TW201718082A - 具有混合及交換區域之混合及分佈裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於用於具有向下流之催化反應器之混合及分佈流體之裝置，該裝置包含至少一個收集區域(A)、至少一個混合區域(B)(包含至少一個用於混合該等流體之封閉體(15))、至少一個分佈區域(C)，其特徵在於該混合區域(B)係與該分佈區域(C)位於相同位準，且亦包含至少一個用於交換流體且連接至該混合封閉體(15)且與該混合封閉體(15)連通之封閉體(16)，該交換封閉體(16)包含至少一個適於該等流體自該交換封閉體(16)通過至該分佈區域(C)之橫向通道部分(17a、17b)。

Description

具有混合及交換區域之混合及分佈裝置
本發明係關於放熱反應之領域，且更具體而言係關於在固定床反應器中進行之加氫處理、加氫脫硫、加氫脫氮、加氫裂解、氫化、加氫脫氧亦或加氫脫芳烴反應。本發明更具體而言係關於在具有並流向下流之反應器中混合及分佈流體之裝置，及其用於進行放熱反應之用途。
舉例而言，在精煉及/或石化中進行之放熱反應需要藉由額外流體(稱為驟冷流體)冷卻，以避免在其中進行該等放熱反應之催化反應器之熱散逸。用於該等反應之催化反應器通常包含至少一個固體觸媒床。反應之放熱性質需要在反應器內維持均勻溫度梯度以避免在含於反應器中之觸媒床中存在熱點。過熱區域可過早地降低觸媒之活性及/或導致非選擇性反應及/或導致熱散逸。因此，重要的是在反應器中具有至少一個位於兩個觸媒床之間之混合室，其容許在反應器之部分中流體之均勻溫度分佈及使反應流體冷卻至期望溫度。
為實施此均質化，熟習此項技術者通常需要使用往往具有複雜內部構件之特定配置，包括使驟冷流體儘可能最均勻地引入至反應器之部分中。舉例而言，文件FR 2 824 495 A1闡述驟冷裝置，使得可能確保驟冷流體與製程流體之間之有效交換。此裝置整合在封閉體中且 包含驟冷流體注射管、用於收集流體之擋板、適當操作驟冷流體與向下流間之混合之驟冷箱及由多孔板及分佈板構成之分佈系統。驟冷箱包含偏轉器，其確保流體在與該封閉體之軸線實質上非徑向且非平行之方向上渦旋運動；及在反應流體之循環方向上，在該偏轉器之下游，至少一個用於該箱中形成之流體混合物之出口通道部分。此裝置使得可克服先前技術之不同系統之某些缺點，但仍要求大空間。
為克服空間要求之問題，已開發出在具有向下流之反應器中混合流體之裝置，並闡述於文件FR 2 952 835 A1中。此裝置包含提供有用於接收流體之垂直收集管線之水平收集構件、置於收集管線中之注射構件及具有圓形橫剖面且在流體之循環方向上位於收集構件下游之環形混合室。混合室包含連接至收集管線之入口端及容許流體通過之出口端，以及包含至少一個煙囪之水平預分佈板。此裝置之優點在於，其與先前所述者相比更緊密，且使得可確保流體之良好混合及良好溫度均質性。
本發明之目的係提出流體之混合裝置及分佈裝置，當置於催化反應器中時其具有小的空間要求。本發明之另一目的係提出對於混合流體具有良好效率且具有良好溫度均質性及良好分佈之混合及分佈裝置。
申請人已開發出用於混合及分佈流體之組合裝置，使得可顯著減小專用於混合及分佈流體之空間，尤其在具有向下流之反應器中。
本發明之第一標的係關於用於具有向下流之催化反應器之混合及分佈流體之裝置，該裝置包含：-至少一個收集區域(A)，其包含至少一個收集構件；-至少一個實質上垂直之收集管線，其適於接收藉由該收集構件所收集之反應流體；及至少一個注射構件，其開口至該收集管線 用於注射驟冷流體；-至少一個混合區域(B)，其在流體之循環方向上位於該收集管線之下游並與該收集管線連通，該混合區域(B)包含至少一個用於混合流體之封閉體；-至少一個分佈區域(C)，其在流體之循環方向上位於該混合區域(B)之下游，包含支撐複數個煙囪之分佈板；其特徵在於該混合區域(B)係與分佈區域(C)位於相同位準，且亦包含至少一個用於交換流體且連接至該混合封閉體且與該混合封閉體連通之封閉體，該交換封閉體包含至少一個適於流體自該交換封閉體通過至該分佈區域(C)之橫向通道部分。
有利地，該混合封閉體係位於該交換封閉體上方。
較佳地，該混合封閉體與該交換封閉體之累積總高度H'2係包含在200mm與800mm之間。
有利地，該交換封閉體之寬度W係包含在200mm與800mm之間。
較佳地，該混合封閉體及/或該交換封閉體之剖面係平行四邊形。
較佳地，該交換封閉體與該混合封閉體之間之體積比係包含在5%與60%之間。
有利地，橫向通道部分係分佈跨越至少兩個位準。
有利地，該混合封閉體與該交換封閉體形成單件。
較佳地，根據本發明之裝置包含配置於該分佈板下方之流體分散系統，該分散系統包含至少一個流體分散構件。
有利地，該分散構件係柵格，該柵格之軸線垂直於反應器之封閉體之縱向軸線。
較佳地，該混合封閉體定位於兩個交換封閉體之間。
較佳地，該交換封閉體在該混合封閉體之至少一個內壁上包含至少一個偏轉構件。
有利地，該交換封閉體包含複數個適於流體自該交換區域通過至該分佈板之水平通道部分。
較佳地，一或多個封閉體及/或最靠近分佈板之一或多者係位於自該分佈板之距離「d」包含在20mm與150mm之間處。
本發明之另一標的係關於具有向下流之催化反應器，其包含含有至少兩個藉由中間區域分隔之固定觸媒床之封閉體，該中間區域包含根據本發明之混合及分佈流體之裝置。
1‧‧‧反應器/封閉體
2‧‧‧觸媒床/床/上部床
3‧‧‧支撐柵格
4‧‧‧中央煙囪
5‧‧‧收集構件
6‧‧‧開口
7‧‧‧收集管線
8‧‧‧注射管線/注射構件
9‧‧‧環形混合室/環形室
11‧‧‧預分佈板/多孔板
12‧‧‧分佈板
13‧‧‧煙囪
14‧‧‧觸媒床
15‧‧‧混合封閉體/封閉體
16‧‧‧交換封閉體/封閉體/混合區域
17a‧‧‧橫向通道部分
17b‧‧‧橫向通道部分
18‧‧‧開口
19‧‧‧分散裝置/柵格
(A)‧‧‧收集區域
(B)‧‧‧混合區域
(C)‧‧‧分佈區域
d‧‧‧距離
H1‧‧‧高度
H2‧‧‧高度
H3‧‧‧高度
H'1‧‧‧高度
H'2‧‧‧累積總高度
H'3‧‧‧高度
W‧‧‧寬度
圖1顯示具有向下流之催化反應器之軸向橫剖面，該反應器包含至少兩個固體觸媒床且包含根據先前技術之混合及分佈流體之緊密式裝置。粗體箭頭表示流體在反應器中之流動方向。
圖2顯示具有向下流之催化反應器之軸向橫剖面，該反應器包含至少兩個固體觸媒床且包含根據本發明之混合及分佈流體之緊湊式裝置。粗體箭頭表示流體在反應器中之流動方向。
圖3a顯示根據本發明之裝置之混合區域(B)之詳細視圖(影線顯示混合區域(B)之不可見部分，即位於該區域內部之部分)。箭頭表示流體在混合區域中流動之方向。圖3b係根據本發明之裝置之混合區域(B)之透視圖。
圖4a至4f顯示根據本發明之裝置之混合區域(B)之混合及交換封閉體之位置之各種備選方案。箭頭表示流體流動至分佈區域(C)之方向。
圖5顯示根據本發明之裝置之具體實施例，其中交換封閉體位於自分佈板之距離「d」處。箭頭顯示流體自交換封閉體流動至分佈區域(C)之方向。
根據本發明之緊密式混合及分佈裝置係用於其中進行放熱反應之反應器中，例如加氫處理、加氫脫硫、加氫脫氮、加氫裂煉、氫化、加氫脫氧亦或加氫脫芳烴反應。通常而言，反應器具有沿實質上垂直軸線延長之形狀。至少一種反應流體(亦稱為「製程流體」)自該反應器頂部至底部穿過至少一個觸媒固定床循環。有利地，除最後一個床之外，在每一床之出口處收集反應流體，然後在該裝置中與驟冷流體混合，之後分佈至位於分佈板下游之觸媒床。下游及上游係關於反應流體之流動方向界定。反應流體可係氣體或液體或含有液體及氣體之混合物；此取決於反應器中所進行之反應之類型。
為更好地理解本發明，下文藉助應用實例給出之描述係關於在適於加氫處理反應之反應器中使用之混合及分佈裝置。圖1之描述係關於根據先前技術之混合及分佈裝置，圖2至5之描述係關於根據本發明之混合及分佈裝置。圖2至5保留圖1之某些元件；在圖2至5中與圖1相同之參照符號表示相同元件。當然，在不超出本發明之範圍之情形下，根據本發明之裝置可用於期望獲得良好材料或熱混合物及流體之良好分佈之任何反應器或裝置中及任何領域中。
圖1顯示配置於反應器1中之根據先前技術之混合及分佈裝置，該反應器具有沿實質上垂直軸線延長之形狀且其中至少一種反應流體自頂部至底部穿過兩個觸媒床2及14循環。反應流體可係氣體(或氣體混合物)或液體(或液體混合物)或含有液體及氣體之混合物。混合及分佈裝置關於封閉體1中反應流體之流動係配置在觸媒床2下方。支撐柵格3使得可以釋放觸媒床2下方之收集空間(A)(亦稱為收集區域)之此一方式支撐觸媒床2。收集空間(A)之高度H1通常介於10mm與300mm之間。此收集空間或收集區域(A)使得可在收集構件5之位準收集來源於觸媒床2之流。收集構件5(亦稱為擋板)係實心板，其僅在位置 6處開放以將流體之流排出至環形混合室9。因此，來源於床2之反應流體被迫在收集區域(A)中穿過與開口6連通之垂直收集管線7。驟冷流體經由注射管線8注射至收集管線7中。驟冷流體可係液體或氣態或含有液體或氣體之混合物。該環形室9藉由其入口末端連接至收集管線7。因此，驟冷流體及來源於上部床2之反應流體被迫進入該環形室9，其在此混合並同時經歷旋轉流動。在該室之出口處，流體之混合物流過在流體之循環方向上位於環形混合室9之下游之預分佈板11。通常，在收集構件5與預分佈板11之間所量測之高度H2(參見圖1)係包含在300mm與600mm之間。環形混合室9係定位於反應器之外圍。混合物之氣相及液相係在多孔板11上分離，多孔板11提供有一或多個經組態以容許氣體通過之中心煙囪4。液體穿過板之穿孔以形成淋浴噴頭型或雨型流。多孔板11之作用係分佈離開環形混合室9之流以便將其以相對平衡之方式供給分佈板12，該分佈板12在流體之循環方向上係定位在預分佈板之下游。通常，在預分佈板11與分佈板12之間所量測之高度H3(參見圖1)係包含在100mm與700mm之間。分佈板12包含煙囪13，煙囪13之作用係在位於此分佈板之下游之觸媒床14之入口處重新分佈氣相及液相。
因此，根據先前技術之混合及分佈裝置包含以堆疊方式彼此上下定位之混合區域及分佈區域。流體之混合係在高度H2中進行且流體之分佈係在高度H3中進行。因此，在根據先前技術之混合及分佈裝置之封閉體1中，總空間要求H等於H1+H2+H3(參見圖1)。
申請人已開發出比先前所述者更緊密之混合及分佈流體之新穎裝置，其具有流體之良好混合及在位於該等裝置下方之觸媒床上之良好分佈。
參照圖2、3a及3b，根據本發明之混合及分佈裝置可配置於反應器1中，該裝置具有沿實質上垂直軸線延長之形狀，在該反應器中至 少一種反應流體自頂部至底部穿過至少一個觸媒床2循環。根據本發明之裝置關於封閉體1中反應流體之流動係配置在觸媒床2下方。支撐柵格3使得可以釋放配置於觸媒床2下方之收集區域(A)之此一方式支撐觸媒床2。需要收集區域(A)以容許反應流體排出至收集管線7(參見圖3a及3b)。流動之反應流體係(例如)由氣相及液相構成。更具體而言，穿過上游觸媒床2之反應流體係藉由實質上水平收集構件5(亦稱為收集擋板)收集，其引導至實質上垂直收集管線7，收集管線7係配置在收集區域(A)下方稱為混合區域(B)之區域之位準處(如圖3b中所示)，或位於收集區域(A)之位準處(圖中未顯示)。實質上垂直及實質上水平意指在本發明之意義內，平面與垂直面(各別地水平面)相差包含在±5度之間之角度α。收集構件5(參見圖2)係由實心板構成，其配置在觸媒床2之支撐柵格3下方與封閉體之縱向軸線垂直之平面中。收集構件5之板在反應器1之整個表面上徑向延伸。其在其一個末端處包含連接至該收集管線7之開口6(參見圖3a及3b)。收集構件5使得可收集來源於上游之觸媒床2之反應流體之流並引導其至該收集管線7。收集構件5自觸媒床2之支撐柵格3相距高度H'1(圖2)。選擇高度H'1以便限制在收集自觸媒床2流動之流體期間之壓力降並限制間隙高度，即在收集構件5中所累積之液體形成之高度。間隙高度不改變反應流體至收集管線7之排出、或其在此管線中之流動、或其穿過上部觸媒床2之流動。當收集管線7及注射構件8(圖3b)位於混合區域(B)之位準處時，高度H'1係包含在10mm與200mm之間、較佳30mm與150mm之間、更佳40mm與100mm之間。因此，來源於床2之反應流體被迫在收集區域(A)中穿過收集管線7。
當收集管線7及注射構件8位於收集區域(A)之位準處時，高度H'1係包含在10mm與400mm之間、較佳30mm與300mm之間、且更優先地50mm與250mm之間。
收集區域(A)下方係混合區域(B)及分佈區域(C)。參照圖3a及3b，混合區域(B)包含實質上垂直收集管線7，該收集管線7適於接收藉由收集構件5所收集之反應流體及來源於開口至該收集管線7中之注射構件8(參見圖3b)之驟冷流體。
混合區域(B)亦包含在流體之循環方向上位於收集構件5之下游之混合封閉體15(參見圖2及3a)。與混合封閉體15連通之收集管線7可位於混合封閉體15上方或位於與該封閉體相同之位準處。較佳地，收集管線7係位於與混合封閉體15相同之位準處(具體參見圖3a)。類似地，注射管線8可在混合封閉體15上方開放，在與該封閉體相同之位準處開放，或經由熟習此項技術者已知之裝置(例如，穿過混合區域15之多孔管)直接開放至該混合封閉體15之內部。驟冷流體之注射可關於來源於收集區域(A)之反應流體經由並流、交叉流或甚至逆流來實施。
分佈區域(C)本身包含支撐複數個煙囪13之分佈板12。
本發明之特性係基於將混合區域(B)置於與分佈區域(C)相同之位準處，且其中該混合區域(B)係由用於混合流體之封閉體15構成，該封閉體15連接至用於流體交換之封閉體16並與之連通(參見圖2及3a)，該交換封閉體16係在流體之循環方向上位於混合封閉體15之下游。在本發明之意義內，混合封閉體15意指反應流體與驟冷流體在其中混合之空間。交換封閉體16意指反應流體與驟冷流體在其中經由橫向通道部分17a及/或17b(下文中所述)與分佈區域(C)直接接觸之空間。
混合區域(B)之組態容許流體在混合封閉體15中混合及該混合物流動至交換封閉體16。在交換封閉體16之位準處繼續發生反應流體與驟冷流體之混合。參照圖3a及3b，交換封閉體16包含至少一個適於流體自混合區域(B)通過至分佈區域(C)之橫向通道部分17a或17b。較佳 地，混合區域16包含至少兩個橫向通道部分17a及17b。因此，僅交換封閉體16與分佈區域(C)直接接觸。橫向通道部分17a尤其容許流體自交換封閉體16通過至分佈區域(C)且橫向通道17b尤其容許氣體自交換封閉體16通過至分佈區域(C)。
混合封閉體15之剖面及交換封閉體16之剖面可係四邊剖面，較佳梯形剖面且更優先平行四邊形剖面或圓形剖面。梯形剖面意指該剖面之兩個相對邊形成平行對之任何四邊剖面。平行四邊形剖面意指該剖面之相對邊形成平行對之任何四邊剖面，例如平行四邊形剖面可係矩形、正方形或菱形剖面。圓形剖面意指呈圓形或橢圓形形狀之剖面。不考慮混合封閉體15及交換封閉體16之剖面之形狀，將選擇該室之高度或直徑以便儘可能地限制壓力降並以便限制在反應器中之空間要求。有利地，混合封閉體15及交換封閉體16之剖面係矩形(參見圖2至5)。除促進機械可行性之外，封閉體之矩形剖面容許其在反應器外之製造及部分組裝，同時容許其隨後易於插入至反應器中。混合封閉體15之剖面可不同於交換封閉體16之剖面(參見圖4b、4c、4e及4f)。
混合封閉體15及交換封閉體16可係任何形狀。混合封閉體15及交換封閉體16之壁可尤其沿直線(「I」形狀)延伸或可彎曲(「C」形狀)或亦具有角度(「L」形狀)。混合區域(B)可位於分佈區域(C)中之任何位置。舉例而言，混合區域(B)可定位在分佈區域(C)之中心或可自後一位置偏移。因此，混合及交換封閉體之長度係由熟習此項技術者端視其在反應器1之封閉體中之位置來確定。有利地，混合15及交換16封閉體之末端不接觸反應器1之封閉體之壁，以便容許流體在分佈板12上在混合15及交換16封閉體之任一側上之循環。
在根據本發明之實施例中，混合封閉體15係位於該交換封閉體16之上方(如圖2、3a及3b所示)。混合封閉體15亦可位於該交換封閉體16之下方(參見圖4a)。在根據本發明之另一實施例中，混合區域(B) 可包含混合封閉體15及複數個交換封閉體16。舉例而言，交換封閉體16可定位於混合封閉體15之任一側(參見圖4c)。在混合區域(B)中配置至少一個開口18(參見圖3a)以容許流體之混合物自混合封閉體15通過至交換封閉體16。熟習此項技術者選擇開口之位置、形狀及尺寸以限制在流體之混合物之流動期間之壓力降。
有利地，混合封閉體15與一或多個交換封閉體16構成單件。
在本發明之另一實施例中，混合封閉體15可包含一或多個位準(在圖4d之情況下為兩個位準)。當混合室15包含若干個位準時，流體自一個位準通過至另一個位準係經由至少一個多孔型或開槽型通道部分(圖4d中未顯示)進行；該通道部分之表面經選擇以便擾亂流體之流動而不由此引起顯著壓力降。熟習此項技術者選擇混合區域15之兩個位準之間之一或多個通道部分之位置、形狀及尺寸以便限制在流體之混合物之流動期間之壓力降。
根據本發明，該混合封閉體15與該交換封閉體16之累積總高度H'2係包含在200mm與800mm之間，較佳在300mm與750mm之間，且甚至更優先地在350mm與700mm之間。
較佳地，交換封閉體16之寬度「W」(參見圖3a)係包含在200mm與800mm之間，較佳在250mm與700mm之間，且甚至更優先地在300mm與600mm之間。
一或多個交換封閉體16與混合封閉體15之間之體積比(以%表示)係包含在5%與60%之間、較佳在10%與40%之間。
在高度H'3(參見圖2)中延伸之分佈區域(C)包含分佈板12(在本文中亦稱為分佈器板)及複數個煙囪13。更準確而言，煙囪13藉助上部開口在其上端開放且沿其側壁具有一系列側孔(圖中未顯示)，意欲使液相(經由開孔)及氣相(經由上部開口)分開通過至煙囪中，以便在該等煙囪內部使其充分混合。側孔之形狀可多種多樣，通常為圓形或矩 形，該等開孔優先分佈於在煙囪之間實質上相同之若干個位準(通常至少一個位準，且較佳1個至10個位準)上之每一個煙囪上，以便容許在氣相與液相之間儘可能規律地建立界面。
與先前技術之混合及分佈裝置相比，根據本發明之混合及分佈裝置不包含提供有煙囪之預分佈板11。根據根據本發明之裝置之基本態樣，混合區域(B)係定位在與分佈區域(C)相同之位準處。因此，根據本發明之混合及分佈裝置與自先前技術已知之彼等相比顯著更緊密。與根據先前技術之裝置(如圖1中所示)相比，根據本發明之混合及分佈裝置之總空間要求係H=H'1+H'3(參見圖2)。
在根據本發明之實施例中，最靠近分佈板12之一或多個封閉體15或16係直接置於分佈板12上(參見圖2)。
在另一實施例中(參見圖5)，最靠近分佈板12之一或多個封閉體15及/或16係位於自該分佈板12之距離「d」處，該d較佳地包含在20mm與150mm之間，且更優先地包含在30mm與80mm之間。在分佈板12與一或多個封閉體15及/或16之間包含之空間容許流體在分佈器板12之整個表面上分佈，且因此使得可均質化流體之混合物在反應器於觸媒床14上方之整個部分上之分佈，該觸媒床14係在流體之循環方向上位於混合及分佈裝置之下游。在此實施例中，交換封閉體16可在其下部部分中包含縱向通道部分(圖5中未顯示)，使得流體之混合物可流向分佈板12(在圖5中由水平箭頭表示流體之流動)。
或者，當交換封閉體16直接置於分佈板12上時，該交換封閉體可在其下部部分中包含縱向通道部分(圖中未顯示)，使得流體之混合物可直接穿過分佈板12。當然，選擇縱向通道部分之數量、形狀及大小，使得小部分流體混合物之流穿過該等縱向通道部分。縱向通道部分可同樣具有孔及/或槽之形狀。
較佳地，混合封閉體15可在該混合封閉體之至少一個內壁上包 含至少一個偏轉構件(圖中未顯示)。至少一個偏轉流體之混合物穿過該混合封閉體15之構件的存在使得可增加兩相間之交換表面，且因此提高穿過該混合封閉體15之液相及/或氣相之間之熱及材料之傳遞效率。該等偏轉構件可以若干種幾何形狀存在，使得可改良混合封閉體之效率，應理解，該等形狀容許流體之混合物穿過該混合封閉體15之路徑至少部分偏轉。舉例而言，偏轉構件可以減速彎(chicane)之形式呈現，其具有三角形、正方形、矩形、橢圓形剖面或任何其他剖面形狀。偏轉構件亦可以一或多個翼片或一或多個固定葉片或柵格之形式呈現。
分散系統可定位在分佈板12下方以便使流體均勻分佈在位於該系統下游之觸媒床14上。分散系統可包含一或多個分散裝置19(參見圖2)，其能夠與每一煙囪13相關聯，為若干個煙囪13所共用，或亦為分佈板12之所有煙囪13所共用。每一分散裝置19具有實質上平面且水平之幾何學，但可具有任何形狀之周長。此外，每一分散裝置19可位於不同高度。有利地，該分散裝置係以柵格之形式呈現，及/或可視情況包含偏轉器。有利地，柵格19之軸線係優先垂直於反應器之封閉體之縱向軸線，以便改良流體之混合物在反應器之封閉體之全部徑向部分上之分佈。選擇分散系統與直接位於其下方之粒狀固體床分隔之距離以便儘可能地將氣相及液相之混合物之狀態保持在煙囪13之出口處之原樣。
較佳地，分佈板12與位於下方之觸媒床14之間之距離係包含在50mm與400mm之間、較佳地100mm與300mm之間。分佈板12與該分散裝置19之間之距離係包含在0mm與400mm之間、較佳地0mm與300mm之間。
在具體實施例中，分佈板12係置於分散裝置19之上。
與先前技術中所闡述之裝置相比，且甚至更具體地與文件FR 2 952 835中所揭示之裝置相比，根據本發明之混合及分佈裝置具有以下優點：
-由於將流體之混合區域與分佈區域在相同位置整合而具有增加之緊密度。
-藉助使流體之混合物流至混合區域(包含混合封閉體，視情況包括用於偏轉流體之構件)及一或多個位於分佈板之位準處之交換封閉體中而具有良好熱效率及良好混合效率。
實例
在以下實例中，比較非根據本發明之裝置(裝置A)與根據本發明之裝置(裝置B)。對於兩種裝置而言，假設收集空間(A)之高度H1一致且等於120mm。類似地，收集管線7與注射構件8係與混合區域(B)位於相同位準。同樣地，將分佈板12與觸媒床14之頂部之間之高度固定為400mm。在該兩種裝置之間之比較係基於其在催化反應器中之緊密度。該等實例在本文中係藉助說明方式給出，且絕不限制本發明之範圍。
裝置A(非根據本發明)：
對於內徑為5m之反應器而言，習用混合裝置(例如在文件FR 2 952 835 A1中所揭示)中包含在收集管線7之上端與預分佈板11之間之空間要求係約650mm(對應於高度H2)。當加上位於預分佈板11下方之分佈板12之空間要求(對應於高度H3=300mm)時，總空間要求係約950mm。
因此，佔據第一觸媒床2之底部與第二觸媒床14之頂部之間之習用混合及分佈裝置之總空間要求係120+950+400=1470mm。
裝置B(根據本發明)：
對於直徑為5m之反應器而言，根據本發明之分佈及混合裝置中包含在收集管線7之上端與分佈板12之間之高度係450mm(對應於高 度H'3)。混合區域(B)係由混合封閉體15(包含兩個位準，各自高150mm)及交換封閉體16(高度為150mm)構成(對應於150+150+150=450mm之高度H'2)。混合封閉體15及交換封閉體16之寬度「W」係400mm。交換封閉體16經由橫向通道部分17a及17b連接至分佈板(C)；該等橫向通道部分位於板上方0mm與10mm之間(對於通道部分17b)及板上方130mm與140mm之間(對於通道部分17a)。因此，在第一觸媒床2之底部與第二觸媒床14之頂部之間所量測之根據本發明之混合及分佈裝置之總空間要求係120+450+400=970mm。
因此，藉助比較，與裝置A相比，根據本發明之裝置使得空間可節省34%。與先前技術之裝置相比，根據本發明之裝置藉由緊密度所節省之空間可由此用於觸媒床。因此，由於增加了觸媒床中觸媒之量，同時與根據先前技術之相同裝置相比更易於製造及安裝，根據本發明之裝置亦使得可改良反應器之性能。
1‧‧‧反應器/封閉體
2‧‧‧觸媒床/床/上部床
3‧‧‧支撐柵格
5‧‧‧收集構件
12‧‧‧分佈板
13‧‧‧煙囪
14‧‧‧觸媒床
15‧‧‧混合封閉體/封閉體
16‧‧‧交換封閉體/封閉體/混合區域
19‧‧‧分散裝置/柵格
(A)‧‧‧收集區域
(B)‧‧‧混合區域
(C)‧‧‧分佈區域
H'1‧‧‧高度
H'2‧‧‧累積總高度
H'3‧‧‧高度

Claims (15)

  1. 一種用於具有向下流之催化反應器之混合及分佈流體之裝置，該裝置包含：至少一個收集區域(A)，其包含至少一個收集構件(5)；至少一個實質上垂直收集管線(7)，其適於接收藉由該收集構件(5)所收集之反應流體；及至少一個注射構件(8)，其開口至該收集管線(7)用於注射驟冷流體；至少一個混合區域(B)，其在該等流體之循環方向上位於該收集管線(7)之下游並與該收集管線(7)連通；該混合區域(B)包含至少一個用於混合該等流體之封閉體(15)；至少一個分佈區域(C)，其在該等流體之循環方向上位於該混合區域(B)之下游，包含支撐複數個煙囪(13)之分佈板(12)；其特徵在於該混合區域(B)係與該分佈區域(C)位於相同位準，且亦包含至少一個用於交換該等流體且連接至該混合封閉體(15)及與該混合封閉體(15)連通之封閉體(16)，該交換封閉體(16)包含至少一個適於該等流體自該交換封閉體(16)通過至該分佈區域(C)之橫向通道部分(17a、17b)。
  2. 如請求項1之裝置，其中該混合封閉體(15)係位於該交換封閉體(16)上方。
  3. 如請求項1或2之裝置，其中該混合封閉體(15)與該交換封閉體(16)之累積總高度H'2係包含在200mm與800mm之間。
  4. 如請求項1或3中任一項之裝置，其中該交換封閉體(16)之寬度W係包含在200mm與800mm之間。
  5. 如請求項1至4中任一項之裝置，其中該混合封閉體(15)及/或該交換封閉體(16)之剖面係平行四邊形。
  6. 如請求項1至5中任一項之裝置，其中該交換封閉體(16)與該混合封閉體(15)之間之體積比係包含在5%與60%之間。
  7. 如請求項1至6中任一項之裝置，其中該等橫向通道部分(17a、17b)係分佈在至少兩個位準處。
  8. 如請求項1至7中任一項之裝置，其中該混合封閉體(15)與該交換封閉體(16)形成單件。
  9. 如請求項1至8中任一項之裝置，其中其包含配置在該分佈板(12)下方之該等流體之分散系統，該分散系統包含該等流體之至少一個分散構件(19)。
  10. 如請求項9之裝置，其中該分散構件(19)係柵格，該柵格之軸線垂直於該反應器之該封閉體之縱向軸線。
  11. 如請求項1至10中任一項之裝置，其中該混合封閉體(15)係定位於兩個交換封閉體(16)之間。
  12. 如請求項1至11中任一項之裝置，其中該混合封閉體(15)在該混合封閉體(15)之至少一個或多個內壁上包含至少一個偏轉構件。
  13. 如請求項1至12中任一項之裝置，其中該交換封閉體(16)包含複數個適於該等流體自該交換區域(16)通過至該分佈板(12)之水平通道部分。
  14. 如請求項1至13中任一項之裝置，其中最靠近該分佈板(12)之該(等)封閉體(15)及/或(16)係位於自該分佈板(12)之距離「d」處，該d包含在20mm與150mm之間。
  15. 一種具有向下流之催化反應器，其包含含有至少兩個藉由中間區域所分隔之固定觸媒床(2、14)之封閉體(1)，該中間區域包含如請求項1至14中任一項之用於混合及分佈流體之裝置。
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