專利名稱：氣泡分布器和加氫處理烴類(lèi)進(jìn)料流的方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于分布液體烴類(lèi)和含氫氣體混合物的氣泡分布器組件。更具體地說(shuō)，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的氣泡分布器組件，裝有這種改進(jìn)的氣泡分布器組件的反應(yīng)器以及加氫處理烴類(lèi)進(jìn)料流的方法。
現(xiàn)有技術(shù)說(shuō)明從烴類(lèi)進(jìn)料流中脫除不希望的雜質(zhì)的加氫處理是一種大家熟悉的將重質(zhì)烴類(lèi)催化處理以提高其商業(yè)價(jià)值的方法?！爸刭|(zhì)”烴類(lèi)液體流，特別是重油、石油渣油、油砂瀝青、頁(yè)巖油或液體煤或再生潤(rùn)滑油通常含有各種雜質(zhì)，例如硫、和/或氮、金屬和有機(jī)金屬化合物，這些雜質(zhì)在加氫處理?xiàng)l件下，在與進(jìn)料流和氫接觸的過(guò)程中，常常使催化劑顆粒失活。這樣的加氫處理?xiàng)l件通常為212-1200°F(100-650℃)、20-300大氣壓。通常，這樣的加氫處理在含有第Ⅵ或Ⅷ族金屬例如鉑、鉬、鎢、鎳、鈷等與有高的表面與體積比的氧化鋁、氧化硅、氧化鎂等各種其他含金屬元素顆粒相組合的催化劑存在下進(jìn)行。更具體地說(shuō)，用于重油等加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮、加氫裂化等的催化劑通常由載體例如氧化鋁、氧化硅、氧化硅-氧化鋁或者可能還有結(jié)晶硅鋁酸鹽與一種或多種促進(jìn)劑或催化活性金屬(或化合物)、加上其他微量材料制成。通常，所用的催化活性金屬為鈷、鉬、鎳和鎢；但是其他金屬或化合物根據(jù)應(yīng)用也可選用。
因?yàn)檫@些反應(yīng)必需在高溫和高壓下通過(guò)含氫氣體與烴類(lèi)進(jìn)料流的接觸來(lái)進(jìn)行，所以這樣加工的主要費(fèi)用是在反應(yīng)器和與這一應(yīng)用有關(guān)的加熱爐、換熱器、分布板組件、泵、管線以及閥門(mén)方面的投資以及應(yīng)用于中毒催化劑的更換費(fèi)用以及組裝設(shè)備的費(fèi)用。相對(duì)低價(jià)值的進(jìn)料例如含有污染化合物的重油的工業(yè)化加氫處理需要數(shù)千桶至數(shù)十萬(wàn)桶每天的流速，每桶液體進(jìn)料高達(dá)10000標(biāo)準(zhǔn)立方呎(1780m3H2/m3油)的氫氣流。因此，能完成這一反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)器是昂貴的，這是因?yàn)樗枰?jīng)受住由氫和含硫化合物引起的腐蝕的金屬脆裂，同時(shí)又需在高壓和高溫下進(jìn)行所需的反應(yīng)，例如脫金屬、脫氮、脫硫和裂化反應(yīng)。在這樣的壓力和溫度下，處理含氫的流體流的泵、管線和閥門(mén)也是昂貴的，因?yàn)楸匦柙陂L(zhǎng)達(dá)數(shù)月的使用期間，保持氫氣在這樣的壓力下不滲漏。為了確保包括分布器板組件在內(nèi)的所有設(shè)備正確地組裝和/或制造費(fèi)用也是很高的。在現(xiàn)有技術(shù)的分布器組件中，使組件基本上完全水平以消除烴類(lèi)進(jìn)料流的流動(dòng)分布對(duì)分布板組件的水平性的敏感性是重要的。
與以前知道的加氫處理方法顯著不同，在頒發(fā)給Stangeland等的US5076908中的方法和設(shè)備更具體地提供了這樣一個(gè)體系，其中在寬范圍的烴類(lèi)進(jìn)料流和氫氣的逆流速率下，在基本上填充催化劑床層的整個(gè)體積保持催化劑床層的向下活塞流動(dòng)。通過(guò)控制催化劑的尺寸、形狀和密度，以致在流體通過(guò)催化劑流動(dòng)的設(shè)計(jì)速率下催化劑床層基本上不膨脹，從而這樣的填充催化劑流在給定的反應(yīng)器設(shè)計(jì)體積內(nèi)基本上保持催化劑的最大體積和密度。
Bischoff等的US 4571326涉及從液體烴類(lèi)和氣體進(jìn)料流逆流的催化劑床層的中央取出催化劑的設(shè)備。這一體系特別涉及確保氫氣和液體進(jìn)料在床層的橫截面均勻分布的配置。這樣的均勻分布看來(lái)是由于在所公開(kāi)的流動(dòng)條件下催化劑床層沸騰所產(chǎn)生的。因此，有相當(dāng)大的反應(yīng)器空間用于氣體和烴類(lèi)液體進(jìn)料在流過(guò)其他底部進(jìn)料分布器以前，在反應(yīng)器下部的最初混合。進(jìn)料通過(guò)在截頭圓錐或角錐形漏斗篩下方的“蘇爾采板”或“蜂窩狀物”六角管形式的分布器設(shè)備、在較高的水平面進(jìn)一步混合。這一配置可包括一個(gè)與位于管或板端末之間的篩的下側(cè)面平行的開(kāi)口斜面。此外，為了保持氣體沿催化劑床層長(zhǎng)度分布，通過(guò)申入反應(yīng)器中部的星形或環(huán)狀頭形式的向上流動(dòng)的噴嘴送入急冷氣體。取出廢催化劑的配置要求至少催化劑下部床層沸騰。正如上述，在流體送入沸騰的催化劑床層以前，為了使氫氣和進(jìn)料均勻混合而增加的反應(yīng)器空間以及沸騰的催化劑床層使加氫處理反應(yīng)器所需的尺寸增加，使催化劑的磨損增加，使催化劑床層返混增加，從而大大增加了體系的初始費(fèi)用和以后的操作費(fèi)用。
Bischoff等的US 4639354更全面地描述了一種類(lèi)似于US 4571326的加氫處理方法，其中類(lèi)似的設(shè)備沿催化劑床層豎直高度得到均勻的沸騰，其中包括急冷氣體步驟。
Stangeland等在US 5076908中的基本原理和描述之一是，通過(guò)特別地選擇催化劑顆粒的尺寸、形狀和密度，結(jié)合適當(dāng)控制工藝液體和氣體的速度，可使催化劑的隨意運(yùn)動(dòng)和返混減少，使催化劑向下而液體和氣體流向上的活塞流特性最大。Stangeland等在寬的加工速率范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)地利用了加氫處理反應(yīng)器內(nèi)的空間，在烴類(lèi)進(jìn)料和含氫氣體高逆流速率通過(guò)填充床層的過(guò)程中，催化劑填充床層沒(méi)有明顯的隨意運(yùn)動(dòng)或沸騰，同時(shí)不間斷置換以活塞流通過(guò)反應(yīng)器的床層催化劑。Stangeland等通過(guò)選擇催化劑顆粒的尺寸、形狀和密度，以防止在設(shè)計(jì)的流速下床層沸騰和膨脹，以便在正常的操作過(guò)程中和催化劑輸送過(guò)程中使反應(yīng)器中的催化劑數(shù)量最大，來(lái)得到這樣的有高加工速率的活塞流。使用所得到的數(shù)據(jù)，同時(shí)研究催化劑床層的膨脹來(lái)選擇催化劑，例如，在反應(yīng)器可利用的反應(yīng)體積內(nèi)，在設(shè)計(jì)的壓力和流速下，使用液體烴類(lèi)、氫氣和催化劑在大的中型裝置中操作來(lái)選擇。Stangeland等通過(guò)催化劑顆粒在液體漿液體系中的層流，從床層中取出催化劑，在包括通過(guò)流量控制閥門(mén)的通道在內(nèi)的反應(yīng)器和可加壓容器之間的整個(gè)流路內(nèi)，液體流線速在直徑范圍內(nèi)是均勻的，且比催化劑顆粒大得多。
但是，Stangeland等在US 5076908中公開(kāi)的方法和設(shè)備以及與Stangeland等的US 5076908有關(guān)的上述現(xiàn)有技術(shù)專利提出的方法和設(shè)備都描述和/或提出在裝有分布器板組件的反應(yīng)器中分布器板組件應(yīng)基本上是水平的。通過(guò)分布器板組件的烴類(lèi)進(jìn)料流的流動(dòng)分布對(duì)反應(yīng)器中分布器板組件的水平度很敏感。即使板完全水平，由于液面的晃動(dòng)和變化，氣流也會(huì)波動(dòng)。如果分布器板組件不是水平的，就會(huì)影響整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)有關(guān)催化劑床層的烴類(lèi)進(jìn)料流的分布。此外，這些現(xiàn)有技術(shù)的加氫處理方法和設(shè)備有時(shí)還受含氫氣體的氣泡太大的影響，也可影響反應(yīng)器內(nèi)整個(gè)催化劑床層的烴類(lèi)進(jìn)料流的分布。所以，需要這樣一種方法和設(shè)備，或分布器組件，它能產(chǎn)生極穩(wěn)定和平滑的氣體(如含氫氣體)和液體(如液體烴類(lèi))的混合物流送入室內(nèi)(如充氣室)，而又沒(méi)有與現(xiàn)有技術(shù)方法和設(shè)備有關(guān)的缺點(diǎn)。
發(fā)明概述本發(fā)明通過(guò)提供一種對(duì)通過(guò)裝有催化劑床層的加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)段的一種含氫氣體和液體烴的烴類(lèi)混合物進(jìn)行加氫處理的分布器組件來(lái)實(shí)現(xiàn)所預(yù)期的目的。該分布器組件包括一個(gè)具有限定出至少一個(gè)開(kāi)孔的結(jié)構(gòu)的板部件；以及至少一個(gè)有管腔的管部件，它連接到板部件，以使管腔與至少一個(gè)開(kāi)孔相通。至少一個(gè)管部件有一對(duì)開(kāi)孔端以及在其側(cè)有至少一個(gè)管式開(kāi)孔。管部件有一管軸和管開(kāi)孔，管開(kāi)孔有通常垂直于管軸的開(kāi)孔軸。本發(fā)明的設(shè)備及方法可用于使任何一種氣體混合在任何一種液體中，例如充氣池，將CO2加到反應(yīng)器中等。
本發(fā)明通過(guò)廣義上提供這樣一反應(yīng)器進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所需的目的，該反應(yīng)器包括一有圓柱形內(nèi)壁的反應(yīng)容器，和一個(gè)催化劑床層支撐設(shè)備，它固定在反應(yīng)容器的圓柱內(nèi)壁以支撐催化劑床層。分布器組件固定到反應(yīng)容器的圓柱形內(nèi)壁上。
本發(fā)明還通過(guò)提供一種對(duì)通過(guò)有催化劑床層的加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)段的烴類(lèi)進(jìn)料流進(jìn)行加氫處理的方法，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所需的目的，該法包括以下步驟在具有一個(gè)催化劑床層的烴類(lèi)反應(yīng)段的反應(yīng)器段中形成至少一管段；使含氫氣體和液體烴類(lèi)的混合物流入該反應(yīng)器段，產(chǎn)生放出的含氫氣體；使含氫氣體和液體烴類(lèi)混合通過(guò)至少一管段流動(dòng)，而優(yōu)選同時(shí)與放出的含氫氣體混合。
無(wú)論在說(shuō)明書(shū)和/或權(quán)利要求書(shū)中，所述的術(shù)語(yǔ)“放出的含氫氣體”都不是對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的限制，它不僅指從與它同時(shí)送入反應(yīng)器的液體烴類(lèi)中放出的氫氣，而且也指未從液體烴類(lèi)中放出的氫氣，它是與液體烴類(lèi)一起送入反應(yīng)器的含氫氣體本身的一部分。因此，“放出的含氫氣體”包括與液體烴類(lèi)一起送入反應(yīng)器的含氫氣體；從液體烴類(lèi)本身放出的任何氫氣；以及溶解在液體烴類(lèi)中和/或與液體烴類(lèi)一起的含氫氣體，它隨后特別是在送入反應(yīng)器后從液體烴類(lèi)中放出。
所以，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種用于對(duì)含氫氣體和液體烴類(lèi)的烴類(lèi)混合物進(jìn)行加氫處理的分布器組件。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種裝有用于對(duì)含氫氣體和液體烴類(lèi)的烴類(lèi)混合物進(jìn)行加氫處理的分布器組件的反應(yīng)器。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種通過(guò)有催化劑床層的加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器段流動(dòng)、優(yōu)選向上流動(dòng)的烴類(lèi)進(jìn)料流加氫處理的方法。
對(duì)于熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，根據(jù)僅作為例子的附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中進(jìn)行的以下說(shuō)明，這些目的以及各種附帶的目的和特點(diǎn)將變得很清楚。
附圖簡(jiǎn)介

圖1為本發(fā)明反應(yīng)器的部分透視剖面圖，它有許多懸掛空心提升管的分布器板組件，每一提升管有一開(kāi)孔，放出的含氫氣體通過(guò)它與液體烴類(lèi)和含氫氣體的混合物混合；圖2說(shuō)明流入有一開(kāi)孔的空心提升管的含氫氣體和液體烴類(lèi)的混合物，混合物沒(méi)有通過(guò)空心提升管的開(kāi)孔，以及進(jìn)一步說(shuō)明放出的含氫氣體從適合的氣體頭通過(guò)、并進(jìn)入在空心提升管內(nèi)的、含氫氣體和液體烴類(lèi)的混合物液面上方的空心提升管中的空間；圖3說(shuō)明向上通過(guò)空心提升管并通過(guò)空心提升管的開(kāi)孔流動(dòng)的液體烴類(lèi)和含氫氣體的混合物，來(lái)自適合的氣體頭的放出的含氫氣體通過(guò)空心提升管中的開(kāi)孔流動(dòng)，并進(jìn)入液體烴類(lèi)和含氫氣體的混合物中，以便與它混合；圖4為1995年6月30日提交的、共同未決的專利申請(qǐng)書(shū)No.08/497638的圖8中的反應(yīng)器部分剖面圖，說(shuō)明在活塞流開(kāi)始以前，有許多彼此重疊層的催化劑床層；圖5為1995年6月30日提交的共同未決專利申請(qǐng)書(shū)No.08/497638的圖9中反應(yīng)器的部分剖面圖，其中催化劑以活塞流方式向下移動(dòng)；圖6為一放大的剖面圖，說(shuō)明通過(guò)空心提升管和經(jīng)過(guò)空心提升管中的開(kāi)孔向上紊流流動(dòng)的液體烴類(lèi)和含氫氣體的混合物，來(lái)自適合的氣體頭的氫氣通過(guò)空心提升管中的開(kāi)孔流入液體烴類(lèi)和含氫氣體的紊流中，以便與紊流混合物混合；以及圖7為反應(yīng)器下部放大的部分立剖面圖，說(shuō)明氫氣和液體烴類(lèi)的流動(dòng)。
包括本發(fā)明優(yōu)選的和/或最好實(shí)施方案在內(nèi)的發(fā)明詳述現(xiàn)在詳細(xì)參考附圖，其中本發(fā)明類(lèi)似的部分用相同的編號(hào)表示，可見(jiàn)一個(gè)反應(yīng)器，通常表示為10。反應(yīng)器10包括通常為圓柱形的內(nèi)壁11和底部半圓形封頂12，有其內(nèi)表面13。底部半圓形封頂12固定到通常為圓柱形的內(nèi)壁11上。這樣來(lái)設(shè)計(jì)反應(yīng)器10，以便使與液體烴類(lèi)流38混合的含氫氣體36在至多約300大氣壓(約4500psi)的壓力和至多約650℃(約1200°F)的溫度下反應(yīng)。對(duì)于這樣的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38優(yōu)選預(yù)先混合，然后作為單一的物流(即單一的兩相流)通過(guò)與底部半圓形封頂12的同軸固定的導(dǎo)管14送入，以便相對(duì)反應(yīng)器10有同軸分布。
反應(yīng)器10有催化劑床層支撐設(shè)備，通常表示為16，以便支撐催化劑床層18，其上有本專業(yè)的技術(shù)人員熟悉的開(kāi)孔(未示出)。裝在反應(yīng)器10中的催化劑床層支撐設(shè)備16可有任何適合的幾何形狀，例如同心環(huán)形、圓錐形、角錐形、截頭多角形式或截頭圓錐形等。催化劑床層支撐設(shè)備16還可為任何類(lèi)型設(shè)備，優(yōu)選能確保通過(guò)催化劑床層18的含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38在整個(gè)截面均勻分布的設(shè)備。因此，催化劑床層支撐設(shè)備16的特殊幾何形狀或類(lèi)型不用于不適當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
為了確保在含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38的加氫處理過(guò)程中最大的催化效果，反應(yīng)器10在其設(shè)計(jì)體積內(nèi)裝有盡可能多的催化劑是優(yōu)選的。因此，將催化劑床層18的支撐設(shè)備16在反應(yīng)器10中放得盡可能地低，同時(shí)又確保含氫氣體36在液體烴類(lèi)流38中完全充分地分布是優(yōu)選的。
對(duì)于所選的催化劑，應(yīng)控制催化劑床層18的上料面，以致使催化劑的沸騰、膨脹或流化最小，同時(shí)避免含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38向上通過(guò)催化劑床層18時(shí)不希望地偏移設(shè)計(jì)流速。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，正如在1995年12月5日頒發(fā)的US 5472928中詳細(xì)討論的那樣，催化劑床層18中的催化劑顆粒尺寸、形狀和密度要基本上均勻，并根據(jù)進(jìn)料物流或含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38的混合物34的最大設(shè)計(jì)速率來(lái)選擇，以防止催化劑床層18的沸騰、膨脹或流化，同時(shí)使催化劑以活塞流多層的形式逐步向下通過(guò)反應(yīng)器10。
在這里，圖4和5說(shuō)明催化劑床層18的“活塞流”，可最好地描述為，當(dāng)最低的體積層A被取出時(shí)，相鄰的體積層B向下流動(dòng)，代替最低的體積層A，并假設(shè)新的位置為最低體積層B。取出的最低體積層A用上體積層J來(lái)替換。通過(guò)取出最低體積層B和使相鄰的體積層C以活塞方式向下流動(dòng)，代替最低的體積層B；并假設(shè)新的位置作為最低的體層C來(lái)再次重復(fù)這一步驟(可最好地用圖5中的虛線表示)。取出的最低體積層B用上體積層K替換。這一步驟可不斷重復(fù)，以說(shuō)明按圖5中箭頭W的方向移動(dòng)的催化劑向下活塞流動(dòng)。
反應(yīng)器10還裝有一般的(柵格結(jié)構(gòu))圓形板部件22(即分布器板)，它固定到通常為圓柱形內(nèi)壁11上，以便在催化劑床層支撐設(shè)備16和一般的圓形板部件22之間產(chǎn)生充氣室(或進(jìn)口室)24。底部封頭通常表示為40，它由底部半圓形封頂12的內(nèi)表面13和板部件22之間的距離限定出來(lái)。含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38的混合物34由底部半圓形封頂12支撐，更具體地說(shuō)由底部半圓形封頂12的內(nèi)表面13支撐，這樣在底部封頭40中占有一定的體積部分?；旌衔?4液面和板部件22之間的距離確定了靜壓頭S，其中適合的氣體壓頭50含有放出的含氫氣體36A，它來(lái)源于含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38的混合物34。
正如以前提到的，術(shù)語(yǔ)“放出的含氫氣體”包括與液體烴類(lèi)流38一起送入反應(yīng)器10的含氫氣體36、從液體烴類(lèi)流38本身放出的任何氫氣以及溶解在液體烴類(lèi)流38中和/或與液體烴類(lèi)流38一起并隨后、特別是送入反應(yīng)器10后從液體烴類(lèi)流38中放出的含氫氣體36。
板(柵格結(jié)構(gòu))部件22有許多開(kāi)孔26，它各自與連接板部件22的許多空心提升管28相通，換句話說(shuō)，板部件22包括許多通過(guò)板部件22的開(kāi)孔26形成的空心提升管28。至少一根空心提升管28(優(yōu)選全部管子)有管腔29和至少一個(gè)開(kāi)孔30和兩個(gè)開(kāi)口端，通常表示為27。
管或空心提升管28的長(zhǎng)度可這樣來(lái)選擇，以致在板部件22下方和在混合物34液面上方形成適合的氣體壓頭50，以減小從導(dǎo)管14進(jìn)入底部封頭40的進(jìn)料流的波動(dòng)?？招墓?8接收含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38的混合物34，并通過(guò)開(kāi)孔26進(jìn)入充氣室(或進(jìn)口室)24。
當(dāng)含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38的混合物34通過(guò)各個(gè)空心提升管28流動(dòng)時(shí)，在靜壓頭S(或適合的氣體壓頭50)內(nèi)放出的含氫氣體進(jìn)入或通過(guò)開(kāi)孔30，如圖3和3中所示。更具體地如圖2和3中所示，當(dāng)混合物34通過(guò)導(dǎo)管14進(jìn)入底部封頭40時(shí)，放出的含氫氣體開(kāi)始從混合物中放出，并開(kāi)始形成適合的氣體壓頭50。連續(xù)進(jìn)入底部封頭40的混合物34開(kāi)始流入每一空心提升管28的下部和底部封頭40的一定體積部分，以致產(chǎn)生適合的氣體壓頭50，如圖1所示。
適合的氣體壓頭50有高于混合物34的壓力，以致隨著混合物34連續(xù)送入底部封頭40，混合物34開(kāi)始向上流動(dòng)，并通過(guò)每一空心提升管28，從開(kāi)孔26排出，進(jìn)入充氣室(或進(jìn)口室)24。當(dāng)適合的氣體壓頭50形成和/或開(kāi)始形成時(shí)，放出的含氫氣體36A開(kāi)始按箭頭M的方向流動(dòng)，并通過(guò)每一空心提升管28的開(kāi)孔30；即放出的含氫氣體36A開(kāi)始流向較低壓力區(qū)。
圖2說(shuō)明流入每一空心提升管28的混合物34，但未達(dá)到開(kāi)孔30點(diǎn)位，放出的含氫氣體36A按箭頭M的方向從適合的氣體壓頭50通過(guò)每一空心提升管28的開(kāi)孔30，進(jìn)入管中混合物34上方的每一空心提升管28的空間。顯然如圖2進(jìn)一步所示，如混合物34開(kāi)始通過(guò)各個(gè)管腔29流動(dòng)，并在每一空心提升管28中上升時(shí)，一些含氫氣體36從混合物34中放出，以致與通過(guò)在空心提升管28中的開(kāi)孔30進(jìn)入的放出的含氫氣體36A混合。圖3說(shuō)明按箭頭P方向和以紊流箭頭R的方式流動(dòng)的、并通過(guò)空心提升管28的每一開(kāi)孔30的混合物34，它與按箭頭M的方向從適合的氣體壓頭50通過(guò)每一空心提升管28中的開(kāi)孔30進(jìn)入混合物34的、放出的含氫氣體36A以圖示方式流動(dòng)，以便與它混合。
已發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在每一空心提升管28上提供一開(kāi)孔30，放出的含氫氣體36A通過(guò)它與混合物34混合可得到以下優(yōu)點(diǎn)(ⅰ)提供一種送入充氣室(或進(jìn)口室)24的良好穩(wěn)定的和平穩(wěn)的含氫氣體36和液體烴類(lèi)流38；(ⅱ)混合物34通過(guò)板部件22的開(kāi)孔26的物流分布對(duì)圓形板部件22的水平度不敏感，或者對(duì)底部封頭40中液面的變化不敏感；(ⅲ)在每一空心提升管28中含氫氣體36有再次密切混合(即放出的含氫氣體36A和含氫氣體36)；以及(ⅳ)在上部排出段有高強(qiáng)度的紊流(見(jiàn)圖3中箭頭R)(即連接板部件22的開(kāi)孔26的每一空心提升管28的上段)，促進(jìn)含氫氣體36和/或放出的含氫氣體36A的氣泡破裂。
開(kāi)孔30的尺寸經(jīng)仔細(xì)選擇，以控制液面確實(shí)位于提升管28底部以上和位于開(kāi)孔30以下。如果開(kāi)孔30太大，液體將覆蓋開(kāi)孔30，使氣體壓頭50的大小減小。如果開(kāi)孔30太小，液面將下降，使氣體壓頭的大小增大，甚至達(dá)到不覆蓋至少一提升管28的下開(kāi)孔端27的程度。這一未覆蓋的提升管將使大量氣體通過(guò)該提升管，擾動(dòng)充氣室中平穩(wěn)的氣體和液體流。熟悉本專業(yè)的普通技術(shù)人員可從任何流體流動(dòng)或水力工程書(shū)籍中找到的伯努利原理很容易調(diào)整氣體壓頭50的大小，通過(guò)提升管28的液體/氣體流以及在提升管28中開(kāi)孔30的尺寸，以致使液面保持在開(kāi)孔30和提升管28的低開(kāi)口端27之間，以下文獻(xiàn)作為例子在這里作為參考全部并入動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞，第2版，Bennett和Myers編，1962、1974由Mc Graw-Hill Inc出版。
沒(méi)有開(kāi)孔30時(shí)，因?yàn)殡S著液體高度迅速變化，會(huì)暴露出不同提升管28的底部開(kāi)口端27，這對(duì)氣體和液體在提升管隨意位置有強(qiáng)烈的阻礙。這就使大的氣泡達(dá)到催化劑床層支撐設(shè)備16的底部，而不是許多小氣泡的平穩(wěn)上升。
因此，通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施，提供了一種用于通過(guò)裝有催化劑床層18的加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器段流動(dòng)(優(yōu)選向上流動(dòng))的、含氫氣體36和液體烴類(lèi)38的烴類(lèi)混合物34加氫處理的分布器組件。如上所述，圓形板部件22有限定出至少一個(gè)開(kāi)孔26的結(jié)構(gòu)。至少一個(gè)有管腔29的管部件或空心提升管28(見(jiàn)圖2和3)與板部件22連接，以致管腔29與至少一個(gè)開(kāi)孔26相通。至少一個(gè)管部件或空心提升管28在其側(cè)面有至少一個(gè)管孔或開(kāi)孔30。正如圖2和3所示，開(kāi)孔30有垂直于空心提升管28的軸(未示出)的軸(未示出)。
因此，通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施，還提供了一種反應(yīng)器10，它有圓柱形內(nèi)壁11以及固定到內(nèi)壁11上的催化劑床層支撐設(shè)備16，用于支撐催化劑床層18。如上所述，分布器組件固定到圓柱形內(nèi)壁11上。更具體地說(shuō)，對(duì)于分布器組件，板部件22固定到反應(yīng)器10的圓柱形壁11上，并有限定出至少一個(gè)開(kāi)孔26的結(jié)構(gòu)。更具體地說(shuō)，以及如上所述，本發(fā)明的至少一個(gè)管部件或空心提升管28有管腔29，管部件與板部件22連接，以致管腔29與至少一開(kāi)孔26相通。每一管部件或空心提升管28在其側(cè)面有一管開(kāi)孔30以及有一對(duì)開(kāi)口端。
因此，通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施，還提供了一種對(duì)通過(guò)有催化劑床層的烴類(lèi)反應(yīng)器段的烴類(lèi)進(jìn)料流進(jìn)行加氫處理的方法，該法包括以下步驟(ⅰ)在有催化劑床層的烴類(lèi)反應(yīng)段的反應(yīng)器段中形成至少一管段；(ⅱ)使含氫氣體和液體烴類(lèi)的混合物流入反應(yīng)器段，產(chǎn)生放出的含氫氣體；以及(ⅲ)含氫氣體和液體烴類(lèi)通過(guò)管段流動(dòng)，同時(shí)與放出的含氫氣體混合。
雖然在這里參考特定的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但打算將各種改進(jìn)，改變和替代方案包括在上述公開(kāi)內(nèi)容中，應(yīng)當(dāng)理解，在某些情況下，在不違背本發(fā)明的范圍條件下，本發(fā)明的一些特點(diǎn)被應(yīng)用，而另一些特點(diǎn)不對(duì)應(yīng)應(yīng)用。
權(quán)利要求
1．一種用于對(duì)通過(guò)裝有催化劑床層的加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)段的含氫氣體和液體烴類(lèi)進(jìn)行加氫處理的分布器組件，其中所述的分布器組件包括，有限定出至少一個(gè)開(kāi)孔的結(jié)構(gòu)的板部件；至少一個(gè)有管腔的管部件，它與所述的板部件連接，以致所述的管腔與所述的至少一個(gè)開(kāi)孔相通；以及所述的一個(gè)管部件在其側(cè)面有至少一個(gè)管開(kāi)孔。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的分布器組件，其中所述的管部件有管軸，而所述的至少一個(gè)管開(kāi)孔有通常垂直于所述管軸的開(kāi)孔的軸。
3．一種對(duì)流過(guò)裝有催化劑床層的加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)段的烴類(lèi)進(jìn)料流進(jìn)行加氫處理的方法，該法包括以下步驟(a)在有催化劑床層的烴類(lèi)反應(yīng)段的反應(yīng)器段中形成至少一管段；(b)使一種含氫氣體和液體烴類(lèi)的混合物流入步驟(a)的反應(yīng)器段，產(chǎn)生放出的含氫氣體；以及(c)使步驟(b)的混合物流過(guò)步驟(a)的管段，同時(shí)與步驟(b)的放出的含氫氣體混合。
4．一種反應(yīng)器，它有一個(gè)圓柱形內(nèi)壁的容器；一個(gè)固定在所述容器的所述圓柱形內(nèi)壁上的催化劑床層支撐設(shè)備，用于支撐催化劑床層；一個(gè)固定在容器圓柱形內(nèi)壁上的、有限定出至少一個(gè)開(kāi)孔的結(jié)構(gòu)的板部件；具有一個(gè)管腔的至少一個(gè)管部件，它與所述的板部件連接，以致所述的管腔與所述的至少一個(gè)開(kāi)孔相通；以及所述的至少一個(gè)管部件在其側(cè)面有至少一個(gè)管開(kāi)孔。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的反應(yīng)器，其中所述的管部件有一個(gè)管軸，而所述的至少一個(gè)管開(kāi)孔有通常與所述管軸垂直的開(kāi)孔的軸。
全文摘要
一種用于含氫氣體和液體烴類(lèi)的烴類(lèi)混合物加氫處理的分布器組件。該分布器組件有一圓形板,許多空心提升管連接其上,使含氫氣體和液體烴類(lèi)通過(guò)圓形板部件中的開(kāi)孔分布。每一空心提升管在其相關(guān)的側(cè)面上有一個(gè)管開(kāi)孔。分布器組件與反應(yīng)器的內(nèi)壁連接。還提出一種加氫處理烴類(lèi)進(jìn)料流的方法,它包括,使含氫氣體和液體烴類(lèi)的混合物流入反應(yīng)段,產(chǎn)生放出的含氫氣體;含氫氣體和液體烴類(lèi)的混合物通過(guò)許多管段流動(dòng),同時(shí)與放出的含氫氣體混合。
文檔編號(hào)C10G45/16GK1214077SQ97193150
公開(kāi)日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1997年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月18日
發(fā)明者B·E·萊諾德斯, B·E·斯坦格蘭德, K·帕里米, R·W·巴切特 申請(qǐng)人:切夫里昂美國(guó)公司