KR102608487B1 - 촉매 반응기용의 여과 및 분배 디바이스 - Google Patents

촉매 반응기용의 여과 및 분배 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR102608487B1
KR102608487B1 KR1020187012238A KR20187012238A KR102608487B1 KR 102608487 B1 KR102608487 B1 KR 102608487B1 KR 1020187012238 A KR1020187012238 A KR 1020187012238A KR 20187012238 A KR20187012238 A KR 20187012238A KR 102608487 B1 KR102608487 B1 KR 102608487B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filtration
basket
riser
baskets
liquid
Prior art date
Application number
KR1020187012238A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180079318A (ko
Inventor
세실 플레
프레드리끄 바제르-바쉬
야신 아룬
조프레 살바토르 델테이유
빌프리트 바이쓰
유네스 에두쉬
제롬 봉나르도
Original Assignee
아이에프피 에너지스 누벨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1560714A external-priority patent/FR3043339B1/fr
Priority claimed from FR1654396A external-priority patent/FR3051375B1/fr
Application filed by 아이에프피 에너지스 누벨 filed Critical 아이에프피 에너지스 누벨
Publication of KR20180079318A publication Critical patent/KR20180079318A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102608487B1 publication Critical patent/KR102608487B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0449Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
    • B01J8/0453Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/002Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with multiple filtering elements in parallel connection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/20Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being provided in an open container
    • B01D24/22Downward filtration, the filter material being supported by pervious surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0242Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
    • B01J8/025Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical in a cylindrical shaped bed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278Feeding reactive fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0492Feeding reactive fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00805Details of the particulate material
    • B01J2208/00814Details of the particulate material the particulate material being provides in prefilled containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00938Flow distribution elements

Abstract

본 발명은 병류식 기체-액체 다운플로우로 작동하는 반응기 (2) 의 고정 촉매층 (4) 으로부터 상류에 배열되는 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스 (1) 에 관한 것으로, · 상단부 및 하단부에서 개방되는 실질적으로 수직 덕트들 (7) 이 부착되는 수평면에서 연장되는 솔리드 플레이트 (6) 로서, 상기 덕트들 (7) 은 적어도 높이의 일부에 개구들을 구비하는, 상기 솔리드 플레이트 (6), 및 · 여과 매체를 함유 및 보유하기에 적합한 복수의 제거가능한 바스켓으로서, 각각의 제거가능한 바스켓은 타원형 수직 벽 (14) 에 의해 또는 적어도 세 개의 수직 측벽들 및 저부 (13) 에 의해 규정되고, 상기 수직 측벽들 및/또는 상기 저부는 기체 및 액체를 투과할 수 있다. 각 바스켓은 바스켓을 지지하기 위하여 플레이트의 라이저 (7) 와 협력하는 바스켓을 지지하기 위한 적어도 하나의 바스켓 지지 수단 (16) 을 포함한다.

Description

촉매 반응기용의 여과 및 분배 디바이스
본 발명은 기체 및 액체 모드의 하향 병류 (descending co-current) 에서 작동되는 화학 반응기에 기체 및 액체를 공급하기 위한 분배기 플레이트의 분야에 관한 것이다.
이러한 유형의 반응기는 정제 분야에서, 특히 고체 파울링 입자에 의해 구성되는 불순물을 함유할 수도 있는 중질의 액체 공급물로 작동되고 또한 고압 하에서 수소 스트림을 필요로 하는 수소처리에서 접하게 된다.
경우에 따라서, 액체 공급물 또는 심지어 액체 공급물과 수소 풍부 가스의 혼합물은 수소처리에 필요한 온도 및 압력 조건 하에서 촉매층 자체에 디포짓될 수 있고, 또한 시간이 지남에 따라 그러한 촉매의 틈새 부피를 감소시키고, 따라서 압력 강하의 점진적 증가를 초래하는 불순물을 함유한다. 극단적인 경우에, 특히 사이클의 끝에서, 촉매층의 클로깅이 관찰되고, 이는 압력 강하의 매우 급격한 상승으로 이어지며, 따라서 반응기를 통과하는 유동을 교란시킨다.
압력 강하는 작동자가 반응기를 정지시키고 또한 촉매의 일부 또는 전부를 교체하도록 될 수도 있고, 이는 프로세스의 접촉 시간을 현저히 감소시키는 것을 명백하게 초래한다.
인용될 수도 있는 파울링 공급물은 무시할 수 없는 비율의 불포화 또는 고도 불포화 아세틸렌 또는 다이엔 화합물, 또는 이러한 상이한 화합물의 조합을 함유할 수도 있는 탄화수소의 혼합물을 포함하고, 불포화 화합물의 총 비율은 공급물에서 최대 90 중량% 이다. 열분해 가솔린은 본 발명에 관련된 공급물의 대표적인 예로서 인용될 수도 있다; 열분해는 당업자에게 충분히 공지되어 있는 열 분해 프로세스를 나타낸다. 중질의 탄화수소 커트들, 특히 가스 오일, 진공 가스 오일, 대기 잔류물 또는 진공 잔류물이 또한 인용될 수도 있다. 이러한 중질 커트들은 원유의 직류 증류로부터 또는 비스브레이킹 (visbreaking), 코크스 제조 (cokefaction), 탈 아스팔트, 촉매 분해 또는 수소화분해와 같은 전환 프로세스들로부터 얻어질 수도 있다.
촉매층 일부의 클로깅은 여러 메커니즘들로 인한 것일 수도 있다.
직접적으로, 공급물 스트림 내 입자들의 존재는 촉매층 내에 상기 입자들을 디포짓시킴으로써 클로깅을 유발할 수도 있고, 이러한 디포지션은 공극률을 감소시키는 결과를 갖는다.
간접적으로, 화학 반응으로부터 얻어지는 생성물, 통상적으로 코크스, 그러나 가능하게는 공급물 내에 존재하는 불순물로부터 파생되는 다른 고체 생성물의 층의 형성이 촉매 입자 표면에 디포짓된다; 이는 또한 층 공극률의 감소에 기여할 수도 있다.
위에서 언급된 중질 탄화수소 커트들은 또한 촉매층의 클로깅에 기여할 수도 있는 여러 불순물들, 특히 철 또는 칼슘 유도체들을 함유할 수도 있다. 잔류물 유형의 커트들은 또한 코크스 전구체인 것으로서 종종 기술되는 화학적 화합물인 아스팔트를 함유할 수도 있다. 또한, 클로깅 입자들의 디포지션은 층 내에서 다소 무작위 방식으로 발생할 수도 있고, 따라서 그러한 층의 공극률의 분배에서 불균질이 발생할 수도 있고, 이는 우선적 경로의 발생을 초래할 것이다.
이러한 우선적 경로는 유체역학적 관점에서 매우 불리한데, 왜냐하면 우선적 경로가 더 크거나 더 작은 심각 정도로 층 내에서 상들의 유동의 균질성을 교란시키고, 또한 열적 관점 (예를 들어, 반경 온도 차, 핫 스폿) 으로부터 뿐만 아니라 화학 반응의 진행과 관련하여 이질성을 초래할 수도 있다.
촉매층의 조기 클로깅을 방지하기 위하여, (유체의 유동 방향으로) 촉매층의 상류에 배치된 여과 시스템을 이용하는 것에 기초하는 여러 기술적 해결책이 개발되어 왔다.
인용될 수도 있는 예시들은 다음과 같다:
· 문헌 FR 2 889 973 은 여과 매체를 직접적으로 지탱하는 분배기 플레이트를 개시하고, 이는 따라서 하류에 배치된 촉매층과 관련된 여과 기능 및 기체 및 액체 유체의 분배 기능 모두를 수행할 수 있다. FR 2 889 973 의 여과 플레이트는 여과층 중앙에 천공된 구멍 (또는 슬롯) 을 갖는 라이저들을 포함하고, 이는 구멍 근처에서 층을 플러깅 (plugging) 하는 경우에 어려움을 야기시킬 수 있다. 층의 이러한 클로깅은 결과적으로 두 가지 결과들, 즉 분배기 플레이트 아래에서 액체 유동 분배의 불균형, 및 여과층에 부착되어 응집되는 플레이트가 분해될 때에 라이저를 손상시킬 위험으로 라이저의 클로깅을 유발할 수 있다.
· 문헌 FR 2 959 677 은 여과 입자들을 함유하는 제거가능한 바스켓 어셈블리를 개시하고, 이러한 바스켓은 분배기 플레이트를 방해하지 않으면서 여과 디바이스의 조립/분해를 용이하게 하기 위하여 분배기 플레이트 상에 디포짓된다. 바스켓 시스템의 기계적 무결성을 보장하기 위하여, 상기 제거가능한 바스켓은 볼트에 의해 또는 클램핑 시스템에 의해 제 위치에서 홀딩되고, 이는 조립 및 분해 작업을 복잡하게 한다.
· 문헌 FR 2 996 465 는 기상 및 액상용 여과 및 분배 어셈블리를 개시하고, 상기 어셈블리는 분배 라이저를 구비하는 분배기 플레이트, 및 여과 매체 층이 배치되어 분배기 플레이트의 라이저에 의해 횡단되는 상부 천공된 여과 지지체를 포함한다. 여과 지지체는 상기 지지체와 플레이트 사이에 배치된 용접부에 의해 또는 스크류 시스템에 의해 분배기 플레이트 상에 기계적으로 홀딩된다. 그러한 시스템을 사용하는 것에 따른 주요 어려움은, 일단 지지체가 반응기 내에 배치되면, 특히 반응기 내부로부터 지지체를 우선 비우는 것을 필요로 하는 시스템의 분해 동안 수행되어야 하는 여과 매체로 충전하는 것에 있고, 이는 여과 매체의 응집 (또는 응고) 의 경우에 더 어려워진다.
본 발명의 일 목적은, 설치 및 분해가 보다 용이해지는 기상 및 액상의 하향 병류에 의한 신규의 반응기용 여과 및 분배 디바이스를 제공하는 것이고, 그로 인해 반응기의 정지 시간을 감소시키고 또한 분해 작업 동안 상기 디바이스의 열화 위험을 제한한다.
이를 위하여, 기체 및 액체의 하향 병류로 작동하는 반응기의 고정 촉매층의 상류에 배치될 수 있는 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스가 제안되고, 상기 방법은:
· 상단부 및 하단부에서 개방되는 실질적으로 수직 라이저들이 고정되는 수평면에서 연장되는 솔리드 플레이트로서, 라이저들은 적어도 높이의 일부에 걸쳐 개구들을 구비하는, 상기 솔리드 플레이트,
· 적어도 하나의 여과 매체를 함유 및 보유할 수 있는 복수의 제거가능한 바스켓으로서, 각각의 제거가능한 바스켓은 타원형 수직 벽에 의해 또는 적어도 세 개의 수직 측벽들 및 저부에 의해 규정되고, 수직 측벽들 및/또는 저부는 기체 및 액체를 투과할 수 있고, 각각의 바스켓은 제거가능한 바스켓을 지지하기 위하여 플레이트의 라이저와 협력하는 적어도 하나의 바스켓 지지 수단을 구비하는, 상기 복수의 제거가능한 바스켓
을 포함한다.
종래 기술의 디바이스들과 비교하여, 본 발명에 따른 디바이스에서, 제거가능한 바스켓이 라이저에 의해 직접적으로 지지되는 것을 고려하면, 조립 및 분해 작업이 용이하다; 바스켓들을 분배기 플레이트에 고정하기 위한 보충 수단, 예를 들어 스크류 또는 클램프를 사용할 필요가 없다.
제거가능한 바스켓에 대한 지지 기능에 더하여, 분배기 플레이트의 라이저들은 상기 바스켓들의 설치 동안 가이드의 역할을 할 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 다른 이점은 바스켓에 여과 매체를 로딩하는 것이 반응기 외측에서 실시될 수도 있다는 사실로부터 발생되고, 이는 작업을 용이하게 하며 크게 가속시키며, 이는 그런 다음 분배기 플레이트 위에 로딩된 바스켓들을 위치시키는 것으로 제한된다. 또한, 각 바스켓에서 여과 입자들의 높이가 바스켓 마다 (basket by basket) 정밀하게 조정될 수도 있다.
일 실시형태에 따라, 적어도 하나의 라이저는 바스켓의 저부를 관통하고, 지지 수단은 저부를 관통하는 라이저와 협력한다.
다른 실시형태에 따라, 바스켓의 측벽들 중 적어도 하나가 라이저와 협력하는 지지 수단을 포함한다.
바람직하게는, 지지 수단은 그 직경이 라이저의 직경보다 실질적으로 더 큰 바스켓의 저부에 고정된 튜브를 포함하고, 상기 튜브는 튜브가 라이저를 수용할 수 있고 따라서 그 위에 휴지될 수 있는 방식으로 상단부에서 폐쇄되고 하단부에서 개방된다.
따라서, 튜브는 기상이 라이저들의 내부로 확산할 수 있도록 상단부에 인접하는 섹션에 하나 이상의 개구들을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 튜브는 액상을 투과할 수 있고, 선택적으로는 여과 매체에 의해 구성되는 고상을 보유할 수 있다. 또한, 튜브는 여과 매체 내에 축적된 액상을 라이저로 통과시키도록 그 높이에 걸쳐 다공성이다. 일 예로서, 개구들은 개구들 사이의 규칙적인 피치로 튜브의 높이에 걸쳐 분포된다. 대안적으로, 튜브는 예를 들어 Johnson 스크린 타입의 천공된 스크린으로부터 제조된다.
대안의 실시형태에 따라, 지지 수단은 바스켓의 저부에 고정되고 라이저와 협력하도록 구성된 체결 수단이 장착된 복수의 수직 아암들을 포함한다.
바람직하게는, 바스켓들의 저부는 액상을 투과할 수 있고, 지지 수단의 높이 (h) 는 바스켓들의 저부와 플레이트 사이에서 액상을 수집하기 위한 공간을 생성하는 바와 같은 방식으로 라이저들의 높이 (H) 보다 작다. 이러한 실시형태는 정제된 액상이 라이저를 통해 촉매층에 걸쳐 분포되기 전에 혼합되는 액체 수집 구역을 제공하는데 사용될 수 있으므로 유리하다. 이러한 실시형태에서, 라이저들에 대한 개구들은 액체 수집 구역 내에 본질적으로 위치되고, 지지 수단은 반드시 액체를 투과할 필요는 없다.
다른 바람직한 실시형태에 따라, 여과 바스켓들은 기체를 투과할 수 있는 적어도 하나의 라이저를 포함하고, 바스켓의 저부는 액상을 투과할 수 있다. 각 바스켓은 바스켓의 저부가 솔리드 플레이트의 라이저와 협력하는 바스켓에 대한 지지 수단을 형성하는 방식으로 솔리드 플레이트의 적어도 하나의 라이저 상에 배치된다.
바람직한 실시형태에 따라, 바스켓들은 바스켓의 측면들의 각 말단에 위치된 플레이트의 라이저에 의해 한정된다.
바람직하게는, 상기 디바이스의 주변에 위치된 바스켓들은 만곡되는 적어도 하나의 측벽을 갖는다. 이 실시형태는 이것이 반응기의 섹션을 콤팩트 방식으로 커버하는 방식으로 설치되는 반응기의 벽의 곡률을 따를 수 있는 디바이스를 제조하는데 사용될 수 있다.
바람직하게는, 두 개의 인접한 바스켓들은 이들을 위치시키고 바스켓마다 제거되는 방식으로 자유 공간 또는 기능적 클리어런스에 의해 분리된다. 일 예로서, 이러한 자유 공간은 1 ~ 20 mm, 바람직하게는 1 ~ 10 mm 이다.
본 발명은 또한 하향 기체 및 액체 병류 모드에서 작동하는 반응기에 관한 것으로, 상기 반응기는:
· 고정 촉매층;
· 촉매층의 상류에 배치되는 본 발명에 따른 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스;
· 바스켓들 내에 배치된 적어도 하나의 여과 수단 층
을 포함하고,
라이저의 상단부는 라이저가 바스켓의 저부를 관통할 때에 상부 여과층 위에 위치된다.
본 발명에 따른 반응기는, 예를 들어, 0.1 ~ 5 cm/s, 예를 들어 0.1 ~ 1 cm/s (수소처리 반응기들의 경우) 또는 1.1 ~ 5 cm/s (선택적 수소처리 반응기들의 경우) 의 액체 유속으로 기체 및 액체의 하향 병류를 갖는 트리클 (trickle) 유동 모드에서 작동하는 반응기이다.
바람직하게는, 여과 및 분배 디바이스는 환형 구역이 인접하는 주변 바스켓들의 벽들과 반응기의 벽 사이에서 개방된 채로 남아있는 방식으로 반응기 내에 배치된다. 일 예로서, 환형 구역은 반응기 섹션의 2% ~ 50%, 바람직하게는 5% ~ 20% 에 상응한다.
본 발명에 따라, 바스켓들은 복수의 여과 매체 층들을 포함할 수도 있다.
유리하게는, 반응기 내에 배치된 여과 및 분배 디바이스는 상부 여과 매체 층 위에 배치된 적어도 하나의 천공된 제거가능한 보호 스크린을 포함한다. 이러한 보호 스크린은 반응기에 진입하는 기체/액체 스트림의 유입으로부터 여과 매체를 보호하여, 상부 여과 매체 층을 구성하는 입자들의 임의의 돌출을 회피하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 디바이스는 바스켓 마다 하나의 제거가능한 스크린을 또한 포함할 수도 있어서, 반응기 내에 형성된 출구 오리피스 (예를 들어, 맨홀) 를 통해 바스켓들을 관통시키는 것을 용이하게 하기 위하여 수평에 대하여 각도를 이루어 바스켓들을 배향시킴으로써 전체 바스켓들이 제거될 수 있다.
바람직하게는 그리고 핸들링 용이성을 위해, 제거가능한 바스켓은 반응기 내에 형성된 맨홀의 크기보다 더 작은 크기를 갖는다.
본 발명이 고정층의 클로깅을 유발할 수도 있는 코크스의 형성을 위한 딱딱한 입자들 또는 전구체 요소들로 충전된 오일 커트들의 임의의 수소화에 적용될 수 있음에도 불구하고, 주요 예상되는 적용은 중질 오일 커트들의 촉매 처리이다.
본 발명의 추가의 특성들 및 이점들은 오로지 일례로서 이루어지고, 본질적으로 비제한적이며, 또한 첨부 도면을 참조하여 이루어진 이하의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다.
· 도 1 은 고정 촉매층의 상류에 배치된 여과 및 분배 디바이스를 포함하는 하향 기체 및 액체 병류 모드에서 작동하는 반응기의 개략적인 단면도를 도시한다;
· 도 2 는 본 발명에 따른 여과 및 분배 디바이스의 분배기 플레이트의 프로파일의 상세도이다;
· 도 3 은 본 발명에 따른 여과 및 분배 디바이스의 바스켓들의 어셈블리의 프로파일의 상세도이다;
· 도 4 내지 도 6 은 도 1 의 라인 (AA') 을 관통하는 수평 평면에서 본 발명에 따른 여과 및 분배 디바이스의 여과 바스켓들의 어셈블리의 도면들이다;
· 도 7 은 다른 실시형태에 따른 여과 및 분배 디바이스의 프로파일 도면이다.
일반적으로, 유사한 요소들은 도면들에서 동일 참조 부호들에 의해 표시된다.
본 발명은 기체 및 액체 공급물에 대해, 더 구체적으로 트리클 유동 모드로서 공지된, 즉 0.1 cm/s ~ 5 cm/s 의 표면상 액체 유속을 갖는 유동 모드에서 작동하는 촉매 반응기를 공급하도록 의도된 여과 및 분배 디바이스에 관한 것이다.
도 1 을 참조하면, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스 (1) 는, 일반적으로 원형의 단면인 벽 (3) 에 의해 한정되는 베셀을 갖는, 하향 기체 및 액체 병류 모드에서 작동하는 촉매 반응기 (2) 내에 배치된다. 디바이스 (1) 는 고정 촉매층 (4) 의 상류에 배치된다. 본 발명에 따른 디바이스는 분배기 플레이트로서 규정될 수도 있고, 상기 분배기 플레이트의 기능은 반응기에 진입하는 2 상 제트를 상기 플레이트의 하류에 배치된 촉매층의 표면에 걸쳐 균일하게 분배되는 기체/액체 혼합물로 변환시키는 것이고, 상기 분배기 플레이트는 또한 여과 층의 사용에 의해 여과 기능을 통합한다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 디바이스 (1) 는 2 상 기체/액체 혼합물의 분배를 위한 수단 (7) 이 고정되는 솔리드 플레이트 (6; 또한 솔리드 트레이 (6) 로 공지됨) 를 포함하는 분배기 플레이트 (5) 를 포함한다. 솔리드 플레이트 (6) 를 관통하는 분배 수단 (7) 은 상단부 (8) 에서 폐쇄되고 또한 하단부 (9) 에서 개방되는 수직 라이저들 (7) 의 형태로 있고, 또한 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같이 기능하는 라이저들 (7) 의 높이에 걸쳐 분포되는 측방향 오리피스들 (10; 또한 본원에서는 개구라 함) 로 천공된다. 대안적으로, 라이저들 (7) 내에 형성된 개구들 (10) 은 하나 이상의 슬롯들에 의해 대체될 수도 있다는 것이 주목되어야 한다. 각 라이저 (7) 는 기상을 도입할 수 있도록 폐쇄된 상단부 (8) 에 위치된 측방향 개구 (8') 를 더 포함한다. 바람직하게는, 분배기 플레이트 (5) 는 솔리드 플레이트 (6) 가 반응기 베셀의 섹션에 상응하는 섹션을 가지는 방식으로 구성된다. 따라서, 반응기가 원형의 단면인 경우, 솔리드 플레이트의 섹션의 크기는 반응기의 내경의 크기에 상응한다.
도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 라이저들 (7) 의 하단부 (9) 는 솔리드 플레이트 (6) 에서 또는 아래에서 그리고 고정 촉매층 (4) 위에서 개방된다. 바람직하게는, 반응기는 라이저들 (7) 의 하단부 (9) 로부터 배출되는 기체/액체 혼합물의 제트를 분해 및 분산시키기 위해 기능하는 분배기 플레이트 (5) 아래에 배치된 분산 요소 (11) 를 더 포함한다. 도 2 로부터, 라이저들 (7) 의 개방된 상단부 (8) 는, 액상이 상단부 (8) 의 개구를 통해 도입되는 것을 방지하지만 기상이 상부 부분의 측방향 구역을 관통하는 것을 허용하는 디플렉터 요소 (12) 에 의해 캡핑된다는것이 주목될 것이다.
본 발명에 따라, 디바이스 (1) 는 분배기 플레이트 (5) 위에 배치되고 그에 의해 지지되는 복수의 여과 바스켓들에 의해 제공된 여과 기능을 추가로 결합한다.
도 3 에서 볼 수 있는 바와 같이, 여과 바스켓들은 적어도 세 개의 실질적으로 수직한 측벽들 (14) 을 지지하는 저부 (13) 로 구성된다. 수직한 벽들 (14) 및 저부 (13) 는 여과 매체 (15) 를 보유하면서 액상을 투과할 수 있도록 다공성이다. 수직한 벽들 (14) 과 저부 (13) 는 예를 들어 당업자에게 공지된 Johnson 스크린 유형의 금속 스크린에 의해 또는 오리피스들로 천공된 금속 플레이트에 의해 형성될 수도 있고, 여기에서 오리피스들 또는 스크린의 메시 크기는 이것이 바스켓에 의해 지지되는 여과 매체 (15) 의 구성 요소의 평균 크기보다 엄격하게 더 작도록 되어 있다.
본 발명에 따라 그리고 도 1 및 도 3 을 참조하여, 바스켓은 분배기 플레이트 (5) 의 적어도 하나의 라이저 (7) 와 협력하는 바스켓을 지탱하기 위한 적어도 하나의 수단 (16) 을 더 포함한다. 도 3 의 실시예에서, 지지 수단 (16) 은 라이저 (7) 의 직경보다 실질적으로 더 큰 직경을 가지는 바스켓의 저부에 고정된 튜브의 형태로 있다. 튜브는 튜브가 라이저를 수용할 수 있는 방식으로 플레이트 (17) 에 의해 그의 상단부에서 폐쇄되고 또한 하단부 (20) 에서 개방된다. 일단 바스켓이 제 위치에 있으면, 바스켓은 플레이트 (17) 를 통해 라이저 (7) 상에 휴지된다. 튜브 (16) 의 상단부에 인접하는 섹션은, 튜브 (16) 로의, 그런 다음 분배기 플레이트의 라이저 (7) 로의 기체 스트림의 통과를 허용하기 위하여 이것이 탑재되는 라이저의 개방된 상단부와 협력 상태에 있는 개구들 (21) 을 포함한다는 것이 또한 주목되어야 한다. 특정 실시형태에서, 라이저가 높이에 걸쳐 분포된 오리피스들을 구비할 때에, 튜브들은 여과 바스켓들로부터 분배 라이저들로의 정제된 액상의 통과를 허용하기 위하여 높이의 적어도 하부 전반부에 걸쳐, 바람직하게는 전체 높이에 걸쳐 다공성이다. 도시되지 않은 다른 대안적인 실시형태에 따라, 지지 수단은 바스켓의 저부에 고정된 수직 아암들의 형태로 있고, 또한 상기 아암들에는 예를 들어 라이저의 상부 개구에서 또는 라이저의 높이에 걸쳐 임의의 레벨에서 라이저와 협력하도록 구성된 체결 수단이 장착된다.
수직한 벽들 (14) 에 의해 규정된 수평 섹션은 도 4 에서 볼 수 있는 바와 같이 삼각형 (세 개의 수직한 벽들의 경우) 일 수도 있고, 도 6 에서 볼 수 있는 바와 같이 원형 (타원 형태의 수직 벽의 특정 경우) 일 수도 있고, 또는 도 5 에서 볼 수 있는 바와 같이 육각형 (여섯 개의 수직 벽들의 경우) 일 수도 있다. 바스켓의 수평 섹션은 사각형의 형상일 수도 있고, 예를 들어 정사각형 또는 직사각형의 형상일 수도 있다.
도 1 은 바스켓들의 저부 (13) 가 액상을 투과할 수 있고 또한 바스켓의 저부와 지지 수단 (16) 의 상단부 사이의 높이 (h) 가 바스켓들의 저부 (13) 와 분배기 플레이트 (5) 사이의 액상용 수집 공간 (E; 또한 액체용 혼합 구역 (E) 이라 함) 을 생성하는 바와 같은 방식으로 라이저들의 높이 (H) 보다 더 작은 여과 및 분배 디바이스의 특정 실시형태를 나타낸다. 이러한 실시형태에서, 라이저들의 개구들 (10) 은 이와 연통하는 바와 같은 방식으로 그리고 바스켓을 지지하는 튜브들 (16) 의 벽들이 반드시 액체를 투과할 필요가 없는 방식으로 수집 공간 내에 본질적으로 위치된다; 일 예로서, 튜브들의 벽들은 솔리드일 수도 있다.
도 1 에서 마찬가지로 볼 수 있는 바와 같이, 라이저들 (7) 에 대한 개구들 (10) 은 상기 개구들 (10) 이 여과 매체 층 (15) 내에 위치되는 방식으로 라이저들 (7) 의 높이의 주요 부분에 걸쳐 존재할 수도 있다는 것이 주목되어야 한다. 이는, 지지 수단이 액체를 투과할 때에, 라이저들 (7) 의 세트가 항상 사용 중에 있고 또한 액체 유속이 라이저들 사이에서 거의 동일하게 유지되기 때문에, 클로깅이 계속됨에 따라 유지될 수 있고, 유속은 본질적으로 여과 바스켓들 내에 형성된 액체의 레벨에 의해 조절된다. 따라서, 액체의 분배는 여과 층의 수명 동안 제어 하에 유지되고, 또한 라이저들의 길이에 걸쳐 분포된 측방향 오리피스들 또는 측방향 슬롯들의 점진적인 사용은 반응기를 정지시키는 압력 구배의 상승 없이 여과 층이 완전히 포화될 때까지 여과 층이 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
바람직하게는 그리고 도 1 에 나타낸 바와 같이, 디바이스의 여과 바스켓들의 세트에 의해 형성된 섹션이 반응기의 전체 섹션을 차지하지 않는다. 실제로, 반응기의 벽 (3) 과 "주변"으로 불리는 바스켓들의 여과 구역들 사이에는 환형 공간 (18) 이 있다. 이러한 환형 공간 (18) 은, 여과 매체가 시간에 걸쳐 회수되는 여러 불순물들에 의해 딱딱해지는 상황에서도 액체를 수집 구역 (E) 으로, 그런 다음 분배 수단 (7) 을 향해 통과시킬 수 있다.
여과 기능이 더 이상 여과 바스켓들에 의해 제공되지 않는 경우에, 분배기 플레이트는 그럼에도 불구하고 액체용 혼합 구역 (E) 내에 위치되는 라이저 요소들 (7) 의 개구들 (10) 을 통해 계속해서 기능하게 한다.
이러한 환형 구역의 폭은 플레이트가 완전히 클로깅되는 경우에도 압력 밸런스가 유지되는 방식으로 설정된다. 바람직하게는, 환형 구역 (18) 은 반응기의 섹션의 2% ~ 50%, 바람직하게는 5% ~ 20% 에 상응한다.
여과 및 분배 디바이스가 반응기 내에 사용되는 경우, 여과 바스켓들이 하나 이상의 여과 매체 층들 (15) 로 충전된다. 일 예로서, 여과 매체 층 (15) 은 일반적으로 100 mm ~ 450 mm, 바람직하게는 100 ~ 300 mm 인 높이에 걸쳐 보호 요소라 불리는 요소들을 포함할 수도 있다.
상기 층을 구성하는 보호 요소들은,
· 가드 재료 입자들 또는 보호 요소로서 일반적으로 작용하는 임의의 다른 입자들, 예를 들어 Axens 에 의해 판매되는 것들일 수도 있고,
· (새로운 또는 사용된 또는 재생된) 촉매 지지부 또는 촉매일 수도 있다.
예를 들어 세라믹 또는 금속으로부터 형성된 망상 재료, 예를 들어 Unicat 또는 Crystaphase 에 의해 시판되는 것들과 같은 공급물 내에 함유된 클로깅 입자들을 보유할 수 있는 임의의 재료는 본 발명에 따른 디바이스에서 적합해질 수도 있다. 이러한 망상 재료들은 직경이 3 ~ 5 cm 이고 높이가 1 ~ 3 cm 인 원형 섹션을 갖는 웨이퍼 형태로 존재할 수도 있다.
여과 요소들은 예를 들어 비드들, 멀티-로브드 (multi-lobed) 실린더들, 단순 실린더들, 중공 튜브들 또는 실제로 웨건 바퀴 형태와 같은 상이한 형태들을 취할 수도 있다는 것이 주목되어야 한다; 이러한 리스트는 완전한 것이 아니다.
대부분의 경우에, 단일 여과 매체 층은 충분하다. 하지만, 200 mm 초과의 여과 매체 높이들에 대해서는, 복수의 층들을 사용할 수 있고, 주어진 층의 여과 요소들의 크기는 바로 위의 층을 구성하는 여과 요소들의 크기보다 더 작다.
하지만, 반응기 내에서 디바이스를 사용하기 위해, 여과 매체 (15) 의 로딩이 완료될 때에, 분배 라이저들 (7) 의 상단부는 분배기 플레이트의 라이저의 내부로의 기상의 통과가 손상되지 않는 방식으로 상부 여과 매체 층 위에 위치된다는 것을 주의해야 한다.
도 1 에 나타낸 바와 같이, 디바이스는 바람직하게는 상부 여과 매체 층 (15) 위에 배치되는 천공된 보호 스크린 (19) 을 포함한다. 이러한 보호 스크린은 상부 여과 매체 층을 구성하는 입자들의 임의의 돌출을 방지하기 위하여 또한 이것을 수평에 대하여 경사시킴으로써 더 용이한 로딩/배출을 허용하도록 여과 매체가 반응기에 진입하는 기체/액체 스트림의 유입되는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
여과 및 분배 디바이스의 다른 실시형태에 따라, 지지 수단의 높이 (h) 는, 액상에 대한 수집 공간 (E) 이 바스켓들의 저부와 플레이트 사이에 형성되지 않고 또한 바스켓들이 솔리드 플레이트 (6) 상에 휴지되는 방식으로 라이저들의 높이 (H) 와 실질적으로 동일하다. 이러한 실시형태에서, 바스켓에 대한 지지 수단 (16) 은 적어도 높이의 하부 절반부에 걸쳐, 바람직하게는 높이의 주요 부분에 걸쳐 액체를 투과할 수 있고, 라이저들의 측방향 오리피스들은 라이저의 높이의 적어도 하부 절반부에 걸쳐, 바람직하게는 상기 라이저들 (7) 의 높이의 주요 부분에 걸쳐 분포된다. 이러한 실시형태에서, 바스켓들의 저부 (13) 가 솔리드 플레이트 (6) 상에 휴지되는 것이 주어지면, 저부 (13) 는 액체를 투과할 필요는 없다.
하향 병류식 기상 및 액상 유동 모드에서 반응기 내에 설치된 여과 및 분배 디바이스의 기능은 도 1 을 참조하여 이하에서 설명된다. 일반적으로, 본 발명에 따른 여과 플레이트는 (유체의 유동 방향으로) 제 1 촉매층 (4) 의 상류에 적어도 위치된다. 2 상 기체/액체 공급물이 반응기의 길이에 걸쳐 이격된 여러 촉매 층들을 향해 엇갈린 방식으로 도입될 때에, 촉매층들의 각각의 상류에 본 발명에 따른 디바이스를 위치시킬 수 있다.
기체/액체 혼합물이 화살표 (G/L) 에 의해 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 디바이스의 헤드로 보내진다. 지지 수단 (16) 의 상부 개구들 (21) 을 통과한 후에 상부 개구들을 통해 라이저들 (7) 내로 침투하는 혼합물의 가스 분획은 솔리드 플레이트 (6) 아래로 배향된다. 디플렉터 요소들 (12) 에 의해 라이저들의 상부 부분으로 통과되는 것이 방지되는 액체 분획과 관련하여 (도 2), 이는 바스켓들 내에 수집되고 또한 바스켓들 내에 함유된 여과 매체 층 또는 층들을 통해 여과된다. 여과 요소들과 액상의 접촉은, 입자들이 바스켓들의 저부에서 오리피스들을 통해 확산되는 "정제된" 이라 불리는 액체를 공급하기 위하여 촉매층을 클로깅하는데 책임이 있다는 것을 의미한다.
그런 다음, 정제된 액체는, 반응기가 정상적으로 기능할 때에, 플레이트 (6) 위로의 액체 레벨이 매체 층 (15) 내에 그리고 가스만이 접근할 수 있는 라이저들 (7) 의 상단부 아래에 있으므로, 액체로만 채워지는 수집 공간 (E) 내에 수집된다. 정제된 액체는 수집 공간 (E) 내에 축적된 다음, 이러한 공간으로 개방되는 개구들 (10) 을 통해 라이저들 내로 확산되고, 또한 라이저들 (7) 에서 순환하는 기상과 혼합된다. 정제된 기체/액체 혼합물은 솔리드 플레이트 (6) 아래에 그들의 저부 개구 (9) 를 통해 라이저들 (7) 로부터 배출된다. 그런 다음 기체/액체 혼합물의 제트는 이것이 촉매층 (4) 과 솔리드 플레이트 (6) 사이에 배치된 분산 요소 또는 요소들 (11) 과 접할 때에 분산된다.
특정 실시형태에서, 라이저들은 또한 여과 매체의 높이에 상응하는 구역 내에 위치되는 오리피스들을 포함하고, 또한 지지 수단 (16; 튜브) 은 정제된 액체가 여과 구역으로부터 라이저들 내로 직접적으로 분산되어, 튜브들을 관통하는 방식으로 액상에 대해 다공성이다.
솔리드일 수도 있는 바스켓들의 저부 (13) 가 플레이트 (6) 상에 휴지하는 본 발명에 따른 여과 및 분배 디바이스의 기능은, 정제된 액체가 저부를 통해 바스켓으로부터 배출되지 않지만 지지 수단 (16) 을 통해, 그런 다음 측방향 오리피스들 (10) 을 통해 라이저들 (7) 내로 확산된다는 점을 제외하고는 위에서 개시한 것과 유사하다.
도 1 의 라인 (AA') 을 관통하는 수평면에서의 단면도들인 도 4 내지 도 6 은 분배기 플레이트의 라이저들 (7) 에 의해 지지되는 여과 바스켓들이 취할 수 있는 다양한 형상을 도시한다.
본 발명에 따른 여과 바스켓들은 바스켓의 섹션을 한정하는 적어도 세 개의 수직 벽들 (14) 을 포함하는 것이 관찰될 것이다. 반응기의 벽에 인접한 벽을 가지는 바스켓들은, 그 벽의 일부에 걸쳐, 반응기의 벽의 곡률을 따르는 곡률을 가질 수도 있다. 수직 벽들에 의해 한정되는 수평 섹션은 도 4 에서 볼 수 있는 바와 같이 삼각형 (세 개의 수직 벽들의 경우), 도 5 에서 볼 수 있는 바와 같이 육각형 (여섯 개의 수직 벽들의 경우) 일 수도 있다. 이러한 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 라이저는 각 바스켓을 관통하고, 바스켓의 지지 수단은 라이저와 협력한다.
도 4 및 도 5 에 나타낸 바와 같이, 바스켓들은 분배기 플레이트의 라이저에 의해 제한되는 모서리들을 갖는다. 따라서, 도 4 의 경우에, 삼각형 형상을 갖는 바스켓이 각 모서리에서 라이저와 함께, 바스켓을 관통하는 중앙 라이저를 구비한다. 도 5 에서, 바스켓은 육각형 형상이고, 또한 중앙 라이저와, 육각형의 모서리들의 각각에 있는, 바스켓을 관통하는 여섯 개의 라이저들을 구비한다.
대안적으로 그리고 도 6 에서 볼 수 있는 바와 같이, 바스켓들은 타원형의 특정 경우인, 원형의 형상인 수직 벽에 의해 한정된다.
사용된 바스켓들이 타원형 형상의 수직 벽을 가지지 않는 경우에, 그 벽들이 반응기의 벽과 접촉상태에 있다면 구비하지 않고 또한 중앙 바스켓이라 불리는 바스켓들은, 반응기의 벽에 인접하는 벽들의 일부를 가지고 또한 주변 바스켓이라 불리는 바스켓들과 구분된다. 주변 바스켓들은 반응기의 벽 (3) 의 형상을 따르는 적어도 하나의 만곡된 측벽을 구비할 수도 있는 반면, 중앙 바스켓들은 직선형 수직 벽들을 갖는다.
도시되지 않은 다른 대안의 실시형태에서, 포함된 바스켓들은 라이저에 의해 한정되는 모서리들을 가지고, 또한 저부는 분배기 플레이트의 라이저에 의해 횡단되지 않는다. 이 경우에, 바스켓에 대한 지지 수단은 바스켓들의 측벽들에 의해 지탱되고, 또한 라이저에 체결될 수 있는 훅 (hook) 을 형성하는 만곡된 핀들의 형태를 취할 수도 있다.
일반적으로, 바스켓들의 세트는 반응기의 전체 섹션을 커버하기에 적합해져서, 바스켓들을 도입 또는 제거 시에 별개로, 즉 바스켓마다 이동시키도록 인접한 바스켓들의 측벽들 사이에 자유 공간 또는 기능 클리어런스만을 남긴다.
본 발명에 따른 여과 및 분배 디바이스의 다른 실시형태는 도 7 에 도시되어 있다. 여과 및 분배 디바이스 (1) 는 디자인이 도 2 의 디자인과 동일한 분배기 플레이트 (5), 및 적어도 하나의 여과 매체 (15) 를 포함하는 복수의 여과 바스켓들을 포함한다.
분배기 플레이트 (5) 에는 상단부 (8) 에서 폐쇄되고 하단부 (9) 에서 개방되는 복수의 수직 라이저들 (7) 이 장착되어 있고, 또한 라이저들 (7) 의 높이에 걸쳐 분포된 측방향 오리피스들 (10; 또한 본원에서는 개구라 함) 로 천공된다. 상단부 (8) 에 위치된 라이저 (7) 의 벽은 가스가 관통하는 개구 (8') 를 형성하도록 노칭 (notched) 되는 것이 주목되어야 한다. 라이저 (7) 는 상단부 (8) 를 폐쇄하는데 사용될 수 있는 플레이트 (12) 를 포함한다.
도 7 에서 볼 수 있는 바와 같이, 여과 바스켓들은 액체를 투과할 수 있는 저부 (13) 에 의해, 바람직하게는 마찬가지로 액체를 투과할 수 있는 수직 벽들 (14) 에 의해 형성되고, 또한 분배기 플레이트 (5) 를 향한 가스의 통과를 허용하도록 의도된 적어도 하나의 라이저 (22) 를 더 포함한다. 일 예로서, 바스켓들 (저부, 측벽들 및 라이저) 은 기체 및 액체의 통과를 위해 천공부들을 가지는 금속 시트들에 의해 또는 스크린에 의해 구성될 수도 있다.
도 7 의 실시형태는 본질적으로 각 여과 바스켓이 분배기 플레이트의 라이저와 협력하는 지지 수단 (16) 을 구성하는 저부 (13) 를 통해 분배기 플레이트의 적어도 하나의 라이저 (7) 에 의해 지지된다는 점에서 도 1 의 실시형태와 구분된다. 더 구체적으로, 도 7 의 경우에, 저부 (13) 는 라이저 (7) 의 플레이트 (12) 상에 휴지된다.
여전히 이러한 실시형태를 참조하면, 바스켓의 라이저 (22) 는 오프셋되거나 (도 7), 또는 분배기 플레이트의 라이저 (7) 에 대하여 정렬된다. 바스켓은 그의 라이저 (22) 가 분배기 플레이트의 라이저 (7) 와 정렬되는 방식으로 배치될 때에, 상기 라이저의 플레이트 (12) 는 두 개의 라이저들 사이에 기체 유체를 통과시킬 수 있는 개구들을 포함한다.
도 1 에 도시된 실시형태와 비교하여, 바스켓의 조립/분해는, 바스켓이 더 이상 라이저들 (7) 을 따라 슬라이딩되지 않아야 하므로 분배기 플레이트에 대한 바스켓들에 관한 위치 정밀도가 더 이상 요구되지 않기 때문에 더 쉬워진다. 또한, 이 실시형태는 여과 매체의 높이가 분배기 플레이트의 라이저 (7) 의 높이와 무관하게 증가되도록 허용하는 도 1 에 도시된 실시형태에 비해 이점을 갖는다. 바람직한 실시형태에 따라, 라이저 (7) 의 플레이트 (12) 및 바스켓 (13) 의 저부는 각각 분배기 플레이트에 대하여 바스켓을 제 위치에 홀딩하기 위하여 서로 맞물릴 수 있는 (수형/암형 유형의) 상보적인 위치결정 요소들을 포함한다.
이러한 유형의 여과 및 분배 디바이스의 기능은 실제로 도 1 을 참조하여 설명되는 것과 유사하지만, 수집 공간 (E) 내에 기체 오버헤드를 형성하는 바와 같은 방식으로 바스켓의 저부 (13) 와 솔리드 플레이트 (6) 에 의해 한정되는 수집 공간 (E) 을 향해 기체/액체 혼합물의 가스 분획이 확산된다는 점에서 특징지어 진다. 액체 분획은 여과 매체 (15) 를 통해 여과된 후, 기체 오버헤드 아래의 수집 공간 (E) 에서 축적하도록 바스켓의 저부 (13) 를 관통한다. 수집 공간 (E) 에서 축적된 정제된 액체는 그런 다음 이 공간으로 개방되는 개구들 (10) 을 통해 라이저들 (7) 로 확산되고, 개구 (8') 를 통해 라이저들 (7) 내에서 순환되는 기체 분획과 혼합된다.
본 발명에 따른 여과 및 분배 디바이스는 수소처리 프로세스, 선택적 수소화 프로세스, 잔류물 전환 프로세스 또는 오일 커트들의 산화를 위한 프로세스들에 적용될 수 있다. 현재의 여과 분배기 플레이트를 사용하여 처리될 수 있는 중질 공급물은 특히 진공 증류물, 잔류물 등: 진공 가스 오일, 대기 잔류물, 진공 잔류물, 탈아스팔트 오일, 또는 예를 들어 코킹, 또는 고정층, 에뷸레이티드층 (ebullated bed) 또는 이동층 수소화처리 또는 수소화분해 프로세스들과 같은 전환 프로세스로부터 얻어지는 진공 증류물 또는 잔여물의 350 ℃ 초과의 비점을 갖는 것들인 것으로서 규정될 수도 있다. 이러한 유형들의 잔류물들 또는 진공 증류물들 모두는 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수도 있다.
이러한 중질의 공급물들은 그대로 사용될 수도 있거나, 탄화수소 분획물 또는 탄화수소 분획물의 혼합물로 희석될 수도 있다.
본 발명과 관련되는 중질의 공급물들은 또한 석탄 액화 프로세스로부터 얻어진 커트들, 방향족 추출물들 또는 임의의 다른 탄화수소 커트들을 포함할 수도 있다.
실시예
5.5 m 의 내경을 갖는 반응기에 대해 도 5 와 관련하여 본 발명에 따른 여과 및 분배 디바이스의 치수들의 예시적인 실시예는 이하에서 설명된다.
1149 개의 수직 라이저들을 지지하는 분배기 플레이트의 특징들은 다음과 같다:
· 솔리드 플레이트의 직경: 5.5 m.
수직 라이저들의 치수는 다음과 같다:
· 라이저들의 높이: 솔리드 플레이트로부터 440 mm,
· 라이저들의 외경: 50 mm,
· 라이저들 사이의 피치: 150 mm.
라이저들은 액체의 유입 (admission) 을 위한 오리피스들의 두 개의 열들 (row) 을 포함한다:
· 오리피스들의 열 (1): 40 mm 의 솔리드 플레이트에 대한 높이, 5 mm 의 3 개의 구멍들,
· 오리피스들의 열 (2): 130 mm 의 솔리드 플레이트에 대한 높이, 5 mm 의 3 개의 구멍들,
· 가스의 유입을 위한 라이저 헤드에서 가스의 통과를 위한 개구: 50 mm.
또한, 디바이스는 육각형의 각 모서리에서 하나의 라이저를 수용할 수 있는 육각형 단면을 갖는 383 개의 바스켓들을 포함한다. 바스켓의 치수는 다음과 같다:
· 육각형의 측면: 95 mm,
· 수직 벽들의 높이: 240 mm.
각 바스켓의 육각형 저부에는, 분배 라이저가 도입되고 또한 상단부에서 폐쇄되는 튜브 위에 놓이는 중앙 오리피스가 제공된다. 튜브의 치수는 다음과 같다:
· 튜브의 내경: 55 mm,
· 튜브의 높이: 300 mm.
따라서, 바스켓들은 라이저 상에 휴지되는 중앙 튜브에 의해 지지된다. 바스켓들의 저부들은, 140 mm 의 높이를 가지는 정제된 액상에 대한 혼합 공간을 규정하는 바와 같은 방식으로 분배기 플레이트의 솔리드 플레이트 위로 140 mm 의 거리에 위치된다.
따라서, 바스켓들은 바스켓의 저부로부터 측정된 230 mm 의 두께를 갖는, 하나 이상의 층들로 구성된 여과 매체를 포함할 수 있다.

Claims (16)

  1. 기체 및 액체의 하향 병류 (descending co-current) 로 작동하는 반응기 (2) 의 고정 촉매층 (4) 의 상류에 배치될 수 있는 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스 (1) 로서,
    · 상단부 및 하단부에서 개방되는 실질적으로 수직 라이저들 (7) 이 고정되는 수평면에서 연장되는 솔리드 플레이트 (6) 로서, 상기 라이저들 (7) 은 적어도 높이의 일부에 걸쳐 개구들 (10) 을 구비하는, 상기 솔리드 플레이트 (6),
    · 적어도 하나의 여과 매체를 함유 및 보유할 수 있는 복수의 제거가능한 바스켓으로서, 각각의 제거가능한 바스켓은 타원형 수직 벽 (14) 에 의해 또는 적어도 세 개의 수직 측벽들 (14) 및 저부 (13) 에 의해 규정되고, 상기 수직 측벽들 및/또는 상기 저부는 기체 및 액체를 투과할 수 있고, 각각의 바스켓은 상기 제거가능한 바스켓을 지지하기 위하여 상기 플레이트의 라이저와 협력하는 적어도 하나의 바스켓 지지 수단 (16) 을 구비하고, 상기 지지 수단 (16) 은 상기 바스켓의 상기 저부에 고정된 복수의 수직 아암들을 포함하고, 상기 아암들에는 라이저 (7) 와 협력하도록 구성된 체결 수단이 장착되어 있는, 상기 복수의 제거가능한 바스켓
    을 포함하는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 라이저 (7) 는 상기 바스켓의 상기 저부 (13) 를 관통하고, 상기 지지 수단 (16) 은 상기 저부 (13) 를 관통하는 상기 라이저와 협력하는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 측벽들 (14) 중 적어도 하나는 라이저 (7) 와 협력하는 지지 수단을 포함하는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 수단 (16) 은 직경이 상기 라이저의 직경보다 실질적으로 더 큰 상기 바스켓의 상기 저부에 고정된 튜브를 포함하고, 상기 튜브는 상기 튜브가 상기 라이저 (7) 를 수용할 수 있는 방식으로 상단부 (17) 에서 폐쇄되고 또한 하단부 (20) 에서 개방되는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 튜브 (16) 는 액상을 투과할 수 있는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 바스켓들의 상기 저부 (13) 는 액상을 투과할 수 있고, 상기 지지 수단의 높이 (h) 는 상기 바스켓들의 상기 저부와 상기 솔리드 플레이트 (6) 사이에 액상을 수집하기 위한 공간 (E) 을 생성하는 바와 같은 방식으로 상기 라이저들의 높이 (H) 보다 더 작은, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 바스켓들은 상기 바스켓의 측면들의 각 말단에 위치된 상기 플레이트의 라이저에 의해 한정되는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스의 주변에 위치된 상기 바스켓은 만곡되는 적어도 하나의 측벽 (14) 을 구비하는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 바스켓들은 기체를 투과할 수 있는 적어도 하나의 라이저 (20) 를 포함하고, 상기 바스켓의 상기 저부는 액상을 투과할 수 있고, 각 바스켓은 상기 바스켓의 상기 저부 (13) 가 상기 솔리드 플레이트의 상기 라이저 (7) 와 협력하는 상기 바스켓 용의 상기 지지 수단 (16) 을 형성하는 방식으로 상기 솔리드 플레이트 (6) 의 적어도 하나의 라이저 (7) 상에 배치되는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    두 개의 인접한 바스켓들은 바스켓들을 위치시켜 바스켓마다 제거하는 바와 같은 방식으로 자유 공간에 의해 분리되는, 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스.
  12. 하향 기체 및 액체 병류 모드에서 작동하는 반응기 (2) 로서, 상기 반응기는, 유체들의 유동 방향으로,
    · 고정 촉매층 (4);
    · 상기 촉매층 (4) 의 상류에 배치되는 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 기상 및 액상의 여과 및 분배 디바이스 (1);
    · 바스켓들 내에 배치된 적어도 하나의 여과 수단 층 (15)
    을 포함하고,
    라이저 (7) 의 상단부 (17) 는 상기 라이저 (7) 가 상기 바스켓의 저부 (13) 를 관통할 때에 여과 매체 층 (15) 위에 위치되는, 반응기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 디바이스는 환형 구역 (18) 이 상기 반응기의 벽에 인접하는 주변 바스켓들의 벽들 (14) 사이에서 개방된 채로 있는 방식으로 상기 반응기 내에 배치되는, 반응기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 바스켓들은 복수의 중첩된 여과 매체 층들을 함유하는, 반응기.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 디바이스는 상부 여과 매체 층 위에 배치되는 적어도 하나의 천공된 보호 스크린 (19) 을 포함하는, 반응기.
  16. 제 12 항에 있어서,
    제거가능한 바스켓들은 상기 반응기 내에 형성된 맨홀의 크기보다 더 작은 크기를 가지는, 반응기.
KR1020187012238A 2015-11-09 2016-10-14 촉매 반응기용의 여과 및 분배 디바이스 KR102608487B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1560714 2015-11-09
FR1560714A FR3043339B1 (fr) 2015-11-09 2015-11-09 Dispositif de filtration et de distribution pour reacteur catalytique
FR1654396 2016-05-18
FR1654396A FR3051375B1 (fr) 2016-05-18 2016-05-18 Dispositif de filtration et de distribution pour reacteur catalytique.
PCT/EP2016/074820 WO2017080756A1 (fr) 2015-11-09 2016-10-14 Dispositif de filtration et de distribution pour reacteur catalytique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180079318A KR20180079318A (ko) 2018-07-10
KR102608487B1 true KR102608487B1 (ko) 2023-11-30

Family

ID=57199968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187012238A KR102608487B1 (ko) 2015-11-09 2016-10-14 촉매 반응기용의 여과 및 분배 디바이스

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10843158B2 (ko)
EP (1) EP3374073B1 (ko)
KR (1) KR102608487B1 (ko)
CN (1) CN108367260B (ko)
ES (1) ES2754598T3 (ko)
MY (1) MY186642A (ko)
PL (1) PL3374073T3 (ko)
PT (1) PT3374073T (ko)
RU (1) RU2717531C2 (ko)
TW (1) TWI746479B (ko)
WO (1) WO2017080756A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2019014104A (es) * 2017-05-26 2020-02-07 Taiho Pharmaceutical Co Ltd Compuesto novedoso de bifenilo o sal del mismo.
FR3067946A1 (fr) * 2017-06-23 2018-12-28 IFP Energies Nouvelles Plateau distributeur pour colonne d'echange avec caisson pour la distribution du gaz
FR3072305B1 (fr) * 2017-10-18 2022-05-06 Ifp Energies Now Panier amovible pour reacteur catalytique
US10537866B2 (en) * 2017-12-21 2020-01-21 Uop Llc Scale collection device for downflow reactors
US10556212B2 (en) 2017-12-21 2020-02-11 Uop Llc Scale collection device for downflow reactors
US11224849B2 (en) * 2017-12-21 2022-01-18 Uop Llc Scale collection device for downflow reactors
US10549249B2 (en) * 2017-12-21 2020-02-04 Uop Llc Scale collection device for downflow reactors
US11298669B2 (en) * 2017-12-21 2022-04-12 Uop Llc Scale collection device for downflow reactors
US10576439B2 (en) 2017-12-21 2020-03-03 Uop Llc Scale collection device for downflow reactors
KR102524372B1 (ko) 2019-09-24 2023-04-21 주식회사 엘지화학 소켓형 유체 분배 장치
US11071959B2 (en) 2019-11-18 2021-07-27 Saudi Arabian Oil Company Catalyst layering in commercial reactor baskets
CN111229132B (zh) * 2020-02-24 2021-05-11 大连理工大学 一种改进的细粉状催化剂计量配给装置
KR20230171981A (ko) * 2021-04-21 2023-12-21 셰브런 유.에스.에이.인크. 하향류 수소첨가 반응기용 여과 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006097590A2 (fr) 2005-03-17 2006-09-21 Institut Francais Du Petrole Dispositif pour le melange et la repartition d'un gaz et d'un liquide en amont d'un lit granulaire
US20110275870A1 (en) 2010-05-06 2011-11-10 IFP Energies Nouvelles Removable baskets containing filtration particles for fixed bed reactors
US20140097125A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-10 IFP Energies Nouvelles Filtering distributor plate for supplying a fixed bed reactor having a co-current downflow of gas and liquid for the treatment of heavy clogging feeds
FR3006599A1 (fr) 2013-06-10 2014-12-12 IFP Energies Nouvelles Plateau distributeur pour colonne de contact gaz/liquide avec systeme de distribution secondaire

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3875055A (en) * 1973-10-09 1975-04-01 Atlantic Richfield Co Apparatus and method
US6013834A (en) * 1999-03-04 2000-01-11 Celanese International Corporation Production of vinyl acetate in a catalytic reactor equipped with filter and distribution bed
CN2855521Y (zh) * 2004-10-29 2007-01-10 中国石油化工股份有限公司 一种积垢篮
FR2889973B1 (fr) 2005-08-26 2007-11-09 Inst Francais Du Petrole Plateau filtrant pour reacteur a lit a co courant descendant de gaz liquide
FR2932698B1 (fr) * 2008-06-23 2010-08-13 Total France Dispositif de filtration et de predistribution pour reacteur a lit catalytique fixe et son utilisation.
CN202460593U (zh) * 2012-03-02 2012-10-03 中海石油炼化有限责任公司 一种加氢反应器积垢器
CN204058374U (zh) * 2014-08-01 2014-12-31 中国石油化工股份有限公司 流体预分配器和流体预分配盘

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006097590A2 (fr) 2005-03-17 2006-09-21 Institut Francais Du Petrole Dispositif pour le melange et la repartition d'un gaz et d'un liquide en amont d'un lit granulaire
US20110275870A1 (en) 2010-05-06 2011-11-10 IFP Energies Nouvelles Removable baskets containing filtration particles for fixed bed reactors
US20140097125A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-10 IFP Energies Nouvelles Filtering distributor plate for supplying a fixed bed reactor having a co-current downflow of gas and liquid for the treatment of heavy clogging feeds
FR3006599A1 (fr) 2013-06-10 2014-12-12 IFP Energies Nouvelles Plateau distributeur pour colonne de contact gaz/liquide avec systeme de distribution secondaire

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017080756A1 (fr) 2017-05-18
PT3374073T (pt) 2019-11-22
CN108367260B (zh) 2021-07-20
TW201722534A (zh) 2017-07-01
RU2018121310A3 (ko) 2020-01-31
EP3374073A1 (fr) 2018-09-19
ES2754598T3 (es) 2020-04-20
KR20180079318A (ko) 2018-07-10
RU2717531C2 (ru) 2020-03-23
RU2018121310A (ru) 2019-12-10
PL3374073T3 (pl) 2020-01-31
US10843158B2 (en) 2020-11-24
EP3374073B1 (fr) 2019-08-14
MY186642A (en) 2021-08-02
CN108367260A (zh) 2018-08-03
US20200261875A1 (en) 2020-08-20
TWI746479B (zh) 2021-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102608487B1 (ko) 촉매 반응기용의 여과 및 분배 디바이스
KR102128120B1 (ko) 중질 클로깅 공급물의 처리를 위한 기체 및 액체의 병류 하향 유동을 갖는 고정층 반응기를 공급하는 여과 분배 판
JP5680967B2 (ja) 気液並行下降流態様で操作する固定床反応器のためのオーバーフロー管を有する事前分配ろ過板
US8329974B2 (en) Filtration tray for fixed bed reactor with a co-current down-flow of gas and liquid
EP1185599B1 (en) Upflow reactor system with layered catalyst bed for hydrotreating heavy feedstocks
US7070745B2 (en) Multiple bed downflow reactor
RU2768913C2 (ru) Каталитический химический реактор с отделением частиц с фильтрующим устройством
KR102608484B1 (ko) 촉매 반응기용의 제거가능한 바스켓
RU2771726C2 (ru) Съемная корзина для каталитического реактора
JP7269739B2 (ja) 触媒反応器の着脱式バスケット

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant