[发明专利]使用喷嘴的改进的骤冷区设计

说明书

技术领域

本发明涉及一种在反应器床的截面上均匀地分配液体的设备。该设备位于两个反应器床之间，其中来自上部床的流出物被收集且在下部床的顶部上被重新分配。

背景技术

多种生产工艺使用并流反应器，或其中单相流体在颗粒材料的固体床上流过以提供流体和固体之间接触的反应器。在反应器中，固体通常具有催化材料，流体可以在其上反应以形成产品。流体可以是液体、气体或气液混合物。生产工艺覆盖的范围包括烃类转化、气体处理和吸附分离。

具有固定床的并流反应器构造为使得反应器允许流体从反应器床上流过。当流体是液体时，或液体和气体时，流体通常被引导向下流经反应器。为了提供流体和固体之间的良好接触存在多方面的问题。也经常使用多床式反应器，其中反应器床上下彼此堆叠在反应器壳体中。特点在于，在床之间留出一定空间来堆叠它们。

对多床式反应器来说，床之间的空间是适宜的混合区。床之间的空间通常用于提供工艺流体的中间处理，例如冷却工艺流体、加热工艺流体、或再混合和再分配工艺流体。

在放热催化反应中，温度的控制是重要的，而且多床式系统为骤冷气的喷射提供了合适的地点。在烃加工工艺中，骤冷气通常是冷氢气流。然而在不控制混合和分配的情况下冷却流体导致了相继的反应器床中的不均匀加热以及反应。并且复杂的混合和分配系统占据了容纳多个反应器床的反应器室中的宝贵空间。

克服了这些缺点的反应器的设计可以显著节省反应器中的宝贵空间，并更好地利用反应器室。用于保持反应器的部件-反应器壳体-是昂贵的，且在投入使用之前的设计和构造会花费大量时间。新的反应器内部构件改进了反应器壳体内部空间的利用，可以显著节省成本，并消除了对新反应器壳体组件的需要，以及避免了用于替换整个反应器的停工时间。

发明内容

本发明提供了一种新型设备，其用于减小在反应器床顶部上收集和再分配液体所需的空间。该设备包括用于从位于设备上方的反应器床收集液体的液体收集盘。液体收集盘通过出口把液体传输到混合室，该出口被定向成以混合室中的旋涡运动输送液体。混合室混合液体且由液体收集盘和液体分配盘之间的空间限定形成。经混合的液体在液体分配盘上分布。液体分配盘包括具有多个出口的盘。该设备包括多个喷嘴，每个喷嘴附属于一个液体分配出口，且用于在催化剂床层的顶部上输送液体。由于液体通过液体分配盘引出，所以相对不受不在一个水平上的盘的影响。

在另一个实施例中，该设备包括多个蒸汽管道，其中每个蒸汽管道具有与位于液体分配盘下方的蒸汽空间流体连通的开口，以及与位于液体收集盘上方的蒸汽空间流体连通的开口。这样提供了用于蒸汽的装置从而提供动力以确保即使混合室内部的液位不一致时通过引出也有均匀的液体流过每个分配盘开口。

本领域技术人员将从下面的详细描述和附图中了解本发明的其它目的、优点和应用。

附图说明

图1是用于在反应器床的顶部上分配液体的设备的示意图；

图2是用于引导液体至混合室的液体收集盘的示意图；以及

图3是用于分配液体的设备的示意图，该设备利用蒸汽管道把蒸汽从设备上方传递到分配盘中的每个喷嘴。

具体实施方式

烃加工工艺的改进包括对目前使用的设备的利用的改进。改进利用的一方面在于减小处理室内部功能空间的大小。烃加工工艺的一个例子为，通常存在多个连续堆叠的反应器床用于处理。反应器床通过骤冷区分隔开，其中骤冷区设计为冷却，有时也设计为冷凝来自上方反应器床的反应流出物。反应流出物利用骤冷气或骤冷液冷却，流出物被混合并传送至下方的反应器床。流出物被混合从而在流出物被传送至骤冷区下方的反应器床之前最小化流出物中的温度和浓度梯度。反应器床之间有相当大的空间用于骤冷区，骤冷区所需的空间大小的减少可以允许更多的反应器床放入，这在没有更换整个处理柱的情况下改进了处理工艺，处理柱是昂贵的设备。

液体在反应器床上的良好分布是重要的，因为差的分布产生不利影响，例如非均匀的温度上升。非均匀的温度上升会导致催化剂寿命缩短、反应器内部的热点、或者由于局部温度升高而产生的不稳定反应。许多用于反应器的工业装置具有沿径向方向的明显温度梯度，通常在6℃至27℃之间。本发明设计为减小径向温度梯度至2℃至3℃之间。