[发明专利]包括混合设备的多床催化反应器

说明书

本发明涉及一种具有圆柱形形状的多床催化反应器，其包括安装在所述反应器中的两个催化剂床之间的混合设备，所述混合设备具有对应于所述反应器的内壁的圆形外边沿，所述混合设备包括：收集装置，其安置在收集区段中用于从上游催化床收集流体；混合装置，其安置在混合区段中用于混合所收集的流体，所述混合装置包括引导叶片和引导斜坡；以及排放装置，其安置在排放区段中用于将经混合的流体排放到下游催化床；其中所述收集区段、所述混合区段和所述排放区段安置在所述反应器的圆形横截面的中心之外，本发明还涉及用于混合的相关联方法以及此混合设备在催化反应器中的用途。

技术领域

本发明涉及一种包括混合设备的反应器，具体来说是一种多床加氢处理反应器。具体来说，所述混合设备用于下流式催化反应器中，所述下流式催化反应器包括颗粒状催化材料的竖直叠加的填充床，其中当液体、液体和气体混合物或蒸汽向下流过所述填充床时，在所述填充床中对其进行处理。此类反应器在石油和化学加工工业中使用，用于进行各种催化反应，例如硫和氮转化(HDS/HDN)、烯烃(HYD)和芳烃（加氢脱芳烃 - HDA）的加氢反应、金属去除（加氢脱金属 - HDM）、氧气转化（加氢脱氧 - HDO）和加氢裂化(HC)。

背景技术

加氢裂化是用于将重油馏分转化为轻油馏分的过程。加氢处理发生在加氢处理催化反应器中，加氢处理催化反应器是加氢处理单元的关键元件。加氢处理催化反应器可以具有单个或多个催化剂床。将针对特定反应器选择哪一选项取决于将进料转化为具有所期望性质的产物所需的催化剂的量。大多数加氢处理反应是放热的，并且当进料通过催化剂床时产生热。为了不使催化剂暴露至比所需温度更高的温度、并且因此加速催化剂的失活，将所需体积的催化剂分隔成多个床，其中冷却区（骤冷区段）安装在所述床之间。由通过“骤冷管（quench pipe）”引入冷氢气来实现冷却。除冷却之外，骤冷区还必须实现离开所述区段到达下部床的液相的种类/温度的空间均匀性。为此目的，将混合室安装在所述区段中。

在冷却和混合阶段之后，流体必须均匀分布在下方床的催化剂上。为此目的，将分布托盘安装在混合室下方和下部床的催化剂上方。为了实现最高分布质量，必须确保分布器托盘在自身的灵敏度极限内操作。只要托盘上的液体深度与托盘的端到端距离的差别不超过10 mm，分布器托盘便可以根据需要操作。因此，通常通过不同方式改变离开混合室的流体的流动参数，并且使其到达分布器托盘的最佳性能所需的值。

如从以上描述可见，骤冷区段的当前组织由以下组成：骤冷管、混合室、挡溅板、粗切托盘（可选）和分布器托盘。在一些方法中，保持较高床的催化剂的催化剂支撑栅格以及催化剂栅格支撑梁被认为是骤冷区段的一部分。

这些元件通过自身的体积以及出于安装、拆卸、维护和清洁所述元件的目的提供对所述元件中的每一者的接近所需的自由元件间体积占据大量反应器空间。

骤冷区段的高度是从下部床的催化剂到上方床的催化剂的距离。骤冷区段占据的体积是“非活动”反应器体积，并且如果要实现活动反应器体积的增加，则减小此体积是最重要的。通过骤冷区段高度的减小节省的空间可用于额外催化剂的装载（改进）或总反应器高度的减小（新反应器）。

已知技术混合器提出混合器的有效混合和空间要求问题的解决方案。US 8017095公开用于在催化反应器的高度受限夹层空间中提供气体和流体的混合、而不增加压降的装置。特别地，所述设备改善现有混合体积在混合两相系统的气相和液相时的有效性。根据US8017095，所述混合设备帮助进入的流出物形成高度弓形流以及催化反应器的受限夹层空间内一定程度的混合。

由于安装、拆卸和维护需求以及骤冷区段的所有元件的清洁，提供足够空间以便完全接近任何元件是至关重要的。为了最小化反应器中的工作的复杂度，必需实现所述区段的所有元件的所有人孔的方便和快速打开/关闭。