反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件。
【背景技術(shù)】
[0002]通過使用流化床反應(yīng)器，碳?xì)浠衔锟杀晦D(zhuǎn)換為期望的產(chǎn)品。流化床反應(yīng)器可將液體進(jìn)料或者氣體進(jìn)料注入到反應(yīng)器一側(cè)。然而，隨著反應(yīng)器的直徑的增加，液體進(jìn)料和/或氣體進(jìn)料的均勻分配可以是很難達(dá)到的，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。
【附圖說明】
[0003]圖1A示出了根據(jù)本公開的實施方式的反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件的側(cè)視圖。
[0004]圖1B示出了根據(jù)本公開的實施方式的反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件的側(cè)視圖。
[0005]圖2示出根據(jù)本公開的實施方式的催化劑進(jìn)料管的側(cè)視圖。
[0006]圖3示出了根據(jù)本公開的實施方式的氣體進(jìn)料分配組件的俯視圖。
【具體實施方式】
[0007]本文的附圖遵循這樣的編號慣例，其中的第一個數(shù)字或第一部分?jǐn)?shù)字對應(yīng)于附圖的數(shù)字編號，而其余的數(shù)字標(biāo)識出附圖中的元件或組件。在不同附圖之間，相似的元件或部件可以通過使用類似數(shù)字來標(biāo)識。例如，152可以標(biāo)記圖1中的元件“52”，而圖2中類似的元件可以被標(biāo)記為252。
[0008]本文在不同的實施例示出和/或描述的元件可以增加、交換和/或去掉，從而提供了本公開的多個其它實施例。另外，在附圖中提供的元件的比例和相對尺度意在說明本發(fā)明的實施方式，而不應(yīng)被視為具有限制意義。
[0009]正如所提到的，本公開提供了反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件，其可用于烴類轉(zhuǎn)化。例如，例如過熱丙烷的氣體和基于例如氧化鋁或氧化鋁-二氧化硅的催化劑(其包括鎵和/或鉑)，可被供給到反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件中，在反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件中發(fā)生丙烷脫氫，以提供丙烯、氫氣和其它副產(chǎn)物。有利的是，反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件可以提供橫跨反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件的床的氣體分配，以減少丙烷焦化，從而相比其他的反應(yīng)器提高處理效率，在其他的反應(yīng)器中，會發(fā)生焦化并導(dǎo)致堵塞，這可能會導(dǎo)致分配差且性能受損。此外，由于橫跨反應(yīng)器床氣體均勻分配和進(jìn)料分配組件的形狀，使得所使用的催化劑的量可以減少，與管和/或環(huán)型的氣體分配器相比，所述進(jìn)料分配組件的形狀不允許催化劑落到氣體進(jìn)料分配組件150下面。
[0010]如圖1A所示，反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110包括反應(yīng)器容器120。反應(yīng)器容器120可具有各種構(gòu)造。反應(yīng)器容器120可包括一個以上多面體、球、圓柱、圓錐、不規(guī)則形狀、它們的組合、和/或它們的部分。例如，反應(yīng)器容器120可包括具有縱向軸線的直中空圓柱體。反應(yīng)器容器包括襯有耐火材料的內(nèi)壁面121、外壁面122、底部123、頂部128、氣體進(jìn)料分配組件150、安裝板160、催化劑進(jìn)料管接收通道126和氣體進(jìn)料管接收通道127。底部123具有內(nèi)表面124和外表面125。
[0011]氣體進(jìn)料分配組件150包括面對內(nèi)表面124的第一表面151、與第一表面151間隔開并面對第一表面151的第二表面152以及外板表面159，所述外板表面159的一部分垂直于第一表面151和第二表面152。外板表面159可以焊接到第一表面151。在一個實例中，分配組件隔熱填料156設(shè)置在與襯有耐火材料的內(nèi)壁面121的下部之間，相比于襯有耐火材料的內(nèi)壁面121連接到頂部128的位置，該下部更靠近襯有耐火材料的內(nèi)壁面121連接至底部123的位置。
[0012]在一個實例中，氣體進(jìn)料分配組件150的第一表面151和/或第二表面152可以襯有耐火材料。此外，具有隔熱特性的其它材料(例如，隔熱材料)可以被設(shè)置在第一表面151和第二表面152之間。耐火襯里和/或隔熱材料可以有助于防止氣體進(jìn)料分配組件150的第一表面151被加熱，以使丙燒在第一表面151被焦化。
[0013]氣體進(jìn)料分配組件150限定出多個氣體通道155和具有內(nèi)周面158的催化劑進(jìn)料管通道157。所述多個氣體通道155中的每一個與第一表面151和第二表面152通過第一孔153和第二孔154流體連通。所述多個氣體通道155可以與第一表面151和/或第二表面152齊平，和/或延伸超過(例如，低于)第一表面151和/或第二表面152。第二孔154可以比第一孔153具有更大的橫截面面積，例如，當(dāng)?shù)谝豢?53和第二孔154的橫截面垂直一個以上氣體通道155的縱向軸線和催化劑進(jìn)料管的縱向軸線被確定時。
[0014]氣體進(jìn)料分配組件150的第一孔153和第二孔154可具有均勻的和/或變化的橫截面面積，例如，以有助于使得均勻分配的氣體通過所述多個氣體通道中的每一個。例如，較接近氣體進(jìn)料管130的氣體通道可在氣體進(jìn)料分配組件150的第一表面151和第二表面152之間具有更大的壓力差。因此，與更遠(yuǎn)離氣體進(jìn)料管130的第一孔153相比，氣體進(jìn)料分配組件150的更靠近氣體進(jìn)料管130的第一孔153可具有更小的橫截面面積，以有助于平衡氣體分配裝置150兩端的壓力差。
[0015]氣體進(jìn)料分配組件150的第一孔153的內(nèi)徑與氣體進(jìn)料分配組件150的第二孔154的內(nèi)徑的比例可以為0.13至0.63，優(yōu)選為0.34至0.51。氣體進(jìn)料分配組件150的第一孔153的內(nèi)徑與反應(yīng)器容器120的內(nèi)徑的比例為0.003至0.014，優(yōu)選為0.008至0.012。氣體進(jìn)料分配組件150的第二孔154的內(nèi)徑與反應(yīng)器容器120的內(nèi)徑的比例為0.008至0.163，優(yōu)選為0.026至0.067。對于一些實施例，例如包括非圓形橫截面面積的實施例，各橫截面面積的比率可以在本文針對包括圓形橫截面面積的實施例討論的范圍內(nèi)。
[0016]反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110包括安裝板160，所述安裝板160用于將氣體進(jìn)料分配組件150安裝和/或支撐到反應(yīng)容器120的底部123。安裝板160包括可操作地連接到底部123的第一端161，以及第二端162。第一端161和第二端162彼此隔開，并在它們之間限定出與內(nèi)側(cè)平面表面164間隔開的外側(cè)平面表面163。外側(cè)平面表面163與襯有耐火材料的內(nèi)壁面121間隔開，并且外板表面159被可操作地連接到內(nèi)側(cè)平面表面164的靠近第二端162且與第一端161間隔開的部分。
[0017]反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110包括氣體進(jìn)料管130，其可操作地連接到延伸通過反應(yīng)器容器120的底部123的氣體進(jìn)料管接收通道127。反應(yīng)器和分配組件110可包括多個氣體進(jìn)料管130。多個氣體進(jìn)料管130可以可操作地連接到多個氣體進(jìn)料管接收通道，例如，包圍反應(yīng)器容器120的縱向軸線的氣體進(jìn)料管接收通道。
[0018]反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110可包括偏轉(zhuǎn)板190，所述偏轉(zhuǎn)板190與氣體進(jìn)料分配組件150的第一表面151間隔開并通過多個偏轉(zhuǎn)板連接器192可操作地連接到氣體進(jìn)料分配組件150的第一表面151的一部分。偏轉(zhuǎn)板190可偏轉(zhuǎn)和/或減少氣體進(jìn)料進(jìn)入反應(yīng)器容器120的速率。偏轉(zhuǎn)和/或速度重定向可引起氣體進(jìn)料更均勻地分配通過所述多個氣體通道 155。
[0019]氣體進(jìn)料管130可以被安裝成與襯有耐火材料的內(nèi)壁面121齊平，或者可以延伸超出襯有耐火材料的內(nèi)壁面121。氣體進(jìn)料管130的內(nèi)徑與反應(yīng)器容器120的內(nèi)徑的比值可以為0.06至0.77，優(yōu)選為0.20至0.23。
[0020]反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110包括催化劑進(jìn)料管140。反應(yīng)器和分配組件110可包括多個催化劑進(jìn)料管140。多個催化劑進(jìn)料管140可以可操作地連接到多個進(jìn)料管接收通道，例如，包圍反應(yīng)器容器120的縱向軸線的進(jìn)料管接收通道。
[0021]催化劑進(jìn)料管140包括第一端141和第二端142。催化劑進(jìn)料管140延伸通過反應(yīng)器容器120的襯有耐火材料的內(nèi)壁面，以及外壁面，使得第二端142被定位在氣體進(jìn)料分配組件150的第二表面152的上方。例如，催化劑進(jìn)料管140延伸通過催化劑進(jìn)料管接收通道126和催化劑進(jìn)料管通道157，使得第二端142延伸超出氣體進(jìn)料分配組件150的第二表面152。催化劑進(jìn)料管帽145可以由一個以上連接器146可操作地連接到第二端142，所述連接器146限定出間隙147，通過該間隙147，催化劑可以流動到氣體進(jìn)料分配組件150的第二表面152上。催化劑進(jìn)料管140的內(nèi)徑與反應(yīng)器容器120的內(nèi)徑的比值可以為0.08至0.23，優(yōu)選為0.12至0.15。
[0022]反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110包括催化劑進(jìn)料管殼體180，催化劑進(jìn)料管140可滑動地容納在催化劑進(jìn)料管殼體180內(nèi)。催化劑進(jìn)料管140可以與催化劑進(jìn)料管殼體180的內(nèi)表面183間隔開。催化劑進(jìn)料管140可滑動地容納在催化劑進(jìn)料管殼體180內(nèi)，以允許催化劑進(jìn)料管140膨脹。例如，通過催化劑進(jìn)料管140的催化劑進(jìn)料可以被加熱，從而引起催化劑進(jìn)料管140的長度和直徑擴(kuò)大。因此，相比于催化劑進(jìn)料管140在其中被焊接就位的反應(yīng)器，催化劑進(jìn)料管140可以擴(kuò)大，催化劑進(jìn)料管140被焊接就位可能會導(dǎo)致焊接開裂。
[0023]催化劑進(jìn)料管殼體180包括靠近底部123的第一端部181、與反應(yīng)器容器120的底部123隔開并且接近氣體進(jìn)料分配組件150的第二表面152的第二端182、以及與催化劑進(jìn)料管殼體180的內(nèi)表面183間隔開的外表面184，該外表面184可操作地連接到催化劑進(jìn)料管通道157的內(nèi)周表面158和催化劑進(jìn)料管接收通道126。第一表面151的內(nèi)徑可以被焊接到催化劑進(jìn)料管殼體180和/或被催化劑進(jìn)料管殼體180支撐。對于一些應(yīng)用，可以在第一表面151和底部123之間結(jié)合附加支撐件。
[0024]催化劑進(jìn)料管140的隔熱填料149設(shè)置在催化劑進(jìn)料管140和催化劑進(jìn)料管殼體180的內(nèi)表面183之間。催化劑進(jìn)料管140的隔熱填料149可以有助于保持催化劑進(jìn)料的溫度。例如，通過氣體進(jìn)料管130進(jìn)入的氣體進(jìn)料的溫度可以不同于通過催化劑進(jìn)料管140進(jìn)入的催化劑進(jìn)料的溫度。例如，當(dāng)正在反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110中執(zhí)行丙烷脫氫的情況下，丙烷可在攝氏570度(°C)下通過氣體進(jìn)料管130進(jìn)入，而催化劑可以在750度(V)下進(jìn)入催化劑進(jìn)料管140。因此，如果丙烷接觸催化劑進(jìn)料管140 (催化劑進(jìn)料管140由于流經(jīng)的催化劑被加熱到750°C )，丙烷可能焦化并導(dǎo)致反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110堵塞。
[0025]反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110包括催化劑回流分流器170，其可操作地連接到催化劑進(jìn)料管140，靠近催化劑進(jìn)料管140的第二端142。催化劑回流分流器170從催化劑進(jìn)料管140延伸并延伸超過催化劑進(jìn)料管殼體180的第二端182。在一個實例中，催化劑回流分流器170可減少引入到催化劑進(jìn)料管140的隔熱填料149中的催化劑。
[0026]圖1B示出了反應(yīng)器和進(jìn)料分配組件110的另一實施例，其包括反應(yīng)器容器120。如本文中所討論的，反應(yīng)器容器120包括襯有耐火材料的內(nèi)壁面121、外壁面122、底部123、頂部128、氣體進(jìn)料分配組件