RU2774371C2

RU2774371C2 - Mixing device located above distribution zone

Info

Publication number: RU2774371C2
Application number: RU2019106348A
Authority: RU
Inventors: Фредерик ОЖЬЕ; Филипп БЕАР; Сесиль ПЛЕ
Original assignee: Ифп Энержи Нувелль
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2022-06-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of exothermal reactions, more specifically, reactions of hydrotreatment, hydrodesulfurization, hydrodenitration, hydrocracking, hydrogenation, hydrodeoxygenation, hydroisomerization, hydrodeparaffinization or hydrodearomatization, carried out in a reactor with a fixed layer. More specifically, the invention relates to a device for mixing and distribution of fluids in a reactor with descending direct flow and to its use for exothermal functions. The device for mixing and distribution of fluids for a catalytic reactor with a descending flow contains: a collection zone containing a collection means; an essentially vertical collector pipe and at least one injection means coming to the specified collector pipe; a mixing zone containing a fluid mixing chamber, and the specified mixing zone has the first end part communicating with the specified collector pipe, and the second end part communicating with the specified fluid exchange chamber located below the specified mixing chamber, wherein the length of the specified exchange chamber is strictly more than the length of the specified mixing chamber; a distribution zone located below the mixing zone, containing a distribution plate carrying a set of pipes and a set of horizontal plates located above pipes or on pipes.

EFFECT: increase in the efficiency of fluid mixing.

15 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к области экзотермических реакций, более конкретно, реакций гидроочистки, гидродесульфирования, гидродеазотирования, гидрокрекинга, гидрирования, гидродеоксигенации, гидроизомеризации, гидродепарафинизации или же гидродеароматизации, осуществляемых в реакторе с неподвижным слоем. Более конкретно, изобретение относится к устройству смешения и распределения текучих сред в реакторе с нисходящим прямоточным течением и к его применению для осуществления экзотермических реакций.The present invention relates to the field of exothermic reactions, more specifically hydrotreatment, hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, hydrocracking, hydrogenation, hydrodeoxygenation, hydroisomerization, hydrodewaxing or hydrodearomatization reactions carried out in a fixed bed reactor. More specifically, the invention relates to a device for mixing and distributing fluids in a downward cocurrent reactor and to its use in carrying out exothermic reactions.

Уровень техникиState of the art

Экзотермические реакции, проводимые, например, в области нефтепереработки и/или нефтехимии, требуют охлаждения с помощью дополнительных текучих сред, называемых охлаждающей средой, чтобы избежать неуправляемого теплового разгона каталитического реактора, в котором осуществляют эти реакции. Каталитические реакторы, применяющиеся для таких реакций, обычно содержат по меньшей мере один слой твердого катализатора. Экзотермический характер реакций требует сохранения однородного осевого градиента температуры по сечению реактора и близкий к нулю радиальный градиент температуры внутри реактора, чтобы избежать образования зон перегрева в слое катализатора, содержащемся в реакторе. Слишком горячие зоны могут преждевременно снизить активность катализатора и/или привести к неселективным реакциям и/или к тепловому разгону. Поэтому важно иметь в реакторе по меньшей мере одну смесительную камеру, находящуюся между двумя слоями катализатора, что позволит однородно перераспределить температуру сред по сечению реактора и охладить реакционные среды до желаемой температуры.Exothermic reactions carried out, for example, in the field of oil refining and/or petrochemistry, require cooling with additional fluids, called a cooling medium, in order to avoid uncontrolled thermal runaway of the catalytic reactor in which these reactions are carried out. Catalytic reactors used for such reactions usually contain at least one layer of solid catalyst. The exothermic nature of the reactions requires maintaining a uniform axial temperature gradient across the reactor cross section and a close to zero radial temperature gradient inside the reactor in order to avoid the formation of overheating zones in the catalyst layer contained in the reactor. Zones that are too hot can reduce catalyst activity prematurely and/or lead to non-selective reactions and/or thermal runaway. Therefore, it is important to have at least one mixing chamber in the reactor located between two catalyst layers, which will make it possible to uniformly redistribute the temperature of the media over the reactor cross section and cool the reaction media to the desired temperature.

Для осуществления этой гомогенизации специалистам часто приходится использовать особую схему внутренних компонентов, часто сложных, включающую как можно более однородное введение охлаждающей среды в реакторную секцию. Например, документ FR 2824495 A1 описывает охлаждающее устройство, позволяющее обеспечить эффективный теплообмен между одной или несколькими охлаждающими средами и одной или несколькими технологическими средами. Это устройство встроено в корпус и содержит сопло для впрыска охлаждающей среды, перегородку для сбора сред, собственно камеру охлаждения, осуществляющую смешение охлаждающей среды и реакционной среды, текущей вниз, и распределительную систему, состоящую из перфорированного поддона и распределительной тарелки. Камера охлаждения содержит отражатель, обеспечивающий турбулентное движение сред в направлении существенно не радиальном и не параллельном оси указанного корпуса, а за отражателем, в направлении циркуляции реакционной среды, по меньшей мере один выпускной канал для выпуска смеси текучих сред, образованных в камере. Однако такое устройство имеет много недостатков:In order to effect this homogenization, those skilled in the art often have to use a particular layout of internal components, often complex, involving the introduction of the cooling medium into the reactor section as uniformly as possible. For example, document FR 2824495 A1 describes a cooling device that allows efficient heat exchange between one or more cooling media and one or more process media. This device is built into the housing and contains a nozzle for injection of a cooling medium, a baffle for collecting media, the actual cooling chamber, which mixes the cooling medium and the reaction medium flowing down, and a distribution system consisting of a perforated tray and a distribution plate. The cooling chamber contains a reflector that provides turbulent movement of the media in a direction not substantially radial and not parallel to the axis of the said body, but behind the reflector, in the direction of circulation of the reaction medium, at least one outlet channel for discharging a mixture of fluids formed in the chamber. However, such a device has many disadvantages:

- устройство оказалось неудовлетворительным с точки зрения эффективности смешения и распределения сред, в частности, в случае высоких скоростей течения сред (охлаждающей среды и/или реакционной среды);- the device proved to be unsatisfactory from the point of view of the efficiency of mixing and distribution of media, in particular in the case of high flow rates of media (cooling medium and/or reaction medium);

- устройство является довольно громоздким, поэтому пространство, теряемое в реакторе, использующем такое устройство, идет в ущерб количеству катализатора, какое можно было бы использовать.the device is rather bulky, so the space wasted in a reactor using such a device is at the expense of the amount of catalyst that could be used.

Целью настоящего изобретения является устранение описанных выше проблем путем предложения устройства смешения и распределения, позволяющего повысить эффективность смешения сред, и следовательно, позволяющего лучше распределить среды на распределительной тарелке, без ущерба и даже с выгодой для компактности.It is an object of the present invention to overcome the problems described above by providing a mixing and dispensing device that improves the mixing efficiency of the media, and therefore allows better distribution of the media on the distribution plate, without sacrificing or even benefiting from compactness.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Объектом настоящего изобретения является устройство смешения и распределения текучих сред для каталитического реактора с нисходящим потоком, причем указанное устройство содержит:The subject of the present invention is a device for mixing and distributing fluids for a catalytic downflow reactor, said device comprising:

- по меньшей мере одну зону сбора, содержащую по меньшей мере одно средство сбора;- at least one collection area containing at least one collection means;

- по меньшей мере одну по существу вертикальную трубу, способную принимать реакционную среду, собранную указанным средством сбора, и по меньшей мере одно средство впрыска, выходящее в указанную коллекторную трубу, для ввода охлаждающей среды;at least one substantially vertical pipe capable of receiving the reaction medium collected by said collecting means and at least one injection means extending into said collector pipe for introducing a cooling medium;

- по меньшей мере одну зону смешения, находящуюся ниже по потоку за указанной коллекторной трубой, причем указанная зона смешения содержит по меньшей мере одну камеру смешения сред длиной L1, и указанная зона смешения имеет первую концевую часть, сообщающуюся с указанной коллекторной трубой, и вторую концевую часть, сообщающуюся с камерой обмена сред длиной L2, находящейся ниже указанной камеры смешения, причем длина L2 указанной камеры обмена строго больше длины L1 указанной камеры смешения, чтобы создать перекрытие на уровне указанной камеры обмена, причем указанное перекрытие имеет по меньшей мере одно отверстие, способное пропускать среды из указанной камеры обмена в зону распределения;- at least one mixing zone located downstream of said header pipe, wherein said mixing zone contains at least one medium mixing chamber of length L1, and said mixing zone has a first end part communicating with said header pipe and a second end a part communicating with the exchange chamber of media with a length L2 located below the specified mixing chamber, and the length L2 of the specified exchange chamber is strictly greater than the length L1 of the specified mixing chamber in order to create an overlap at the level of the specified exchange chamber, and the specified overlap has at least one opening capable of to pass media from said exchange chamber to a distribution zone;

- по меньшей мере одну зону распределения, находящуюся ниже зоны смешения, за указанной зоной смешения в направлении циркуляции сред, причем указанная зона распределения содержит распределительную тарелку, несущую множество труб и множество горизонтальных пластин, расположенных ниже отверстия в перекрытии камеры обмена, но выше труб или на трубах распределительной тарелки зоны распределения.- at least one distribution zone, located below the mixing zone, behind the specified mixing zone in the direction of circulation of media, and the specified distribution zone contains a distribution plate carrying a plurality of pipes and a plurality of horizontal plates located below the opening in the ceiling of the exchange chamber, but above the pipes or on the distribution plate pipes of the distribution area.

Предпочтительно, отношение длины L1 камеры смешения и длины L2 камеры обмена составляет от 0,1 до 0,9.Preferably, the ratio of the mixing chamber length L1 to the exchange chamber length L2 is between 0.1 and 0.9.

Предпочтительно, доля поверхности, занятая отверстием или отверстиями, составляет от 20% до 100% от полной площади перекрытия.Preferably, the proportion of the surface occupied by the opening or openings is between 20% and 100% of the total overlap area.

В одном частном варианте осуществления доля поверхности, занятая отверстием или отверстиями, равна 100% от полной площади перекрытия.In one particular embodiment, the proportion of the surface occupied by the hole or holes is equal to 100% of the total area of overlap.

В одном варианте осуществления изобретения указанные горизонтальные пластины находятся на высоте не более 100 мм над трубами распределительной тарелки.In one embodiment of the invention, said horizontal plates are at a height of not more than 100 mm above the pipes of the distributor plate.

В другом варианте осуществления изобретения указанные горизонтальные пластины находятся на трубах распределительной тарелки.In another embodiment of the invention, said horizontal plates are on the pipes of the distributor plate.

Предпочтительно, площадь поперечного сечения, занятая указанными горизонтальными пластинами, составляет от 2% до 95% от площади поперечного сечения зоны распределения (C).Preferably, the cross-sectional area occupied by said horizontal plates is between 2% and 95% of the cross-sectional area of the distribution zone (C).

Предпочтительно, указанные горизонтальные пластины отстоят друг от друга на расстояние от 1 до 50 мм.Preferably, said horizontal plates are spaced from one another by 1 to 50 mm.

В одном варианте осуществления изобретения указанная зона смешения смещена относительно центральной оси зоны распределения, образуя две зоны (Z1) и (Z2) на распределительной тарелке, соотношение R между которыми, определенное как отношение площадей зоны (Z1) и зоны (Z2), составляет от 0 до 1, исключая граничные значения 0 и 1.In one embodiment of the invention, said mixing zone is offset from the central axis of the distribution zone, forming two zones (Z1) and (Z2) on the distribution plate, the ratio R between which, defined as the area ratio of zone (Z1) and zone (Z2), is from 0 to 1, excluding the limit values 0 and 1.

В одном варианте осуществления изобретения камера смешения имеет дно, содержащее скошенный торцевой край, образующий угол α с продольной осью XX' камеры смешения (15), составляющий от 20° до 70°.In one embodiment of the invention, the mixing chamber has a bottom containing a bevelled end edge forming an angle α with the longitudinal axis XX' of the mixing chamber (15) ranging from 20° to 70°.

В одном варианте осуществления изобретения средство впрыска дополнено насадкой, выходящей прямо в указанную коллекторную трубу, причем указанная насадка состоит из трубки, имеющей по меньшей мере одно отверстие, открывающееся в указанную коллекторную трубу.In one embodiment of the invention, the injection means is supplemented with a nozzle extending directly into said header pipe, said nozzle consisting of a pipe having at least one opening opening into said header pipe.

Предпочтительно, указанная камера обмена дополнительно содержит на своих боковых стенках множество боковых проходных сечений, способных пропускать среды из указанной камеры обмена в указанную зону распределения.Preferably, said exchange chamber further comprises, on its side walls, a plurality of lateral flow sections capable of passing media from said exchange chamber to said distribution zone.

Предпочтительно, устройство согласно изобретению содержит также по меньшей мере один боковой отражатель, находящийся на уровне указанной зоны распределения напротив по меньшей мере одного бокового проходного сечения.Preferably, the device according to the invention also comprises at least one lateral reflector located at the level of said distribution zone opposite at least one lateral flow section.

Предпочтительно, отношение объемов указанной камеры смешения и указанной камеры обмена составляет от 5% до 60%.Preferably, the volume ratio of said mixing chamber and said exchange chamber is between 5% and 60%.

Другим объектом изобретения является каталитический реактор с нисходящим потоком, содержащий корпус, включающий по меньшей мере два неподвижных слоя катализатора, разделенных промежуточными зонами, содержащими устройство смешения и распределения текучих сред согласно изобретению.Another aspect of the invention is a downflow catalytic reactor comprising a housing comprising at least two fixed catalyst beds separated by intermediate zones containing a fluid mixing and distribution device according to the invention.

Описание фигурDescription of figures

Фигура 1 показывает продольное сечение каталитического реактора с нисходящим потоком, содержащего по меньшей мере два слоя твердого катализатора и содержащего предлагаемое изобретением устройство смешения и распределения текучих сред.Figure 1 shows a longitudinal section of a downflow catalytic reactor containing at least two solid catalyst beds and containing a fluid mixing and distribution device according to the invention.

Фигура 2 показывает вид в перспективе зоны смешения (B) устройства согласно изобретению.Figure 2 shows a perspective view of the mixing zone (B) of the device according to the invention.

Фигура 3 показывает вид в перспективе зоны смешения (B) устройства согласно изобретению, содержащей боковые пропускные сечения.Figure 3 shows a perspective view of the mixing zone (B) of the device according to the invention, containing side passages.

Фигура 4 показывает поперечное сечение устройства согласно изобретению, причем указанное устройство содержит множество горизонтальных пластин 33.Figure 4 shows a cross section of a device according to the invention, said device comprising a plurality of horizontal plates 33.

Фигура 5 показывает поперечное сечение устройства согласно изобретению в одном частном варианте осуществления. Зона смешения (B) смещена относительно центральной оси зоны распределения (C), образуя распределительную тарелку 12, содержащую две зоны, Z1 и Z2, с разными площадями.Figure 5 shows a cross section of the device according to the invention in one particular embodiment. The mixing zone (B) is offset from the central axis of the distribution zone (C), forming a distribution plate 12 containing two zones, Z1 and Z2, with different areas.

Фигура 6 показывает вид в разрезе по оси (XX') зоны смешения (B) в одном частном варианте осуществления устройства согласно изобретению.Figure 6 shows a sectional view along the axis (XX') of the mixing zone (B) in one particular embodiment of the device according to the invention.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

ОпределенияDefinitions

В контексте изобретения под камерой смешения понимается пространство, в котором реализуют перемешивание реакционной среды и охлаждающей среды.In the context of the invention, a mixing chamber is understood to mean a space in which the mixing of the reaction medium and the cooling medium takes place.

Под камерой обмена понимается пространство, в котором перемешанные реакционная среда и охлаждающая среда находятся в прямом контакте с зоной распределения текучих сред через по меньшей мере одно отверстие.An exchange chamber is understood to mean a space in which the mixed reaction medium and cooling medium are in direct contact with the fluid distribution zone through at least one opening.

Подробное описаниеDetailed description

Все описываемые ниже варианты осуществления являются частью общего раскрытия изобретения и могут комбинироваться друг с другом.All embodiments described below are part of the general disclosure of the invention and can be combined with each other.

Устройство смешения и распределения согласно изобретению применяется в реакторе, в котором реализуют экзотермические реакции, такие как реакции гидрообработки, гидродесульфирования, гидродеазотирования, гидрокрекинга, гидрирования, гидродеоксигенации, гидроизомеризации, гидродепарафинизации или же гидродеароматизации. Как правило, реактор имеет форму, вытянутую вдоль по существу вертикальной оси. Сверху вниз указанного реактора течет по меньшей мере одна реакционная среда, называемая также по-английски process fluid (технологическая среда), через по меньшей мере один неподвижный слой катализатора. Предпочтительно, на выходе каждого слоя, за исключением последнего, реакционную среду собирают, а затем смешивают с охлаждающей средой (называемую также quench fluid по-английски) в указанном устройстве, прежде чем распределить ее на слое катализатора, находящемся за распределительной тарелкой. Выражения "за" и "перед" определены относительно направления течения реакционной среды. Реакционная среда может быть газом или жидкостью или смесью, содержащей жидкость и газ, это зависит от типа реакции, проводимой в реакторе.The mixing and distributing apparatus according to the invention is used in a reactor in which exothermic reactions such as hydrotreatment, hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, hydrocracking, hydrogenation, hydrodeoxygenation, hydroisomerization, hydrodewaxing or hydrodearomatization reactions are carried out. As a rule, the reactor has a shape that is elongated along a substantially vertical axis. At least one reaction medium, also called process fluid in English, flows from top to bottom of said reactor through at least one fixed catalyst bed. Preferably, at the exit of each layer except the last, the reaction medium is collected and then mixed with a cooling medium (also called quench fluid in English) in the specified device before being distributed on the catalyst bed located behind the distributor plate. The expressions "for" and "before" are defined with respect to the direction of flow of the reaction medium. The reaction medium may be a gas or a liquid or a mixture containing a liquid and a gas, depending on the type of reaction carried out in the reactor.

Согласно фигуре 1, устройство смешения и распределения может быть установлено в реакторе 1 с формой, вытянутой вдоль по существу вертикальной оси, в котором сверху вниз протекает по меньшей мере одна реакционная среда через по меньшей мере один слой катализатора 2. Устройство находится, относительно направления течения реакционной среды в корпусе 1, ниже слоя катализатора 2. Несущая решетка 3 позволяет поддерживать слой катализатора 2, отделяя зону сбора (A), находящуюся под слоем катализатора 2. Зона сбора (A) необходима для обеспечения возможности стока реакционной среды до коллекторной трубы 7 (см. фигуры 4 и 5). Охлаждающая среда вводится в коллекторную трубу 7 через средство впрыска 8 охлаждающей среды (см. фигуры 4 и 5). Охлаждающая среда может быть жидкой или газообразной или быть смесью, содержащей жидкость и газ.According to figure 1, the mixing and distribution device can be installed in the reactor 1 with a shape elongated along a substantially vertical axis, in which at least one reaction medium flows from top to bottom through at least one catalyst bed 2. The device is located, relative to the direction of flow the reaction medium in the vessel 1, below the catalyst layer 2. The carrier grid 3 allows supporting the catalyst layer 2, separating the collection zone (A) located under the catalyst layer 2. The collection zone (A) is necessary to allow the reaction medium to drain to the collector pipe 7 ( see figures 4 and 5). The coolant is introduced into the header pipe 7 via the coolant injection means 8 (see figures 4 and 5). The cooling medium may be liquid or gaseous or may be a mixture containing liquid and gas.

Реакционная среда, проходящая через слой катализатора 2, собирается средством сбора 5 (называемым также собирательной перегородкой), по существу горизонтальным и ведущим к по существу вертикальной коллекторной трубе 7, находящейся либо ниже зоны сбора (A) на уровне зоны, называемой зоной смешения (B) (как показано на фигурах 1, 4 и 5), либо на уровне зоны сбора (A) (на фигурах не показано). Под "по существу вертикальным" и "по существу горизонтальным" в контексте настоящего изобретения понимается, что угол β отклонения плоскости от вертикали, соответственно от горизонтали составляет не более ±5 градусов. Средство сбора 5 (см. фигуру 1) состоит из сплошной пластины, расположенной в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса под несущей решеткой 3 слоя катализатора 2. Пластина средства сбора 5 простирается радиально на всю площадь реактора 1. На одном из своих краев она имеет отверстие 6 (см. фигуры 4 и 5), с которым соединена указанная коллекторная труба 7. Средство сбора 5 позволяет собрать поток реакционной среды, поступающий из находящегося выше катализаторного слоя 2, и направить его к указанной коллекторной трубе 7. Средство сбора 5 отстоит от решетки 3, несущей слой катализатора 2, на высоту H1 (фигура 1). Высоту H1 выбирают так, чтобы ограничить потерю напора во время сбора среды, текущей из слоя катализатора 2, и ограничить защитную высоту, т.е. уровень, образуемый средой, накопившейся в средстве сбора 5. Защитная высота не изменяет ни сток реакционной среды к коллекторной трубе 7, ни ее течение в этой трубе, ни ее течение через верхний катализаторный слой 2. Когда коллекторная труба 7 и средство впрыска 8 (фигуры 4 и 5) находятся на уровне зоны смешения (B), высота H1 составляет от 10 до 500 мм, предпочтительно от 10 до 200 мм, более предпочтительно от 30 до 150 мм, еще более предпочтительно от 40 до 100 мм. Таким образом, реакционная среда, выходящая из слоя 2, вынуждена в зоне сбора (A) проходить через коллекторную трубу 7. Когда коллекторная труба 7 и средство впрыска 8 находятся на уровне зоны сбора (A), высота H1 составляет от 10 до 400 мм, предпочтительно от 30 до 300 мм и еще более предпочтительно от 50 до 250 мм.The reaction medium passing through the catalyst bed 2 is collected by a collection means 5 (also called a collection baffle) which is essentially horizontal and leads to a substantially vertical collection pipe 7 located either below the collection zone (A) at the level of the zone called the mixing zone (B ) (as shown in figures 1, 4 and 5), or at the level of the collection area (A) (not shown in the figures). By "substantially vertical" and "substantially horizontal" in the context of the present invention is meant that the angle β of the plane from the vertical, respectively, from the horizontal is not more than ±5 degrees. The collection means 5 (see figure 1) consists of a solid plate located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the housing under the carrier grid 3 of the catalyst layer 2. The collection means plate 5 extends radially over the entire area of the reactor 1. At one of its edges it has a hole 6 (see Figures 4 and 5) to which said collection pipe 7 is connected. Collection means 5 makes it possible to collect the flow of the reaction medium coming from the above catalyst bed 2 and direct it to said collection pipe 7. Collection means 5 is spaced from the grate 3 carrying the catalyst layer 2 to height H1 (FIG. 1). The height H1 is chosen so as to limit the pressure loss during the collection of the medium flowing from the catalyst bed 2 and to limit the protective height, i.e. the level formed by the medium accumulated in the collection means 5. The protective height does not change either the flow of the reaction medium to the collector pipe 7, or its flow in this pipe, nor its flow through the upper catalyst layer 2. When the collector pipe 7 and the injection means 8 (figures 4 and 5) are at the level of the mixing zone (B), the height H1 is 10 to 500 mm, preferably 10 to 200 mm, more preferably 30 to 150 mm, even more preferably 40 to 100 mm. Thus, the reaction medium leaving the layer 2 is forced in the collection area (A) to pass through the collection pipe 7. When the collection pipe 7 and the injection means 8 are at the level of the collection area (A), the height H1 is between 10 and 400 mm, preferably 30 to 300 mm and even more preferably 50 to 250 mm.

Предпочтительно, коллекторная труба 7 и средство впрыска 8 охлаждающей среды находятся на уровне зоны смешения (B), что позволяет достичь компактности. Таким образом, дополнительный объем, полученный благодаря компактности устройства, можно использовать для слоев катализатора.Preferably, the collector pipe 7 and the coolant injection means 8 are at the level of the mixing zone (B), which makes it possible to achieve compactness. Thus, the additional volume obtained due to the compactness of the device can be used for the catalyst beds.

Ниже зоны сбора (A) находится зона смешения (B). Согласно фигурам 1-5, зона смешения (B) содержит по существу вертикальную коллекторную трубу 7, способную принимать реакционную среду, собранную средством сбора 5, и охлаждающую среду, поступающую из средства впрыска 8 (см. фигуру 4), заканчивающегося в указанную коллекторную трубу 7.Below the collection zone (A) is the mixing zone (B). According to figures 1-5, the mixing zone (B) contains a substantially vertical collector pipe 7 capable of receiving the reaction medium collected by the collection means 5 and the cooling medium coming from the injection means 8 (see figure 4) ending in the specified collector pipe 7.

Зона смешения (B) содержит камеру смешения 15 длиной L1 (см. фигуру 3), находящуюся в направлении циркуляции сред за средством сбора. Сечение камеры смешения 15 предпочтительно является прямоугольным. Коллекторная труба 7, сообщающаяся с камерой смешения 15, может находиться выше камеры смешения 15 или быть включена в указанную камеру смешения 15. Предпочтительно, коллекторная труба 7 включена в камеру смешения 15. Аналогично, инжекторная труба 8 может заканчиваться выше камеры смешения 15, на том же уровне, что и указанная камера, или непосредственно внутри указанной камеры смешения 15, с помощью устройства, известного специалисту, например, перфорированной трубы, проходящей через зону смешения 15. Инжекцию охлаждающей среды можно реализовать в виде прямоточного, поперечного и даже противоточного течения относительно реакционной среды, поступающей из зоны сбора (A). Зона смешения (B) содержит также камеру обмена 16 сред длиной L2 (смотри фигуру 3), причем камера обмена 16 находится в направлении циркуляции сред за камерой смешения 15. Сечение камеры обмена 16 предпочтительно является прямоугольным. Согласно изобретению, камера обмена 16 находится ниже камеры смешения 15. Предпочтительно, камера смешения 15 установлена на камеру обмена 16. Среды проходят из камеры смешения 15 в камеру обмена 16 через отверстие 18 (см. фигуру 2), находящееся на выходном, относительно направления циркуляции сред, краю камеры смешения 15. Конфигурация зоны смешения (B) делает возможным смешение сред в камере смешения 15 и течение полученной смеси в камеру обмена 16. Перемешивание реакционной среды и охлаждающей среда продолжается на уровне камеры обмена 16.The mixing zone (B) contains a mixing chamber 15 with a length L1 (see figure 3) located in the direction of circulation of media behind the collection means. The cross section of the mixing chamber 15 is preferably rectangular. The header pipe 7 communicating with the mixing chamber 15 may be located above the mixing chamber 15 or included in said mixing chamber 15. Preferably, the header pipe 7 is included in the mixing chamber 15. Similarly, the injection pipe 8 may terminate above the mixing chamber 15, at the same the same level as the specified chamber, or directly inside the specified mixing chamber 15, using a device known to the specialist, for example, a perforated pipe passing through the mixing zone 15. The injection of the cooling medium can be implemented in the form of co-current, transverse and even counter-current medium coming from the collection area (A). The mixing zone (B) also contains a media exchange chamber 16 of length L2 (see FIG. 3), the exchange chamber 16 being in the direction of circulation of the media behind the mixing chamber 15. The cross section of the exchange chamber 16 is preferably rectangular. According to the invention, the exchange chamber 16 is located below the mixing chamber 15. Preferably, the mixing chamber 15 is installed on the exchange chamber 16. The media pass from the mixing chamber 15 to the exchange chamber 16 through the opening 18 (see figure 2), located at the outlet, relative to the direction of circulation media, the edge of the mixing chamber 15. The configuration of the mixing zone (B) allows the mixing of the media in the mixing chamber 15 and the flow of the resulting mixture into the exchange chamber 16. The mixing of the reaction medium and the cooling medium continues at the level of the exchange chamber 16.

Согласно изобретению, длина L2 камеры обмена 16 строго больше длины L1 камеры смешения 15, чтобы образовать перекрытие 30 на уровне указанной камеры обмена 16, причем указанное перекрытие 30 содержит по меньшей мере одно отверстие 31, предназначенное для пропускания сред из указанной камеры обмена 16 в указанную зону распределения (C). Указанное отверстие 31 может с равным успехом иметь вид одного или нескольких проходов любой геометрии и/или одной или нескольких щелей. Такая конфигурация устройства по изобретению позволяет, благодаря созданию отверстия 31 на камере обмена, лучше управлять расходом текучих сред, в частности, газообразных, выходящих из камеры обмена 16, и, таким образом, ограничить эффект расхода сред на распределительную тарелку 12 зоны распределения (C). Предпочтительно, отношение длины L1 камеры смешения 15 и длины L2 камеры обмена 16 составляет от 0,1 до 0,9, предпочтительно от 0,3 до 0,9. Предпочтительно, доля площади, занятой отверстием или отверстиями 31, составляет от 20% до 100% от полной площади перекрытия 30, предпочтительно от 30% до 80% площади. В одном частном варианте осуществления изобретения доля площади, занятой указанным отверстием 31, равна 100% полной площади перекрытия 30, и это означает, что перекрытие 30 полностью открыто к зоне распределения (C).According to the invention, the length L2 of the exchange chamber 16 is strictly greater than the length L1 of the mixing chamber 15 in order to form an overlap 30 at the level of said exchange chamber 16, said overlap 30 comprising at least one opening 31 intended to pass media from said exchange chamber 16 to said distribution zone (C). Said opening 31 may equally well take the form of one or more passages of any geometry and/or one or more slots. Such a configuration of the device according to the invention makes it possible, by providing an opening 31 on the exchange chamber, to better control the flow of fluids, in particular gaseous, exiting the exchange chamber 16, and thus limit the effect of the flow of media on the distribution plate 12 of the distribution zone (C) . Preferably, the ratio of the length L1 of the mixing chamber 15 to the length L2 of the exchange chamber 16 is 0.1 to 0.9, preferably 0.3 to 0.9. Preferably, the proportion of the area occupied by the hole or holes 31 is from 20% to 100% of the total area of overlap 30, preferably from 30% to 80% of the area. In one particular embodiment of the invention, the proportion of the area occupied by said opening 31 is equal to 100% of the total area of overlap 30, which means that overlap 30 is completely open to the distribution zone (C).

Предпочтительно, края камер смешения 15 и обмена 16 не соприкасаются со стенкой корпуса реактора 1, чтобы позволить движение текучих сред на распределительной тарелке 12 с обеих сторон камер смешения 15 и обмена 16. Предпочтительно, камера смешения 15 и камера(ы) обмена 16 выполнены как единое целое.Preferably, the edges of the mixing chambers 15 and exchange 16 do not come into contact with the wall of the reactor vessel 1 to allow the movement of fluids on the distribution plate 12 on both sides of the mixing chambers 15 and exchange 16. Preferably, the mixing chamber 15 and the exchange chamber(s) 16 are designed as a single whole.

Суммарная высота H2 указанной камеры смешения 15 и указанной камеры обмена 16 составляет от 200 до 1500 мм, предпочтительно от 200 до 800 мм, более предпочтительно от 300 до 750 мм и еще более предпочтительно от 350 до 700 мм.The total height H2 of said mixing chamber 15 and said exchange chamber 16 is 200 to 1500 mm, preferably 200 to 800 mm, more preferably 300 to 750 mm, and even more preferably 350 to 700 mm.

Предпочтительно, ширина L (см. фигуру 2) камеры обмена 16 составляет от 200 до 1100 мм, предпочтительно от 200 до 800 мм, более предпочтительно от 250 до 700 мм и еще более предпочтительно от 300 до 600 мм.Preferably, the width L (see Figure 2) of the exchange chamber 16 is 200 to 1100 mm, preferably 200 to 800 mm, more preferably 250 to 700 mm, and even more preferably 300 to 600 mm.

Отношение объемов (в %) камеры смешения 15 и камеры обмена 16 составляет от 10% до 90%, предпочтительно от 50% до 90%, еще более предпочтительно от 75% до 90%.The volume ratio (in %) of the mixing chamber 15 and the exchange chamber 16 is 10% to 90%, preferably 50% to 90%, even more preferably 75% to 90%.

В одном частном варианте осуществления изобретения (на фигурах не показан), вышеописанное средство впрыска 8 охлаждающей среды может быть оснащено насадкой, заканчивающейся прямо в коллекторную трубу 7, причем указанная насадка состоит из трубки, имеющей по меньшей мере одно отверстие, выходящее в указанную коллекторную трубу 7. Предпочтительно, указанная насадка содержит множество отверстий, однородно распределенных по всей поверхности указанной трубки. Форма отверстий может быть самой разной, обычно круглой или прямоугольной, причем эти отверстия предпочтительно однородно распределены по всей поверхности насадки.In one particular embodiment of the invention (not shown in the figures), the above-described coolant injection means 8 can be equipped with a nozzle ending directly in the header pipe 7, said nozzle consisting of a tube having at least one opening opening into said header pipe. 7. Preferably, said nozzle contains a plurality of holes uniformly distributed over the entire surface of said tube. The shape of the holes can be very different, usually round or rectangular, and these holes are preferably uniformly distributed over the entire surface of the nozzle.

Предпочтительно, дно 23 камеры смешения 15 (см. фигуру 6) может иметь скошенный торцевой край 27, образующий угол α к продольной оси XX' камеры смешения 15, составляющий от 20° до 70°, предпочтительно от 30° до 60° и еще более предпочтительно от 30° до 45°. Такая форма торцевого края камеры смешения 15 позволяет создать турбулентное течение текучих сред на уровне отверстия 18, в результате чего улучшается эффективность смешения сред, в частности, позволяя смешиваться линиям тока сред, находящихся по обе стороны от боковых стенок камеры смешения 15. Кроме того, такая конфигурация камеры смешения 15 снижает скорость течения сред между камерой смешения и камерой обмена. При уменьшении скорости течения на уровне отверстия 18 минимизируется потеря напора.Preferably, the bottom 23 of the mixing chamber 15 (see figure 6) may have a beveled end edge 27, forming an angle α to the longitudinal axis XX' of the mixing chamber 15, ranging from 20° to 70°, preferably from 30° to 60° and even more preferably from 30° to 45°. This shape of the end edge of the mixing chamber 15 allows to create a turbulent flow of fluids at the level of the opening 18, resulting in improved mixing efficiency, in particular, allowing mixing of the streamlines of the media located on both sides of the side walls of the mixing chamber 15. In addition, such the configuration of the mixing chamber 15 reduces the flow rate of media between the mixing chamber and the exchange chamber. By reducing the flow velocity at the level of the hole 18, the head loss is minimized.

Ниже зоны смешения (B) находится зона распределения (C). Зона распределения (C), простирающаяся на высоту H3 (см. фигуру 1), содержит распределительную тарелку 12, несущую множество труб 13, и множество горизонтальных пластин 33 (см. фигуру 4), находящихся ниже отверстия 31 в перекрытии 30 камеры обмена 16, но выше труб 13, или установленных на трубы 13 распределительной тарелки 12. Более точно, трубы 13 являются открытыми в их верхней части посредством верхнего отверстия и имеют вдоль их боковой стенки ряд боковых отверстий, предназначенных для раздельного прохода жидкой фазы (через боковые отверстия) и газовой фазы (через верхнее отверстие) внутрь труб 13, чтобы осуществить их однородное перемешивание внутри указанных труб 13. Форма боковых отверстий может быть самой разной, обычно она круглая или прямоугольная, причем эти отверстия предпочтительно распределены на каждой из труб на нескольких уровнях, по существу идентичных для всех труб, обычно по меньшей мере на одном уровне, а предпочтительно на 1-10 уровнях, чтобы установить как можно более равномерную (плоскую) границу раздела между газовой и жидкой фазами. Предпочтительно, высота H3 зоны распределения составляет от 20 до 1500 мм, более предпочтительно от 50 до 800 мм и еще более предпочтительно от 100 до 600 мм.Below the mixing zone (B) is the distribution zone (C). The distribution zone (C) extending to the height H3 (see figure 1) comprises a distribution plate 12 carrying a plurality of pipes 13 and a plurality of horizontal plates 33 (see figure 4) located below the opening 31 in the ceiling 30 of the exchange chamber 16, but above the tubes 13, or the distributor tray 12 mounted on the tubes 13. More precisely, the tubes 13 are open in their upper part by means of an upper opening and have along their side wall a series of side openings intended for separate passage of the liquid phase (through the side openings) and gas phase (through the top opening) into the tubes 13 in order to effect their uniform mixing within said tubes 13. identical for all pipes, usually at least one level, and preferably 1-10 levels, in order to establish as much as possible a more uniform (flat) interface between the gas and liquid phases. Preferably, the height H3 of the distribution zone is 20 to 1500 mm, more preferably 50 to 800 mm, and even more preferably 100 to 600 mm.

Чтобы гарантировать гомогенное распределение сред на распределительной тарелке 12, устройство содержит множество горизонтальных пластин 33 (см. фигуру 4), находящихся в зоне распределения (C), ниже отверстия 31 в перекрытии 30 камеры обмена 16, но выше труб 13 или установленных на трубы 13 распределительной тарелки 12 (см. фигуру 1). Наличие горизонтальных пластин 33 позволяет осуществить предварительное распределение сред на распределительной тарелке 12. Указанные горизонтальные пластины 33 предпочтительно отстоят друг от друга на расстояние, составляющее от 1 до 50 мм, предпочтительно от 5 до 20 мм, чтобы среды могли течь в пространство между горизонтальными пластинами 33 и распределительной тарелкой 12. Предпочтительно, указанные горизонтальные пластины 33 находятся на 0-100 мм выше труб 13 распределительной тарелки 12. Когда горизонтальные пластины установлены на трубы распределительной тарелки, эти трубы выполнены так, чтобы позволить прохождение газообразных сред, например, имея скошенный край. Предпочтительно, площадь поперечного сечения, занятого указанными горизонтальными пластинами 33, составляет от 2% до 95% от площади поперечного сечения зоны распределения (C), более предпочтительно от 2% до 20%. Такая конфигурация устройства по изобретению позволяет обеспечить высокую эффективность смешения сред, не приводя к увеличению габаритов указанного устройства. В одном частном варианте осуществления изобретения горизонтальные пластины 33 имеют множество перфораций, позволяющих течение сред в пространство, находящееся между горизонтальными пластинами 33 и распределительной тарелкой 12. Для каждой горизонтальной пластины 33 площадь, занятая указанными перфорациями, составляет от 1% до 20%, предпочтительно от 2% до 5% полной площади горизонтальной пластины 33.To ensure a homogeneous distribution of media on the distribution plate 12, the device comprises a plurality of horizontal plates 33 (see figure 4) located in the distribution zone (C), below the opening 31 in the ceiling 30 of the exchange chamber 16, but above the pipes 13 or installed on the pipes 13 distribution plate 12 (see figure 1). The presence of horizontal plates 33 allows the preliminary distribution of the media on the distribution plate 12. Said horizontal plates 33 are preferably spaced from each other by a distance of 1 to 50 mm, preferably 5 to 20 mm, so that the media can flow into the space between the horizontal plates 33 and distribution plate 12. Preferably, said horizontal plates 33 are 0-100 mm above the pipes 13 of the distribution plate 12. When the horizontal plates are installed on the pipes of the distribution plate, these pipes are designed to allow the passage of gaseous media, for example, having a beveled edge. Preferably, the cross-sectional area occupied by said horizontal plates 33 is between 2% and 95% of the cross-sectional area of the distribution zone (C), more preferably between 2% and 20%. Such a configuration of the device according to the invention makes it possible to achieve a high mixing efficiency without increasing the dimensions of said device. In one particular embodiment of the invention, the horizontal plates 33 have a plurality of perforations allowing media to flow into the space between the horizontal plates 33 and the distribution plate 12. For each horizontal plate 33, the area occupied by said perforations ranges from 1% to 20%, preferably from 2% to 5% of the total area of the horizontal plate 33.

В одном частном варианте осуществления камера обмена 16 может также содержать на своих боковых стенках 20 боковые проходные сечения 17 (см. фигуру 3), предназначенные для пропускания текучих сред из зоны смешения (B) в зону распределения (C). Кроме того, устройство факультативно может содержать по меньшей мере один боковой отражатель 32 (см. фигуру 5), находящийся на уровне указанной зоны распределения (C), напротив по меньшей мере одного бокового пропускного сечения 17. Предпочтительно, устройство содержит по меньшей мере одну пару боковых отражателей 32, находящихся в зоне распределения (C) по обе стороны камеры обмена 16 напротив бокового пропускного сечения 17.In one particular embodiment, the exchange chamber 16 may also include on its side walls 20 side passages 17 (see Figure 3) for passing fluids from the mixing zone (B) to the distribution zone (C). In addition, the device optionally may include at least one side reflector 32 (see figure 5), located at the level of the specified distribution zone (C), opposite at least one side passage section 17. Preferably, the device contains at least one pair side reflectors 32 located in the distribution zone (C) on both sides of the exchange chamber 16 opposite the side passage section 17.

Предпочтительно, зона смешения (B), т.е. камера смешения 15 и камера обмена 16 смещены относительно центра зоны распределения (C) (см. фигуру 5). Это смещение зоны смешения от центра зоны распределения выгодно тем, что облегчаются операции осмотра и технического обслуживания устройства. В этой конкретной конфигурации устройства распределительная тарелка 12 разделена на две зоны Z1 и Z2 с разными площадями, причем Z1 < Z2 (см. фигуру 5). Определим зоны Z1 и Z2 соответственно как поверхность распределительной тарелки 12 в пределах между боковой стенкой 20 камеры обмена 16, периферией корпуса 1 реактора, и соответственно двумя осями AA' и BB' (см. фигуру 5), проходящими через края 21 и 22 камеры обмена 16 (разумеется, Z1 < Z2). Определим R как отношение площадей зоны Z1 и зоны Z2 (R=Z1/Z2), при этом следует понимать, что R лежит в интервале от 0 до 1, причем значения 0 и 1 исключены. Таким образом, когда устройство согласно изобретению содержит боковые пропускные сечения 17, для того, чтобы гарантировать хорошее распределение сред на обеих зонах Z1 и Z2 распределительной тарелки 12, расход сред, проходящих через боковые пропускные сечения 17 камеры обмена 16, должен подбираться в зависимости от отношения R. Обозначим Sp полную площадь боковых пропускных сечений 17 в боковой стенке 20 напротив зоны Z1 распределительной тарелки 12 (т.е. находящихся со стороны, где площадь распределительной тарелки наименьшая), а Sg полную площадь боковых пропускных сечений 17 в боковой стенке 20 напротив зоны Z2 распределительной тарелки 12 (т.е. находящихся со стороны, где площадь распределительной тарелки наибольшая). Хорошее распределение сред на обеих зонах распределительной тарелки получается, если отношение R' площадей Sp/Sg составляет от 0,5 до 1,5, предпочтительно от 0,6 до 1,4. Действительно, в отсутствие особого устройства распределения на выходе камеры обмена 16 на обе зоны Z1 и Z2 распределительной тарелки 12 подаются одинаковые расходы текучих сред, что приводит к плохому распределению сред и, следовательно, приводит к значительному ухудшению эффективности распределения сред на распределительной тарелке 12. Устройство согласно изобретению, когда оно содержит боковые пропускные сечения 17 на стенках 20 камеры обмена 16, причем полная площадь указанных сечений является разной в зависимости от того, находится ли оно со стороны меньшей (Z1) или большей (Z2) поверхности распределения, позволяет иметь на выходе камеры обмена 16 потери напора, которые позволяют установить расходы сред в соответствии с отношением R (R=Z1/Z2).Preferably, the mixing zone (B), i. e. the mixing chamber 15 and the exchange chamber 16 are offset from the center of the distribution zone (C) (see figure 5). This displacement of the mixing zone from the center of the distribution zone has the advantage of facilitating inspection and maintenance of the device. In this particular device configuration, the distribution plate 12 is divided into two zones Z1 and Z2 with different areas, Z1 < Z2 (see figure 5). Define zones Z1 and Z2, respectively, as the surface of the distribution plate 12 between the side wall 20 of the exchange chamber 16, the periphery of the vessel 1 of the reactor, and respectively the two axes AA' and BB' (see figure 5) passing through the edges 21 and 22 of the exchange chamber 16 (of course, Z1 < Z2). Let's define R as the ratio of the areas of zone Z1 and zone Z2 (R=Z1/Z2), it should be understood that R lies in the range from 0 to 1, with the values 0 and 1 being excluded. Thus, when the device according to the invention comprises side passages 17, in order to guarantee a good distribution of the media in both zones Z1 and Z2 of the distribution plate 12, the flow rate of the media passing through the side passages 17 of the exchange chamber 16 must be selected depending on the ratio R. Denote by Sp the total area of the side passages 17 in the side wall 20 opposite the zone Z1 of the distribution plate 12 (i.e. located on the side where the area of the distribution plate is smallest), and Sg the total area of the side passages 17 in the side wall 20 opposite the zone Z2 of the distribution plate 12 (ie located on the side where the area of the distribution plate is the largest). A good distribution of the media in both zones of the distribution plate is obtained if the ratio R' of the areas Sp/Sg is from 0.5 to 1.5, preferably from 0.6 to 1.4. Indeed, in the absence of a special distribution device at the outlet of the exchange chamber 16, both zones Z1 and Z2 of the distribution plate 12 are supplied with the same flow rates of fluids, which leads to poor distribution of the media and, therefore, leads to a significant deterioration in the distribution efficiency of the media on the distribution plate 12. according to the invention, when it contains lateral passage sections 17 on the walls 20 of the exchange chamber 16, and the total area of these sections is different depending on whether it is located on the side of the smaller (Z1) or larger (Z2) distribution surface, allows you to have at the exit exchange chambers 16 pressure loss, which allow you to set the flow rates of the media in accordance with the ratio R (R=Z1/Z2).

В одном варианте осуществления изобретения камера обмена 16 установлена прямо на горизонтальные пластины 33 зоны распределения (C) (как показано, например, на фигуре 1). В другом варианте осуществления (на фигурах не показан) камера обмена 16 находится на расстоянии d от указанных горизонтальных пластин 33, предпочтительно составляющем от 20 до 150 мм, более предпочтительно от 30 до 80 мм. Пространство под камерой обмена 16 и горизонтальными пластинами 33 позволяет распределить текучие среды по всей поверхности указанных горизонтальных пластин 33. В этом варианте осуществления камера обмена 16 может содержать в своей нижней части продольные пропускные сечения, чтобы смесь сред могла течь напрямую на горизонтальные пластины 33, находящиеся непосредственно под камерами обмена 16. Разумеется, число форма и размер продольных пропускных сечений выбираются так, чтобы через указанные продольные пропускные сечения проходила лишь меньшая часть потока смеси текучих сред. Продольные пропускные сечения могут иметь вид отверстий произвольной формы и/или щелей.In one embodiment of the invention, the exchange chamber 16 is mounted directly on the horizontal plates 33 of the distribution zone (C) (as shown, for example, in figure 1). In another embodiment (not shown in the figures), the exchange chamber 16 is located at a distance d from said horizontal plates 33, preferably 20 to 150 mm, more preferably 30 to 80 mm. The space below the exchange chamber 16 and the horizontal plates 33 allows fluids to be distributed over the entire surface of said horizontal plates 33. In this embodiment, the exchange chamber 16 may include longitudinal openings in its lower part so that the mixture of media can flow directly onto the horizontal plates 33 located directly below the exchange chambers 16. Of course, the shape and size of the longitudinal passages are chosen so that only a minor part of the fluid mixture flow passes through said longitudinal passages. Longitudinal passage sections can be in the form of holes of arbitrary shape and/or slots.

Ниже распределительной тарелки 12 можно разместить диспергирующую систему, чтобы однородно распределить текучие среды на слое катализатора 14, находящемся дальше по потоку от указанной системы. Диспергирующая система 19 (см. фигуру 1) может содержать одно или несколько распылительных устройств, которые могут быть соединены с каждой трубой 13, быть общими для нескольких труб 13 или же быть общими для всех труб 13 распределительной тарелки 12. Каждое распылительное устройство 19 имеет по существу плоскую геометрию и расположено горизонтально, но может иметь периметр любой формы. Кроме того, каждое распылительное устройство 19 может находиться на разных высотах. Предпочтительно, указанное распылительное устройство имеет вид решетки, и/или оно может при необходимости содержать отражатели. Выгодно, чтобы ось решетки(ок) 19 предпочтительно была перпендикулярна продольной оси корпуса реактора, чтобы улучшить распределение смеси сред на всем радиальном сечении корпуса реактора. Расстояние, отделяющее диспергирующую систему от твердого гранулированного слоя, находящегося непосредственно под ней, выбирают так, чтобы по возможности сохранить состояние смешения газовой и жидкой фаз таким, каким оно было на выходе из труб 13.A dispersing system may be placed below the distribution tray 12 to uniformly distribute the fluids on the catalyst bed 14 downstream of said system. The dispersing system 19 (see figure 1) may contain one or more spray devices that can be connected to each pipe 13, be common to several pipes 13, or be common to all pipes 13 of the distribution plate 12. Each spray device 19 has essentially flat geometry and horizontal, but may have a perimeter of any shape. In addition, each spray device 19 may be at different heights. Preferably, said spray device is in the form of a grid and/or it may, if necessary, contain baffles. Advantageously, the axis of the grid(s) 19 is preferably perpendicular to the longitudinal axis of the reactor vessel in order to improve the distribution of the mixture of media over the entire radial section of the reactor vessel. The distance separating the dispersing system from the solid granular layer directly below it is chosen so as to keep, if possible, the state of mixing of the gas and liquid phases as it was at the outlet of the pipes 13.

Предпочтительно, расстояние между распределительной тарелкой 12 и слоем катализатора 14, находящегося под указанной распределительной тарелкой, составляет от 50 до 400 мм, предпочтительно от 100 до 300 мм. Расстояние между распределительной тарелкой 12 и указанным распылительным устройством 19 составляет от 0 до 400 мм, предпочтительно от 0 до 300 мм. В одном частном варианте осуществления распределительная тарелка 12 установлена на распылительном устройстве 19.Preferably, the distance between the distributor plate 12 and the catalyst bed 14 below said distributor plate is 50 to 400 mm, preferably 100 to 300 mm. The distance between the distribution plate 12 and said atomizer 19 is 0 to 400 mm, preferably 0 to 300 mm. In one particular embodiment, the distribution plate 12 is mounted on the spray device 19.

По сравнению с устройствами, описанными в документах прежнего уровня техники, более конкретно по сравнению с устройством, описанным в документе FR 2824495, устройство смешения и распределения, предлагаемое в настоящем изобретении, имеет следующие преимущества:Compared to the devices described in prior art documents, more specifically compared to the device described in FR 2824495, the mixing and distribution device of the present invention has the following advantages:

- высокий тепловой кпд и высокая эффективность перемешивания текучих сред;- high thermal efficiency and high mixing efficiency of fluids;

- хорошее распределение сред на распределительной тарелке 12 благодаря наличию отверстия 31 в камере обмена 16 и множеству горизонтальных пластин 33, находящихся выше отверстия 31 камеры обмена 16 и выше труб 13 или на трубах 13 распределительной тарелки 12;- good distribution of media on the distribution plate 12 due to the presence of the opening 31 in the exchange chamber 16 and the many horizontal plates 33 located above the opening 31 of the exchange chamber 16 and above the pipes 13 or on the pipes 13 of the distribution plate 12;

- когда зона смешения (B) смещена относительно центральной оси зоны распределения (C), операции загрузки и/или выгрузки катализатора, находящегося ниже и/или выше устройства, являются намного более простыми, так как не нужно демонтировать указанное устройство,- when the mixing zone (B) is displaced relative to the central axis of the distribution zone (C), the operations of loading and/or unloading the catalyst located below and/or above the device are much simpler, since it is not necessary to dismantle said device,

- устройство согласно изобретению становится существенно более компактным:- the device according to the invention becomes significantly more compact:

- когда камера обмена установлена непосредственно на распределительных пластинах 33, которые, в свою очередь, находятся непосредственно на трубах 13 распределительной тарелки 12, и/или- when the exchange chamber is installed directly on the distribution plates 33, which, in turn, are located directly on the pipes 13 of the distribution plate 12, and/or

- когда коллекторная труба 7 и средство впрыска 8 находятся на уровне зоны смешения (B).- when the collector pipe 7 and the injection means 8 are at the level of the mixing zone (B).

Claims

1. A device for mixing and distributing media for a catalytic downflow reactor, said device comprising:

- at least one collection area (A) containing at least one collection means (5);

- at least one substantially vertical collector pipe (7) capable of receiving the reaction medium collected by said collection means (6) and at least one injection means (8) leading into said collector pipe (7), for input of the cooling medium;

- at least one mixing zone (B) located downstream of said header pipe (7), wherein said mixing zone (B) contains at least one mixing chamber (15) of media of length L1, and said mixing zone (15 ) has a first end part communicating with said collector pipe (7) and a second end part communicating with media exchange chamber (16) of length L2 located below said mixing chamber (15), wherein length L2 of said exchange chamber (16) is strictly greater than the length L1 of the specified mixing chamber (15), so as to create an overlap (30) at the level of the specified exchange chamber (16), and the specified overlap (30) has at least one opening (31) capable of passing media from the specified exchange chamber ( 16) to the distribution area (C);

- at least one distribution zone (C) located below the mixing zone (B), downstream of the specified mixing zone, and the specified distribution zone (C) contains a distribution plate (12) carrying a plurality of pipes (13) and a plurality of horizontal plates (33) located below the opening (31) in the ceiling of the exchange chamber (16), but above the pipes (13) or on the pipes (13) of the distribution plate (12) of the distribution zone (C).

2. Device according to claim. 1, characterized in that the ratio of the length L1 of the mixing chamber (15) and the length L2 of the exchange chamber (16) is from 0.1 to 0.9.

3. The device according to one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that the proportion of the surface occupied by the hole or holes (31) is from 20% to 100% of the total overlap area (30).

4. The device according to claim 3, characterized in that the proportion of the surface occupied by the hole or holes (31) is equal to 100% of the total overlap area (30).

5. The device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that said horizontal plates (33) are at a height of not more than 100 mm above the pipes (13) of the distribution plate (12).

6. The device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that said horizontal plates (33) are located on the pipes (13) of the distribution plate (12).

7. The device according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the cross-sectional area occupied by said horizontal plates (33) ranges from 2% to 95% of the cross-sectional area of the distribution zone (C).

8. The device according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that said horizontal plates (33) are separated from each other by a distance of 1 to 50 mm.

9. The device according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that said mixing zone (B) is offset relative to the central axis of the distribution zone (C), forming two zones (Z1) and (Z2) on the distribution plate (12), and the ratio R, defined as the ratio of the areas of the zone (Z1) and zone (Z2) ranges from 0 to 1, excluding the limit values 0 and 1.

10. The device according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that the mixing chamber (15) contains a bottom (23) having a beveled end edge (27) forming an angle α to the longitudinal axis XX' of the mixing chamber (15) in the range from 20° to 70°.

11. The device according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the injection means (8) is supplemented with a nozzle extending directly into said collector pipe (7), said nozzle consisting of a tube having at least one hole and opening into said collector pipe (7).

12. The device according to any one of paragraphs. 1-11, characterized in that the specified exchange chamber (16) additionally contains on its side walls (20) a plurality of side flow sections (17) capable of passing fluids from the specified exchange chamber (16) to the specified distribution zone (C).

13. The device according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that it additionally contains at least one side reflector (32) located at the level of the specified distribution zone (C) opposite at least one side flow section (17).

14. The device according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that the ratio of the volumes of said mixing chamber (15) and said exchange chamber (16) is from 5% to 60%.

15. Catalytic reactor with a downward flow, containing a housing (1) in which there are at least two fixed catalyst beds (2.14), separated by an intermediate zone containing a device for mixing and distributing fluids according to any one of paragraphs. 1-14.