[发明专利]包括混合装置的多层床下流式反应器、所述反应器的使用方法、以及混合方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括混合装置的多层床下流式反应器、在烃加工过程中使用这种反应器的方法、以及用于混合多层床下流式反应器中的液体和气体的方法。

背景技术

在化工和石油炼制工业中使用包括多个叠置反应床的多层床下流式反应器，用于实现各种过程，例如催化脱蜡、氢化处理和氢化裂解。在这些过程中，液相流体通常与气相流体混合，这两种相态的流体穿过保持在反应床中的微粒催化剂。当流体同时穿过反应床时，反应床中的液体和气体分布倾向于不均匀，带来一些与反应程度以及温度分布方面相关的不利结果。为了让气液分布均匀、让进入邻近的下层反应床中的流体温度均匀，通常将流体混合装置布置在反应床之间，所述流体混合装置具有许多不同的类型。

例如欧洲专利文献第EP-A-716881号中公开了这种流体混合装置。该文献公开了一种使用在多层床下流式反应器的反应床之间的流体混合装置。该公知的装置包括：大体上水平的收集盘，该收集盘配置有中央气体通道和环绕该中央气体通道的液体通道；旋流器，该旋流器位于收集盘上方，环绕中央气体通道，并配置有叶片，所述叶片界定旋动方向，被布置成将旋涡运动传递给流经中央气体通道的气体，使得旋涡在环绕竖直轴线的所述旋动方向上旋动时，气体离开中央气体通道；圆形管，该圆形管具有位于收集盘上方的喷嘴，喷嘴被布置成在喷射方向上将流体喷射成气液相态，之后所述气液相态流体进入旋流器中。

正常操作期间，从上层反应床落下的液体聚集在收集盘上，它们在收集盘上聚集成一层液体，覆盖住液体通道，从而阻止气体穿过液体通道。进入反应器下部分中的气流穿过位于收集盘上的旋流器，流到中央气体通道上方包围该中央气体通道，随后进入中央通道中。一进入旋流器中，叶片就将旋涡运动传递给仅能向下穿过中央气体通道而进入收集盘下方的混合腔中的气体。气体的旋涡运动方向由旋流器的叶片界定，环绕大体上竖直的旋涡轴线。气体的旋涡运动促使气体与气体之间相互作用，从而达到气相平衡。聚集在收集盘上的液体穿过液体通道，进入导管中。导管具有喷嘴，喷嘴将液体喷射到从中央气体通道流出的气体旋涡中。

为了均匀分布液体和气体、使进入邻近的下层反应床中的流体温度均匀，流体混合装置(例如，欧洲专利文献第EP-A-716881号中的装置)通常配置有成圈的喷嘴，喷嘴将流体喷射成气液相态，然后气液相态流体进入旋流器中。因此，欧洲专利文献第EP-A-716881号的一个实施例具有布置在收集盘上方的所谓的激冷环。这种激冷环的内侧配置有多个喷嘴。使用过程中，将激冷流体喷射到从上层床流入旋流器的气体中。欧洲专利文献第EP-A-716881号中未提到喷嘴的喷射方向。仅能在附图中看出，这些喷嘴布置在激冷环内侧上，面向激冷环的朝内方向。但是，从实践上来说，公知的是，这些喷嘴朝向水平面，喷射方向相对于在激冷喷嘴和反应器中心之间延伸的径向线形成的角度大致为20°，喷射方向局部上是与旋流器产生的旋涡运动方向相同的方向。

欧洲专利文献第EP-A-716881号中的每个激冷喷嘴的喷射方向—以及本发明的每个喷嘴的喷射方向—在各喷嘴位置处可采用数学方法用称之为喷射矢量的箭头表示。进而，欧洲专利文献第EP-A-716881号中的每个喷射矢量—以及本发明的每个喷射矢量—可用由三个矢量分量构成的正交系表示，这三个矢量分量为：垂直于竖向轴线延伸的径向喷射矢量、平行于竖向轴线延伸的轴向喷射矢量、以及相对于竖向轴线切向延伸的切向喷射矢量。鉴于这种表示法，欧洲专利文献第EP-A-716881号中的喷射方向(其在实践上是公知的)—如前面段落所述—可用如下方式表示：当在水平方向上喷射时，轴向喷射矢量长度为零(意为，无此矢量)；从相关联的喷嘴观察，径向喷射矢量指向反应器中央(其对应于上述竖向轴线)；从相关联的喷嘴观察，切向喷射矢量方向与旋涡运动方向相同。