RU2687927C1 - Усовершенствованная волнообразная конструкция в сборе и реактор - Google Patents
Усовершенствованная волнообразная конструкция в сборе и реактор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687927C1 RU2687927C1 RU2018129551A RU2018129551A RU2687927C1 RU 2687927 C1 RU2687927 C1 RU 2687927C1 RU 2018129551 A RU2018129551 A RU 2018129551A RU 2018129551 A RU2018129551 A RU 2018129551A RU 2687927 C1 RU2687927 C1 RU 2687927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- riser
- screen
- external
- gap
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 39
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 36
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical 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
- B01J8/0278—Feeding reactive fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical 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
- B01J8/0207—Chemical 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 horizontal
- B01J8/0214—Chemical 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 horizontal in a cylindrical annular shaped bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
- B01J2208/0092—Perforated plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
- B01J2208/00929—Provided with baffles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к реактору с радиальным потоком. Реактор содержит вертикально продолжающийся резервуар, внешний канал, центральный канал, причем по меньшей мере часть внешнего канала и центрального канала содержит экран, удерживающее частицы пространство, образованное одним из резервуара, центрального канала и внешнего канала, причем пространство сообщено с экраном внешнего канала и экраном центрального канала, и входную распределительную кольцевую конструкцию, расположенную на внешнем канале, содержащую кольцо, имеющее отверстие и вертикально продолжающийся стояк, причем один конец стояка герметично соединен с кольцом, а другой конец стояка расположен внутри внешнего канала, при этом между стояком и внешним каналом имеется первый зазор. Изобретение позволяет уменьшить движущую силу, вызывающую перепуск паров через зазор между стояком и внешним каналом, и исключить вероятность псевдоожижения уплотнительного катализатора и вероятность остановки установки из-за закупоривания центрального канала. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к внутреннему устройству реактора с радиальным потоком. Реактор с радиальным потоком включает в себя устройства для удержания катализатора или адсорбента во внутреннем пространстве реактора и устройства для обеспечения входа и выхода потока текучей среды, а также его прохождения сквозь слой катализатора или адсорбента.
Уровень техники
Реакторы с радиальным потоком используются в разнообразных процессах для обеспечения контакта между текучей средой и твёрдым веществом. Обычно твёрдое вещество содержит каталитический материал, с которым текучая среда вступает в реакцию с образованием продукта, или адсорбент для селективного удаления компонента из текучей среды. Способ относится к ряду процессов, включая конверсию углеводородов, обработку газов и адсорбционное разделение.
Реакторы с радиальным потоком выполнены таким образом, что реактор имеет кольцеобразную структуру, при этом в нем имеются кольцеобразные устройства распределения и сбора. Эти устройства распределения и сбора имеют некоторый тип экранированной поверхности. Указанная экранированная поверхность удерживает катализатор или слои адсорбента на месте и способствует распределению давления по всей поверхности реактора или адсорбера и облегчает радиальный поток через слой в реакторе. Экран может быть выполнен в виде из сетки, из проволоки или другого материала, или перфорированной пластины. Для подвижного слоя экран или сетка обеспечивают барьер для предотвращения потери частиц твёрдого катализатора, в то же время позволяя потоку текучей среды проходить через слой. Требуется, чтобы отверстия в экране для сквозного пропускания текучей среды были достаточно малы для предотвращения прохода твёрдого вещества сквозь экран. Частицы твёрдого катализатора добавляются сверху, и они проходят через устройство и удаляются внизу, проходя через ограждение с экраном, которое обеспечивает поток текучей среды над катализатором. Предпочтительно экран выполнен из инертного материала, но практически экран часто подвергается некоторому воздействию за счет коррозии, и спустя некоторое время возникают проблемы из-за коррозии экрана или сетки.
Экран или сетка, используемые для удержания частиц катализатора внутри слоя, имеют отверстия достаточно малого размера, чтобы предотвратить сквозной проход частиц. Внешний экранный элемент может быть снабжен цилиндрическим экраном, который удерживает частицы внутри себя и обеспечивает распределение текучей среды внутри пространства между экраном и внешней стенкой реактора. В другой конструкции внешнего экранного элемента необходимо использовать множество продолговатых каналов, расположенных вокруг стенки реактора. Обычной формой поперечного сечения продолговатых каналов является волнообразная форма, где сплющенная сторона расположена против стенки реактора, а более резко изогнутая сторона представляет собой экранированную наружную поверхность, что обеспечивает противоток катализатора, когда текучая среда течет внутри продолговатого канала и проходит через экранированную наружную поверхность. Сплющенная сторона имеет форму, практически соответствующую кривизне стенки реактора, чтобы минимизировать объем между каналами и стенкой реактора.
Общий тип волнообразной конструкции можно найти в документах США №№ 5,366,704 и 6,224,838, где волнообразная конструкция имеет, соответственно, или перфорированные пластины, или структуру из продольно продолжающейся фасонной проволоки.
Значительной проблемой при производстве и эксплуатации волнообразных конструкций является согласование различного теплового расширения оболочки реактора и внутренних деталей волнообразной конструкции. В традиционных волнообразных конструкциях это осуществляется с использованием обработанного на станке стояка с обработанной уплотнительной пластиной, которая имеет зазор, обеспечивающий независимое движение двух компонентов.
На фиг. 1 показан один вариант выполнения реактора 100 с радиальным потоком и типичной волнообразной конструкцией 105. Внешний канал 110 имеет заднюю стенку 115, расположенную рядом со стенкой 120 резервуара. По меньшей мере часть передней стороны 125 внешнего канала 110 включает в себя экранную секцию 130 (например, проволочную конструкцию, или перфорированную пластину, или тому подобное) и сплошную секцию 135. Внешний канал 110 опирается на нижнюю опору 137 внешнего канала.
Имеется центральный канал 140 с передней стороной 145, включающей в себя экранную секцию 150 и сплошную секцию 155.
Между передней стороной 125 внешнего канала 110 и передней стороной 145 центрального канала 140 расположен слой 160 катализатора. Форма слоя 160 катализатора зависит от формы внешнего канала 110 и центрального канала 140.
К внешнему каналу 110, обычно посредством сварки, прикреплен стояк 165 с образованием единого целого.
Входящий пар проходит через стояк 165 внутри внешнего канала 110, через слой 160 катализатора и через центральный канал 140.
Имеется опорное кольцо 170 волнообразной конструкции с расположенной на нем уплотнительной пластиной 175. Стояк 165 расположен в отверстии уплотнительной пластины 175. Величина зазора 180 для уплотнительной пластины между уплотнительной пластиной 175 и стояком 165 устанавливается очень небольшой, например 1 мм (что меньше размера частиц катализатора), чтобы практически изолировать области для воды и катализатора. Имеется гораздо более крупный зазор 185 для опорного кольца, например 13 мм, между опорным кольцом 170 волнообразной конструкции и стояком 165. Зазор 185 для опорного кольца определяется правилами монтажа волнообразных конструкций.
Кроме того, в этой конструкции обеспечивается небольшой поток уплотнительного газа (например, от 1 до 5% от входящего газа) внутрь корзины 190 для уплотнительной продувки, прикрепленной к покрывной пластине 191. Назначением уплотнительного газа является обеспечение потока паров вниз через уплотнительный катализатор 195, чтобы предотвратить подъем катализатора от входящего потока паров, через уплотнительный катализатор 195 сверху слоя 160 катализатора. Размер корзины 190 для уплотнительной продувки точно подбирается, чтобы регулировать от 1 до 5% от входящего внутрь потока.
На фиг. 1 P1 означает давление по потоку выше стояка 165, а P2 – это давление между опорным кольцом 170 волнообразной конструкции и верхней частью уплотнительного катализатора 195. Давление P1 больше, чем P2, причем разность между P1 и P2 может составлять 7 кПа (1 фунт/кв. дюйм). Причиной указанной разности давлений является потеря давления в стояке 165. Эта потеря давления обеспечивает движущую силу для пара, движущегося по обходному пути на фиг. 1. Чем больше потеря давления, тем больше будет движущая сила для пара, движущегося по обходному пути.
Если уплотнительная пластина 175 разрушается и зазор 180 для уплотнительной пластины увеличивается, становясь больше 1 мм, то могут возникнуть две проблемы. Первая состоит в том, что часть входящего потока пара может идти в обход стояка 165 и течь струёй вниз на верхнюю часть уплотнительного катализатора 195. Увеличенный поток пара может вызвать псевдоожижение уплотнительного катализатора 195 и может привести к закупориванию экранной секции 130 внешнего канала 110 и/или экранной секции 150 центрального канала 140, что может потребовать отключения установки, с целью удаления катализаторной пыли.
Вторая проблема состоит в том, что псевдоожиженный катализатор может попасть в зазор 180 для уплотнительной пластины, и затем катализатор или закупоривает корзину 190 для уплотнительной продувки, и/или заполняет внешний канал 110, причем любой из указанных вариантов отрицательно влияет на эксплуатацию реактора и может привести к отключению установки.
Другая проблема указанного устройства состоит в возможных затруднениях монтажа волнообразной конструкции 105 и уплотнительной пластины 175. Стояк 165 и внешний канал 110 должны быть выровнены с отверстием в опорном кольце 170 волнообразной конструкции с зазором 13 мм. Затем должна быть вставлена уплотнительная пластина 175 с зазором 1 мм и прихвачена сварным швом на месте. Указанный процесс монтажа может быть трудным, поскольку внешний канал 110 может иметь массу 227 кг (500 фунт) и длину 15,2 м (50 футов). Кроме того, внешние каналы 110 иногда немного искривлены, и резервуар может быть некруглым. В результате при монтаже этой конструкции имеется небольшая поправка на возможные ошибки.
Следовательно, существует потребность в усовершенствованной конструкции внешнего канала и реактора с радиальным потоком, в котором используется такой канал.
Раскрытие сущности изобретения
Одним аспектом изобретения является реактор с радиальным потоком. Реактор с радиальным потоком содержит вертикально продолжающийся резервуар, имеющий вход для текучей среды и выход для текучей среды, и по меньшей мере один вертикально продолжающийся внешний канал в резервуаре, причем по меньшей мере часть внешнего канала содержит экран, определяющий множество перфораций и сообщающийся с входом для текучей среды. Имеется центральный канал, который сообщается с выходом для текучей среды, при этом по меньшей мере часть центрального канал содержит экран, определяющий множество перфораций. Удерживающее частицы пространство в резервуаре определяется по меньшей мере одним из резервуара, центрального канала и внешнего канала, причем удерживающее частицы пространство сообщается с экраном внешнего канала и экраном центрального канала. На внешнем канале расположена входная распределительная кольцевая конструкция, которая сообщается с входом для текучей среды. Входная распределительная кольцевая конструкция содержит кольцо, имеющее по меньшей мере одно отверстие, и по меньшей мере один вертикально продолжающийся стояк. Один конец стояка герметично соединен с кольцом, а другой конец стояка расположен внутри внешнего канала. Имеется первый зазор между стояком и внешним каналом.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан один вариант выполнения известного реактора с радиальным потоком;
на фиг. 2 – один вариант выполнения реактора с радиальным потоком согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение можно применять в любом устройстве с радиальным потоком для контакта текучей среды с твёрдым веществом, в частности в реакторах с радиальным потоком. Реакторы с радиальным потоком включают реакторы с неподвижным слоем и реакторы с подвижным слоем. Предполагается, что используемый в последующем термин реактор будет означать любое устройство для контакта текучей среды с твёрдым веществом, а слой катализатора означает любой слой частиц твёрдого вещества катализатора или адсорбента.
Вертикально продолжающийся резервуар имеет вход и выход для текучей среды. В резервуаре имеется по меньшей мере один вертикально продолжающийся внешний канал. По меньшей мере часть внешнего канала содержит экран, определяющий множество перфораций, которые сообщены с входом для текучей среды.
Имеется центральный канал, который сообщен с выходом для текучей среды. По меньшей мере часть центрального канала содержит экран, определяющий множество перфораций. Имеется удерживающее частицы пространство, определяемое по меньшей мере одним из резервуара, центрального канала и внешнего канала, причем это пространство сообщено с экраном внешнего канала и экраном центрального канала.
Входная распределительная кольцевая конструкция расположена на внешнем канале и сообщена с входом для текучей среды. Входная распределительная кольцевая конструкция содержит кольцо с по меньшей мере одним отверстием и по меньшей мере один вертикально продолжающийся стояк. Один конец стояка герметично соединен с кольцом, а другой конец расположен внутри внешнего канала. Между стояком и внешним каналом имеется зазор. Герметизация предотвращает поток паров между стояком и кольцом входной распределительной кольцевой конструкции. Стояк может быть герметично соединен с кольцом любым подходящим способом, включая, но без ограничений, сварку или болтовое соединение. В случае использования болтового соединения между кольцом и стояком может находиться необязательная прокладка.
Кольцо входной распределительной кольцевой конструкции прикреплено к стенке резервуара. В некоторых вариантах осуществления изобретения кольцо представляет собой часть входного дефлектора. Входной дефлектор включает в себя камеру вокруг резервуара с нижней пластиной, поддерживающей стояк, верхней пластиной и внутренней пластиной между нижней и верхней пластинами. Нижняя и верхняя пластины прикреплены к стенке резервуара. Входной дефлектор направляет входящие пары внутрь стояка.
В некоторых вариантах осуществления изобретения имеется уплотнительная пластина, окружающая стояк. Уплотнительная пластина находится в контакте с верхним концом внешнего канала. В некоторых вариантах осуществления изобретения уплотнительная пластина соединяется с внешним каналом. Может быть использована любая подходящая форма соединения, включая, но без ограничений, сварку и болтовое соединение с необязательной прокладкой. В других вариантах осуществления изобретения уплотнительная пластина является отдельной деталью, которая не соединяется с внешним каналом. Наличие отдельной уплотнительной пластины является выгодным, поскольку это позволяет удалять уплотнительную пластину без удаления внешнего канала. Между уплотнительной пластиной и стояком имеется зазор. В некоторых вариантах осуществления изобретения зазор между стояком и уплотнительной пластиной меньше, чем зазор между стояком и внешним каналом.
Конструкция с отдельной уплотнительной пластиной может быть использована с множеством конструкций внешнего канала, включая, но без ограничений, волнообразные, трапециевидные, прямоугольные, D-образные и цилиндрические. Доступны подходящие волнообразные конструкции, включая волнообразные конструкции с D-образными перфорированными пластинами, волнообразные конструкции OptiMiser® (доступны от фирмы Bilfinger Water Technologies) и волнообразные конструкции CatMax (доступны от фирмы UOP LLC). В некоторых конструкциях внешний канал может сужаться в вертикальном направлении (например, один конец внешнего канала больше, чем другой конец).
Экраны внешнего канала могут быть экранами из фасонной проволоки, проволочной сеткой, пластиной с отверстиями, жалюзи или их комбинациями.
Экран центрального канала может быть экраном из фасонной проволоки, проволочной сеткой, пластиной с отверстиями, жалюзи или их комбинациями.
Длины частей экрана внешнего канала и центрального канала не зависят друг от друга. В результате, в некоторых вариантах осуществления изобретения части экрана внешнего канала и центрального канала могут быть смещены друг относительно друга.
На фиг. 2 проиллюстрирован один вариант выполнения реактора 200. Внешний канал 210 имеет заднюю стенку 215, которая примыкает к стенке 220 резервуара. Передняя сторона 225 внешнего канала 210 содержит экранную секцию 230, сплошную секцию 235 и уплотнительную секцию 240. Внешний канал 210 сообщен по текучей среде с входом для текучей среды реактора 200. Экранная секция 230 может содержать экран из фасонной проволоки, проволочную сетку, пластину с отверстиями, жалюзи или их комбинации. Обычно экраны являются практически плоскими, однако также могут быть использованы экраны, имеющие кривизну, соответствующую форме реактора. Внешний канал 210 опирается на нижнюю опору 242 внешнего канала.
Центральный канал 245 имеет переднюю сторону 250, включающую в себя экранную секцию 255 и сплошную секцию 260. Экранная секция 255 может содержать экран из фасонной проволоки, проволочную сетку, пластину с отверстиями, жалюзи или их комбинации. Центральный канал 245 сообщен по текучей среде с выходом для текучей среды реактора 200.
Слой 265 катализатора определяется объемом между передней стороной 225 внешнего канала 210 и передней стороной 250 центрального канала 245.
Входная распределительная кольцевая конструкция 270 включает в себя кольцо 272 с отверстием и стояк 274. Вверху стояк 274 герметично соединен с кольцом 272, обычно посредством сварки. Герметичность предотвращает поток паров между кольцом 272 и стояком 274.
Кольцо 272 входной распределительной кольцевой конструкции 270 прикреплено к площадке 275, обычно посредством сварки. Как видно, площадка 275 представляет собой дно входного дефлектора 277, который имеет боковую и верхнюю стенки. Стояк 274 проходит внутрь внешнего канала 210. Дно стояка 274 находится ниже верха внешнего канала 210.
Уплотнительная пластина 280 прикреплена к уплотнительной секции 240 передней стороны 225 внешнего канала 210. Как показано, уплотнительная секция 240 включает в себя горизонтальную часть 290, к которой прикреплена уплотнительная пластина 280, и промежуточную часть 295. Промежуточная часть 295 соединяет сплошную секцию 235 и горизонтальную часть 290. Как видно, промежуточная часть 295 образует угол относительно сплошной секции 235 и угол относительно горизонтальной части 290. Однако могут быть использованы другие компоновки для уплотнительной секции 240. Например, передняя сторона 225 может продолжаться вверх, а уплотнительная пластина может быть прикреплена непосредственно вверху передней стороны 225 или к пластине, прикрепленной сверху передней стороны 225.
Уплотнительная пластина 280, которая больше, чем известные уплотнительные пластины, и горизонтальная часть 290 уплотнительной секции 240 обеспечивают большую площадь для прикрепления, что облегчает прикрепление посредством сварки.
Входной поток паров проходит вниз через стояк 274 внутрь внешнего канала 210. Поток проходит через слой 265 катализатора и выходит через центральный канал 245.
Поскольку кольцо 272 входной распределительной кольцевой конструкции 270 прикреплено к площадке 275, пары проходят в стояк 274, не обходя его.
Между стояком 274 и внешним каналом 210 имеется зазор 285, который обычно равен 13 мм. Дно стояка 274 находится внутри внешнего канала 210. Поскольку входящие пары проходят вниз с высокой скоростью, большая часть потока продолжает движение вниз. Для того чтобы просочиться через зазор 285, входящие пары будут изменять направление движения после выхода из стояка 274 внутри внешнего канала 210 и двигаться вверх, чтобы дойти до зазора 285. Таким образом, очень небольшая часть входящих паров будет проходить через зазор 285.
При наличии уплотнительной пластины 280 величина зазора 300 между стояком 274 и уплотнительной пластиной 280 меньше зазора 285 между стояком 274 и внешним каналом 210.
Длина экранной секции 230 внешнего канала 210 не зависит от длины экранной секции 255 центрального канала 245. Кроме того, длина сплошной секции 235 не зависит от длины сплошной секции 260. В любом случае, эти секции могут быть длиннее, короче или одинаковой длины.
В некоторых вариантах осуществления изобретения передняя сторона 225 внешнего канала 210 не продолжается до дна реактора 200. Напротив, дно внешнего канала 210 является открытым, что обеспечивает некоторый поток газа, который контактирует с катализатором. Открытое дно позволяет катализаторной пыли, которая может пройти через экранную секцию 230, стекать вниз, собираться вместе с частицами катализатора, и покидать реактор 200 с частицами катализатора. Катализаторную пыль можно отделить от катализатора во время регенерации катализатора.
На фиг. 2 давление P1 означает давление по потоку ниже стояка 274, а давление P2 – давление по потоку выше уплотнительного катализатора 305. Следовательно, потеря давления является относительно незначительной (например, 0,7 кПа (0,1 фунт/кв. дюйм)) поскольку не включает потерю давления в стояке, отделяя давление по потоку выше стояка, так как стояк 274 герметично приварен к кольцу 272 входной распределительной кольцевой конструкции 270. Конструкция согласно изобретению может иметь одно или несколько преимуществ перед известными конструкциями. (Не все перечисленные ниже преимущества обязательно относятся конкретно ко всем вариантам осуществления изобретения). Главным является гидравлическое преимущество, причем расположение позади области паров с большим количеством движения, в сочетании с пониженной потерей давления через герметичный зазор, обеспечивает новый гидравлический контроль направления потока через зазор. Теперь конструкция стояка компенсирует всасывание из паров стояка с большим количеством движения относительно потери давления газов, проходящих через уплотнительный катализатор 305. Такая гибкость конструкции обеспечивает более легкий, быстрый и более надежный монтаж в полевых условиях. Например, внешний канал можно вставить по месту на нижнюю опору внешнего канала, не прибегая к точному выравниванию. Затем стояк может легко соскользнуть вниз, внутрь внешнего канала, и уплотнительную пластину приваривают по месту. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения новое расположение уплотнительной пластины допускает использование более крупной уплотнительной пластины, что облегчает и/или улучшает сваривание. Уплотнительная пластина опирается на вершину внешнего канала, причем размер внешнего канала не ограничен размером, указанным на фиг. 1, в связи с наличием покрывающей пластины 191.
Другое отличие заключается в том, что изменение давления между областью выше уплотнительного катализатора (P2) и областью непосредственно выше уплотнительной пластины (P1) в новой конструкции гораздо меньше (0,7 кПа (0,1 фунт/кв. дюйм) по сравнению с 7 кПа (1 фунт/кв. дюйм)) (см. фиг. 1 и 2).
Пониженное изменение давления означает, что уменьшается движущая сила, которая вызывает перепуск паров через зазор между стояком и внешним каналом (или уплотнительной пластиной). Уменьшение перепуска паров снижает или исключает вероятность псевдоожижения уплотнительного катализатора и вероятность остановки установки из-за закупоривания центрального канала.
Хотя изобретение было описано в рамках вариантов, которые считаются предпочтительными в настоящее время, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, но предназначено для защиты различных модификаций и эквивалентных компоновок, включенных в объем прилагаемой формулы изобретения.
Частные варианты осуществления изобретения
Хотя следующий текст описан в связи с конкретными вариантами осуществления, можно понять, что это описание предназначено для иллюстрации и не ограничивает объем предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Первый вариант осуществления изобретения представляет собой реактор, включающий вертикально продолжающийся резервуар, имеющий вход для текучей среды и выход для текучей среды; по меньшей мере один вертикально продолжающийся внешний канал в резервуаре, причем по меньшей мере часть внешнего канала содержит экран, определяющий множество перфораций и соединенный с входом для текучей среды; центральный канал, соединенный с входом для текучей среды, причем по меньшей мере часть центрального канала содержит экран, определяющий множество перфораций; удерживающее частицы пространство в резервуаре, которое определяется по меньшей мере одним из резервуара, центрального канала и внешнего канала, причем удерживающее частицы пространство соединяется с экраном внешнего канала и экраном центрального канал; входную распределительную кольцевую конструкцию, расположенную на внешнем канале и соединенную с входом для текучей среды, причем входная распределительная кольцевая конструкция содержит кольцо, имеющее по меньшей мере одно отверстие, и по меньшей мере один вертикально продолжающийся стояк, причем один конец стояка герметично соединен с кольцом, а другой конец стояка расположен внутри внешнего канала; при этом между стояком и внешним каналом имеется первый зазор. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором стояк герметично соединяется с кольцом с помощью сварки или болтов с необязательной прокладкой. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором кольцо поддерживается площадкой, продолжающейся по меньшей мере на часть расстояния между стенкой резервуара и центральным каналом. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором площадка включает в себя часть входного дефлектора. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, дополнительно включающего уплотнительную пластину, окружающую стояк на одном конце внешнего канала. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором уплотнительная пластина находится в контакте с внешним каналом. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором уплотнительная пластина отделена от внешнего канала. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором между стояком и уплотнительной пластиной имеется второй зазор, при этом второй зазор меньше, чем первый зазор. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором по меньшей мере один внешний канал имеет форму, выбранную из волнообразной, трапециевидной, прямоугольной, D-образной и цилиндрической. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором по меньшей мере один внешний канал сужается в вертикальном направлении. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором экран внешнего канала содержит экран из фасонной проволоки, проволочную сетку, пластину с отверстиями, жалюзи или их комбинации. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором экран центрального канала содержит экран из фасонной проволоки, проволочную сетку, пластину с отверстиями, жалюзи или их комбинации. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце вплоть до первого варианта осуществления в этом абзаце, в котором длина экрана внешнего канала отличается от длины экрана центрального канала.
Второй вариант осуществления изобретения представляет собой реактор, содержащий вертикально продолжающийся резервуар, имеющий вход для текучей среды и выход для текучей среды; по меньшей мере один вертикально продолжающийся внешний канал в резервуаре, причем по меньшей мере часть внешнего канала содержит экран, определяющий множество перфораций и соединяющийся с входом для текучей среды; центральный канал, соединяющийся с выходом для текучей среды, причем по меньшей мере часть центрального канала содержит экран, определяющий множество перфораций; удерживающее частицы пространство в резервуаре, которое определяется по меньшей мере одним из резервуара, центрального канала и внешнего канала, причем удерживающее частицы пространство соединяется с множеством перфораций и центральным каналом; входную распределительную кольцевую конструкцию, расположенную на внешнем канале и соединенную с входом для текучей среды, причем входная распределительная кольцевая конструкция содержит кольцо, имеющее по меньшей мере одно отверстие, и по меньшей мере один вертикально продолжающийся стояк, причем один конец стояка герметично соединен с кольцом, а другой конец стояка расположен внутри внешнего канала; уплотнительную пластину, находящуюся в контакте с внешним каналом; при этом между стояком и внешним каналом имеется первый зазор, причем между стояком и уплотнительной пластиной имеется второй зазор, при этом второй зазор меньше, чем первый зазор. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце, вплоть до второго варианта осуществления в этом абзаце, в котором кольцо входной распределительной кольцевой конструкции поддерживается площадкой, продолжающейся по меньшей мере на часть расстояния между стенкой резервуара и центральным каналом. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце, вплоть до второго варианта осуществления в этом абзаце, в котором уплотнительная пластина отделена от внешнего канала. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце, вплоть до второго варианта осуществления в этом абзаце, в котором по меньшей мере один внешний канал имеет форму, выбранную из волнообразной, трапециевидной, прямоугольной, D-образной и цилиндрической. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце, вплоть до второго варианта осуществления в этом абзаце, в котором по меньшей мере один внешний канал сужается в вертикальном направлении. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце, вплоть до второго варианта осуществления в этом абзаце, в котором экран внешнего канала, экран центрального канал, или оба экрана, содержат экран из фасонной проволоки, проволочную сетку, пластину с отверстиями, жалюзи или их комбинации. Вариантом осуществления изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в этом абзаце, вплоть до второго варианта осуществления в этом абзаце, в котором длина экрана внешнего канала отличается от длины экрана центрального канала.
Предполагается, что специалист в этой области техники с использованием предшествующего описания, без дополнительной разработки, может применять настоящее изобретение в наиболее полном объеме и легко определить существенные характеристики настоящего изобретения, не выходя за пределы существа и объема изобретения, чтобы выполнить различные изменения и модификации изобретения, чтобы приспособить изобретение к применению в различных условиях. Поэтому предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления можно считать просто иллюстративными и не ограничивающими остальную часть описания ни в коей мере, при этом они предназначены для защиты различных модификаций и эквивалентных компоновок, входящих в объем прилагаемой формулы изобретения.
В вышеизложенном описании все температуры приведены в градусах Цельсия, а все части и проценты даны по массе, если не указано другое.
Claims (16)
1. Реактор с радиальным потоком, содержащий:
вертикально продолжающийся резервуар (200), имеющий вход для текучей среды и выход для текучей среды;
по меньшей мере один вертикально продолжающийся внешний канал (210) в резервуаре (200), причем по меньшей мере часть внешнего канала (210) содержит экран (230), определяющий множество перфораций и сообщенный с входом для текучей среды;
центральный канал (245), сообщенный с выходом для текучей среды, причем по меньшей мере часть центрального канала (245) содержит экран (255), определяющий множество перфораций;
удерживающее частицы пространство (265) в резервуаре, образованное по меньшей мере одним из резервуара (200), центрального канала (245) и внешнего канала (210), причем удерживающее частицы пространство (265) сообщено с экраном (230) внешнего канала (210) и экраном (255) центрального канала (245);
входную распределительную кольцевую конструкцию (270), расположенную на внешнем канале (210) и сообщенную с входом для текучей среды, причем входная распределительная кольцевая конструкция (270) содержит кольцо (272), имеющее по меньшей мере одно отверстие, и по меньшей мере один вертикально продолжающийся стояк (274), причем один конец стояка (274) герметично соединен с кольцом (272), а другой конец стояка (274) расположен внутри внешнего канала (210);
при этом между стояком (274) и внешним каналом (210) имеется первый зазор (285).
2. Реактор по п. 1, в котором кольцо (272) поддерживается площадкой (275), продолжающейся по меньшей мере на часть расстояния между стенкой (220) резервуара и центральным каналом (245).
3. Реактор по п. 2, в котором площадка (275) содержит часть входного дефлектора (277).
4. Реактор по любому из пп. 1-3, который дополнительно содержит уплотнительную пластину (280), окружающую стояк (274) на одном конце внешнего канала (210).
5. Реактор по п. 4, в котором уплотнительная пластина (280) отделена от внешнего канала (210).
6. Реактор по п. 4, в котором имеется второй зазор (300) между стояком (274) и уплотнительной пластиной (280), при этом второй зазор (300) меньше, чем первый зазор (285).
7. Реактор по любому из пп. 1-3, в котором по меньшей мере один внешний канал (210) имеет форму, выбранную из волнообразной, трапециевидной, прямоугольной, D-образной и цилиндрической.
8. Реактор по любому из пп. 1-3, в котором по меньшей мере один внешний канал (210) сужается в вертикальном направлении.
9. Реактор по любому из пп. 1-3, в котором экран (230) внешнего канала (210) или экран (255) центрального канала (245), или оба экрана содержат экран из фасонной проволоки, проволочную сетку, пластину с отверстиями, жалюзи или их комбинации.
10. Реактор по любому из пп. 1-3, в котором длина экрана (230) внешнего канала (210) отличается от длины экрана (255) центрального канала (245).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201662332515P | 2016-05-06 | 2016-05-06 | |
| US62/332,515 | 2016-05-06 | ||
| PCT/US2017/029291 WO2017192299A1 (en) | 2016-05-06 | 2017-04-25 | Improved scallop assembly and reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2687927C1 true RU2687927C1 (ru) | 2019-05-16 |
Family
ID=60203180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129551A RU2687927C1 (ru) | 2016-05-06 | 2017-04-25 | Усовершенствованная волнообразная конструкция в сборе и реактор |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10052603B2 (ru) |
| EP (1) | EP3452210B1 (ru) |
| CN (1) | CN108472613B (ru) |
| RU (1) | RU2687927C1 (ru) |
| WO (1) | WO2017192299A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10933395B1 (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-02 | Uop Llc | Apparatus for catalytic reforming hydrocarbons having flow distributor and process for reforming hydrocarbons |
| US11207648B2 (en) | 2020-01-30 | 2021-12-28 | Uop Llc | Slotted plate scallops |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5366704A (en) * | 1989-09-25 | 1994-11-22 | Uop | Radial flow reactor with double perforated scallops |
| US6224838B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-05-01 | Uop Llc | Scallop design for radial flow reactor internals |
| WO2001066239A2 (en) * | 2000-03-09 | 2001-09-13 | United States Filter Corporation | Plural conduit replaceable outer support structure for radial flow system |
| WO2004043586A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Uop Llc | Apparatus and process for reacting over two catalyst beds |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4374094A (en) * | 1981-10-29 | 1983-02-15 | Chevron Research Company | Method and apparatus for uniform flow through radial reactor centerpipes |
| FR2729585B1 (fr) * | 1995-01-24 | 1997-04-04 | Inst Francais Du Petrole | Enceintes a lit mobile en ecoulement regularise |
| US20080107575A1 (en) * | 2004-12-08 | 2008-05-08 | Vetter Michael J | Apparatus and process for reacting fluid over catalyst bed |
| US7544335B2 (en) * | 2005-05-25 | 2009-06-09 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Floating top cover plate assembly for radial flow reactors |
| US7829038B2 (en) | 2007-10-29 | 2010-11-09 | Uop Llc | Segmented outer catalyst retention screen for stacked radial flow reactors |
| US7749467B2 (en) * | 2007-12-18 | 2010-07-06 | Uop Llc | Optimizer hydraulic enhancement using milled plate |
| US8759600B2 (en) | 2010-06-28 | 2014-06-24 | Uop Llc | Reduced fluidization of solid particles in radial flow fluid/solid contacting |
| US9636654B2 (en) | 2012-02-28 | 2017-05-02 | Phillips 66 Company | Modifying flow of a reactor inlet distributor |
| CN203355702U (zh) * | 2013-05-30 | 2013-12-25 | 迈瑞尔实验设备（上海）有限公司 | 中小型径向反应器 |
| CN104650961B (zh) | 2013-11-19 | 2017-01-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种减少催化剂泄露的重整反应器扇形筒 |
| CN204469677U (zh) * | 2015-01-23 | 2015-07-15 | 中国石化工程建设有限公司 | 一种热管传热径向床甲烷化反应器 |
| CN107530670B (zh) * | 2015-06-25 | 2021-02-02 | 环球油品公司 | 用于反应器的锥形管道 |
-
2017
- 2017-04-25 WO PCT/US2017/029291 patent/WO2017192299A1/en unknown
- 2017-04-25 RU RU2018129551A patent/RU2687927C1/ru active
- 2017-04-25 EP EP17793013.8A patent/EP3452210B1/en active Active
- 2017-04-25 CN CN201780007458.1A patent/CN108472613B/zh active Active
- 2017-04-28 US US15/582,281 patent/US10052603B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5366704A (en) * | 1989-09-25 | 1994-11-22 | Uop | Radial flow reactor with double perforated scallops |
| US6224838B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-05-01 | Uop Llc | Scallop design for radial flow reactor internals |
| WO2001066239A2 (en) * | 2000-03-09 | 2001-09-13 | United States Filter Corporation | Plural conduit replaceable outer support structure for radial flow system |
| WO2004043586A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Uop Llc | Apparatus and process for reacting over two catalyst beds |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3452210B1 (en) | 2020-12-23 |
| CN108472613A (zh) | 2018-08-31 |
| EP3452210A1 (en) | 2019-03-13 |
| US10052603B2 (en) | 2018-08-21 |
| EP3452210A4 (en) | 2019-10-23 |
| WO2017192299A1 (en) | 2017-11-09 |
| US20170320033A1 (en) | 2017-11-09 |
| CN108472613B (zh) | 2021-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5538023B2 (ja) | 反応器 | |
| JP6804620B1 (ja) | 半導体プロセスの反応副産物捕集装置 | |
| US8101133B2 (en) | Radial flow reactor | |
| CA2402149C (en) | Plural conduit replaceable outer support structure for radial flow system | |
| JP6285922B2 (ja) | 半径流反応器内で固体材料を保持するための装置及び形成方法 | |
| RU2687927C1 (ru) | Усовершенствованная волнообразная конструкция в сборе и реактор | |
| RU2406564C1 (ru) | Безэкранный реактор с подвижным слоем | |
| JP2020518449A5 (ru) | ||
| US9266079B2 (en) | Apparatus for retaining solid material in a radial flow reactor and method of making | |
| RU2672752C1 (ru) | Сужающиеся трубчатые каналы для реакторов | |
| US7842258B2 (en) | Secondary containment for a perforated plate | |
| EP3860751A1 (en) | Apparatus and method of converting hydrocarbons | |
| CN105935576A (zh) | 用于径向反应器的气态流体的收集器组件 | |
| US8071047B2 (en) | Centerpipe design for radial flow reactor | |
| US7901640B2 (en) | Optimized counter-current flow baffle | |
| AU2018295431B2 (en) | Radial-flow reactor apparatus | |
| KR20230171981A (ko) | 하향류 수소첨가 반응기용 여과 장치 | |
| CN104927893B (zh) | 一种组合式催化剂汽提器 | |
| CN111655350A (zh) | 用于下流式反应器的污垢收集装置 |