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KR102520293B1 - 주변 개구들을 갖는 분배 플레이트를 포함하는 혼합 및 분배 디바이스 - Google Patents

주변 개구들을 갖는 분배 플레이트를 포함하는 혼합 및 분배 디바이스 Download PDF

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KR102520293B1
KR102520293B1 KR1020160040232A KR20160040232A KR102520293B1 KR 102520293 B1 KR102520293 B1 KR 102520293B1 KR 1020160040232 A KR1020160040232 A KR 1020160040232A KR 20160040232 A KR20160040232 A KR 20160040232A KR 102520293 B1 KR102520293 B1 KR 102520293B1
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KR
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필리쁘 베아르
프레드리끄 바제르-바쉬
세실 플레
프레드리끄 오기에
야신 하룬
Original Assignee
아이에프피 에너지스 누벨
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Abstract

하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스이고, 상기 디바이스는 수집 구역 (A), 혼합 구역 (B) 및 복수의 침니들 (13) 을 지지하는 적어도 하나의 제 1 구역 (C1) 및 제 2 구역 (C2) 을 포함하는 분배 플레이트 (12) 를 포함하는 분배 구역 (C) 을 포함하고; 상기 혼합 구역 (B) 은 분배 구역 (C) 에 위치된 환형의 엔클로져 (15) 에 포함되고, 상기 혼합 구역 (B) 및 상기 분배 구역 (C) 은 상기 혼합 구역 (B) 으로부터 상기 분배 구역 (C) 의 제 1 구역 (C1) 으로 유체들의 통과를 위해 적합한 적어도 하나의 측방향 통로 섹션 (17a, 17b) 을 포함하는 적어도 하나의 환형의 벽 (16) 에 의해 경계지워지고, 제 2 구역 (C2) 은 분배 구역 (C) 의 외부로 유체들의 부분적인 통과를 위해 적합한 복수의 개구들 (18) 을 포함한다.

Description

주변 개구들을 갖는 분배 플레이트를 포함하는 혼합 및 분배 디바이스{MIXING AND DISTRIBUTION DEVICE COMPRISING A DISTRIBUTION PLATE WITH PERIPHERAL OPENINGS}
본 발명은 발열성의 반응들의 분야 및 보다 구체적으로 고정형-베드 반응기에서 실행되는 수소화 처리, 수소화 탈황, 수소화 탈질소, 수소화 분해, 수소화 첨가, 수소화 탈산소 또는 또한 수소화 탈방향족 반응들에 관한 것이다. 본 발명은 보다 구체적으로 하향 유동을 갖는 반응기에서 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스 및 발열성의 반응들을 실행하기 위한 그 사용에 관한 것이다.
예를 들면 정제에서 및/또는 석유 화학에서 발열성의 반응들은 그것들이 실행될 촉매 반응기의 열적 폭주 (runaway) 를 회피하도록 급랭 유체로 불리우는 부가적인 유체에 의해 냉각될 필요가 있다. 이들 반응들을 위해 사용되는 촉매 반응기들은 일반적으로 적어도 하나의 고체 촉매 베드를 포함한다. 반응들의 발열성 성질은 반응기에 포함된 촉매 베드에서 핫 스폿들 (hot spots) 의 존재를 회피하도록 반응기 내에서 균질한 온도 구배의 유지를 요구한다. 너무 뜨거운 구역들은 촉매의 활동성을 너무 이르게 감소시키고 및/또는 비선택성 반응들을 발생시키고 및/또는 열적 폭주들을 발생시킬 수 있다. 따라서 반응기의 섹션에 걸쳐 유체들의 균질한 온도 분배 및 원하는 온도로 반응 유체들을 냉각을 허용하는 두개의 촉매 베드들 사이에 위치된 반응기에서 적어도 하나의 혼합 챔버를 갖는 것이 중요하다.
이러한 균질화를 실행하도록, 종종 본 기술 분야에 당업자에게는 반응기의 섹션 내에서 급랭 유체의 가능한 가장 균질한 도입을 포함하는 종종 복잡한 내부들의 특정한 배열을 사용하는 것이 필수적이다. 예를 들면, 특허 문서 FR 2 824 495 A1 은 급랭 유체(들) 과 프로세스 유체(들) 사이에 효율적인 교환을 보장하는 것을 가능하게 하는 급랭 디바이스를 설명한다. 이러한 디바이스는 엔클로져에 통합되고 급랭 유체 주입 파이프, 유체들을 수집하기 위한 배플, 급랭 유체와 하향 유동 사이에 혼합을 적절히 실행시키는 급랭 박스, 및 천공형 트레이와 분배 플레이트로 구성된 분배 시스템을 포함한다. 급랭 박스는 상기 엔클로져의 축선에 비-평행하고 실질적으로 비-방사상의 방향으로 유체들의 소용돌이 모션을 보장하는 편향기를 포함하고, 반응 유체의 순환 방향으로 상기 편향기의 하류에는, 유체들의 혼합물을 위한 적어도 하나의 유출구 통로 섹션이 박스에 형성된다. 이러한 디바이스는 종래 기술 분야의 상이한 시스템들의 소정 단점들을 극복하는 것을 가능하게 하지만 여전히 큰 공간 요구를 갖는다.
큰 공간 요구의 문제점을 극복하도록, 하향 유동을 갖는 반응기에서 유체들을 혼합하기 위한 디바이스가 개발되었고, 특허 문서 FR 2 952 835 A1 에서 설명된다. 이러한 디바이스는 유체들을 수용하기 위한 수직의 수집 라인이 제공된 수평의 수집 수단, 수집 라인에 위치된 주입 수단 및 유체들의 순환 방향으로 수집 수단의 하류에 위치된 원형의 횡단면을 갖는 환형의 혼합 챔버를 포함한다. 혼합 챔버는 적어도 하나의 침니를 포함하는 수평의 사전-분배 플레이트 뿐만 아니라 유체들의 통과를 허용하는 유출구 단부 및 수집 라인에 연결된 유입구 단부를 포함한다. 이러한 디바이스의 이점은 이전에 설명된 것보다 컴팩트하고, 유체들의 양호한 혼합 및 양호한 온도 균질성을 보장하는 것을 가능하게 한다는 점이다.
본 발명의 목적은 촉매 반응기에 위치될 때에 작은 공간 요구를 갖는 유체들용의 혼합 디바이스 및 분배 디바이스를 제안하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 유체들을 혼합하기 위해 양호한 효율을 갖고 양호한 온도 균질성 및 양호한 분배를 갖는 혼합 및 분배 디바이스를 제안하는 것이다.
본 출원인은, 특히 하향 유동을 갖는 반응기에서 유체들의 혼합 및 분배를 위해 전용인 공간을 현저하게 감소시키는 것을 가능하게 하는 유체들의 혼합 및 분배용의 조합된 디바이스를 개발하였다.
본 발명의 제 1 주제는 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스에 관한 것이고, 상기 디바이스는:
- 적어도 하나의 수집 수단을 포함하는 적어도 하나의 수집 구역 (A);
- 상기 수집 수단에 의해 수집된 반응 유체를 수용하는 데 적합한 적어도 하나의 실질적으로 수직의 수집 라인 및 급랭 유체를 주입하기 위해 상기 수집 라인 내로 개방된 적어도 하나의 주입 수단;
- 유체들의 순환 방향으로 수집 수단의 하류에 위치된 적어도 하나의 혼합 구역 (B) 으로서, 상기 혼합 구역 (B) 은 상기 수집 라인에 연결된 유입구 단부 및 유체들을 제거하기 위한 유출구 단부를 포함하는 적어도 하나의 혼합 챔버를 포함하는, 적어도 하나의 상기 혼합 구역;
- 반응기의 엔클로져의 전체 섹션에 걸쳐 방사상으로 연장되는 분배 플레이트를 포함하는, 유체들의 순환 방향에서 상기 혼합 구역 (B) 의 하류에 위치된 적어도 하나의 분배 구역 (C) 으로서, 상기 분배 플레이트는 복수의 침니들을 지지하는 적어도 하나의 제 1 구역 (C1) 및 제 2 구역 (C2) 을 포함하는, 적어도 하나의 상기 분배 구역을 포함하고;
상기 혼합 구역 (B) 은 분배 구역 (C) 에 위치된 환형의 엔클로져에 포함되고, 상기 혼합 구역 (B) 및 상기 분배 구역 (C) 은 상기 혼합 구역 (B) 으로부터 상기 분배 구역 (C) 의 제 1 구역 (C1) 으로의 유체들의 통과를 위해 적합한 적어도 하나의 측방향 통로 섹션을 포함하는 적어도 하나의 환형의 벽에 의해 경계지워지고, 상기 분배 구역 (C) 의 제 2 구역 (C2) 은 분배 구역 (C) 의 외부로 유체들의 부분적인 통과를 위해 적합한 복수의 개구들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 상기 환형의 엔클로져는 50 내지 200 mm 의 분배 플레이트로부터의 거리 (D) 에 위치된다.
바람직하게, 상기 환형의 엔클로져의 상기 환형의 벽은 반응기의 엔클로져로부터 거리 (d2) 에 위치되고, 상기 거리 (d2) 는 반응기의 직경의 2% 내지 20% 에서 변한다.
유리하게, 상기 혼합 챔버는 반응기의 엔클로져로부터 거리 (d1) 에 위치되고, 상기 거리 (d1) 는 5 내지 300 mm 이다.
바람직하게, 상기 환형의 엔클로져의 높이는 200 내지 800 mm 이다.
유리하게, 상기 환형의 벽은 적어도 두개의 레벨들에 걸쳐 분배되는 복수의 측방향 통로 섹션들을 포함한다.
바람직하게, 환형의 엔클로져의 환형의 벽은 실질적으로 원통형이다.
유리하게, 혼합 챔버의 횡단면은 평행 사변형 단면이다.
바람직하게, 혼합 챔버의 단면은 0.2 내지 5.0 의 단면의 높이 "h" 와 상기 단면의 폭 "w" 사이의 비를 갖는다.
또 다른 실시형태에서, 상기 혼합 챔버는 원형의 횡단면을 갖고 상기 혼합 챔버의 직경 "d" 가 0.05 내지 0.5 m 로 된다.
유리하게, 본 발명에 따른 디바이스는 두개의 혼합 챔버들을 포함한다.
바람직하게, 상기 혼합 챔버는 상기 혼합 챔버의 내부 벽들 중 적어도 하나에서 유체들을 편향시키기 위한 적어도 하나의 수단을 포함한다.
유리하게, 본 발명에 따른 디바이스는 또한 상기 분배 플레이트 아래에 배열된 분산 시스템을 포함하고, 상기 분산 시스템은 적어도 하나의 분산 디바이스를 포함한다.
유리하게, 상기 혼합 구역 (B) 및 상기 분배 구역 (C) 은 상기 혼합 구역 (B) 으로부터 상기 분배 구역 (C) 의 제 1 구역 (C1) 으로의 유체들의 통과를 위해 적합한 적어도 하나의 측방향 통로 섹션을 각각 포함하는 두개의 환형의 벽들에 의해 경계지워진다.
본 발명의 또 다른 주제는 본 발명에 따른 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스를 포함하는 중간 구역에 의해 분리된 적어도 두개의 고정형 촉매 베드들을 수용하는 엔클로져를 포함하는 하향 유동을 갖는 촉매 반응기에 관한 것이다.
도 1 은 종래 기술 분야에 따른 유체들의 혼합 및 분배를 위한 컴팩트 디바이스를 포함하고 적어도 두개의 고체 촉매 베드들을 포함하는 하향 유동을 갖는 촉매 반응기의 축방향의 횡단면을 도시한다. 볼드체의 화살표는 반응기에서 유체의 유동 방향을 나타낸다.
도 2 는 본 발명에 따른 유체들의 혼합 및 분배를 위한 컴팩트 디바이스를 포함하고 적어도 두개의 고체 촉매 베드들을 포함하는 하향 유동을 갖는 촉매 반응기의 축방향의 횡단면을 도시한다. 볼드체의 화살표는 반응기에서 유체의 유동 방향을 나타낸다. 도 2 에서, 명료성을 위해, 혼합 챔버는 도시 생략된다.
도 3 은 도 2 의 점선 라인 X-X' 에 의해 도시된 횡단면을 따라 유체들의 혼합 및 분배를 위한 컴팩트 디바이스의 단면을 도시한다.
도 4 는 본 발명에 따른 혼합 및 분배 디바이스의 축방향의 횡단면을 도시한다.
본 발명에 따른 컴팩트 혼합 및 분배 디바이스는 발열성의 반응들, 예를 들면 수소화 처리, 수소화 탈황, 수소화 탈질소, 수소화 분해, 수소화 첨가, 또는 또한 수소화 탈방향족 반응들이 실행되는 반응기에서 사용된다. 일반적으로, 반응기는 실질적으로 수직의 축선을 따라 세장형의 형상을 갖는다. 적어도 하나의 반응 유체 (또한 "프로세스 유체" 로 불림) 는 상기 반응기의 상단으로부터 바닥으로 적어도 하나의 촉매 베드를 통해 순환된다. 최종 베드를 제외한 각각의 베드의 유출구에서, 반응 유체는 수집되고, 그 후 분배 플레이트의 하류에 위치된 촉매 베드로 분배되기 전에 상기 디바이스에서 급랭 유체와 혼합된다. 하류 및 상류는 반응 유체의 유동 방향과 관련하여 규정된다. 반응 유체는 가스 또는 액체 또는 액체 및 가스를 포함하는 혼합물일 수 있다; 이는 반응기에서 실행되는 반응의 타입에 종속된다.
본 발명의 보다 양호한 이해를 위해, 예시적인 적용예에 의해 이후에 주어진 설명은 수소화 처리 반응들을 위해 적합한 반응기에서 사용되는 혼합 및 분배 디바이스에 관한 것이다. 도 1 의 설명은 종래 기술 분야에 따른 혼합 및 분배 디바이스에 관한 것이고, 도 2 내지 도 4 의 설명은 본 발명에 따른 혼합 및 분배 디바이스에 관한 것이다. 도 2 내지 도 4 는 도 1 의 소정 요소들을 포함한다; 도 1 의 도면 부호와 동일한 도 2 내지 도 4 에서의 도면 부호들은 동일한 요소들을 나타낸다. 물론, 본 발명에 따른 디바이스는 유체들의 양호한 혼합 및 양호한 분배를 얻는 것이 바람직한 임의의 반응기 또는 디바이스에서 및 임의의 분야에서 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 1 은 적어도 하나의 반응 유체가 상단으로부터 바닥으로 두개의 촉매 베드들 (2 내지 14) 을 통해 순환하는 실질적으로 수직의 축선을 따라 세장형의 형상을 갖는 반응기 (1) 에 배열된 종래 기술 분야에 따른 혼합 및 분배 디바이스를 도시한다. 반응 유체는 가스 (또는 가스 혼합물) 또는 액체 (또는 액체 혼합물) 또는 액체 및 가스를 포함하는 혼합물일 수 있다. 혼합 및 분배 디바이스는 엔클로져 (1) 에서 반응 유체의 유동과 관련하여 촉매 베드 (2) 의 아래에 배열된다. 서포트 그리드 (3) 는 촉매 베드 아래에 수집 공간 (A) (또한 수집 구역 (A) 으로 불림) 을 마련 (free) 하는 방식으로 촉매 베드 (2) 를 지지하는 것을 가능하게 한다. 수집 공간 (A) 의 높이 (H1) 는 전형적으로 10 내지 300 mm 이다. 이러한 수집 공간 또는 수집 구역 (A) 은 수집 수단 (5) 의 레벨에서 촉매 베드 (2) 로부터 기원하는 유동을 수집하는 것을 가능하게 한다. 또한 배플로도 불리우는 수집 수단 (5) 은 환형의 혼합 챔버 (9) 로 유체의 유동을 배수하기 위해 위치 (6) 에서만 개방된 고체 플레이트이다. 따라서 베드 (2) 로부터 기원하는 반응 유체는 개구 (6) 와 연통하는 수직의 수집 라인 (7) 을 통해 통과하도록 수집 구역 (A) 에서 강제된다. 급랭 유체는 주입 라인 (8) 을 통해 수집 라인 (7) 내로 주입된다. 급랭 유체는 액체 또는 가스 또는 액체 또는 가스를 포함하는 혼합물일 수 있다. 상기 챔버 (9) 는 그 유입구 단부에 의해 수집 라인 (7) 에 연결된다. 상부 베드 (2) 로부터 기원하는 급랭 유체 및 반응 유체는 따라서 상기 챔버 (9) 로 진입하도록 강제되고 상기 챔버에서 이들 유체들은 혼합되고 스월 유동 (swirl flow) 을 일으키게 된다. 상기 챔버의 유출구에서, 유체들의 혼합물은 유체들의 순환 방향으로 혼합 챔버 (9) 의 하류에 위치된 사전-분배 플레이트 (11) 를 거쳐 유동한다. 전형적으로, 수집 수단 (5) 과 사전-분배 플레이트 (11) 사이에서 측정된 높이 (H2) (도 1 을 참조) 는 300 내지 600 mm 이다. 혼합 챔버 (9) 는 반응기의 주변에 위치된다. 혼합물의 가스 및 액체 상들은 가스의 통과를 허용하도록 구성된 하나 이상의 중앙 침니들 (4) 이 제공된 천공형 플레이트 (11) 에서 분리된다. 액체는 샤워-헤드 또는 레인 타입 유동을 형성하도록 플레이트의 천공들을 통해 통과한다. 천공형 플레이트 (11) 의 역할은 비교적 밸런싱된 방식으로 혼합 챔버 (9) 를 떠나는 유동을 분배하여 분배 플레이트 (12) 에 제공하는 것이고, 상기 분배 플레이트 (12) 는 유체들의 순환 방향에서 사전-분배 플레이트의 하류에 위치된다. 전형적으로, 사전-분배 플레이트 (11) 와 분배 플레이트 (12) 사이에서 측정된 높이 (H3) (도 1 을 참조) 는 100 내지 700 mm 이다. 분배 플레이트 (12) 는 침니들 (13) 을 포함하고, 그 역할은 이러한 분배 플레이트의 하류에 위치된 촉매 베드 (14) 의 유입구에서 가스 및 액체 상들을 재분배하는 것이다.
따라서 종래 기술 분야에 따른 혼합 및 분배 디바이스는 스택킹된 방식으로 겹쳐서 위치된 혼합 구역 및 분배 구역을 포함한다. 유체들의 혼합은 높이 (H2) 에 걸쳐 실행되고 유체들의 분배는 높이 (H3) 에 걸쳐 실행된다. 그 결과로서, 종래 기술 분야에 따른 혼합 및 분배 디바이스의 엔클로져 (1) 에서 총 공간 요구 (H) 는 H1 + H2 + H3 (도 1 을 참조) 과 동등하다.
본 출원인은 그러한 디바이스들 아래에 위치된 촉매 베드에 걸쳐 상들의 양호한 혼합 및 양호한 분배를 갖는, 이전에 설명된 것보다 컴팩트한 유체들의 혼합 및 분배를 위한 새로운 디바이스를 개발하였다.
도 2 는 적어도 하나의 반응 유체가 상단으로부터 바닥으로 적어도 하나의 촉매 베드 (2) 를 통해 순환되는 실질적으로 수직의 축선을 따라 세장형인 형상을 갖는 반응기 (1) 에 배열된 본 발명에 따른 혼합 및 분배 디바이스를 도시한다. 본 발명에 따른 디바이스는 챔버 (1) 에서 반응 유체의 유동과 관련하여 촉매 베드 (2) 아래에 배열된다. 서포트 그리드 (3) 는 촉매 베드 (2) 아래에 배열된 수집 구역 (A) 을 마련하도록 촉매 베드 (2) 를 지지하는 것을 가능하게 한다. 수집 구역 (A) 은 반응 유체가 수집 라인 (7) (이는 아래에 설명될 것임) 으로 배수를 허용하는 데 필수적이다. 유동하는 반응 유체는 예를 들면 가스 상 및 액체 상으로 구성된다. 보다 구체적으로, 상류에서 촉매 베드 (2) 를 통해 통과하는 반응 유체는 실질적으로 수평의 수집 수단 (5) (또한 여기서 수집 배플로 불림) 에 의해 수집되어, 혼합 구역 (B) 으로 불리우는 구역의 레벨에서의 수집 구역 (A) 아래에 (도 2 에 도시된 바와 같음), 또는 수집 구역 (A) 의 레벨 (도면들에서 도시 생략) 에 배열된 실질적으로 수직의 수집 라인 (7) 으로 안내된다. 실질적으로 수직 및 실질적으로 수평이라는 것은, 본 발명의 의미 내에서 ±5 도의 각도 (θ) 만큼 수직, 각각 수평 평면과의 편차를 의미한다. 수집 수단 (5) 은 촉매 베드 (2) 의 서포트 그리드 (3) 아래에 엔클로져의 종축에 직각인 평면에 배열된 고체 플레이트로서 구성된다. 수집 수단 (5) 의 플레이트는 반응기 (1) 의 전체 표면에 걸쳐 방사상으로 연장된다. 플레이트는 상기 수집 라인 (7) 이 연결되는 개구 (6) 를 그 단부에서 포함한다. 수집 수단 (5) 은 상류에서 촉매 베드 (2) 로부터 기원하는 반응 유체의 유동을 수집하고 상기 수집 라인 (7) 으로 상기 유동을 지향시키는 것을 가능하게 한다. 수집 수단 (5) 은 높이 (H'1) 만큼 촉매 베드 (2) 의 서포트 그리드 (3) 로부터 이격된다. 높이 (H'1) 는 촉매 베드 (2) 로부터 유동하는 유체의 수집 중에 압력 강하를 제한하고 클리어런스 높이, 즉 수집 수단 (5) 에 축적되는 액체에 의해 형성되는 높이를 제한하도록 선택된다. 클리어런스 높이는 수집 라인 (7) 으로의 반응 유체의 배수, 이러한 라인에서의 그 유동, 또는 상부 촉매 베드 (2) 를 통한 그 유동을 변화시키지 않는다. 수집 라인 (7) 및 주입 수단 (8) 이 혼합 구역 (B) 의 레벨에 위치될 때에, 높이 (H'1) 는 10 내지 200 mm, 바람직하게 30 내지 150 mm, 훨씬 보다 바람직하게 40 내지 100 mm 이다. 따라서, 베드 (2) 로부터 기원하는 반응 유체는 수직의 수집 라인 (7) 을 통해 통과하도록 수집 구역 (A) 에서 강제된다. 수집 라인 (7) 및 주입 수단 (8) 이 수집 구역 (A) 의 레벨에 위치될 때에, 높이 (H'1) 는 10 내지 400 mm, 바람직하게 30 내지 300 mm, 및 훨씬 보다 바람직하게 50 내지 250 mm 이다.
수집 구역 (A) 아래에는 혼합 구역 (B), 및 분배 구역 (C) 이 존재한다. 혼합 구역 (B) 은 유체들의 순환 방향에서 수집 수단 (5) 의 하류에 위치되는 혼합 챔버 (9) (도 3 을 참조) 를 포함한다. 혼합 챔버 (9) 는 수집 라인 (7) 에 직접 연결되는 유입구 단부 및 유체들을 제거하기 위한 유출구 단부 (10) 를 포함한다. 수집 라인 (7) 및 주입 수단 (8) 의 기술적 특징들은 종래 기술 분야에 따른 혼합 및 분배 디바이스의 것과 동일하다.
분배 구역 (C) 에 관해, 분배 구역은 반응기의 엔클로져의 전체 섹션에 걸쳐 방사상으로 연장되는 분배 플레이트 (12) 를 포함한다. 분배 플레이트 (12) 는 복수의 침니들 (13) 을 지지하는 제 1 구역 (C1) 및 반응기의 엔클로져의 주변에 위치되는 제 2 구역 (C2) 을 포함한다.
본 발명의 특징은 분배 구역 (C) 과 동일한 레벨에 혼합 구역 (B) 을 위치시키는 것에 기초되고, 상기 혼합 구역 (B) 및 분배 구역 (C) 은 상기 혼합 구역 (B) 으로부터 상기 분배 구역 (C) 으로의 유체들의 통과를 위해 적합한 적어도 하나의 측방향 통로 섹션을 포함하는 적어도 하나의 환형의 벽 (16) 에 의해 경계지워진다.
본 발명의 제 1 실시형태의 변형예에서, 혼합 구역 (B) 은, 바람직하게 실질적으로 원통형의 분배 구역 (C) 의 상기 제 1 구역 (C1) 을 내부에서 경계짓는 적어도 하나의 환형의 벽 (16) 을 포함하는 반응기의 엔클로져 주변에서 반응기의 엔클로져에 동심으로 배열된 상기 환형의 벽 (16) 을 포함하는 환형의 엔클로져 (15) 에 위치된다. 환형의 벽 (16) 은 혼합 구역 (B) 으로부터 분배 구역 (C) 으로 유체의 통과를 위해 적합한 적어도 하나의 측방향 통로 섹션 (17a 또는 17b) 을 포함한다. 바람직하게, 환형의 벽 (16) 은 적어도 두개의 측방향 통로 섹션들 (17a 내지 17b) 을 포함한다.
혼합 챔버 (9) 의 유출구 단부 (10) (도 3 을 참조) 는 환형의 엔클로져 (15) 내로 개방된다. 혼합 구역 (B) 에서 혼합 챔버 (9) 의 구성은 혼합 챔버 그 자체 및 환형의 엔클로져 (15) 양쪽에서 유체들의 혼합물의 탄젠트 유동을 허용하고, 이러한 탄젠트 유동은 혼합의 효율을 최적화하는 것을 가능하게 한다. 따라서 반응 유체 및 급랭 유체의 혼합은 환형의 엔클로져 (15) 의 레벨에서 계속된다. 환형의 엔클로져 (15) 의 치수들은 분배 구역 (C) 으로 진입하기 전에 이들 치수들이 상기 환형의 엔클로져 (15) 에서 유체들의 혼합물의 회전을 허용하는 방식으로 선택된다. 본 발명에 따르면, 환형의 엔클로져 (15) 의 높이 (H'2) 는 200 내지 800 mm, 바람직하게 300 내지 700 mm, 및 훨씬 보다 바람직하게 300 내지 600 mm 이다.
특정한 실시형태에서 (도면들에서 도시 생략), 환형의 엔클로져 (15) 는 섹션별일 수 있고, 즉 상기 엔클로져는 두개의 단부들을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 상기 엔클로져의 두개의 단부를 통해 통과하는 평면에 의해 형성된 각도에 의해 규정된 환형의 엔클로져 (15) 의 길이는 270 내지 360 도, 바람직하게 315 내지 360 도일 수 있다.
특정한 실시형태에서 (도면들에서 도시 생략), 혼합 구역 (B) 의 환형의 엔클로져 (15) 는 환형의 엔클로져 (15) 내로 개방된 혼합 챔버 (9) 의 유체들을 적어도 부분적으로 수집하고, 분배 플레이트 (12) 의 제 2 구역 (C2) 위로 엔클로져의 주변에 유체들을 적어도 부분적으로 분배하는 것을 가능하게 하는 적어도 하나의 개구 (천공), 바람직하게 복수의 개구들을 포함한다.
환형의 엔클로져 (15) 는 분배 플레이트 (12) 에 의해 지지되는 복수의 침니들 (13) 을 포함하는 분배 구역 (C) 의 제 1 구역 (C1) 을 내부에서 둘러싼다. 보다 정확하게, 침니들 (13) 은 상부 개구를 통해 그들의 상부 단부에 개방되고 그들의 측방향 벽을 따라 일련의 측방향 구멍들 (도면들에서 도시 생략) 을 갖는다. 측방향 구멍들 및 상부 개구들은 침니들의 내측에 액체 상 (구멍들을 통해) 및 가스 상 (상부 개구를 통해) 의 별개의 통과를 위해 각각 의도되어 상기 침니들 내측에서 그것들의 철저한 혼합을 실행한다. 측방향 구멍들의 형상은 매우 다양하고, 일반적으로 원형 또는 직사각형일 수 있고, 이들 구멍들은 바람직하게 하나의 침니로부터 또 다른 침니까지 실질적으로 동일한 몇개의 레벨들로, 일반적으로 적어도 하나의 레벨, 및 바람직하게 2 내지 10 레벨들로 침니들의 각각에 분배되어, 인터페이스가 가능한 규칙적으로 가스 상과 액체 상 사이에서 확립되는 것을 허용한다.
환형의 엔클로져 (15) 는 분배 플레이트 (12) 로부터 거리 (D) 에 위치되고, 상기 거리 (D) 는 50 내지 200 mm, 바람직하게 50 내지 150 m, 및 훨씬 보다 바람직하게 100 내지 150 m (도 2 또는 도 4 를 참조) 이다.
종래 기술 분야의 혼합 및 분배 디바이스와 비교하여, 본 발명에 따른 혼합 및 분배 디바이스는 침니들이 제공된 사전-분배 플레이트 (11) 를 포함하지 않는다. 실제적으로, 본 발명에 따른 디바이스의 본질적인 양상에 따르면, 혼합 챔버 (9) 는 분배 구역 (C) 과 동일한 레벨에 위치된 환형의 엔클로져 (15) 에 포함된 혼합 구역 (B) 에서, 반응기 (1) 의 주변에 위치된다. 유체들의 혼합 및 분배는 더 이상 두개의 별개의 레벨들에서 실행되지 않는다. 따라서 본 발명에 따른 혼합 및 분배 디바이스는 종래 기술 분야에서 공지된 것과 비교하여 현저하게 보다 컴팩트하다. 도 1 에 도시된 바와 같은 종래 기술 분야에 따른 디바이스와 비교하여, 혼합 및 분배 디바이스의 총 공간 요구는 H = H'1 + H'2 + D = H'1 + H'3 (도 4 를 참조) 이고, H'2 는 환형의 엔클로져 (15) 의 높이에 상응하고, H'3 = H'2 + D 이다.
도 2 내지 도 4 를 참조하면, 환형의 엔클로져 (15) 는 혼합 챔버 (9) 로부터 기원하고 혼합 구역 (B) 으로부터 분배 구역 (C) 으로 환형의 엔클로져 (15) 에서 순환하는 액체 및 가스의 통과를 허용하는 복수의 측방향 통로 섹션들 (17a 및/또는 17b) 을 포함하는, 반응기의 엔클로져와 동심이고 바람직하게 실질적으로 원통형인 환형의 벽 (16) 에 의해 분배 구역 (C) 으로부터 분리된다. 상기 측방향 통로 섹션들 (17a 및/또는 17b) 은 동등하게 보다 양호하게 구멍 또는 슬롯의 형상을 가질 수 있다.
유리하게, 분배 구역 (C) 으로부터 혼합 구역 (B) 을 분리하는 환형의 벽 (16) 은 반응기 (1) 의 엔클로져로부터 거리 (d2) 에 위치되고, 상기 거리 (d2) 는 반응기의 직경의 2% 내지 20%, 바람직하게 반응기의 직경의 3% 내지 15% , 훨씬 보다 바람직하게 반응기의 직경의 6% 내지 12% 이다.
따라서, 환형의 엔클로져 (15) 는 반응기 (1) 의 엔클로져에 의해 외부의 측에서 및 상기 환형의 벽 (16) 에 의해 내부 측에서 경계지워지고, 상기 환형의 벽 (16) 은 반응기 (1) 의 엔클로져와 최외부의 침니들 (13), 즉 실질적으로 가장 큰 직경을 갖는 원에 이어지는 분배된 침니들 (13) 사이에 포함된 공간에 위치된다.
바람직하게, 환형의 벽 (16) 은 적어도 하나의 레벨, 바람직하게 적어도 두개의 레벨들에 걸쳐 분배되는 복수의 측방향 통로 섹션들 (17a 및/또는 17b) 을 포함한다. 도 2 를 참조하면, 측방향 통로 섹션들 (17a) 은 특히 혼합 구역 (B) 으로부터 분배 구역 (C) 으로 액체의 통과를 허용하고 측방향 통로 섹션들 (17b) 은 특히 혼합 구역 (B) 으로부터 분배 구역 (C) 으로 가스의 통과를 허용한다. 본 발명에 따른 디바이스의 분배 구역 (C) 에서, 혼합물의 가스 및/또는 액체 상들은 환형의 벽 (16) 에 위치된 측방향 통로 섹션들 (17a 내지 17b) 에 의해 상기 분배 구역 (C) 으로 진입한다. 분배 플레이트 (12) 는 디바이스의 전체 분배 구역 (C) 에 걸쳐 방사상으로 연장되고 반응기 (1) 의 엔클로져의 종축에 직각인 평면에 배열된다. 상기 분배 플레이트 (12) 는 상기 분배 플레이트 (12) 의 하류에 위치된 촉매 베드 (14) 에 걸쳐 냉각된 반응 유체의 분배를 최적화하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 특징은 제 2 촉매 베드 (14) 위로 양호한 유체들의 분배를 허용하도록 환형의 엔클로져 (15) 아래에 수직으로 위치된 분배 플레이트 (12) 의 제 2 구역 (C2) 에 걸쳐 복수의 개구들 (18) 을 배열하는 것에 기초된다. 실제적으로, 분배 디바이스와 혼합 디바이스의 일체화는 분배 플레이트 (12) 의 전체 표면에 걸친 침니들 (13) 의 존재를 방지한다. 따라서, 제 1 구역 (C1) 의 주변에 개구들 (18) 의 존재는 반응기의 엔클로져의 주변에 균질한 유체들의 분배를 허용한다. 개구들 (18) 은 바람직하게 반응기의 엔클로져부터 최소한의 거리에 위치되고, 상기 최소한의 거리는 20 mm 이다. 상기 개구들 (18) 은 동등하게 보다 양호하게 구멍 또는 슬롯의 형상일 수 있다. 개구들 (18) 의 수, 크기 및 형상은 반응기의 엔클로져의 주변에 유체들의 혼합물의 가능한 가장 양호한 분배를 보장하도록 본 기술 분야에 숙련된 자에 의해 선택된다.
본 발명에 따른 실시형태에서, 분배 플레이트 (12) 의 제 2 구역 (C2) 은 임의의 형상의 구멍들 또는 슬롯들인 측방향 통로 섹션들이 제공된 튜브의 형상으로 액체 분배 디바이스들 (도면들에서 도시 생략) 을 포함할 수 있다. 상기 액체 분배 디바이스들의 하부 부분은 분배 플레이트 (12) 의 제 2 구역 (C2) 의 개구들 (18) 과 연통한다.
도 3 을 참조하면, 혼합 챔버 (9) 는 실질적으로 환형의 형상을 갖고 평행 사변형 또는 원형의 단면일 수 있다. 평행 사변형 단면은 임의의 4변을 갖는 단면을 의미하고 그 중에서 상기 단면의 대향하는 측들이 평행한 쌍들을 형성하고, 예를 들면 평행 사변형 단면은 직사각형, 정사각형 또는 마름모형 단면일 수 있다. 원형의 단면은 원 또는 타원의 형태의 단면을 의미한다. 혼합 챔버 (9) 의 단면의 형상과 관계없이, 상기 챔버의 높이 또는 직경은 반응기에서 공간 요구를 제한하도록 그리고 가능한 한 압력 강하를 제한하도록 선택될 것이다.
혼합 챔버 (9) 의 길이는 상기 챔버의 두개의 단부들을 통해 통과하는 평면들에 의해 형성된 각도 (도 3 에서 각도 (β) 로 나타냄) 에 의해 규정된다. 상기 챔버의 길이는 0 내지 270 도이다. 바람직하게, 상기 챔버의 길이는 30 내지 180 도, 보다 바람직하게 90 내지 120 도이다. 유리하게, 혼합 챔버 (9) 는 반응기 (1) 의 엔클로져로부터 거리 (d1) 에 위치되고, 상기 거리 (d1) 는 5 내지 300 mm, 바람직하게 5 내지 150 mm (도 3 을 참조) 이다.
혼합 챔버의 단면이 평행 사변형 단면일 때에, 높이 "h" 및 폭 "w" 의 단면의 치수들은 높이 "h" 와 폭 "w" 의 비가 0.2 내지 5.0, 바람직하게 0.5 내지 2.0 로 되게 한다.
혼합 챔버의 높이 "h" 는 반응기에서 공간 요구를 제한하도록 그리고 가능한 한 압력 강하를 제한하도록 선택된다. 실제적으로, 본 발명에 따른 혼합 디바이스의 압력 강하는 혼합 챔버의 횡단면에 종속된다.
혼합 챔버의 단면이 원형의 단면 (원) 일 때에, 상기 혼합 챔버의 직경 "d" 은 0.05 내지 0.5 m, 보다 바람직하게 0.1 내지 0.4 m, 바람직하게 0.15 내지 0.4 m, 훨씬 보다 바람직하게 0.15 내지 0.25 m, 훨씬 보다 바람직하게 0.1 내지 0.35 m 이다. 본 발명에 따른 디바이스의 압력 강하는 혼합 챔버에서의 직경에 종속된다.
압력 강하는 통상적인 압력 강하 법칙을 따르고 다음의 등식에 의해 규정될 수 있다:
Figure 112016031769074-pat00001

여기서 ΔP 는 압력 강하이고, ρm 은 혼합 챔버에서의 가스+액체 혼합물의 평균 밀도이고, Vm 은 가스+액체 혼합물의 평균 속도이고, χ 는 혼합 디바이스와 관련된 압력 강하 계수이다. 바람직한 압력 강하 범위는 산업적 디바이스들을 치수화할 때에 0.05 bars < ΔPmax < 0.5 bars (1 bar = 105 Pa), 바람직하게 0.1 bars < ΔPmax < 0.25 bars 이다.
본 발명의 특정한 실시형태에 따르면, 혼합 챔버의 단면이 평행 사변형 단면일 때에, 혼합 챔버 (9) 의 유출구 (10) 는 혼합물의 균질성을 추가로 개선하도록 혼합 챔버 (9) 의 단면 (유출구를 배제함) 의 높이 "h" 및/또는 폭 "w" 보다 작은 높이 "h'" 및/또는 폭 "w'" 을 갖는다. 비 h'/h 및/또는 l'/l 은 0.5 내지 1, 바람직하게 0.7 내지 1 이다.
본 발명의 또 다른 특정한 실시형태에 따르면, 혼합 챔버의 단면이 원형의 단면일 때에, 혼합 챔버 (9) 의 유출구 (10) 는 혼합물의 균질성을 추가로 개선하도록 혼합 챔버 (9) 의 단면 (유출구를 배제함) 의 직경 "d" 보다 작은 직경 "d'" 을 갖는다. 비 d'/d 는 0.5 내지 1, 바람직하게 0.7 내지 1 이다.
유리하게, 혼합 챔버 (9) 는 상기 혼합 챔버의 내부 벽들 중 적어도 하나에서 적어도 하나의 편향 수단 (도면들에서 도시 생략) 을 포함할 수 있다. 상기 챔버를 통해 통과하는 유체들의 혼합물을 편향시키는 적어도 하나의 수단의 존재는 두개의 상들 사이에 교환 표면 및 따라서 상기 챔버를 통해 통과하는 액체 상과 가스 상 사이에 열 및 재료의 전달들의 효율을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 상기 편향 수단은 혼합 챔버의 효율을 개선시키는 것을 가능하게 하는 몇개의 기하학적 형상들로 제공될 수 있고, 상기 형상들은 상기 챔버를 통해 통과하는 유체들의 혼합물의 경로의 적어도 부분적인 편향을 허용한다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 편향 수단은 시케인형 (chicane), 삼각형, 정사각형, 직사각형, 타원형 단면 또는 임의의 다른 형상의 단면의 형태로 제공될 수 있다. 편향 수단은 또한 하나 이상의 고정형 핀(들) 또는 하나 이상의 고정형 베인(들) 의 형태로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 특정한 실시형태에서, 두개의 혼합 챔버들 (9) 은 유체들의 양호한 혼합 및 양호한 온도 균질성을 보장하면서 상기 혼합 챔버들의 높이 "h" 또는 직경 "d" 을 감소시키도록 혼합 구역 (B) 에 위치될 수 있다. 바람직하게, 두개의 혼합 챔버들은 반응기의 엔클로져에 정반대로 대향된다. 각각의 혼합 챔버 (9) 에 대해, 수집 라인 (7) 및 주입 수단 (8) 은 연관된다.
분배 플레이트 (12) 아래에, 분산 시스템은 상기 시스템의 하류에 위치된 촉매 베드 (14) 에 걸쳐 균일하게 유체들을 분배하도록 위치될 수 있다. 분산 시스템은 분배 플레이트 (12) 의 각각의 침니 (13) 와 연관되거나, 몇개의 침니들 (13) 에 공통적이거나 또는 또한 침니들 (13) 모두에 공통적일 수 있는 하나 이상의 분산 디바이스들 (19) (참조 도 4) 을 포함한다. 각각의 분산 디바이스 (19) 는 실질적으로 평면의 및 수평의 기하학적 형상을 갖지만, 임의의 형상의 주위부를 가질 수 있다. 게다가, 각각의 분산 디바이스 (19) 는 상이한 높이에 위치될 수 있다. 유리하게, 상기 분산 디바이스는 그리드들의 형태로 제공되고, 선택적으로 편향기들을 포함할 수 있다.
바로 아래에 위치된 그래뉼형 고체들의 베드로부터 분산 시스템을 분리하는 거리는 분산 시스템이 침니들 (13) 의 유출구에 존재할 때에 가능한 한 가스 및 액체 상들의 혼합물의 상태를 유지하도록 선택된다. 바람직하게, 분배 플레이트 (12) 와 상기 분배 플레이트 아래에 위치된 촉매 베드 (14) 사이의 거리는 50 내지 400 mm, 바람직하게 100 내지 300 mm 이다. 분배 플레이트 (12) 와 상기 분산 디바이스 (19) 사이의 거리는 0 내지 400 mm, 바람직하게 0 내지 300 mm 이다. 특정한 실시형태에서, 분배 플레이트 (12) 는 분산 디바이스 (19) 상에 위치된다.
물론, 상기 제공된 본 발명의 실시형태의 변형예는 본 발명의 예시일 뿐이고, 비제한적이다. 혼합 및 분배 디바이스의 다른 실시형태의 변형예들이 구현될 수 있다.
예를 들면 분배 구역 (C) 은 환형의 벽 (16) 에 의해 혼합 구역 (B) 을 내부에서 경계짓는 반응기의 엔클로져의 주변에 위치될 수 있다. 이러한 특정한 실시형태에서, 분배 구역 (C) 의 제 1 구역 (C1) 은 반응기의 엔클로져의 주변에 위치되고, 제 2 구역 (C2) 은 50 내지 200 mm 의 분배 플레이트 (12) 로부터의 거리 (D) 로 혼합 구역 (B) 아래에, 상기 제 1 구역 (C1) 의 내측에 위치되고, 상기 제 2 구역 (C2) 은 상기 분배 구역 (C) 의 외부로 유체들의 부분적인 통과를 위해 적합한 복수의 개구들 (18) 을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태의 변형예에서, 혼합 구역은 환형의 엔클로져 (15) 에 포함되고, 상기 환형의 엔클로져의 위치는 그것이 50 내지 200 mm 의 분배 플레이트 (12) 로부터 거리 (D) 에서 상기 혼합 구역 (B) 아래에 위치된 제 2 구역 (C2) 및 상기 혼합 구역 (B) 으로부터 분배 구역 (C) 으로의 유체들의 통과를 위해 적합한 적어도 하나의 측방향 통로 섹션을 각각 포함하는 환형의 벽 (16) 에 의해 각각 경계지워지는 두개의 제 1 구역들 (C1, C'1) 을 형성하게 되고, 상기 제 2 구역 (C2) 은 상기 분배 구역 (C) 의 외부로 유체들의 부분적인 통과를 위해 적합한 복수의 개구들 (18) 을 포함한다. 이러한 실시형태의 변형예에서, 거리 "d2" 는 반응기의 엔클로져와 반응기의 엔클로져에 가장 가까운 벽 (16), 즉 보다 큰 직경을 갖는 벽 사이이다.
종래 기술 분야에 설명된 디바이스들과 비교하여, 및 훨씬 보다 구체적으로 특허 문서 FR 2 952 835 에 개시된 디바이스와 비교하여, 본 발명에 따른 혼합 및 분배 디바이스는 다음의 이점들을 갖는다:
- 유체들의 혼합 구역 및 분배 구역의 동일한 높이로의 통합으로 인한 증가된 컴팩트성;
- 혼합 챔버에서, 환형의 엔클로져에서, 및 분배 플레이트의 레벨 상에서 또는 레벨에서, 회전식 유동으로 인한 양호한 열적 효율 및 양호한 혼합 효율.
예
다음의 예들에서, 본 발명에 따른 디바이스 (디바이스 B) 는 본 발명에 따르지 않은 디바이스 (디바이스 A) 와 비교된다. 양쪽 디바이스들에 대해, 수집 공간 (A) 의 높이들 (H1 및 H'1) 이 120 mm 와 동일하고 동등하다는 것이 고려된다. 동일한 방식으로, 분배 플레이트 (12) 및 제 2 촉매 베드 (14) 의 상단 사이의 높이는 400 mm 로 고정된다. 이들 두개의 디바이스들 사이에 비교들은 촉매 반응기에서 그들의 컴팩트성에 기초된다. 이들 예들은 여기서 예시에 의해 주어지고 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
디바이스 A (본 발명에 따르지 않음):
5 m 의 직경을 갖는 반응기에 대해, 특허 문서 FR 2 952 835 A1 에 개시된 바와 같은, 수집 라인 (7) 의 상부 단부와 사전-분배 플레이트 (11) 사이의 통상적인 혼합 디바이스의 공간 요구는 대략 650 mm 이다. 공간 요구는 사전-분배 플레이트 (11) 아래에 위치된 분배 플레이트 (12) 의 공간 요구 (높이 (H3) = 300 mm 에 상응함) 가 부가될 때에 대략 950 mm 이다.
따라서, 제 1 촉매 베드 (2) 의 바닥과 제 2 촉매 베드 (14) 의 상단 사이에서 취해진 통상적인 혼합 및 분배 디바이스의 총 공간 요구는 120 + 950 + 400 = 1470 mm 이다.
디바이스 B (본 발명에 따름):
5 m 의 직경을 갖는 반응기에 대해, 본 발명에 따른 디바이스의 환형의 엔클로져의 높이 (H'2) 는 600 mm 이고, 환형의 엔클로져에서 유체들의 회전을 허용하는 환형의 엔클로져 (15) 의 벽 (16) 과 반응기의 엔클로져 사이의 거리 "d2" 는 350 mm 이다.
환형의 엔클로져 (15) 와 분배 플레이트 (12) 사이의 거리 (D) 는 150 mm 이다. 분배 구역 (H'3) 의 높이는 750 mm 이다.
따라서, 제 1 촉매 베드 (2) 의 바닥과 제 2 촉매 베드 (14) 의 상단 사이에서 취해지는 본 발명에 따른 혼합 및 분배 디바이스의 총 공간 요구는 120 + 750 + 400 = 1270 mm 이다. 따라서, 비교에 의해, 본 발명에 따른 디바이스는 디바이스 A 와 비교하여 대략 14% 의 공간 절감을 허용한다. 따라서 종래 기술 분야의 디바이스와 비교하여 본 발명에 따른 디바이스의 컴팩트성에 의해 절감되는 공간은 촉매 베드들을 위해 사용될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 디바이스는 또한 촉매 베드들에서 촉매의 양을 증가시킴으로써 반응기의 성능의 개선을 허용한다.

Claims (15)

  1. 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스로서,
    상기 디바이스는:
    - 적어도 하나의 수집 수단 (5) 을 포함하는 적어도 하나의 수집 구역 (A);
    - 상기 수집 수단 (5) 에 의해 수집된 반응 유체를 수용하는 데 적합한 적어도 하나의 실질적으로 수직의 수집 라인 (7) 및 급랭 유체를 주입하기 위해 상기 수집 라인 (7) 내로 개방된 적어도 하나의 주입 수단 (8);
    - 유체들의 순환 방향으로 상기 수집 수단 (5) 의 하류에 위치된 적어도 하나의 혼합 구역 (B) 으로서, 상기 혼합 구역 (B) 은 상기 수집 라인 (7) 에 연결된 유입구 단부 및 유체들을 제거하기 위한 유출구 단부 (10) 를 포함하는 적어도 하나의 혼합 챔버 (9) 를 포함하는, 적어도 하나의 상기 혼합 구역 (B);
    - 상기 촉매 반응기 (1) 의 엔클로져의 전체 섹션에 걸쳐 방사상으로 연장되는 분배 플레이트 (12) 를 포함하는, 유체들의 순환 방향에서 상기 혼합 구역 (B) 의 하류에 위치된 적어도 하나의 분배 구역 (C) 으로서, 상기 분배 플레이트 (12) 는 복수의 침니들 (13) 을 지지하는 적어도 하나의 제 1 구역 (C1) 및 제 2 구역 (C2) 을 포함하는, 적어도 하나의 상기 분배 구역 (C) 을 포함하고;
    상기 혼합 구역 (B) 은 상기 분배 구역 (C) 에 위치된 환형의 엔클로져 (15) 에 포함되고, 상기 혼합 구역 (B) 및 상기 분배 구역 (C) 은 상기 혼합 구역 (B) 으로부터 상기 분배 구역 (C) 의 상기 제 1 구역 (C1) 으로의 유체들의 통과를 위해 적합한 적어도 하나의 측방향 통로 섹션 (17a, 17b) 을 포함하는 적어도 하나의 환형의 벽 (16) 에 의해 경계지워지고,
    상기 분배 구역 (C) 의 상기 제 2 구역 (C2) 은 상기 분배 구역 (C) 의 외부로 유체들의 부분적인 통과를 위해 적합한 복수의 개구들 (18) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형의 엔클로져 (15) 는 50 내지 200 mm 의 상기 분배 플레이트 (12) 로부터의 거리 (D) 에 위치되는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형의 엔클로져 (15) 의 상기 환형의 벽 (16) 은 상기 촉매 반응기 (1) 의 상기 엔클로져로부터 거리 (d2) 에 위치되고, 상기 거리 (d2) 는 상기 촉매 반응기 (1) 의 직경의 2% 내지 20% 에서 변하는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버 (9) 는 상기 촉매 반응기 (1) 의 엔클로져로부터 거리 (d1) 에 위치되고, 상기 거리 (d1) 는 5 내지 300 mm 인 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형의 엔클로져 (15) 의 높이는 200 내지 800 mm 인 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형의 벽 (16) 은 적어도 두개의 레벨들에 걸쳐 분배되는 복수의 측방향 통로 섹션들 (17a, 17b) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형의 엔클로져 (15) 의 상기 환형의 벽 (16) 은 실질적으로 원통형인 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버 (9) 의 횡단면은 평행 사변형 단면인 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버 (9) 의 단면은 0.2 내지 5.0 의 단면의 높이 "h" 와 상기 단면의 폭 "w" 의 비 (h/w) 를 제공하는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버 (9) 는 원형의 단면을 갖고 상기 혼합 챔버의 직경 "d" 이 0.05 내지 0.5 m 로 되는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    두개의 혼합 챔버들 (9) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버 (9) 는 상기 혼합 챔버의 내부 벽들 중 적어도 하나에서 유체를 편향시키기 위한 적어도 하나의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배 플레이트 (12) 아래에 배열되는 분산 시스템을 추가로 포함하고,
    상기 분산 시스템은 적어도 하나의 분산 디바이스 (19) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 구역 (B) 및 상기 분배 구역 (C) 은 상기 혼합 구역 (B) 으로부터 상기 분배 구역 (C) 의 상기 제 1 구역 (C1) 으로의 유체들의 통과를 위해 적합한 적어도 하나의 측방향 통로 섹션 (17a, 17b) 을 각각 포함하는 두개의 환형의 벽들 (16) 에 의해 경계지워지는 것을 특징으로 하는, 하향 유동을 갖는 촉매 반응기용의 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 유체들의 혼합 및 분배를 위한 디바이스를 포함하는 중간 구역에 의해 분리된 적어도 두개의 고정형 촉매 베드들 (2, 14) 을 수용하는 엔클로져를 포함하는 하향 유동을 갖는 촉매 반응기.
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