Диск, ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток, и реактор
DISC HAVING IMPACT ABSORBING ACTION AND CREATING UNIFORM FLOW AND REACTOR

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к области оборудования для химической обработки, в частности, к диску, ослабляющему ударное воздействие и создающему равномерный поток, и к реактору.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технология гидрогенизации становится все более важной и приобретает все более важную роль в нефтеперерабатывающей промышленности. Может ли реакция гидрогенизации стабильно работать, может ли катализатор гидрогенизации полностью играть свою роль и получают ли продукт высокого качества, во многом зависит от равномерности распределения газожидкостного материала в слое катализатора в реакторе гидрогенизации. Реактор гидрогенизации содержит входной диффузор, газожидкостный распределитель, корзину для улавливания накипи, опорные элементы слоя катализатора, водородный криогенный блок, выпускной коллектор и инертные керамические шарики и т.д., причем все элементы в нем оказывают непосредственное влияние на эффективность катализатора и являются наиболее важными для газожидкостного распределителя и водородного криогенного блока. Функция газожидкостного распределителя состоит в том, чтобы распределять и смешивать газофазное сырье и жидкое сырье и равномерно распылять их на поверхность слоя катализатора, чтобы улучшать состояние потока жидкой фазы в слое катализатора. Распределение реакционного материала через газожидкостной распределитель подразумевает макроскопическую однородность и микроскопическую однородность.
Макроскопическая однородность газожидкостного распределителя определяется как то, что количество жидкой фазы, протекающей через каждый распределитель, равно количеству объема газовой фазы, протекающей через распределитель, для обеспечения «равномерного» покрытия материала на слое катализатора. Трудно достичь высокой макроскопической однородности распределения жидкости, поскольку диаметр реактора гидрогенизации в наши дни становится все больше и больше, а тарелки распределительной колонны собираются из блоков, и невозможно точно обеспечить горизонтальность поверхности распределительной пластины. Обычно поверхность распределительной пластины может быть наклонена от горизонтального направления на угол в 1/8°-1/2°, причем угол наклона может достигать 3/2° из-за ошибки установки. Даже если тарелка колонны первоначально установлена горизонтально, поверхность пластины тарелки может потерять свою горизонтальность при совместном действии теплового расширения и ударной нагрузки материала во время работы. Поэтому макроскопическая однородность распределения жидкой фазы должна обеспечиваться благодаря конструкции распределителя.
Кроме того, поскольку установлен входной диффузор, остаточная кинетическая энергия переноса потока материала может создавать большое ударное усилие; более того, поскольку материал подается через входной диффузор в центральном положении, кинематическая траектория потока материала, образовавшегося в закрытом пространстве реактора, представляет собой линию уклона, а жидкая фаза с кинетической энергией создает явление «надвигания волны» на жидкостной слой на тарелке колонны под верхним распределителем, что приводит к неблагоприятному состоянию входа в распределитель, которое зависит от горизонтальности тарелки колонны. Даже распределитель, обладающий наилучшей производительностью, не может обеспечить равномерное распределение материала при условии наличия жидких слоев на разных глубинах, а увеличение разности температур в радиальном направлении неизбежно.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения проблемы неравномерности распределения материала через распределитель, существующей в известном уровне техники, настоящее изобретение предлагает ослабляющий ударное воздействие* и создающий равномерный поток диск, который может равномерно распределять поток материала.
Для достижения этой цели настоящее изобретение в соответствии с одним аспектом предлагает ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск, содержащий тарелку колонны, патрубок для сброса материала, проходящий сквозь тарелку колонны, и ослабляющее ударное воздействие устройство, выполненное с возможностью амортизации кинетической энергии наклонно падающего потока материала, при этом ослабляющее ударное воздействие устройство имеет направляющую поверхность, выполненную с возможностью направления потока наклонно падающего материала для прохождения вдоль направляющей поверхности и падения вертикально к тарелке колонны, а в части патрубка для сброса материала над тарелкой колонны имеются переливные отверстия, при этом указанный диск содержит множество патрубков для сброса материала и множество ослабляющих ударное воздействие устройств, выполненных с возможностью обеспечения функции по амортизации падающего материала для указанного множества патрубков для сброса материала.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, оно относится к реактору, который содержит входной диффузор и ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск, предложенный в настоящем изобретении, причем указанный диск расположен в верхнем закрытом пространстве реактора или на верхнем конце корпуса реактора, а входной диффузор выполнен с возможностью подачи материала к указанному диску.
В вышеупомянутой технической схеме устройство, ослабляющее ударное воздействие, может амортизировать кинетическую энергию потока материала и/или препятствовать прямому попаданию потока падающего материала в патрубок для сброса материала; вместо этого, поток материала падает на тарелку колонны и образует слой жидкости с определенной глубиной до того, как он будет распределен через переливные отверстия; таким образом, можно избежать неравномерности распределения материала, вызванного отклонением от горизонтальности тарелки колонны. Кроме того, поскольку поток материала сначала формирует слой жидкости, а затем распределяется через переливные отверстия, ударное усилие, создаваемое остаточной кинетической энергией, устраняется, и при этом также исключается явление «надвигания волны». Поэтому ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск, предложенный в настоящем изобретении, может равномерно распределять поток материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 изображает схематическую структурную схему первого варианта выполнения ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 2 изображает частично увеличенный вид ослабляющего ударное воздействие устройства, показанного на Фиг. 1;
Фиг. 3 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 2;
Фиг. 4 изображает схематическую структурную схему второго варианта выполнения ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 5 изображает частично увеличенный вид ослабляющего ударное воздействие устройства, показанного на Фиг. 4;
Фиг. 6 изображает частично увеличенный вид другого примера ослабляющего ударное воздействие устройства, показанного на Фиг. 4;
Фиг. 7 изображает вид сверху устройства, показанного на Фиг. 5;
Фиг. 8 изображает разрез патрубка для сброса материала, показанного на Фиг. 4;
Фиг. 9 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 4;
Фиг. 10 изображает схематическую структурную схему третьего варианта выполнения ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 11 изображает частично увеличенный вид ослабляющего ударное воздействие устройства, показанного на Фиг. 10;
Фиг. 12 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 10;
Фиг. 13 изображает схематическую структурную схему четвертого варианта выполнения ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с изобретением;
Фиг. 14 изображает частично увеличенный вид ослабляющего ударное воздействие устройства, показанного на Фиг. 13;
Фиг. 15 изображает вид сверху устройства, показанного на Фиг. 14;
Фиг. 16 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 13;
Фиг. 17 изображает схематическую структурную схему пятого варианта выполнения ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 18 изображает внешний вид устройства, показанного на Фиг. 17;
Фиг. 19 изображает структурную схему цилиндрического элемента, показанного на Фиг. 18;
Фиг. 20 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 17;
Фиг. 21 изображает схематическую структурную схему шестого варианта выполнения ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с изобретением;
Фиг. 22 изображает вид сверху ослабляющей ударное воздействие пластины и патрубка для сброса материала, показанных на Фиг. 21;
Фиг. 23 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 21;
Фиг. 24 изображает схематическую структурную схему седьмого варианта выполнения ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с изобретением;
Фиг. 25 изображает частично увеличенный вид ослабляющего ударное воздействие устройства, показанного на Фиг. 24;
Фиг. 26 изображает вид сверху устройства, показанного на Фиг. 25;
Фиг. 27 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 24;
Фиг. 28 изображает вид сверху устройства, показанного на Фиг. 27;
Фиг. 29 изображает схематическую структурную схему восьмого варианта выполнения ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 30 изображает частично увеличенный вид ослабляющего ударное воздействие устройства, показанного на Фиг. 29;
Фиг. 31 изображает вид сверху в разрезе устройства, показанного на Фиг. 30;
Фиг. 32 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 29;
Фиг. 33 изображает вид сверху устройства, показанного на Фиг. 32;
Фиг. 34 изображает схематическую структурную схему девятого варианта ослабляющего ударное воздействие и создающего равномерный поток диска, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 35 изображает частично увеличенный вид ослабляющего ударное воздействие устройства, показанного на Фиг. 34;
Фиг. 36 изображает вид сверху устройства, показанного на Фиг. 35;
Фиг. 37 изображает функциональную схему уменьшения ударного воздействия, достигаемого ослабляющим ударное воздействие устройством, показанным на Фиг. 34;
Фиг. 38 изображает схему, иллюстрирующую места измерения температуры в радиальном направлении на жидкостном слое в Контрольных примерах и вариантах выполнения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ
100 - тарелка колонны; 110 - часть тарелки колонны; 120 - фитинг; 130 -опорный элемент; 140 - изогнутая кромка; 200 - патрубок для сброса материала; 201 - переливное отверстие; 210 - верхняя поверхность; 220 - поверхность выреза; 230 - корпус патрубка; 240 - сетчатый фильтр; 300 - ослабляющее ударное воздействие устройство; 310 - пластина; 311 - первый соединительный элемент; 320 - боковая стенка; 321 - первый зубчатый паз; 330 - перегородка; 331 - соединительное отверстие; 340 - барьерная решетка; 341 - решетчатая пластина; 342 - соединительный стержень; 343 - второй соединительный элемент; 350 - цилиндрический элемент; 351 - сквозное отверстие; 360 - ослабляющая ударное воздействие пластина; 361 - плоская пластина; 362 - первая изогнутая пластина; 363 - вторая изогнутая пластина; 363а - прямая поверхность; 370 - ослабляющая ударное воздействие гильза; 371 - третий соединительный элемент
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Ниже описаны некоторые варианты выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Следует понимать, что описанные здесь варианты выполнения предназначены только для описания и объяснения изобретения, но не должны рассматриваться как составляющие какое-либо его ограничение.
В соответствии с одним аспектом изобретения, в нем предложен ослабляющий ударное воздействие и создающее равномерный поток диск, содержащий тарелку 100 колонны, патрубок 200 для сброса материала, проходящий сквозь тарелку 100, и ослабляющее ударное воздействие устройство 300, выполненное с возможностью амортизации кинетической энергии потока наклонно падающего материала, причем устройство 300 имеет направляющую поверхность, выполненную с возможностью направления потока наклонно падающего материала для протекания вдоль направляющей поверхности и вертикального падения на тарелку 100, причем на части патрубка 200 над тарелкой 100 расположены переливные отверстия 201, и при этом указанный диск содержит множество патрубков 200 и множество устройств 300, выполненных с обеспечением функции амортизации падающего материала для множества патрубков 200.
Указанный диск, предложенный в изобретении, использует устройство 300 для амортизации кинетической энергии потока материала, так что поток материала может протекать вдоль направляющей поверхности и падать на тарелку 100 и формировать жидкостной слой с определенной глубиной перед его распределением через переливные отверстия 201. Таким образом, можно избежать неравномерности распределения материала, вызванной отклонением от горизонтальности тарелки колонны. Кроме того, поскольку поток материала сначала формирует жидкостной слой, а затем распределяется через переливные отверстия 201, ударное усилие, создаваемое остаточной кинетической энергией, устраняется, а явление «надвигания волны» исключается. Поэтому указанный диск, предложенный в изобретении, может равномерно распределять поток материала.
При использовании после того, как поток материала поступает в патрубок 200 через переливные отверстия 201, он может направляться через патрубок 200 и падать вертикально, так что исходное наклонное состояние потока изменяется на вертикальное состояние и материал падает естественным образом. Таким образом, исключается явление «надвигания волны» потока материала на жидкий слой на распределительной тарелке под ослабляющим ударное воздействие и создающим равномерный поток диском. Кроме того, поток материала, амортизированный устройством 300, падает в тарелку 100 и формирует жидкий слой с равномерной глубиной прежде, чем он упадет через переливные отверстия 201 в распределительную тарелку. Таким образом, обеспечивается плавное, устойчивое и равномерное условие текучести текучей среды, улучшается условие потока текучей среды и реализуется предварительное распределение материала.
В этом случае существует множество ослабляющих ударное воздействие устройств, которые могут обеспечивать функцию амортизации для падающего материала для каждого из множества патрубков 200. В соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения, каждый патрубок 200 может иметь свое соответствующее устройство 300 (например, вариант выполнения, показанный на Фиг. 1), или же множество патрубков 200 может иметь одно и то же устройство 300 (например, вариант выполнения, показанный на Фиг. 17). Ниже будут описаны различные варианты выполнения устройства 300, предложенного в настоящем изобретении, со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Чтобы обеспечить функцию амортизации для потока материала, падающего наклонно из патрубка 200, устройство 300 может содержать пластину 310, которая расположена над патрубком 200 и выполнена с возможностью покрытия верхнего конца патрубка 200. Таким образом, поток материала может сначала падать на пластину 310, а затем протекать вдоль пластины 310 и падать с края пластины 310 вдоль ее стороны в тарелку 100 колонны (в этом случае сторона представляет собой направляющую поверхность, а поток материала направляется направляющей поверхностью для вертикального протекания и падения в тарелку 100); таким образом, пластина 310 блокирует поток материала и одновременно амортизирует кинетическую энергию потока материала и предотвращает непосредственный вход материала в патрубок 200.
Предпочтительно, как показано на Фиг. 1-3, устройство 300 содержит боковую стенку 320, которая проходит вверх от края пластины 310. В этом случае вертикальная боковая стенка 320 является направляющей поверхностью, а поток материала направляется для протекания вдоль направляющей поверхности по вертикали. Таким образом, после того, как поток материала падает на пластину 310, а жидкий слой накапливается до заданной высоты с помощью боковой стенки 320, поток материала может протекать через боковую стенку 320 и затем падать в тарелку 100 колонны. Также может быть устранена кинетическая энергия потока материала и в других направлениях, за исключением вертикального направления, так что поток материала имеет только кинетическую энергию, генерируемую естественным падением, когда поток материала падает в тарелку 100 колонны.
Кроме того, по меньшей мере на части верхнего края боковой стенки 320 может быть выполнен первый зубчатый паз 321. Таким образом, поток материала, который упал на пластину 310, может переливаться и падать, когда материал накапливается до высоты основания зубцов первого зубчатого паза 321. С помощью первого зубчатого паза 321 потоком материала можно лучше управлять для равномерного перелива вдоль устройства 300, через первый зубчатый паз 321. Как показано на Фиг. 2, несколько первых зубчатых пазов 321 может быть расположено на верхнем крае боковой стенки 320 с равномерным интервалом, так что материал может падать равномерно вдоль верхнего края боковой стенки 320.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения, как показано на Фиг. 4-7, 9 и 10-12, устройство 300 может содержать множество перегородок 330, которые проходят вверх от пластины 310 и обращены к потоку падающего материала, причем перегородки 330 проходят от одной стороны пластины 310 к ее другой стороне, а между смежными перегородками 330 образован канал для выгрузки материала. Таким образом, материал может падать в заданных положениях через каналы для выгрузки материала. В этом случае боковые поверхности пластины 310 являются направляющими поверхностями, а поток материала направляется вдоль направляющих поверхностей вертикально.
В этом случае множество перегородок 330 может быть расположено параллельно друг другу, и поверхности их пластин могут отстоять друг от друга с интервалом, чтобы образовывать обычный канал для выгрузки материала. Кроме того, перегородки 330 проходят вверх вертикально от пластины 310, чтобы избежать каких-либо дополнительных помех падающему материалу, которые могут привести к снижению эффективности падения материала.
Кроме того, предпочтительно, как показано на Фиг. 6 и 11, перегородка 330 имеет соединительное отверстие 331, которое проходит сквозь перегородку 330 так, что материал может проходить через соседние каналы для выгрузки материала, сообщающиеся друг с другом через отверстие 331 с тарелкой 100 колонны, по существу с одной и той же скоростью потока материала.
В этом случае устройство 300 может быть установлено и закреплено любым надлежащим образом. Например, в варианте выполнения, показанном на Фиг. 10-12, верхний конец патрубка 200 имеет вырез, так что верхний конец имеет верхнюю поверхность 210 и поверхность 220 выреза, расположенную под верхней поверхностью 210, а пластина 310 соединена с верхней поверхностью 210. Таким образом, с одной стороны, патрубок 200 может использоваться в качестве установочного основания для устройства 300. С другой стороны, газофазный канал для потока материала может быть образован через вырез, так что часть газофазного материала в потоке материала может быстро поступать в патрубок 200 через вырез, а не входить через переливные отверстия 201 вместе с остальной частью потока материала.
По усмотрению, в варианте выполнения, показанном на Фиг. 1 и 4, пластина 310 соединена посредством первого соединительного элемента 311 с патрубком 200. Кроме того, между пластиной 310 и верхним концом патрубка 200 образован зазор, формирующий газофазный канал, так что часть газофазного материала в потоке материала может быстро входить в патрубок 200 через зазор, а не поступать через переливные отверстия 201 вместе с остальной частью потока материала.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения, как показано на Фиг. 13-16, устройство 300 содержит барьерную решетку 340, расположенную над патрубком 200. Барьерная решетка 340 обеспечивает эффект, аналогичный эффекту пластины 310, которая может одновременно амортизировать кинетическую энергию потока материала и предотвращать непосредственное поступление материала в патрубок 200.
В этом случае барьерная решетка 340 может содержать множество решетчатых пластин 341, которые расположены наклонно относительно направления патрубка 200 и обращены к потоку падающего материала, причем решетчатые пластины 341 параллельны друг другу и их поверхности пластин отстоят друг от друга на внутренней поверхности. Таким образом, с одной стороны, решетчатая пластина 341 амортизирует кинетическую энергию потока материала и предотвращает непосредственное поступление материала в патрубок 200; с другой стороны, поток материала, который падает на решетчатые пластины 341, может проходить вдоль решеточных пластин 341 и естественным образом падать с краев решетчатых пластин 341 на тарелке 100 колонны. В этом случае поверхности решетчатых пластин 341 являются направляющими поверхностями, а поток материала направляется в направлении вдоль направляющих поверхностей к краям решетчатых пластин 314, а затем падает вертикально естественным образом.
Для удобства установки, как показано на Фиг. 15, барьерная решетка 340 содержит соединительный стержень 342, который соединяет решетчатые пластины 341; таким образом, путем установки и регулировки соединительного стержня 342 решетчатые пластины 341 могут быть установлены и их положения могут быть скорректированы как единое целое.
Вследствие того, что поток материала, который падает на решетчатые пластины 341 решетки, проходит под наклоном вдоль решетчатых пластин 341 на определенное расстояние, поток материала, когда он падает с краев решетчатых пластин 341, имеет скорость и кинетическую энергию в других направлениях, в дополнение к вертикальному направлению. Правильно регулируя размеры и углы наклона решетчатых пластин 341, такая нежелательная кинетическая энергия может быть сведена к минимуму, тогда как падающий материал амортизируется. В частности, соединительный стержень 342 может быть расположен горизонтально, параллельно тарелке 100 колонны, а угол «а» между решетчатыми пластинами 341 и соединительным стержнем 342 может составлять от 10° до 170°, предпочтительно от 20° до 45°. Ширина «В» решетчатых пластин 341 может составлять от 10 до 200 мм, предпочтительно от 50 до 120 мм. Расстояние «L» между соседними решетчатыми пластинами 341 может составлять от 10 до 300 мм, предпочтительно от 50 до 150 мм.
Аналогичным образом, патрубок 200 может использоваться в качестве установочного основания для устройства 300, а барьерная решетка 340 соединена через второй соединительный элемент 343 с патрубком 200. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 14, соединительный стержень 342 соединен через второй соединительный элемент 343 с патрубком 200. В качестве альтернативы, некоторые решетчатые пластины 341 могут быть соединены через второй элемент 343 с патрубком 200. Кроме того, между решеткой 340 и верхним концом патрубка 200 имеется зазор, формирующий газофазный канал, так что часть газофазного материала в потоке материала может быстро поступать в патрубок 200 через зазор, а не входить через переливные отверстия 201 вместе с остальной частью потока материала.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения, устройство 300 главным образом используется для амортизации кинетической энергии потока материала, особенно кинетической энергии потока материала в других направлениях, за исключением вертикального направления. Как показано на Фиг. 17-20, устройство 300 содержит множество цилиндрических элементов 350, которые последовательно соединены друг с другом, при этом нижние части цилиндрических элементов 350 соединены с поверхностью тарелки 100, причем множество патрубков 200 расположено между соседними цилиндрическими элементами 350, а вершины цилиндрических элементов 350 выше, чем верхние концы патрубков 200. Таким образом, когда поток материала падает, он сначала ударяется о цилиндрический элемент 350, и его кинетическая энергия устраняется; затем материал скользит вдоль боковой стенки (направляющей поверхности) цилиндрического элемента 350 к тарелке 100. После того, как жидкостной слой накапливается до заданной высоты, материал протекает через переливные отверстия 201 в патрубке 200. Понятно, что цилиндрический элемент 350 обеспечивает функцию экранирования для патрубка для сброса материала и может по существу предотвращать непосредственное поступление потока материала в патрубок 200, поскольку верхняя часть цилиндрического элемента 350 выше, чем верхний конец патрубка 200.
В этом случае, чтобы избежать увеличения кинетической энергии в любом другом направлении, кроме вертикального направления, когда поток материала направляется со скольжением вдоль боковой стенки цилиндрического элемента 350, элемент 350 расположен перпендикулярно поверхности тарелки.
Кроме того, предпочтительно, цилиндрическая стенка цилиндрического элемента 350 имеет проходящее через нее сквозное отверстие 351, так что цилиндрические элементы 350, которые соосны друг другу, находятся в проточном соединении друг с другом и, следовательно, материал, протекающий между различными элементами 350, может войти в соответствующие патрубки 200 по существу с одинаковой скоростью потока.
Чтобы сформировать однородный слой жидкости на тарелке 100, имеется множество сквозных отверстий 351, которые расположены в окружном направлении цилиндрического элемента 350. Кроме того, высота сквозных отверстий 351 может соответствовать высоте переливных отверстий 201, чтобы гарантировать, что слои жидкости в местах расположения различных патрубков 200 одинаковы в реальном времени.
Чтобы обеспечить хорошую функцию амортизации материала, размеры цилиндрических элементов 350 могут быть рассчитаны надлежащим образом. Например, расстояние между соседними двумя цилиндрическими элементами 350 может быть в 0,5-1,5 раза больше высоты цилиндрического элемента 350, предпочтительно в 0,8-1,1 раза больше высоты цилиндрического элемента 350.
В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения, устройство 300 может содержать ослабляющую ударное воздействие пластину 360, расположенную сбоку от патрубка 200, которая обращена к падающему материалу, причем верхняя часть пластины 360 выше, чем верхний конец патрубка 200. Падающий поток материала сначала попадает в пластину 360 (поверхность пластины 360 является направляющей поверхностью) и скользит вдоль пластины 360 к тарелке 100 колонны, а затем входит в патрубок 200 через переливные отверстия 201.
Поскольку пластина 360 расположена сбоку от патрубка 200, который обращен к падающему материалу, то, с одной стороны, пластина 360 обеспечивает эффект амортизации кинетической энергии наклонно падающего потока материала; с другой стороны, пластина 360 может экранировать патрубок 200, чтобы предотвратить непосредственное поступление материала в патрубок 200.
Вследствие этого, чтобы избежать увеличения кинетической энергии в любом другом направлении, кроме вертикального направления, когда поток материала направляется со скольжением вниз по пластине 360, предпочтительно, пластина 360, расположена перпендикулярно поверхности тарелки колонны.
Чтобы обеспечить экранирующий эффект для патрубка 200, пластина 360 может быть прикреплена к верхней части патрубка 200.
В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, как показано на Фиг. 21-23, пластина 360 представляет собой плоскую пластину 361. В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения, как показано на Фиг. 24-28, пластина 360 представляет собой первую изогнутую пластину 362, которая охватывает патрубок 200. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 21-28, переливные отверстия 201 могут быть расположены в любом месте патрубка 200, при этом поток материала будет протекать вниз вдоль плоской пластины 361 или первой изогнутой пластины 362, после ее попадания на плоскую пластину 361 или первую изогнутую пластину 362, так, что слой жидкости накапливается, а затем материал протекает через переливные отверстия 201 в патрубок 200.
В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения, как показано на Фиг. 29-33, пластина 360 представляет собой вторую изогнутую пластину 363, которая охватывает патрубок 200, причем конец изогнутой кромки второй изогнутой пластины 363 имеет прямую поверхность 363а, которая направляет поток материала вовнутрь, а переливные отверстия 201 расположены на участке патрубка 200 на расстоянии от второй изогнутой пластины 363, причем верхний конец второй изогнутой пластины 363 расположен не ниже верхнего конца патрубка 200. Таким образом, падающий поток материала сначала попадает на вторую изогнутую пластину 363 и направляется вниз вдоль второй изогнутой пластины 363 к тарелке 100 колонны, а затем поток материала направляется прямой поверхностью 363а для прохождения в пространство, охваченное второй изогнутой пластиной 363, и протекает в патрубок 200 через переливные отверстия 201, выполненные в патрубке 200.
В этом случае верхний конец второй изогнутой пластины 363 не ниже верхнего конца патрубка 200, то есть верхний конец второй изогнутой пластины 363 может быть расположен заподлицо с верхним концом патрубка 200 или выше него. В случае, когда верхний конец второй изогнутой пластины 363 выше, чем верхний конец патрубка 200, вторая изогнутая пластина 363 не только может обеспечивать функцию амортизации кинетической энергии, но также может экранировать верхний конец патрубка 200, чтобы предотвратить прямое попадание материала в патрубок 200.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения, как показано на Фиг. 34-37, устройство 300 содержит ослабляющую ударное воздействие гильзу 370, которая вставлена над верхней частью патрубка 200, причем верхняя часть гильзы 370 выше, чем верхняя часть патрубка 200, а между гильзой 370 и патрубком 200 имеется боковой зазор. Таким образом, поток падающего материала попадает в гильзу 370 и скользит вниз вдоль боковой стенки (направляющей поверхности) гильзы 370 в тарелке 100 колонны, а затем входит в патрубок 200 через переливные отверстия 201.
В частности, поскольку гильза 370 установлена над верхней частью патрубка 200 и в качестве продолжения патрубка 200, поток материала будет блокироваться по существу гильзой 370 и, тем самым, скользить вниз вдоль гильзы 370, причем даже поток материала, который входит в гильзу 370, будет заблокирован и будет скользить вдоль внутренней стенки гильзы 370, а затем проходить через боковой зазор между гильзой 370 и патрубком 200 и падать в тарелке 100 колонны. Таким образом, практически исключается ситуация, когда поток материала непосредственно поступает в патрубок 200. Кроме того, путем выполнения бокового зазора между гильзой 370 и патрубком 200 может быть сформирован газофазный канал, при этом часть газофазного материала в потоке материала может быстро входить в патрубок 200 из верхнего конца патрубка 200 через зазор, а не через переливные отверстия 201 вместе с остальной частью потока материала.
В этом случае гильза 370 может быть прикреплена посредством третьего соединительного элемента 371 к патрубку 200. Третий соединительный элемент 371 может иметь любую подходящую форму, такую как форма стержня, при условии, что он может соединять гильзу 370 и патрубок 200 оставлять зазор между ними.
Кроме того, предпочтительно, чтобы край верхнего конца гильзы 370 мог быть расположен во втором зубчатом пазу. Благодаря выполнению второго зубчатого паза, когда поток материала, падающий наклонно, амортизируется, одна часть потока материала может ударяться о внешнюю стенку с одной стороны гильзы 370 и падать вдоль внешней стенки, тогда как другая часть потока материала может проходить через зазор между зубцами второго зубчатого паза, ударяться о внутреннюю стенку на противоположной стороне гильзы 370 и падать вдоль внутренней стенки; таким образом, часть потока материала, которая может быть самортизирована, поочередно разделяется на две части, то есть на часть, заблокированную наружной стенкой, и часть, заблокированную внутренней стенкой, т.е. радиальным направлением вышеупомянутого разделения гильзы 370 на одну сторону и противоположную сторону; кроме того, в двух частях, которые заблокированы наружной стенкой и внутренней стенкой, поток материала будет падать с горизонтальным интервалом, и, следовательно, воздействие на слой жидкости на тарелке 100 колонны уменьшается.
В этом варианте выполнения гильза 370 может быть соединена с верхним концом патрубка 200 или может частично перекрываться с верхней частью патрубка 200 в осевом направлении. Вышеупомянутый эффект амортизации потока материала может быть обеспечен за счет расчета радиального размера гильзы 370 и размеров части, которая выше, чем патрубок 200.
Кроме того, предпочтительно, патрубок 200, описанный в настоящем изобретении, может представлять собой конструкцию, которая выполняет функцию фильтра, чтобы обеспечивать эффект предварительной фильтрации для потока материала, который поступает в патрубок 200 через переливные отверстия 201. В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, патрубок 200 может быть образован сетчатым фильтрующим элементом, причем сетки сетчатого фильтрующего элемента могут служить в качестве переливных отверстий 201. По усмотрению, для удобства работ по техническому обслуживанию, патрубок 200 может содержать корпус 230 и сетчатый фильтр 240, обернутый по окружности корпуса 230 патрубка. Тогда как переливные отверстия 201 расположены в корпусе 230 патрубка, сетчатый фильтр 240 может покрывать переливные отверстия 201. Таким образом, если сетчатый фильтр 240 забит, то его можно заменить или удалить для очистки. Для удобства установки и обслуживания сетчатый фильтр 240 может иметь кольцевую часть, которая выполнена из эластичного материала и прикреплена к трубе 230. Таким образом, сетчатый фильтр 240 может быть установлен или удален путем упругого деформирования кольцевого элемента в радиальном направлении.
Кроме того, для удобства установки тарелка 100 колонны может быть выполнена как узел. В частности, как показано на Фиг. 1, 4, 10, 13, 17, 21, 24, 29 и 34, тарелка 100 содержит множество частей 110, которые собраны с помощью фитинга 120 для формирования поверхности тарелки колонны, при этом тарелка 100 колонны дополнительно содержит опорные элементы 130, которые поддерживают поверхность тарелки.
Кроме того, в варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, 4, 10, 13, 21, 24, 29 и 34, может быть расположено множество ослабляющих ударное воздействие устройств, причем патрубок 200 соответствует каждому иа указанных патрубков, чтобы обеспечивать функцию амортизации материала для всех патрубков 200. При этом патрубок 200 и соответствующие устройства 300 могут быть распределены на тарелке 100 согласно соответствующему правилу. Например, патрубок 200 и соответствующие устройства 300 могут быть расположены в треугольной, четырехугольной или круглой конфигурации. В предпочтительном случае, чтобы охватить область над тарелкой 100 колонны, насколько это возможно, с наименьшим количеством устройств 300, патрубок 200 и соответствующие устройства 300 могут быть расположены в равносторонней треугольной конфигурации.
Чтобы позволить потоку материала, который упал в тарелку 100 колонны, успешно войти в патрубок 200 через переливные отверстия 201, положения переливных отверстий 201 могут быть выбраны соответствующим образом, а края тарелки колонны могут быть выполнены с изогнутыми кромками 140, которые изогнуты вверх, чтобы образовать требуемый слой жидкости. Расстояние от центральной линии переливных отверстий 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны может составлять 5-100 мм, предпочтительно 30-50 мм, а высота изогнутой кромки 140 может составлять 5-100 мм, предпочтительно 30-50 мм.
Кроме того, размеры переливных отверстий 201 могут быть выбраны соответствующим образом, чтобы гарантировать, что поток материала может проходить через патрубок 200 с требуемым расходом и скоростью. Например, общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 каждого патрубка 200 может составлять от 10% до 100% от площади поперечного сечения патрубка 200, предпочтительно от 30% до 50% от площади поперечного сечения патрубка 200. Кроме того, диаметр патрубка 200 может составлять от 10 до 200 мм, предпочтительно от 20 до 110 мм. Высота патрубка 200 может составлять от 20 до 300 мм, предпочтительно от 50 до 120 мм.
Конкретные конструкции и параметры могут быть рассчитаны так, как требуется для различных вариантов выполнения. В частности:
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, площадь поперечного сечения пластины 310 может быть от 1 до 10 раз больше площади поперечного сечения патрубка 200, предпочтительно от 2 до 5 раз больше площади поперечного сечения патрубка 200. Пластина 310 может иметь конструкцию круглого диска или многоугольную конструкцию; в частности, пластина 310 может представлять собой конструкцию круглого диска, конструкцию ромбического диска, конструкцию треугольного диска, квадратную конструкцию или конструкцию трапециевидного диска, предпочтительно, представляет собой конструкцию круглого диска диаметром от 40 до 300 мм, предпочтительно от 60 до 120 мм. Между нижним краем пластины 310 и самым верхним краем патрубка 200 имеется зазор, служащий для формирования описанного выше газофазного канала. Зазор может составлять от 5 до 200 мм, предпочтительно от 10 до 50 мм. Высота боковых стенок 320 пластины 310 может составлять от 5 до 80 мм, предпочтительно от 30 до 50 мм. Первый зубчатый паз 321 может иметь треугольную, четырехугольную или дугообразную форму, предпочтительно треугольную форму. Высота первого зубчатого паза 321 может составлять от 5% до 100% от высоты боковых стенок 320, предпочтительно от 30% до 60% от высоты боковых стенок 320.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 4, высота перегородки 330 может составлять от 5 до 200 мм, предпочтительно от 30 до 80 мм, а расстояние между смежными перегородками 330 может составлять от 5 до 100 мм, предпочтительно от 20 до 80 мм. Нижний край разделительной перегородки 330 соединен с верхней поверхностью пластины 310 без зазора, или же соединительное отверстие 331 расположено на нижнем краю перегородки 330, а расстояние от центральной линии отверстия 331 до верхней поверхности пластины 310 не превышает 30% от высоты перегородки 330, причем отверстия 331 в смежных двух перегородках 330 расположены в шахматном порядке, смещены друг от друга в горизонтальном направлении, чтобы избежать протекания материала вдоль прямой линии и неравномерного распределения в результате прямолинейного расположения всех отверстий 331. В этом случае отверстие 331 может иметь многоугольную форму (в частности, треугольную или четырехугольную форму), полукруглую форму или круглую форму, предпочтительно полукруглую форму. Линия нормали, проходящая через центральную точку перегородки 330 в направлении длины, перпендикулярна центральной линии патрубка 200 и пересекается с ней. Между нижней поверхностью пластины 310 и самой верхней кромкой патрубка 200 имеется зазор, причем зазор может составлять от 10 до 200 мм, предпочтительно от 30 до 80 мм. Осевая линия устройства 300 может проходить вдоль осевой линии патрубка 200 или не вдоль ее, предпочтительно вдоль осевой линии патрубка 200. Патрубок 200 может быть изготовлен из экрана Джонсона или выполнен из металлического трубчатого корпуса 230, обернутого снаружи сетчатым фильтром 240, причем может быть расположен один или несколько слоев сетчатых фильтров 240. В случае, когда патрубок 200 изготовлен из экрана Джонсона, расстояние между пазами может составлять от 0,01 до 0,1 мм, предпочтительно от 0,05 до 0,8 мм; в случае, когда патрубок 200 выполнен из трубчатого корпуса 230, обернутого снаружи сетчатым фильтром 240, переливные отверстия 201 расположены в трубчатом корпусе 230 с пористостью от 1% до 25%, предпочтительно от 15% до 20%; номер сетки сетчатого фильтра 240 может составлять от 20 до 300 меш, предпочтительно от 50 до 120 меш.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 10, конструкция и параметры устройства 300 аналогичны конструкции в варианте выполнения, показанном на Фиг. 4, при этом на верхнем конце патрубка 200 расположен наклонно проходящий вырез, образующий овальное поперечное сечение, а угол между поперечным сечением выреза на верхнем конце и горизонтальной плоскостью может составлять от 5° до 70°, предпочтительно от 20° до 45°.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 13, общая горизонтальная выступающая форма барьерной решетки 340 представляет собой четырехугольную или круглую форму (например, образованную четырехугольным вырезом). В случае круглой формы, форма горизонтальной выступающей решетчатой пластины 341 может иметь диаметр от 40 до 300 мм, предпочтительно от 60 до 120 мм. Барьерная решетка 340 содержит множество решетчатых пластин 341 и соединительный стержень 342, причем множество решетчатых пластин 341 соединены вместе посредством соединительного стержня 342, при этом соединительный стержень 342 проходит горизонтально и угол а между решетчатыми пластинами 341 и соединительным стержнем 342 может составлять от 10° до 170°, предпочтительно от 20° до 45°. Ширина решетчатых пластин 341 может составлять от 10 до 200 мм, предпочтительно от 50 до 120 мм; расстояние между соседними решетчатыми пластинами 341 может составлять от 10 до 300 мм, предпочтительно от 50 до 150 мм.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 17, цилиндрические элементы 350 могут быть расположены на тарелке 100 колонны концентрическим образом, причем цилиндрические элементы 350 могут быть расположены в от 2 до 30 слоев, предпочтительно от 8 до 20 слоев; высота цилиндрических элементов 350 может составлять от 10 до 400 мм, предпочтительно от 80 до 200 мм; несколько сквозных отверстий 351 расположено у нижнего края цилиндрического элемента 350, при этом сквозные отверстия 351 могут иметь полукруглую, круглую, четырехугольную или перевернутую треугольную конфигурацию, предпочтительно полукруглую конфигурацию; общая площадь поперечного сечения сквозных отверстий 351, расположенных в каждом цилиндрическом элементе 350, может быть от 0,5 до 1,8 раза больше площади поперечного сечения входной трубы реактора, предпочтительно от 0,8 до 1,2 раза больше площади поперечного сечения входной трубы реактора; расстояние в окружном направлении между соседними двумя сквозными отверстиями 351, расположенными в каждом цилиндрическом элементе 350, может составлять от 30 мм до 200 мм, предпочтительно от 50 мм до 120 мм; расстояние в радиальном направлении между соседними двумя сквозными отверстиями 351 может быть от 0,5 до 1,5 раза больше высоты сквозных отверстий 351, предпочтительно от 0,8 до 1,1 раза больше высоты сквозных отверстий 351.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 21, ослабляющая ударное воздействие пластина 360 представляет собой пластину в виде полосы, причем ширина пластины в форме полосы может составлять от 20 до 300 мм, предпочтительно от 80 до 200 мм; длина пластины в форме полосы может составлять от 50 до 300 мм, предпочтительно от 80 до 220 мм.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 24, пластина 360 представляет собой пластину, изогнутую симметрично, а угол изгиба пластины 360 обычно составляет от 15° до 180°, предпочтительно, от 90° до 120°; общая длина стороны пластины 360 может составлять от 20 мм до 200 мм, предпочтительно от 60 мм до 120 мм; высота пластины 360 обычно составляет от 30 мм до 200 мм, предпочтительно от 60 мм до 120 мм. Нижний край пластины 360 соединен с верхним краем патрубка 200, или же пластина 360 может частично перекрываться с патрубком 200. В случае, когда нижний край пластины 360 перекрывается патрубком 200, высота перекрытого участка может составлять от 10% до 100% от высоты патрубка 200, предпочтительно от 5 до 20% от высоты патрубка 200. Центральная плоскость угла изгиба пластины 360 проходит через осевую линию патрубка 200.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 29, пластина 360 представляет собой пластину, изогнутую симметрично, причем угол изгиба пластины 360 обычно составляет от 15° до 180°, предпочтительно от 90° до 120°, а общая длина стороны пластины 360 обычно составляет от 20 мм до 200 мм, предпочтительно от 60 мм до 120 мм. Верхний край пластины 360 находится заподлицо с или немного выше, чем верхний край патрубка 200, а высота части, находящейся выше верхнего края патрубка 200, обычно не превышает 30% от высоты патрубка 200 (часть, расположенная над тарелкой колонны). В настоящем изобретении верхний край пластины 360 обычно выше верхней торцевой поверхности патрубка 200 на более чем на 60 мм. В случае, когда верхний край пластины 360 выше, чем верхний край патрубка 200, нижний край пластины 360 обычно прикреплен к верхней поверхности тарелки 100 колонны. В этом случае центральная плоскость угла изгиба пластины 360 проходит через осевую линию патрубка 200.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 34, высота ослабляющей ударное воздействие гильзы 370 обычно составляет от 30 до 400 мм, предпочтительно от 100 до 300 мм; диаметр гильзы 370 обычно составляет от 30 до 260 мм, предпочтительно от 80 до 150 мм. Предпочтительно, второй зубчатый паз 321 расположен в отверстии на верхнем крае гильзы 370, причем второй зубчатый паз имеет треугольную, прямоугольную или дугообразную форму, предпочтительно треугольную форму. Высота второго зубчатого паза может составлять от 1% до 20% от высоты гильзы 370, предпочтительно от 2% до 10% от высоты гильзы 370. В горизонтальном направлении между гильзой 370 и патрубком 200 (например, расположенной концентрично) имеется зазор, служащий в качестве газофазного канала, причем ширина зазора обычно составляет от 5 до 200 мм, предпочтительно от 10 до 50 мм. Площадь поперечного сечения гильзы 370 может от 1 до 8 раз быть больше площади поперечного сечения патрубка 200, предпочтительно от 2 до 6 раз больше площади поперечного сечения патрубка 200. Нижний край гильзы 370 соединен с верхним краем патрубка 200, или же гильза 370 перекрывается с патрубком 200 для увеличения прочности установки гильзы 370 и уменьшения общей высоты устройства 300 и патрубка 200. В случае, когда гильза 370 частично перекрывается с патрубком 200, высота перекрытого участка обычно составляет от 5% до 30% от высоты патрубка 200, предпочтительно от 10% до 25% от высоты патрубка 200.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, настоящее изобретение относится к реактору, который содержит входной диффузор и ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск, предложенный в настоящем изобретении, причем указанный диск расположен в верхней крышке реактора или на верхнем конце корпуса реактора, а входной диффузор выполнен с возможностью подачи материала на указанный диск.
Наклонно падающий поток материала, обеспечиваемый входным диффузором, попадает в тарелку 100 колонны и сначала формирует слой жидкости с определенной высотой, а затем распределяется через переливные отверстия 201. Таким образом, можно избежать неравномерного распределения материала, вызванного отклонением от горизонтальности тарелки колонны. Кроме того, поскольку поток материала сначала формирует слой жидкости, а затем распределяется через переливные отверстия 201, ударное усилие, создаваемое остаточной кинетической энергией, устраняется, и исключается явление «надвигания волны». Поэтому реактор, предлагаемый в настоящем изобретении, может равномерно распределять поток материала через ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск и, тем, самым повышать эффективность последующей реакции.
Кроме того, чтобы равномерно распределять поток материала в верхнем положении реактора, указанный диск располагают на верхнем конце корпуса реактора над самой верхней распределительной тарелкой реактора.
Реактор, предлагаемый в изобретении, может быть подходящего типа, если он имеет входной диффузор или наклонно падающий поток материала. Например, реактор может представлять собой реактор гидрогенизации.
В дальнейшем преимущества реактора, предлагаемого в изобретении, будут описаны со ссылкой на варианты выполнения и Контрольные примеры.
Контрольный пример 1
-1
Используют реактор гидрогенизации, диаметр реактора составляет 3,2 м, пространство в верхней крышке свободно, верхняя распределительная тарелка размещена на входе в самый верхний слой катализатора, в верхней распределительной тарелке используется традиционный газожидкостный распределитель ERI с пузырьковыми колпачками, сырьем для гидрогенизации является нафта коксования, катализатором является катализатор гидроочистки FGH-21 из Фушунского Нефтехимического Научно-Исследовательского Института, рабочие условия в реакторе: парциальное давление водорода: 2,0 МПа, объемная скорость: 2,0 ч, объемное соотношение водорода и масла: 300:1, температура на входе в реактор: 280°С.
Пример 1
По сравнению с Контрольным примером 1, в Примере 1 настоящего изобретения ослабляющее ударное воздействие устройство 300 в варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на Фиг. 1, расположено в пространстве в верхней крышке реактора гидрогенизации и используется в комбинации с тарелками колонны и патрубками для сброса материала традиционного газожидкостного распределителя ERI с пузырьковыми колпачками, причем в патрубках 200 для сброса материала расположены переливные отверстия 201. Параметры устройства 300: пластина 310 - круглая дисковая конструкция диаметром 120 мм; высота боковых стенок 320 составляет 30 мм; на боковой стенке 320 расположен первый зубчатый паз 321 треугольной формы, а высота первого зубчатого паза 321 составляет 30% от высоты боковой стенки 320. Зазор между нижним краем пластины 310 и верхним краем патрубка 200 составляет 40 мм; количество устройств 300 равно количеству патрубков 200, а осевая линия пластины 310 совпадает с центральной линией патрубков 200, площадь поперечного сечения пластины 310 в 2 раза больше площади поперечного сечения патрубка 200.
Пример 2
Этот пример по существу тот же, что и в варианте выполнения 1, но традиционный газожидкостный распределитель ERI в реакторе гидрогенизации не используется; вместо этого используется ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск варианта выполнения, показанного на Фиг. 1. Высота патрубка 200 для сброса материала составляет 120 мм; в стенке патрубка 200 в горизонтальном направлении расположено два круглых переливных отверстия 201, а общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 составляет 30% от площади поперечного сечения патрубка 200; расстояние от центральной линии переливного отверстия 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны составляет 50 мм, а высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет два патрубка 200 и соответствующие ослабляющие ударное воздействие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300 расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении в слоях в Примерах 1 и 2 и в Контрольном примере 1 показаны в Таблице 1, причем положения точек а-е показаны на Фиг. 38.
Контрольный пример 2
-1
По сравнению с Контрольным примером 1, различия заключаются в следующем: реактор имеет диаметр 4,6 м, катализатором является катализатор гидроочистки FH-5A из Фушунского Нефтехимического Научно-Исследовательского Института, а рабочие условия реактора: парциальное давление водорода: 6,5 МПа, объемная скорость: 1,5 ч, объемное соотношение водорода и масла: 400:1, температура на входе в реактор: 320°С.
Пример 3
По сравнению с Контрольным примером 2, в Примере 3 настоящего изобретения ослабляющее ударное воздействие устройство 300 в варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на Фиг. 4, расположено в пространстве верхней крышки реактора гидрогенизации и используется в комбинации с тарелками колонны и патрубками для сброса материала обычного газожидкостного распределителя ERI с пузырьковыми колпачками, причем в патрубках для сброса материала расположены переливные отверстия. Параметры устройства 300 следующие: пластина 310 представляет собой круглую дисковую конструкцию диаметром 120 мм; высота перегородок 330: 50 мм; расстояние между смежными перегородками 330: 80 мм; отверстия 331 являются полукруглыми, диаметр отверстия полукруглой формы проходит в вертикальном направлении, расстояние от центра отверстия до пластины 310 составляет 20% от высоты перегородок 330, отверстия 331 в смежных двух перегородках 330 смещены друг от друга в горизонтальном направлении. Зазор между нижним краем пластины 310 и верхним краем патрубка 200 для сброса материала составляет 30 мм; количество устройств 300 равно количеству патрубков 200, а осевая линия пластины 310 совпадает с центральной линией патрубков 200.
Пример 4
Этот пример по существу такой же, что и Примере 3, но традиционный газожидкостный распределитель ERI в реакторе гидрогенизации не используется; вместо этого используется ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск варианта выполнения, показанного на Фиг. 4. Высота патрубка 200 для сброса материала составляет 300 мм; патрубок 200 выполнен из экрана Джонсона диаметром 80 мм, а расстояние между пазами составляет 0,2 мм; высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет две патрубка 200 и соответствующие ослабляющие ударное воздействие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300, расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Пример 5
Этот пример по существу такой же, что и Пример 3, но патрубок для сброса материала выполнен из металлического трубчатого корпуса 230, обернутого снаружи сетчатыми фильтрами 240, в трубе 230 расположены переливные отверстия 201 с пористостью 15%, труба 230 обернута двумя слоями сетчатых фильтров 240, а количество ячеек сетчатых фильтров 240 составляет 100 меш.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении в слоях в Примерах 3-5 и в Контрольном примере 2 показаны в Таблице 2, причем положения точек а-е показаны на Фиг. 38.
Контрольный пример 3
-1
По сравнению с Контрольным примером 1, отличия заключаются в следующем: реактор имеет диаметр 4,6 м, сырье для гидрогенизации - дизельное топливо, плотность дизельного топлива - 860 кг/м3, а содержание серы в дизельном топливе - 1,7 масс. %, катализатором является катализатор гидроочистки RS-2000, рабочие условия в реакторе: парциальное давление водорода: 6,8 МПа (Г), объемная скорость: 1,9 ч, объемное соотношение водорода и масла: 400:1, и температура на входе в реактор: 365°С.
Пример 6
По сравнению с Контрольным примером 3, в Примере 6 настоящего изобретения, в варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на Фиг. 10, ослабляющее ударное воздействие устройство 300 расположено в пространстве в верхней крышки реактора гидрогенизации и используется в комбинации с тарелками колонны и патрубками для сброса материала обычного газожидкостного распределителя ERI с пузырьковыми колпачками, причем в патрубках для сброса материала расположены переливные отверстия. Параметры устройства 300 следующие: пластина 310 представляет собой круглую дисковую конструкцию диаметром 120 мм; высота перегородок 330:50 мм; расстояние между смежными перегородками 330 составляет 80 мм, отверстия 331, выполненные в форме паза, расположены между нижней частью перегородки 330 и верхней частью пластины 310, а высота паза равна 20 мм. Вырез с овальным поперечным сечением образован наклонным вырезом на верхнем конце патрубка 200 для сброса материала, а поперечное сечение выреза расположено под углом 45° к горизонтальной плоскости; количество устройств 300 равно количеству патрубков 200, а осевая линия пластины 310 совпадает с центральной линией патрубков 200.
Пример 7
Этот пример по существу тот же, что и Пример 6, но традиционный газожидкостный распределитель ERI в реакторе гидрогенизации не используется; вместо этого используется ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск варианта выполнения, показанного на Фиг. 10. Высота патрубка 200 для сброса материала составляет 100 мм, а диаметр составляет 50 мм; в стенке патрубка 200 в горизонтальном направлении расположены два круглых переливных отверстия 201, а общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 составляет 30% от площади поперечного сечения патрубка 200; расстояние от центральной линии переливного отверстия 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны составляет 30 мм; высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет две патрубка 200 и соответствующие ослабляющие ударное воздействие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300 расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении в слоях в Примерах 6 и 7 и Контрольном примере 3 показаны в Таблице 3, где положения точек а-е показаны на Фиг. 38.
Контрольный пример 4
-1
По сравнению с Контрольным примером 1, различия заключаются в следующем: реактор имеет диаметр 3,0 м, сырье для гидрогенизации - фракция нафты, катализатором является катализатор гидроочистки FGH-21 из Фушунского Нефтехимического Научно-Исследовательского Института, а условия работы реактора: рабочее давление: 1,85 МПа, объемная скорость: 2,5 ч, объемное соотношение водорода и масла: 355:1, и температура на входе в реактор: 285°С.
Пример 9
По сравнению с Контрольным примером 4, в Примере 9 настоящего изобретения в варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на Фиг. 13, ослабляющее ударное воздействие устройство 300 расположено в пространстве в верхней крышки реактора гидрогенизации и используется в комбинации с тарелками колонны и патрубками для сброса материала обычного газожидкостного распределителя ERI с пузырьковыми колпачками, причем в патрубках для сброса материала расположены переливные отверстия. Параметры устройства 300 следующие: между нижней поверхностью барьерной решетки и самым верхним краем патрубка для сброса материала имеется пространство, причем высота пространства составляет 50 мм. Каждая барьерная решетка 340 содержит 6 решетчатых пластин 341 и 1 соединительный стержень 342, причем решетчатые пластины 341 расположены параллельно друг другу в горизонтальном направлении и расположены наклонно под углом наклона в 30° относительно горизонтальной плоскости. Сечение решетчатой пластины 341 является прямоугольным, а ширина решетчатой пластины 341 составляет 100 мм, причем расстояние между соседними барьерными решетками 340 составляет 100 мм.
Пример 10
Этот вариант выполнения по существу такой же, что и Пример 9, но газожидкостный распределитель ERI в реакторе гидрогенизации не используется; вместо этого используется ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск варианта выполнения, показанного на Фиг. 13. Высота патрубка 200 для сброса материала составляет 120 мм, в стенке патрубка 200 в горизонтальном направлении расположены два круглых переливных отверстия 201, а общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 составляет 30% от площади поперечного сечения патрубка 200; расстояние от центральной линии переливного отверстия 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны составляет 50 мм. Высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет две патрубка 200 и соответствующие ослабляющие ударное воздействие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300 расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении в слоях в Примерах 9 и 10 и в Контрольном примере 4 показаны в Таблице 4, где положения точек а-е показаны на Фиг. 38.
Контрольный пример 5
-1
По сравнению с Контрольным примером 1, различия заключаются в следующем: реактор имеет диаметр 4,6 м, сырье для гидрогенизации - дизельное масло, катализатором является катализатор гидроочистки FH-5A из Фушунского Нефтехимического Научно-Исследовательского Института, а рабочие условия реактора: парциальное давление водорода: 6,5 МПа, объемная скорость: 1,5 ч, объемное соотношение водорода и масла: 400:1, и температура на входе в реактор: 320°С.
Пример 11
По сравнению с Контрольным примером 5, в Примере 11 настоящего изобретения в варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на Фиг. 17, ослабляющее ударное воздействие устройство 300, расположено в пространстве в верхней крышке реактора гидрогенизации и используется в комбинации с тарелками колонны и патрубками для сброса материала обычного газожидкостного распределителя ERI с пузырьковыми колпачками, причем в патрубках для сброса материала расположены переливные отверстия. Параметры устройства 300 следующие: цилиндрические элементы 350 расположены концентрично и прикреплены к тарелке колонны сваркой, а высота цилиндрических элементов 350 составляет 80 мм; на нижнем краю цилиндрического элемента 350 в качестве сквозных отверстий 351 расположены полукруглые отверстия, а общая площадь поперечного сечения сквозных отверстий 351 в каждом цилиндрическом элементе 350 составляет 0,8 от площади поперечного сечения входной патрубка реактора; расстояние в окружном направлении между двумя соседними сквозными отверстиями 351 в каждом цилиндрическом элементе 350 составляет 50 мм; расстояние в радиальном направлении между соседними цилиндрическими элементами 350 составляет 0,8 от высоты цилиндрических элементов 350.
Пример 12
Этот пример по существу тот же, что и Пример 11, но традиционный газожидкостный распределитель ERI не используется; вместо этого используется ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск варианта выполнения, показанного на Фиг. 17. Высота патрубка 200 для сброса материала составляет 120 мм; в стенке патрубка 200 в горизонтальном направлении расположены два круглых переливных отверстия 201, а общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 составляет 30% от площади поперечного сечения патрубка 200; расстояние от центральной линии переливного отверстия 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны составляет 50 мм. Высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет два патрубка 200 и соответствующие ослабляющие ударное воздействие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300 расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении в слоях в Примерах 11 и 12 и Контрольном примере 5 показаны в Таблице 5, где положения точек а-е показаны на Фиг. 38.
Контрольный пример 6
3
-1
По сравнению с Контрольным примером 1, различия заключаются в следующем: реактор имеет диаметр 4,6 м, сырье для гидрогенизации -дизельное топливо, плотность дизельного топлива - 860 кг/м, содержание серы в дизельном топливе - 1,7 масс. %; катализатором является катализатор гидроочистки RS-2000; рабочие условия: парциальное давление водорода: 6,8 МПа (Г), объемная скорость: 1,9 ч, объемное соотношение водорода и масла: 400:1, и температура на входе в реактор: 365°С.
Пример 13
По сравнению с Контрольным примером 6, в Примере 13 настоящего изобретения в варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на Фиг. 21, ослабляющее ударное воздействие устройство 300 расположено в пространстве в верхней крышки реактора гидрогенизации и используется в комбинации с тарелками колонны и патрубками для сброса материала обычного газожидкостного распределителя ERI с пузырьковыми колпачками, причем в патрубках для сброса материала расположены переливные отверстия. Параметры устройства 300 следующие: высота ослабляющей ударное воздействие пластины 360 составляет 40% от общей высоты пластины 360 и патрубка 200 для сброса материала, ширина пластины 360 составляет 50 мм, а длина пластины 360 составляет 80 мм.
Пример 14
Этот вариант выполнения по существу такой же, что и Пример 13, но газожидкостный распределитель ERI не используется; вместо этого используется ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск варианта выполнения, показанного на Фиг. 21. Высота патрубка 200
для сброса материала составляет 50 мм; в стенке патрубка 200 в горизонтальном направлении расположены два круглых переливных отверстия 201, а общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 составляет 30% от площади поперечного сечения патрубка 200; расстояние от центральной линии переливного отверстия 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны составляет 40 мм. Высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет два патрубка 200 и соответствующие ослабляющие ударное воздействие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300 расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении в слоях в Примерах 13 и 14 и в Контрольном примере 6 показаны в Таблице 6, где положения точек а-е показаны на Фиг. 38.
Контрольный пример 7
3
-1
По сравнению с Контрольным примером 1 различия заключаются в следующем: реактор имеет диаметр 4,6 м, сырьем для гидрогенизации является дизельное топливо, плотность которого составляет 860 кг/м, а содержание в нем серы - 1,7 масс. %; катализатором является катализатор гидроочистки RS-2000; рабочие условия: парциальное давление водорода: 6,8 МПа (Г), объемная скорость: 1,9 ч, объемное соотношение водорода и масла: 400:1, и температура на входе в реактор: 365°С.
Пример 15
По сравнению с Контрольным примером 7, в Примере 15 настоящего изобретения в варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на Фиг. 24, ослабляющее ударное воздействие устройство 300 расположено в пространстве в верхней крышки реактора гидрогенизации и используется в комбинации с тарелками колонны и патрубками для сброса материала обычного газожидкостного распределителя ERI с пузырьковыми колпачками, причем в патрубках для сброса материала расположены переливные отверстия. Параметры устройства 300 следующие: угол изгиба ослабляющей ударное воздействие пластины 360 составляет 120°; пластина 360 изогнута симметрично, а общая длина стороны составляет 120 мм; высота пластины 360 составляет 60 мм. Пластина 360 частично перекрывается с патрубком 200 для сброса материала, а высота перекрываемой части составляет 20% от высоты патрубка 200.
Пример 16
Этот вариант выполнения по существу такой же, что и Пример 15, но газожидкостный распределитель ERI не используется; вместо этого используется ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск варианта выполнения, показанного на Фиг. 24. Высота патрубка 200 для сброса материала составляет 120 мм; в стенке патрубка 200 в горизонтальном направлении расположены два круглых переливных отверстия 201, а общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 составляет 30% от площади поперечного сечения патрубка 200; расстояние от центральной линии переливного отверстия 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны составляет 50 мм. Высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет два патрубка 200 и соответствующие ослабляющие ударное воздействие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300 расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении в слоях в Примерах 15 и 16 и в Контрольном примере 7 показаны в Таблице 7, где положения точек а-е показаны на Фиг. 38.
Контрольный пример 8
-1
По сравнению с Контрольным примером 1 различия заключаются в следующем: реактор имеет диаметр 4,6 м и содержит три слоя катализатора. Между первым слоем катализатора и вторым слоем катализатора известный из уровня техники равномерно перфорированная распылительная тарелка колонны (то есть плоская перфорированная конструкция тарелки колонны) расположена между водородным криогенным блоком и перераспределяющей пластиной. Аналогичным образом, между вторым слоем и третьим слоем катализатора, между водородным криогенным блоком и перераспределяющей пластиной также используется плоская перфорированная конструкция тарелки колонны, причем тарелка колонны имеет равномерно распределенные круглые отверстия диаметром 3 мм, а пористость тарелки колонны составляет 8%. Сырьем для гидрогенизации является восковое масло (с содержанием серы 2,0 масс. %), Катализатором является катализатор гидроочистки 3936, рабочие условия: парциальное давление водорода: 9,0 МПа (Г), объемная скорость: 1,5 ч, объемное соотношение водорода и масла: 700:1, и температура на входе в реактор: 260°С.
Пример 17
По сравнению с Контрольным примером 8, в Примере 17 настоящего изобретения плоская перфорированная конструкция тарелки колонны заменена ослабляющим ударное воздействие и создающим равномерный поток диском, показанным на Фиг. 29, а параметры указанного диска: угол изгиба ослабляющей ударное воздействие пластины 360 составляет 90°, пластина 360 изогнута симметрично, а общая длина стороны составляет 60 мм. Высота пластины 360 равна высоте части патрубка 200 для сброса материала, выступающей над тарелкой 100 колонны, центральная плоскость угла изгиба пластины 360, проходит через осевую линию патрубка 200, а высота патрубка 200 составляет 60 мм. В стенке патрубка 200 в горизонтальном направлении расположены два круглых переливных отверстия 201, а общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 составляет 30% от площади поперечного сечения патрубка 200; расстояние от центральной линии переливного отверстия 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны составляет 20 мм. Высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет два патрубка 200 и соответствующие ослабляющие ударное воздействие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300 расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении на входах во второй слой и третий слой в Примере 17 и в Контрольном примере 8 показаны в Таблице 8, где положения точек а-е показаны на Фиг. 38.
Контрольный пример 8
-1
По сравнению с Контрольным примером 1 различия заключаются в следующем: реактор имеет диаметр 3,0 м, верхний распределительный тарелки размещен на входе в самый верхний слой катализатора, сырьем для гидрогенизации является фракция нафты, катализатором является катализатор гидроочистки FGH-21 из Фушунского Нефтехимического Научно-Исследовательского Института, рабочие условия реактора: рабочее давление: 1,85 МПа, объемная скорость: 2,5 ч, объемное соотношение водорода и масла: 355:1, и температура на входе в реактор: 285°С.
Пример 18
По сравнению с Контрольным примером 9, в Примере 18 настоящего изобретения используется ослабляющее ударное воздействие устройство 300, показанное на Фиг. 34, и используется в комбинации с тарелками колонны и патрубками для сброса материала обычного газожидкостного распределителя ERI с пузырьковыми колпачками, причем в патрубках для сброса материала расположены переливные отверстия. Параметры устройства 300 следующие: высота ослабляющей ударное воздействие гильзы 370 составляет 300 мм; диаметр гильзы 370 составляет 150 мм; треугольный зубчатый паз расположен на верхнем краю гильзы 370, а высота зубчатого паза составляет 10% от высоты гильзы 370. Гильза 370 концентрично надета поверх патрубка 200 для сброса материала, а зазор между ними в горизонтальном направлении составляет 30 мм; площадь поперечного сечения гильзы 370 в 5 раз превышает площадь поперечного сечения патрубка 200, причем самая нижняя часть гильзы 370 частично перекрывается с патрубком 200 в осевом направлении, при этом высота перекрывающейся части составляет 20% от высоты патрубка 200, высота патрубка 200 составляет 120 мм; в стенке патрубка 200 в горизонтальном направлении расположены два круглых переливных отверстия 201, а общая площадь поперечного сечения переливных отверстий 201 составляет 30% от площади поперечного сечения патрубка 200; расстояние от центральной линии переливного отверстия 201 до верхней поверхности тарелки 100 колонны составляет 50 мм. Высота изогнутой кромки 140 составляет 50 мм. Тарелка 100 колонны собрана из 9-ти частей 110, каждая из которых имеет два патрубка 200 и соответствующие устройства 300. Патрубки 200 и соответствующие устройства 300 расположены в треугольной конфигурации на тарелке 100 колонны.
Пример 19
Этот пример по существу такой же, что и Пример 18, но газожидкостный распределитель ERI не используется; вместо этого используется ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток диск варианта выполнения, показанного на Фиг. 34.
Значения температуры и значения разности температур в радиальном направлении в слоях в Примерах 18 и 19 и в Контрольном примере 9 показаны в Таблице 9, где положения точек а-е показаны на Фиг. 38.