RU2699648C2 - Способ и устройство, позволяющие ограничить унос твердых частиц на выходе трехфазного псевдоожиженного слоя - Google Patents

Способ и устройство, позволяющие ограничить унос твердых частиц на выходе трехфазного псевдоожиженного слоя Download PDF

Info

Publication number
RU2699648C2
RU2699648C2 RU2017124332A RU2017124332A RU2699648C2 RU 2699648 C2 RU2699648 C2 RU 2699648C2 RU 2017124332 A RU2017124332 A RU 2017124332A RU 2017124332 A RU2017124332 A RU 2017124332A RU 2699648 C2 RU2699648 C2 RU 2699648C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plates
angle
phase
row
section
Prior art date
Application number
RU2017124332A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017124332A (ru
RU2017124332A3 (ru
Inventor
Жан-Франсуа ЛЕКО
Original Assignee
Аксенс
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
Application filed by Аксенс filed Critical Аксенс
Publication of RU2017124332A publication Critical patent/RU2017124332A/ru
Publication of RU2017124332A3 publication Critical patent/RU2017124332A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2699648C2 publication Critical patent/RU2699648C2/ru

Links

Images

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
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0065Separating solid material from the gas/liquid stream by impingement against stationary members
    • 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
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • 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
    • 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
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • 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
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/34Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with stationary packing material in the fluidised bed, e.g. bricks, wire rings, baffles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области трехфазных реакторов, работающих с кипящим слоем. Предлагается устройство для ограничения уноса твердых частиц, выполненное с возможностью установки внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем, имеющим первый уровень твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, и второй уровень жидкой фазы, расположенный над первым уровнем, который по существу не содержит твердых частиц, при этом устройство выполнено с возможностью расположения между двумя упомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин, расположенных вертикально друг над другом в несколько рядов, при этом максимальное сечение устройства составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока реактора с псевдоожиженным слоем. Изобретение обеспечивает разрушение крупных пузырьков газовой фазы, содержащихся в жидкой фазе, и можно минимизировать увлечение твердых частиц этой газовой фазой наружу реактора, а также проводить процессы с поверхностными скоростями газа, превышающими нормальные скорости, не увеличивая при этом потери твердого катализатора, позволяя повысить производительность установки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к области трехфазных реакторов, работающих с кипящим слоем. Этот тип реактора используют, например, при переработке для конверсии тяжелых нефтяных фракций, таких как остатки после дистилляции нефти или нефтяных фракций при атмосферном давлении или в вакууме. Термин «трехфазный» значит, что в реакционной среде присутствуют три фазы: твердая фаза, соответствующая частицам катализатора, жидкая фаза, соответствующая обрабатываемому сырью, и газовая фаза, обычно соответствующая водороду, используемому для осуществления реакций гидрообработки или гидроконверсии.
Под «кипящим слоем» следует понимать трехфазный слой, в котором твердые частицы приводятся в состояние псевдоожижения жидкой фазой, при этом газовая фаза проходит через псевдоожиженную среду в виде пузырьков. Кипящий слой отличается от трехфазного слоя с катализатором в виде суспензии (ʺslurryʺ в англо-саксонской терминологии) тем, что в ʺslurryʺ твердая фаза диспергирована внутри жидкой фазы по причине очень небольшого размера твердых частиц.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Среди известных документов можно указать:
Патент FR 2963893, в котором описан способ ограничения уноса твердой фазы из двухфазной смеси газ/твердая фаза, при этом твердая фаза переводится в псевдоожиженное состояние газом. Этот способ содержит этап отделения твердых частиц, увлекаемых газом, при помощи внутреннего устройства, расположенного в части псевдоожиженного слоя.
Существуют также способы разделения смеси жидкость/газ, в которой жидкая фаза может тоже содержать твердое вещество (суспензия типа ʺslurryʺ в англо-саксонской терминологии). Такие смеси существуют, например, в процессах переработки углеводородного сырья или гидрообработки.
В патенте ЕР 1 374 962 В1 описано устройство разделения двухфазной смеси жидкость/газ, содержащее средства отделения и отбора жидкой фазы, в котором жидкая фаза может содержать твердое вещество, например, такое как твердые частицы катализатора. Устройство этого типа предназначено для улучшения отделения жидких или твердых фаз/жидких фаз от газовой фазы, при этом твердые частицы удерживаются в состоянии суспензии в жидкой фазе. В частности, оно содержит емкость рецикла и трубопровод, который продолжает эту емкость в ее нижней части, а также средства рецикла и отбора.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Фиг. 1 - вид трехфазного реактора, оснащенного заявленным устройством, установленным между первым уровнем (13) и вторым уровнем (14). Точное определение первого и второго уровней представлено в описании.
Фиг. 2 - различные типы пластин, входящих в состав заявленного устройства.
Фиг. 3 - вид устройства сверху (фиг. 3а и 3b) и сбоку (фиг.3с и 3е).
Фиг. 3d уточняет углы, под которыми ориентированы пластины.
Фиг. 4 - версия заявленного устройства, в которой пластины усеченной конусной формы расположены не в линию, а друг над другом в вертикальном направлении.
Фиг. 5 - схема макета кипящего псевдоожиженного слоя, используемого для осуществления примеров из настоящей заявки.
Фиг. 6 иллюстрирует при помощи кривых (фиг. 6а) или гистограмм (фиг. 6b) преимущества заявленного устройства в сравнении с реактором без устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к способу в трехфазном псевдоожиженном слое типа кипящего слоя с использованием внутреннего устройства, расположенного в реакторе, предназначенном для питания трехфазной смесью жидкость-газ-твердая фаза. Это устройство имеет геометрическую форму, позволяющую разрушать пузырьки газовой фазы и избегать увлечения твердых частиц этой газовой фазой, в частности, наиболее крупными пузырьками упомянутой газовой фазы. Изобретение относится также к способу в трехфазном кипящем слое с применением упомянутого реактора, оснащенного описанным внутренним устройством.
В частности, настоящее изобретение можно определить как способ в трехфазном псевдоожиженном слое типа кипящего слоя, при этом в рамках упомянутого способа применяют устройство, предназначенное для ограничения уноса твердых частиц, при этом упомянутое устройство установлено внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем.
Реактор с трехфазным псевдоожиженным слоем имеет два уровня: первый уровень (13) твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, затем над первым уровнем - второй уровень (14) жидкой фазы, который в принципе не содержит твердых частиц, при этом упомянутое устройство расположено между двумя вышеупомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин, расположенных друг над другом вертикально в один или несколько рядов, и максимальное сечение устройства составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9), предпочтительно от 2-кратного до 8-кратного и еще предпочтительнее от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).
Согласно первому варианту настоящего изобретения, пластины (11), образующие устройство, являются плоскими. Упомянутые плоские пластины (11) расположены в несколько рядов, расположенных друг над другом, при этом каждый ряд содержит определенное число параллельных пластин, расположенных параллельно друг другу и наклоненных под углом α относительно горизонтали, при этом угол α составляет от 10° до 80°, предпочтительно от 20° до 60°.
Согласно этому же первому варианту настоящего изобретения, последовательные ряды параллельных пластин (11) имеют чередующийся наклон, при этом угол наклона α1 относительно горизонтали одного ряда и угол наклона α2 относительно горизонтали следующего ряда являются такими, что сумма углов α1+α2 составляет от 140 до 220 градусов, предпочтительно от 160 до 200 градусов и еще предпочтительнее от 165 до 190 градусов.
Согласно этому частному варианту устройства, ряды пластин (11) расположены с чередованием в следующем порядке: ряд пластин (11) с углом α1, измеренным относительно горизонтали, затем следующий ряд с углом α2, измеренным относительно горизонтали, затем опять ряд с углом α1 и опять ряд с углом α2 и так далее для всех следующих рядов, если они существуют.
Как правило, число рядов пластин (11) устройства составляет от 2 до 6 и предпочтительно от 2 до 4.
Согласно второму варианту заявленного устройства, упомянутое устройство состоит из вертикального штабеля концентричных между собой пластин усеченной конусной формы (см. фиг. 4), диаметр которых увеличивается снизу вверх, при этом устройство центровано относительно сечения реактора и занимает сечение, составляющее от 2-кратного до 8-кратного и предпочтительно от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).
Согласно этому второму варианту заявленного устройство, число расположенных друг над другом усеченных конусных пластин составляет от 2 до 6 и предпочтительно от 2 до 4.
Настоящее изобретение относится также к любому способу в трехфазном псевдоожиженном слое типа кипящего слоя с использованием описанного выше устройства, при этом, согласно способу, поверхностная скорость газа составляет от 2 до 10 см/с и предпочтительно от 4 до 8 см/с, и поверхностная скорость жидкости составляет от 1,4 см/с до 5,6 см/с и предпочтительно от 2 см/с до 4 см/с.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 4 представлена принципиальная схема трехфазного реактора, содержащего заявленное устройство. Реактор (1) содержит в своей нижней части вход (6) для катализатора, вход (4), как правило, для углеводородного сырья, содержащий систему (5) подачи упомянутого жидкого сырья, как правило, в смеси с реакционным газом, распределительную тарелку (7), как правило, оснащенную трубками и обеспечивающую правильное распределение смеси газа и жидкости внутри реактора.
Настоящее устройство можно применять также, когда газ и жидкость подают в реактор (1) раздельно.
В своей верхней части трехфазный реактор (1) содержит трубопровод (2) для удаления газообразного исходящего потока, оснащенный дополнительными отверстиями (3), предназначенными для ослабления явлений всасывания.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением предназначено для размельчения крупных пузырьков, содержащихся в жидкой фазе, которые могут увлекать за собой часть твердых частиц. Благодаря заявленному устройству, способ можно осуществлять со поверхностными скоростями газа, превышающими нормальные скорости, не увеличивая при этом потери твердого катализатора, что позволяет повысить производительность установки.
Для лучшего понимания устройства в соответствии с настоящим изобретением следует напомнить несколько общих положений о трехфазных псевдоожиженных слоях.
В рамках способов с применением трехфазного слоя чаще всего непрерывной фазой является жидкая фаза. Следовательно, именно эта жидкая фаза переводит твердое вещество в псевдоожиженное состояние.
В реакторе с трехфазным псевдоожиженным слоем устанавливается первый уровень (13) твердого вещества, соответствующий расширению последнего внутри жидкой фазы, затем над этим первым уровнем - второй уровень (14) жидкой фазы, в принципе больше не содержащий твердых частиц. Над этим вторым уровнем жидкости в принципе находится только газовая фаза, полученная в результате коалесценции пузырьков.
Вместе с тем во многих трехфазных системах крупные пузырьки стремятся увлекать жидкую фазу с содержащейся в ней твердой фазой выше уровня (13) слоя псевдоожиженного твердого вещества. Заявленное устройство позволяет разрушать эти крупные пузырьки и, следовательно, минимизировать унос твердой фазы наружу реактора. Присутствие отверстий в пластинах (11) заявленного устройства тоже существенно способствует размельчению крупных пузырьков.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением расположено между максимальным уровнем (13) расширения твердой фазы в жидкости и верхним уровнем (14) жидкой фазы в реакторе. Предпочтительно оно расположена на расстоянии, составляющем от 30% до 90% и предпочтительно от 50% до 80% расстояния между уровнями (13) и (14), при этом упомянутое расстояние измеряют от максимального уровня расширения твердой фазы в жидкости (13).
Устройство в соответствии с настоящим изобретением в основном состоит из упорядоченных наборов перфорированных пластин (11). Отверстия (15) каждой из пластин (11) позволяют избегать слишком большого увеличения напора в реакторе.
Предпочтительно диаметр отверстий меньше максимального размера пузырьков в жидкости. Как правило, размер пузырьков в жидкости составляет от 1 см до 5 см. Кроме того, в некоторых случаях не следует выполнять отверстия слишком мелкими, чтобы избегать явлений забивания по причине осадка, который может присутствовать в сырье.
Устройство представляет собой сборку перфорированных пластин (11), по существу параллельных между собой, как показано на фиг. 2. Ширина пластины предпочтительно составляет от 5 см до 50 см и еще предпочтительнее от 10 см до 30 см.
Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, эти пластины содержат отверстия (15) с диаметром, предпочтительно составляющим от 0,5 до 10 см, предпочтительно от 0,8 до 7 см и еще предпочтительнее от 1 до 5 см.
Предпочтительно эти отверстия отделены друг от друга промежутком, предпочтительно составляющим от их 1-кратного до 5-кратного диаметра и еще предпочтительнее от их 2-кратного до 3-кратного диаметра. Предпочтительно они расположены с треугольным шагом и еще предпочтительнее расположены на равном удалении друг от друга.
Как правило, средства (12) крепления представляют собой набор перемычек, например, круглого или квадратного или треугольного сечения, возможно выполненных ажурными и имеющими небольшой диаметр относительно наименьшего размера устройства таким образом, чтобы все элементы крепления устройства занимали не более 10% сечения реактора (1) и предпочтительно менее 5% упомянутого сечения.
Предпочтительно пластины (11) имеют форму, близкую к прямоугольной (фиг. 2а). Согласно варианту, они могут иметь не прямолинейные края, например, с волнистым профилем (фиг. 2b), с треугольными вырезами (фиг. 2с) или с вырезами в виде дуги окружности, квадрата или прямоугольника или трапеции (на фиг. 2 не показаны).
Эти вырезы предназначены для минимизации забивания при осаждении веществ, скапливающихся по бортику внутренних элементов. Они позволяет уменьшить места по краю, где могут скапливаться тяжелые вещества, прежде чем упасть под действием силы тяжести.
На фиг. 3с и 3d показан вид устройства (10) в вертикальном сечении с пластинами (11), расположенными внутри устройства. Это вертикальное сечение устройства (10) может иметь, например, прямоугольную (фиг. 3с) или трапециевидную форму (фиг. 3е). Если упомянутое сечение имеет форму трапеции, наименьшая горизонтальная проекция (16) трапеции расположена внизу, то есть под наибольшей проекцией (17) трапеции. Предпочтительно обе боковые стороны (18) имеют одинаковый размер, однако прямоугольник или трапеция могут быть слегка деформированными с отклонением+или - 10% между размерами боковых сторон (18), что не влияет на эффективность устройства.
На фиг. 3а и 3b представлен вид сверху предпочтительного варианта заявленного устройства (10). Геометрические формы, показанные на фиг. 3а или 3b, можно объединить с каждой из геометрических форм, показанных на фиг. 3с и 3е (вертикальное сечение в виде прямоугольника или трапеции), при этом четыре соответствующие конфигурации являются предпочтительными в соответствии с изобретением.
Предпочтительно пластины (11) расположены параллельно друг другу (фиг. 3) и, как правило, имеют наклон под углом α относительно горизонтали. В случае необходимости, заявленное устройство может содержать несколько рядов пластин (фиг. 3с и 3е).
В этом случае для большей эффективности наклон пластин (фиг. 3с, 3е) меняется на противоположный в двух последовательных рядах. При этом первый ряд имеет наклон под углом α1, второй - под углом α2 (фиг. 3d), третий - под углом α1 (не показан) и так далее.
Слои могут также поочередно пересекаться под углом 90 градусов относительно друг друга, причем это пересечение слоев происходит по существу в горизонтальной плоскости (на фигурах не показано).
Как правило, сумма углов α1+α2 составляет от 140 до 220 градусов, предпочтительно от 160 до 200 углов, еще предпочтительнее от 165 до 190 градусов и еще предпочтительнее от 170 до 185 градусов.
В зависимости от размеров пластин (11) и от значения углов α1 и α2 в варианте выполнения изобретения можно разместить 2 ряда, предпочтительно по меньшей мере 3 ряда и даже по меньшей мере 4 ряда пластин с разными углами α1 и α2 для каждого ряда.
Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, можно расположить с чередованием: ряд с углом α1, затем ряд с углом α2, затем опять ряд с углом α1 и, возможно, опять ряд с углом α2 и так далее для следующих рядов, если они присутствуют.
В другом варианте выполнения используют не плоские пластины, а пластины в виде усеченного конуса, диаметр которых увеличивается снизу вверх, причем эти пластины расположены друг над другом со свободным пространством между двумя последовательными пластинами, как показано, например, на фиг. 4а и 4b. В этом случае устройство предпочтительно центровано по оси трубопровода (2) выхода исходящего потока, находящегося в верхней части камеры реактора.
Расположение усеченных конусных пластин друг над другом, как показано на фиг. 4а, а не в одной плоскости дает дополнительное преимущество, так как позволяет направлять крупные пузырьки к стенкам реактора и тем самым удалять их от оси выхода (9) исходящего потока. Следовательно, это расположение позволяет значительно ограничить вероятность того, что твердые частицы, увлекаемые этими крупными пузырьками, достигнут выхода (9) исходящего потока. Потоки Tb и Tl показывают пути, которым в основном следуют соответственно пузырьки и жидкость.
Число и длину пластин рассчитывают таким образом, чтобы заявленное устройство имело сечение, составляющее от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка (9) выхода исходящего потока, предпочтительно от 2-кратного до 8-кратного и еще предпочтительнее от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка (9) выхода исходящего потока.
Предпочтительно заявленное устройство расположено по существу горизонтально и центровано внутри реактора по существу напротив патрубка (9) выхода исходящего потока. Предпочтительно отклонение от горизонтали не превышает 10% и еще предпочтительнее не превышает 5% в градусах относительно горизонтали.
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ
Чтобы показать влияние заявленного устройства на унос твердых частиц, было проведено экспериментальное исследование на макете, воспроизводящем трехфазную колонку из стекла, показанную на фиг. 5. Задачей этого исследования является показ эффекта устройства в соответствии с настоящим изобретением в сравнении с макетом без использования этого устройства.
Обозначения на фиг. 5 соответствуют следующим элементам:
31: трехфазная пузырьковая колонка диаметром 150 мм и высотой 3300 мм
32: добавление газа в жидкость
33: распределительная решетка и опора для слоя катализатора
34: слой катализатора
35: направление жидкости (восходящее на периферии и нисходящее в центре) и газа (восходящее)
36: выходная решетка с трубками, удерживающими увлекаемое твердое вещество
37: уровень жидкости
38: внешний сепаратор: отстойник газ/жидкость
39: выход газа
40: насос рециркуляции жидкости
41: трубопровод для спуска жидкости вниз
10: заявленное устройство (тоже обозначенное позицией 10 на фиг. 1-4).
Используемой жидкостью является гептан, а газом - азот, причем эти две текучие среды смешиваются благодаря поступлению жидкости, рециркулируемой при помощи насоса (40), и добавлению газа через линию (32), которые нагнетаются в нижнюю часть колонки под распределительную пластину (33). Твердые частицы катализатора (цилиндрической формы с диаметром 1 мм и длиной от 3 до 6 мм) удерживаются в псевдоожиженном состоянии в кипящем слое (34), благодаря силам увлечения, создаваемым газом и жидкостью, в основном жидкостью.
Над псевдоожиженным слоем трубки, оснащенные решетками (36), задерживают частицы, поднимаемые и увлекаемые при восходящем движении газовых пузырьков. После определенного времени работы эти решетки снимают, задержанные частицы твердого вещества взвешивают и массу приводят к времени работы, что позволяет получить степень уноса на единицу времени.
Газовые пузырьки поднимаются до верхней границы раздела газ/жидкость (37).
После этого газ проходит во внешний сепаратор (38), затем в вытяжную трубу (39). Жидкость поступает в рециркуляционный насос (40) через центральный трубопровод (41), установленный в прозрачной колонке.
Значения расхода газа и жидкости контролируют раздельно и убеждаются, что слой катализатора расширился на 25-45% относительно его высоты в состоянии покоя.
Расход жидкость поддерживают фиксированным, чтобы обеспечивать поверхностную скорость жидкости 3,5 см/с, и расход газа меняют от 0 до 10 см/с.
Осуществляют три опыта:
- (А) опыт, в котором не применяют никакого устройства для размельчения пузырьков.
- (В) опыт, в котором используют заявленное устройство, представляющее собой набор сплошных пластин с наклоном 45°, расположенных как показано на фиг. 3с. Устройство имеет сечение, соответствующее 4-кратному сечению выходного патрубка колонки (31) в направлении внешнего сепаратора (38), то есть 0,015 м2.
- (С) опыт, в котором используют то же устройство, что и в (В), но на этот раз с перфорированными пластинами, имеющими отверстия с диаметром 2,5 см и с промежутком между ними 5 см с треугольным шагом, позволяющим получить максимальное число отверстий.
Заявленное устройство (10) располагают над трубками (36) на расстоянии 50 см от плоскости трубок (36).
Результат опытов (А) и (В) представлен в виде графика на фиг. 6а, где показано изменение потерь твердых частиц в процентах в конце ежедневной проверки катализатора в реакторе в зависимости от поверхностной скорости газа (Vsg) в отсутствие устройства в ходе опыта (А) и с устройством, оснащенным пластинами, в ходе опыта (В).
На этой фиг. 6а видно, что использование заявленного устройства в виде пластин без отверстий позволяет сократить потери твердых частиц примерно в 2 раза в обычном рабочем диапазоне реактора гидрообработки в кипящем слое, то есть с поверхностной скоростью газа (Vsg) от 2 см/с до 6 см/с. В этом опыте отмечается значительное улучшение при поверхностной скорости газа сверх 4 см/с.
Другой опыт (С) был проведен с этим же устройством в виде наклонных пластин, но в данном случае в пластинах выполнили отверстия диаметром 2,5 см.
На фиг. 6b представлено сравнение результатов, полученных без устройства (А), с устройством, содержащим пластины без отверстий (В), и с устройством, оснащенным пластинами с отверстиями (С). Этот последний опыт (С) наглядно показывает дополнительный выигрыш при одинаковой поверхностной скорости газа, равной 6 см/с.
На оси ординат графика на фиг. 6b показан унос твердых частиц относительно контрольного уноса, соответствующего уносу, полученному без устройства.

Claims (15)

1. Способ с применением трехфазного псевдоожиженного слоя типа кипящего слоя, при этом в способе применяют устройство (10), предназначенное для ограничения уноса твердых частиц, установленное внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем, имеющим два уровня: первый уровень (13) твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, затем над первым уровнем - второй уровень (14) жидкой фазы, который по существу не содержит твердых частиц, при этом устройство (10) расположено между двумя упомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин (11), расположенных вертикально друг над другом в один или несколько рядов, при этом максимальное сечение устройства (10) составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9) реактора с псевдоожиженным слоем, предпочтительно от 2-кратного до 8-кратного и еще предпочтительнее от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).
2. Способ по п. 1, в котором поверхностная скорость газа составляет от 2 до 10 см/с и предпочтительно от 4 до 8 см/с.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором поверхностная скорость жидкости составляет от 1,4 см/с до 5,6 см/с и предпочтительно от 2 см/с до 4 см/с.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором устройство (10) образовано набором плоских пластин (11) в несколько рядов, расположенных друг над другом в вертикальном направлении, при этом каждый ряд содержит заданное число параллельных пластин (11), расположенных параллельно друг другу и наклоненных под углом α относительно горизонтали, при этом угол α составляет от 10° до 80°, предпочтительно от 20° до 60°.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором последовательные ряды параллельных пластин (11) имеют чередующийся наклон, при этом угол наклона относительно горизонтали одного ряда и угол наклона относительно горизонтали следующего ряда являются такими, что сумма углов α1+α2 составляет от 140 до 220 градусов.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором ряды пластин расположены с чередованием в следующем порядке: ряд пластин (11) с углом α1 относительно горизонтали, затем следующий ряд с углом α2 относительно горизонтали, затем опять ряд с углом α1 и опять ряд с углом α2 и так далее для всех следующих рядов, если они существуют.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором число рядов плоских пластин (11) устройства (10) составляет от 2 до 6.
8. Способ по любому из пп. 1-3, в котором устройство (10) образовано из вертикального штабеля концентричных между собой пластин (11) усеченной конусной формы, диаметр которых увеличивается снизу вверх, при этом устройство (10) центровано относительно сечения реактора и занимает сечение, составляющее от 2-кратного до 8-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).
9. Устройство (10) для ограничения уноса твердых частиц, выполненное с возможностью установки внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем, имеющим два уровня: первый уровень (13) твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, затем над первым уровнем - второй уровень (14) жидкой фазы, который по существу не содержит твердых частиц, при этом устройство (10) выполнено с возможностью расположения между двумя упомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин (11), расположенных вертикально друг над другом в несколько рядов, при этом максимальное сечение устройства (10) составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9) реактора с псевдоожиженным слоем.
10. Устройство (10) по п. 9, образованное набором плоских пластин (11) в несколько рядов, расположенных друг над другом в вертикальном направлении, при этом каждый ряд содержит заданное число параллельных пластин (11), расположенных параллельно друг другу и наклоненных под углом α относительно горизонтали, при этом угол α составляет от 10° до 80°, предпочтительно от 20° до 60°.
11. Устройство (10) по п. 9 или 10, в котором последовательные ряды параллельных пластин (11) имеют чередующийся наклон, при этом угол наклона относительно горизонтали одного ряда и угол наклона относительно горизонтали следующего ряда являются такими, что сумма углов α1+α2 составляет от 160 до 200 градусов и предпочтительно от 165 до 190 градусов.
12. Устройство по любому из пп. 9-11, в котором ряды пластин расположены с чередованием в следующем порядке: ряд пластин (11) с углом α1 относительно горизонтали, затем следующий ряд с углом α2 относительно горизонтали, затем опять ряд с углом α1 и опять ряд с углом α2 и так далее для всех следующих рядов, если они существуют.
13. Устройство по любому из пп. 9-12, в котором число рядов плоских пластин (11) устройства (10) составляет от 2 до 6 и предпочтительно от 2 до 4.
14. Устройство (10) по п. 9, образованное из вертикального штабеля концентричных между собой пластин (11) усеченной конусной формы, диаметр которых увеличивается снизу вверх, при этом устройство (10) центровано относительно сечения реактора и занимает сечение, составляющее от 2-кратного до 8-кратного и предпочтительно от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).
15. Устройство (10) по п. 14, в котором число расположенных друг над другом усеченных конусных пластин (11) составляет от 2 до 6 и предпочтительно от 2 до 4.
RU2017124332A 2014-12-11 2015-11-13 Способ и устройство, позволяющие ограничить унос твердых частиц на выходе трехфазного псевдоожиженного слоя RU2699648C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1462230 2014-12-11
FR1462230A FR3029802B1 (fr) 2014-12-11 2014-12-11 Dispositif permettant de limiter l'entrainement de particules solides en sortie d'un lit fluidise triphasique
PCT/EP2015/076614 WO2016091538A1 (fr) 2014-12-11 2015-11-13 Procédé et dispositif permettant de limiter l'entrainement de particules solide en sortie d'un lit fluidise triphasique

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017124332A RU2017124332A (ru) 2019-01-11
RU2017124332A3 RU2017124332A3 (ru) 2019-02-19
RU2699648C2 true RU2699648C2 (ru) 2019-09-06

Family

ID=52450482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124332A RU2699648C2 (ru) 2014-12-11 2015-11-13 Способ и устройство, позволяющие ограничить унос твердых частиц на выходе трехфазного псевдоожиженного слоя

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11154830B2 (ru)
EP (1) EP3229951A1 (ru)
CN (1) CN107107018B (ru)
FR (1) FR3029802B1 (ru)
RU (1) RU2699648C2 (ru)
WO (1) WO2016091538A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107875979B (zh) * 2016-09-29 2021-02-09 中国石油化工股份有限公司 一种固定床加氢催化剂的级配装填方法和应用
FR3081167B1 (fr) * 2018-05-17 2020-06-12 IFP Energies Nouvelles Dispositif limitateur de vortex et de depots solides
KR20210014130A (ko) * 2018-05-24 2021-02-08 테크닙 프로세스 테크놀로지 인코포레이티드 스트리퍼 및 패킹 장치
WO2023126585A1 (en) 2021-12-30 2023-07-06 Neste Oyj Production of base oil components from organic material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2728632A (en) * 1951-11-30 1955-12-27 Exxon Research Engineering Co Control of solids circulation within fluid-solids contacting zones
WO2001023062A1 (en) * 1999-09-28 2001-04-05 Biothane Corporation Phase separator having multiple separation units, upflow reactor apparatus, and methods for phase separation
RU2174143C2 (ru) * 1996-12-16 2001-09-27 Юоп Способ каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором углеводородов с использованием устройства для отделения и десорбирования катализатора
US20130186273A1 (en) * 2010-08-20 2013-07-25 Total Raffinage Marketing Method for separating gas in a fluidized gas/solid mixture

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3233981A (en) * 1954-03-31 1966-02-08 Chevron Res Apparatus for contacting dissimilar phases
NL8201293A (nl) * 1982-03-29 1983-10-17 Gist Brocades Nv Fluid-bed reactor voor het zuiveren van afvalwater.
JPH01503211A (ja) * 1986-12-10 1989-11-02 ルーマス クレスト インコーポレーテッド 流動床
US4940007A (en) * 1988-08-16 1990-07-10 A. Ahlstrom Corporation Fast fluidized bed reactor
US5474688A (en) * 1993-09-29 1995-12-12 Uop Process for phase separation
EP1374962B1 (fr) 2002-06-26 2006-04-05 Institut Francais Du Petrole Perfectionnement à un dispositif pour séparer un mélange comprenant au moins une phase gazeuse et une phase liquide, ledit dispositif étant intégré dans une enceinte
US6838487B1 (en) * 2003-12-04 2005-01-04 Rentech, Inc. Method and apparatus for regenerating an iron-based Fischer-Tropsch catalyst
CN1290603C (zh) * 2005-01-26 2006-12-20 浙江大学 一种流化床反应器
CN101721960B (zh) * 2008-10-29 2012-02-29 中国石油化工股份有限公司 沸腾床反应器
CN104471035B (zh) * 2012-05-04 2017-03-08 沙特阿拉伯石油公司 用于全原油提质的集成式沸腾床工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2728632A (en) * 1951-11-30 1955-12-27 Exxon Research Engineering Co Control of solids circulation within fluid-solids contacting zones
RU2174143C2 (ru) * 1996-12-16 2001-09-27 Юоп Способ каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором углеводородов с использованием устройства для отделения и десорбирования катализатора
WO2001023062A1 (en) * 1999-09-28 2001-04-05 Biothane Corporation Phase separator having multiple separation units, upflow reactor apparatus, and methods for phase separation
US20130186273A1 (en) * 2010-08-20 2013-07-25 Total Raffinage Marketing Method for separating gas in a fluidized gas/solid mixture

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017124332A (ru) 2019-01-11
US11154830B2 (en) 2021-10-26
WO2016091538A1 (fr) 2016-06-16
US20170341046A1 (en) 2017-11-30
RU2017124332A3 (ru) 2019-02-19
FR3029802A1 (fr) 2016-06-17
CN107107018A (zh) 2017-08-29
FR3029802B1 (fr) 2022-01-07
EP3229951A1 (fr) 2017-10-18
CN107107018B (zh) 2021-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2699648C2 (ru) Способ и устройство, позволяющие ограничить унос твердых частиц на выходе трехфазного псевдоожиженного слоя
RU2563489C2 (ru) Способ отделения газа из псевдоожиженной смеси газы/твердые вещества
CN102655920B (zh) 油水分离装置和纯化装置
RU2742274C2 (ru) Новое устройство разделения газа/жидкости, предназначенное для реакторов с трехфазным псевдоожиженным слоем, подобных используемым в процессе h-oil
CN1623643A (zh) 汽提装置和工艺
US20190321753A1 (en) New device for gas-liquid separation, intended for three-phase fluidised bed reactors such as those used in the h-oil process
TW201603881A (zh) 多管徑向床反應器
CN113454034A (zh) 厌氧废水净化塔
RU2753713C2 (ru) Новая насадка с трехмерной структурой для улучшения контакта между газовой фазой и диспергированной твердой фазой, протекающей в противотоке
US7622089B1 (en) Conically shaped screenless internals for radial flow reactors
US11383250B2 (en) Flotation performance enhancement
KR102272730B1 (ko) 특히 근해 분류 칼럼에 사용되는 유체 접촉 트레이
US11224849B2 (en) Scale collection device for downflow reactors
US7901640B2 (en) Optimized counter-current flow baffle
CA3085790C (en) Scale collection device for downflow reactors
RU2748751C2 (ru) Новая насадка с трехмерной структурой для улучшения контакта между газовой фазой и диспергированной твердой фазой в противотоке
US10556212B2 (en) Scale collection device for downflow reactors
US10576439B2 (en) Scale collection device for downflow reactors
US11298669B2 (en) Scale collection device for downflow reactors
CN108290085B (zh) 用于离子液体催化剂流出物的竖向分离器