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1、10申请公布号CN102076873A43申请公布日20110525CN102076873ACN102076873A21申请号200980124317322申请日2009042412/147,01120080626USC21D1/66720060171申请人环球油品公司地址美国伊利诺伊72发明人PA瑟克里斯特74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人吴鹏柴智敏54发明名称使用喷嘴的改进的骤冷区设计57摘要本发明涉及一种液体分配设备，其用于在反应器或吸附床之间收集和分配液体。该设备具有液体收集盘12、与液体收集盘12液体连通的混合室16、与混合室16液体连通的液体分配盘18以及用于在反。
2、应器或吸附床的顶部上供应液体的多个喷嘴22。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010122486PCT申请的申请数据PCT/US2009/0416302009042487PCT申请的公布数据WO2009/158063EN2009123051INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102076880A1/1页21一种用于在反应器床顶部上分配液体的设备10，包括具有顶部和底部的液体收集盘12，其中具有出口14；液体分配盘18，所述液体分配盘与所述液体收集盘的出口14流体连通且被固定到所述液体收集盘12的所述底部上，从而在所述液体收集盘。
3、12和所述液体分配盘18之间形成混合室16，其中，所述液体分配盘18具有位于所述液体分配盘的底部上的多个开口；以及多个液体喷嘴22，其中，每个喷嘴22被布置于所述液体分配盘的开口中。2根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述喷嘴22在所述液体分配盘18上以均匀图案分布。3根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述喷嘴22具有90至150度之间的喷射角。4根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述液体分配盘18和所述液体收集盘12之间的所述流体连通包括围绕所述液体收集盘12沿周向布置的多个通道14，以及每个通道14沿垂直于径向的方向引导液体流。5根据权利要求1所述的设备，还包括骤冷气喷射器，其。
4、中，喷射沿径向进行且喷射位置沿中心轴线。6根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述骤冷气喷射器包括喷射头，所述喷射头在骤冷区内沿反应器的中心轴线设置且包括用于允许骤冷气进入所述骤冷区的多个端口。7根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述骤冷气喷射器位于所述液体收集盘的上方。8根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述液体收集盘12上的所述出口围绕所述液体收集盘12沿周向排列，并且被定向成沿垂直于径向的方向且具有周向分量地传递来自所述液体收集盘12的液体。9根据权利要求1所述的设备，还包括蒸汽管道24，所述蒸汽管道24具有与所述液体分配盘18下方的空间流体连通的出口以及与所述液体收集盘12上。
5、方的空间流体连通的入口。10根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个所述液体喷嘴22包括蒸汽管道24，所述蒸汽管道24具有与喷嘴22流体连通的第一开口以及与所述液体收集盘12上方的空间流体连通的第二开口。权利要求书CN102076873ACN102076880A1/3页3使用喷嘴的改进的骤冷区设计技术领域0001本发明涉及一种在反应器床的截面上均匀地分配液体的设备。该设备位于两个反应器床之间，其中来自上部床的流出物被收集且在下部床的顶部上被重新分配。背景技术0002多种生产工艺使用并流反应器，或其中单相流体在颗粒材料的固体床上流过以提供流体和固体之间接触的反应器。在反应器中，固体通常具有催化。
6、材料，流体可以在其上反应以形成产品。流体可以是液体、气体或气液混合物。生产工艺覆盖的范围包括烃类转化、气体处理和吸附分离。0003具有固定床的并流反应器构造为使得反应器允许流体从反应器床上流过。当流体是液体时，或液体和气体时，流体通常被引导向下流经反应器。为了提供流体和固体之间的良好接触存在多方面的问题。也经常使用多床式反应器，其中反应器床上下彼此堆叠在反应器壳体中。特点在于，在床之间留出一定空间来堆叠它们。0004对多床式反应器来说，床之间的空间是适宜的混合区。床之间的空间通常用于提供工艺流体的中间处理，例如冷却工艺流体、加热工艺流体、或再混合和再分配工艺流体。0005在放热催化反应中，温度。
7、的控制是重要的，而且多床式系统为骤冷气的喷射提供了合适的地点。在烃加工工艺中，骤冷气通常是冷氢气流。然而在不控制混合和分配的情况下冷却流体导致了相继的反应器床中的不均匀加热以及反应。并且复杂的混合和分配系统占据了容纳多个反应器床的反应器室中的宝贵空间。0006克服了这些缺点的反应器的设计可以显著节省反应器中的宝贵空间，并更好地利用反应器室。用于保持反应器的部件反应器壳体是昂贵的，且在投入使用之前的设计和构造会花费大量时间。新的反应器内部构件改进了反应器壳体内部空间的利用，可以显著节省成本，并消除了对新反应器壳体组件的需要，以及避免了用于替换整个反应器的停工时间。发明内容0007本发明提供了一种。
8、新型设备，其用于减小在反应器床顶部上收集和再分配液体所需的空间。该设备包括用于从位于设备上方的反应器床收集液体的液体收集盘。液体收集盘通过出口把液体传输到混合室，该出口被定向成以混合室中的旋涡运动输送液体。混合室混合液体且由液体收集盘和液体分配盘之间的空间限定形成。经混合的液体在液体分配盘上分布。液体分配盘包括具有多个出口的盘。该设备包括多个喷嘴，每个喷嘴附属于一个液体分配出口，且用于在催化剂床层的顶部上输送液体。由于液体通过液体分配盘引出，所以相对不受不在一个水平上的盘的影响。0008在另一个实施例中，该设备包括多个蒸汽管道，其中每个蒸汽管道具有与位于液体分配盘下方的蒸汽空间流体连通的开口，。
9、以及与位于液体收集盘上方的蒸汽空间流体连通的开口。这样提供了用于蒸汽的装置从而提供动力以确保即使混合室内部的液位不一致说明书CN102076873ACN102076880A2/3页4时通过引出也有均匀的液体流过每个分配盘开口。0009本领域技术人员将从下面的详细描述和附图中了解本发明的其它目的、优点和应用。附图说明0010图1是用于在反应器床的顶部上分配液体的设备的示意图；0011图2是用于引导液体至混合室的液体收集盘的示意图；以及0012图3是用于分配液体的设备的示意图，该设备利用蒸汽管道把蒸汽从设备上方传递到分配盘中的每个喷嘴。具体实施方式0013烃加工工艺的改进包括对目前使用的设备的利用。
10、的改进。改进利用的一方面在于减小处理室内部功能空间的大小。烃加工工艺的一个例子为，通常存在多个连续堆叠的反应器床用于处理。反应器床通过骤冷区分隔开，其中骤冷区设计为冷却，有时也设计为冷凝来自上方反应器床的反应流出物。反应流出物利用骤冷气或骤冷液冷却，流出物被混合并传送至下方的反应器床。流出物被混合从而在流出物被传送至骤冷区下方的反应器床之前最小化流出物中的温度和浓度梯度。反应器床之间有相当大的空间用于骤冷区，骤冷区所需的空间大小的减少可以允许更多的反应器床放入，这在没有更换整个处理柱的情况下改进了处理工艺，处理柱是昂贵的设备。0014液体在反应器床上的良好分布是重要的，因为差的分布产生不利影响。
11、，例如非均匀的温度上升。非均匀的温度上升会导致催化剂寿命缩短、反应器内部的热点、或者由于局部温度升高而产生的不稳定反应。许多用于反应器的工业装置具有沿径向方向的明显温度梯度，通常在6至27之间。本发明设计为减小径向温度梯度至2至3之间。0015本发明提出一种新骤冷区设备，其减小了相邻反应器床之间的间隔或高度。这样减小了反应器设备的整个尺寸，或者可以用于在已有的反应器壳体中形成更大的反应器床容量，并提供了液体在反应器床上改进的分配。如此一来，不需要液相和气相相对彼此热平衡，液体可以被混合并被在反应器床上分配以在反应器床上沿径向提供基本均匀的温度。0016目前，对于放热催化反应系统来说，骤冷气被喷。
12、射到中心轴线附近的位置，并被在收集盘上沿径向向外的方向喷射。喷雾接触水位于骤冷区上方的反应器床向下流动的蒸汽和液体。两种气体之间的热传递是气体混合的问题，其取决于两种蒸汽流之间的动量交换。向液体的热传递贯穿横跨液滴表面积的热传递的过程。0017如果混合的骤冷气和来自上方的床的蒸汽均匀地分配给分配设备，且液体也均匀地分布，那么蒸汽和液体将不必为同样的温度，因为形成了足够大的界面面积以实现蒸汽和液体温度相同。然而，不必使蒸汽进入混合室，这允许了设计上的灵活性。0018如图1所示，本发明包括用于在反应器床的顶部上分配液体的设备10。设备10从位于设备10上方的反应器床30收集液体，然后混合液体并把液。
13、体分配至位于设备10下方的反应器床32。设备10包括液体收集盘12和从盘12至液体分配盘18的出口14。液体收集盘12和液体分配盘18之间的空间形成了混合室16，其中使来自液体收集盘12的液体成涡流并混合。液体分配盘18具有多个开口，其中每个开口具有一个附属的液体喷嘴22。说明书CN102076873ACN102076880A3/3页50019喷嘴22在液体分配盘18上以均匀的图案分布，且具有90至150度的喷射角，该喷射角优选在105至115度之间。均匀的图案的目的在于在液体分配盘18上包括任意均匀密度的喷嘴22，且包括矩形或三角形排列的喷嘴。优选具有足够的喷嘴22从而最小化喷嘴22和反应器。
14、床32的顶部之间的距离。优选距离在10至30CM4至12INCH之间，更优选在10至18CM4至7INCH。分布在液体分配盘18上的喷嘴的三角形排列会提供一定的重叠且提供液体在反应器的顶部上的均匀分配。对本实施例来说优选的是，喷嘴是两相喷嘴，同时喷射液体和蒸汽。喷嘴22以泡状罩的涓流向催化剂床的顶部提供更加均匀的液体分配。0020如图2所示，液体收集盘12会通过围绕收集盘12周向布置的多个通道14把液体传递到混合室16。每个通道14沿垂直于径向的方向引导液体流，因此液体流将沿周向且具有向下分量。液体流将在混合室16中产生旋流并混合液体，从而最小化液体的热梯度和组分浓度梯度。0021设备10还包。
15、括将骤冷气喷射进入催化剂床层30，32之间的空间的骤冷气喷射器。当存在骤冷气喷射时，优选把骤冷气喷射至液体收集盘12上方的蒸汽空间中。骤冷气被喷射至反应器的中心轴线上的位置或反应器的中心轴线附近的位置。沿径向喷射骤冷气，从而骤冷气流横过来自反应器床30的液体和蒸汽流。为了喷射骤冷气，喷射器具有喷射头，该喷射头包括围绕其周向布置的多个开口。0022在上述实施例中，喷嘴22是单相液体喷嘴，蒸汽穿过中心溢流道26。混合室中的旋流足以分开液体和蒸汽。液位在液体分配盘18上形成梯度，最低的液位朝向盘18的中心。0023在另一个实施例中，液体分配盘18可以包括可选的中心溢流道26。该中心溢流道26具有溢流。
16、堰以保持一定的液位，液体通过喷嘴22喷射。蒸汽穿过中心溢流道26至液体分配盘18和下部反应器床32之间的空间。0024作为中心溢流道26的替换，设备10可包括蒸汽管道用于使蒸汽绕过混合室16。蒸汽管道未示出是具有与液体分配盘18下方的空间流体连通的出口以及与液体收集盘12上方的空间流体连通的入口的管。0025图3示出另一个可选方案，其包括蒸汽管道24。每个喷嘴22包括蒸汽管道24以通过喷嘴22引出液体，其中每个蒸汽管道24具有与液体分配盘18下方的空间流体连通的第一开口以及与液体收集盘12上方的空间流体连通的第二开口。利用蒸汽管道24使混合室16的高度最小化，且促使设备10的整个尺寸变小。在本。
17、实施例中，液体分配盘18也可以包括可选的中心溢流道26。该中心溢流道26具有溢流堰以保持一定的液位，液体通过喷嘴22喷射。中心溢流道26允许一部分蒸汽穿过中心溢流道26，绕过喷嘴22到达液体分配盘18和下部反应器床32之间的空间。这可用于控制蒸汽流经过蒸汽管道24的流量，进而有利于调节经过蒸汽管道24的液体流。0026虽然以目前认为优选的实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的实施例，而是覆盖在所附权利要求的范围内的各种修改和等同设计。说明书CN102076873ACN102076880A1/2页6图1说明书附图CN102076873ACN102076880A2/2页7图2图3说明书附图CN102076873A。