[发明专利]用于催化反应器的过滤和分配装置

说明书

本发明涉及一种气相和液相的过滤和分配装置（1），其适于设置在反应器（2）的固定催化床（4）的上游，该反应器以气体和液体并流下行的方式运行，该装置包括：·实心盘（6），其沿着水平面延伸，在其上固定有基本竖直的多个立管（7），该立管在其上端部和下端部处是开放的，所述立管在其高度的至少一部分上设有多个开口；·多个可移除的篮，其能够容纳并保持至少一过滤介质，每个可移除的篮由椭圆形的竖直壁（14）或至少三个竖直侧向壁与底部（13）所限定，竖直壁和/或底部是气体和液体可以渗透的。每个篮设有用于支撑篮的至少一个支撑机构（16），该支撑机构与盘的立管（7）协作以保持篮。

技术领域

本发明涉及用于将气体和液体供应到化学反应器的分配器盘领域，其中该化学反应器以气体和液体并流下行的方式运行。

背景技术

在精炼领域中使用这种类型的反应器，特别是在加氢处理中，这需要高压下的氢气流并且以重质液体进料进行操作，该重质液体进料可能含有由固体污垢颗粒构成的杂质。

在一些情况下，液体进料或甚至液体进料和富氢气体的混合物含有杂质，在加氢处理所需的温度和压力条件下，这些杂质可能会沉积在催化床本身上，并且可能随着时间的流逝使该催化床的间隙体积减小，并因此导致压降的逐渐增加。在极端情况下，特别是在循环结束时，观察到催化床的堵塞，这是由于压降的非常快速增大，从而干扰通过反应器的流动。

压降可能使得操作员必须关闭反应器并更换催化剂的部分或全部，这显然导致该过程的接触时间显著减少。

在这些污垢进料中，可能包括烃的混合物，其可能含有不可忽略比例的不饱和的或多元不饱和的炔基化合物或二烯化合物，或这些不同化合物的组合，不饱和化合物的总比例可能高达进料重量的90％。作为表示本发明所考虑的进料的示例，可以列举热解汽油，热解指本领域技术人员所公知的热裂解过程。也可以列举烃的重馏分，特别是柴油，减压柴油，常压渣油或减压渣油。这些重馏分可以来自于原油的直馏蒸馏或来自转化过程，例如减粘裂解、焦化、脱沥青、催化裂化或加氢裂化。

催化床的一部分的堵塞可能是由于多种机理。

直接地，进料流中颗粒的存在通过所述颗粒在催化床内沉积会引起堵塞，该沉积导致空隙率减少。

间接地，来自于化学反应的产物层的形成，这些产物通常为焦炭，而且可能由存在于进料中的杂质所衍生的其它固体产物，这些产物沉积在催化剂颗粒的表面，这也可能加剧所述床的空隙率减少。

上述的烃的重馏分还可能含有各种杂质，特别是铁或钙衍生物，其加剧了催化床的堵塞。渣油类型的馏分还含有沥青质，其是通常被描述为焦炭前体的化合物。另外，堵塞颗粒的沉积可能或多或少以随机的方式发生在床内，因此该床的空隙率分布中可能出现不均匀性，这将表现为产生优先通路。

由于这些优先通路以或多或少的严重程度扰乱床内相流动的均匀性并且可能导致在化学反应的进展方面的不均匀性，因此这些优先通路从流体动力学观点来看是极其不利的，并且从热的观点来看（例如径向温度差异、热点）也是极其不利的。

现有技术

为了防止催化床的过早堵塞，已经开发了不同的技术方案，并且这些技术方案基于使用设置在催化床上游（沿流体流动的方向）的过滤系统。

可以列举的示例是：

•文献FR 2 889 973，其公开了一种分配器盘，该分配器盘直接支撑过滤介质并因此可以同时确保对于设置在下游的催化床进行过滤以及对气态和液态流体进行分配的两种功能。根据FR 2 889 973的过滤盘包括在过滤床的中间具有穿孔（或缝）的立管，在床靠近孔处堵塞的情况下，这会引起问题。床的这种堵塞会导致立管堵塞而产生两种结果：分配器盘下方的液体流分配不平衡，以及由于立管已经胶合并集合至过滤床因而在拆除该盘时存在损坏立管的风险。