[其他]用于立式流動的流體固體接觸的混合裝置

無效

• 申請號: 87103951
• 申請日: 1987-05-29
• 公開（公告）號: CN87103951A
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發明（設計）人: 克勞德·F·佩羅德
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹永來

本發明一般地涉及流體-固體接觸的領域。更準確地說，本發明涉及細顆粒材料床之間的流體混合問題。本發明所包括的范圍是單相或兩相流體的混合。

液體-固體接觸設備具有廣泛的應用范圍。這類設備在碳氫化合物的轉換過程和流體組分的分離用的吸附塔中獲得普遍的應用。當流體-固體接觸設備是一個吸附塔時，細顆粒材料將包括一種吸附劑，流體通過該吸附劑流過。在碳氫化合物的轉換中，流體-固體接觸設備是一個典型的含有催化劑的反應器。經過典型的碳氫化合物轉換反應可以完成氫化作用，加氫處理，氫化裂解，加氫脫烷基化作用等。

本發明所采用的流體-固體接觸設備的設置是一個立式細長的筒體，通過該筒體能夠保持流體的垂直流動。在這種容器內的細顆粒材料處于若干個在垂直方向間隔開的反應床。流體通過至少一個進口和在其對面端部的一個出口進入容器。流體可以上流式或下流式流經反應器。由兩個細顆粒床之間加入或排出流體，也是一般人們所熟知的。當流體的組分流過顆粒床之間正在進行變化或在碳氫化合物的轉換過程中，則一個急冷系統被用來冷卻流過各個反應床之間的流體，這也是在吸附作用方案中一般所采用的方法。

流經細顆粒區的流體的組分與性能的變化，只要這些變化是均勻地發生，就不會出現什么問題。在吸附系統中，這些變化是在吸附劑中的流體的停留或置換的結果。對于反應系統中的溫度以及流體組分的變化都是由于在反應床中所含有的顆粒狀催化劑材料所造成的。

進入反應床的流體的初始混合不良，或穿過細顆粒床的流動阻力的變化可以導致通過這些反應床的流體流動不均勻。通過反應床的流體阻力的變化能夠改變在細顆粒中流體的接觸時間，由此導致通過反應床的流體流道的反應或吸附作用的不均勻性。在情況嚴重時，這就是所說的液態化溝流（channeling），在該溝流中流體越過反應床的一個有限的部分，可以流入一個實際上無流動阻力的細小的開放區域。當溝流發生時，通過反應床的流體的一部分將與反應床的細顆粒物質非常小的接觸。假如該過程是吸附作用之一，則流經溝流區的流體將不能被吸收，由此，改變了這部分流體相對于那些流經吸附床的其它部分流體的組分。對于催化劑反應，催化劑接觸時間的減少，當流體離開催化劑床的不同部位上所產生的流體的組分也將被改變了。

除了流體組分的問題以外，細顆在反應床中的不均勻性也能影響通過該反應床的流體的密度和溫度。對于許多分離過程，在流體中保留的和置換的組分具有不同的密度，這就會促使反應床的流動模型的破壞。與吸附劑顆粒的不均勻接觸將通過導致流經反應床的流體密度的進一步改變，使問題更為嚴重，并由些使流體通過顆粒床時的流動模型受到進一步的破壞。

在反應區內，由于該系統的吸熱或放熱特性的不同，溫度的變化經常會伴隨著催化劑接觸的不均勻性。對于催化劑的不均勻接觸，由于反應劑的過熱或過冷，將對反應過程的進行產生有害的影響。這種問題在放熱反應中最為嚴重，那樣會處于較高的溫度能夠進一步導致送入的原料的反應或其它流體的組分產生非所要求的產物或者能夠造成局部熱點，這些熱點將對催化劑和/或機械部件造成破壞。

所以，為了減少與通過顆粒材料床的流體的變化有關方面的問題，不同的催化劑或吸附劑床之間流體的再混合方法已經結合在許多種反應過程中。用于收集和重新混合流過一系列顆粒床的一部分流體的裝置如在美國專利3，652，450號和4，087，252號所示。在這些參考文獻中，流體的再混合是連同另外混入兩個反應床之間的區域內的第二種流體進行的。在這些參考文獻中，對流過各個反應床之間的流體和外加的流體的混合是在許多個精心考慮的，位于上部反應床的下邊界之內或在下部反應床的上邊界之內或在它們二者之間的若干混合室中進行的。

在斯密史（Smith）的美國專利3，824，080號中，揭示了一種內反應器結構用于混合物流過各個反應床之間的流體的，而這些流體與在該區域內外加的第二種流體無關。這種斯密史設備收集流入顆粒床之間一種混合相流體，該顆粒床是具有一個帶中央開口（用于使流體通過反應床之間）的水平節流口。這種中央開口具有一個流體分流器裝置，該裝置引導所有蒸汽流過反應室的頂部而所有的液體經側面流入。在斯密史的發明中，蒸汽與液體互相垂直地進行撞擊，由此起再混合的作用。經過再混合的蒸汽和液體流過節流器的開口處，它與其它水平的一系列節流器相接觸，以便提供一個流體的均勻流動流過下游的顆粒床。