JP7259062B2 - 低減された高さを有する水素化処理反応器内部 - Google Patents

低減された高さを有する水素化処理反応器内部 Download PDF

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Description

多種多様なプロセスで、流体と固体粒子との間の接触をもたらすために、流体（複数の場合あり）が粒子状物質の固体床上を流れる並流反応器が使用される。反応器において、固体は、流体が反応して生成物を形成する触媒材料を含み得る。流体は、液体、蒸気、又は液体と蒸気との混合物であり得、流体は、反応して液体、蒸気、又は液体と蒸気との混合物を形成する。このプロセスは、炭化水素変換、水素化分解、水素化処理など、様々なプロセスを対象としている。
固定床を有する並流反応器は、反応器が触媒床上での流体の流れを可能にするように構築される。流体が液体か、又は液体と蒸気との混合物である場合、流体は通常、反応器を通って下方に流れるように方向付けられる。反応器床が反応器シェル内で互いに積み重ねられている多床反応器も、頻繁に使用される。典型的には、これらは、床間にある程度の空間をもって積み重ねられる。
床間空間は、多くの場合、冷却、加熱、混合、及び再分配などのプロセス流体の中間処理を提供するように作られる。
発熱触媒反応では、流体温度及び分配の制御が重要である。上部触媒床から及び反応器の外側からの流体の温度及び組成は、下方の触媒床に分配される前に十分に混合されるべきである。触媒床の上部での初期の不十分な温度及び組成の分配は、プロセス流体が反応器を下方に移動するにつれて持続又は拡大し得る。ホットスポットが発展し、触媒の急速な失活を引き起こし、反応器動作サイクル長を短縮させ得る。触媒床間の空間は、クエンチガス又は液体の注入のため、並びに流体の混合及び分配のためにある。炭化水素処理では、クエンチガスは多くの場合、冷却水素／炭化水素流である。しかしながら、混合及び分配を制御することなく流体を冷却することは、後続の反応器床における不均一な反応及び不均一な温度の分配をもたらす。また、複雑な混合及び分配システムは、複数の触媒床を保持する反応器チャンバ内の貴重な空間を占める。
クエンチ流体を導入し、クエンチ流体と共に蒸気及び液体を混合するための反応器床間の空間を最小限に抑えることが常に望まれている。特に、既存の水素化処理反応器の場合、反応器のスループット又は動作サイクル時間、あるいはその両方を増加させることができるように、触媒負荷を増加させるために触媒床間の空間を低減することがしばしば望まれる。新たな反応器についても、多くの場合、加工工場における設備投資及び反応器のプロファイルを低減するために、反応器の全体的なサイズを低減することが望まれる。したがって、比較的短い床間空間内の隣接する触媒床間での流体の良好な混合及び分配を提供することが望ましい。
これらの制限を克服するための反応器の設計は、触媒負荷を最大化するために反応器内の貴重な空間を有意に節約し得る。更に、触媒床間の同じ又は低減されたクエンチゾーン空間を有するプロセスを改善するために、既存の反応器を改良することが望ましい。反応器シェル内の空間の利用を改善する新しい反応器内部は、かなりのコスト削減を提供することができ、新しい動作及び規制要件を満たす既存の反応器の改良を可能にする。
図１は、本発明の水素化処理反応器内部の一実施形態の断面図である。 図２は、本発明の収集トレイ、混合チャンバ、及びリング分配器（上部プレートなし）の一実施形態の上面図である。 図３は、本発明の水素化処理反応器内部の一実施形態の上面図である。 図４は、本発明の水素化処理反応器内部の別の実施形態の断面図である。 図５は、本発明の混合チャンバの一実施形態の上面図である。 図６は、本発明の水素化処理反応器内部の別の実施形態の断面図である。 図７は、本発明の収集トレイ、及び混合チャンバ（上部プレートなし）の一実施形態の上面図である。
水素化処理反応器内部（ＨＲＩ）の高さを最小化し、既存の反応器の改造で触媒負荷を最大化することは、プロセスの経済性を改善する生産速度及び／又は操作サイクル長の増加に役立つ。この設計では、ＨＲＩの高さの低減は、収集トレイの上方に混合チャンバを配置することによって達成される。リングクエンチ分配器は、混合チャンバと反応器シェルの間の流体収集トレイの周りに配置され、分配器が占める垂直方向の空間を排除する。流体は、方向性バッフルを含む混合チャンバの側面の開口部から接線方向に混合チャンバに入り、余水吐が混合チャンバの上部に配置される従来の設計では、余水吐が占める垂直方向のスペースを排除する。
混合チャンバは、流体が流出するための中央開口部を有する。いくつかの実施形態では、液体及び蒸気の流れの両方が中央開口部を通って流れる。他の実施形態では、混合チャンバ出口は、主に蒸気の流れのための中央開口部の周りに、主に液体の流れ及び蒸気チムニーの中央開口部を有する。混合チャンバから蒸気及び液体の流れの順序を反転させることによって、蒸気は、現在の設計のように出口の下の液体カーテンを通過しない。このようにして、蒸気及び液体は、大部分が粗液分配トレイに到達する前に分離される。その結果、粗液分配トレイ上への液体の流れは乱流が少なく、粗液分配トレイの上方の液体の流れは、跳ね落ちする傾向が少ない。これにより、粗液分配トレイの周囲のバンディングプレートの高さを低減し、並びにトレイの上方のスペースを小さくすることができる。いくつかの実施形態では、蒸気チムニーの上部は、液体の閉じ込めを最小限に抑え、液体が蒸気チムニーに入る場合に蒸気液体分離を改善するために、中央開口部に向かって傾斜している。更に別の実施形態では、混合チャンバ出口は、主に液体の流れのために中央開口部の周りに蒸気の流れ及び液体下降管のための中央開口部を有する。液体下降管は、混合チャンバの底部プレートから粗液分配トレイの上方まで延在する。中央開口部から出た蒸気は、液体下降管間の空間を通過し、粗液分配トレイ上で半径方向外側に流れて、粗液体分配トレイの上方の流れ乱流及び空間を低減する。
粗液分配トレイは、蒸気及び液体を混合チャンバから受容するための中央パンを有する。米国特許第５，８３７，２０８号に示される一実施形態では、トレイは、中央パンの外側の床に、下の気液分配トレイへの液体の流れのための穿孔と、トレイの外側縁と気液分配トレイへの蒸気の流れのための反応器シェルとの間の環状開口部ゾーンと、を有する。米国特許第９，２９５，９５９号に示される別の実施形態では、粗液分配トレイは、粗液分配トレイと気液分配トレイとの間の必要な空間が低減されるように、気液分配トレイへの蒸気バイパスのために、中央パンからトレイの外側縁まで延在するパイ型のチムニーを有し得る。更に別の実施形態では、粗液分配トレイは、外端が反応器シェルに近い径方向外側に延在する中央パンに取り付けられた複数の流体分配トラフを含む。流体分配トラフ底部は、以下の蒸気液体分配トレイへの液体の流れのための穴を有する。流体分配トラフは、中央パンから流体分配トラフの外側端部まで傾斜した側壁と、液体分配用の流体分配トラフ内に液体を保持するための端壁と、を有する。蒸気及び液体は、中央パンから分配トラフまで水平に流れる。蒸気は、壁の上部から流体分配トラフを出て、流体分配トラフ間及び流体分配トラフと反応器シェルとの間の開放空間を通って蒸気液体分配トレイに流れ落ちる。
水素化処理反応器クエンチゾーンの内部は、収集トレイ、混合チャンバ、リング分配器、粗液分配トレイ、及び気液分配トレイを含む。流体の混合は、混合チャンバ内及び粗液分配トレイの上方で起こる。
混合チャンバは、下向きの液体の流れ、又は蒸気の流れ、又は蒸気の流れ及び液体の流れの両方のための中央開口部を有する。いくつかの実施形態では、下方蒸気の流れのために、中央開口部の周りで収集トレイの上方に延在する１つ以上の蒸気チムニーが存在する。他の実施形態では、下方への液体の流れのために、中央開口部の周りで収集トレイの下方に延在する１つ以上の下降管が存在する。混合チャンバは、上側触媒床の底部と流体連通している。リング分配器は、混合チャンバの外側の空間内に流体をクエンチする。クエンチガスは、混合チャンバの外壁の開口部を通って混合チャンバに入り、上側触媒床からのプロセス蒸気及び液体と混合される。
流体混合は、大部分が粗液分配トレイの上方で起こり、粗液分配トレイは、下側触媒床への均一な流体分布のための蒸気液体分配トレイを支援する。
ＨＲＩの従来の設計と比較して、クエンチゾーンＨＲＩの新規設計は、充填された床間の空間を１２～３６インチ短くする。
本発明の一態様は、触媒床間の流体の混合及び分配のためのデバイスである。一実施形態では、デバイスは、中央開口部を含む収集トレイを備え、収集トレイは、上側触媒床の底部と流体連通している。収集トレイの上方の混合チャンバであって、混合チャンバが、中央開口部の周りに位置決めされ、混合チャンバが、反応器壁の内側の位置に配置された外壁と、外壁に取り付けられた上部プレートと、を有し、外壁は、流体が通過することを可能にする開口部を有する、混合チャンバが存在する。反応器壁と外壁との間の収集トレイの上方の空間内にクエンチ流体を注入するためのインジェクタを含むリング分配器が存在する。収集トレイの中央開口部と流体連通している中央パンと、粗液分配トレイと流体連通している蒸気液体分配トレイと、下側触媒床の上部と、を含む、粗液分配トレイが存在する。
いくつかの実施形態では、インジェクタは、リング分配器に接線方向に方向付けられている。
いくつかの実施形態では、混合チャンバは、中央開口部の周囲に位置決めされた内壁を更に含む。
いくつかの実施形態では、混合チャンバは、外壁と内壁との間に位置決めされた中間壁を更に含み、中間壁は、流体が通過することを可能にする開口部を有する。
いくつかの実施形態では、中央開口部の半径方向外向きに位置決めされた蒸気の流れ用の蒸気チムニーを更に含む。
いくつかの実施形態では、蒸気チムニーは、開放底部を有し、収集トレイの下側表面で終端する。
いくつかの実施形態では、蒸気チムニーは、収集トレイの表面の上方及び下方に延在し、蒸気チムニーは、収集トレイの通常の動作液面より上方の上側開口部と、蒸気チムニーの下側部分の下側開口部と、を有する。
いくつかの実施形態では、蒸気チムニーは、側面及び閉塞底部を有し、下側開口部は、蒸気チムニーの底部に隣接する側面にある。
いくつかの実施形態では、蒸気チムニー断面は三角形である。
いくつかの実施形態では、中央開口部の周囲に円周方向に配列され、それらの間に流体流路を形成する複数の蒸気チムニーが存在する。
いくつかの実施形態では、蒸気チムニーは、中央開口部に隣接する内壁と、中央開口部から間隔を置いて配置されている外壁と、を有し、内壁の高さは、外壁の高さよりも小さい。
いくつかの実施形態では、蒸気チムニーは、中央開口部に隣接する内壁と、中央開口部から間隔を置いて配置されている外壁と、を有し、内壁の幅は、外壁の幅よりも小さい。
いくつかの実施形態では、デバイスは、中央開口部及び内壁の半径方向外向きに位置決めされ、粗液分配トレイの中央パンの上方で終端する液体の流れのための下降管を更に含む。
いくつかの実施形態では、粗液分配トレイは、中央パンと流体連通し、そこから外向きに延在する穴あきプレートと、穴あきプレートの外側縁上の端壁と、を更に含み、端壁は、反応器壁から間隔をおいて配置されている。
いくつかの実施形態では、デバイスは、液体が通過することを可能にする、内壁の半径方向外側に位置決めされた下降管を更に含む。
いくつかの実施形態では、粗液分配トレイは、中央パンと流体連通、そこから外向きに延在する複数の流体分配トラフを更に含み、流体分配トラフは、互いに間隔を置いて配置され、流体分配トラフは、底部、側壁、及び端壁を含み、側壁は、混合パンから端壁に向かって下向きに傾斜し、流体分配トラフの底部は、そこを通る開口部を有し、端壁は、反応器壁から間隔を置いて配置されている。
いくつかの実施形態では、中央パンにおいて隣接する流体分配トラフ間に空間が存在し、空間は、プレートによって閉塞される。
いくつかの実施形態では、中央パンにおける流体分配トラフの幅は、端壁における流体分配トラフの幅よりも大きい。
いくつかの実施形態では、中央パンにおける流体分配トラフの幅は、端壁における流体分配トラフの幅よりも小さい。
いくつかの実施形態では、デバイスは、外壁の開口部に方向性バッフルを更に備える。
いくつかの実施形態では、デバイスは、少なくとも１つのパラメータを感知する位置に位置決めされたセンサ、送信機、又はデータを受信し、データを分析し、データを送信し、又はそれらの組み合わせを受信するコンピューティングデバイス、のうちの少なくとも１つを更に備える。
本発明の別の態様は、触媒床間の流体の混合及び分配のためのデバイスである。一実施形態では、デバイスは、中央開口部を含む収集トレイを備え、収集トレイは、上側触媒床の底部と流体連通している。収集トレイの上方の混合チャンバであって、混合チャンバが、中央開口部の周りに位置決めされ、混合チャンバが、反応器壁の内側の位置に配置された外壁と、外壁に取り付けられた上部プレートと、を有し、外壁は、流体が通過することを可能にする開口部を有する、混合チャンバが存在する。反応器壁と外壁との間の収集トレイの上方の空間内にクエンチ流体を注入するためのインジェクタを含リング分配器であって、インジェクタは、リング分配器に対して接線方向に方向付けられている、リング分配器が存在する。収集トレイの中央開口部と流体連通している中央パンを含む粗液分配トレイが存在する。粗液分配トレイ及び下側触媒床の上部と流体連通している気液分配トレイが存在する。
いくつかの実施形態では、中央開口部の半径方向外向きに位置決めされた蒸気の流れ用の蒸気チムニーを更に含む。いくつかの実施形態では、外壁の開口部に方向性バッフルを有する。いくつかの実施形態では、それは、外壁と内壁との間に位置決めされた中間壁を有し、中間壁は、流体が通過することを可能にする開口部を有する。
図１及び図２に示されるように、クエンチゾーンＨＲＩ１００は、上側触媒床１０５の底部と下側触媒床１１０の上部との間にある。これは、混合チャンバ３００、粗液分配トレイ１２０、及び蒸気液体分配トレイ１２５を有する収集トレイ１１５を含む。粗液分配トレイ１２０は、中央パン１５０及び流体分配トラフ１７５を含む。
いくつかの実施形態では、混合チャンバ３００は、内壁３０５と、外壁３１０と、上部プレート３１５と、を有する。上部プレート３１５は、典型的には、外壁３１０の上部に位置する。内壁３０５は、上部プレート３１５まで延在しない。外壁３１０は、流体が混合チャンバ３００内に入ることを可能にする開口部３２０を有する。開口部３２０において、外壁３１０から混合チャンバ内に延在する方向性バッフル３２５が存在し得る。流体は、開口部３２０を通って混合チャンバ３００に入り、方向バッフル３２５によって方向付けられる。この構成により、典型的な設計において、上部プレート３１５上の余水吐によって占有される垂直空間が排除される。
リング分配器１３０は、混合チャンバ３００の外側の空間３３０内にクエンチ流体１３５を注入するために使用される。図２に示すように、インジェクタ１３７は、リング分配器１３０に接線方向に方向付けられる。
上部プレート３１５は、下方流プロセス蒸気及び液体を、上側触媒床１０５から、それがクエンチ流体と接触する空間３３０に押し込む。混合物は、開口部３２０を通って混合チャンバ３００に入る。
いくつかの実施形態では、中央開口部１４０を取り囲む内壁３０５は存在しない。
いくつかの実施形態では、開口部３４０及び方向性バッフル３４５を有する中間壁３３５が存在し得る。代替的に、中間壁３３５の上部と上部プレート３１５との間に隙間が存在し得る。
全ての流体は、図１に示すように、収集トレイ１１５内の中央開口部１４０を通って更に混合及び下方に流れるために、収集トレイ１１５の中心に向かって流れる。
図４及び図５に示されるような他の実施形態では、蒸気は、中央開口部１４０の周囲の１つ以上の蒸気チムニー１４５を通って流れる。この実施形態では、蒸気チムニー１４５の上部は、中央開口部１４０での蒸気チムニー１４５の内壁３６０の高さが中央開口部１４０からより遠い蒸気チムニー１４５の外側壁３６５の高さよりも低くなるように、中央開口部１４０に向かって傾斜している。蒸気チムニー１４５は、開放底部３７０を有し、収集トレイ１１５の下側表面で終端する。
蒸気チムニー１４５が存在する場合、中央開口部１４０及び蒸気チムニー１４５は、液体の大部分が中央開口部１４０を通って流れ、混合ガス及び蒸気の大部分が収集トレイ１１５上の蒸気チムニー１４５を通って流れるように設計される。
代替的に、図６及び図７に示されるように、下降管３８０は、中央開口部１４０で内壁３０５の半径方向外側に収集トレイ１１５に取り付けられ、粗液分配トレイ１２０の中央パン１５０に液体を排出するために粗液分配トレイ１２０の中央パン１５０の上方の下に延在させられる。蒸気は、中央開口部１４０を通過し、次いで液体下降管３８０の周囲に半径方向外側に流れる。
いくつかの実施形態（図示せず）では、蒸気チムニー１４５は、収集トレイ１１５の上方に、中央パン１５０の上部表面の近くの下に、延在することができる。蒸気チムニー１４５の底部は閉塞され、混合ガス及び蒸気を中央パン１５０内の液体に注入して流体混合及び接触を促進するために、底部付近の蒸気チムニー１４５の側面にスロットが存在する。
次いで、図１及び３に示されるように、混合流体は、分配のために中央パン１５０に取り付けられた流体分配トラフ１７５に入る。液体は、流体分配トラフ１７５の穴あき底部プレート１７９の穴１７７を通って気液分配トレイ１２５に流れ落ち、蒸気（ガス）は、側壁１８０及び端壁１８５の上部、並びに流体分配トラフ１７５の間の空間３５５上に流れ落ちる。
中央パン１５０に取り付けられた端部の隣接する流体分配トラフ１７５の間にギャップがある場合、中央パン１５０を出る流体が、下の気液分配トレイ１２５に分配するために流体分配トラフ１７５にのみ流入することができるように、ギャップはプレートで閉塞される。
流体分配トラフ１７５は、任意の好適なサイズ及び形状であり得る。狭い流体分配トラフ１７５（例えば、２４インチ未満）は、必要とされる封止を最小限に抑えて容易に設置するために、反応器内の人道（manway）を通過させるように設計することができる。狭い流体分配トラフ１７５は剛性であり、蒸気液体分配トレイ１２５のためのデッキ及び支持梁の上部フランジ上に取り付けられたロッドで支持され得る。流体分配トラフ１７５は、流体分配トラフ１７５の底部プレート１７９上の穴１７７が塞がれず、液体がビームフランジの上部に落下するときに液体の飛沫がほとんど生じないように、ビームフランジの上部の上方から短い距離（例えば、０．２５～０．５インチ）の間隔を空けて配置され得る。複数の狭い流体分配トラフ１７５はまた、流体分配トラフ１７５と気液分配トレイ１２５との間の間隔が下の気液分配トレイ１２５の流体分配の品質に影響を与えることなく低減されるように、流体分配トラフ１７５の側壁１８０及び端壁１８５の上方のクリアランスを通って流体分配トラフ１７５から出る蒸気の速度を低下させる。
トラフの数、寸法、及び形状は、様々な蒸気及び液体の流れ量を収容するように設計され得る。例えば、端壁１８５における流体分配トラフ１７５の幅は、中央パン１５０における流体分配トラフ１７５の幅よりも小さくてもよい。代替的に、端壁１８５における流体分配トラフ１７５の幅は、中央パン１５０における流体分配トラフ１７５の幅と同じであるか、又はそれより大きくてもよい。流体分配トラフ１７５及び空間１９０の数及び間隔は、必要に応じて変化し得る。
流体分配トラフ１７５は、穿孔された底部プレート１７９、傾斜側壁１８０、及び端壁１８５を含んで構成されている。中央パン１５０に取り付けられたトラフの端部は、流体がトラフに入ることができるように開放される。側壁１８０は、反応器シェル２１０に近い端壁１８５で中央パン１５０から１～３インチに取り付けられた側上で粗い液体分配トレイ１２０と収集トレイ１１５との間の間隔に近い高さから傾斜している（例えば、トレイ間の正味の間隔が６インチである場合、側壁１８０は、５．７５インチになる）。典型的には、流体分配トラフ１７５の端壁１８５の高さは、それらが合流する側壁１８０と同じである。
先行技術及び本発明のプロセス及び装置の説明は、添付の図面を参照して提示される。図は、本発明の様々な実施形態の簡略図であり、本明細書に提供される説明及び添付の特許請求の範囲の一般的に広い範囲に関する過度の限定として意図されていない。バルブ、ポンプ、圧縮機、熱交換器、機器、及び制御装置などのある特定のハードウェアは、本発明の明確な理解に必須ではないために省略されている。このハードウェアの使用及び適用は、当業者には周知である。
上記のライン、導管、ユニット、デバイス、容器、周囲環境、ゾーン、又は同様のもののいずれも、センサ、測定デバイス、データ捕捉デバイス、又はデータ送信デバイスを含む１つ以上の監視構成要素を装備してもよい。監視構成要素からの信号、プロセス、又は状態測定値、並びにデータを使用して、プロセス機器内、その周囲、及びその上の状況を監視することができる。監視構成要素によって生成又は記録された信号、測定値、及び／又はデータは、プライベート若しくはパブリック、一般的若しくは特定的、直接若しくは間接的、有線若しくは無線、暗号化若しくは非暗号化、及び／又はそれらの組み合わせ（複数可）であってもよい１つ以上のネットワーク又は接続を介して収集、処理、及び／又は送信されてもよい。本明細書は、この点において限定することを意図するものではない。
監視構成要素によって生成又は記録された信号、測定値、及び／又はデータは、１つ以上のコンピューティングデバイス又はシステムに送信されてもよい。コンピューティングデバイス又はシステムは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、１つ以上のコンピューティングデバイスに１つ以上の工程を含み得るプロセスを実行させる、コンピュータ可読命令を記憶するメモリと、を含み得る。例えば、１つ以上のコンピューティングデバイスは、１つ以上の監視構成要素から、プロセスに関連付けられた機器の少なくとも一部に関連するデータを受信するように構成されてもよい。１つ以上のコンピューティングデバイス又はシステムは、データを分析するように構成されてもよい。データの分析に基づいて、１つ以上のコンピューティングデバイス又はシステムは、本明細書に記載される１つ以上のプロセスの１つ以上のパラメータに対する１つ以上の推奨される調整を決定するように構成されてもよい。１つ以上のコンピューティングデバイス又はシステムは、本明細書に記載される１つ以上のプロセスの１つ以上のパラメータに対する１つ以上の推奨される調整を含む暗号化又は非暗号化データを送信するように構成されてもよい。
弁、ポンプ、フィルタ、冷却器などの様々な他の構成要素は、それらの詳細が十分に当業者の知識の範囲内であり、またそれらの説明が、本発明の実施形態の実践又は理解に必須ではないため、図面には示されていないことが、当業者には認識及び理解されるべきである。
上記の本発明の詳細な説明において、少なくとも１つの例示的な実施形態を提示したが、膨大な数の変形例が存在する点を理解されたい。例示的な実施形態（複数可）は、あくまで実例にすぎず、いかなる意味でも発明の範囲、適用可能性、又は構成の限定を目的としていない点もまた理解されるはずである。むしろ、上記の詳細な説明は、発明の例示的な実施形態を実施するうえで便利な指針を当業者に提供するものであり、添付の特許請求の範囲及びそれらの法的均等物に記載される発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態に記載される機能及び要素の配置に様々な変更がなされ得る点は理解されよう。
特定の実施形態
以下を特定の実施形態と併せて説明するが、この説明は、前述の説明及び添付の特許請求の範囲を例示するものであり、限定するものではないことが理解されるであろう。
本発明の第１の実施形態は、中央開口部を含む収集トレイであって、上側触媒床の底部と流体連通している、収集トレイと、収集トレイの上方の混合チャンバであって、混合チャンバが、中央開口部の周りに位置決めされ、混合チャンバが、反応器壁の内側の位置に配置された外壁と、外壁に取り付けられた上部プレートと、を有し、外壁は、流体が通過することを可能にする開口部を有する、混合チャンバと、反応器壁と外壁との間の収集トレイの上方の空間内にクエンチ流体を注入するためのインジェクを含む、リング分配器と、収集トレイの中央開口部と流体連通している中央パンと、粗液分配トレイ及び下側触媒床の上部と流体連通している蒸気液体分配トレイと、を含む、粗液分配トレイと、を備える、触媒床間の流体の混合及び分配のためのデバイスである。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、インジェクタは、リング分配器に対して接線方向に方向付けられる。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、混合チャンバは、中央開口部の周りに位置決めされた内壁を更に含む。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、混合チャンバは、外壁と内壁との間に位置決めされた中間壁を更に含み、中間壁は、流体が通過することを可能にする開口部を有する。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、液体が通過することを可能にする、内壁の半径方向外側に位置決めされた下降管を更に含む。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、中央開口部の半径方向外側に位置決めされた蒸気の流れ用の蒸気チムニーを更に含む。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、蒸気チムニーは、開放底部を有し、収集トレイの下側表面で終端している。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、蒸気チムニーは、収集トレイの表面の上方及び下方に延在し、蒸気チムニーは、収集トレイの通常の動作液面より上方の上側開口部と、蒸気チムニーの下側に下側開口部と、を有する。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、蒸気チムニーは、側面及び閉塞底部を有し、下側開口部は、蒸気チムニーの底部に隣接する側面にある。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、蒸気チムニーの断面は、三角形である。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、中央開口部の周りに円周方向に配列されて、それらの間に流体流通路を形成する複数の蒸気チムニーが存在する。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、蒸気チムニーは、中央開口部に隣接する内壁と、中央開口部から間隔を置いて配置されている外壁と、を有し、内壁の高さは、外壁の高さよりも小さい。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、蒸気チムニーは、中央開口部に隣接する内壁と、中央開口部から間隔を置いて配置されている外壁と、を有し、内壁の幅は、外壁の幅よりも小さい。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は全てであり、粗液分配トレイは、中央パンと流体連通し、そこから外向きに延在する複数の流体分配トラフを更に含み、流体分配トラフは、互いに間隔を置いて配置され、流体分配トラフは、底部、側壁、及び端壁を含み、側壁は、混合パンから端壁に向かって下向きに傾斜し、流体分配トラフの底部は、そこを通る開口部を有し、端壁は、反応器壁から間隔を置いて配置されている。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、中央パンで隣接する流体分配トラフの間に空間があり、その空間はプレートによって閉塞されている。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、中央パンの流体分配トラフの幅は、端壁での流体分配トラフの幅よりも大きい。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、中央パンの流体分配トラフの幅は、端壁での流体分配トラフの幅よりも小さい。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、外壁の開口部に方向性バッフルを更に含む。本発明の実施形態は、この段落の第１の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、少なくとも１つのパラメータを感知する場所に位置決めされたセンサ、送信機、又はデータを受信し、データを分析し、データを送信し、又はそれらの組み合わせを受信するコンピューティングデバイス、のうちの少なくとも１つを更に備える。
本発明の第２の実施形態は、中央開口部を含む収集トレイであって、上側触媒床の底部と流体連通している、収集トレイと、収集トレイの上方の混合チャンバであって、混合チャンバが、中央開口部の周りに位置決めされ、混合チャンバが、反応器壁の内側の位置に配置された外壁と、外壁に取り付けられた上部プレートとを有し、外壁は、流体が通過することを可能にする開口部を有する、混合チャンバと、反応器壁と外壁との間の収集トレイの上方の空間内にクエンチ流体を注入するためのインジェクタを含むリング分配器であって、インジェクタは、リング分配器に対して接線方向に方向付けられている、リング分配器と、収集トレイの中央開口部と流体連通している中央パンと、粗液分配トレイ及び下側触媒床の上部と流体連通している蒸気液体分配トレイと、を含む、粗液分配トレイと、を備える、触媒床間の流体の混合及び分配のためのデバイスである。本発明の実施形態は、この段落の第２の実施形態までの、この段落の先行する実施形態の１つ、いずれか、又は、全てであり、中央開口部の半径方向外側に位置決めされた蒸気の流れ用の蒸気チムニーを更に含む。
更に説明することなく、前述の説明を用いて、当業者が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明を最大限に利用し、本発明の本質的な特性を容易に確認でき、本発明の様々な変更及び修正を行い、様々な使用及び条件に適合させることができると考えられる。したがって、先行する好ましい特定の実施形態は、単なる例示として解釈されるべきであり、いかなるようにも本開示の残りを限定するものではなく、添付の特許請求の範囲内に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図するものである。
上記では、全ての温度は摂氏度で記載され、全ての部及び百分率は、別途記載のない限り、重量基準である。
［形態１］
触媒床間の流体の混合及び分配のためのデバイスであって、
中央開口部（１４０）を含む収集トレイ（１１５）であって、上側触媒床（１０５）の底部と流体連通している、収集トレイ（１１５）と、
前記収集トレイ（１１５）の上方の混合チャンバ（３００）であって、前記混合チャンバ（３００）が、前記中央開口部（１４０）の周りに位置決めされ、前記混合チャンバ（３００）が、反応器壁の内側の位置に配置された外壁（３１０）と、前記外壁（３１０）に取り付けられた上部プレート（３１５）と、を有し、前記外壁（３１０）は、流体が通過することを可能にする開口部（３２０）を有する、混合チャンバ（３００）と、
前記反応器壁と前記外壁（３１０）との間の前記収集トレイ（１１５）の上方の空間にクエンチ流体を注入するためのインジェクタ（１３７）を含むリング分配器（１３０）と、
前記収集トレイ（１１５）の前記中央開口部（１４０）と流体連通している中央パン（１５０）を含む粗液分配トレイ（１２０）と、
前記粗液分配トレイ（１２０）及び下側触媒床（２１０）の上部と流体連通している気液分配トレイ（１２５）と、を備える、デバイス。
［形態２］
前記インジェクタ（１３７）が、前記リング分配器（１３０）に対して接線方向に方向付けられている、形態１に記載のデバイス。
［形態３］
前記混合チャンバ（３００）が、前記中央開口部（１４０）の周りに位置決めされた内壁（３０５）を更に含む、形態１又は２に記載のデバイス。
［形態４］
前記混合チャンバ（３００）が、前記外壁（３１０）と前記内壁（３０５）との間に位置決めされた中間壁（３３５）を更に含み、前記中間壁（３３５）は、流体が通過することを可能にする開口部（３４０）を有する、形態３に記載のデバイス。
［形態５］
液体が通過することを可能にする、前記内壁（３０５）の半径方向外向きに位置決めされた下降管（３８０）を更に備える、形態３に記載のデバイス。
［形態６］
前記中央開口部（１４０）の半径方向外向きに位置決めされた蒸気の流れ用の蒸気チムニー（１４５）を更に備える、形態１又は２に記載のデバイス。
［形態７］
前記蒸気チムニー（１４０）が開放底部（３７０）を有し、前記収集トレイ（１１５）の下側表面で終端している、形態６に記載のデバイス。
［形態８］
前記蒸気チムニー（１１５）が、前記収集トレイ（１１５）の表面の上方及び下方に延在し、前記蒸気チムニー（１４５）が、前記収集トレイ（１１５）の通常の動作液面より上方の上側開口部と、前記蒸気チムニー（１４５）の下側部分の下側開口部と、を有する、形態６に記載のデバイス。
［形態９］
前記蒸気チムニー（１４５）が、側面及び閉塞底部を有し、前記下側開口部が、前記蒸気チムニー（１４５）の底部に隣接する前記側面にある、形態８に記載のデバイス。
［形態１０］
前記蒸気チムニー（１４５）が、前記中央開口部（１４０）に隣接する内壁（３６０）と、前記中央開口部（１４０）から間隔を置いて配置されている外壁（１６５）と、を有し、前記内壁（３６０）の高さが、前記外壁（３６５）の高さよりも小さい、形態６に記載のデバイス。

Claims (3)

  1. 触媒床間の流体の混合及び分配のためのデバイスであって、
    中央開口部（１４０）を含む収集トレイ（１１５）であって、上側触媒床（１０５）の底部と流体連通している、収集トレイ（１１５）と、
    前記収集トレイ（１１５）の上方の混合チャンバ（３００）であって、前記混合チャンバ（３００）が、前記中央開口部（１４０）の周りに位置決めされ、前記混合チャンバ（３００）が、反応器壁の内側の位置に配置された外壁（３１０）と、前記外壁（３１０）に取り付けられた上部プレート（３１５）と、を有し、前記外壁（３１０）は、流体が通過することを可能にする開口部（３２０）を有する、混合チャンバ（３００）と、
    前記反応器壁と前記外壁（３１０）との間の前記収集トレイ（１１５）の上方の空間にクエンチ流体を注入するためのインジェクタ（１３７）を含むリング分配器（１３０）であって、前記混合チャンバ（３００）の上部プレート（３１５）よりも下方に位置するリング分配器（１３０）と、
    前記収集トレイ（１１５）の前記中央開口部（１４０）と流体連通している中央パン（１５０）を含む粗液分配トレイ（１２０）と、
    前記粗液分配トレイ（１２０）及び下側触媒床（２１０）の上部と流体連通している気液分配トレイ（１２５）と、を備える、デバイス。
  2. 前記インジェクタ（１３７）が、前記リング分配器（１３０）に対して接線方向に方向付けられている、請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記混合チャンバ（３００）が、前記中央開口部（１４０）の周りに位置決めされた内壁（３０５）を更に含む、請求項１又は２に記載のデバイス。
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