KR101123590B1 - 분배 장치 - Google Patents

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하셀트 바스티안 빌렘 반
바스티안 레오나르트 요한 피터 키케르트
요하니스 데지데리우스 슈톨비크
피터 머빈 윌킨슨
마르야네 클라라 초네뷜레
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쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이.
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Abstract

본 발명은, 가스의 상향 또는 하향 통로로서 기능하는 적어도 하나의 가스 침니 (3) 와, 액체의 하향 통로로서 기능하는 액체 투입 노즐 (4) 이 구비된 수평의 수집 트레이 (2) 를 포함하는, 하방 배치된 촉매 베드 상에 액체를 분배하기 위한 분배 장치로서, 상기 가스 침니(들) (3) 와 액체 투입 노즐들 (4) 은 서로 떨어져 있고 동일 종축을 갖지 않으며, 각 액체 투입 노즐 (4) 은 동심으로 배치된 액체 통과 구멍 (5) 과 흩뿌림 판 (6) 을 포함하고, 상기 흩뿌림 판 (6) 은 상기 액체 통과 구멍 (5) 아래, 또한 상기 수집 트레이 (2) 아래에 배치되어, 상기 액체 통과 구멍 (5) 과 흩뿌림 판 (6) 사이에서 액체의 자유 낙하 거리가 적어도 100mm인 것을 특징으로 하는 분배 장치 (1) 에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이러한 분배 장치 (1) 를 포함하는 수소화 프로세싱을 위한 반응기, 수소화 프로세싱을 위한 이러한 반응기의 용도, 그리고 이러한 반응기 내에서의 수소첨가 분해 또는 수소화 처리를 위한 방법에 관한 것이다.

Description

분배 장치{DISTRIBUTION DEVICE}
본 발명은 하방 배치된 촉매 배드에 액체를 분배하기 위한 분배 장치, 이러한 분배 장치를 포함하는 수소화 공정을 위한 반응기, 수소화 공정을 위한 이러한 반응기의 용도, 이러한 반응기 내에서의 수소첨가 분해 또는 수소화 처리를 위한 방법에 관한 것이다.
트리클 플로우 반응기(trickle flow reactor)에서는, 하나의 반응 베드나 또는 서로 누적되어 배치된 수 개의 반응 베드를 거쳐 액체가 흘러 떨어지며, 가스는 상기 액체와 동류 방식으로 또는 대향류 방식으로 반응 베드(들)를 관류한다. 이러한 반응기는 탄화수소 공정, 특히, 촉매 탈랍(catalytic dewaxing), 수소화 처리, 그리고 수소첨가 분해(hydrocraking) 등의 수소화 공정(hydroprocessing)을 위해 화학 산업과 석유 정제 산업에서 활용되고 있다. 여기서 말하는 수소화 처리는, 예컨대, 수소첨가 탈황(hydrodesulphurisation), 수소첨가 탈질소(hydrodenitrogenation), 수소화반응(hydrogenation) 또는 수소화개질(hydrofinishing) 등의 비교적 온화한 공정 조건하에서의 수소화 공정(hydroprocessing)을 일컫는 것이다.
이러한 반응기는, 통상적으로는, 지지 격자(support grid) 위에 놓인 촉매 입자의 베드로 된 적어도 하나의 반응 베드를 포함한다. 촉매 베드 내에서 일어난 반응에서 형성된 액상 유출물은 상기 지지 격자를 거쳐 후속의 촉매 베드 또는 반응기 배출구로 관류한다.
이러한 반응기는, 통상적으로, 반응기 유입구를 통해 반응기 안으로 들어오는 액체를 위쪽의 반응 베드에 균일하게(homogeneously) 분배하거나 또는 반응 베드의 액상 유출물을 다음 하부 반응 베드에 균일하게 분배하기 위한 분배 장치를 포함하고 있다.
공지 기술에서는, 가스와 액체가 동일한 강수관(downcomer)(들)을 동류 방식으로 통과하는 분배 트레이가 알려져 있다. 이에는 US 6,180,068, US 4,836,989, EP 715 544, US 4,140,625 그리고 US 6,093,373 을 참조한다. 예컨대, US 6,093,373호에는 증기와 액체 반응물을 컬럼(column) 내에서 혼합하기 위한 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 기상과 액상 사이에 시어(shear)를 형성하도록 설계된 복수의 침니로 구성되는 최종 분배 트레이를 포함한다.
가스와 액체가 동일 강수관을 통과하는 트레이의 단점은, 이들 트레이가 그 트레이에 걸리는 압력 강하가 거의 없거나 극히 미소한 조건 하에서 작동되는 경우와 대향류 방식 작동, 즉, 기상 반응물과 액상 반응물이 서로 대향하여 흐르는 작동의 경우에는 부적합하다는 데 있다.
US 5,799,877 은, 복수의 기체와 액체 스프레이 분배기를 포함하는 분배 트레이를 개시한다. 각각의 기체 및 액체 스프레이 분배기는 분리된 기체 및 액체 통로를 가진다. 각 분배기에서, 상기 가스 통로와 그 가스 통로의 적어도 일부를 둘러싸는 액체 통로는 동축을 이루어, 즉, 동일한 종축을 가져서, 하향의 액체 관류를 위한 고리 모양 공간을 형성한다. 가스는 그 통로에서 하향의 액체에 의해 둘러싸인 가스 코어로서 존재한다. 상기 가스는, 그 둘러싼 액체를 팽창 및 수축시켜 하방 배치된 촉매 베드 위에 스프레이 한다. 흩뿌림 판은 각 분배기의 가스 및 액체 배출구 아래 배치되어 하방 배치된 촉매 베드에 하향의 액체 스프레이를 분배하는 것을 돕는다.
액체 스프레이를 형성하는데 하향의 가스가 요구되기 때문에, US 5,799,877 에 개시된 분배 트레이는 동류 방식의 가스 및 액체 관류에 대한 분배기 트레이다. 이 트레이는 대향류 방식 작동에는 적합하지 않다.
WO 99/00182 에는 대향류 방식으로 작동되는 수소화 공정 반응기를 위한 분배기 트레이가 개시되어 있다. 액체는, 복수의 짧은 관을 액체 통로로서 가지는 분배 트레이에 의해, 하방 배치된 반응 베드에 분배된다. 트레이의 가스 벤트(vent)는 상향 이동하는 처리 가스를 통과시킨다. WO 99/00182 에 공지된 이 분배 트레이의 단점은 하방 배치된 촉매 베드의 모든 표면에 걸쳐 액체가 분산되지 않는다는 것이다.
분배 장치에 대한 기술에 있어서 하방 배치된 반응 베드 상에, 동류 방식으로 또는 대향류 방식으로 액체의 균일한 분산을 이루게 할 수 있는 분배 장치가 요망된다.
발명의 요약
동류 방식 작동과 대향류 방식 작동의 양자 모두에 있어서, 가스와 액체의 독립된 통로를 가지는 분배 트레이에 의해, 하방 배치된 촉매 베드에 액체가 효과적으로 분배될 수 있음을 밝혀냈다.
액체 통로는 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판을 포함하며, 그 통과 구멍과 흩뿌림 판 사이에는 적어도 100 mm 의 자유 낙하 거리를 갖는다.
그러므로 본 발명은, 가스의 상향 또는 하향 통로로서 기능하는 적어도 하나의 가스 침니와, 액체의 하향 통로로서 기능하는 액체 투입 노즐이 구비된 수평의 수집 트레이를 포함하는, 하방 배치된 촉매 베드 상에 액체를 분배하기 위한 분배 장치로서, 상기 가스 침니(들) 와 액체 투입 노즐들은 서로 떨어져 있고 동일 종축을 갖지 않으며, 각 액체 투입 노즐은 동심으로 배치된 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판을 포함하고, 상기 흩뿌림 판은 상기 액체 통과 구멍 아래, 또한 상기 수집 트레이 아래에 배치되어, 상기 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판 사이에서 액체의 자유 낙하 거리가 적어도 100mm인 것을 특징으로 하는 분배 장치에 관한 것이다.
균일하게 액체를 분배함에 있어 하향의 가스 운동량(momentum)이 요구되지 않는 것이 본 발명에 따른 분배 장치의 이점이다.
그러므로 이 분배 장치는 그 트레이에 가스 압력 강하가 전혀 없이 또는 거의 없이 대향류 방식 프로세스 조건하에서나 또는 동류 방식 프로세스 조건하에서 적합하게 사용될 수 있다.
다른 태양에 있어서, 본 발명은, 수직으로 이격된 반응 베드 및 앞서 설명한 바와 같은 적어도 하나의 베드 위의 분배 장치를 포함하는 수소화 공정을 위한 반응기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 수소화 공정을 위한 이러한 반응기의 용도에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 액상 탄화수소 공급원료가 상기 설명된 반응기 내에서 고온 및 고압하에서 수소의 존재하에 촉매와 접촉하는 것을 특징으로 하는 수소첨가 분해 또는 수소화 처리를 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 분배 장치의 정상 작동 하에서, 수집 트레이에 수집된 액체는 액체 투입 노즐을 하향 통과한다. 각각의 액체 투입 노즐은 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판(splash plate)을 포함한다. 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판은 서로 동심으로, 즉, 같은 종축을 가지도록 배치된다. 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판을 통과 액체가 통과 구멍과 흩뿌림 판 사이에서 자유 낙하할 수 있도록, 즉, 액체 분류(jet)가 흩뿌림 판에 충돌하기 전에 노즐 벽 또는 다른 구조물과 접촉하지 않도록 배치된다. 따라서 통과 액체는 최대 운동량(momentum)을 얻게 된다. 흩뿌림 판에 충돌하자마자 상기 액체는 넓은 막(film) 또는 액적 스프레이를 형성한다. 이웃하는 액체 투입 노즐로부터 나온 오버랩 막 또는 스프레이의 충돌은 높은 액체 분산 균일성을 제공한다. 흩뿌림 판은 트레이 아래에 배치되고 또한, 상기 액체 통과 구멍으로부터 적어도 100mm 아래에 배치된다. 상기 액체 통과 구멍은, 트레이 아래에 배치될 수도 있지만, 통상적으로는, 상기 수집 트레이 내에 또는 그 상방에 배치된다.
본 발명에 따른 분배 장치는 가스의 상향 또는 하향 통로로서 기능하는 적어도 하나의 가스 침니(chimney)를 포함한다. 상기 가스 침니(들) 와 액체 투입 노즐들은 서로 떨어져 있고 동일 종축을 갖지 않는다. 가스 유동에 의한 액막 또는 스프레이의 교란을 최소화하기 위해, 서로 이웃한 가스 침니의 종축과 액체 투입 노즐의 종축 사이의 거리는 적어도 100mm 인 것이 바람직하다.
액체의 자유 낙하거리, 즉, 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판 사이의 거리는 적어도 100mm 이며, 바람직하게는 100~500mm 이며, 더욱 바람직하게는 200~300mm 이다. 여기서 말하는 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판 사이의 거리는 그 액체 통과 구멍 하단과 그 흩뿌림 판 상단 사이의 거리이다. 바람직하게는, 액체의 자유 낙하거리는, 상기 액체 통과 구멍의 직경의 적어도 5배이고, 더욱 바람직하게는 적어도 10배이다. 분배 장치 트레이의 높이를 제한하기 위한 목적으로, 액체의 상기 자유 낙하거리는 그 액체 통과 구멍의 직경의 최대 50배인 것이 바람직하다.
넓고, 또한 우산형의 막 또는 액적 스프레이를 제공하기 위해, 상기 흩뿌림 판의 직경과 액체 통과 구멍의 직경 사이의 비는 2~8의 범위 내인 것이 바람직하다. 흩뿌림 판이 작으면 액체가 그 흩뿌림 판을 지나치게 되는 결과를 초래한다. 흩뿌림 판이 크면, 액체가 우산형의 막 또는 스프레이를 형성하지 않은채로 그 흩뿌림 판의 외주변으로부터 떨어지게 된다. 더욱 바람직하게는, 상기 흩뿌림 판의 직경과 액체 통과 구멍의 직경 사이의 비는 3~6의 범위 내이다.
액체 스트림에 존재할 수 있는 고체 입자에 의한 구멍의 폐색을 방지하기 위해 액체 통과 구멍의 직경은 적어도 3mm 인 것이 바람직하다. 넓은 막 또는 스프레이의 형성을 위한 충분히 높은 액체 속도를 얻기 위해 상기 액체 통과 구멍은 25mm의 최대 직경을 갖는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 액체 통과 구멍은 5~20mm 범위 내의 직경을 갖는다.
액체 통과 구멍은 수집 트레이에 있을 수 있다. 대안으로, 액체 통과 구멍은 수집 트레이를 관통하여 뻗는 관의 상단에 있을 수 있다.
액체 통과 구멍이 수집 트레이를 관통하여 뻗는 관의 상단에 있는 경우, 그 구멍과 흩뿌림 판 사이에서 액체 분류(jet)에 자유 낙하거리를 부여하기 위해 그 구멍의 직경은 관의 내경보다 작다. 관의 내경은 구멍의 직경의 적어도 2 배이다. 따라서 관의 상단은 부분적으로 막혀 있다. 관의 하단은 개구되어 있다. 관은 상기 수집 트레이 위 및/또는 아래로 뻗을 수 있다.
흩뿌림 판은 관의 하단 아래에 배치된다. 관의 하단과 흩뿌림 판 사이의 수직 거리는 중요하지 않다.
바람직하게는, 관의 하단과 흩뿌림 판의 상단 사이의 수직 거리는 액체 통과 구멍의 직경의 적어도 0.5 배이다.
바람직하게는, 관의 내경은 구멍의 직경의 최대 15 배이다. 더욱 바람직하게는, 관의 내경은 구멍의 직경의 2~6 배의 범위 내이다.
흩뿌림 판은, 당업계에 공지되어 있는 적합한 임의의 부착 수단에 의해 수집 트레이 또는 관에 부착된다.
바람직하게는, 수집 트레이 상의 액체 투입 노즐의 분포 및 밀도는, 이웃한 노즐로부터의 액막 또는 액적 스프레이가 오버랩되도록 정해진다. 그러므로 바람직하게 상기 액체 투입 노즐들이 균일하게 트레이에 분포된다. 분배 장치는, 바람직하게는, 수집 트레이 1 평방 미터 당 적어도 25 개의 액체 투입 노즐을, 더욱 바람직하게는 적어도 50 개의 액체 투입 노즐을 가진다. 구성의 용이함과 비용상의 관점에서, 분배 장치는, 바람직하게는, 수집 트레이 1 평방 미터당 최대 100 개의 액체 투입 노즐을, 더욱 바람직하게는 최대 75 개의 액체 투입 노즐을 가진다.
본 발명에 따른 분배 장치는 하나의 가스 침니를 포함할 수 있다. 상기 장치는, 바람직하게는, 복수의 가스 침니를 갖는다. 트레이는 통상적으로 가스 침니보다 더 많은 액체 투입 노즐을 갖는다. 바람직하게는, 액체 투입 노즐의 가스 침니에 대한 비는 2~5의 범위 내에 있다. 가스 침니 하나 당 세 개의 액체 투입 노즐이 특히 적합한 비이다. 바람직하게, 침니는 수집 트레이에 균일하게 분포되어 서로 이웃한 침니와 액체 투입 노즐의 각 종축 사이의 거리가 적어도 100mm 가 되는 것이 바람직하다. 이 거리는 최대 200mm 인 것이 바람직하다. 가스 통로의 총면적은, 수집 트레이에 바람직하지 못한 큰 압력 강하가 발생하지 않도록 되어있다. 대향류 방식 작동에 있어서는, 넘침을 방지하기 위해, 상기 가스 통로 면적이 충분히 커야한다. 상기 적어도 하나의 침니는 당업계에 공지된 임의의 가스 침니일 수 있다. 예컨대, 적합한 가스 침니를 US 3,524,731 과 WO 99/00182 로부터 찾아 볼 수 있다. 가스 침니는, 통상적으로, 수집 트레이를 관통하여 뻗는 개구된 관을 포함한다. 관은 수집 트레이 위의 그 상단에 제 1 가스 통로 개구부를 가지며, 수집 트레이 아래의 그 하단에 제 2 가스 통로 개구부를 가진다. 정상 작동 조건 중, 제 1 가스 통로 개구부는 수집 트레이 상의 액체 레벨(level) 위에 있으며, 따라서 액체 공급 노즐의 액체 통과 구멍보다 위에 있게 된다. 바람직하게는, 액체가 가스 침니를 직접 통과하는 것을 방지하기 위해 캡(cap) 또는 편향판이 상기 제 1 가스 통로 개구부 위에 배치된다. 가스 침니의 내경은 바람직하게는 그 액체 통과 구멍의 내경보다 크다.
본 발명에 따른 분배 장치는 복수의 베드를 갖는 수소화 공정 반응기에 적용되는 것이 바람직하다. 그러므로 또한, 본 발명은 수직방향으로 이격된 반응 베드, 바람직하게는 촉매 입자의 베드와 적어도 하나의 베드 위, 바람직하게는 각각의 베드 위에 전술한 분배 장치를 포함하는 수소화 공정을 위한 반응기에 관한 것이다.
분배 장치는, 반응기 유입구에 의해 제 1 촉매 베드로 공급되는 액상 공급원료를 분배하기 위해 상기 반응기의 상부 촉매 베드 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 분배 장치는, 촉매 베드로부터의 액상 유출물을 하방에 배치된 촉매 베드 위에 공급하기 위해, 다음의 촉매 베드 사이에 배치될 수도 있다.
분배 장치의 흩뿌림 판과 하방에 배치된 반응 베드의 상단면 사이의 거리는 통상 100~500 mm 범위 내에 있다.
본 발명에 따른 반응기는, 수소화 공정, 즉, 고온 및 고압 하의, 그리고 수소 존재하의 액상 탄화수소 공급원료의 촉매 반응에 적합하다. 수소화 공정에 적합한 촉매 및 공정(process) 조건은 당업계에 공지되어 있다. 적합한 공정의 예로는, 수소첨가 분해, 촉매 탈랍(catalytic dewaxing), 수소첨가 탈황(hydrodesulphurisation), 수소첨가 탈질소(hydrodenitrogenation), 수소화반응 및 수소화개질을 들 수 있다.
본 발명에 따른 반응기는, 액상 탄화수소 공급원료와 수소가 대향류 방식으로 그 반응기에 공급되는 수소화 공정, 바람직하게는 수소화 처리 프로세싱에 특히 적합하다.
도 1 은 본 발명에 따른 분배 장치의 제 1 실시형태 일부의 종단면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 분배 장치의 액체 투입 노즐의 제 2 실시형태의 종단면도이다.
본 발명의 두 실시형태를 개략적인 도 1 및 도 2 를 참조하는 실시예를 통해상세히 설명한다.
도면의 상세한 설명
본 발명의 분배 장치 일부의 종단면을 도 1 에 도시한다. 분배 장치 (1) 는, 가스 통로로서 기능하는 가스 침니 (3) 와 하방 배치된 촉매 베드(도시 하지 않음)에 대한 액체의 하향 통로로서 기능하는 두 개의 액체 투입 노즐 (4) 을 가진 수집 트레이 (2) 를 포함한다. 각각의 노즐 (4) 은 액체 통과 구멍 (5) 과 흩뿌림 판 (6) 을 포함한다. 액체 통과 구멍 (5) 은 수집 트레이 (2) 에 존재한다. 정상 작동하에서, 수집 트레이 (2) 에 수집된 액체는 구멍 (5) 의 하단 (7) 으로부터 흩뿌림 판 (6) 의 상단 (8) 까지 자유낙하 할 수 있다. 흩뿌림 판 (6) 은, 부착 수단 (9) 이 액체의 관류를 방해하지 않도록 그 부착 수단 (9) 에 의해 수집 트레이 (2) 에 부착된다.
가스 침니 (3) 는 제 1 및 제 2 가스 통로 개구부 (11, 12) 를 가진 관 (10) 을 포함한다. 편향판 (13) 은 제 1 가스 통로 개구부 위에 배치된다.
본 발명의 분배 장치의 액체 투입 노즐의 제 2 실시형태의 종단면을 도 2 에 도시한다. 각각의 액체 투입 노즐 (4) 은 수집 트레이 (2) 를 관통하여 뻗은 관 (14) 을 포함한다. 관 (14) 은 그 상단 (15) 에 액체 통과 구멍 (5) 을 가지며 그 하단 (16) 은 개구되어 있다. 관 (14) 의 내경은 액체 통과 구멍 (5) 의 내경보다 크다. 따라서 노즐 (4) 을 통과하는 액체는 액체 통과 구멍 (5) 으로부터 흩뿌림 판 (6) 까지 자유낙하(즉, 내측 관벽 (17) 과 접촉없이) 할 수 있다. 흩뿌림 판 (6) 은 부착 수단(도시하지 않음)에 의해 관 (14) 에 부착된다.

Claims (16)

  1. 가스의 상향 또는 하향 통로로서 기능하는 적어도 하나의 가스 침니와, 액체의 하향 통로로서 기능하는 액체 투입 노즐이 구비된 수평의 수집 트레이를 포함하는, 하방 배치된 촉매 베드 상에 액체를 분배하기 위한 분배 장치로서,
    상기 가스 침니(들) 와 액체 투입 노즐들은 서로 떨어져 있고 동일 종축을 갖지 않으며, 각 액체 투입 노즐은 동심으로 배치된 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판(splash plate) 을 포함하고, 상기 흩뿌림 판은 상기 액체 통과 구멍 아래, 또한 상기 수집 트레이 아래에 배치되어, 상기 액체 통과 구멍과 흩뿌림 판 사이에서는 액체의 자유 낙하 거리가 적어도 100 mm인 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 가스 침니의 종축과 이웃 액체 투입 노즐의 종축 사이의 거리는 적어도 100 mm인 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 액체의 상기 자유 낙하 거리가 100~500 mm인 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 액체의 상기 자유 낙하 거리는 상기 액체 통과 구멍의 직경의 적어도 5 배이며, 최대 50 배인 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 흩뿌림 판의 직경과 상기 액체 통과 구멍의 직경 사이의 비가 2~8 인 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 액체 통과 구멍의 직경이 3~25mm 인 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 액체 통과 구멍은 상기 수집 트레이에 존재하는 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 액체 투입 노즐은, 상기 수집 트레이를 관통하여 뻗은 수직 관 형태이고, 이 관의 하단은 개구되어 있으며 상기 흩뿌림 판은 상기 관의 하단 아래 배치되고, 상기 액체 통과 구멍은 상기 관의 상단에 배치되고, 상기 관의 내경은 상기 액체 통과 구멍의 직경의 적어도 2 배인 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 관의 하단과 상기 흩뿌림 판의 상단 사이의 수직 거리가 상기 액체 통과 구멍의 직경의 적어도 0.5 배인 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 수집 트레이 1 평방 미터 당 적어도 25 개의 액체 투입 노즐을 포함하고, 바람직하게는 수집 트레이 1 평방 미터당 최대 100 개의 액체 투입 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 가스 침니는 상기 수집 트레이를 관통하여 뻗은 관을 포함하고, 이 관은 상기 수집 트레이 위에 배치된 제 1 가스 통로 개구부와 상기 수집 트레이에 배치되거나 또는 그 수집 트레이 아래에 배치된 제 2 가스 통로 개구부를 가지며, 상기 제 1 가스 통로 개구부는 상기 액체 투입 노즐의 액체 통과 구멍보다 더 높이 배치되는 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 가스 침니의 내경은 상기 액체 통과 구멍의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  13. 수소화 공정 반응기로서,
    바람직하게는 촉매 입자의 베드로 된 수직방향으로 이격된 반응 베드와, 그 적어도 하나의 베드 위, 바람직하게는 그 각각의 베드 위에 배치되는, 상기 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 분배 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소화 공정 반응기.
  14. 수소첨가 분해 또는 수소화 처리에 사용되는 제 13 항에 따른 수소화 공정 반응기의 용도.
  15. 액상 탄화수소 공급원료가 제 13 항에 따른 반응기 내에서 고온 및 고압하에서 수소의 존재하에 촉매와 접촉하는 것을 특징으로 하는 수소첨가 분해 또는 수소화 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 액상 탄화수소 공급원료와 수소 함유 가스가 대향류 방식으로 상기 반응기에 공급되는 것을 특징으로 하는 수소첨가 분해 또는 수소화 처리 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602006000497D1 (de) * 2005-05-13 2008-03-20 Haldor Topsoe As Verteilervorrichtung für abwärtsfließende Reaktoren mit mindesten einer unterteilten Schornsteinkammer
US7901641B2 (en) * 2008-07-22 2011-03-08 Uop Llc Sprayer for at least one fluid
US8211375B2 (en) 2009-10-07 2012-07-03 Chevron U.S.A. Inc. Flow distribution device for downflow catalytic reactors
US8372354B2 (en) 2010-07-19 2013-02-12 Chevron U.S.A. Inc. Multiphase contact and distribution apparatus for hydroprocessing
US8202498B2 (en) 2010-07-19 2012-06-19 Chevron U.S.A. Inc. Multiphase contact and distribution apparatus for hydroprocessing
RU2625854C2 (ru) * 2011-12-22 2017-07-19 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Распределительное устройство для многослойного реактора с нисходящим потоком
US9295959B2 (en) * 2013-06-28 2016-03-29 Uop Llc Fluid distribution device and method for multibed reactors
JP2016064413A (ja) * 2015-11-18 2016-04-28 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated 分離用カラム内の遮蔽
RU2672742C1 (ru) * 2016-11-25 2018-11-19 Чайна Петролиум энд Кемикал Корпорейшн Диск, ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток, и реактор

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4385033A (en) * 1980-12-04 1983-05-24 Exxon Research And Engineering Co. Reactor for fouling prone feeds

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3186935A (en) * 1962-01-30 1965-06-01 Union Oil Co Hydrogenation process and apparatus
US3195987A (en) * 1962-03-26 1965-07-20 Universal Oil Prod Co Apparatus for contacting mixed phase fluids with a solid catalyst
US3235344A (en) * 1963-02-18 1966-02-15 Chevron Res Hydrocarbon conversion catalytic reactor
US3425810A (en) * 1965-05-03 1969-02-04 Chevron Res Hydrotreating apparatus
US3365388A (en) * 1965-06-08 1968-01-23 Chevron Res Multistage residuum hydroconversion process
US3413216A (en) * 1965-12-13 1968-11-26 Union Oil Co Process for selectively desulfurizing mercaptans
US3461061A (en) * 1966-06-13 1969-08-12 Universal Oil Prod Co Hydrogenation process
US3524731A (en) * 1968-09-30 1970-08-18 Exxon Research Engineering Co Mixed-phase flow distributor for packed beds
US3598539A (en) * 1968-12-11 1971-08-10 Universal Oil Prod Co Vessel for contacting fluids and a bed of granular solids
US3607723A (en) * 1969-03-28 1971-09-21 Texaco Inc Split flow hydrocracking process
US3630887A (en) * 1970-02-05 1971-12-28 Cities Service Res & Dev Co Residual oil hydrogen treating process
US3788976A (en) * 1970-03-04 1974-01-29 Sun Oil Co Pennsylvania Multi-stage process for producing high ur oil by hydrogenation
US3702238A (en) * 1970-03-18 1972-11-07 Gulf Oil Corp Apparatus for by-passing reactants to the interior of a catalyst bed
US3671420A (en) * 1970-12-24 1972-06-20 Texaco Inc Conversion of heavy petroleum oils
US3767562A (en) * 1971-09-02 1973-10-23 Lummus Co Production of jet fuel
US3824081A (en) * 1972-04-27 1974-07-16 Texaco Inc Vertical reactor for two-phase vapor-liquid reaction charge
US3897329A (en) * 1973-12-26 1975-07-29 Texaco Inc Spit flow hydrodesulfurization of petroleum fraction
US4021330A (en) * 1975-09-08 1977-05-03 Continental Oil Company Hydrotreating a high sulfur, aromatic liquid hydrocarbon
US4138327A (en) * 1977-11-04 1979-02-06 Uop Inc. Vapor/liquid distributor for fixed-bed catalytic reaction chambers
US4126539A (en) * 1977-12-05 1978-11-21 Mobil Oil Corporation Method and arrangement of apparatus for hydrogenating hydrocarbons
US4140625A (en) * 1977-12-19 1979-02-20 Uop Inc. Mixed-phase distributor for fixed-bed catalytic reaction chambers
US4194964A (en) * 1978-07-10 1980-03-25 Mobil Oil Corporation Catalytic conversion of hydrocarbons in reactor fractionator
JPS565101A (en) 1979-06-25 1981-01-20 Toyo Eng Corp Gas-liquid contact apparatus
US4313908A (en) * 1980-10-20 1982-02-02 Exxon Research & Engineering Co. Catalytic reactor having bed bypass
US4380529A (en) * 1980-12-04 1983-04-19 Exxon Research And Engineering Co. Hydroprocessing reactor with extended operating life
JPS5934755B2 (ja) 1981-12-23 1984-08-24 重質油対策技術研究組合 重質炭化水素油の水素化処理方法
US4755281A (en) * 1984-05-01 1988-07-05 Mobil Oil Corporation Countercurrent process with froth control for treating heavy hydrocarbons
US4705621A (en) * 1985-03-22 1987-11-10 Mobil Oil Corporation Catalytic reactor system with crosscurrent liquid and gasflow
US4708852A (en) * 1985-04-08 1987-11-24 Texaco Inc. Uniform flow distributing means for a trickle bed flow reactor
AU581075B2 (en) 1985-06-28 1989-02-09 Mobil Oil Corporation Liquid distributor and use thereof
EP0287234A1 (en) 1987-04-14 1988-10-19 Mobil Oil Corporation Multi-phase countercurrent hydrodewaxing process
US4836989A (en) * 1987-07-02 1989-06-06 Mobil Oil Corporation Distribution system for downflow reactors
US4820455A (en) * 1987-08-13 1989-04-11 Fractionation Research, Inc. Apparatus for redistribution of vapor and liquid in a packed column
WO1990013612A1 (en) * 1989-05-10 1990-11-15 Davy Mckee (London) Limited Multi-step hydrodesulphurisation process
DE3939267A1 (de) 1989-11-28 1991-05-29 Henkel Kgaa Verteiler und dessen anwendung
US5114562A (en) * 1990-08-03 1992-05-19 Uop Two-stage hydrodesulfurization and hydrogenation process for distillate hydrocarbons
US5110444A (en) * 1990-08-03 1992-05-05 Uop Multi-stage hydrodesulfurization and hydrogenation process for distillate hydrocarbons
GB9120776D0 (en) 1991-10-01 1991-11-13 Shell Int Research Process for upgrading a hydrocarbonaceous feedstock and apparatus for use therein
US5403561A (en) 1993-08-27 1995-04-04 Exxon Research & Engineering Co. Mixed phase fixed bed reactor distributor
US5554275A (en) * 1994-11-28 1996-09-10 Mobil Oil Corporation Catalytic hydrodesulfurization and stripping of hydrocarbon liquid
US5670116A (en) * 1995-12-05 1997-09-23 Exxon Research & Engineering Company Hydroprocessing reactor with enhanced product selectivity
US5799877A (en) * 1996-01-03 1998-09-01 Exxon Research And Engineering Company Fluid distribution across a particulate bed
FR2745202B1 (fr) * 1996-02-27 1998-04-30 Inst Francais Du Petrole Plateau pour distribuer un melange polyphasique a travers un lit catalytique
US5989502A (en) 1996-06-04 1999-11-23 Fluor Corporation Reactor distribution apparatus and quench zone mixing apparatus
KR100298855B1 (ko) 1996-08-07 2001-11-14 다나카 쇼소 기-액분산장치및기-액접촉장치및폐수처리장치
US5939031A (en) 1996-08-23 1999-08-17 Exxon Research And Engineering Co. Countercurrent reactor
AU4327897A (en) 1996-08-23 1998-03-06 Exxon Chemical Patents Inc. Heteroatom removal through countercurrent sorption
US5906728A (en) 1996-08-23 1999-05-25 Exxon Chemical Patents Inc. Process for increased olefin yields from heavy feedstocks
US5942197A (en) * 1996-08-23 1999-08-24 Exxon Research And Engineering Co Countercurrent reactor
US5948239A (en) 1997-03-12 1999-09-07 Abb Lummus Global Inc. Process for obtaining distillate fuel products using a multi-bed catalytic reactor
US6495029B1 (en) 1997-08-22 2002-12-17 Exxon Research And Engineering Company Countercurrent desulfurization process for refractory organosulfur heterocycles
US5928497A (en) * 1997-08-22 1999-07-27 Exxon Chemical Pateuts Inc Heteroatom removal through countercurrent sorption
CA2243267C (en) 1997-09-26 2003-12-30 Exxon Research And Engineering Company Countercurrent reactor with interstage stripping of nh3 and h2s in gas/liquid contacting zones
US5935413A (en) * 1997-12-03 1999-08-10 Mobil Oil Corporation Interbed gas-liquid mixing system for cocurrent downflow reactors
US5906729A (en) * 1997-12-08 1999-05-25 Mobil Oil Corporation Process scheme for processing sour feed in isomerization dewaxing
JP4785250B2 (ja) 1998-12-08 2011-10-05 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー 低硫黄/低芳香族留出油の製造
WO2000042130A1 (fr) 1999-01-14 2000-07-20 Japan Energy Corporation Dispositif et procede de raffinage par hydrogenation
US20020031459A1 (en) * 1999-07-13 2002-03-14 Ramesh Gupta Fouling tolerant fixed bed reactor (law858)
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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4385033A (en) * 1980-12-04 1983-05-24 Exxon Research And Engineering Co. Reactor for fouling prone feeds

Also Published As

Publication number Publication date
CN100434155C (zh) 2008-11-19
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MXPA06001861A (es) 2006-05-04
DE602004025714D1 (de) 2010-04-08
ATE458546T1 (de) 2010-03-15
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JP2007502699A (ja) 2007-02-15
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KR20060065707A (ko) 2006-06-14
EP1663467B1 (en) 2010-02-24

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