltung eines Flüssigkeitsverteilers für Gas/Flüssigkeits-Phasen, wie z. B. die Gasabsorption der Destillation in einer Füllkörperkolonne. Der beschriebene Verteiler befaßt sich nicht mit dem speziellen Bedarf nach einer guten Anfangsverteilung der Flüssigkeit, die man in katalytischen Gegenstromreaktoren mit Abwärtsströmung findet.
Eine andere Form des Verteilers ist in US-Patent 3 541 000 gezeigt. Dieses System verwendet eine Platte, an der Flüssigkeits-Fallrohre angebracht sind, die das gewünschte Niveau der Flüssigkeit oberhalb der Platte aufrechterhalten, ehe der Überlauf in jedes Fallrohr erfolgt, und die auch dafür sorgen, daß der Dampf in das darunterliegende Bett strömt. Dieses System weist zwei Nachteile auf. Erstens gestattet die Anordnung der Oberseite der Fallrohre beträchtliche Schwankungen der Flüssigkeitsströmungsmenge entlang der Platte, wenn sie nicht in einer vollkommen waagerechten Position hergestellt und eingebaut wurde. Die Flüssigkeitsströmungsmenge in das Fallrohr nimmt exponential mit der Flüssigkeitshöhe oberhalb der Unterkante des Überlaufs zu, und wenn diese Platte nicht waagerecht ist, ergibt die größere Höhe der Flüssigkeit an einer Kante der Platte eine stark angewachsene Flüssigkeitsströmung auf der niedrigen Seite der Platte auf Kosten der hohen Seite. Die Verwendung von Fallrohren für die Flüssigkeits- und die Dampfströmung verschlimmert dieses Problem, da der Dampf nicht durch die Flüssigkeit zu einer eingetauchten Öffnung strömt. Wenn die Überläufe auf der niedrigen Seite der Platte untergetaucht sind, wird folglich nicht nur die Flüssigkeitsströmung stark ansteigen sondern auch die Dampfströmung vollständig unterbrochen. Somit werden auf zumindest einer Seite des Reaktorbettes die gewünschten Reaktionen nahezu vollständig ausgeschlossen.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Verteilerplatte für abwärtsströmende Reaktoren, die für eine bessere gleichmäßigere Verteilung entlang des Reaktors und für eine verbesserte Mischung der Flüssigkeits- und der Dampfphase sorgt. Sie ermöglicht eine fortlaufende Flüssigkeitsströmung unabhängig vom Dampfstrom und ist gegenüber Fehlern im Niveau relativ unempfindlich. Sie kann folglich viel leichter hergestellt und installiert werden als viele andere Verteilertypen.
Nach der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verteilersystem zur Verwendung zwischen den Betten eines abwärtsfließenden Reaktors mit einer Vielzahl von Betten:
(i) einen Auffangboden zur Aufnahme von Dampf und Flüssigkeit;
(ii) eine Mischungskammer unterhalb des Auffangbodens;
(iii) Überläufe, die einen Strömungsweg für den Dampf und die Flüssigkeit von oberhalb des Auffangbodens in die Mischungskammer bilden;
(iv) einen ersten Verteilerboden an der Unterseite der Mischungskammer, wobei dieser erste Verteilerboden Öffnungen für die Abwärtsströmung der Flüssigkeit und Abzüge für die Abwärtsströmung des Dampfes aufweist; und
(v) einen zweiten Verteilerboden mit Fallrohren für die Abwärtsströmung von Flüssigkeitund Dampf, wobei jedes Fallrohr aufrechtstehende offene Rohre mit Öffnungen in ihren Seiten für den Eintritt der Flüssigkeit in das Rohr umfaßt.
Wenn dieses Verteilersystem bei einem Reaktor verwendet wird, bei dem Dampf zwischen die Betten eingespritzt wird, kann entweder oberhalb oder unterhalb des Auffangbodens eine Einspritzstelle vorgesehen werden, um jedoch den besten Dampf/Flüssigkeits-Kontakt zu erhalten, ist es bevorzugt, daß diese Stelle oberhalb des Auffangbodens liegt.
Die Abzüge im ersten Verteilerboden ermöglichen die Trennung des Flüssigkeits- und des Dampfstromes an dieser Stelle, so daß beide mit vorhersehbaren Geschwindigkeiten weiterströmen. Außerdem bildet dieser Boden eine erste grobe Verteilung der Flüssigkeit für den zweiten und abschließenden Boden, der für eine starke Gleichmäßigkeit der Strömung entlang des Bettes unterhalb des Verteilers sorgt. Die Dampfabzüge im ersten Verteilerboden sind vorzugsweise in Form offener ungelochter Rohre, die sich vom ersten Boden bis zu einer Höhe nach oben erstrecken, die oberhalb des Flüssigkeitsniveaus liegt, das auf dem ersten Boden vorherrscht. An der Oberseite können diese Rohre geschlitzt sein, um Überläufe für die Flüssigkeitsströmung zu bilden, falls diese Flüssigkeit auf ein Niveau ansteigt, das oberhalb des Normalniveaus liegt. Diese Rohre können auch entlang ihrer Unterseite mit gelochten Platten und um den Boden der Rohre herum mit Dampfauslässen versehen sein, um jegliche entlang der Abzüge herunterfallende Flüssigkeit zu zerstreuen und über dem zweiten Verteilerboden zu verteilen.
Der zweite Verteilerboden weist eine große Anzahl kombinierter Dampf/Flüssigkeits-Fallrohre auf, die entlang des Bodens gleichmäßig angeordnet sind, um eine gleichmäßige Verteilung entlang des Katalysatorbettes zu sichern. Diese Fallrohre liegen in Form aufrechtstehender Rohre vor, die sich vom Boden nach oben erstrecke, so daß eine Flüssigkeitsmenge auf diesem Boden erhalten wird. Jedes Fallrohr weist in seiner Seite eine Öffnung auf, um einen Flüssigkeitsstrom in das Fallrohr zu ermöglichen. Diese Öffnung kann jede geeignete Konfiguration aufweisen - vorzugsweise kreisförmig, ist jedoch vorzugsweise so abgemessen und angeordnet, daß sie beim Normalbetrieb unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeitsmenge auf dem Boden liegt. Dadurch wird ein gleichmäßiger vorhersehbarer Strom in die Fallrohre gesichert. Da die Strömung in diese Seitenöffnung der Quadratwurzel der Tiefe der Flüssigkeit oberhalb der Öffnung proportional ist, ist die Flüssigkeitsströmungsmenge bzw. -geschwindigkeit in die Fallrohre gegenüber Veränderungen der Flüssigkeitshöhe relativ unempfindlich, wenn sich alle Öffnungen unterhalb des Flüssigkeitsniveaus befinden. Aus diesem Grund kann das erfindungsgemäße Verteilersystem einfacher hergestellt und installiert werden, da es nicht absolut waagerecht sein muß.
Die Fallrohre weisen oberhalb ihrer offenen Oberseite Prallflächen auf, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit vom ersten Boden direkt in die Fallrohre fällt und somit unvorhersehbare Schwankungen der Strömungsmenge hervorruft. An ihren oberen Enden sind sie vorzugsweise geschlitzt, um Überläufe für die Flüssigkeitsströmung zu schaffen, wenn das Flüssigkeitsniveau auf dem Boden Werte oberhalb des Normalniveaus erreicht.
Die beigefügten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht eines Teils des Reaktors mit einer Vielzahl von Betten, wobei das erf indungsgemäße Verteilersystem gezeigt wird;
Fig. 2 eine Draufsicht an der Position 2-2' der Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht durch einen Reaktor mit einer Vielzahl von Betten und einer Abwärtsströmung im Bereich zwischen den Betten. Die allgemeine Anordnung dieses abwärtsfließenden Reaktors ist herkömmlich, so daß Details, wie die Halterungen für die Gitter und Verteilerplatten wegen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt sind. Die Wände 10 des Reaktors und das Haltegitter 11 für den Katalysator tragen das obere Katalysatorbett oder einen anderen partikelförmigen Kontaktfeststoff, über den die Flüssigkeit zusammen mit Dampf strömen muß, der als Reaktant oder als Reaktionsprodukt enthalten ist. Wegen der Übersichtlichkeit ist dieser Katalysator nicht gezeigt. Das Haltegitter kann vom herkömmlichen Typ sein und sorgt entweder direkt oder durch tragende Kugeln für den Halt des Katalysators, wobei die Flüssigkeit und der Dampf nach unten aus dem oberen Katalysatorbett und durch das Gitter zum darunterliegenden Verteilersystem strömen können. Ein Auffangboden 12 ist unterhalb des Haltegitters 11 für den Katalysator angeordnet, um die das obere Katalysatorbett verlassende Flüssigkeit aufzufangen. An dieser Stelle befindet sich der Dampfeinspritzpunkt durch ein kreuz- bzw. sternförmiges Teil (spider) 13, das mit der Dampfeinspritzleitung 14 verbunden ist, um eine erste gleichmäßige Verteilung des eingespritzten Dampfes zu erzeugen. Bei einem Hydrobehandlungsreaktor, z. B. einer Anlage zur katalytischen Hydroentschwefelung (CHD) kann z. B. an dieser Stelle Wasserstoff als Abschreckung eingespritzt werden. Es können auch andere Einrichtungen zum Einspritzen von Dampf verwendet werden und bei Bedarf kann in dieser Höhe auch eine Dampfentnahme vorgesehen sein. Im Auffangboden 12 ist eine Vielzahl von Überläufen 15 vorgesehen, damit sich eine Flüssigkeitsmenge auf dem Boden 12 ansammeln kann, ehe sie durch die Überläufe in die darunterliegende Mischungskammer 16 strömt. Die Überläufe umfassen aufrechtstehende Fallrohre, die den Durchlaß 17 für die herunterfließende Flüssigkeit als auch für den Dampf bilden. Die Überläufe weisen Auslässe 18 unterhalb des Auf fangbodens 12 auf, die nach der Seite und tangential in die ringförmige Mischungskammer 16 zeigen. Diese Mischungskammer 16 umfaßt einen zylindrischen senkrechten Wandabschnitt 19, der an den Auffangboden 12 angebracht ist, und einen unteren ringförmigen Boden 20 mit einem aufrechtstehenden Rand 21, so daß sich in der Mischungskammer eine Flüssigkeitsmenge bildet. Die zur Seite zeigenden Auslässe 18 der Überläufe 15 verleihen der Flüssigkeit in der Mischungskammer 16 eine Dreh- oder Wirbelbewegung, die eine gute Durchmischung und ein gutes Temperaturgleichgewicht der Flüssigkeit an dieser Stelle fördert. Die Flüssigkeit läuft über die Kante oder den Rand 21 hinaus und fällt nach unten auf das Prallblech 22, das direkt unterhalb der Mittelöffnung der ringförmigen Mischungskammer 16 angeordnet ist.
Das Prallblech 22 ist am ersten grob verteilenden Boden 30 angebracht, der für die erste grobe Verteilung der Flüssigkeit und des Dampfes innerhalb des Reaktors sorgt. Die erste Verteilerplatte 30 ist im Bereich um das mittlere Prallblech 22 herum mit einer großen Anzahl von Öffnungen 31 zum Herunterlaufen der Flüssigkeit versehen (in Fig. 2 sind wegen der Übersicht nur einige gezeigt). Auf dem Boden 30 sammelt sich im allgemeinen eine Flüssigkeitsmenge an und bedeckt diese Öffnungen, so daß die Dampfströmung durch diese Öffnungen hindurch ausgeschlossen ist. Es ist eine Vielzahl von Dampfabzügen 32 vorgesehen, um für die Dampfströmung in den unteren Abschnitt des Reaktors zu sorgen, wobei diese Dampfabzüge in einem Ring entlang des Bodens und geeigneterweise an einer Stelle in der Nähe des Umfanges des Kreises angeordnet sind, der die Reaktorströmungsfläche halbiert. Die Anzahl der Dampfabzüge wird in herkömmlicher Weise entsprechend der gewünschten Strömungsmengen und der anderen Bedingungen ausgewählt. Die Dampfabzüge umfassen jeweils ein offenes ungelochtes aufrechtstehendes Rohr 33, das sich vom ersten Verteilerboden 30 nach oben erstreckt. Entlang der Oberseite jedes Abzugsrohres ist eine Vielzahl von Schlitzen vorgesehen, die als Überläufe für die Flüssigkeitsströmung dienen, wenn das Niveau der Flüssigkeit auf dem Boden 30 über den Punkt steigt, bei dem es erforderlich ist, für eine zusätzliche Strömung durch den Reaktor zu sorgen, um eine Flutung zu verhindern. Die Schlitze können jede gewünschte Konfiguration aufweisen, z. B. die gezeigten Schlitze mit geraden Seiten und gerader Grundfläche, oder alternativ können sie gekrümmt sein oder es können genau unterhalb der Oberseite der Abzüge Öffnungen ausgebildet sein, damit die Flüssigkeit in den Abzügen geregelt nach unten überläuft. Um zu sichern, daß die gesamte in den Abzügen nach unten strömende Flüssigkeit gleichmäßig verteilt wird, weisen diese Abzüge an ihren Unterseiten unterhalb des Bodens 30 vorzugsweise Verteilerplatten auf, die durch die Platten 35 mit daran ausgebildeten Flüssigkeitsöffnungen 36 gebildet werden. Um die Dampfströmung aus den Abzügen zu gestatten, sind entlang der Unterseite der Abzüge Dampfauslässe 37 vorgesehen, und wenn große Flüssigkeitsmengen in den Abzügen nach unten strömen, gestatten diese Auslässe einen Durchf luß der Flüssigkeit.
Der zweite und abschließende Verteilerboden 40 umfaßt eine ebene Platte 41 mit einer großen Anzahl von Dampf/Flüssigkeits- Fallrohren, um viele Verteilungsstellen des Dampfes und der Flüssigkeit über dem darunterliegenden (nicht gezeigten) Katalysatorbett zu schaffen. Jedes Fallrohr umfaßt ein aufrechtstehendes Rohr 42, das sich von der Platte 41 nach oben erstreckt.
Jedes Rohr weist in seiner Seite eine Öffnung 43 (oder Öffnungen) auf, die unterhalb der Oberseite der Flüssigkeitsmenge angeordnet ist, die sich während des Normalbetriebs auf der Platte 41 ausbildet. Die Anzahl und Größe aller Öffnungen in den Fallrohren werden entsprechend der gewünschten Strömungsmenge ausgewählt und es ist im allgemeinen bevorzugt, daß diese Öffnungen vollkommen untergetaucht sind, so daß unabhängig von Schwankungen des Niveaus der zweiten Verteilerplatte die größte Gleichmäßigkeit der Flüssigkeitsströmung erreicht wird. Wie es oben dargelegt wurde, verändert sich die Strömungsgeschwindigkeit bzw. -menge der Flüssigkeit in jede Öffnung im Verhältnis zur Quadratwurzel der Höhe der Flüssigkeit oberhalb der Öffnung, so daß die Strömungsgeschwindigkeit in die Fallrohre gegenüber Veränderungen im Niveau der Verteilerplatte 40 relativ unempfindlich ist. Wenn das Flüssigkeitsniveau auf diesem Boden jedoch bis zu der Stelle absinkt, bei der die Öffnungen teilweise unbedeckt sind, erzeugen Schwankungen im waagerechten Niveau des Bodens relativ stärkere Schwankungen in der Strömungsgeschwindigkeit entlang des Reaktors. Aus diesem Grund ist ein Betrieb mit vollständig eingetauchten Öffnungen bevorzugt. Die Fallrohre sind an der Oberseite offen, damit Dampf eintreten und nach unten in das untere Katalysatorbett strömen kann, um jedoch zu verhindern, daß die Flüssigkeit von der ersten grob verteilenden Platte direkt in die Fallrohre eintritt und somit eine unvorhersehbare Abweichung von der gewünschten Strömungsmenge erzeugt, sind über den offenen Oberseiten der Fallrohre Prallbleche 44 angeordnet. Außerdem weisen die Fallrohre an ihrer Oberseite Flüssigkeitsüberläufe auf, um für eine zusätzliche Flüssigkeitsströmung zu sorgen, wenn das Flüssigkeitsniveau auf dem zweiten Boden über die Normalhöhe ansteigt. Wie die Dampfabzüge können auch die Überläufe jede geeignete Form aufweisen, sie sind jedoch geeigneterweise einfache geschlitzte Überläufe, die durch die Schlitze 45 gebildet werden. Die Unterseiten der Fallrohre sind offen, damit die Strömung des Dampfes und der Flüssigkeit in das untere Katalysatorbett möglich wird.
Dieses Verteilersystem liefert eine verbesserte Einspritzung des Abschreckgases oder eines anderen Dampfes in das Verteilersystem, ein verbessertes Vermischen von Dampf, Flüssigkeit und eingespritztern Gas, als auch eine verbesserte Verteilung entlang des Reaktors. Dieses System kann mit einer geeigneten Einspritzeinrichtung anstelle des kreuzförmigen Teils auch für die Flüssigkeitsabschreckung verwendet werden. Das System hat eine relativ kompakte Form und nimmt im Vergleich mit anderen Verteilersystemen, die eine ähnliche gleichmäßige Verteilung liefern können, relativ wenig Raum im Reaktor ein. Die getrennte Dampf- und Flüssigkeitsverteilung, die auf der ersten Verteilerplatte auftritt, vermeidet die potentiellen Probleme der Zweiphasen-Verteilung und nur am Ende des Verteilungsverfahrens wird durch die Dampf/Flüssigkeits-Fallrohre auf dem abschließenden Verteilerboden in jeden Dampfstrom Flüssigkeit eingespritzt. Außerdem ist das oben beschriebene System gegenüber Toleranzschwankungen, die durch die Fertigung hervorgerufen werden, relativ unempfindlich und liefert eine hervorragende gleichmäßige Verteilung und einen hervorragenden Dampf/Flüssigkeits-Kontakt während des Betriebs bei schwankenden Bedingungen.
Dieses System kann auch ohne abschreckende Einspritzung verwendet werden, um in einem langen Katalysatorbett eine verbesserte Flüssigkeitsmischung und erneute Verteilung von Flüssigkeit und Dampf zu bilden.

Claims

1. Verteilervorrichtung zum Verteilen von Dampf und Flüssigkeit entlang eines Reaktors mit Abwärtsströmung, welche umfaßt:

(i) einen Auffangboden zur Aufnahme von Dampf und Flüssigkeit;

(ii) eine Mischungskammer unterhalb des Auffangbodens mit einem ersten Überlauf für den Durchgang von Dampf und Flüssigkeit in Abwärtsrichtung;

(iii) Überläufe des Auffangbodens, die einen Strömungsweg für den Dampf und die Flüssigkeit von oberhalb des Auffangbodens in die Mischungskammer bilden;

(iv) einen ersten Verteilerboden an der Unterseite der Mischungskammer, wobei dieser erste Verteilerboden Öffnungen für die Abwärtsströmung der Flüssigkeit und Abzüge für die Abwärtsströmung des Dampfes aufweist, wobei jeder Dampfabzug ein offenes Rohr umfaßt, das sich über den ersten Verteilerboden erstreckt und an seinem unteren Ende unterhalb des ersten Verteilerbodens eine gelochte Platte mit Dampfauslässen umfaßt, die um das untere Ende des Abzugs angeordnet sind; und

(v) einen zweiten Verteilerboden mit Fallrohren für die Abwärtsströmung von Flüssigkeit und Dampf, wobei jedes Fallrohr aufrechtstehende offene Rohre mit Öffnungen in ihren Seiten für den Eintritt der Flüssigkeit in das Rohr umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Einrichtung zum Einspritzen von Gas oberhalb des Auffangbodens umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Überläufe des Auffangbodens aufrechtstehende Strömungsrohre umfassen, die sich über den Auffangboden erstrecken und Einlässe für den Dampf und die Flüssigkeit oberhalb des Auffangbodens definieren, damit diese durch den Boden zur Mischungskammer unterhalb des Auffangbodens hindurchgehen können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die Mischungskammer eine ringförmige Mischungskammer umfaßt und der erste Überlauf in der Mitte davon angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin die Auslässe der Überläufe des Auffangbodens so angeordnet sind, daß sie im Verhältnis zur Mischungskammer tangential abgeben, so daß die Flüssigkeit in der Mischungskammer in eine Rotationsbewegung gebracht wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Fallrohre des zweiten Verteilerbodens offene Rohre mit Prallflächen über den offenen Oberseiten umfassen, um die herunterfallende Flüssigkeit abzulenken und ihr Eintreten in die Rohre zu verhindern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Öffnungen in den Seiten der offenen Rohre der Fallrohre kreisförmig sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die Oberseiten der kreisförmigen Öffnungen unterhalb der Arbeitshöhe der Flüssigkeit auf dem zweiten Verteilerboden sind.