[发明专利]用于两相并行容器的具有切向入口的混合设备和混合方法

说明书

背景技术

本公开内容涉及一种用于使容器中的气体或蒸汽与液体混合的混合设备，在所述容器中，汽相和液相同时流动。该设备的目的在于平衡排出设备的排出混合物的温度和化学成分。本公开内容适于但不限于使热的富氢处理气体和热的烃液与冷的淬火流在加氢处理反应器（例如，氢化处理或氢化裂解反应器）中的两个相邻催化剂床之间混合的应用。

已经在文献和专利中描述了大量的用于两相并行容器的混合设备。这些设备中的大多数属于以下给出的六种类型中的一种：

类型1：具有设置在收集盘中的入口流槽或通道的涡流混合器

这种设计的例子在美国专利3,541,000给出。该混合器包括水平收集盘板6。收集盘板设置有多个倾斜的流槽32/34。来自催化剂床上方的整个蒸汽和液体处理流束以高速通过这些入口流槽。收集盘下方的是旋转盒8。来自流槽的排出喷射流具有切向分量并导致旋转流体在旋转盒内运动。流体然后在内部堰板12上方通过并且向下通过中心开口10。在开口10的出口处，通过蛛网形设置30内的穿孔分配管添加冷的阻封流体。分配托盘14位于混合器下方以粗略地分配液体。托盘14还用作排出开口10的高速流体的冲击板。分配盘4位于粗略分配盘下方以最终分配液体。

美国专利4,836,989描述了与美国专利3,541,000中的混合器相似的混合器。但是，为了提高以上的阻封流体与来自催化剂床上方的蒸汽和液体的混合，通过在收集盘12上游而不是下游的穿孔管分配器13添加阻封流体。

涉及涡流类型混合器的专利的例子是：美国专利5,837,208；5,989,502；7,045,103；7,112,312以及美国公开专利申请2012/0241006。

类型2：具有径向入口流的旋转盒混合器

这种设计的例子在美国专利3,353,924中给出。该混合器包括收集板6。通过在收集板上方的穿孔管环11添加冷的阻封流体。来自混合器上方的催化剂床3的蒸汽和液体与阻封流体通过多个入口端口8进入旋转盒7。与以上提及的涡流混合器设计不同，在该类型混合器中通过入口端口到旋转盒的流主要在水平/径向方向。入口端口设置有叶片9，其将旋转运动引给旋转盒7内的流体。流体通过中心开口13a排出旋转盒。具有垂直挡板16的穿孔冲击板14设置在中心开口下方。

在这里给出具有径向入口流的旋转盒混合器的其他例子：

美国专利3,787,189描述了一种与美国专利3,353,924中的混合器相似的旋转盒混合器。但是，旋转盒的入口开口和叶片具有不同设计，并且中心开口20下方的冲击板23未被穿孔。在收集板18下方将旋转运动引至排出混合器的流体的叶片22替代混合器出口处的径向布置的垂直挡板。

美国专利5,462,719描述了一种与美国专利3,353,924中的混合器相似的旋转盒混合器。蒸汽和液体首先通过圆柱形挡板24中的径向穿孔，然后通过叶片22，这导致旋转盒内的旋转流体运动。流体通过中心开口21排出旋转盒并进入位于收集板20下方的第二混合盒。在第二混合盒内，流体快速向外流动并且通过圆柱形壁26内的径向穿孔排出混合器。

美国专利5,534,233描述了另一种旋转盒混合器。液体被收集在托盘101上，并且蒸汽和流体沿径向方向进入旋转盒。在流体通过中心开口7排出混合器之前，用垂直导向板105来产生旋转流动。中心开口下方的冲击板13破坏流束的高速度。

类型3：泡罩状混合器

泡罩状混合器设计在美国专利5,152,967中公开。该混合器包括收集板16和覆盖下导管17的罩18,19。罩和下导管限定第一混合旋转腔。罩19的侧壁设置有成角度的开口。该成角度的开口使得蒸汽和流体进入第一旋转腔，以便以旋转运动移动。流体首先向上流动，超过下导管17的上边缘，然后通过下导管和板16内的中心开口向下流动。该混合器还设置有位于第一旋转腔下方的向内径向流动的第二旋转腔。

在这里给出了泡罩状混合器的其他例子：