分配器组件的制作方法

专利名称：分配器组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于下流式多床催化反应器的分配器组件，上述反应器具有多个垂直叠置的装有颗粒状催化物质的催化床，当液体或液体与气体的混合物向下流过叠置的催化床时，便对液体或液体与气体的混合物进行处理，这类反应器用于石油和化学处理工业上进行各种催化反应例如加氢处理、加氢精制、加氢裂解和脱蜡处理。
下流式多床催化反应器用于石油和化学工业中的各种处理。在石油精炼工业中，下流式多床反应器用于加氢处理、加氢脱硫、加氢精制、加氢裂解和脱蜡处理。在这些工艺过程中，要处理的液体与气体或蒸汽相混合，这种多相混合物通过叠置的催化床。在放热反应中，可能在催化床中产生大量的热量，便要添加淬冷介质来控制反应器的温度，这种淬冷介质通常也是一种反应剂例如氢。当液体和气体混合物流过催化床时，沿催化床的温度和反应剂的浓度常常存在不均匀性。这种情况必须减轻，否则，反应器的工作将是低效率的，并可能发生局部过热，这就会缩短催化剂的工作寿命，迫使反应器过早停工，从而也迫使整套设备停工。因此，需要在反应器内设置部件来收集和混合来自一个催化床的液体和气体，然后再分配到下一个催化床上，从而使上述的不均匀性不会从一个催化床扩展到下一个催化床。为了达到此目的，在催化床之间设置分配器组件，以保证每个催化床的液体与气体的混合物(以及蒸汽反应剂或淬冷气体，如果有的话)的成分和温度分布都尽可能地均匀。为了纠正温度和浓度的不匀匀性，分配器组件应具有良好的液-液、气-气和气-液混合性能。分配器组件除了具有良好的混合性能外，最好是结构紧凑，而且只产生低的压力降。
通过获得上述的均匀分布，将可有效地利用每个催化床，并且能以更可预定的方式进行所需的催化反应。在现有技术中，已知有多种类型的用于下流式多床催化反应器的分配器组件。例如，美国专利No.4836989公开过一种实例，其分配器组件具有一个位于催化床下面的收集盘，并在该收集盘下方安装一个分配盘。收集在收集盘的液体是通过溢流道流到分配盘的，同时在分配盘与催化床之间喷入淬冷气体。上述溢流道具有多个位于收集盘下方的排出口，这些排出口侧向对着位于收集盘下方的环形的第二混合区并与之相切，该第二混合区具有高的液体滞留量。上述的排出口能使环形的第二混合区内的液体发生旋转运动，以促进良好混合和温度均衡。在第二混合区的下面设置了加强混合和再分配的装置，以便收集液体并使之分配到下面的催化床的各个部位。上述结构还要求高的压力降才能有效地工作。
美国专利No.4960571公开了另一种类型的分配器组件，它具有一个带中央孔的收集盘。在该收集盘的下面设置一个淬冷混合区。在该混合区内收集盘的下方还安装了一个在其环形的外部分做出多个孔的第二盘，上述环形的外部分是收集盘上从中央孔径向向外的部位。在上述环形的外部分上固定有若干挡板，这些挡板呈正切角和同心环的状态排列，以便使流过上述环形部分的液体和气体内产生旋涡。上述结构并不形成通常所希望的彻底的径向混合。
美国专利No.5690896(下称896专利)公开了另一种用于下流式多床反应器的分配器组件。896专利提出一种混合箱，其结构是所有收集在收集盘上的流体都呈螺旋方式流至一个单一的混合区然后导至单一的出口。这种结构的缺点在于其温度和组分浓度的修正程度取决于与混合区相通的单一出口有关的分配源。而且，由于单一出口和单一的混合区，就要求分配组件的高度要高，以适应足够的液体通过量。这种结构也要求有高的压力降才能有效地工作。
美国专利No.3705016、3977834和4182741也公开过其他类型的用于下流式多床反应器的分配器组件的实例。最好是有一种能克服现有结构的不足之处的分配器组件，本发明的分配器组件便具有这种改进的结构。
本发明(在一个实施例中)是一种用于下流式多床催化反应器的分配器组件，它具有一个大致水平地设置在圆筒形反应器侧壁之间的收集盘，该收集盘在结构上可收集从装在反应器内的上催化床流下的液体，在它的中央部位具有一个排出口，其结构可使来自上催化床的液体和气体通过而流向装在反应器内的下催化床；多个大致为弧形的长形挡板该挡板大致对称地在收集盘的上表面上环绕交错地排列，每个挡板的底边牢牢固定在收集盘上，其顶边基本垂直地向上延伸到足以有效防止液体溢过该顶边的高度，每个挡板的头部靠近收集盘的周边，而其相对的尾部则靠近收集盘的中心部位，其特征在于，每个长形挡板的头部与另一个长形挡板的尾部相重叠；上述长形挡板的结构可将液体从收集盘的外部分导向收集盘的中心部位，并可使从每个长形挡板尾部流出的液体与流入叠置的相邻长形挡板头部的液体相混合，所构成的第一混合区的底部由收集盘界定，一侧由圆筒形反应器侧壁界定，相对的另一侧由长形挡板之外表面界定。
一个围绕中央排出口牢牢固定在收集盘上的第一溢流筒，其结构可使液体和气体上升并溢过第一溢流筒，然后再通过上述排出口流向下催化床；一个第二混合区其底部由收集盘界定，其一侧由罩子和第一溢流筒的外表面界定，而相对的一侧由长形挡板之内表面界定；第二混合区具有多个进液通道，该通道的一侧由一个长形挡板的头部的内表面界定，相对的一侧由叠置的长形挡板的尾部的外表面界定，在第二混合区内也可设置多个淬冷气管；每个淬冷气管的出口靠近收集盘，它可将淬冷气体喷到第二混合区内收集的液体表面之下，并喷向每个大致为弧形的长形挡板的尾部；进入第二混合区的进液通道构成使液体从第一混合区流至第二混合区的通道。
一个直径大于第一溢流筒(通常是圆筒形的)的罩子设置在第一溢流筒上方并包围着它，该罩子的顶部高于第一溢流筒的顶边，这就形成一个通道，该罩子的底边高于收集盘，所以也形成一个通道，从而构成一个第三混合区，该混合区具有一个位于第一溢流筒之外表面与罩子内表面之间的环形通道，上述罩子具有多个大致对称地沿其开口端的圆周设置的窄缝，该窄缝始自罩子下端，并基本垂直地向上延伸过罩子的一部分，其结构允许来自第二混合区的气体和液体通过而进入第三混合区；多个半螺旋形挡板随意地牢牢固定在第三混合区内，该挡板是长形的，每个半螺旋形挡板的一侧边固定在罩子的内表面上，或者也可将相对的侧边固定在第一溢流筒的外表面上，或者采用其他的常规固定方法，半螺旋形挡板的纵长向端部靠近第一溢流筒的底部但高于罩子上窄缝的顶边，其相对的纵长向端部靠近第一溢流筒的顶部，其结构可使第三混合区中的液体和气体横向流动，并使液体和气体进一步混合；一个设置在第一溢流筒顶部上方的大致为环形的网格件，该网格件在厚度方面通常是薄的或者说是扁平的，但其内外圆周则保持圆形，该网格件的结构可加强液-液混合，并使液体与气体分离。一个环形的第四混合区，其顶部由罩子顶部的内表面界定，其底部由大致为环形的网格件界定。其宽度为环形网格件的内、外径之差，多个挡板(“第四混合区挡板”)随意地牢牢固定在环形网格件的上表面上，其结构可使液体和气体转向，并使液体和气体进一步混合。
上述分配器组件在结构上可安置在并牢牢固定在下流式多床的圆筒形反应器侧壁的内表面之间，并置于装在反应器内的垂直叠置的催化床之间。通过结合附图阅读下面对“最佳实施例的详细说明”将更容易明白本发明的上述的和其他的特征，附图中，

图1是按照本发明装设在反应器内的分配器组件的最佳实施例的等角透视简图；图2是本发明的分配器组件的最佳实施例的部分剖切掉的轴测视图；图3是本发明分配器组件的最佳实施例的顶视平面图；图4是本发明分配器组件的罩子和溢流筒的最佳实施例的顶视的透视图；图5通过标出从分配器组件流出的液体的各区域内示踪液体的浓度示出本发明在纠正液体浓度的不均匀性方面的性能。
表1列出本发明分配器组件的各种零部件及其在各附图中所用的相应的标号。表1<tables id="table1" num="001"><table>零部件名称图中所用的标号反应器1100反应器侧壁1105第一安装座1106催化床1107,1108泡罩塔盘组件1110孔板1115第二安装座1117分配器组件1120收集盘1125大致为弧形的挡板1130淬冷气管1140罩子1150半螺旋形挡板1155第四混合区挡板1160第一溢流筒1165环形网格件1170第二溢流筒1175第一混合区1180第二混合区1185第三混合区1187第四混合区1188第五混合区1189进液通道1195</table></tables>
下面参看附图详细说明每个部件及它们之间的相互关系。
图1示出内部装有本发明的分配器组件1120的下流式多床反应器1100的剖视简图。所述反应器1100具有一个圆筒形反应器侧壁1105，和一个牢牢地固定在该反应器侧壁1105上的第一安装座1106。反应器1100在结构上可按互相垂直重叠的关系支承堆有颗粒状催化物质(未示出)的催化床1107～1108以便允许液体和气体从上催化床1107流到下催化床1108。典型的第一安装座1106可随意采用一种牢牢地固定(一般是焊接)在反应器侧壁1105上的支撑件和一种含有任选的支承栅格、隔布和丝网的网格组件(未示出)，所有这些都是本技术所公知的，用来将催化剂支承在上催化床内。上述网格组件通常是水平地安装在反应器侧壁1105上的平行横梁(未示出)或其他支杆上。安装座1106在催化床1107的下面支承上催化床。分配器组件1120随意地支承在一个从上述安装座1106悬挂下来并位于安装座1106下方的“吊篮”内。下催化床1108位于分配器组件1120的下方并由另一个安装座1117支承。
本发明的分配器组件1120安装在反应器侧壁1105上并位于网格组件(未示出)的下方，以接纳从叠加的上催化床的整个底部流下的液体和气体并使它们互相混合。在第一安装座上牢牢地固定两个或多个催化床并使它们位于圆筒形反应器侧壁的内表面之间。
在圆筒形反应器侧壁1105上牢牢地固定一个任选的第二安装座1117，其结构可支承分配器组件1120。任何其他常规的安装/支承部件都可用于将催化床和分配器组件安置在反应器内。例如，催化床可通过固定在反应器上位于催化床下方的安装座从下面来支承。在该催化床下方的分配器组件可安置在从上述安装座悬挂下来的“吊篮”内。一般来说，希望反应器侧壁上只有极少的焊点。分配器组件1120可牢牢地固定在第一或第二安装座1106或1117上，并位于圆筒形反应器侧壁1105的内表面之间和催化床1107-1108之间。
图2是分配器组件1120局部剖切掉的轴测视图。分配器组件1120将来自上催化床1107的液体与气体的混合物分配到孔板1115上。安装在分配器1120下方的孔板1115又将遍布反应器横截面的上述液体和气体以及淬冷气体分配到位于孔板1115下方的泡罩塔盘组件1110上。普通的泡罩塔盘组件1110安装在普通的孔板1115下方，其结构可使液体和气体以及所有淬冷气体进一步混合，并使所得到的液-气混合物遍布位于下面的下催化床1108的整个上表面上。
分配器组件1120具有一个大致水平地设置在圆筒形反应器侧壁1105之间的收集盘1125，其结构做成可收集从上催化床1107流下来的液体。收集盘1125的中央部位有一排出口，用于供来自上催化床1107的液体和气体通过而流向下催化床1108。
分配器组件1120的关键部件是多个大致为弧形的长形挡板1130，这些挡板1130大致对称地在收集盘1125的表面上环绕交错地排列。该挡板1130的数目足以增大混合区1和混合区2的混合程度并有助于混合物从混合区1流到混合区2。在一个实施例中，挡板1130的数目约为2～6个。每个挡板1130的下边缘牢牢地固定在收集盘1125上，其上边缘则基本垂直地向上延伸到足以有效防止液体溢出其上边缘部位的高度，但又足够地短，以最大限度地减小分配器组件的总高度。
每个挡板1130的头部靠近反应器的圆筒形侧壁1105，其相对的尾部则靠近收集盘1125的中心。因此，各挡板1130的排列方式是每个长形挡板的头部与另一个长形挡板的尾部相重叠。挡板头部足够地靠近周边，但又足够地远离周边可增大混合区1和混合区2中的混合程度。在一个实施例中，每个挡板的头部至收集盘边缘的距离约为收集盘半径的5％～40％。挡板的尾部足够地靠近中心，但又足够地远离中心以增大混合区2和混合区3中的混合程度并有助于液体流过混合区3。在一个实施例中，挡板尾部与收集盘中心部位的距离约为收集盘半径的5％～40％。
长形挡板1130在结构上可导引液体从收集盘1125的外部流向其中心部位，并使从每个长形挡板的尾部流出的液体与流入重叠的相邻长形挡板头部的液体相混合。
分配器组件具有一个第一混合区1180，该混合区1180具有一个由圆形的平底板或收集盘1125构成的底部，它的一侧由直立的圆筒形反应器侧壁1105所界定，另一侧则由大致是弧形的长形挡板1130所界定。该第一混合区1180的结构可收集以重叠的上催化床1107流下的液体并使液体在进入第二混合区1185的入口通道1195之前先进行混合(下面再说明)。
第一溢流筒1165围绕中央排出口牢牢地固定在收集盘1125上，其结构可使液体和气体先上升到溢出第一溢流筒1165，再通过中央排出口而流向下催化床。
分配器组件1120还具有一个第二混合区1185，该第二混合区1185的底部由收集盘1125界定，其一侧由罩子1150或者和第一溢流筒1165的外表面界定，而其另一侧则由通常按照基本上流体密封的方式安装在收集盘1125的上表面上的长形挡板1130的内表面界定。这就是说，第一混合区1180的底部和第二混合区1185的底部都是由收集盘1125构成的，因此，皆处于同一水平面上。在第二混合区1185中设置了多个淬冷气管1140，每个气管1140的出口(未单独示出)靠近收集盘1125，其结构可对收集在第二混合区1185的液体的表面之下并向着每个大致为弧形的长形挡板1130的尾部喷出淬冷气体。淬冷气管1140的数目足以增大混合区2内的混合程度。并促进液体从混合区2流到混合区3。在一个实施例中，淬冷气管1140的数目约为2～6个。
第二混合区1185具有多个入口1195，该入口的一侧由一个长形挡板1130的头部的内表面界定，其相对的一侧由重叠的长形挡板1130的尾部的外表面界定，该入口构成可使液体从第一混合区1180流到第二混合区1185的通道。
罩子1150安置在第一溢流筒1165上面和周围，从而形成第三混合区1187，该混合区1187具有一个位于第一溢流筒1165外表面与盖子1150内表面之间的环形通道。罩子1150的开口端沿其圆周大致对称地设置多个窄缝(或其他形状的开口)，该窄缝始自罩子的下端，并大致垂直地向上延伸过罩子1150的一部分。该窄缝做成可使气体从第二混合区1185进入第三混合区1187。
分配器组件1120具有多个牢牢地固定在第三混合区1187内的半螺旋形挡板1155。该长形的半螺旋形挡板1155按照常规的方法牢固地安装，例如，将其一个侧边固定在罩子1150的内表面上，或者将其相对的另一个侧边固定在第一溢流筒1165的外表面上。上述半螺旋形挡板1155的一个纵长向端部靠近第一溢流筒1165的底部但高于罩子1150上的窄缝的上端，其相对的纵长向端部靠近第一溢流筒1165的上部。这些挡板在结构上可使第三混合区1187内的液体和气体横向流动，并可使液体和气体进一步混合。
在第一溢流筒1165顶部的上方设置一个基本上是环形的网格件1170，其结构可使液体与气体进一步混合，并且在流体离开第四混合区时使液体与气体分离。因此，第四混合区1188被做成环形，其顶部由罩子1150之内顶面界定，其底部则由基本上是环形的网格件1170界定，其宽度等于环形网格件1170的内、外径之差。上述的基本上是环形的网格件1170的内径足以达到彻底的气-液分离，在一个实施例中，上述的内径约为上述第一溢流筒1165的直径的10％～75％。上述网格件结构上的其他变化都包含在本发明的范围内。
在上述环形网格件1170的上表面也可牢牢地固定多个第四混合区挡板1160，该挡板1160在结构上可使液流和气流转向，并使液体与气体进一步混合。
在第一溢流筒1165内围绕收集盘1125的中央排出口对中地设置一个任选的第二溢流筒1175，该溢流筒1175的直径和高度都小于第一溢流筒1165，从而构成第五混合区1189。该第五混合区1189是环形的，其底部也可由收集盘1125界定，其外侧由第一溢流筒1165的内表面界定，而其内侧则由第二溢流筒1175的外表面界定。第五混合区1189在结构上可接纳来自第四混合区1188的液体，使该液体在溢出第二溢流筒1175的顶边进入下催化床1108之前进一步混合。第五混合区1189的底部也可不用收集盘1125界定，而用一个位于收集盘1125上方的环形底板来界定，因此构成一个环形的吊篮状的混合区。
如果零部件和它们的安排如上所述，熟悉本技术的人们就可以对每个零部件选择适合于本发明任何具体实施例想用的反应器的内径的各种尺寸。图3是分配器组件1120的顶视简图。上面对图2的说明也适合于说明图3的零部件。图4是罩子1150、第一溢流筒1165和第二溢流筒1175的局部剖去的透视图。如图所示，上述3个零件的直径依次是越来越小。图5示出下面将要讨论的试验结果。
本发明的好处包括(但不限于)低的液体滞留量、收集盘上的良好混合(尤其是气-液混合)、低的压力降和反应器总高度较小。节省空间的紧凑设计是一个重要优点，因为某些常规的设计要求在催化床之间要有4～5英尺之多的空间来安装常规的分配器组件(包括常规的泡罩塔盘和孔板)。本发明只要求在催化床之间有小于约4英尺(更好是小于约3英尺，最好是小于约2英尺)的高度来安装本发明的分配器组件。这样节约空间可使成本显著降低，因为反应器的总高度可做得较小，在改装现有的反应器时，也不需要减小催化床的高度来获得安装分配器组件的空间。
下面说明本发明的最佳实施例和应用实例。
当液体从上催化床1107的各部位而淋式的降落到第一混合区1180内(见图2)时，在该混合区1180水平面上的循环流路促使液池中的液体与落下的液体相混合。这样，进入第二混合区1185的液体的温度和成分都较为均匀。
进液通道1195的尺寸(具体地说是其下游端的宽度和高度)根据液体流过反应器1100的工作流速范围来选择。通道1195也可以是收缩的，以限制液体从第一混合区1180流向第二混合区1185的流速。这将使液体积聚在第一混合区1180内，并且也可通过液流的收缩及其在下游的膨胀而对其中的液体和气体流造成一些扰动。但是，上述的收缩不应太大，以免液体溢过挡板1130。
从图2和3可看出，进入第二混合区1185的进液通道1195沿着径向偏离反应器侧壁1105的轴线的轨迹延伸，并且与收集盘1125的圆形排出口相切。这种相对于排出口的取向，加上第二混合区1185内流体通道的环形形状，可随意使第一混合区1180内发生的液体的转动或环流模式又加上转动或旋流模式。而且，进液通道1195也可以是逐渐变小的或者说沿液体从第一混合区1180流入第二混合区1185的方向收敛的，从而使液体在流过进液通道的收缩的下游端进入第二混合区1185时在液流中引起一些扰动。但是，这种收缩不应太大，以免液体溢过挡板1130。
在某些碳氢化合物处理过程(例如加氢脱硫过程)中，通过淬冷气管将淬冷气体喷入待处理的液体和气体中。可喷入淬冷气体以控制沿下面的催化床分布的液体与气体混合物的温度和成分(例如供入过量的氢)。在图1～5所示的最佳实施例中，淬冷流体或气体(例如氢)是通过例如淬冷气管1140从多点喷入液体中的。在上述的第二混合区内随意地设置多个淬冷气管1140，每个淬冷气管1140的出口靠近收集盘1125，并且，在结构上可将淬冷气体喷入第二混合区1185的液面下，并喷向每个大致为弧形的长形挡板1130的尾部。
工作液体的水平面低于挡板1130的高度。沿第二混合区1185中的环形流道的上述部位喷入淬冷气体可引起每个部位的液池的搅动。从而加强落入和流过第二混合区1185的液体的混合。
气体以高速度流过罩子1150的窄缝，并携带夹入的液体向上流至第一溢流筒1165的顶部。向上流动的液体和气体的流道再由半螺旋形挡板1155沿横向导引，在到达第一溢流筒1165的上部时，液体和气体就向收集盘1125的中心流动。由于液相与气相之间的密度差，至少要发生一些液-气分离。落下的液体通过环形网格件1170并进入第五混合区1189，气体继续流动并通过收集盘1125的中央排出口。第五混合区1189中的液体最后上升并超过第二溢流筒1175的顶边，也通过收集盘1125的中央排出口。
在最佳实施例中，从收集盘1125的排出口排出的液体和气体以及淬冷气体被导引至安装在收集盘1125下面的平孔板1115的中央。孔板1115具有大量的孔眼(为清楚起见，图中只示出一些孔)。在孔板1115下方安装一个泡罩组件1110，用于接纳来自孔板1115的液体和气体并使液体和气体混合物遍布到位于下面的催化床上。
另外，也可由孔板和泡罩组件一起来提供液体混合物和夹带气体的液体。上述的泡罩组件1110可采用美国专利No.4836989中大体说明过的那种类型，该专利的内容已纳入本专利作为参考。泡罩组件含有一个安装在孔板1115下方的板件和大量的从该板件向上伸出的管子和安装在这些管子上端的泡罩，在该泡罩的下端做出一些窄缝，作为气体和液体的通道。上述管子沿板件的横截面分布可使液体与气体的混合物均匀地分配到下面的催化床上。最好是在反应器1100内设置几个分配器组件1120，每两个催化床之间有一个分配器组件。
本发明的分配器组件可在收集盘1125上发生充分的液-液、气-液和气-气之间的直接混合。这种混合比一些公知的先在收集盘上进行液-液和气-气混合然后才在泡罩组件下面进行气-液混合的装置所用的分阶段的方法好。上述的半螺旋形挡板也有利于使气-液和气-气充分混合。这种混合是在罩子与第一溢流筒之间的环形空间即第三混合区内进行的。淬冷气管也有利于气-液的充分混合。
要获得良好的混合特性还必需考虑下列的其它参数，其中包括局部扰动的强度；流道的长度和总的接触时间。本发明的分配器组件1120以获得综合结果的独特方法确定上述的每个参数。收集盘1125上强烈的局部混合的产生是由于通过气体将液体提升至第一溢流筒1165的上方以及在罩子1150和第一溢流筒1165附近喷出淬冷气体的缘故。流道的长度由于在收集盘1125上设置多个大致是弧形的长形挡板1130以及由于淬冷气管1140引起的液相循环流动而增加。在本发明中，由于添加了随意的第二溢流筒1175而增加了总的接触时间。
上面对本发明的最佳实施例的阐述主要是为了说明，应当明白，可以应用许多仍包含本发明实质内容的改型。因此确定本发明的范围时，应遵照下面的权利要求书。
实验结果制成一种本发明的分配器组件的大比例尺寸的模型，并测试其纠正气体和液体分布不均匀性的性能。上述模型牢牢地固定在直径为6英尺、高度为7英尺的部分催化反应器的圆筒形大尺寸模型上。本发明的试验用的实施例的大致尺寸如下表3所列表3
在一个试验中，将一种非活性的示踪液注入分配器组件上方的模拟催化床周边的4个试验口中之一个试验口内，示踪元素的作用是模拟温度和浓度的变化。水是稀释剂，起的作用是模拟反应器的原料。
水和示踪液通过分配器组件。流出物被收集在分配器组件的下面，然后通过常规的孔盘，再通过泡罩分配塔盘。将来自泡罩分配塔盘的流出物收集在16个几何学上等尺寸的分配区内。采用导电性测量法测定每个分配区内示踪元素的浓度。
图5通过标出各区域中的从分配器组件流出的流出物中的示踪元素的浓度示出本发明在纠正液体的不均匀性方面的性能。图5中各区域中的数字表示该区示踪元素浓度与所有区域的平均示踪元素浓度的标准偏差。结果表明该偏差是随机的而且是小的。因此，说明具有良好的液-液混合性能。
权利要求
1．一种用于下流式多床催化反应器的分配器组件，含有(a)一个圆筒形反应器侧壁；(b)至少一个牢牢地固定在上述圆筒形反应器侧壁上的安装座；(c)两个或多个牢牢地固定在上述安装座上并置于上述圆筒形反应器侧壁之内表面之间的催化床，这些催化床彼此垂直地叠置，使液体和气体可从上催化床流至下催化床；(d)一个牢牢地固定在上述安装座上并置于上述圆筒形反应器侧壁之内表面之间和上述的催化床之间的分配器组件，该分配器组件含有(1)一个大致水平地设置在上述圆筒形反应器侧壁之间的收集盘，该收集盘在结构上可收集从上述上催化床流下的液体，在其中央部位有一个排出口，其结构可使来自上催化床的液体和气体通过而流向上述的下催化床；(2)大约2～6个大致为弧形的长形挡板；该挡板①大致对称地在上述收集盘的上表面上环绕交错地排列；②每个挡板的底边牢牢地固定在上述收集盘上，而顶边大致垂直地向上延伸到足以有效防止液体溢过该顶边的高度；③每个挡板的头部靠近上述圆筒形反应器侧壁，其相对的尾部则靠近上述收集盘的中心，其中，每个挡板的靠近上述收集盘周边的上述头部与上述收集盘周边的距离约为上述收集盘半径的5％～40％；上述的靠近上述收集盘中心的相对的尾部与上述收集盘中心的距离约为上述收集盘半径的5％～40％；④其中每个上述的长形挡板的上述头部与另一个上述的长形挡板的尾部相重叠；⑤上述长形挡板的结构可将上述液体从上述收集盘的外部导引至上述收集盘的中心部位、并使从每个长形挡板尾部流出的液体与流入叠置的相邻长形挡板的头部的液体相混合；(3)一个第一混合区，其底部由上述收集盘界定，其一侧由上述圆筒形反应器侧壁界定，其相对的另一侧由上述长形挡板的外表面界定；(4)一个牢牢地固定在上述收集盘上并位于上述中央排出口周围的第一溢流筒，其结构可使上述液体和气体先向上升高并溢过上述第一溢流筒再通过上述排出口而流向下催化床；(5)一个第二混合区①其底部由上述收集盘界定，其一侧由上述罩子和上述第一溢流筒的外表面界定，而相对的另一侧则由上述长形挡板的内表面界定；②具有多个进液口，该进液口的一侧由一个长形挡板的头部的内表面界定，其相对的另一侧则由叠置的另一个长形挡板的尾部的外表面界定；和③其中，上述的进液口构成了可使上述液体从上述第一混合区流至上述第二混合区的通道；(6)一个置于上述第一溢流筒的上方并包围第一溢流筒的罩子，该罩子①形成一个第三混合区，该混合区具有一个位于上述第一溢流筒之外表面与上述罩子的内表面之间的环形通道；和②上述罩子具有多个基本上对称地设置在其开口端的圆周上的窄缝，该窄缝始自上述罩子的下端并大致垂直向上地延伸过上述罩子的一部分，其结构可使气体和液体从上述的第二混合区流至上述的第三混合区；(7)大约2～6个牢牢地固定在上述第三混合区内的半螺旋形挡板，该挡板是长形的，它的一个侧边固定在上述罩子的内表面上或者它的相对的侧边固定在上述第一溢流筒的外表面上，并且它的一个纵长向端部位于上述第一溢流筒的上述底部的附近但高于上述罩子上的上述窄缝之顶部而其相对的一个纵长向端则位于上述第一溢流筒的顶部附近，其结构可使上述第三混合区内的上述液体和气体横向流动，并使上述液体和气体进一步混合；(8)一个设置在上述第一溢流筒上方的大致为环形的网格件，从而构成一个第四混合区，该混合区的顶部由罩子界定，其底部由大致为环形的网格件界定，其宽度等于环形网格件的外径与内径之差，上述的第四混合区的结构可加强液-液混合，并可使上述液体与上述气体分离，其中，上述的大致为环形的网格件的内径大约为上述第一溢流筒的直径的10％～75％；(9)大约2～6个牢牢固定在上述环形网格件之上表面上的第四混合区挡板，其结构可使上述的液体和上述的气体转变流动方向，且使上述液体和气体进一步混合；(10)一个围绕上述收集盘的上述中央排出口对中地设置在上述第一溢流筒内的第二溢流筒，其直径和高度都比上述第一溢流筒的小，从而构成一个环形的第五混合区，该混合区的底部由上述收集盘界定，其外侧由上述第一溢流筒的内表面界定，其内侧由上述第二溢流筒的外表面界定，上述的第五混合区的结构可接纳来自上述第四混合区的液体，并使来自上述第三混合区的液体在溢出上述第二溢流筒的顶边而进入下催化床之前进一步混合；和(11)约2～6个设置在上述第二混合区的淬冷气管，每个气管的出口靠近上述的收集盘，其结构可将淬冷气体喷到上述第二混合区的上述液体表面之下，并喷向每个上述的大致为弧形的长形挡板的上述尾部。
2．一种用于下流式多床催化反应器的分配器组件，含有(a)一个其结构可大致水平地设置在圆筒形反应器侧壁之间的收集盘，用于收集从装在上述反应器内的上催化床流下的液体，在上述收集盘的中央部位有一排出口，其结构可供来自上述的上催化床的液体和气体通过而流向装在上述反应器内的下催化床；(b)多个大致为弧形的长形挡板(1)该挡板大致对称地在上述收集盘的表面上环绕交错地排列；(2)每个挡板的底边牢牢固定在上述收集盘上，其顶边基本垂直地向上延伸至足以有效防止液体溢过其顶边的高度；(3)每个挡板的头部靠近上述收集盘的周边，而其相对的尾部则靠近上述收集盘的中心部位；(4)其中，每个上述长形挡板的上述头部与另一个上述长形挡板的尾部相重叠；(5)上述长形挡板在结构上可将来自上述收集盘的外部分的上述液体导引至上述收集盘的中心部位，并使从每个长形挡板的尾部流出的液体与流入重叠的相邻长形挡板的头部的液体相混合；(c)一个第一混合区，该混合区的底部由上述的收集盘界定，其一侧由上述圆筒形反应器侧壁界定，其相对的另一侧由上述长形挡板的外表面界定；(d)一个围绕上述排出口牢牢固定在上述收集盘上的第一溢流筒，该溢流筒的结构可使上述的液体和气体上升并溢过上述第一溢流筒，然后再通过上述排出口而流向下催化床；(e)一个第二混合区(1)该混合区的底部由上述收集盘界定，其一侧由上述罩子和上述第一溢流筒的外表面界定，其相对的另一侧由上述长形挡板的内表面界定；(2)具有多个进液口，该进液口的一侧由一个长形挡板的头部的内表面界定，其相对的另一侧由叠置的另一个长形挡板尾部的外表面界定；和(3)其中，上述的进液口构成一个结构上可使上述液体从上述第一混合区流至上述第二混合区的通道；(f)一个设置在上述第一溢流筒上方并包围该第一溢流筒的罩子(1)从而构成一个第三混合区，该混合区是一条位于上述第一溢流筒的外表面与上述罩子的内表面之间的环形通道；和(2)上述罩子具有多个大致对称分布在其开口端的圆周上的窄缝，该窄缝从上述罩子的下端开始，基本上垂直地向上延伸过罩子的一部分，其结构可使气体通过而从上述第二混合区流至上述的第三混合区。(g)一个设置在上述第一溢流筒上部的上方的大致为环形的网格件，该网格件的结构可引起进一步的液-液混合，并使上述液体与上述气体分离；(h)多个牢牢固定在上述环形网格件的上表面上的第四混合区挡板，该挡板的结构可使上述液体和上述气体转变流动方向，并使上述的液体和气体进一步混合；和(i)上述的分配器组件的结构可以设置在并牢牢固定在下流式多床反应器的圆筒形侧壁之间，并且位于上述反应器内的垂直叠置的催化床之间。
3．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，还具有多个牢牢固定在上述第三混合区内的半螺旋形挡板，该挡板是长形的，其一个侧边固定在上述罩子的内表面上，或者其相对的另一个侧边固定在上述第一溢流筒的外表面上，上述挡板的一个纵长向端部靠近上述第一溢流筒的底部但高于上述罩子的上述窄缝的顶部，其相对的另一纵长向端部则靠近上述第一溢流筒的顶部，上述挡板的结构可使上述第三混合区的上述液体和气体横向流动，并使上述液体和气体进一步混合。
4．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，还具有一个围绕上述收集盘的上述排出口对中设置并位于上述第一溢流筒内的第二溢流筒，该溢流筒的直径和高度均小于上述第一溢流筒，从而构成一个环形的第五混合区，该混合区的底部由上述收集盘界定，其外侧由上述的第一溢流筒的内表面界定，其内侧由上述的第二溢流筒的外表面界定，上述的第五混合区的结构可接纳来自第四混合区的液体，使来自上述第三混合区的上述液体在溢流过上述第二溢流筒的顶边而流向下催化床之前先进一步混合。
5．根据权利要求4的分配器组件，其特征在于，上述的第二溢流筒牢牢固定在与安装上催化床相同的安装座上。
6．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，还具有多个设置在上述第二混合区内的淬冷气管，每个气管的出口靠近上述的收集盘，其结构可将淬冷气体喷到上述第二混合区的上述液体的表面之下，并喷向每个上述的大致为弧形的长形挡板的上述尾部。
7．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，上述的多个大致为弧形的长形挡板的数目大约是2～6个。
8．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，(a)上述的每个挡板的头部与上述收集盘周边的距离约为上述收集盘的半径的5％～40％；和(b)上述的挡板的相对的尾部与收集盘中心的距离约为上述收集盘半径的5％～40％。
9．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，上述的多个第四混合区挡板的数目大约是2～6个。
10．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，上述的多个半螺旋形挡板的数目大约是2～6个。
11．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，上述的大致为环形的网格件的内径约为上述第一溢流筒直径的10％～75％。
12．根据权利要求2的分配器组件，其特征在于，还具有一个设置在上述收集盘下面的孔板和一个设置在该孔板下面的泡罩塔盘组件。
13．根据权利要求12的分配器组件，其特征在于，从上述泡罩塔盘组件的底部至上述权利要求2的分项(f)的上述罩子的顶部的距离不大于约4英尺。
14．根据权利要求12的分配器组件，其特征在于，从上述泡罩塔盘组件的底部至上述权利要求2的分项(f)的上述罩子的顶部的距离不大于约3英尺。
15．根据权利要求12的分配器组件，其特征在于，从上述泡罩塔盘组件的底部至上述权利要求2的分项(f)的上述罩子的顶部的距离不大于约2英尺。
16．一种用于下流式多床催化反应器的分配器组件，具有(a)一个圆筒形反应器侧壁；(b)至少一个牢牢固定在上述圆筒形反应器侧壁上的安装座；(c)两个或多个牢牢固定在上述安装座上并位于上述圆筒形反应器侧壁内表面之间的催化床，该催化床垂直地彼此叠置，可使液体从上催化床流至下催化床；和(d)一个牢牢固定在上述安装座上并位于上述圆筒形反应器侧壁内表面之间和上述的催化床之间的分配器组件，该分配器组件含有(1)一个大致水平地设置在上述圆筒形反应器侧壁之间的收集盘，该收集盘的结构可收集从上述的上催化床流下的液体，在该收集盘的中央具有一个排出口，其结构可让来自上述的上催化床的液体和气体通过而流向上述的下催化床；(2)多个大致为弧形的长形挡板①该挡板大致对称地在上述收集盘的表面上环绕交错地排列；②每个挡板的底边牢牢固定在上述收集盘上，而其顶边则大致垂直地向上延伸到足以有效地防止液体溢过该顶边的高度；③每个挡板的头部靠近上述圆筒形反应器侧壁，而其相对的尾部则靠近上述收集盘的中心部位；④其中，每个上述的长形挡板的上述头部与另一个上述长形挡板的尾部相重叠；和⑤上述长形挡板的结构可将上述液体从上述收集盘的外部导引至上述收集盘的中心部位，并可使从每个长形挡板尾部流出的液体与流入重叠的相邻长形挡板的头部的液体相混合；(3)一个第一混合区，该混合区的底部由上述收集盘界定，其一侧由上述圆筒形反应器侧壁界定，其相对的另一侧由上述长形挡板的外表面界定；(4)一个围绕上述收集盘的上述排出口牢牢固定在上述收集盘上的第一溢流筒，其结构可使上述液体和气体先升高并溢出上述的第一溢流筒再通过上述排出口流向下催化床；(5)一个第二混合区①该混合区的底部由上述收集盘界定，其一侧由上述罩子和上述第一溢流筒之外表面界定，而其相对的另一侧则由上述长形挡板的内表面界定之；②具有多个进液口，该进液口的一侧由一个长形挡板之头部的内表面界定，其相对的另一侧由一个叠置的长形挡板的尾部的外表面界定；和③其中，上述的进液口构成可使上述液体从上述第一混合区流到上述第二混合区的通道；(6)一个设置在上述第一溢流筒的上方并包围它的罩子①从而构成一个第三混合区，该混合区是一条位于上述第一溢流筒的外表面与上述罩子的内表面之间的环形通道；和②上述罩子具有多个沿其开口端的圆周大致对称地分布的窄缝，该窄缝始自上述罩子的下端，并大致垂直地向上延伸过上述罩子的一部分，其结构可使来自上述第二混合区的气体和液体通过而进入上述的第三混合区；(7)多个牢牢固定在上述第三混合区内的半螺旋形挡板，该挡板是长形的，其一个侧边固定在上述罩子的内表面上，或者其相对的另一侧边固定在上述第一溢流筒的外表面上，上述挡板的一个纵长向端部靠近上述第一溢流筒的底部但高于上述罩子上的上述窄缝的顶部，而其相对的另一个纵长向端部则靠近上述第一溢流筒的顶部，上述挡板的结构可使上述第三混合区的上述液体和气体横向流动，并使上述液体和气体进一步混合；(8)一个设置在上述第一溢流筒顶部的上方的大致为环形的网格件，从而构成一个第四混合区，该混合区的顶部由上述罩子界定，其底部由大致为环形的网格件界定，其宽度为环形网格件的外径和内径之差，上述的第四混合区可加强液-液混合，并使上述液体与上述气体分离；(9)多个牢牢固定在上述环形网格件的上表面上的第四混合区挡板，这些挡板的结构可使上述液体和上述气体改变流动方向，并使上述液体和气体进一步混合；(10)一个围绕上述收集盘上的上述排出口对中地设置并且位于上述第一溢流筒内的第二溢流筒，该溢流筒的直径和高度都小于上述第一溢流筒，从而构成一个环形的第五混合区，该混合区的底部由上述收集盘界定，其外侧由上述第一溢流筒的内表面界定，其内侧由上述第二溢流筒的外表面界定，上述第五混合区的结构可接纳来自上述第四混合区的液体，使来自第三混合区的上述液体在溢过上述第二溢流筒的顶边而流向下催化床之前进一步混合；和(11)多个设置在上述第二混合区的淬冷气管，每个淬冷气管的出口靠近上述收集盘，其结构可将淬冷气体喷到上述第二混合区内的上述液体的表面之下，并喷向每个上述的大致为弧形的长形挡板的上述尾部。
17．根据权利要求16的分配器组件，其特征在于，还具有一个设置在上述收集盘下方的孔板，并具有一个设置在该孔板下方的泡罩塔盘组件。
18．根据权利要求17的分配器组件，其特征在于，从上述泡罩塔盘组件底部至权利要求16分项(d)(6)的罩子的顶部的距离不大于约4英尺。
19．根据权利要求17的分配器组件，其特征在于，从上述泡罩塔盘组件的底部至上述权利要求16分项d(6)的罩子顶部的距离不大于约3英尺。
20．根据权利要求17的分配器组件，其特征在于，从上述泡罩塔盘组件底部至上述权利要求16的分项d(6)的上述罩子顶部的距离不大于约2英尺。
21．根据权利要求16的分配器组件，其特征在于，上述的第二溢流筒牢牢固定在与安装上催化床的同一个安装座上。
22．根据权利要求16的分配器组件，其特征在于，还具有多个设置在上述第二混合区内的淬冷气管，每个淬冷气管的出口位于上述的收集盘附近，其结构可将淬冷气体喷到上述第二混合区内的上述液体的表面之下，并喷向每个上述的大致为弧形的长形挡板的上述尾部。
23．根据权利要求16的分配器组件，其特征在于，上述的多个大致为弧形的长形挡板的数目约为2～6个。
24．根据权利要求16的分配器组件，其特征在于(a)每个靠近上述收集盘周边部位的挡板的上述头部至上述收集盘周边的距离约为上述收集盘半径的5％～40％；和(b)上述的靠近上述收集盘中心部位的相对的尾部与上述收集盘中心的距离约为上述收集盘半径的5％～40％。
25．根据权利要求16的分配器组件，其特征在于，上述的各个第四混合区挡板的数目是大约2～6个。
26．根据权利要求16的分配器组件，其特征在于，上述的多个半螺旋形挡板的数目是大约2～6个。
27．根据权利要求16的分配器组，其特征在于，上述的大致为环形的网格件的内径约为上述第一溢流筒的直径的10％～75％。
全文摘要
一种用于下流式多床催化反应器的分配器组件,所述的反应器具有多个垂直叠置的装有颗粒状催化剂的催化床,当液体或液体与气体的混合物向下流过叠置的催化床时,便对液体或液体与气体的混合物进行处理,这类反应器用于石油和化学处理工业上进行各种催化反应例如加氢处理、加氢精制、加氢裂解和脱蜡处理。
文档编号C10G45/72GK1295495SQ99804536
公开日2001年5月16日 申请日期1999年10月26日 优先权日1998年12月21日
发明者戴恩·T·源, 克里希尼尔·巴列米, 丹尼斯·R·卡什 申请人:切夫里昂美国公司