阅读说明：本技术 用于下流式反应器的污垢收集装置 (Dirt collecting device for downflow reactor ) 是由 徐占平 陈鹏飞 于 2018-12-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种污垢收集装置,该污垢收集装置位于下流式反应器头部内,用于从进料流中去除固体以增加反应器操作循环时间,而不影响用于催化剂装填的有效反应器空间和反应器压降。更具体地,污垢收集装置在粗液体分配托盘和蒸气-液体分配托盘上方的反应器容器的上部部分中。(The present invention relates to a fouling collection device located within a downflow reactor head for removing solids from a feedstream to increase reactor operating cycle time without affecting the effective reactor space and reactor pressure drop for catalyst loading. More specifically, the foulant collection device is in an upper portion of the reactor vessel above the raw liquid distribution tray and the vapor-liquid distribution tray.)

用于下流式反应器的污垢收集装置

技术领域

本发明涉及一种用于改善下流式反应器的操作的装置。更具体地，本发明涉及一种污垢收集装置，该污垢收集装置位于下流式反应器头部内，用于从进料流中去除固体以增加反应器操作循环时间，而不影响用于催化剂装填的有效反应器空间和反应器压降。

背景技术

在下流式反应器中，诸如在下流式反应器中，通常在第一催化剂床的顶部上放置一层过滤材料，以捕获微粒诸如细粒和污垢。典型地，该层可以是6至36英寸厚，并且减少了催化剂所占据的可用空间。另外，当固体聚积在过滤材料层内或在过滤材料与催化剂床之间从而引起高压降时，必须在操作周期内去除并替换过滤材料。在商业操作中，进料速率可以广泛地变化(例如，设计的60％至110％)。挑战是设计一种污垢收集装置，该污垢收集装置可以有效地从反应器进料流中去除固体，而不会减少催化剂装填，并且可以在检修期间容易地清洁和维护。

发明内容

本发明涉及一种反应器，该反应器包括上部部分和下部部分，其中上部部分包含污垢收集装置。污垢收集装置由位于粗液体分配托盘上方的过滤区域组成，并且其中蒸气-液体分配托盘位于粗液体分配托盘的下方，并且其中下部部分包含催化剂床。过滤区域可以包括具有相同或不同物理和化学性质的单层或多层过滤材料。过滤区域包含多孔陶瓷颗粒或实现类似功能的其他材料。过滤材料被附接到粗液体分配托盘的底板上的圆筒形侧壁封闭。该圆筒形壁的直径小于粗液体分配托盘的直径。过滤区域通过多个隔离物或格栅材料在粗液体分配托盘的底部穿孔板上方间隔开，使得粗液体分配托盘的底板上的孔不会被过滤材料堵塞。隔离物或格栅直接安置在圆筒形侧壁内的粗液体分配托盘的穿孔板上。可以在隔离物或格栅上方以及在过滤床的底部放置一层金属丝网，以使过滤材料不会掉落到粗液体分配托盘的穿孔板上。具有帽的多个上升筒附接到粗液体分配托盘的穿孔板的底部以用于液体溢流，使得托盘可以在宽范围的液体流量下操作，同时在操作期间在过滤区域中保持充满液体，以便使固体去除效率最大化。将帽添加到上升筒是为了确保溢流液体必须从靠近托盘底层的帽底部处的间隙进入上升筒，使得溢流液体不会绕过用于固体去除材料的过滤材料。

附图说明

图1示出了反应器的上部部分，示出了位于分配托盘上方的污垢收集装置。

具体实施方式

现在已经发现，优选不同的布置以从下流式反应器中的进料流中过滤微粒。更具体地，污垢收集装置位于下流式反应器的上部部分或反应器头部内，用于从进料流中去除固体并增加反应器操作循环时间，而对用于催化剂加载的有效反应器空间量没有任何影响。还发现，通过在装置内保持一定液位以提高液体流分布的均匀性并降低通过过滤区域的液体流速，可以大大提高固体去除效率和过滤材料用于固体去除的有效使用。这通过位于反应器头部内的特别设计的污垢收集装置实现。如图1所示，污垢收集装置由圆筒形侧壁28和位于粗液体分配托盘22上方的一层或多层过滤材料44构成。可以在RLDT的穿孔板14和过滤床之间放置一层格栅和金属丝网16，使得过滤材料不会掉落到穿孔板上导致孔被堵塞。具有帽30的多个上升筒附接到圆筒形壁28内的穿孔板14上，以用于在高进料速率下的液体溢流。过滤床32包含具有相同或不同物理和化学性质的一层或多层过滤材料。在过滤材料的顶部可存在压紧网格，以防止过滤材料四处移动。圆筒形侧壁的顶部开有凹口，用于控制在堵塞过滤床时在壁的顶部周围的液体溢流。具有帽的上升筒在过滤床顶部上方延伸，并且溢流液体需要在进入上升筒之前通过过滤床。上升筒的高度设计成在液体通过上升筒溢流之前在污垢收集装置中保持一定液位。来自穿孔底板的液体和来自上升筒的溢流液体掉落到下面的蒸气-液体分配托盘上进行再分配。上升筒的尺寸和位置设定成使得如果分配器在蒸气进入开口的顶部上方没有帽，则溢流液体不会掉落到蒸气-液体分配托盘上的多个分配器的顶部上。

气体和液体通过入口分配器34进入反应器。入口流动流可由分配器顶部的孔板垂直向下矫直。液体分布在污垢收集装置的顶部上。气体在入口分配器34和污垢收集装置20的顶部之间的空间中与液体分离。液体向下流动通过污垢收集装置，而气体通过圆筒形侧壁28和反应器头部12之间的开口环形区域。在气体绕过过滤材料的情况下，即使过滤材料填充有固体，压降也不会增加。

通过这种设计，可以通过顶部反应器头部12内的附加过滤床增加反应器循环时间，或者通过减少催化剂床顶部上的过滤器材料增加催化剂装填。

离开过滤区域的液体由下方的粗液体分配托盘22重新分配。气体和液体然后通过与粗液体分配托盘流体连通的蒸气-液体分配托盘24分配到催化剂床。粗分配托盘22包括上部液体保持挡板36。

如图1所示，根据本发明的一个或多个实施方案，为了从反应器10内去除液体流中的污垢和细粒，示出具有圆形上部部分12的外反应器壳体。反应器10的下部部分包含催化剂床26。污垢收集装置20位于粗液体分配托盘22和蒸气-液体分配托盘24的上方。在污垢收集装置20中，过滤区域32位于具有一系列开口18的底板14上方的较短距离处。格栅的部分放置在底部穿孔板14上的圆筒形侧壁28内，用于将过滤材料支撑在过滤区域32中。格栅大部分是打开的(超过50％)，以便不限制液体流动通过污垢收集装置至粗液体分配托盘22。底板14上的穿孔18的总开口面积被设计成使得在最小操作液体负载下在污垢收集装置内保持一定液位。污垢收集装置20的圆筒形侧壁28的顶部具有凹口或开口(诸如三角形或矩形的开口)，以在过滤区域被固体堵塞的情况下用于液体溢流。为了防止溢流液体绕过过滤区域而不进行过滤，将具有帽30的一个或多个上升筒附接到粗液体分配托盘22。上升筒向上延伸到粗液体分配托盘22上方，用于在液体通过上升筒溢流之前在托盘上保持一定液位。上升筒顶部上的帽在粗液体分配托盘的穿孔板上方间隔较短距离以便液体进入，这样溢流液体不会绕过过滤材料。上升筒和帽可以设计成各种形状和尺寸，并且优选地溢流液体不会掉落到分配器40的顶部上。在图1所示的示例中，共有8个矩形上升筒和帽30。还可以使用圆形或正方形形状的上升筒和盖。然后，来自污垢收集装置的液体向下流至粗液体分配托盘22，以重新分配至蒸气-液体分配托盘24。然后，来自蒸气-液体分配托盘24的气体和液体通过下面的催化剂床26。蒸气-液体分配托盘24具有多个分配器40，用于将气体和液体均匀地分配在催化剂床26的顶部上。

污垢收集装置20、粗液体分配托盘22和蒸气-液体分配托盘24可以由在附接到反应器壳体42的一个支撑环上的一组双桁架梁支撑。

在过滤区域32中使用的过滤材料44可以包括颗粒、薄片或本领域已知的多孔材料的其他构型。用于过滤区域的优选材料是具有高内部孔隙率的陶瓷颗粒，诸如可从位于美国德克萨斯州休斯顿(Houston，Texas USA)的结晶相技术公司(CrystaphaseTechnologies，Inc.)获得的产品。具有相同或不同物理和化学性质的一层或多层过滤材料44可用于过滤区域32中。可以使用其他过滤材料。格栅或上面支撑过滤材料44的具有金属丝网片16的格栅具有小于过滤材料44的尺寸的开口。

关于从液体中收集固体材料，该构型还减少了粗液体分配托盘22和蒸气-液体分配托盘24被固体堵塞的趋势。通过粗液体分配托盘22和蒸气-液体分配托盘24的液体分配质量也被发现得到改善，这是由于上面的污垢收集装置20减少了粗液体分配托盘22上的液体干扰。

可以使用各种方法(诸如插口或桶)将过滤材料加载到污垢收集装置中，并且通过真空将其去除。在检修期间去除过滤材料后，该装置易于清洁和维护。

由于整个污垢收集装置填充了过滤材料44，并且过滤材料的总空隙率可以高达93％，因此该装置具有较高的固体去除能力。固体去除效率也很高，这是由于污垢收集装置的特殊设计，其中过滤材料大部分浸没在液体池中，并且在装置达到固体去除的全部能力之前，没有液体不经过过滤而绕过装置。

具体的实施方案

虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。

虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。

本发明的第一实施方案是一种设备，该设备包括上部部分和下部部分，其中该上部部分包含在粗液体分配托盘上方的污垢收集装置，其中蒸气-液体分配托盘位于粗液体分配托盘下方，并且其中污垢收集装置包括附接到粗液体分配托盘的底板上的圆筒形壁和坐置在具有多个穿孔的粗液体分配托盘底板上的一层间隔材料、以及附连到粗液体分配托盘的具有帽的一系列上升筒。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置具有在底板上方间隔较短距离的过滤区域，并且该过滤区域包括具有相同物理和化学性质的单层过滤材料。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中圆筒形壁的直径小于粗液体分配托盘的直径；本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置具有过滤区域，该过滤区域具有两层或更多层具有不同物理或化学性质的过滤材料。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中过滤区域包括多孔陶瓷颗粒。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中过滤区域包括过滤材料，该过滤材料包含用于促进某些化学反应的活性材料。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置通过多个隔离物或格栅在粗液体分配托盘上方间隔开。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置包括异型钢丝。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置包括格栅。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置包括金属丝网。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置包括由帽覆盖的上升筒。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中上升筒和帽呈横跨粗液体分配托盘定位的长矩形形状。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中上升筒和帽呈横跨粗液体分配托盘分布的圆形或正方形形状。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中上升筒的尺寸设定成使得通过上升筒溢流的液体不会掉落到蒸气-液体分配托盘上的分配器的顶部上。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置的侧壁包含凹口。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中帽包括在过滤床下方向下延伸的上部部分。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中粗液体分配托盘包含孔，该孔的数量和尺寸设定成在污垢收集装置内产生期望的液位。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中粗液体分配托盘大于污垢收集装置，使得来自侧壁的溢流液体能够被粗液体分配托盘捕获以进行再分配。

本发明的第二实施方案是一种设备，该设备包括上部部分和下部部分，其中该上部部分包含位于粗液体分配托盘上方的污垢收集装置，其中蒸气-液体分配托盘位于粗液体分配托盘下方，并且其中粗液体分配托盘包括多个上升筒和帽。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中污垢收集装置包括过滤区域，其中该过滤区域包括具有相同或不同物理或化学性质的一层或多层过滤材料。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中过滤区域包括多孔陶瓷颗粒。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中粗液体分配托盘包含大小和数量设定成在过滤区域内产生期望的液位的孔。

尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员通过使用前面的描述可最大程度利用本发明并且可容易地确定本发明的基本特征而不脱离本发明的实质和范围以作出本发明的各种变化和修改，并且使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。