專利名稱：催化過程的反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種催化過程的反應器，包括一個常規(guī)的立式圓柱形罐，在其上端裝有一個催化劑入口和一個反應物入口以及在其下端裝有一個催化劑出口和一個產物出口，該罐包含有一個再分配裝置。
該反應器適合用來催化處理烴類，尤其是石油渣油的催化脫硫和脫金屬。一般來說，這些方法是在高溫高壓下進行。
一種催化過程的反應器美國專利說明書No.4568523中被描述過。在該已知的催化過程的反應器中，再分配裝置包括有許多相互聯接的向下漸縮的截頭圓錐形表面，它們的下端被連接到具有環(huán)形壁的彼此相隔的垂直導出槽，在該環(huán)形壁上裝有環(huán)形柵欄，允許產物進入一個收集區(qū)，和一個分配盤安裝在收集區(qū)的下端，垂直導出槽延伸通過該收集區(qū)。該罐進一步包括一個在分配盤上面的第二級流體開口的出口。
本發(fā)明的目的是提供帶有較簡單再分配裝置的催化過程的反應器。
為此，根據本發(fā)明的催化過程的反應器包括一個常規(guī)立式圓柱形罐，在其上端裝有一個催化劑入口和一個反應物入口和在其下端裝有一個催化劑出口和產物出口，該罐包含有一個再分配裝置，它包括從罐壁徑向伸出的流體交換箱，每一流體交換箱具有一個頂蓋，垂直側壁，至少其中一個裝有用來阻止催化劑顆粒通過而讓氣體和/或液體通過的機構，和一個端壁，它具有至少一個下開口;由相鄰流體交換箱的側壁確定的催化劑通道，這些催化劑通道在它們的內側端是封閉的;一個由流體交換器的端壁確定的中心腔(裝有頂蓋);和一個流體分配器(安裝在再分配裝置的下端)，其中該流體分配器包括在中心腔中的一個分配盤和在被安裝在下開口的下方的流體交換箱中的分配板。
在本發(fā)明催化過程的反應器中的再分配裝置的優(yōu)點是該再分配裝置不易受熱應力損壞。另一個優(yōu)點是它易被安裝在罐內。
一般地，該罐進一步包括將第二級流體供入至少一個交換箱中或供入中心腔的機構。
本發(fā)明的反應器包括一個催化劑入口和一個反應物入口。在某些情況下，如在固定床操作中，這些入口可由一個該同樣的入口機構組成。對于催化劑出口和產物出口的情況也是一樣。
本發(fā)明將結合附圖通過實施例詳細進行描述，其中

圖1給出了根據本發(fā)明的催化過程的反應器的側視圖;
圖2給出了圖1的催化過程的反應器的、畫成不同比例的縱向切面圖;
圖3表示了圖2，4和5的催化過程的反應器沿線Ⅲ-Ⅲ的截面圖;
圖4給出了本發(fā)明另一個實施方案的部分縱切面圖;和圖5給出了本發(fā)明再一個實施方案部分的縱切面圖。
現參考圖1、2和3。根據本發(fā)明的催化過程的反應器包括一個常規(guī)立式圓柱形罐1。罐1在其上端裝有一個催化劑入口2和一個反應物入口3和在其下端裝有一個催化劑出口4和產物出口5。
在正常的操作中，罐1裝填有催化劑顆粒，催化劑顆粒裝在一個上催化劑床6中和在一個下催化劑床7中。下催化劑床被適當的機構(未畫出)支撐。
在兩催化劑床6和7之間安裝一個再分配裝置8。再分配裝置8包括12個從罐1的壁徑向伸出的流體交換箱9。
每一個流體交換箱9具有一個頂蓋11，兩個直立側壁13(裝有用來阻止催化劑顆粒通過而氣體和/或液體可通過的、柵欄16式的機構)，和一個端壁18，它具有下開口19。
相鄰流體交換箱9的直立側壁13確定催化劑通道21。流體交換箱的端壁18確定中心腔25，該中心腔25裝有頂蓋26。
再分配裝置8進一步包括安裝在再分配裝置8的下端的流體分配器28，該流體分配器28包括安裝在中心腔25中的分配盤30和安裝在流體交換箱中9的分配板32。分配盤30和分配板32安裝在下開口19的下方。分配盤30和分配32設置有作為流體和氣體的通道的開口33;為了清楚起見，參考編號并沒有表示所有的開口。
罐1進一步包括以管道35的形式將第二級流體供入流體交換箱9的機構。
在正常的操作過程中，為防止催化劑顆粒進入中心腔25，再分配裝置8進一步包括一管38，它們在其內側端封閉催化劑通道21。管38在下開口19的附近設置有開口39。管38和頂蓋26可移動地安裝在再分配裝置9中，而管38被連接到頂蓋26上以能夠連同頂蓋26一起移動管38。為了清楚起見，在各圖中管38和流體交換箱的端壁18之間的間隙被擴大了。頂蓋26可封閉或打開催化劑顆粒、氣體和/或液體的通道。優(yōu)選的，頂蓋可打開氣體和/或液體的通道，并可封閉催化顆粒的通道。
在正常操作過程中，罐1填裝有催化劑顆粒，它是通過催化劑入口2進入罐中的。催化劑顆粒裝在兩個催化劑床6和7中，兩床通過催化劑通道21相連接，該通道也裝填有催化劑顆粒。下催化劑床7被合適的催化劑托架(未畫出)支撐，托架讓產物離開催化劑床并保留催化劑顆粒。
反應物通過反應物入口3供入上催化劑床6中。在上催化劑床6中，反應開始并從反應物形成產物。反應物和所形成的產物向下移動通過上催化劑床6，經過再分配裝置8和通過下催化劑床7，在這里反應繼續(xù)進行。產物通過產物出口5離開罐1。
當反應物和所形成的產品的混合物向下流經催化劑床時，反應物的量減少和產物的量增加，而且該混合物越是深入進入下一級催化劑床，在該混合物中各組分的分布變得更加不均勻。因此，在上催化劑床6的最后部分中的反應物和所形成的產品的混合物不是均勻的混合物。各組分的這種不均勻分布對催化過程的反應器的操作有不利的影響，例如可發(fā)生過熱現象。甚至將該不均勻混合物送入下催化劑床7中，混和物將變得更加不均勻，這樣更加不利。再分配裝置8的目的是均化來自上催化劑床6的流體并將反應物和所形成的產品的均化混合物送入下催化劑床7。另外，在再分配裝置8中，一種第二級流體可供入該混合物中。
大部分反應物和所形成的產品的混合物通過柵欄16流出催化劑通道21，進入流體交換箱9中。通過管道35將二級流體供入流體交換箱，它在該流體交換箱9中與混合物相混合。該第二級流體可以是附加的反應物或惰性介質，該第二級流體可以是冷流體，以冷卻催化過程的反應器中的流體，例如，當反應是放熱反應時，或者它可以是熱流體，以提高混合物的溫度，例如當反應是吸熱反應時。
部分混合物流經下開口19和開口39，進入中心腔25。該混合物經過流體分配器28離開再分配裝置8，該流體分配器28包括安裝在中心腔25中的分配盤30和安裝在流體交換箱9中的分配板32。
一種均化混合物被供入下催化劑床7。來自下催化劑床7的產物通過產物出口5從罐1中排出。
參考圖4，它顯示了本發(fā)明另一個實施方案。參考圖1-3已討論過的元件具有同樣的參考編號，這里不再討論。
用來提供第二級流體的機構是由以帶有幾個噴嘴41的流體分配器40(安裝在中心腔25中)的形式的出口組成。流體經管道44供入流體分配器40中。
每一流體交換箱9包括被分隔板49分開的上部分46和下部分47，該隔板49安裝在下開口19之上和在柵欄16之下，其中每一流體交換箱9的上部分具有一個流體出口50。為了能夠使流體流通，管38在流體出口50附近裝有開口53。
在正常的操作中，大部分反應物和產品的混合物流經柵欄16，進入流體交換箱9的上部分46?；旌衔锝涍^流體出口50和開口53進入中心腔25。在中心腔25中，該混合物與來自流體分配器40的第二級流體相混合。
部分混合物通過下開口39和下開口19離開中心腔25，進入流體交換箱9的下部分47?；旌衔锝涍^流體分配器28離開再分配裝置8，流體分配器28包括安裝在中心腔25中的分配盤30和安裝在流體交換箱9中的分配板32。
參見圖5，它表示了本發(fā)明再一個實施方案，其中提供第二級流體的機構由單個管道35(流向單個流體交換箱9)組成。參照前面的圖已經討論過的元件仍具有同樣的參考編號，這里不再討論。
在正常的操作過程中，大部分反應物和產品的混合物流經柵欄16進入流體交換箱9的上部分46。在其中一個流體交換箱9中，混合物與通過管道35提供的第二級流體相混合。流體通過流體出口50離開流體交換箱，然后流經開口53進入中心腔25。
流體在中心腔25中被混合。部分混合物通過下開口39和下開口19流出中心腔25，進入流體交換箱9的下部分47。混合物經過流體分配器28離開再分配裝置8，該流體分配器28包括安裝在中心腔25中的分配盤30和安裝在流體交換箱9中的分配板32。
為了促進供入一個流體交換箱9中的第二級流體與進入所有流體交換箱9中的混合物的混合，中心腔25裝有一混合裝置60。流體交換箱9的上部分46的流體出口50經過開口53通向混合裝置60。
該混合裝置60包括一個帶有中心開口63的盤62和一個管64，管64裝有結構狀的填充物65(安裝在中心開口63中)。在管64中進行混合。
在正常的操作過程中，流體在混合裝置60的管64中被混合，該管64裝有結構狀的填充物65。
在中心通道25中的混合裝置可以象圖4中所示實施方案的同樣效果被應用，其中第二級流體經流體分配器40供入中心腔25。另外，在中心通道25中的混合裝置和分成上部分和下部分的流體交換箱一起可以象圖2中所示實施方案的同樣效果被應用，其中第二級流體被供入所有的流體交換箱9中。
迄今，這種催化過程的反應器已被描述為催化固定床過程的反應器，其中催化劑床是靜止的。在這個實施方案中流體交換箱9的頂蓋11和中心通道25的頂蓋26是平的。然而，催化固定床過程的反應器也可作為移動催化劑床反應器來操作，其中在正常的操作過程中，一定量的已用過的催化劑通過催化劑出口4從下催化劑床7中排出，而同等量的新鮮催化劑通過催化劑入口2被供入上催化劑床6。當催化劑從下催化劑床7中排出時，在相鄰流體交換箱9之間的催化劑通道21中的催化劑向下移動，填充下催化劑床7的上部分，以及來自上催化劑床6的催化劑進入催化劑通道21。為了便于催化劑進入催化劑通道21，中心腔25的頂蓋26具有錐形，以及流體交換箱9的頂蓋11由兩個通過焊縫相連的傾斜的壁構成。催化劑通道21可具有恒定的寬度。優(yōu)選地，這些催化劑通道具有稍微漸細的寬度。
催化過程的反應器作為移動催化劑床反應器的操作與參照這些圖所描述的催化過程的反應器操作區(qū)別僅僅在于催化劑是時斷時續(xù)地或連續(xù)不變地被更換，其中已使用的或用掉的催化劑是通過催化劑出口4被排出的和新鮮催化劑是通過催化劑入口2供入的。
流體交換箱9可被固定到該罐1的壁上，此外，該流體交換箱具有后壁并從壁上懸掛下來。
流體交換箱的數目一般是10和20之間的偶數。
在分配盤30和分配板32的開口33可安置小管，它延伸到分配盤和分配板的上方以改進向下流動通過流體分配器28的液體的分散效果，這些小管延伸到下開口39的上方以提供足夠的滯留。
流體可以是流體或它可以是液體和氣體的混合物。對于流體是液體和氣體的混合物的情況，氣體的流通應被保證。為了允許氣體在中心腔25和流體交換箱9之間流動，流體交換箱9安裝有第二級下開口70和管38安裝有相應的開口71(參見圖2)。應該明白，該第二級下開口可以象圖4和5的實施方案中的同樣效果被應用。將會更加清楚，對于混合裝置被安裝在中心腔中的情況，該混合裝置被設置在第二級下開口之上，而對于流體交換箱包括被分隔板分開的上部分和下部分的情況，該分隔板位于該第二級開口之上。
參見圖4。如果分隔板40上的液面水平是在流體出口50之上，，則阻斷氣體通過流體出口50。為了讓氣體進入中心腔25，流體交換箱9的上部分46安裝有第二級流體出口74和管38裝有相應的開口75。應該明白，該第二級流體出口能夠象圖5的實施方案中的同樣效果被應用。
如果不要求添加第二級流體，，該罐一般不必安裝有管道35或安裝有流體分配器40。
如果根據本發(fā)明的催化過程的反應器被用作移動催化劑床，該反應器可適當地安裝有分離裝置，它在已同一天提出申請的、未授權的歐洲專利說明書92204029.0中已描述過。
權利要求
1.一種催化過程的反應器，包括一個常規(guī)立式圓柱形罐，在其上端裝有一個催化劑入口和一個反應物入口和在其下端裝有一個催化劑出口和一個產物出口，該罐包含有一個再分配裝置，它包括從罐壁徑向伸出的流體交換箱，每個流體交換箱具有一個頂蓋，垂直側壁，至少其中一個裝有一個用來阻止催化劑顆粒通過而氣體和/或液體允許通過的機構，和一個具有至少一個下開口的端壁；由相鄰流體交換箱的側壁確定的催化劑通道，該催化劑通道在它們的內側端被封閉；由流體交換箱的端壁確定的、裝有頂蓋的一個中心腔；和一個安裝在再分配裝置的下端的流體分配器，其中該流體分配器包括在下開口的下方的在中心腔內的一個分配盤和在流體交換箱中的分配板。
2.根據權利要求1的催化過程的反應器，其中該罐進一步包括用來將第二級流體供入至少一個流體交換箱中或供入中心腔中的機構。
3.根據權利要求2的催化過程的反應器，其中用來提供第二級流體的該機構由一根帶有出口、安裝在中心腔內有供料管道組成，其中該流體交換箱包括由一個安裝在下開口的上方的分隔板隔開的一個上部分和一個下部分，和其中該上部分具有至少一個流體出口。
4.根據權利要求3的催化過程的反應器，其中該中心腔安裝有一個混合裝置，它安裝在流體出口和下開口之間。
5.根據權利要求2的催化過程的反應器，其中用來提供第二級流體的機構是由通向一個或多個流體交換箱的上部分的供料管道構成的，其中該流體交換箱包括由一個安裝在下開口的上方的分隔板隔開的一個上部分和一個下部分，和其中該上部分具有至少一個流體出口。
6.根據權利要求5的催化過程的反應器，其中該中心腔裝有一混合裝置，它安裝在流體出口和下開口之間。
7.根據權利要求2的催化過程的反應器，其中用來提供第二級流體的機構由通向所有的流體交換箱的上部分的供料管道構成。
8.根據權利要求7的催化過程的反應器，其中每一個流體交換箱包括由一個安裝在下開口的上方的分隔板隔開的一個上部分和一個下部分，其中該上部分具有至少一個流體出口，和其中該中心腔裝有一混合裝置，它安裝在流體出口和下開口之間。
9.根據權利要求4、6和8中任一個的催化過程的反應器，其中該混合裝置包括一個帶有中心開口的盤和一根裝有安置在中心開口內的結構狀的填充物的管。
10.根據權利要求1-9中任一個的催化過程的反應器，其中該中心腔的頂蓋是錐形。
11.根據權利要求1-10中任一個的催化過程的反應器，其中流體交換箱的頂蓋由兩個傾斜的壁構成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種催化過程的反應器，包括一個常規(guī)的立式圓柱形罐，在其上端裝有一個催化劑入口和一個反應物入口以及在其下端裝有一個催化劑出口和一個產物出口。該罐包含有一個再分配裝置。
文檔編號B01J8/04GK1091334SQ9311284
公開日1994年8月31日 申請日期1993年12月17日 優(yōu)先權日1992年12月18日
發(fā)明者W·J·迪蘭, A·C·C·瓦耐爾斯, A·P·丹哈托格, C·A·M·賀曼斯, H·霍爾施爾 申請人:國際殼牌研究有限公司