KR101015929B1 - 입자층 상류에 배치된 고밀도 유체와 저밀도 유체의 혼합 및 분배 장치 - Google Patents

입자층 상류에 배치된 고밀도 유체와 저밀도 유체의 혼합 및 분배 장치 Download PDF

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Abstract

고밀도 유체(대체로 액체)와 저밀도 유체(대체로 기체)를 혼합 및 분배하는 장치가 입자층(70) 상류의 반응 챔버 내에 또는 연속되는 2개의 입자층 사이에 배치되고, 상기 장치는 고밀도 유체를 반응 장치의 외측으로부터 고밀도 유체와 저밀도 유체 사이의 계면 달성 레벨보다 낮은 레벨까지 도입하기 위한 관 시스템(50)이 수평판 상부에, 바람직하게는 대략 수평판(62) 레벨에 인접하게 위치되는 것을 특징으로 한다. 본 장치는, 특히 수소화 처리용 고정층에서 임의의 유형의 기체/액체 반응에 사용된다.

Description

입자층 상류에 배치된 고밀도 유체와 저밀도 유체의 혼합 및 분배 장치{DEVICE FOR MIXING AND DISTRIBUTING A DENSE FLUID AND A LIGHT FLUID, PLACED UPSTREAM FROM A GRANULAR BED, AND ITS USE IN DESCENDING FLOW}
도 1과 도 2는 혼합 및 분배 시스템의 실시예를 개략적인 형태로 도시하는 도면으로서, 이 혼합 및 분배 시스템이 반응 장치의 제1 입자층 상부에 배치되어, 혼합될 유체가 개별적으로 반응 장치 내로 도입될 수 있는 경우를 도시하고 있다.
도 3a 및 도 3b는 천공관의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 혼합 및 분배 시스템의 실시예를 개략적인 형태로 도시하는 도면으로서, 이 혼합 및 분배 시스템이 반응 장치의 상부 또는 연속되는 2개의 입자층 사이에 배치되어, 혼합될 유체가 개별적으로 반응 장치 내로 도입될 수 있는 경우를 도시하고 있다.
도 6은 제1 입자층의 상류에 바람직하게 배치된 혼합 및 분배 시스템의 실시예를 도시하는 도면으로서, 접촉하게 될 유체가 혼합물 상태로 반응 장치 내로 도입되는 경우를 도시하고 있다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 액체의 도입을 위한 관 시스템이 없이 상이한 기체 유속에 대해 감마 단층 촬영에 의해 얻어진, 반응 장치의 단면에 걸쳐 고밀도 액체 의 분배를 보여주는 그래픽이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 액체의 도입을 위한 관 시스템을 갖춘 상태에서 도 7a, 도 7b 및 도 7c의 경우와 동일한 기체 유속에 대해 감마 단층 촬영에 의해 얻어진, 반응 장치의 단면에 걸쳐 고밀도 액체의 분배를 보여주는 그래픽이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: 반응 장치
50: 관 시스템
54: 배출 오리피스
60: 파이프
62: 수평판
63: 측방향 오리피스
200: 분리 시스템
본 발명은 2개의 유체, 즉 대개 적어도 부분적으로 수소로 이루어지는 본질상 기체 상으로 구성되는 제1 유체와, 탄화 수소로 이루어지는 본질상 액체 상으로 구성되는 제2 유체의 혼합 및 분배를 최적화시킬 수 있는 장치에 관한 것이며, 이 장치는 입자층의 상류에 또는 연속되는 2개의 입자층 사이에 배치된다. 입자층은 입자 형태를 갖는 고형 미립자의 조립체를 의미하며, 이들 입자는 임의의 형태를 갖지만 대개 거의 원통형이나 구형을 가질 수 있고, 수밀리미터 정도의 통상적인 치수를 갖는다. 이들 입자 고형체는 유리하게는 촉매 작용을 한다. 바람직하게는, 본 발명의 혼합 및 분배 장치는 반응 장치에 통합되어 서로 분리된 연속적인 고정 입자층을 하나 이상 수용할 수 있으며, 기체 상과 액체 상의 흐름은 상기 입자 고형체의 고정층(들)을 통과하는 하향식 공통 흐름 형태이다.
본 명세서의 나머지 부분에서는, 혼합 및 분배 시스템 또는 장치에 대한 구별 없이 참조할 것이다. 이들 혼합 및 분배 시스템은 일반적으로 입자층의 상류에, 연속되는 2개의 입자층에, 그리고 상이한 물리적 상태의 적어도 2개의 유체, 거의 액체와 기체가 공급되는 반응 장치의 거의 상부에 위치될 수 있다.
본 출원에서 설명되는 발명은 반응 장치에 적용되며, 이 반응 장치에서 분배될 액체 유동률은 0.5 내지 100 kg/m2/s, 보다 일반적으로는 10 내지 80 kg/m2/s이다.
본 발명은 특히 기체 상이 액체 상과 비교하여 소수인 모든 경우, 즉 기체와 액체 간의 체적비가 1 미만인 경우에 사용되지만, 또한 기체 상이 액체 상과 비교하여 훨씬 다수인 경우, 즉 기체와 액체 간의 체적비가 대개 3/1이고 보통 400/1 미만인 경우에도 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 분야는 기체와 액체 간의 체적비가 0 내지 400(0은 제외)인 경우도 포함된다.
본 발명은 또한 반응이 강한 발열성이어서 기체/액체 혼합물을 냉각시키기 위해 대개 기상인 보충 유체를 반응 장치 내로 도입하는 것을 필요로 하는 경우에도 적용된다.
본 발명은 또한 반응이 대개 기상인 화합물, 예컨대 수소(H2)를 액체 상으로 용해시킬 수 있도록 긴밀한 접촉을 요하는 경우에도 적용된다. 본 발명은 특히, 예컨대 수소화 분해 반응, 수소화 탈황 반응, 수소화 탈질소 반응, C2의 C5 분율로의 선택적인 또는 전체적인 수소화 반응 등의 수소화 처리 반응을 수행하는 데 사용되는 것과 같은 기체/액체 분배 장치 분야에 적용된다. 본 발명은 또한, 증기 분해 가솔린의 선택적인 수소화, 지방족 분율 및/또는 나프탄계 분율에서 방향족 화합물의 수소화 및 방향족 분율에서 올레핀의 수소화의 경우에 적용된다.
또한, 기체 상 및 액체 상의 양호한 혼합을 요하는 그 외의 반응, 예컨대 부분적인 또는 전체적인 산화 반응, 아미노화 반응, 아세틸 산화 반응, 가암모니아 산화 반응 및 할로겐화 반응 특히 염소화 반응을 수행하는 데 적용된다.
수소화 탈황 반응, 수소화 탈질소 반응, 수소화 분해 반응의 특정한 분야에서는, 특히 예컨대 30 ppm 미만의 황을 함유하는 부산물을 얻기 위하여 강한 전환을 달성하는 것이 요망되는 경우, 대체로 약 3/1로부터 약 400/1로, 흔히 약 10/1로부터 약 200/1로 변하는 기체 대 액체 체적비가 관계되는 견지에서, 기체 및 액체, 주로 액체의 양호한 분배를 갖는 것이 필요하다. 이는 또한 앵글로-색슨 용어에서 급냉이라 불리우는 보조 냉각 유체를 사용하는 경우이며, 이때 냉각을 수행하기 위해 도입되는 보조 유체와, 흔히 공정 유체라 불리우는 공정의 유체 사이에 매우 양호한 접촉이 필요하다.
기술 상태의 고찰
적어도 하나의 기체 상과 적어도 하나의 액체 상으로 이루어지는 유체의 분배 최적화 문제는 이미 아래에 검토된 여러 해법들의 주제이다.
프랑스 특허 제2 745 202호와 미국 특허 제5,688,445호는 기체(상부 구멍)와 액체(하부 구멍)의 통로를 위해 파이프를 따라 층층이 배치된 구멍에 끼워맞춤되는 파이프를 갖춘 판을 제안하고 있다. 이 종래 기술에는 반응 장치의 상부에서 액체의 주입으로 인한 판 상부의 액체/기체 계면의 변동을 방지하는 시스템이 마련되어 있지 않다. 실제로, 이들 구조 때문에, 이 계면에서 임의의 불균형은 물론 하나의 파이프로부터 다른 파이프로의 기체 및 액체 흐름의 불균형을 의미하며, 이는 혼합물의 균등성에 명백하게 유해하다.
국제 특허 95/35159호는 2개의 레벨의 분배 시스템을 제안하고 있다. 제1 레벨은 반응 장치로 도입되는 기체/액체 흐름의 충격을 완충시키기 위한 융기된 에지가 있는 원형판으로 구성된다. 이때, 액체는 이 제1판으로부터 관을 통해 분배판을 향해 흐르는 데, 이 관의 기부는 슬롯을 포함한다. 이들 관은 액체 하중 하에 있지 않아 특정량의 기체가 액체와 혼합된 상태로 흐를 수 있다. 이 제1판은 제2판 또는 분배판 상의 액체 레벨의 진동을 가라앉히지만, 하향 관에서 기체의 동반이 분배판의 액체 안내부에서 기포를 발생시켜 분배 파이프의 공급을 열화시킬 수 있다. 제2 레벨은 판 상부에 부분적으로 위치되고 판 하부에 부분적으로 위치되는 구멍이 천공되어 있는 파이프를 갖춘 판으로 구성된다. 이 판의 단점은 액체 유속에 비하여 융통성이 2개의 유형의 파이프를 사용하여 달성된다는 점이다. 따라서 액체 유속에 따라, 주입점의 밀도가 가변될 수 있다. 또한, 2개의 레벨의 도입은 반응 장치의 상부에 실질적인 높이를 부과한다.
미국 특허 제4,140,625호는 벤츄리 증기가 횡단하는 판 시스템을 제안하고 있다. 이들 증기의 상부에서 기체가 주입되고 액체는 벤츄리의 수렴 영역의 상류 또는 목부에서 주입된다. 이어서, 기체/액체 혼합물은 촉매층 내로 주입된다. 이 시스템은 액체용 구멍이 단 하나의 레벨로 존재하기 때문에, 액체 유속과 관련하여 융통성이 작다는 단점이 있다.
미국 특허 제5,799,877호는 기체와 액체가 동심관을 통해 주입되는 분배판 시스템을 제안하고 있는데, 이 기체 주입용 관은 중심에 위치되어 있다. 액체 유속의 관점에서 광범위한 작동 범위를 보장하기 위하여, 액체 주입용 관의 높이는 주입점에 따라 가변될 수 있다. 따라서, 이 발명은 액체 유속에 따라 가변될 수 있는 액체의 주입점의 밀도를 제안한다는 단점이 있다. 특히, 양호한 분배를 가장 어렵게 하는 가장 작은 액체 유속은 가장 작은 수의 주입점에 이점이 있다. 또한, 반응 장치로의 진입시 기체/액체 흐름의 충격으로 인한 판 상부에서의 액체 레벨의 변동을 감쇠시키는 시스템이 마련되어 있지 않다.
요약하면, 액체 상과 기체 상이 혼합된 상태로 주입되는 판을 사용하는 이들 여러 특허에서 제안된 시스템 중에서, 상기 판은 액체 유속과 관련하여 융통성이 크지만 판 상류의 기체/액체 계면을 안정화시키는 수단이 없거나, 판이 기체/액체 계면의 변동을 감쇠시키도록 2개의 레벨을 갖지만 액체 유속과 관련하여 융통성이 작다.
본 발명의 주제는 하나는 밀도가 낮은 기체이고 다른 하나는 밀도가 높은 액체인 2개의 유체의 혼합과, 고형 입자층의 상류에 있는 반응 장치의 섹션 전체에 걸쳐 이 혼합물의 가장 균등한 분배를 수행할 수 있는 장치이다. 상기 장치는 반응 챔버의 섹션 전부를 덮고 복수 개의 거의 수직 파이프를 지지하는 대략 수평판과, 유리하게는 섹션이 일정하고, 상기 수평판의 상부에 위치한 반응 장치의 부분과 연통하는 상단부와, 수평판의 하부에 위치한 반응 장치의 부분과 연통하는 하단부를 포함하는 복수 개의 거의 수직 파이프를 구비하고, 상기 파이프는 고밀도 유체와 저밀도 유체의 일부를 상기 파이프 내로 도입할 수 있는 측방향 오리피스가 천공되어 있는 혼합 및 분배 장치에 있어서, 반응 장치의 외측으로부터 수평판 및 고밀도 유체와 접촉하는 파이프의 하나 이상의 측방향 오리피스의 레벨 사이의 체적 내로 고밀도 유체를 도입하기 위한 관 시스템을 포함하고, 이 관 시스템은 수평판 위에 놓이는 상기 체적 내에 완전히 침지되는 고밀도 유체용 배출 슬롯을 갖는 것을 특징으로 한다.
밀도가 보다 낮은 제1 유체는 수평판의 상류에 있는 반응 장치의 입구에 의해 주입된다. 밀도가 보다 높은 제2 유체는 후술하는 복수 개의 대략 수평의 제2관이 유리하게 추가되는 대략 수직의 주(主)관을 구비하는 관 시스템을 통해 주입될 수 있고, 이 관 시스템은 바람직하게는 파이프를 지지하는 수평판 레벨의 약간 위에 위치되는 레벨로 방출하는 복수 개의 오리피스를 포함하며, 이 레벨은 수평판 위에 놓이는 제2 유체의 체적 내에 완전히 침지된다. 2개의 유체가 수평판의 상류에서 개별적으로 주입되면, 파이프를 지지하는 수평판 상에 놓이는 제2 유체의 체적과, 제2 유체의 상부와 반응 장치의 상부 사이에 자유롭게 남겨진 공간을 차지하는 제1 유체의 체적 사이에 평탄한 계면이 형성된다. 본 발명에 설명된 시스템은 제2 유체의 체적과 제1 유체의 체적 사이에서 이 계면이 평탄하고 수평으로 유지되게 함으로써, 2개의 유체 각각에 의해 상이한 천공 파이프로의 균등한 공급을 조절한다. 보다 정확하게는, 제1 유체의 보다 많은 부분이 상기 파이프의 상단부에 위치한 오리피스와 파이프를 따라 여러 레벨에 배치된 측방향 오리피스의 제1 부분에 의해 파이프 내로 도입되고, 제2 유체는 제1 부분 아래에 위치한 이들 측방향 오리피스의 제2 부분에 의해 도입된다. 이 시스템은 고밀도 유체의 체적에 나타나서 파이프로의 공급을 방해할 수도 있는 기포 형성 또는 거품 현상이 회피될 수 있게 한다. 보다 정확하게는, 본 장치는 2개의 유체 사이의 계면이 방해받지 않을 때 가능한 바와 같이, 고밀도 유체에 의한 파이프의 공급이 에멀션 또는 매우 미세한 기포의 형태로 고밀도 유체 내에 저밀도 유체의 일부가 존재하여 어느 정도 공기가 혼입된 상태가 아니라, 사실상 모든 파이프에서 동일한 균등한 물리적 상태의 고밀도 유체에 의해 행해지는 것을 보장할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 액체 상과 기체 상은 고형 입자층(들)을 통해 하향식 공통 흐름으로 순환한다.
반응 장치 섹션의 파이프 수/m2로서 표기되는 파이프의 밀도는 대체로 100 내지 700개/m2, 바람직하게는 150 내지 500개/m2이다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 측방향 오리피스가 적어도 2개의 레벨에 걸쳐 파이프를 따라 분배되며, 최하 레벨은 관 시스템이 방출하는 레벨에 대해 100 내지 300 mm의 거리에 위치되고 연속되는 레벨은 서로 적어도 20 mm의 간격을 두고 떨어져 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 파이프는 수평판의 레벨 아래에서 거리(h) 만큼 연장될 수 있고, 이 거리(h)는 10 내지 100 mm인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 파이프의 하단부를 층의 상부 레벨로부터 분리하는 거리(d)는 0 내지 50 mm(0 제외), 바람직하게는 0 내지 20 mm(0 제외)이다.
유리하게는, 본 장치에 라인에 의해 연계되어 액체 상과 기체 상 사이의 물질 교환을 가능하게 하는 반응 장치 외측의 완충 드럼이 반응 장치의 상부의 상류에 위치될 수 있고, 상기 라인은 용해된 기체를 선택적으로 함유하는 주로 액체 상과 주로 기체 상이 반응 장치 내로 개별 주입될 수 있게 하며, 상기 주로 액체 상과 기체 상은 상기 완충 드럼 내에서 액체 상과 기체 상의 이전의 접촉의 결과로서 생긴다.
주로 기체 상은 기체를 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 70%, 보다 바람직하게는 적어도 90% 함유하는 상을 의미한다. 주로 액체 상은 액체를 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 70%, 보다 바람직하게는 적어도 90% 함유하는 상을 의미한다.
따라서, 본 발명은 액체 유속과 관련하여 융통성이 크며, 기체/액체 계면의 레벨 변동이 없는 것을 보장한다.
특정한 경우에, 상들의 도착과 반응 장치 내로의 도입은 혼합된 상태에서 수행될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명을 실시하기 위해서는, 이 혼합된 상을 분리하는 시스템을 반응 장치의 상부에 제공함으로써, 이 분리 시스템의 출구에서 이미 규정한 주로 기체 상과 주로 액체 상을 이용할 수 있는 것이 필요하다. 이 분리 시스템은 기체 상과 액체 상이 반응 장치 내로 혼합 상태에서 도입되는 경우에는 본 발명의 일체 부품이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징은 실시예로서 이하에 제공된 설명을 읽으면 보다 명백해질 것이다.
도 1에 개략적으로 도시된 반응 장치는 하향식 공통 기체/액체 흐름 상태로 동작하는 연속된 하나 이상의 층을 포함하는 세장형 고정층 반응 장치(10)이다. 액체 충전물(12)은 반응 장치의 상부에 인접하여 라인(2)을 통해 관 시스템이라고도 칭하는 적어도 하나의 관(50) 내로 주입된다.
기체 충전물(11)은 반응 장치(10)의 하나 이상의 레벨에서 주입되며, 이들 레벨 중 적어도 하나는 반응 장치의 상부에 배치된다. 기체 충전물은 라인(1)에 의해 반응 장치의 상부에 주입된다. 관 시스템(50) 또는 라인(2)의 압력이 상승하면, 압력차 센서에 의해 제어되는 조절 밸브로 구성되는 압력 보상 시스템(13)이 라인(1)에 흐르는 액체의 일부를 배출시킨다.
반응 장치의 모든 섹션을 덮는 대략 수평판(62)은 상기 반응 장치의 벽에 부착되어, 대략 원형이거나 세장형인 일련의 통로 오리피스(63)를 반응 장치의 측벽 을 따라 제공하면서 상단이 개방된 복수 개의 파이프(60)를 지지한다. 이들 파이프는 반응 장치의 축선에 대해 대략 평행하다.
액체는 필요에 따라 유체용 배출 슬롯(53)에 끼워맞춤되는 적어도 대략 수직관(50)에 의해 수평판에 최대한 가깝게 주입되는 것이 유리하며, 이들 슬롯은 관(50) 하부의 외주에 배치된다. 상기 관의 슬롯은 수평판과 액체의 측방 통과를 위한 오리피스의 레벨에 의해 형성되는 수평판 상부의 액체 체적 내에 완전히 침지되며, 이들 오리피스도 완전히 침지되는 것이 바람직하다. 관(50)은 또한 액체용 배출 오리피스(54)에 끼워맞춤되는 일련의 대략 수평관(51)에 의해 연장될 수도 있다. 관(50)은 반응 장치(10)의 벽을 횡단한 후에 액체의 주입을 위한 라인(2)에 연결된다.
관(50)의 천공관(51) 또는 주변 슬롯(53)이 배치되는 레벨은 이들 천공관(51)이 파이프(60)의 측방향 통로 섹션(63)의 하나 이상의 레벨을 공급하는 액체 체적 내에 침지되도록 파이프(60)의 측방향 통로 섹션(63) 또는 측방향 오리피스의 (유체 흐름 방향으로) 최하 레벨 미만에 정해진다. 이에 따라, 액체는 라인(2)을 통해 직접 주입된 다음, 공급관(50)에 이어서 관(51) 또는 슬롯(53)을 통과한다.
관(51) 또는 슬롯(53)은 수평판(62)에 의해 유지되는 액체 체적 내에 완전히 침지된다. 이러한 방식으로, 파이프를 포함하는 종래의 장치와 달리, 본 발명은 안정적인 수평의 기체/액체 계면의 점검을 가능하게 한다. 반응 장치의 섹션을 최상으로 덮기 위하여 유체를 분배하기 위한 다수의 파이프가 수평판 상에 배치된 경 우에는, 실제로 안정적인 수평 기체/액체 계면을 생성하여 상이한 파이프 간에 동일한 유체 공급을 보장하는 것이 우선적으로 중요하다.
일반적으로, 관(51)의 레벨 또는 슬롯(53)의 상부를 파이프(60)의 측방 통로 섹션(63)의 최하 레벨로부터 분리하는 거리는 50 mm 이상, 바람직하게는 100 mm 내지 300 mm가 된다.
액체 주입 시스템의 설치가 기체/액체 주입점의 수를 가능한 한 작게 제한하도록 하기 위해, 일반적으로 공급관(들)(50)이 반응 장치의 축선에 가까운 영역에서 하나 이상의 파이프(60) 대신에 위치되며, 관(51)은 대략 수평 축선을 따라 파이프(60)의 열 사이에 배치된다. 이에 따라, 파이프 사이의 피치가 삼각형 또는 정방형이든지 간에 8개의 관(51)이 파이프(60) 사이에 배치될 수 있다.
도 2는 파이프 사이의 피치가 삼각형인 경우에 관(51)의 분배 예를 도시하고 있다.
도 3a와 도 3b는 관(51)의 단면을 도시하여 이들 관 상에 배치된 배출 섹션의 2가지 예를 보여주고 있다. 관(51) 상에 배치된 배출 섹션(54)은 수렴부 후방에 분기부가 존재하도록 다양한 크기의 오리피스(54)이거나, 대략 일정한 원형의 통로 섹션이 있는 노즐(55)이거나, 가변 통로 섹션이 있는 노즐일 수 있다.
이들 오리피스(54) 또는 노즐(55)은 관(51)의 길이 방향으로 대략 수평 축선을 따라 배치되어, 거의 하방으로 지향된다. 바람직한 방식에 있어서, 관(51)을 가로지는 수직 축선에 대해 우측 절반부 상에 위치한 각도를 양으로 간주하고, 동일 축선에 대해 좌측 절반부 상에 위치한 각도를 음으로 간주했을 때, 오리피스 또 는 노즐의 축선과 수직 사이의 각도(α)는 -90°내지 90°, 바람직하게는 -45°내지 45°가 된다.
액체의 주입 속도는 관(50)이 항상 액체로 충전되도록 결정된다. 관(51)의 배출 오리피스 또는 노즐이나 슬롯(53)에서 액체의 주입 속도는 거의 0.5 내지 5 m/s이다. 이에 따라, 이 속도 범위는 액체의 공급 유속 관점에서 1개 내지 10개의 변동 범위를 가능하게 한다.
기체 충전물 및 액체 충전물은 천공 파이프(60) 내에서 혼합되는데, 액체 상과 기체 상 사이의 계면 위에 위치한 파이프의 측방향 통로 섹션(63)은 기체 주입에 사용되고, 기체 상과 액체 상 사이의 계면 아래에 위치한 파이프의 측방향 통로 섹션은 액체 주입에 사용된다.
따라서, 파이프(60)를 따라 여러 개의 레벨 상에 배치된 측방향 통로 섹션(63)은 특정하게 액체 상의 통로나 기체 상의 통로에 배치되지 않고, 당연히 계면의 위치에 따라, 기체 상이 통과하는 계면과 관련있는 상부 군과 액체 상이 통과하는 상기 계면과 관련있는 하부 군으로 분할됨을 유념해야 한다.
이 계면은 본 발명에 따른 장치의 특징, 특히 액체의 도입을 위한 시스템(50)으로 인해 기체 유속과 액체 유속의 예견된 모든 범위에 걸쳐 평면 특성과 양호하게 규정된 특성을 갖는다. 따라서, 소정의 측방향 통로 섹션(63)과, 동일 레벨에 속하는 통로 섹션(63)의 조립체는 액체 상과 기체 상의 각각의 유속에 따라 액체 상이나 기체 상이 통과하게 된다.
액체 상의 유속이 크면 클수록 액체 상과 기체 상 사이의 계면은 높은 레벨 에 위치하게 되지만, 이 레벨은 파이프(60)의 상단 레벨을 초과하지 않는다는 것이 명백하다.
본 발명에 따른 장치의 작동 원리는 파이프(60) 내에서 액체 상과 기체 상을 미리 혼합한 후에 이 혼합물을 상기 파이프(65)의 하부 개방단에 의해 층으로 상이한 입구 지점에서 주입한다.
측방향 오리피스(63)는 형태가 변할 수 있는데, 예컨대 자체가 오리피스 또는 하나 이상의 슬롯 형태를 보일 수 있다. 이들 측방향 오리피스는 적어도 2개의 상이한 레벨, 바람직하게는 3개 내지 10개의 레벨 상에 배치되는데, 그 중 최하부에 위치한 적어도 하나의 레벨은 액체의 통로로 사용되고, 그 중 최상부에 위치한 적어도 하나의 레벨은 기체의 통로로 사용된다. 따라서, 파이프(60)의 기하학적 형상으로 인해 액체 유속과 기체 유속의 변동 관점에서 판의 사용 융통성이 커지게 된다.
오리피스 또는 슬롯의 연속되는 2개의 레벨 사이의 거리는 20 mm 보다 크고, 바람직하게는 적어도 50 mm이다. 슬롯이 포함되는 경우 최대 폭에 대응하고, 또는 오리피스가 포함되는 경우 최대 직경에 대응하는 측방향 통로 섹션의 최대 폭은 파이프 직경의 75% 미만이고 통상 2 mm를 초과하는 것이 유리하다. 기체/액체 혼합물의 주입점을 결국에는 촉매층에 양호하고도 확실히 분배하기 위해서는, 특정한 밀도의 파이프가 필요하게 된다. 이 밀도는 일반적으로 층 섹션이 100 내지 700 pipes/m2, 바람직하게는 150 내지 500 pipes/m2이다. 파이프(60)를 따라 최하부에 위치한 통로 섹션의 레벨과 관(51)의 레벨 또는 슬롯(53)의 상부 레벨 사이의 거리(H)는 일반적으로 100 mm를 초과하고, 바람직하게는 100 내지 300 mm이다.
이 거리의 효과는 먼저 충분한 액체 체적을 남겨 오리피스(54) 또는 노즐(55) 또는 슬롯(53)에 의해 관(51)으로부터 나오는 액체 분사의 동력학 에너지를 분산시키고, 이 액체 분사가 가능한 한 수평판(62)과 평행하게 멀리 유지되어야 하는 기체/액체 계면을 방해하는 것을 방지한다. 이 거리는 또한 파이프(60) 내에서 기체/액체 혼합물의 잔류 시간을 연장시키는 효과를 갖고, 이에 따라 기체와 액체 사이의 질량 전달을 최적화시킨다. 따라서, 수평판(62)의 파이프(60)는 정적 혼합기의 일부를 담당한다.
결국, 파이프(60)는 유리하게는 파이프의 지지판(62; 수평판) 아래에서 거리(h)만큼 연장되어 액체의 일부가 수평판(62)의 하부면 아래에 산포되는 것을 방지하고, 혼합물의 배출점과 층으로의 유입점 사이의 간격을 감소시킨다. 상기 거리(h)는 10 내지 100 mm가 바람직하다.
이때, 층으로의 주입전에 기체/액체 혼합물의 분리를 방지하기 위하여, 관(60)의 하단부와 층 상부 사이의 거리는, 바람직하게는 0 내지 50 mm(0 제외), 보다 바람직하게는 0 내지 20 mm(0 제외)이다.
입자층의 상부에는 일반적으로 안내층이라 불리우는 불활성의 구형 미립자층(70)이 그 위에 배치되어 촉매층에 관하여 기체 및 액체 유체의 분배가 손상되지 않게 유지시킨다. 이 층의 두께는 일반적으로 50 mm보다 크고, 바람직하게는 80 내지 500 mm, 보다 바람직하게는 100 내지 300 mm이다. 사용되는 불활성의 구형 미립자의 직경은 일반적으로 6 mm, 바람직하게는 15 mm보다 크다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 분배 시스템의 제2 실시예를 보여주고 있는 도면으로서, 이 시스템이 제1층의 상류에서 반응 장치의 상부에 또는 연속되는 2개의 층 사이에 배치되어, 혼합될 유체 중 적어도 하나가 반응 장치의 외측으로부터 직접 도입되는 경우를 도시하고 있다. 이 제2 실시예에서, 제1 유체는 반응 장치의 축선을 따라 주입된다.
이 유체는 분배 시스템이 반응 장치의 상부에 위치한 경우에는 기체 충전물이거나, 분배 시스템이 연속되는 2개의 입자층 사이에 위치한 경우에는 상류의 입자층으로부터 나오는 기체/액체 혼합물일 수 있다. 제2 유체는 천공관(120) 시스템에 의해 주입되는데, 이 천공관 시스템 중 주(主)관(110)은 반응 장치의 측벽을 횡단한다.
제2 유체는 분배 시스템이 반응 장치의 상부에 위치한 경우에는 액체 충전물이거나, 분배 시스템이 연속되는 2개의 입자층 사이에 위치한 경우에는 상부층으로부터 나오는 기체/액체 혼합물를 냉각시키기 위한 액체 또는 기체 유출물일 수 있다. 제1 유체 및 제2 유체의 혼합 및 분배는 수평판(62) 상에 배치된 천공 파이프(60)를 통해 행해진다.
이들 파이프(60)의 특징은 제1 실시예에서 설명된 것과 동일하다. 주관이라 불리우는 관(110)은 2개의 파이프 열 사이에 대략 수평한 방식으로 배치되어, 이 주관에 연결되고 또한 대략 수평한 축선을 따라 연장되거나 원형, 타원형 또는 장방형의 오리피스에 의해 간단히 천공되는 측방향 제2관(120)에 의해 연장될 수 있다.
제2관(120)은 주관과 동일한 평면에 위치되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 관(110, 120)의 레벨과 측방향 통로 섹션(63)의 최하부에 위치한 레벨 사이의 거리는 50 mm보다 크고, 바람직하게는 100 내지 500 mm이다.
이 거리에 의해 관(120)으로부터 나오는 액체 또는 기체 분사의 동력학 에너지가 수평판 상부에 위치한 기체/액체 계면을 방해하지 않도록 산포될 수 있다. 또한, 제2 유체의 목적이 상류에 위치한 입자층으로부터 나오는 기체/액체 혼합물을 냉각시키는 것이라면, 이 거리는 양호한 열교환을 수행하는 데 필요한 접촉 시간이 증가될 수 있게 한다.
도 5는 파이프(60) 사이의 피치가 정방형인 경우에 제2 유체의 주입에 사용되는 관의 망상 조직을 상부에서 본 구조의 일례를 보여주고 있다. 이 경우에, 제2관(120)은 주관(110)에 대해 대략 직각으로 배치된다. 제2관(120)의 배출 섹션의 특징은 도 3에서 설명된 것과 동일하다.
관(120 또는 110)의 배출 섹션은 수렴부 후방에 분기부가 존재하도록 다양한 형태의 오리피스(54)이거나 노즐(55)일 수 있으며, 그 통로 섹션은 대략 일정한 원형이거나 가변될 수 있다.
이들 오리피스 또는 노즐은 대략 하방으로 지향되고, 오리피스 축선과 수직 사이의 각도(57)는 -90°내지 90°, 바람직하게는 -45°내지 45°이다. 제2 유체가 액체인 경우, 오리피스(54) 또는 노즐(55)에서 액체의 주입 속도는 0.5 내지 3 m/s이다. 제2 유체가 기체인 경우, 오리피스(54) 또는 노즐(55)의 레벨에서 주입 속도는 0.5 내지 5 m/s인 것이 유리하다. 따라서, 이 속도 범위는 기체 공급 속도 관점에서 1개 내지 10개의 변동 범위를 가능하게 한다.
도 6은 본 발명에 따른 분배 장치의 제3 실시예를 보여주고 있는 도면으로서, 이 분배 장치가 반응 장치의 상부에 배치되어, 혼합 및 분배될 유체가 혼합 상이라고도 불리우는 혼합물의 상태로 반응 장치 내에 도입되는 경우를 도시하고 있다. 분배될 유체가 반응 장치 내에 개별적으로 주입될 수 없는 경우에, 이들 유체는 사실상 2상의 공통 유동 형태로 도입된다.
이 경우, 분배 시스템은 여전히 2개의 유체를 공급하기 위한 측방향 통로 섹션(63)이 있는 파이프(60)를 구비한 수평판에 의해 구성되지만, 수평판(62)의 상류에서 2개의 유체를 분리할 수 있는 분리 시스템(200)이 상부에 위치된다. 반응 장치의 상부에서 이러한 분리로부터 발생되는 기체 유체의 도입은 측방향 배출 윈도우(230)에 의해 행해지고, 수평판(62)에서 상기 분리로부터 발생되는 액체 유체의 도입은 전술한 경우와 동일한 조건의 관(51)의 망상 조직을 제공하는 동심관(240, 245) 시스템에 의해 행해진다.
파이프(60)의 특징은 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하다. 분리 시스템(200)은 액체용의 적어도 하나의 접선 방향 출구(215)에서 종결되는 원통형 중심관(210)과, 기체용의 적어도 하나의 접선 방향 출구(230)에 의해 구성되는데, 이 출구는 관의 축선에 대해 적어도 90°의 회전을 흐름 상에 부과한다.
프랑스 특허 제2 798 864호에 이미 설명된 이 시스템은 기체/액체 혼합물의 신속한 분리를 가능하게 하며, 이 혼합물에서 액체에 대한 기체의 질량 유속의 비는 0.1 내지 10이다. 기체 및 액체를 위한 접선 방향 출구의 수는 1개 내지 4개, 바람직하게는 각 상에 대해 2개이다. 일례로, 관(210)의 통로 섹션에 대한 각 접선 방향 출구 중 개구 섹션의 비율은 0.25 내지 1, 바람직하게는 0.4 내지 0.6이다.
접선 방향 출구(215)의 높이와 폭 간의 비율은 대체로 1 내지 4, 바람직하게는 대략 2이다. 관(210) 내측 및 접선 방향 출구(215)의 상류에 나사(220)가 추가될 수 있다. 이 나사(220)는 단일 회전 또는 이중 회전 타입일 수 있다. 유체의 통로 섹션에 대응하여 관의 직경에 대한 나사의 폭의 비율은 0.5 내지 1 이다.
나사의 피치수(즉, 나사의 전체 높이 대 나사의 피치)는 대체로 1 내지 6개, 바람직하게는 2 내지 3개이다.
관(210)에서 나오는 유체는 챔버(225)로 복귀되는데, 이 챔버의 직경은 관(210)의 직경보다 2배 크고 반응 장치의 직경의 90% 미만이다.
기체는 접선 방향 배출 섹션(230)을 통해 챔버로부터 비워진다. 이 배출 섹션은, 예컨대 원형 또는 타원형인 오리피스나 장방형의 슬롯에 의해 구성될 수 있다. 배출 섹션(230)의 전체 면적의 비율, 즉 관(210)의 섹션으로 나눈 섹션(230)의 면적 총합은 0.5 내지 4, 바람직하게는 대략 2 이다.
배출 섹션(215)으로부터 배출 섹션(230)을 분리하는 거리(p)는 대체로 최소한 50 mm이고, 특히 100 내지 300 mm이다. 액체는 적어도 하나의 관(240)에 의해 챔버(225)로부터 배출되는데, 상기 관의 상단부는 챔버의 바닥에 연결되고 하단부는 적어도 하나의 수평 천공관(51)에 연결된다.
관(51)의 배출 섹션은 수렴부 후방에 분기부가 존재하도록 다양한 크기의 오 리피스(54)이거나 노즐(55)일 수 있고, 그 통로 섹션은 대략 일정한 원형이거나 가변될 수 있다. 이들 오리피스(54) 또는 노즐(55)은 대체로 하방으로 지향되고, 오리피스 축선과 수직 사이의 각도(57)는 -90°내지 90°, 바람직하게는 -45°내지 45°이다. 오리피스(54) 또는 노즐(55)의 직경은 관(240)을 액체의 유속 범위 전체에 걸쳐서 액체, 보다 일반적으로 고밀도 유체로 충전된 상태로 유지하도록 적합하게 될 수 있다. 따라서, 유속 변동 범위는 챔버(225) 내에 고밀도 유체의 레벨 높이의 변동에 대응하게 된다.
이 레벨은 여전히 관(210)의 저부를 챔버(225)의 저부로부터 분리시키는 거리보다 낮게 된다. 고밀도 유체 유속의 범위를 증가시키기 위하여, 챔버(225)에 제2 배출관이 추가될 수 있다. 대체로 관(240) 내에 동심으로 위치되는 이 제2 배출관(245)은 챔버(225) 내로 방출되어, 이 챔버의 상단부에서 고밀도 유체의 유입 오리피스로서 작용한다.
제2 배출관(245)의 상단부는 챔버(225)의 저부로부터 거리(hθ)에 위치됨으로써, 이 제2 배출관(245)은 고밀도 유체의 유속이 상기 거리(hθ)보다 큰 챔버(225)의 고밀도 유체 레벨에 대응하는 경우에만 사용된다. 이 제2 배출관(245)은 또한 그 하부에서 천공관(51)과 동일한 유형의 적어도 하나의 천공관(52)에 연결된다. 이 제2 배출관(245)은 도 5에 도시된 바와 같이 관(240)과 동심이거나 관(240)으로부터 독립적일 수 있다.
천공관(52)의 특징은 천공관(51)의 특징과 동일하다. 천공관(52)의 배출 오 리피스 또는 노즐의 통로 직경은 고밀도 유체의 최대 유속에서 챔버(225) 내의 고밀도 유체 레벨이 챔버(225)의 저부와 관(210)의 하단부 사이의 거리를 초과하지 않도록 적합하게 된다.
다음의 예는 본 발명을 예증한다.
종래 기술에 따른 판과 본 발명에 따른 판 사이의 비교예
함께 유동하는 기체/액체 흐름이 공급되는 천공 파이프를 갖춘 판으로 구성되는 표준 시스템과 도 4에서 설명된 바와 같이 반경 방향 관에 의해 액체가 공급되는 천공 파이프를 갖춘 판을 구비하는 시스템 간에 비교 시험을 수행하였다. 상기 2개의 시스템을 직경이 400 mm인 반응 장치에서 시험하였다.
기준 분배 시스템, 즉 종래 기술에 따른 시스템은 직경이 15 mm인 파이프가 55개 고정된 판으로 구성된다. 상기 파이프는 직경이 7 mm인 20개의 원형 오리피스가 천공되는데, 이 오리피스는 판의 레벨에 대해 50 내지 250 mm 사이의 10 레벨 상에 층층이 배치된다. 비교 시험을 수행하는 도중에, 분배 시스템에는 반응 장치의 상부에서 대략 수직 축선 방향을 따라 도입되는 하향식 공통 기체/액체 흐름이 직접 공급되었다.
본 출원에서 설명된 분배 시스템은 직경이 15 mm인 파이프(60)가 55개 고정된 판으로 구성된다. 상기 파이프(60)는 직경이 7 mm인 16개의 원형 오리피스가 천공되는데, 이 오리피스는 판의 레벨에 대해 90 내지 250 mm 사이에 층층이 배치된 8 레벨 상에 위치된다. 액체는 도 4에서 설명된 기하학적 형태를 따르는 반응 장치의 측벽을 가로지르는 관(110)에 의해 도입된다. 이 관은 직경이 7 mm인 68개 의 오리피스에 의해 천공되는데, 이 오리피스는 수직에 대해 각도(57)(즉, -45°, -30°, 30°, 45°)에서와 거의 동일한 분배 방식으로 배치된다. 제공된 시험의 경우, 이들 오리피스에서의 액체 속도는 3.8 m/s이다. 관(110)의 오리피스 레벨과 파이프의 오리피스의 최하 레벨 사이의 거리는 50 mm이다.
도 7은 파이프(60)의 저부로부터 500 mm의 거리에 위치한 감마선 단층 촬영에 의해 촉매층에서 측정된 기체 함량의 분배 비교를 나타내고 있다. 도 7과 도 8은 표준 분배 시스템이 사용된 경우와 본 발명에 따른 시스템이 도입된 경우에 각각 측정된 기체 함량의 사진을 나타내고 있다. 칼라의 비율 범위는 기체 함량이 0인 검정색(액체 흐름만 존재)으로부터 기체 함량이 60%인 흰색까지 정해진다. 반응 장치의 빈 섹션에 관한 액체 유동률은 56 kg/m2/h이고, 기체 유동률은 0.2 kg/m2/h(도 7a와 도 8a), 0.5 kg/m2/h(도 7b와 도 8b) 및 1 kg/m2/h(도 7c 및 도 8c)이다.
도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 7은 도 8의 레벨보다 덜 균일한 회색의 레벨을 보여주고 있으므로, 액체 도입 시스템이 없을 때는 층의 섹션에 걸쳐 기체의 분배가 명백하게 열화된다. 반응 장치의 직경에서 얻어진 프로파일이 나타내는 바와 같이, 사실상 기체 함량은 섹션의 전부에 걸쳐서 모두 균등하지 않다.
액체 레벨은 실제로 판에서 균형을 이루지 않고, 파이프는 모두 동일한 방식으로 제공되지 않는다. 대조적으로, 본 발명에 따라 기술된 시스템은 층의 모든 섹션에 걸쳐 균등한 분배가 얻어질 수 있게 한다. 반응 장치의 직경에서 얻어진 기체 함량 프로파일은 모두 매우 수평적이다. 분배 시스템의 효율성은 기체/액체 혼합물에서 기체 함량의 체적이 20%에서 50%로 변동되는 경우에 우수한 상태로 유지된다.
본 발명에 따르면, 반응 장치에 있어서 고밀도 유체와 저밀도 유체의 혼합 및 분배를 최적화시킬 수 있어, 층의 모든 섹션에 걸쳐 균등한 분배를 이룰 수 있다.

Claims (20)

  1. 입자층 상류의 반응 챔버 내에 또는 연속되는 2개의 입자층 사이에 위치한 고밀도 유체와 저밀도 유체를 혼합 및 분배하는 혼합 및 분배 장치에 있어서,
    반응 챔버의 섹션 전부를 덮고 복수 개의 수직 파이프를 지지하는 수평판(62)과,
    상기 수평판(62)의 상부에 위치한 반응 장치의 부분과 연통하는 상단부와, 수평판(62)의 하부에 위치한 반응 장치의 부분과 연통하는 하단부를 포함하는 복수 개의 수직 파이프(60)로서, 상기 수직 파이프는 고밀도 유체와 저밀도 유체의 일부를 상기 수직 파이프(60) 내로 도입할 수 있는 측방향 오리피스(63)가 천공되어 있는 것인 수직 파이프(60)와,
    반응 장치의 외측으로부터 수평판과 고밀도 유체와 접촉하는 수직 파이프의 하나 이상의 측방향 오리피스(63)의 레벨 사이의 체적 내로 고밀도 유체를 도입하기 위한 관 시스템(50)으로서, 이 관 시스템은 수평판(62) 위에 놓이는 상기 체적 내에 완전히 침지되는 고밀도 유체용 배출 슬롯을 가지는 것인 관 시스템(50)과,
    반응 장치의 상부에 마련되는 분리 시스템(200)으로서, 상기 분리 시스템(200)은 분배될 유체가 혼합물로 도입되는 경우 기체 상과 액체 상을 분리시키고, 상기 분리 시스템(200)은 상기 혼합물의 회전 및 분리를 가능하게 하는 내부 연결구가 있는 원통형 관(210)을 구비하는 것인 분리 시스템(200)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 및 분배 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 관 시스템은 수평판 레벨에 인접한 레벨에 위치되는 것인 혼합 및 분배 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수직 파이프의 밀도는 반응 장치 섹션의 100 내지 700개/m2인 것인 혼합 및 분배 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측방향 오리피스(63)는 여러 레벨의 수직 파이프(60)를 따라 분배되고, 최하 레벨은 관 시스템(50)이 방출하는 레벨에 대해 100 내지 300 mm의 거리를 두고 위치되는 것인 혼합 및 분배 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수직 파이프(60)는 수평판(62)의 레벨 아래에서 거리(h) 만큼 연장되고, 이 거리(h)는 10 내지 100 mm인 것인 혼합 및 분배 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수직 파이프(60)의 하단부를 바로 아래에 위치한 층의 상부 레벨로부터 분리시키는 거리(d)는 0 내지 50 mm(0 제외)인 것인 혼합 및 분배 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 관 시스템(50)은 수직의 주(主)관과, 배출 오리피스(54)에 끼워맞춤되는 수평의 복수 개의 제2관(51)을 구비하는 것인 혼합 및 분배 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 관 시스템(50)은 수직 파이프(60)의 측방향 오리피스(63)의 최하 레벨에 대해 100 mm 내지 500 mm의 거리를 두고 위치한 측방향 슬롯(53)에 하단부가 끼워맞춤되는 수직관을 구비하는 것인 혼합 및 분배 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2관(51)의 배출 오리피스(54)는 수직에 대해 -90°내지 +90°의 각도를 형성하면서 하방으로 지향되는 것인 혼합 및 분배 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2관(51)의 배출 오리피스(54)는 섹션이 일정한 노즐 형태를 갖는 것인 혼합 및 분배 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제2관(51)의 배출 오리피스(54)는 액체의 흐름 방향으로 수렴부 후방에 분기부가 존재하도록 섹션이 가변적인 노즐 형태를 갖는 것인 혼합 및 분배 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수직 파이프(60)의 측방향 오리피스(63)는 적어도 2개의 레벨에 걸쳐 분배되고, 상기 레벨은 서로 적어도 20 mm의 간격을 두고 떨어져 있는 것인 혼합 및 분배 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 통로 섹션(63)의 최대 폭 또는 원형인 경우 그 직경은 수직 파이프(60)의 직경의 75% 미만이고 2 mm보다 큰 것인 혼합 및 분배 장치.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서, 상기 분리 시스템(200)은 액체 상을 위한 접선 방향 출구(215)와 기체 상을 위한 접선 방향 출구(230)를 1개 내지 4개 포함하고, 관(210)의 단면적으로 나눈 섹션(230)의 면적 합계는 원통형 관(210)의 통로 섹션의 0.5 내지 4배인 것인 혼합 및 분배 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 분리 시스템(200)의 액체용 접선 방향 출구(215)와 기체용 접선 방향 출구(230)는 50 mm보다 큰 거리(p)를 두고 떨어져 있는 것인 혼합 및 분배 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 분리 시스템(200)의 원통형 관(210)은 피치수가 1 내지 6개인 나사를 포함하는 것인 혼합 및 분배 장치.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄화 수소를 위한 수소화 처리 공정에 사용되는 것인 혼합 및 분배 장치.
  19. 제18항에 있어서, 기체 대 액체의 체적비가 0 내지 400(0 제외)인 하향식 기체 및 액체 공통 흐름 반응 장치에 사용되는 것인 혼합 및 분배 장치.
  20. 제19항에 있어서, 액체 유동률이 0.5 내지 100 kg/m2/s인 하향식 기체 및 액체 공통 흐름 반응 장치에 사용되는 것인 혼합 및 분배 장치.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0220338D0 (en) * 2002-09-02 2002-10-09 Secretary Trade Ind Brit Production of variable concentration fluid mixtures
FR2853260B1 (fr) 2003-04-02 2005-05-06 Inst Francais Du Petrole Dispositif ameliore de melange et de distribution d'une phase gaz et d'une phase liquide alimentant un lit granulaire
US7473405B2 (en) * 2004-10-13 2009-01-06 Chevron U.S.A. Inc. Fluid distribution apparatus for downflow multibed poly-phase catalytic reactor
FR2883200B1 (fr) * 2005-03-17 2007-05-11 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour le melange et la repartition d'un gaz et d' un liquide en amont d'un lit granulaire
WO2007066142A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-14 Johnson Matthey Plc Gas distributor
US20080128264A1 (en) * 2006-08-09 2008-06-05 Kuang Yeu Wu Three-phase extractive distillation with multiple columns connected in series
MY147674A (en) * 2007-06-21 2012-12-31 Basf Se Reactor for performing a three-phase reaction of a fluid and a gaseous phase on a packed bed catalyst
DE102011103634A1 (de) * 2011-06-08 2012-12-13 Linde Aktiengesellschaft Flüssigkeitsverteiler
JP5998915B2 (ja) * 2012-12-19 2016-09-28 富士電機株式会社 排ガス処理装置
EP3037164A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-29 Haldor Topsøe A/S Particle separating catalytic chemical reactor and particle separator
CN104906947B (zh) * 2015-05-18 2017-11-14 南京泽众环保科技有限公司 氨气分布系统
CN105195036A (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 宁波天工机械密封有限公司 混合搅拌机
FR3065171B1 (fr) * 2017-04-13 2021-02-12 Saipem Sa Dispositif de double distribution de liquide utile dans une colonne de fractionnement ou de lavage sur un support flottant
US10441932B2 (en) * 2017-06-28 2019-10-15 Uop Llc Apparatus for vapor-liquid distribution
CN109701299B (zh) * 2018-12-25 2021-01-08 重庆纳斯美科技发展有限公司 一种涂料除泡机
TWI826653B (zh) * 2019-03-27 2023-12-21 美商科氏格利奇有限合夥公司 用於質量傳遞柱的二階段液體分布裝置及在質量傳遞柱內分布液體之方法
CN111676056A (zh) * 2020-06-19 2020-09-18 中耐工程科技有限公司 具有立体网格进料结构的渣油加氢反应器、含有该反应器的渣油加氢系统及其渣油加氢工艺
TWI764774B (zh) * 2021-07-02 2022-05-11 信紘科技股份有限公司 氣液混合裝置及方法
CN114768482B (zh) * 2022-03-09 2023-06-23 山东神驰石化有限公司 一种异戊橡胶装置的溶剂回收装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002172321A (ja) 2000-08-17 2002-06-18 Inst Fr Petrole 多相混合を行って同時に分配しうる２つの連続床の間に配置される流体の注入装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR703029A (fr) * 1930-09-24 1931-04-22 Dispositif d'arrosage pour tours d'absorption, de lavage et analogues
GB1450715A (en) * 1973-12-07 1976-09-29 British Petroleum Co Multi-bed reactors
GB8721964D0 (en) * 1987-09-18 1987-10-28 Shell Int Research Multitube reactor
US4839108A (en) * 1987-12-21 1989-06-13 Mobil Oil Corp. Liquid distribution device and pan
US5014740A (en) * 1990-05-21 1991-05-14 Cameron Gordon M Distributor for packed tower
US5484578A (en) * 1994-06-20 1996-01-16 Mobil Oil Corporation Two-phase distributor system for downflow reactors
US5688445A (en) * 1995-07-31 1997-11-18 Haldor Topsoe A/S Distributor means and method
US5799877A (en) * 1996-01-03 1998-09-01 Exxon Research And Engineering Company Fluid distribution across a particulate bed
FR2745820B1 (fr) * 1996-03-08 1998-04-17 Inst Francais Du Petrole Conversion du gaz de synthese en hydrocarbures en presence d'une phase liquide
US5837208A (en) * 1996-06-12 1998-11-17 Uop Hydroprocessing reactor mixer/distributor
US5679290A (en) * 1996-09-16 1997-10-21 Cameron; Gordon M. Packed absorption towers
EP0878221B1 (de) * 1997-05-16 2003-11-05 Sulzer Chemtech AG Verteilvorrichtung für eine Kolonne
US6017443A (en) * 1998-02-05 2000-01-25 Mobil Oil Corporation Hydroprocessing process having staged reaction zones
US6554994B1 (en) * 1999-04-13 2003-04-29 Chevron U.S.A. Inc. Upflow reactor system with layered catalyst bed for hydrotreating heavy feedstocks
FR2798864B1 (fr) * 1999-09-24 2001-12-14 Inst Francais Du Petrole Systeme de separation gaz/liquide intervenant dans un procede de conversion d'hydrocarbures
FR2807673B1 (fr) * 2000-04-17 2003-07-04 Inst Francais Du Petrole Dispositif de distribution d'un melange polyphasique sur un lit de solide granulaire comportant un element brise-jet poreux
FR2813023B1 (fr) * 2000-08-17 2003-10-24 Inst Francais Du Petrole Dispositif de distribution permettant de realiser un melange polyphasique et reacteur associe
EP1341875B1 (en) * 2000-12-11 2004-08-11 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Multiple bed downflow reactor
FR2832075B1 (fr) * 2001-11-09 2005-02-04 Inst Francais Du Petrole Dispositif de distribution d'un melange polyphasique sur un lit de solide granulaire comportant un element brise jet poreux a rebords

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002172321A (ja) 2000-08-17 2002-06-18 Inst Fr Petrole 多相混合を行って同時に分配しうる２つの連続床の間に配置される流体の注入装置

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