供應(yīng)用于處理重質(zhì)堵塞進(jìn)料的具有氣體和液體的并流下行流的固定床反應(yīng)器的過濾分布板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及供應(yīng)用于處理重質(zhì)堵塞進(jìn)料的具有氣體和液體的并流下行流的固定床反應(yīng)器的過濾分布板。本發(fā)明涉及適用于氣體和液體的并流下行流、更具體地“滴流”模式并流下行流的分布板，所述分布板整合了與分布功能分離的過濾功能。附圖1所示。
【專利說明】供應(yīng)用于處理重質(zhì)堵塞進(jìn)料的具有氣體和液體的并流下行流的固定床反應(yīng)器的過濾分布板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在以滴流(trickle flow)模式(并流下行流(co-currentdownflow),液體速度低于1.5cm / s)操作的固定床型催化反應(yīng)器入口處用于過濾和分布?xì)怏w和液體的板的內(nèi)容。設(shè)想的主要應(yīng)用是對(duì)渣油(residues)的加氫處理，盡管本申請(qǐng)可適用于會(huì)引起固定床堵塞的任何油餾分的加氫，甚至更一般地適用于，有或沒有氣體情況下、填充以到達(dá)固定床的堵塞顆粒的任何液相。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明可以被看作是對(duì)由本發(fā)明 申請(qǐng)人:所提交若干專利的改進(jìn):
[0003]法國專利FR2924950描述了被稱為預(yù)分布板的過濾板，該過濾板具有用于具有氣體和液體的并流下行流的固定反應(yīng)器的溢流管，該預(yù)分布板是由設(shè)置在常規(guī)分布板上方的過濾板所構(gòu)成；
[0004]專利FR2889973描述了用于具有氣體和液體的并流下行流的固定床反應(yīng)器的過濾板，該過濾板為設(shè)置在下游的催化劑床提供過濾功能并且用于對(duì)氣體和液體流體的分布。該專利提出了一種用于過濾板的構(gòu)造，其中煙囪具有在催化床中部的穿孔的孔(或槽)，在催化劑床在孔附近堵塞的情況下其可引起問題。因此，此催化劑床的堵塞可以引起煙囪的堵塞，從而造成兩個(gè)結(jié)果:在分布板下方液體流量分布的不平衡、以及當(dāng)如果煙囪發(fā)生聚結(jié)和粘住催化劑床而須拆卸該板時(shí)有會(huì)由對(duì)煙囪造成損壞的危險(xiǎn)；
[0005]專利FR2959677描述了含有過濾顆粒和催化劑顆粒的可拆卸籃的布置，所述籃沉積在分布板上從而利于所述板的安裝/拆卸并且限制在板和催化劑之間發(fā)生聚結(jié)的危險(xiǎn)。然而，該技術(shù)方案具有某些缺點(diǎn):大量的籃意味著安裝時(shí)間非常長(zhǎng)、必須確保所有籃之間的流體接觸同時(shí)防止顆粒從各籃之間逸出。
[0006]與前面專利相比，本發(fā)明提供明顯的改進(jìn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的板的側(cè)視圖，示出了主要元件:由穿孔支撐體⑶所支撐的過濾層(4)、由整板(2)所支撐的分布元件(5)、多孔的下部篩網(wǎng)(7)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明可以被定義成分布板，其用于供應(yīng)以氣體和液體進(jìn)料操作的催化反應(yīng)器，更具體地以已知為滴流模式(即液體表面速度在0.1cm / S至1.5cm / s的范圍內(nèi))流動(dòng)模式。
[0009]本發(fā)明的板可以被定義為分布板，其功能是將進(jìn)入反應(yīng)器的兩相射流轉(zhuǎn)換成均勻分布在設(shè)置于所述板下游的催化床的表面上的氣體-液體混合物。本發(fā)明的分布板還借助于過濾層而將過濾功能整合入該分布板自身中。與現(xiàn)有技術(shù)板相反，該過濾層在某種意義上與分布功能分離，因?yàn)榉植荚┻^過濾層但在分布元件內(nèi)部的氣體和液體入口位于所述過濾層的外部。
[0010]一般來說，這些分布元件是采用大致垂直的煙囪的形態(tài)，該煙囪從位于板水平線下方的較低水平線(lower level)延伸到位于過濾層上表面上方的較高水平線。
[0011]允許氣體經(jīng)由分布元件的開放上端進(jìn)入，所述上端位于過濾層的上方，并且允許液體經(jīng)由一排孔口進(jìn)入，這排開口位于位于過濾層(4)下方以及板(2)自身的上方。
[0012]該部分僅被液體占據(jù)，因?yàn)樵谡５牟僮飨?，在?2)上方的液體水平線位于過濾層(4)內(nèi)部且低于分布元件(5)的上端，分布元件(5)的上端可以僅讓氣體進(jìn)入。
[0013]因此，本發(fā)明的分布板和過濾板適用于在固定床反應(yīng)器中采用并流下行流模式的氣體-液體流，該固定床反應(yīng)器可包括沿反應(yīng)器設(shè)置的多個(gè)催化劑床。
[0014]一般來說，本發(fā)明的過濾板位于第一催化劑床的上游(在流體流動(dòng)的方向上)。當(dāng)在不同的水平線將進(jìn)料引導(dǎo)到沿反應(yīng)器設(shè)置的多個(gè)催化劑床上時(shí)，能夠?qū)⒈景l(fā)明過濾板定位在各催化劑床的上游。
[0015]本發(fā)明可以被定義成具有適用于所述氣體-液體流的分布過濾板的具有并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器，所述固定床反應(yīng)器可包括沿反應(yīng)器設(shè)置的多個(gè)催化劑床，各板位于各催化劑床的上游，所述板是由從頂部到底部的以下元件所構(gòu)成:
[0016]穿孔的支撐體(3)，該支撐體沒有覆蓋反應(yīng)器的整個(gè)截面，而留出環(huán)狀區(qū)(11)，該環(huán)狀區(qū)相當(dāng)于所述反應(yīng)器截面的5%至50%、優(yōu)選5%至30% ;
[0017]過濾層(4)，該過濾層是由所述穿孔的支撐體(3)所支撐；
[0018]整板(full plate) (2),該整板位于距穿孔支撐體(3) 50mm tol50mm范圍內(nèi)的距離處，該整板包括橫跨過濾層(4)和整板(2)的多個(gè)大致垂直的分布元件(5)，這些分布元件是以長(zhǎng)方形或三角形型式而設(shè)置，所述分布元件(5)具有在200mm至400mm范圍內(nèi)的高度，在它們的上端開放從而允許氣體進(jìn)入并且包括至少一排位于一部分所述分布元件的部分中的孔，其在穿孔支撐體(3)與整板(2)之間，從而允許液體進(jìn)入，并且氣體-液體混合物通過所述分布元件(5)的下端排出；
[0019]至少一個(gè)高孔隙率的分散元件(7)，該分散元件位于整板(2)下方，在距所述整板
(2)20mm至300mm、優(yōu)選在50mm至150mm范圍內(nèi)的距離處。
[0020]術(shù)語“整板(2) ”表示該板沒有孔口 ；氣體和液體通過分布元件(5)的下端離開。
[0021]在一個(gè)變型中，擬用于在各分布兀件(5)下方分散液體射流的分散兀件(7)屬于導(dǎo)流器(deflector)類型。
[0022]它們也可以由以交錯(cuò)方式設(shè)置在整板(2)下方，距其20mm至300mm范圍內(nèi)優(yōu)選在50mm至150mm范圍內(nèi)的距離處的多孔篩網(wǎng)元件構(gòu)成。
[0023]優(yōu)選地，在本發(fā)明的分布過濾板中，分布元件(5)是由大致垂直的煙囪所構(gòu)成，其總高度是在200mm至400mm的范圍內(nèi)。
[0024]優(yōu)選地，在本發(fā)明的分布過濾板中，設(shè)置在穿孔的支撐體(3)上的過濾介質(zhì)(4)是由至少一層稱為保護(hù)性顆粒的顆粒所構(gòu)成，過濾介質(zhì)(4)的高度在IOOmm至300mm的范圍內(nèi)優(yōu)選小于150mm。
[0025]構(gòu)成過濾介質(zhì)(4)的顆?？梢允?
[0026]保護(hù)材料的顆?；蛲ǔＦ鸨Ｗo(hù)性元件作用的任何其它顆粒；或者[0027]催化劑自身的顆粒。
[0028]本發(fā)明板不受對(duì)構(gòu)成過濾層的保護(hù)材料的選擇的限制。能夠保留進(jìn)料中所含堵塞顆粒的任何材料均可適于用作本發(fā)明的板。
[0029]對(duì)于在200mm至300mm范圍內(nèi)的過濾介質(zhì)的高度而言，可以使用多個(gè)層，第一層是由保護(hù)材料的顆粒組成，下一層是由催化劑顆粒組成。在大部分情況下，單一層是足夠的。優(yōu)選地，在本發(fā)明的分布過濾板中，位于整板(2)下方的高孔隙率分散元件(7)是由篩網(wǎng)片所構(gòu)成，該篩網(wǎng)片以交錯(cuò)方式設(shè)置的，并且在所述板(2)下方在150mm距離和250mm距離之間交替處。
[0030]優(yōu)選地，在本發(fā)明的分布過濾板中，擬用于分裂在過濾層(4)上方進(jìn)入反應(yīng)器的液體射流的保護(hù)性篩網(wǎng)或穿孔板(6)被設(shè)置在所述過濾層的上方，距所述過濾層(4)的距離小于10mm。
[0031]在一個(gè)變型中，篩網(wǎng)(J)可以被被設(shè)計(jì)用于在各分布元件(5)的下方使液體射流分散的任何導(dǎo)流器類型的元件所代替，將各導(dǎo)流器設(shè)置在各分布元件(5)的下方或者設(shè)置在僅其一部分的下方。
[0032]一般來說，本發(fā)明的分布板可用于采用“滴流”(即液體的表面流速在0.1至
1.5cm / s范圍內(nèi))模式的氣體和液體并流下行流的任何工藝。
[0033]更具體地，本發(fā)明的分布板適用于加氫處理、選擇性加氫、渣油轉(zhuǎn)化或者含有3至50個(gè)優(yōu)選5至30個(gè)碳原子的油懼分的氧化的工藝。
[0034]能夠利用本發(fā)明分布過濾板進(jìn)行處理的的重質(zhì)進(jìn)料可以被定義成具有高于370°C的沸點(diǎn)，特別是屬于渣油類型等的那些:常壓渣油、減壓渣油、脫浙青油、或者從轉(zhuǎn)化過程(例如煉焦、固定床、沸騰床或移動(dòng)床加氫處理)中獲得的渣油，其中所有類型的渣油可以單獨(dú)使用或者以混合物的形式使用。
[0035]當(dāng)它們是烴餾分或各烴餾分的混合物或用烴餾分或各烴餾分的混合物稀釋時(shí)，可以使用這些重質(zhì)進(jìn)料。
[0036]本發(fā)明考慮的重質(zhì)進(jìn)料也可包括從煤液化過程、芳烴提取物或者任何其它烴餾分獲得的餾分。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明分布板是這樣意義上的分布板，其將進(jìn)入反應(yīng)器的兩相射流(氣體-液體)轉(zhuǎn)變成為均質(zhì)且均勻分布在位于下游的催化劑床表面上的氣體-液體混合物。
[0038]另外，本發(fā)明分布板還整合了過濾功能，但與現(xiàn)有技術(shù)過濾板的不同，后者過濾功能與分布功能分離。
[0039]在上面設(shè)置有過濾層(4)的穿孔支撐體(3)位于分布板的中心區(qū)，但不占據(jù)反應(yīng)器的整個(gè)截面。實(shí)際上，在過濾區(qū)(4)和反應(yīng)器(I)的壁之間存在環(huán)狀的空間(11)。
[0040]在過濾層(4)被隨時(shí)間推移所回收的各種雜質(zhì)堵塞的情況下，該環(huán)狀空間(11)允許液體通向分布元件(5)。
[0041]將該環(huán)狀空間的寬度設(shè)定成符合壓力平衡，甚至在分布板被完全堵塞的情況下。
[0042]在這種情況下，過濾功能不再起作用，而分布板繼續(xù)起作用，因?yàn)樽屢后w流入分布元件(5)的孔(10)位于與過濾層(4)完全分離的區(qū)中。[0043]與過濾層分離的該區(qū)的高度小于300mm，優(yōu)選小于200mm ;為了正確地發(fā)揮分布功能，分布元件(5)的高度必須大于200mm,優(yōu)選大于300mm,因?yàn)榇烁叨纫馕吨ǔ？梢赃m應(yīng)工藝所要求的液體流量變化。
[0044]過濾區(qū)⑷使用穿孔支撐體(3)，該穿孔支撐體(3)連接到分布板(2)，并且利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何裝置(例如彎曲的支撐體(9)，如圖1中所示，和/或垂直支撐體(亦如在圖1的中央所示)，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其它裝置)將其機(jī)械固定在該分布板⑵處。
[0045]可利用螺釘系統(tǒng)或者利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它裝置，將分布板(2)與穿孔支撐體(3)固定在一起。
[0046]穿孔支撐體(3)可以在其下部區(qū)是穿孔的，但也可在其側(cè)向區(qū)(lateral zone)是穿孔的以允許液體通過。
[0047]分布元件(5)通常具有從位于板(2)平面下方的較低水平線延伸到位于過濾層
(4)上表面上方的較高水平線的大致垂直的煙囪的形式。
[0048]可以利用未穿孔的套管⑶來保護(hù)這些分布元件(5)。
[0049]由于此原因，過濾床⑷不與分布元件(5)接觸。
[0050]如果過濾床發(fā)生凝結(jié)，它變得附接到套管(8)但不附接到分布元件(5)自身。因此，下部板(2)不被劣化并且使堵塞的過濾區(qū)(4)與所述板剩余部分的分離變得容易得多。
[0051]對(duì)于安裝/拆卸，將穿孔支撐體(3)帶入作為(brought in)成分布板的面板(panels)，這些面板的尺寸使得它們可以經(jīng)由反應(yīng)器的檢修孔(manhole)引入。以同樣的方式，將分布板(2)切割成可以經(jīng)由檢修孔而引入的元件。
[0052]可將套管(8)圍繞分布板的分布元件(5)直接放置在穿孔支撐體(3)上。
[0053]通過“松散”裝填到穿孔的支撐體(3)上使過濾介質(zhì)(4)直接沉積。
[0054]任選地，可將保護(hù)性篩網(wǎng)(6)加裝在過濾介質(zhì)(4)的上方，以防止所述介質(zhì)從氣體/液體進(jìn)入反應(yīng)器，從而防止構(gòu)成所述過濾層的顆粒被射出。
[0055]可以將與現(xiàn)有技術(shù)板相比的本發(fā)明分布板的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下:
[0056]-分布元件(5)液體進(jìn)入孔位于穿孔支撐體(3)的下方，此布置意味著可以使過濾功能與分布功能分離。此分布還提供液體流量的一定靈活性，因?yàn)橐后w水平面可以確定為從位于過濾區(qū)(4)中的較下水平面到位于過濾層(4)上方的較上水平面的相當(dāng)寬的高度范圍，但該較上水平面必須保持低于分布元件(5)的上端，從而防止液體經(jīng)由用于讓氣體通過的所述上端而流入；
[0057]-過濾高度足以執(zhí)行期望的過濾功能；
[0058]-與過濾籃的現(xiàn)有技術(shù)方案相比，安裝和拆卸得到便利:
[0059]-經(jīng)由檢修孔引入面板形式的穿孔支撐體(3);
[0060]-用壁和/或分布板附近的多個(gè)加強(qiáng)件/腿來支撐穿孔支撐體(3)；
[0061]-將保護(hù)性套管(8)圍繞分布元件(5)開槽，其在外部獨(dú)立地制造并直接放置在在整支撐體⑵上；
[0062]-經(jīng)由檢修孔引入以面板形式的具備分布元件(5)的整支撐體(2)。
[0063]本發(fā)明的分布板可以用于安裝新的裝置，或者可以代替現(xiàn)有裝置上的常規(guī)板。
[0064]對(duì)于某些類型的板(在此情況下，例如，由Axens銷售的EquiFlow? )，所述板的改造足以能夠安裝本發(fā)明中所述的過濾板。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例
[0066]僅通過說明而純粹給出涉及渣油加氫處理的本發(fā)明實(shí)例。
[0067]氣體和液體速度是:氣體在[2-5] cm / s范圍內(nèi)，液體在[0.1-0.5] cm / s的范圍內(nèi)。
[0068]反應(yīng)器直徑為3.5m。
[0069]采用垂直煙囪形態(tài)的分布元件(5)的尺寸如下:
[0070]-煙囪高度:350mm；
[0071]-煙園直徑:50mm;
[0072]-煙囪之間的間距:200mm
[0073]煙囪包括允許液體進(jìn)入的2排孔口(10):
[0074]-第I排的孔口:相對(duì)于整板的高度40mm, 3個(gè)5mm的孔；
[0075]-第2排的孔口:相對(duì)于整板的高度130mm, 3個(gè)5mm的孔；
[0076]-在煙囪頂部允許氣體進(jìn)入的開口:30mm。
[0077]過濾層⑷的尺寸如下:
[0078]-穿孔支撐體(3)的位置:在整板⑵上方140mm處；
[0079]-過濾層(4)的直徑:3.1m ；
[0080]-環(huán)狀區(qū)(11)的厚度:200mm;
[0081]-穿孔支撐體(3)的總高度:160mm，即在整板⑵上方310mm且在分布元件(5)的氣體開口下方IOmm處；
[0082]-保護(hù)性板(6)的位置:在整板⑵上方290mm處；
[0083]-保護(hù)材料層的厚度:150mm。
【權(quán)利要求】
1.具有并流下行氣體-液體流的、具有適用于所述氣體-液體流的分布過濾板的固定床反應(yīng)器，所述固定床反應(yīng)器可包括沿所述反應(yīng)器設(shè)置的多個(gè)催化劑床，各板位于各催化劑床的上游，所述板是由從頂部到底部的以下元件構(gòu)成: -穿孔的支撐體(3)，所述支撐體不覆蓋所述反應(yīng)器的整個(gè)截面，而留出空的相當(dāng)于所述反應(yīng)器截面的5%至50%，優(yōu)選5%至30%的環(huán)狀區(qū)(11)； -過濾層(4)，所述過濾層由所述穿孔支撐體(3)支撐； -整板(2)，所述整板位于距穿孔支撐體(3)50mm至150mm范圍的距離處，所述整板包括橫跨過濾層(4)和整板(2)的多個(gè)大致垂直的分布元件(5)，這些分布元件是以長(zhǎng)方形或三角形型式設(shè)置，所述分布元件(5)具有在200mm至400mm范圍內(nèi)的高度，在它們的上端為開放以允許氣體進(jìn)入并且包括位于所述分布元件一部分中的至少一排孔，這些孔是在穿孔支撐體(3)和整板(2)之間，從而允許液體進(jìn)入，并且通過所述分布元件(5)的下端排出所述氣體-液體混合物， -至少一個(gè)高孔隙率分散元件(7)，其位于整板⑵下方，距所述整板⑵20mm至300mm,優(yōu)選50mm至150mm的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的用于并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器，其中各分布過濾板具有分布元件(5)，所述分布元件是在對(duì)應(yīng)于過濾層(4)深度的高度部分上被全套管(8)包圍的大致垂直的煙囪。
3.如權(quán)利要求2所述的用于并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器，其中所述煙囪的間距是在100至300mm范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器，其中穿孔支撐體(3)的過濾層(4)是由至少一層高度在IOOmm至300mm范圍內(nèi)的保護(hù)材料顆粒組成。
5.如權(quán)利要求1所述的用于并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器，其中位于整板(2)下方的高孔隙率分散元件(7)是以交錯(cuò)方式設(shè)置，并且在述整板(2)下方150mm距離和250mm距離之間交替。
6.如權(quán)利要求1所述的用于并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器，其中用于使進(jìn)入所述反應(yīng)器的液體射流分裂的保護(hù)性篩網(wǎng)(6)設(shè)置在過濾層(4)的上方。
7.如權(quán)利要求1所述的用于并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器，其中分散元件(7)是由一組圓錐形的導(dǎo)流器構(gòu)成，各導(dǎo)流器被放置在分布元件(5)的下方。
8.如權(quán)利要求1所述的用于并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器的用途，其是用于加氫處理工藝、選擇性加氫工藝、渣油轉(zhuǎn)化工藝、或者具有3至50個(gè)，優(yōu)選5至30個(gè)碳原子數(shù)的油餾分的氧化工藝。
9.如權(quán)利要求1所述的用于并流下行氣體-液體流的固定床反應(yīng)器的用途，其是用于使用滴流模式的氣體和液體并流下行流的任何工藝，所述滴流模式即具有在0.1至.1.5cm / s范圍內(nèi)的液體表面速度。
【文檔編號(hào)】B01J8/02GK103721642SQ201310582376
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月10日
【發(fā)明者】F·巴澤-巴希, Y·阿魯恩, M·迪涅 申請(qǐng)人:Ifp新能源公司