專利名稱：無篩移動(dòng)床反應(yīng)器的制作方法
無篩移動(dòng)床反應(yīng)器
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及流體粒子接觸的領(lǐng)域并且涉及用于接觸流體和粒子 的裝置。更加具體地，本發(fā)明涉及具有橫向流動(dòng)流體的移動(dòng)粒子床。
很多種工藝使用徑向流動(dòng)反應(yīng)器以提供流體和固體之間的接觸。 固體通常包括催化材料，在其上流體反應(yīng)形成產(chǎn)物，或用于選擇性地 從流體中移除組分的吸附劑。該工藝包含各種工藝，包括烴類轉(zhuǎn)化、 氣體處理，和用于分離的吸附。
建造徑向流動(dòng)反應(yīng)器使得反應(yīng)器具有環(huán)形結(jié)構(gòu)并且存在環(huán)形分 布和收集裝置。用于分布和收集的裝置包含某些類型的篩面。篩面是 用于固定催化劑或吸附床在適當(dāng)位置并且用于幫助壓力在反應(yīng)器或 吸附劑的表面上的分布，以及便于徑向流動(dòng)穿過反應(yīng)器床。該篩子可 以是網(wǎng)狀物(金屬絲或其他材料)、或打孔的平板。對于移動(dòng)床，篩
過床。篩子要求允許流體通過的孔足夠小能阻止固體流過篩子。固體 催化劑粒子在頂部添加，接著流過裝置然后當(dāng)通過內(nèi)篩的封套(其允 許流體流動(dòng)通過催化劑)時(shí)在底部去除。篩子優(yōu)選地由非反應(yīng)性的材 料建造，但實(shí)際上篩子經(jīng)常由于腐蝕經(jīng)受某些反應(yīng)，并且隨時(shí)間問題 由于腐蝕的篩子或網(wǎng)狀物而出現(xiàn)。
用于在床內(nèi)固定催化劑粒子的篩子或網(wǎng)狀物形成大小以具有足 夠小的孔使得粒子不能通過。重大的問題是用于固定催化劑床在適當(dāng) 位置或用于反應(yīng)物在反應(yīng)器床中的分布的網(wǎng)狀物或篩子的腐蝕。會(huì)發(fā) 生引起材料在篩子上的累積、其相應(yīng)地堵住篩子中的孔的反應(yīng)。腐蝕 也可以堵住對篩子或網(wǎng)狀物的孔。這產(chǎn)生死體積，其中流體不流動(dòng)， 并且存在差的或無流體固體接觸，以及隨后的效率的損失和浪費(fèi)的催化劑。腐蝕也可以產(chǎn)生更大的孔，其中催化劑粒子因此可以隨流體流 出催化劑床并且對于工藝增加成本是損失。這引起催化劑不可接受的 損耗，并且因?yàn)樾枰砑宇~外的補(bǔ)充催化劑而增加成本。
用于克服這些限制的反應(yīng)器的設(shè)計(jì)可以顯著地節(jié)省修理的停機(jī) 時(shí)間和催化劑的損耗，其是處理碳?xì)浠衔锏某杀镜闹匾舭濉?br>
發(fā)明內(nèi)容
新的反應(yīng)器設(shè)計(jì)可以容納已有的反應(yīng)器，使得在設(shè)備的升級期 間，當(dāng)提供新的催化劑的再裝料時(shí)可以更換反應(yīng)器內(nèi)部構(gòu)件。使用催 化劑流過反應(yīng)器(其中流體接觸催化劑)的反應(yīng)器包括其中限定有孔 的外筒形隔板。反應(yīng)器還包括其中限定有孔的內(nèi)筒形隔板，其中內(nèi)和 外筒形隔板以同心的方式設(shè)置并且形成限定粒子保留容積的環(huán)形空 間，其中催化劑可以流過該環(huán)形空間。反應(yīng)器還包括多個(gè)具有固定在 外筒形隔板的前緣的環(huán)形形狀的外部百葉窗板。外部百葉窗板具有在 外筒形隔板中的孔的上方的位置固定的前緣，和向下延伸進(jìn)入粒子保 留容積的后緣。反應(yīng)器還包括多個(gè)環(huán)形形狀的內(nèi)部百葉窗板，其中每 個(gè)內(nèi)部百葉窗板具有在內(nèi)筒形隔板中的孔的上方的位置固定在內(nèi)筒 形隔板的前緣。內(nèi)部百葉窗板具有向下延伸進(jìn)入反應(yīng)器的粒子保留容 積的后緣。
本發(fā)明的其他目標(biāo)、優(yōu)勢和應(yīng)用從以下詳細(xì)說明和附圖中將對本 領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員明顯可見。
具體實(shí)施例方式
圖l是本發(fā)明的第一實(shí)施例；
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例的環(huán)形配置；
圖3是本發(fā)明的第二環(huán)形配置；
最近對烯烴裂解的徑向流動(dòng)反應(yīng)器的研究已經(jīng)指出腐蝕可能是 大量的，并且產(chǎn)生例如來自反應(yīng)器的上游的焦炭等腐蝕產(chǎn)物和沉積材料。這些材料對于反應(yīng)器呈現(xiàn)顯著的腐蝕和結(jié)垢問題。
在如

圖1中示出的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)床反應(yīng)器10包
括粒子保留容積14，其中固體催化劑粒子通過反應(yīng)器10向下流動(dòng)。
短語粒子保留容積用于描述在處理期間當(dāng)催化劑流過反應(yīng)器時(shí)固體 催化劑粒子暫時(shí)駐留的區(qū)域，并且不意味該術(shù)語限于催化劑駐留而不
移動(dòng)的區(qū)域。反應(yīng)器10由至少一個(gè)反應(yīng)器床單元12構(gòu)成，其中每個(gè) 反應(yīng)器床單元12具有至少一個(gè)固體粒子入口 16和至少一個(gè)固體粒子 出口 18。反應(yīng)器IO具有流體入口 20，其被板22遮蓋阻止固體粒子 從反應(yīng)器10通過流體入口孔20離開。板22以與垂直成10°和60°之 間的角度延伸進(jìn)入粒子保留容積。流體流入反應(yīng)器10并且橫穿粒子 床并且從流體出口 24離開。反應(yīng)器床單元12形成形狀以引導(dǎo)流動(dòng)的 固體粒子到單元12的固體粒子出口 18。典型地，這在反應(yīng)器床單元 12的底部將需要傾斜的壁，或錐形的區(qū)域，并且優(yōu)選地該壁將具有與 水平成大于45度的角度。這個(gè)實(shí)施例可以包括以使從上部單元12的 粒子出口 18是下部單元的粒子入口 16的方式所堆疊的多個(gè)單元12。 流體入口 20可以包括與反應(yīng)器進(jìn)料(feed)流體相通的孔，或可以包 括在板22下面的通道，其中通道與反應(yīng)器進(jìn)料通過歧管或其他裝置 流體相通。流體通過反應(yīng)器床14向上流動(dòng)并且流出流體出口 24。接 觸區(qū)域的深度D應(yīng)該大于接觸區(qū)域的寬度W的0.5倍。這是為了在床 內(nèi)流體與催化劑良好的接觸而促進(jìn)流體通過固體粒子床的良好的分布。
在這個(gè)實(shí)施例的變化形式中，反應(yīng)器10可以具有環(huán)形的配置， 如在圖2中示出的。通過環(huán)形的配置，反應(yīng)器10包括外筒形隔板26 和內(nèi)筒形隔板或中心管30。外筒形隔板26和中心管30之間的空間限 定用于保持流過反應(yīng)器的固體催化劑粒子的粒子保留容積14。反應(yīng)器 10包括多個(gè)反應(yīng)器床單元12，其是保持固體催化劑粒子在反應(yīng)床中 的環(huán)狀部分。在環(huán)形配置中，反應(yīng)器單元出口 18包括兩個(gè)環(huán)形的百 葉窗板32a、 32b。內(nèi)環(huán)形百葉窗板32a具有在流體出口 34上方的位置固定在中心管30的前緣。百葉窗板32a的前緣限定為相對于通過反 應(yīng)器10的催化劑流的上游邊緣。百葉窗板32a、 32b以與垂直成10° 和60。之間的角度延伸進(jìn)入粒子保留容積，并且百葉窗板32a的后緣 延伸到前緣下面。在一個(gè)變化形式中，百葉窗板32a、 32b還包括葉片 38，其中葉片38具有固定在百葉窗板32a、 32b的后緣的前緣，并且 從百葉窗板32a、 32b垂直向下延伸。
反應(yīng)器10的環(huán)形配置提供將中心管30用作用于收集反應(yīng)器流出 物流的出口歧管的益處。在另一個(gè)帶有環(huán)形配置的變化形式中，中心 管30可以用于引導(dǎo)進(jìn)料流到反應(yīng)器入口而反應(yīng)器流出物從外筒形隔 板的周圍抽出。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的反應(yīng)器IO具有如在圖3中示出的環(huán) 形配置。反應(yīng)器10包括外筒形隔板26和內(nèi)筒形隔板或中心管30，帶 有在兩隔板之間限定粒子保留容積或反應(yīng)器的空間。流體入口 20在 外筒形隔板26中限定，并且具有遮蓋入口 20的環(huán)形板22。環(huán)形板 22是具有成角度的頂部34和大致上垂直的部分36的結(jié)構(gòu)。成角度的 頂部34具有與垂直成10。和60。之間的取向，并且垂直部分36延伸到 在入口孔20的底部下面的位置。板22在催化劑的表面上分布進(jìn)入反 應(yīng)器10的流體。流體出口 24用百葉窗板32 (具有固定在中心管30 的前緣)遮蓋。在優(yōu)選配置中，百葉窗板32延伸進(jìn)入粒子保留容積 外筒形隔板26和內(nèi)筒形隔板30之間的間距的50%并且以與垂直成 10。和60°之間的角度。這便于催化劑的混合使得催化劑不會(huì)在死區(qū)中 滯留。接觸區(qū)域的深度D至少是接觸區(qū)域的寬度W的0.5倍是優(yōu)選的。 反應(yīng)器10可選地包括設(shè)置在百葉窗板32下面的葉片40。葉片40具 有在流體出口 24的下面的位置固定在內(nèi)筒形隔板30的邊緣，并且從 催化劑床離開向上延伸進(jìn)入百葉窗板32下面的區(qū)域。葉片40可以形 成形狀和大小以控制離開反應(yīng)器的流體流動(dòng)，并且在反應(yīng)器10的工 作中的啟動(dòng)或冷卻期間可以提供防止催化劑在百葉窗板32下面上升 的保護(hù)。環(huán)形板22還可以用兩部分制成，第一部分34包括具有固定在外 筒形隔板26的前緣和以與垂直成10°和60。之間的角度向下延伸進(jìn)入 粒子保留容積的后緣。板22還由具有固定在第一部分34的后緣并且 從第一部分34大致上垂直向下延伸的前緣的第二部分36構(gòu)成。
在備選實(shí)施例中，反應(yīng)器包括第一隔板，其中第一隔板其中限定 有孔。反應(yīng)器還包括與第 一隔板分隔開的第二隔板以限定粒子保留容 積，并且其中第二隔板其中限定有孔。粒子保留容積是催化劑在反應(yīng) 器工作期間駐留的空間。催化劑可以在工作期間流過粒子保留容積， 其中流體流過催化劑。在第一隔板中限定的孔包括第一百葉窗板。第 一百葉窗板具有在孔上面的位置固定在第一隔板的前緣，并且百葉窗 板具有以與垂直成10。和60。之間的角度延伸進(jìn)入粒子保留容積的后 緣。后緣延伸到至少該百葉窗板遮蓋到的該孔的下邊緣一樣低的位 置。關(guān)于通過反應(yīng)器的催化劑流動(dòng)參考前緣和后緣，其中在催化劑流 中前緣是后緣的上游邊緣。在第二隔板中限定的孔包括第二百葉窗 板，其中第二百葉窗板具有在第二隔板中孔的上面固定在第二隔板的 前緣。第二百葉窗板具有以與垂直成10。和60。之間的角度延伸進(jìn)入粒 子保留容積并且延伸到至少該百葉窗板遮蓋到的該孔的下邊緣一樣 低的位置的后緣。
這個(gè)反應(yīng)器的工作可以通過控制在入口 20處的壓力和控制在系 統(tǒng)中的壓降而控制。具體的工作也可以通過在設(shè)計(jì)中的變化來控制， 例如關(guān)于反應(yīng)器10的入口 20和出口 24的數(shù)量和位置等的決定。在 一個(gè)工作狀態(tài)中，流體通過反應(yīng)器IO的入口 20進(jìn)入，通過催化劑床 14上升并且反應(yīng)過的流體通過出口 24離開。在代替的工作中，流體 可以隨催化劑在反應(yīng)器的頂部進(jìn)入反應(yīng)器并且隨催化劑流下，與固體 催化劑粒子分離并且通過反應(yīng)器出口 24離開。
盡管本發(fā)明用目前認(rèn)為是優(yōu)選實(shí)施例說明，應(yīng)該理解本發(fā)明不限 于公開的實(shí)施例，但要包含板的各種改變、板的組合以及在附加權(quán)利 要求的范圍內(nèi)包括的等效設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)器(10)，包括其中限定有孔的第一固體隔板(26)；其中限定有孔的第二固體隔板(30)，其中所述第一和第二隔板限定粒子保留容積(14)，并且其中隔板的內(nèi)壁是面向所述粒子保留容積(14)的一側(cè)；多個(gè)第一百葉窗板(32b)，每個(gè)第一百葉窗板(32b)具有固定在所述第一隔板(26)內(nèi)壁的前緣和延伸進(jìn)入所述粒子保留容積的后緣，其中所述第一百葉窗板(32b)遮蓋所述第一隔板(26)的孔；以及多個(gè)第二百葉窗板(32a)，每個(gè)第二百葉窗板(32a)具有固定在所述第二隔板(30)內(nèi)壁的前緣和延伸進(jìn)入所述粒子保留容積(14)的后緣，其中第二百葉窗板(32a)遮蓋所述第二隔板(30)的孔。
2. 如權(quán)利要求l所述的反應(yīng)器(10)，其中 所述第一隔板(26)是外筒形表面；所述第二隔板(30 )是內(nèi)筒形表面，其中所述粒子保留容積(14 ) 限定在所述外(26 )和內(nèi)(30 )隔板之間，并且所述內(nèi)筒形隔板(30 ) 形成內(nèi)部管道；所述多個(gè)第一百葉窗板(32b)是環(huán)形形狀的外百葉窗板，每個(gè) 外百葉窗板具有固定在所述外筒形隔板內(nèi)壁的外緣和延伸進(jìn)入所述 粒子保留容積(14)的內(nèi)緣，其中所述外百葉窗板(32b)遮蓋所述 外筒形隔板(26)的孔；以及所述多個(gè)第二百葉窗板(32a)是環(huán)形形狀的內(nèi)百葉窗板，每個(gè)內(nèi) 百葉窗板(32a)具有固定在所述內(nèi)筒形隔板(30)內(nèi)壁的內(nèi)緣和延伸 進(jìn)入所述粒子保留容積(14)的外緣，其中內(nèi)百葉窗板(32a)遮蓋所 述內(nèi)筒形隔板(30)的孔。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其中流體入口包括延伸進(jìn)入接觸區(qū)域的導(dǎo)管，并且其中所述導(dǎo)管其中限定有開口并且所述導(dǎo)管 中的所述開口耳又向?yàn)橄蛳碌姆较颉?br> 4. 如權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器(10)，其中所述第一百葉 窗板(32b)包括兩部分，第一部分(34)具有固定在所述內(nèi)壁的前 緣和延伸進(jìn)入所述粒子保留容積(14)的后緣，以及第二部分(36) 具有固定在所述第一部分(34)的后緣的第一邊緣并且大致上垂直向 下延伸。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器(10)，其中所述第二百葉 窗板(32a)包括兩部分，第一部分具有固定在所述內(nèi)壁的前緣和延伸 進(jìn)入所述粒子保留容積的后緣，以及第二部分(38)具有固定在所述 第一部分的后緣的第一邊緣并且大致上垂直向下延伸。
6. 如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器(10)，其中所述筒形隔板(26、 30 )其中 一個(gè)筒形隔板的孔是入口孔并且被入口百葉窗板遮蓋而另一 個(gè)筒形隔板的孔是出口孔并且被出口百葉窗板遮蓋，還包括多個(gè)轉(zhuǎn)向 葉片(40),其中每個(gè)葉片(40)固定在具有所述出口孔的筒形隔板(30)并且位于遮蓋所述出口孔的百葉窗板(32a)下面。
7. 如權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器(10)，其中所述出口百葉窗板 (32a)延伸進(jìn)入所述粒子保留容積(14)至少一距離的50%，所述距離為所述內(nèi)隔板(30)和所述外隔板(26)之間的距離。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器(10)，其中所述粒子保留 容積(14)具有至少0.5的深度對寬度比。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器(10),包括以一定方式堆 疊的多個(gè)反應(yīng)器單元(12)使得上反應(yīng)器單元(12)的固體粒子出口(18)是緊挨所述上反應(yīng)器單元(12)下面的反應(yīng)器單元(12)的固 體粒子入口 ( 16)。
全文摘要
提出用于使粒子材料床和橫向流動(dòng)流體接觸的裝置(10)，并且其保持粒子材料床在保留容積(14)內(nèi)。裝置(10)包括板(32b、32a)用于遮蓋流體入口和出口孔并且用于保留固體粒子于接觸床內(nèi)。設(shè)計(jì)裝置(10)以促進(jìn)固體粒子通過床的流動(dòng)并且阻止固體粒子通過入口和出口孔泄漏。
文檔編號B01J8/18GK101605597SQ200780046630
公開日2009年12月16日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者J·J·塞內(nèi)塔, M·J·維特 申請人:環(huán)球油品有限責(zé)任公司