[发明专利]改进的扇形筒组件和反应器

说明书

描述了一种径向流动反应器。它包括竖向延伸的容器、外管道和中央管道。外管道和中央管道的至少一部分包括筛部。颗粒保持空间由容器、中央管道和外管道中的至少一者限定，并且它与外管道的筛部和中央管道的筛部连通。入口分配环机构位于外管道上。该入口分配环机构包括具有至少一个开口的环和至少一个竖向延伸的立管。立管的一个端部被密封连接至环，而另一端部位于外管道的内部。

优先权声明

本申请要求于2016年5月6日提交的美国申请No.62/332,515的优先权，在此通过引用将该美国申请的内容整体并入。

技术领域

本发明涉及用于径向流动反应器的内部构件。径向流动反应器包括用于将催化剂或吸附剂保持在反应器内的空间中的装置，以及用于流体经催化剂或吸附剂流入和流出的装置。

背景技术

多种工艺使用径向流动反应器来提供流体与固体之间的接触。固体通常包括流体在其上反应以形成产品的催化材料或用于从流体中选择性地除去一种成分的吸附剂。这些工艺涵盖了大量的工艺，包括烃类转化、气体处理、和吸附分离。

径向流动反应器构造成使得该反应器具有环状结构并且有环状的分配和收集装置。用于分配和收集的装置包括某些类型的筛面。筛面用于将催化剂或吸附剂床保持就位且用于辅助压力在反应器或吸附器的表面上的分布，并促进径向流动通过反应器床。筛可以是金属丝网或其它材料制成的网，或多孔板。对于移动床，筛或网提供了一种屏障以防止固体催化剂颗粒的损失，同时允许流体流动通过床。筛要求用于允许流体通过的孔足够小以防止固体流动通过筛。固体催化剂颗粒在顶部被添加，且其流过装置并在底部被除去，同时穿过内置筛的外壳，该外壳允许流体在催化剂上流过。筛优选地由非反应性材料构造而成，但实际上筛通常因腐蚀而经历一些反应，并且随着时间推移而经受由被腐蚀的筛或网引起的问题。

用来将催化剂颗粒保持在床内的筛或网被大小确定为具有足够小以致颗粒不能通过的孔口。外部筛元件可以由将颗粒保持在其内部空间中的筒状筛提供，并且可供用于经筛与反应器的外壁之间的空间分配流体。外部筛元件的另一种设计是使用排列在反应器的壁周围的多个长形管道。长形管道的常见形状是扇形截面，其中扁平侧面靠着反应器的壁定位，并且更急剧地弯曲的侧面具有筛面，该筛面允许催化剂沿其流动，同时流体在长形管道内流动并经过筛面。扁平侧面成型为与反应器壁的曲线基本上一致，以最小化管道与反应器壁之间的容积。

普通类型的扇形筒设计可以在US 5,366,704和6,224,838中找到，其中扇形筒分别具有多孔板或纵向延伸的异型金属丝(profile wire)。

扇形筒设计的一个重大制造和维护问题是适应反应器外壳与扇形筒内部构件之间的不同热生长。这在使用具有机加工的密封板的机加工的立管的常规扇形筒中完成，所述密封板具有允许两个构件的独立移动的间隙。

图1示出具有典型设计的扇形筒105的径向流动反应器100的一个实施例。外管道110具有邻近容器壁120的后壁115。外管道110的正面125的至少一部分包括筛部130(例如，金属丝装置或穿孔板等)和实心部135。外管道110搁靠在外管道底部支承件137上。

存在中央管道140，其具有包括筛部150和实心部155的正面145。

催化剂床160位于外管道110的正面125与中央管道140的正面145之间。催化剂床160的形状取决于外管道110和中央管道140的形状。

立管165典型地通过形成单件的焊接而附接至外管道110。

进入的蒸气经立管165流入外管道110中，流经催化剂床160，并经中央管道140流出。