Многофазное контактное и распределительное устройство для гидрообработки

Многофазное контактное и распределительное устройство для гидрообработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам и устройству для контакта и распределения многофазной текучей среды.

Уровень техники, к которой относится изобретение

Многие каталитические процессы осуществляют в реакторах, содержащих ряд отдельных слоев катализатора. Реакторы, используемые в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности для пропускания жидкостей или многофазных смесей жидкостей и газов над уплотненными слоями измельченных твердых материалов, участвуют во множестве разнообразных процессов. В число примеров таких процессов входят следующие: каталитическая депарафинизация, гидрообработка, гидродесульфурация, гидроочистка и гидрокрекинг. В данных процессах жидкую фазу, как правило, смешивают с газовой или паровой фазой, и смесь пропускают над измельченным катализатором в уплотненном слое в реакторе с нисходящим потоком.

В реакторах с нисходящим потоком необходимо, чтобы газ и жидкость были надлежащим образом перемешаны и равномерно распределены по горизонтальному поперечному сечению реактора перед вступлением в контакт с каждым слоем катализатора. Такое равномерное распределение газа и жидкости обеспечивает основные преимущества, включающие эффективное использование катализатора, уменьшение истирания верхнего слоя катализатора, повышении выходов, улучшение качества продукта и увеличение продолжительности работы. Как правило, в каталитическом реакторе с нисходящим потоком в реактор помещают множество слоев катализатора, и распределительная система для эффективного перемешивания газа и жидкостей расположена над каждым слоем катализатора. Область между слоями катализатора обычно оборудована подводящей газ трубой для введения дополнительного газа, чтобы компенсировать расход газа в предшествующем слое катализатора. Вводимый газ может также действовать в качестве тушильного газа для охлаждения реакционной смеси, выходящей из слоя катализатора, перед поступлением реакционной смеси в следующий слой катализатора. Как правило, вводимый газ представляет собой водород или включает водород. Жидкую реакционную смесь, выходящую из вышележащего слоя катализатора, оставляют накапливаться на сборной тарелке. Тушильный газ и жидкость затем проходят в смесительную камеру, где создается вихревое движение жидкости. Это обеспечивает хорошее перемешивание жидкости, и в результате создаются равномерные температурные условия в жидкости. Перемешивание газа и жидкости также происходит внутри смесительной камеры.

Текучая среда из смесительной камеры протекает вниз на отражатель или отбойник, в результате чего поток направляется в распределительную тарелку, имеющую большое число отверстий с нисходящим потоком для пропускания жидкостей. Для распределения потока жидкости по поперечному сечению отверстия с нисходящим потоком традиционного устройства могут включать одну или более труб или каналов. Канал представляет собой цилиндрическую структуру с открытым верхом и одним или множеством отверстий в верхней части своей высоты, через которые может поступать газовая фаза. Газовая фаза движется вниз по длине канала. Нижняя часть канала может иметь одно или более боковых отверстий для потока жидкости, через которые жидкая фаза может поступать в канал и вступать в контакт с газовой фазой. Когда жидкость продолжает накапливаться в распределительной тарелке, жидкость поднимается до такого уровня, что она закрывает боковое отверстие (отверстия) в канале, в результате чего прекращается поступление газа, и жидкость может поступать через боковое отверстие (отверстия) в канал. Газы и жидкости выходят через отверстие в нижней части канала через распределительную тарелку и попадают на нижележащий слой катализатора. Недостаток традиционных труб или каналов заключается в том, что вследствие низкой турбулентности вокруг потоков жидкости происходит лишь ограниченное перемешивание между двумя фазами.

Хорошее проточное распределительное устройство для каталитического реактора должно удовлетворять следующим четырем основным требованиям: обеспечивать равномерное распределение реакционной смеси в слое катализатора при различных соотношениях газа и жидкости в реакционной смеси, выдерживать определенные отклонения от горизонтали распределительной тарелки, обеспечивать хорошее перемешивание газов и жидкостей и теплообмен, а также требовать минимальную высоту слоя катализатора для полного смачивания нижележащего слоя катализатора. Поскольку традиционные каналы основаны на постоянной высоте жидкости в тарелке в качестве движущей силы для потока жидкости в канал, они не способны выполнять данные требования вследствие неудовлетворительной способности выдерживать отклонения от горизонтали распределительной тарелки, а также проявления субоптимального распыления аэрозоля текучих сред на нижележащий слой катализатора и других недостатков.

Одна из ключевых проблем конструкции поточного распределителя заключается в форме выпуска жидкости и газа из устройства. Традиционный распределитель канала обеспечивает ограниченное число точек контакта жидкой реакционной смеси со слоем катализатора. В результате требуется большее расстояние от канала до слоя, чтобы смачивать поверхность катализатора.

Патент США № 7473405 (Kemoun и др.) описывает сопловое устройство для соединения с распределяющей текучую среду трубой.

Существует постоянная потребность в устройстве реактора гидрообработки, обеспечивающем улучшенное перемешивание водорода и нефти в смесительной тарелке, более равномерное и согласованное распределение жидкости на слое катализатора, снижение высоты смесительной тарелки и уменьшение количества конструкционных материалов, а также упрощенное обслуживание, монтаж и демонтаж. Существует также потребность в системах и устройстве, которые обеспечивают повышенную устойчивость в условиях отклонения распределительной тарелки от горизонтали. Кроме того, существует потребность в распределяющем текучую среду устройстве, которое способно обеспечивать более равномерное распределение жидкости на слое катализатора в условиях существования только жидкой фазы.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предложена реакторная система, включающая оболочку реактора, первичный распределяющий реакционную смесь блок, расположенный внутри оболочки реактора, и, по меньшей мере, один вторичный распределяющий реакционную смесь блок, расположенный под первичным распределяющим реакционную смесь блоком внутри оболочки реактора. Первичный распределяющий реакционную смесь блок включает первичный отражатель и первую сопловую тарелку, расположенную под отражателем. По меньшей мере, один вторичный распределяющий реакционную смесь блок включает сборную тарелку и вторую сопловую тарелку, расположенную под сборной тарелкой. Каждая из первой сопловой тарелки и второй сопловой тарелки включает множество сопел, причем каждое из сопел включает корпус сопла, включающий дальнюю часть корпуса, имеющую, по меньшей мере, один жидкостный впуск, предназначенный для пропускания через него жидкости. Дальняя часть корпуса образует по существу цилиндрическую дальнюю полость. Каждый жидкостный впуск расположен по касательной к внутренней поверхности дальней части корпуса.

В варианте осуществления настоящее изобретение также предлагает реакторную систему, включающую оболочку реактора, имеющую внутреннюю стенку, первичный распределяющий реакционную смесь блок, расположенный внутри оболочки реактора, и, по меньшей мере, один вторичный распределяющий реакционную смесь блок, расположенный под первичным распределяющим реакционную смесь блоком внутри оболочки реактора. Каждый вторичный распределяющий реакционную смесь блок включает сборную тарелку, сопловую тарелку, расположенную под сборной тарелкой, по меньшей мере, одно опорное кольцо, прикрепленное к внутренней стенке оболочки реактора, и множество ферм. Каждая ферма перекрывает, по меньшей мере, одно опорное кольцо. Каждая ферма имеет верхний фланец и нижний фланец, причем верхний фланец поддерживает сборную тарелку, и нижний фланец поддерживает сопловую тарелку.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен распределяющий реакционную смесь блок для каталитического реактора, причем данный распределяющий реакционную смесь блок включает отражатель и сопловую тарелку, расположенную под отражателем. Сопловая тарелка включает множество сопел. Каждое сопло включает корпус сопла, включающий дальнюю часть корпуса, имеющую, по меньшей мере, один жидкостный впуск, предназначенный для пропускания через него жидкости. Дальняя часть корпуса образует по существу цилиндрическую дальнюю полость. Каждый жидкостный впуск расположен по касательной к внутренней поверхности дальней части корпуса.

В варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно предлагает сопло для равномерного распределения многофазной текучей смеси, причем данное сопло включает корпус сопла, имеющий ближнюю часть корпуса, промежуточную часть корпуса и дальнюю часть корпуса. Ближняя часть корпуса образует по существу цилиндрическую ближнюю полость, и ближняя часть корпуса имеет, по меньшей мере, один газовый впуск, предназначенный для пропускания через него газа в ближнюю часть корпуса. Промежуточная часть корпуса образует по существу цилиндрическую промежуточную полость в сообщении по текучей среде с ближней полостью. Дальняя часть корпуса имеет стенку корпуса и, по меньшей мере, один жидкостный впуск, предназначенный для пропускания через него жидкости в дальнюю часть корпуса. Дальняя часть корпуса образует по существу цилиндрическую дальнюю полость, и, по меньшей мере, один жидкостный впуск расположен по касательной к внутренней поверхности дальней части корпуса.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложено распределяющее текучую среду устройство для реактора, причем данное устройство включает сопловую тарелку; множество каналов, прикрепленных и проходящих через сопловую тарелку; и сопло для распределения текучей среды, расположенное внутри каждого канала. Каждый канал имеет стенку канала, которая образует по существу цилиндрическую полость канала, проходящего по существу вертикально от нижней поверхности сопловой тарелки в место выше верхней поверхности сопловой тарелки. Канал имеет открытый ближний конец и открытый дальний конец, и в стенке канала имеется, по меньшей мере, одно боковое отверстие. Сопло включает корпус сопла, включающий ближнюю часть корпуса, промежуточную часть корпуса и дальнюю часть корпуса, имеющую дальнюю стенку корпуса. Ближняя часть корпуса образует по существу цилиндрическую ближнюю полость, и открытый ближний конец предназначен для пропускания через него газа. Промежуточная часть корпуса образует по существу цилиндрическую промежуточную полость в сообщении по текучей среде с ближней полостью. Дальняя часть корпуса имеет жидкостный впуск, предназначенный для пропускания через него жидкости в дальнюю часть корпуса. Дальняя часть корпуса образует по существу цилиндрическую дальнюю полость. Жидкостный впуск включает изогнутый канал в дальней стенке корпуса, и изогнутый канал имеет внутренний конец, расположенный по касательной к внутренней поверхности дальней части корпуса.

В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение предлагает также распределяющее текучую среду устройство, включающее по существу цилиндрический полый корпус сопла, имеющий множество внешних щелей, расположенных по окружности вокруг корпуса сопла; колпачок, прикрепленный к ближней части корпуса сопла, причем в колпачке имеется аксиальное ближнее отверстие; основание, прикрепленное к дальней части корпуса сопла, причем в основании имеется аксиальное дальнее отверстие; и по существу цилиндрическую внутреннюю трубу, расположенную аксиально в ближней части корпуса сопла. Внутренняя труба расположена в ближнем отверстии колпачка, и внутренняя труба проходит вблизи от колпачка, образуя ближний конец внутренней трубы. Внутренняя труба имеет множество внутренних щелей, расположенных по окружности вокруг ближнего конца внутренней трубы. Дальний конец внутренней трубы проходит в удаленном месте, приближенном к дальнему концу каждой из внешних щелей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет блок-схему, иллюстрирующую реакторную систему согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет блок-схему, иллюстрирующую каталитический блок для реакторной системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет блок-схему, иллюстрирующую реакторную систему согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4A представляет блок-схему, иллюстрирующую первичный распределяющий реакционную смесь блок согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4B представляет блок-схему, иллюстрирующую вторичный распределяющий реакционную смесь блок согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5A представляет схематический вид с местным разрезом части оболочки реактора с соответствующим внутренним устройством реактора согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5B представляет вид сверху распределяющего реакционную смесь блока по линии 5B-5B на фиг.5A и показывает множество сегментов сборной тарелки.

Фиг.5C представляет вид сверху части распределяющего реакционную смесь блока на фиг.5B, в котором удалены сегменты сборной тарелки и который показывает множество сегментов сопловой тарелки.

Фиг.5D представляет вид в разрезе части распределяющего реакционную смесь блока на фиг.5B по линии 5D-5D на фиг.5B.

Фиг.5E представляет вид сбоку фермы, несущей множество сегментов сопловой тарелки по линии 5E-5E на фиг.5C.

Фиг.6A представляет вид в перспективе первичного распределяющего реакционную смесь блока, показывающий первичный отражатель по отношению к сопловой тарелке, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6B представляет вид в перспективе смесительной камеры по отношению к вторичному отражателю вторичного распределяющего реакционную смесь блока согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6C представляет схематический вид сбоку вторичного распределяющего реакционную смесь блока, включающего вторичный отражатель, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6D представляет схематический боковой вид в разрезе вторичного отражателя по отношению к вертикальной трубе на сборной тарелке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7A представляет схематический вид сверху смесительной камеры, и

Фиг.7B представляет схематический вид сверху разделенных половин смесительной камеры на фиг.7A согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7C представляет вид в перспективе одной половины смесительной камеры, расположенной на сегменте сборной тарелки вторичного распределяющего реакционную смесь блока согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 представляет схематический вид сверху части сопловой тарелки, показывающий ряд распределяющих текучую среду сопел, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9A представляет вид сбоку сопла для распределения текучей среды согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9B представляет продольный вид в разрезе сопла по линии 9B-9B на фиг.9A, и

Фиг.9C представляет жидкостные впуски в сопло по линии 9C-9C на фиг.9A.

Фиг.10 представляет схематический вид сверху части сопловой тарелки, показывающий ряд распределяющих текучую среду каналов, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11A представляет вид сбоку сопла для распределения текучей среды.

Фиг.11B представляет продольный вид в разрезе сопла на фиг.11A по линии 11B-11B.

Фиг.11C представляет вид сверху сопла на фиг.11A вдоль линий 11C-11C, и

Фиг.11D представляет изогнутый жидкостный впуск в корпусе сопла вдоль линий 11D-11D на фиг.11A согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12A представляет вид спереди распределяющего текучую среду канала.

Фиг.12B представляет вид сбоку канала на фиг.12A, и

Фиг.12C представляет продольный вид в разрезе канала на фиг.12A, показывающий вставленное в него сопло на фиг.11A, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения,

Фиг.13 представляет схематический продольный вид в разрезе сопла для распределения текучей среды, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.14A представляет схематический вид сбоку с местным разрезом части оболочки, показывающий блок подложки катализатора по отношению к распределяющему реакционную смесь блоку.

Фиг.14B представляет вид сверху блока подложки катализатора по линии 14B-14B на фиг.14A и показывает множество ситовых панелей.

Фиг.14C представляет вид сверху блока подложки катализатора на фиг.14B, в котором удалены ситовые панели и который показывает множество решетчатых панелей.

Фиг.14D представляет вид сверху части блока подложки катализатора на фиг.14B, в котором удалены ситовые панели и решетчатые панели, и который показывает множество опорных балок катализатора.

Фиг.14E представляет вид в разрезе, показывающий опорные балки катализатора, решетчатые панели и ситовые панели по линии 14E-14E на фиг.14B, и

Фиг.14F представляет вид в разрезе, показывающий опорные балки катализатора по отношению к оболочке реактора и выступу оболочки по линии 14F-14F на фиг.14D, согласно настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение предлагает внутреннее устройство реактора для равномерного распределения текучих сред в реакторах с нисходящим потоком и множеством слоев катализатора. Такие реакторы можно использовать в химической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности для осуществления разнообразных реакций, таких как каталитическая депарафинизация, гидрообработка, гидроочистка и гидрокрекинг. Настоящее изобретение является особенно полезным для осуществления реакций в смешанных фазах между жидкостями, такими как жидкие углеводороды, в реакционной смеси, и газом, таким как газообразный водород. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системам и устройству для улучшения перемешивания и распределения газовой и жидкой фаз над слоем твердого катализатора, при этом сводится к минимуму высота внутренних устройств реактора. Настоящее изобретение является особенно полезным для каталитических реакторов, в которых смеси газа и жидкости проходят через множество слоев твердых частиц катализатора в широком разнообразии процессов, в частности в каталитических реакторах с нисходящим потоком, используемых для гидрообработки и гидрокрекинга на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Если не определены другие условия, перечисление однородных элементов, материалов или других компонентов, из которых можно выбирать индивидуальные компоненты или структуры или их сочетания, предназначено для включения всех возможных сочетаний в пределах данного рода перечисленных компонентов и их смесей. Кроме того, термин «включать» и его варианты предназначены в качестве неограничительных; таким образом, перечисление предметов в списке не представляет собой исключения других аналогичных предметов, которые могут быть также полезными в материалах, элементах, структурах, композициях и способах согласно настоящему изобретению.

Далее рассмотрим чертежи, в числе которых фиг.1 представляет блок-схему, иллюстрирующую реакторную систему 10 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Реакторная система 10 может включать оболочку 30 реактора, имеющую стенки оболочки реактора, которые могут, по меньшей мере, по существу быть вертикальными. Оболочка 30 реактора может содержать, по меньшей мере, один каталитический блок 100 (см., например, фиг.2). В варианте осуществления реакторная система 10 может включать множество каталитических блоков, которые представлены на фиг.1 как каталитический блок 1 (100a) и каталитический блок n (100b). Число каталитических блоков 100 внутри оболочки 30 реактора может составлять, как правило, от одного (1) до приблизительно восьми (8); например, n может составлять приблизительно от двух (2) до восьми (8).

Фиг.2 представляет блок-схему, иллюстрирующую каталитический блок 100 для реакторной системы 10 согласно настоящему изобретению. В варианте осуществления каталитический блок 100 может включать распределяющий реакционную смесь блок 200/200', блок подложки катализатора 400 и слой катализатора 402. Распределяющий реакционную смесь блок может представлять собой первичный распределяющий реакционную смесь блок 200' (см., например, фиг.4A) или вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 (см., например, фиг.4B). В варианте осуществления распределяющий реакционную смесь блок 200/200' может быть расположен над соответствующим слоем катализатора 402, и слой катализатора 402 может поддерживаться блоком подложки катализатора 400. В варианте осуществления слой катализатора 402 может представлять собой слой твердого катализатора.

Фиг.3 представляет блок-схему, иллюстрирующую реакторную систему 10 согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Реакторная система 10 может включать первичный распределяющий реакционную смесь блок 200' и, по меньшей мере, один вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200. В варианте осуществления на фиг.3 реакторная система 10 может включать вторичный распределяющий реакционную смесь блок 1 (200a) и распределяющий реакционную смесь блок n (200n). Число вторичных распределяющих реакционную смесь блоков 200 внутри оболочки 30 реактора может составлять, как правило, от одного (1) до приблизительно восьми (8). Суммарное число первичных и вторичных распределяющих реакционную смесь блоков 200'/200 внутри оболочки 30 реактора может соответствовать числу каталитических блоков 100 внутри оболочки 30 реактора.

Фиг.4A представляет блок-схему, иллюстрирующую первичный распределяющий реакционную смесь блок 200' согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Первичный распределяющий реакционную смесь блок 200' может включать первичный отражатель 210 и сопловую тарелку 260. Первичный отражатель 210 можно быть расположен над сопловой тарелкой 260. Первичный отражатель 210 может содержать в себе множество перфораций (см., например, фиг.6A). Первичный отражатель 210 может быть предназначен, чтобы допускать прохождение текучей среды через первичный отражатель 210 в сопловой тарелке 260. Сопловая тарелка 260 может включать множество распределяющих текучую среду сопел 600 (см., например, фиг.8). В варианте осуществления, первичный отражатель 210 можно устанавливать на распределяющее текучую среду сопло 600.

Фиг.4B представляет блок-схему, иллюстрирующую вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 может включать смесительную камеру 220, сборную тарелку 240, вторичный отражатель 250 и сопловую тарелку 260. Смесительная камера 220 может быть расположена на сборной тарелке 240. Вторичный отражатель 250 может быть расположен под сборной тарелкой 240 и над сопловой тарелкой 260. Вторичный отражатель 250 может включать первую периферическую часть и вторую периферическую часть, причем в каждой из них содержится множество сквозных перфораций (см., например, фиг.6B). Вторичный отражатель 250 может дополнительно включать целую центральную часть, в которой отсутствуют перфорации (см., например, фиг.6B и 6D). Сопловая тарелка 260 может включать множество распределяющих текучую среду сопел (см., например, фиг.8). В варианте осуществления, вторичный отражатель 250 можно устанавливать на распределяющее текучую среду сопло 600.

Фиг.5A представляет схематический вид с местным разрезом части реактора 20, включающего оболочку 30 реактора, имеющую стенки 32 оболочки, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Оболочка 30 реактора может содержать первичный распределяющий реакционную смесь блок 200' и, по меньшей мере, один вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200. Слой катализатора 402 может быть расположен под каждым из первичного распределяющего реакционную смесь блока 200' и вторичного распределяющего реакционную смесь блока (блоков) 200. Каждый слой катализатора 402 может быть расположен на блоке 400 подложки катализатора (см., например, фиг.14A-F). Каждый из первичного распределяющего реакционную смесь блока 200', вторичного распределяющего реакционную смесь блока (блоков) 200 и блока подложки катализатора 400 может поддерживаться стенками 32 оболочки 30 реактора. Стенки 32 оболочки в месте первичного распределяющего реакционную смесь блока 200', вторичного распределяющего реакционную смесь блока (блоков) 200 и блока (блоков) 400 подложки катализатора могут быть, по меньшей мере, по существу вертикальными. Каждый из первичного распределяющего реакционную смесь блока 200', вторичного распределяющего реакционную смесь блока (блоков) 200 и блоков 400 подложки катализатора может быть расположен, по меньшей мере, по существу перпендикулярно относительно стенок 32 оболочки.

Фиг.5B представляет вид сверху вторичного распределяющего реакционную смесь блока 200, который если смотреть вдоль линий 5B-5B на фиг.5A. Вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 может включать множество сегментов 242 сборной тарелки. Сегменты 242 сборной тарелки совместно образуют сборную тарелку 240 (см., например, фиг.6C). Сегменты 242 сборной тарелки можно обратимо соединять друг с другом, что делает удобным монтаж и демонтаж сборной тарелки 240. В варианте осуществления сегменты 242 сборной тарелки можно соединять друг с другом посредством множества штифтов, таких как конические штифты (не показаны на чертеже). Один сегмент 242 сборной тарелки представлен на фиг.5B как удаленный, чтобы открыть сегмент 262 сопловой тарелки (см., например, фиг.5C). Следует понимать, что вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 не ограничен конфигурацией сегментов 242 сборной тарелки, которые представлены на фиг.5B; напротив, другие числа и конфигурации сегментов 242 сборной тарелки также находятся в пределах объема настоящего изобретения.

Фиг.5C представляет вид сверху части вторичного распределяющего реакционную смесь блока 200 на фиг.5B с удаленными сегментами 242 сборной тарелки. Вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 дополнительно включает множество сегментов сопловой тарелки 262. Сегменты 262 сопловой тарелки совместно образуют сопловую тарелку 260 (см., например, фиг.8 и 10). На фиг.5C один из сегментов сопловой тарелки 242 представлен как удаленный. Каждый из сегментов 242 сборной тарелки и сегментов 262 сопловой тарелки может поддерживать множество ферм 302 (см., например, фиг.5D). Фермы 302 могут, в свою очередь, поддерживаться опорным кольцом 34. Опорное кольцо 34 можно прикреплять к внутренней поверхности 32a стенки 32 оболочки. В варианте осуществления опорное кольцо 34 может включать множество скобок (не показаны на чертеже), предназначенных для крепления ферм 302. Каждая ферма может охватывать оболочку 30 реактора. Хотя на фиг.5C представлены две (2) фермы 302, другие числа ферм 302 также находятся в пределах объема настоящего изобретения. Как правило, число ферм 302, охватывающих оболочку 32 реактора может составлять от одной (1) до приблизительно шести (6).

Кроме того, как показано на фиг.5C, опорное кольцо 34 можно прикреплять, например, посредством сварки, к внутренней поверхности 32a стенки 32 оболочки реактора, и опорное кольцо 34 может быть расположено по ее окружности. В варианте осуществления опорное кольцо 34 может включать металлическую кромку (не показаны на чертеже), имеющую верхний выступ и нижний выступ, причем эти верхний и нижний выступы предназначены, чтобы поддерживать сборную тарелку 240 и сопловую тарелку 260, соответственно. В еще одном варианте осуществления опорное кольцо 34 может включать верхнее кольцо и нижнее кольцо, коаксиальное и отделенное по вертикали от верхнего кольца (на чертеже не показано ни верхнее кольцо, ни нижнее кольцо), где каждое из верхнего кольца и нижнего кольца можно прикреплять (например, посредством сварки) к внутренней поверхности 32a стенки 32 оболочки реактора.

Кроме того, как далее показано на фиг.5C, сегменты 262 сопловой тарелки можно обратимо прикреплять друг к другу, что обеспечивает удобный монтаж и демонтаж сопловой тарелки 260. В варианте осуществления сегменты 262 сопловой тарелки можно прикреплять друг к другу через множество штифтов, таких как конические штифты (не показаны на чертеже). Следует понимать, что вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 не ограничивается конфигурацией сегментов сопловой тарелки 262, которая представлена на фиг.5C; напротив, другие числа и конфигурации сегментов сопловой тарелки 262 также находятся в пределах объема настоящего изобретения.

Фиг.5D представляет вид в разрезе части вторичного распределяющего реакционную смесь блока 200 на фиг.5B по линии 5D-5D на фиг.5B, показывая пару отделенных друг от друга ферм 302. Каждая ферма 302 может включать верхний фланец 304 и нижний фланец 306. Множество сегментов 242 сборной тарелки может располагаться и поддерживаться на верхнем фланце 304. Множество сегментов сопловой тарелки 262 можно располагаться и поддерживаться на нижнем фланце 306.

Фиг.5E представляет вид сбоку фермы 302, несущей множество сегментов сопловой тарелки 262 на нижнем фланце 306 фермы по линии 5E-5E на фиг.5C. В варианте осуществления ферму 302 может поддерживать на каждом конце скобка (не показана на чертеже), прикрепленная к опорному кольцу 34. На фиг.5E сегменты 242 сборной тарелки представлены как снятые с фермы 302.

Фиг.6A представляет вид в перспективе первичного отражателя 210 по отношению к сопловой тарелке 260 первичного распределяющего реакционную смесь блока 200' согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления первичный отражатель 210 может быть, по меньшей мере, по существу круглым. Первичный отражатель 210 может иметь площадь, составляющую, как правило, приблизительно от 70% до 100% площади поперечного сечения оболочки 30 реактора, и часто приблизительно от 90% до 100% площади поперечного сечения оболочки 30 реактора. Как правило, сопловая тарелка 260 может иметь площадь, составляющую приблизительно от 95% до 100% площади поперечного сечения оболочки 30 реактора. Сопла 600 (см., например, фиг.9A-C) не представлены на фиг.6A по соображениям ясности иллюстрации. Как сопловую тарелку 260, так и первичный отражатель 210 можно располагать, по меньшей мере, по существу перпендикулярно по отношению к оболочке стенка реактора 32.

Фиг.6B представляет вид в перспективе смесительной камеры 220 по отношению к вторичному отражателю 250 вторичного распределяющего реакционную смесь блока 200 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Сборная тарелка 240 не представлена на фиг.6B по соображениям ясности иллюстрации. Вторичный отражатель 250 можно располагать под смесительной камерой 220. Вторичный отражатель 250 может включать первую периферическую часть 254a, вторую периферическую часть 254b и центральную целую часть 252. В каждой из первой периферической части 254a и второй периферической части 254b может находиться множество перфораций 256. Напротив, в центральной целой части 252 могут, по меньшей мере, по существу отсутствовать перфорации, отверстия или полости. Вторичный отражатель 250 может быть предназначен для прохождения жидкости через перфорации 256.

Фиг.6C представляет схематический вид сбоку вторичного распределяющего реакционную смесь блока 200, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 может включать сборную тарелку 240, имеющую верхнюю поверхность 240a, смесительную камеру 220, расположенную на верхней поверхности 240a, вторичный отражатель 250, расположенный под сборной тарелкой 240, и сопловую тарелку 260, расположенную под вторичным отражателем 250. Вторичный распределяющий реакционную смесь блок 200 может дополнительно включать вертикальную трубу 244. Вертикальная труба 244 может быть, по меньшей мере, по существу цилиндрической и прикрепляться к верхней поверхности 240a сборной тарелки 240. Вертикальная труба 244 может проходить, по меньшей мере, по существу перпендикулярно по отношению к сборной тарелке 240.

Фиг.6D представляет схематический боковой вид сечения вторичного отражателя 250 по отношению к вертикальной трубе 244 на сборной тарелке 240 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Вторичный отражатель 250 включает центральную целую часть 252, имеющую целый поверхность, на которой отсутствуют любые перфорации, отверстия или полости. Центральная целая часть 252 может быть расположена между первой и второй периферическими частями 254a, 254b вторичного отражателя 250. В варианте осуществления центральная целая часть 252 может занимать площадь, превышающую площадь поперечного сечения вертикальной трубы 244. В подварианте осуществления площадь центральной целой части 252 может быть ограничена основанием объема усеченного конуса, образованного прямой линией, проходящей под углом θ от сборной тарелки 240 в месте внутренней стенки вертикальной трубы 244 к вторичному отражателю 250. Как правило, угол θ может составлять приблизительно от 20° до 70°, обычно приблизительно от 30° до 60° и часто приблизительно от 40° до 50°. Вертикальный просвет C_H между вторичным отражателем 250 и сборной тарелкой 240 может составлять, как правило, приблизительно от 25% до 50% диаметра вертикальной трубы 244. В еще одном подварианте осуществления центральная целая часть 252 может занимать площадь, которая составляет приблизительно от двукратной (2X) до пятикратной (5X) площади поперечного сечения вертикальной трубы 244.

Фиг.7A представляет схематический вид сверху смесительной камеры 220, и фиг.7B представляет схематический вид сверху разделенных половин смесительной камеры 220 на фиг.7A согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Смесительная камера 220 может включать первую половину 220a и вторую половину 220b. Каждая из первой и второй половин 220a, 220b смесительной камеры может включать соединительный фланец 222 для скрепления или соединения первой и второй половин 220a, 220b друг с другом. В варианте осуществления, первая и вторая половины 220a, 220b можно обратимо соединять друг с другом их соединительными фланцами 222 посредством множества штифтов, таких как конические штифты (не показаны на чертеже).

Фиг.7C представляет вид в перспективе одной половины смесительной камеры 220, расположенной на сегменте 242 сборной тарелки, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Вертикальная труба 244 может быть расположена на сегменте 242 сборной тарелки под смесительной камерой 220. Вертикальная труба 244 может быть расположена над вторичным отражателем 250. Вертикальная труба 244 может включать, по меньшей мере, одну перегородку (не показана на чертеже), расположенную на внутренней поверхности вертикальной трубы 244. Только один сегмент 242 сборной тарелки представлен на фиг.7C. На практике множество сегментов 242 сборной тарелки совместно образуют сборную тарелку 240.

Фиг.8 представляет схематический вид сверху части сопловой тарелки 260, включающий ряд распределяющих текучую среду сопел 600 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Каждое сопло 600 может быть предназначено для перемешивания и равномерного распределения текучей среды на слой катализатора 402, расположенный под сопловой тарелкой 260. Ряд сопел 600 на сопловой тарелке 260 может иметь разбивку по треугольнику, где расстояния между соплами составляют, как правило, приблизительно от 5 до 10 дюймов (от 127 до 254 мм) и часто приблизительно от 6 до 8 дюймов (от 152,4 до 203,2 мм). Фиг.8 представляет только часть сопловой тарелки 260; на практике сопловая тарелка 260 может включать намного больше сопел 600.

Рассмотрим фиг.9A-9C, где фиг.9A представляет вид сбоку сопла