專利名稱：容納撓性壓力的成型蓋板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體顆粒接觸的領(lǐng)域。具體而言，該領(lǐng)域為就烯烴裂化而言，烴料流接觸固體催化劑顆粒的固定床的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
烯烴裂化方法包括使富含烯烴的料流與固體催化劑接觸以將較大烯烴裂化成輕質(zhì)烯烴。所述方法提高了由產(chǎn)生丁烯、戊烯和較大烯烴的方法的乙烯和丙烯收率。烯烴裂化方法使用徑向流反應(yīng)器設(shè)計，其中富含烯烴的氣體流徑向或水平地流過催化劑固定床。烯烴裂化反應(yīng)器使用需要蓋板結(jié)構(gòu)的向下流密封設(shè)計。蓋板接觸徑向流反應(yīng)器的內(nèi)部和外部篩。該結(jié)構(gòu)能使蒸氣容納在低振幅高頻率熱循環(huán)操作中。氣體流過反應(yīng)器床產(chǎn)生整個蓋板上的壓差。常規(guī)蓋板連接了經(jīng)歷頻繁軸向和徑向差別熱生長的內(nèi)部和外部篩。壓差與循環(huán)熱操作結(jié)合產(chǎn)生潛在的泄露機會，其中密封流的泄露具有同等效力的進(jìn)料繞行。壓差容納要求增強生長并與頻繁的熱循環(huán)操作相互作用的組件。這導(dǎo)致組件強化的發(fā)展，使得系統(tǒng)為足夠硬或剛性以調(diào)動相對的差別生長 (differential growth)。該系統(tǒng)與大量組件界面組合，所述組件界面以需要大量滑動接頭和重疊型連接的間隙分級。然后將這些連接用用于密封系統(tǒng)的材料填充。常規(guī)系統(tǒng)需要大量組件在多個界面上的相互作用，帶來機械故障和隨后泄露的可能，導(dǎo)致顯著的損失。發(fā)明概述本發(fā)明提供具有降低的故障機會，由此降低產(chǎn)物的泄露和損失的更簡單且更便宜的設(shè)計。本發(fā)明用于具有錯流流體的固定床反應(yīng)器。流體通常為氣體。本發(fā)明為一種裝置， 其包含具有流體入口和流體出口的垂直定向的容器。流體流入具有中心管半徑的中心管并置于容器內(nèi)，且其中容器流體入口與中心管的第一端流體連通。中心管由多孔材料制成以容許流體流過中心管壁，且中心管包含第二端，所述第二端限于限制流體流動，或完全封閉以迫使流體通過多孔中心管壁。管塞分配器固定在中心管的第二端上以促進(jìn)流體均勻流過中心管壁。裝置還包含半徑大于中心管半徑且圍繞中心管的圓柱形篩。圓柱形篩與中心管之間的空間填充有固體顆粒催化劑并形成催化劑床。催化劑床在容器底部通過中心管和篩與容器底密封接觸而被密封。環(huán)形蓋密封地固定在中心管頂部和篩頂部以將中心管連接在篩上并包圍催化劑床。本領(lǐng)域技術(shù)人員將由以下詳述和附圖
獲悉本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和應(yīng)用。附圖簡述圖為烯烴裂化方法中所用徑向流反應(yīng)器的示意圖，其包含設(shè)計用于容許反應(yīng)器內(nèi)部和外部篩差別移動的成型蓋板。發(fā)明詳述需要一種新蓋板設(shè)計以改善總性能，和克服現(xiàn)有設(shè)計容許泄露發(fā)展的不足。已設(shè)計新蓋板結(jié)構(gòu)為具有足夠撓性以處理內(nèi)部和外部篩的差別生長的頻繁熱循環(huán)，且具有足夠的強度以容納差壓。蒸汽的容納是長期問題，方法是不斷將更多密封劑和硬化劑加入蓋板中以克服泄露。
本發(fā)明包括一種用于流體-固體接觸的裝置，其包含具有容器壁、和流體入口和流體出口的垂直定向的基本圓柱形容器。該容器還包含容器底和容器頂，其包含固定在圓柱形容器端上的橢圓形端。裝置還包含具有中心管半徑且置于容器中的垂直定向的中心管。中心管具有與流體入口流體連通的第一端，和第二端，中心管具有多個分布在中心管壁表面上的孔。中心管也稱為內(nèi)部篩，且具有中心管頂邊緣和中心管底邊緣。裝置還包含半徑大于中心管半徑的垂直定向的圓柱形篩，其中所述篩置于中心管與容器壁之間。圓柱形篩也稱為外部篩，具有篩頂邊緣和篩底邊緣。圓柱形篩圍繞中心管，容積限定在篩與中心管之間以保持固體顆粒材料的床。篩具有多個分布在篩上的孔且以一定尺寸制造用于容納固體顆粒，同時容許流體流過篩。裝置還包含置于中心管內(nèi)并固定在中心管頂邊緣上的管塞分配器。管塞分配器具有圓錐形狀，或分段圓錐形狀，并漸縮至封閉端。裝置還包含環(huán)形蓋， 其具有連接中心管的內(nèi)緣和連接篩的外緣。環(huán)形蓋可提供用于徑向流反應(yīng)器的撓性容納蓋板。對于錯流反應(yīng)器，一類篩為成型金屬絲篩，其中成型金屬絲卷繞在載體上，當(dāng)將金屬絲卷繞在載體上時設(shè)定預(yù)定的金屬絲間距。將成型金屬絲面對置于固體顆粒材料的床內(nèi)。成型金屬絲通常具有三角形截面形狀，其中一個會切點結(jié)合在載體上，與結(jié)合的會切點相對的金屬絲平面部分對于固體顆粒呈現(xiàn)出扁平形狀以倚靠，甚至沿著滑動。篩則包含大量開孔，或孔，其中在一個方向上，將成型金屬絲校直，并在橫向上將載體校直。通常，然后將篩切割并變平，然后再輥壓或再成型以將成型金屬絲在軸向上校直。使用成型金屬絲的篩顯示于美國專利Nos. 2，046，458和4，276，265中。成型金屬絲篩設(shè)計也可用于中心管。 中心管也是具有較小內(nèi)半徑的篩以形成催化劑床的內(nèi)部邊界。圖為包括本發(fā)明的烯烴裂化反應(yīng)器的示意圖。反應(yīng)器10包含垂直定向的容器20， 所述容器具有置于容器20的底端M中的入口 22和置于容器20的頂端觀中的出口 26。 反應(yīng)器20包含具有中心管半徑且具有與容器入口 22流體連通的第一端32，和第二端34的內(nèi)部中心管30，且其中中心管30包含提供孔以使流體流過中心管30的多孔結(jié)構(gòu)。半徑大于中心管半徑的垂直定向的圓柱形篩40置于中心管30與容器20之間。管塞分配器50置于中心管30內(nèi)并固定在中心管30的第二端34上，用于將流體以基本均勻的方式分布在整個中心管30多孔表面上。管塞分配器50占據(jù)中心管30中的容積，由此降低熱停留時間， 并由此降低進(jìn)料的非選擇性熱裂化。反應(yīng)器10還包含密封地固定在中心管30頂部和圓柱形篩40頂部的環(huán)形蓋60。環(huán)形蓋60包含具有半橢圓截面的半紋孔托(torus)。紋孔托的半橢圓截面可以為 0-0. 9，優(yōu)選0-0. 5，最優(yōu)選截面為半圓形截面，或0的偏心率。半圓形截面提供給薄標(biāo)準(zhǔn)金屬最大的強度。截面的選擇可取決于所用材料和用于環(huán)形蓋60的金屬的厚度。金屬厚度通過容納壓差保持密封。環(huán)形蓋的厚度可以為l_5mm，或使用標(biāo)準(zhǔn)厚度為18-6表(gauge)， 優(yōu)選選擇10表，或3. 57mm厚的不銹鋼金屬片。環(huán)形蓋60由連續(xù)的金屬片制成以提供最好的完整性以防潛在的泄露。半圓形截面的選擇提供最大的強度而不需要強化結(jié)構(gòu)元件以加固蓋。盡管總操作條件可容許偏心率為大于0的半橢圓形截面。具有半圓形截面的半環(huán)形形狀對于壓力容納而言是最佳的，當(dāng)與內(nèi)部中心管和外部篩的差別熱生產(chǎn)結(jié)合時，使用薄片容許蓋的柔性，以及容許徑向上的變化。在一個實施方案中，裝置還包含用于包圍和限制流體流過部分催化劑床的盲板(blankoff)。裝置包含置于中心管30的上端34或第二端與環(huán)形蓋60的內(nèi)緣66之間的盲板36，和置于圓柱形篩40的上邊緣44與環(huán)形蓋60的外緣68之間的盲板42。裝置還可包含置于中心管30的第一端32與容器20的入口 22之間的中心管下部盲板38，和置于篩底部邊緣48與容器底M之間的圓柱形篩下部盲板46。環(huán)形蓋60還可包含固定在蓋60上的內(nèi)徑連接器62和固定在蓋60上的外徑連接器64，或由單片金屬模制，例如可用金屬片壓機或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他金屬加工方法形成。連接器62、64為擴(kuò)口外形連接器(flared contoured connector)以提供與中心管30和外部圓柱形篩40連接的更好裝配。擴(kuò)口連接器62、64為法蘭，其可容易地螺栓連接到中心管和外部篩，或相應(yīng)的盲板36、42上的法蘭上以實現(xiàn)密封的便利和可靠性。通常，擴(kuò)口外形連接器62、64為法蘭，其用于螺栓結(jié)合，或可脫扣地固定在中心管 30和篩40的法蘭，或固定在中心管30和篩40的上部盲板36、42上的法蘭上。盡管已用目前考慮的優(yōu)選實施方案描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所公開的實施方案，但它意欲涵蓋包括在附屬權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和等效配置。
權(quán)利要求
1.一種用于流體-固體接觸的裝置，其包含具有容器壁、流體入口和流體出口的垂直定向的基本圓柱形容器； 具有中心管半徑且置于容器中并具有第一端、第二端和中心管壁的垂直定向的中心管，其中第一端為流體入口且與容器流體入口流體連通，且流體出口包含在中心管壁中的孔；具有大于中心管半徑的半徑、篩頂邊緣和篩底邊緣且置于中心管與容器壁之間，并與中心管壁隔開一定距離的垂直定向的圓柱形篩，其中所述篩包含孔以容許流體流過；和密封地連接中心管頂部與篩頂部的環(huán)形蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其還包含置于中心管的第二端與環(huán)形蓋之間的中心管上部盲板；和置于篩頂邊緣與環(huán)形蓋之間的篩上部盲板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述容器具有容器底，其還包含 置于中心管的第一端與容器底之間的中心管下部盲板；和置于篩底邊緣與容器底之間的篩下部盲板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述環(huán)形蓋包含具有半橢圓截面的半紋孔托。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述半橢圓截面的偏心率為0-0.9。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述環(huán)形蓋包含具有半圓形截面的半紋孔托。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述環(huán)形蓋由薄標(biāo)準(zhǔn)材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述環(huán)形蓋由連續(xù)的材料片制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述環(huán)形蓋具有內(nèi)徑連接器和外徑連接器，且具有在內(nèi)徑和外徑連接器上的擴(kuò)口外形連接器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其還包含置于中心管內(nèi)并固定在所述第二端上的管塞分配器。
全文摘要
發(fā)明一種用于徑向流反應(yīng)器的撓性壓力容納蓋板。該蓋板用于其中反應(yīng)器經(jīng)受顯著熱循環(huán)的固定床反應(yīng)器。蓋板為軸向和徑向熱生長提供撓性，同時提供密封能力以防止流體泄露。蓋板具有半環(huán)形結(jié)構(gòu)，具有半圓形截面。
文檔編號B01J8/02GK102325588SQ200980156956
公開日2012年1月18日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者M·J·維特爾 申請人:環(huán)球油品公司