ФОРСУНКА ДЛЯ РЕАКТОРА ГИДРООЧИСТКИ С ПОДАЧЕЙ СВЕРХУ ВНИЗ Российский патент 2024 года по МПК B01J8/04 B01J8/02 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка связана и в ней заявлен приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/664,602, поданной 30 апреля 2018 г, а также связана и в ней заявлен приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/664,935, поданной 30 апреля 2018, каждая из которых включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Описано усовершенствованное форсуночное устройство для реактора гидроочистки с подачей сверху вниз. Форсунки с подачей сверху вниз используют в нефтяной и химической обрабатывающей промышленности в каталитических реакциях углеводородных исходных материалов в присутствии водорода при повышенных температуре и давлении для обеспечения смешивания и распределения газа и жидкости по слоям катализатора реактора. Соответствующие процессы гидроочистки включают гидрообработку, каталитическую сероочистку в присутствии водорода, гидрокрекинг и гидродепарафинизацию.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] В реакторах гидроочистки с неподвижным слоем катализатора газообразные и жидкие реагенты (например, водород и углеводородные исходные материалы) протекают по направлению вниз через один или более слоев твердого катализатора. (Смотрите, например, патент США № 4,597,854, выданный Пенику (Penick)). Когда реагенты протекают по направлению вниз через слои катализатора реактора, реагенты соприкасаются с материалами катализатора и реагируют, образуя желаемые продукты. В ходе каталитических реакций поглощаются газообразные реагенты, такие как водород, и выделяется тепло. Важно контролировать температуру исходных материалов, когда они проходят по направлению вниз через реактор, чтобы обеспечить максимальное приближение количества и качества получаемого продукта к целевым продуктам.

[0004] Холодный газ, богатый водородом, можно вводить между слоями катализатора для подавления повышения температуры и восполнения водорода, потребляемого реакциями. Для поддержания общей производительности реактора температура флюидов внутри реактора должна быть как можно более равномерной, а жидкости и газы должны быть хорошо перемешаны, чтобы максимизировать производительность. Плохое перемешивание флюидов между слоями может различными путями ограничивать работу реактора. Когда межслойное перемешивание не может устранить радиальные перепады температур, эти перепады сохраняются или растут по мере перемещения технологических флюидов вниз по реактору. Горячие точки в любом слое могут привести к быстрой дезактивации катализатора в этой области, что сокращает общую продолжительность цикла реактора. Селективность продукта, как правило, хуже при высоких температурах. Например, горячие области могут привести к тому, что цвет, вязкость и другие качества продукта будут отклоняться от спецификации. Кроме того, если температура в любой точке превышает определенное значение (как правило, от 800 до 850°F), экзотермические реакции могут стать самоускоряющимися, что приведет к неконтролируемым событиям, которые могут повредить катализатор, реактор или оборудование ниже по потоку.

[0005] Из-за этих опасностей нефтеперерабатывающие заводы, работающие с плохим внутренним оборудованием реактора, должны жертвовать выходом и/или пропускной способностью, чтобы избежать пагубных последствий плохого перемешивания флюидов между слоями. Неравномерное распределение температуры реактора и горячих точек можно свести к минимуму путем перемешивания и уравновешивания реагентов между слоями катализатора, коррекции любого неравномерного распределения температуры и потока и минимизации перепадов давления. Перемешивание флюидов между слоями катализатора можно выполнять с помощью распределительных устройств, в том числе форсунок, встроенных в распределительные тарелки. В условиях современной экономики нефтеперерабатывающих заводов, заставляющих установки гидроочистки работать со скоростью подачи, значительно превышающей проектную, оптимальное перемешивание флюидов между слоями представляет собой ценное недорогое усовершенствование.

[0006] Распределительные устройства, в том числе распределительные тарелки с форсунками, можно использовать для сбора, перемешивания и распределения флюидов в межслойной области многослойных каталитических реакторов. Форсунки и смесительные устройства различных типов описаны в ряде патентов и публикаций. В данном изобретении предложены некоторые усовершенствования форсуночных устройств известного уровня техники, таких как описанные в документах WO 2012/011989 A1 и WO 2012/011990 A1.

[0007] По причине необходимости достаточного перемешивания и распределения флюидов между слоями для обеспечения хорошего срока службы катализатора, высокой пропускной способности, длительной продолжительности цикла и общей производительности реактора необходимы усовершенствованные устройства перемешивания и распределения. Поэтому существует постоянная потребность в форсуночных устройствах в реакторах с подачей сверху вниз.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Данное изобретение относится к форсуночному устройству для реактора гидроочистки с подачей сверху вниз. Форсунка обеспечивает эффективное перемешивание и распределение газа и жидкости в слое катализатора в реакторе гидроочистки. Форсунка обеспечивает эффективное перемешивание существующего объема перемешивания при перемешивании газообразной и жидкой фаз двухфазных систем, обеспечивая при этом уменьшение перепада давления через форсунку по сравнению с другими форсунками. Форсунка хорошо подходит для модернизации и может быть использована в новых конструкциях реакторов для достижения эффективного перемешивания и распределения флюидов в слое катализатора реактора. В сочетании с дополнительными компонентами перемешивания и распределения многослойного реактора с подачей сверху вниз, в том числе, например, смесительными камерами и распределительными тарелками, форсунка обеспечивает эффективное перемешивание и распределение жидкой и газообразной фаз в реакторе.

[0009] Форсунка в целом содержит корпус форсунки, имеющий верхнюю часть, нижнюю часть, длину, ширину или диаметр, и стенку, имеющую внутреннюю и внешнюю поверхность. Форсунка отличается наличием по меньшей мере трех зон: части корпуса для зоны впуска газа, части корпуса для зоны впуска жидкости и части корпуса для зоны выхода. Зоны впуска газа и жидкости имеют соответствующие пространства для ввода газа и жидкости в форсунку через впускные отверстия. Форсунка также содержит колпачок или другую крышку в верхней части корпуса форсунки и ограничитель потока форсунки, расположенный в нижней части форсунки. Ограничитель форсунки, как правило, называют сужающимся-расширяющимся ограничителем форсунки, поскольку он содержит сужающуюся зону и расширяющуюся зону, причем каждая зона имеет форму усеченного конуса.

[0010] Изобретение также относится к системе гидроочистки, содержащей форсунку, и применению форсунки в системе гидроочистки, в том числе, например, в устройстве с распределительными тарелками для межслойного распределения газа и жидкости в слое катализатора.

[0011] Изобретение дополнительно относится к способу изготовления форсунки для распределения смеси газожидкостных флюидов в реакторе с подачей сверху вниз. Например, в варианте осуществления данного изобретения корпус форсунки может быть выполнен из трубки стандартного размера заданной длины и ширины или диаметра, образующей корпус форсунки, имеющий верхнюю часть, нижнюю часть, длину, ширину или диаметр, и стенку, имеющую внутреннюю и внешнюю поверхность. Способ включает формирование части корпуса для зоны впуска газа в корпусе форсунки, включающее формирование по меньшей мере двух смещенных впускных отверстий для газа, проходящих через стенку части корпуса для зоны впуска газа, и формирование части корпуса для зоны впуска жидкости в корпусе форсунки, включающее формирование по меньшей мере одного впускного отверстия для жидкости, проходящего через стенку части корпуса для зоны впуска жидкости. Часть корпуса для зоны выхода выполняют в форсунке, включая адаптацию или выполнение нижней части корпуса форсунки для включения ограничителя форсунки. Ограничитель форсунки, содержащий зону сужения в форме усеченного конуса и зону расширения в форме усеченного конуса, выполнен в виде составной части нижней части корпуса форсунки или из отдельного материала. При выполнении из отдельного материала ограничитель форсунки вставляют в нижнюю часть корпуса форсунки или закрепляют на ней. Крышка форсунки, выполненная с возможностью закрывания верхней части корпуса для зоны впуска газа, также может быть выполнена в виде составной части верхней части корпуса форсунки или из отдельного материала. При выполнении из отдельного материала крышку форсунки прикрепляют к верхней части корпуса форсунки, закрывая верхнюю часть корпуса для зоны впуска газа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0012] Фиг. 1-3 представляют характерные виды форсуночного устройства согласно варианту осуществления данного изобретения. Объем изобретения не ограничен этими характерными фигурами, и следует понимать, что он определен формулой изобретения по данной заявке.

[0013] Фиг. 1 показывает схематический вид варианта осуществления форсуночного устройства по данному изобретению, в том числе вид 1 сбоку и виды 1A, 1B и 1C в разрезе.

[0014] Фиг. 2 показывает виды варианта осуществления форсуночного устройства, показывающие вид 2A в разрезе, выносной элемент B на виде 2B и вид 2C снизу.

[0015] Фиг. 3 показывает характерный общий вид сбоку, сверху и снизу варианта осуществления форсуночного устройства по данному изобретению, в том числе изометрические проекции, ориентированные сбоку (вид 3.1a), снизу (виды 3.1c, 3.2b и 3.3b) и сверху (виды 3.1b, 3.2a и 3.3a) форсунки.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] Форсуночное устройство по данному изобретению обеспечивает преимущества по сравнению с форсуночными устройствами, известными в данной области техники. Такие преимущества включают в себя снижение стоимости и простоту изготовления, а также эксплуатационные преимущества, такие как повышенная стабильность работы, улучшенная пропускная способность жидкости и более высокая устойчивость к нестандартным условиям эксплуатации (например, высокий расход жидкости и условия отклонения от уровня).

[0017] Конкретные варианты осуществления изобретения и преимущества очевидны из подробного описания, представленного в данном документе. Однако следует понимать, что подробное описание, фигуры и любые конкретные примеры, хотя и указывают полезные варианты осуществления изобретения, в том числе некоторые из них, которые являются предпочтительными, предназначены только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения.

[0018] Изобретение относится к форсуночному устройству для реактора гидроочистки с подачей сверху вниз. Форсунка содержит корпус форсунки, имеющий верхнюю часть, нижнюю часть, длину, ширину или диаметр, и стенку, имеющую внутреннюю и внешнюю поверхность. Форсунка содержит часть корпуса для зоны впуска газа, часть корпуса для зоны впуска жидкости и часть корпуса для зоны выхода. Часть корпуса для зоны впуска газа образует пространство зоны впуска газа и содержит по меньшей мере два смещенных впускных отверстия для газа для прохождения газа через них в пространство зоны впуска газа. Часть корпуса для зоны впуска жидкости образует пространство зоны впуска жидкости и содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для жидкости для прохождения жидкости через него в пространство зоны впуска жидкости. Пространства зон впуска газа и жидкости имеют гидравлическое сообщение. Хотя это не требуется для всех применений, указанные две зоны впуска, как правило, примыкают к зоне впуска газа, расположенной сверху зоны впуска жидкости. Крышка форсунки расположена в верхней части корпуса форсунки, закрывая верхнюю часть корпуса для зоны впуска газа, а сужающийся-расширяющийся ограничитель форсунки расположен в части корпуса для зоны выхода в нижней части корпуса форсунки. Крышка форсунки закрывает верхнюю часть корпуса форсунки и/или верхнюю часть части корпуса впуска газа. Ограничитель форсунки содержит зону сужения в форме усеченного конуса и зону расширения в форме усеченного конуса, которые сходятся на отверстии ограничителя форсунки. Указанные зоны в форме усеченного конуса имеют гидравлическое сообщение друг с другом. Как правило, корпус форсунки выполнен с частью корпуса впуска газа в верхней части корпуса форсунки, с частью зоны впуска жидкости, расположенной смежно с зоной впуска газа и ниже нее, и частью корпуса для зоны выхода, расположенной смежно с частью корпуса для зоны впуска жидкости и ниже нее.

[0019] Корпус форсунки, содержащий части корпуса для зоны впуска газа, зоны впуска жидкости и зоны выхода, в целом может иметь любую форму поперечного сечения. По соображениям удобства, стоимости и эксплуатационных характеристик любая или все такие части корпуса, как правило, имеют цилиндрическую форму. Как правило, корпус форсунки выполнен из полого цилиндра или трубы, хотя можно использовать и другие формы поперечного сечения.

[0020] Впускные отверстия для газа форсунки расположены на различном расстоянии от верхней части корпуса форсунки вдоль длины корпуса форсунки. Форма впускного отверстия для газа может быть щелевой, круглой или другой, удобно, чтобы она была круглой. Впускные отверстия для газа смещены по своему расстоянии от верхней (или нижней) части корпуса форсунки таким образом, что по меньшей мере одно впускное отверстие для газа расположено ближе к верхней (или нижней) части корпуса форсунки, чем одно или более других впускных отверстий для газа. Хотя без такого ограничения, предпочтительно, чтобы по меньшей мере одно впускное отверстие для газа было по меньшей мере на 50% ближе к верхней части корпуса форсунки или по меньшей мере на 30% или по меньшей мере на 20% ближе, чем одно или более других впускных отверстий для газа. Впускные отверстия для газа разнесены друг от друга вокруг части корпуса для зоны впуска газа. Расстояние между впускными отверстиями может быть различным вокруг стенки части корпуса для зоны впуска газа, удобно, чтобы они были расположены на равном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы угол между каждым впускным отверстием, измеренный от центра корпуса форсунки, был примерно одинаковым. Например, в случае 2 впускных отверстий для газа каждое впускное отверстие может быть разнесено на 180 градусов от другого. Аналогичным образом, три впускных отверстия для газа могут быть расположены на равном расстоянии около 120 градусов друг от друга или четыре впускных отверстия для газа могут быть расположены на равном расстоянии около 90 градусов друг от друга.

[0021] Впускные отверстия для газа выполнены с возможностью обеспечивать перемешивание газа и жидкости, причем одно или более впускных отверстий для газа предпочтительно выполнены с возможностью создавать тангенциальный поток впускаемого газа вокруг внутреннего пространства зоны впуска газа и тем самым обеспечивать спиральный поток газообразной фазы. Предпочтительно, чтобы в части корпуса для зоны впуска газа имелись два впускных отверстия для газа.

[0022] Впускные отверстия для жидкости расположены в части корпуса для зоны впуска жидкости, как правило, ниже части корпуса для зоны впуска газа форсунки. Форма впускного отверстия для жидкости может быть щелевой, круглой или другой, удобно, чтобы она была щелевой с круглыми концами. Впускные отверстия для жидкости могут быть установлены в одинаковой точке вдоль длины корпуса форсунки, если измерять от верхней (или нижней) части или расположение впускных отверстий для жидкости может изменяться вдоль длины. Предпочтительно, впускные отверстия для жидкости расположены на одинаковой высоте вдоль корпуса форсунки. Впускные отверстия для жидкости разнесены друг от друга вокруг части корпуса для зоны впуска газа. Расстояние между впускными отверстиями может быть различным вокруг стенки части корпуса для зоны впуска жидкости, удобно, чтобы они были расположены на равном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы угол между каждым впускным отверстием, измеренный от центра корпуса форсунки, был примерно одинаковым. Например, в случае 2 впускных отверстий для жидкости каждое впускное отверстие может быть разнесено на 180 градусов от другого. Аналогичным образом, три впускных отверстия для жидкости могут быть расположены на равном расстоянии около 120 градусов друг от друга или четыре впускных отверстия для жидкости могут быть расположены на равном расстоянии около 90 градусов друг от друга.

[0023] Впускные отверстия для жидкости выполнены с возможностью создавать тангенциальный поток жидкости вокруг внутреннего пространства зоны впуска жидкости и тем самым обеспечивать спиральный поток жидкой фазы. По меньшей мере одно впускное отверстие для жидкости присутствует в части корпуса для зоны впуска жидкости, удобно, чтобы присутствовали два впускных отверстия для жидкости.

[0024] Предпочтительно, впускные отверстия для жидкости и газа выполнены с возможностью создавать спиральный поток газа из зоны впуска газа в зону впуска жидкости таким образом, чтобы происходило перемешивание. Впускные отверстия для жидкости могут также создавать спиральный поток жидкости в зоне впуска жидкости таким образом, чтобы спиральный поток газообразной фазы и спиральный поток жидкой фазы имели одинаковое направление вращения. Затем поток газа и жидкости поступает в зону выхода форсунки.

[0025] Изобретение дополнительно относится к применению форсунок согласно данному изобретению в системе гидроочистки, в особенности в реакторе гидроочистки с подачей сверху вниз, например, в качестве части распределительной тарелки в таких реакторах.

[0026] В одном варианте осуществления данного изобретения фиг. 1 показывает вид в разрезе форсунки 10. Форсунка содержит по существу цилиндрический корпус 12 форсунки, содержащий впускные отверстия 14 для газа и впускные отверстия 16 для жидкости, которые, соответственно, расположены в частях корпуса для впуска газа и для впуска жидкости, каждая из которых образует пространства зон газа и жидкости. Форсунка также содержит часть корпуса для зоны выхода в нижней части форсунки, которая содержит ограничитель 18 форсунки, содержащий зону 20 сужения и зону 22 расширения. Отверстие 24 ограничителя форсунки расположено между зонами сужения и расширения и имеет по существу круглую форму. Форсунка содержит крышку 26 форсунки, расположенную в верхней части корпуса форсунки и верхней части корпуса для зоны впуска газа. Крышка форсунки закреплена на верхней части корпуса форсунки и может быть удобно приварена или другим способом соединена с верхней частью или прикреплена к ней. Виды 1A, 1B и 1C показывают виды в разрезе вдоль линий A-A, B-B и C-C разреза, соответственно.

[0027] Фиг. 2 показывает дополнительные виды того же варианта осуществления данного изобретения, в том числе вид 2C снизу вдоль линии A-A зрения. Вид 2B представляет более близкий вид выносного элемента B ограничителя форсунки.

[0028] Фиг. 3 показывает дополнительные общие виды форсунки согласно тому же варианту осуществления данного изобретения, при этом виды 3.1a, 3.1b и 3.1c представляют собой виды сбоку, сверху и снизу. Виды 3.2a и 3.3a показывают общий вид сверху, а виды 3.2b и 3.3b показывают общий вид снизу форсунки.

[0029] Форсунку по данному изобретению в целом можно изготовить, выполнив некоторые или все части корпуса форсунки отдельно или в виде одного элемента корпуса. В одном варианте осуществления изобретения корпус форсунки выполнен из стандартной трубки, имеющей размер для скоростей потока жидкости и газа, необходимых для конкретного реактора. Хотя можно использовать различные формы поперечного сечения, отрезки цилиндрической трубки удобны и предпочтительны с точки зрения легкости изготовления и затрат. Способ согласно этому варианту осуществления изобретения включает размерную обработку отрезка трубки для формирования корпуса форсунки таким образом, чтобы форсунка имела определенную верхнюю часть, нижнюю часть и диаметр (или ширину в случае некруглых поперечных сечений). Корпус форсунки в целом также содержит стенку, образующую внутреннее пространство и внешнюю часть корпуса форсунки, а также внутреннюю и внешнюю поверхность корпуса. Впускные отверстия для газа и жидкости выполнены в корпусе форсунки, как правило, с помощью механических средств, таких как сверление или фрезерование цилиндрической части корпуса форсунки. Можно использовать также другие механизмы выполнения впускных отверстий, например, путем трехмерного производства, литья или других технологий. Части корпуса форсунки для впуска газа и впуска жидкости являются, как правило, смежными, причем впускные отверстия для газа расположены ближе к верхней части корпуса форсунки, а впускные отверстия для жидкости расположены ближе к нижней части корпуса форсунки и смежно с частью корпуса для зоны выхода. Впускные отверстия для газа смещены вдоль длины корпуса форсунки от верхней части корпуса форсунки. Количество и расположение впускных отверстий для газа может быть различным с учетом высоты жидкости на распределительной тарелке, так чтобы по меньшей мере некоторые из впускных отверстий для газа оставались открытыми в условиях высокой нагрузки жидкости. Зона выхода выполнена содержащей ограничитель форсунки, который, как правило, изготовлен из отдельного материала, но также может быть выполнен в виде составной части корпуса форсунки, например, при выполнении из сплошного участка корпуса форсунки. Ограничитель форсунки выполнен содержащим зону сужения и зону расширения, как правило, с помощью механических средств, таких как фрезерование сплошной заготовки. Подходят также альтернативные технологии, например, литье или трехмерное производство и тому подобное. При выполнении из отдельного материала ограничитель форсунки может быть прикреплен к корпусу форсунки, закреплен на нем или соединен с ним с помощью подходящих технологий, таких как сварка, клеевое соединение или другие механические средства. Крышка форсунки также, как правило, выполнена из материала заготовки и может иметь удобную форму, соответствующую корпусу форсунки, например, круглого диска, подходящего к верхней части корпуса форсунки. Крышка форсунки также, как правило, прикреплена к верхней части корпуса форсунки, закреплена на ней или соединена с ней с помощью подходящих технологий, как описано в данном документе.

[0030] Форсунка по данному изобретению обеспечивает определенные преимущества и усовершенствования в процессах гидроочистки, в том числе благоприятное перемешивание газа и жидкости внутри форсунки благодаря завихрению как газа, так и жидкости, обеспечивающему интенсивное перемешивание между газом и жидкостью в форсунке и во время протекания через зону выхода форсунки; образование струи конической формы при низкой скорости потока флюида через зону выхода форсунки (например, отверстие 24 ограничителя форсунки на фиг. 1) по сравнению с другими форсунками известного уровня техники (например, описанными в документах WO 2012/01189 A1 и WO 2012/01190 A1); и улучшенная эксплуатационная гибкость и работоспособность при высоком расходе жидкости, частично благодаря смещенному расположению впускных отверстий для газа, расположенных в части корпуса для зоны впуска газа.

[0031] Способ изготовления форсунки согласно данному изобретению также обеспечивает определенные преимущества и усовершенствования, в том числе значительное снижение стоимости, времени изготовления и сложности за счет использования материалов стандартных размеров (например, трубок стандартных размеров, которые можно приобрести у компании поставщиков трубопроводов, например, трубы schedule 80, которую, как правило, можно приобрести в стандартных диаметрах в диапазоне 1-8 дюймов (25,4-203,2 мм), предпочтительно от 1,5 до 5 дюймов (38,1-127 мм), а также уменьшение сложности и времени изготовления за счет использования более простой конструкции для зон впуска газа и жидкости, которая не требует нескольких внутренних зон различных диаметров. Например, по сравнению с форсункой, описанной в документах WO 2012/01189 A1 и WO 2012/01190 A1, данная форсунка не содержит промежуточной зоны между зонами впуска газа и впуска жидкости, что отличается от впускных отверстий для газа и жидкости (например, согласно элементу 602b по фиг. 9B в документах WO 2012/01189 A1 и WO 2012/01190 A1) или конкретнее, не содержит промежуточной зоны, имеющей меньший диаметр, чем у зоны впуска жидкости (например, согласно элементу 602c по фиг. 9B в документах WO 2012/01189 A1 и WO 2012/01190 A1) и зоны впуска газа (например, согласно элементу 602a по фиг. 9B в документах WO 2012/01189 A1 и WO 2012/01190 A1). Кроме того, по сравнению с форсункой, описанной в документах WO 2012/01189 A1 и WO 2012/01190 A1, данная форсунка не требует наличия и предпочтительно не содержит зоны впуска газа, имеющей диаметр, который больше чем у зоны впуска жидкости (например, согласно элементам 602a и 602b, соответственно, по фиг. 9B в документах WO 2012/01189 A1 и WO 2012/01190 A1).

[0032] Предшествующее описание одного или более вариантов осуществления данного изобретения предназначено главным образом для целей иллюстрации, поскольку признается, что может быть использовано много вариантов, которые все же будут включать сущность изобретения. Для определения объема изобретения следует обращаться к следующей формуле изобретения.

[0033] Все патенты и публикации, цитируемые в предшествующем описании изобретения, включены в данный документ посредством ссылки.

Изобретение относится к форсунке для распределения смеси газожидкостных флюидов в реакторе с подачей сверху вниз. Техническим результатом является эффективное перемешивание и распределение жидкой и газообразной фаз в реакторе с одновременным обеспечением уменьшения перепада давления через форсунку. Технический результат достигается форсункой, которая содержит корпус форсунки, имеющий стенку, имеющую внутреннюю и внешнюю поверхность. Причем корпус форсунки содержит часть корпуса для зоны впуска газа, часть корпуса для зоны впуска жидкости и часть корпуса для зоны выхода. При этом часть корпуса для зоны впуска газа образует пространство зоны впуска газа и содержит смещенные впускные отверстия для газа для прохождения газа через них в пространство зоны впуска газа. Часть корпуса для зоны впуска жидкости образует пространство зоны впуска жидкости и содержит впускное отверстие для жидкости для прохождения жидкости через него в пространство зоны впуска жидкости. Причем пространства зон впуска газа и жидкости имеют гидравлическое сообщение. Крышка форсунки расположена в верхней части корпуса форсунки и закрывает верхнюю часть части корпуса для зоны впуска газа. Сужающийся-расширяющийся ограничитель форсунки расположен в зоне выхода в нижней части корпуса форсунки. Причем ограничитель форсунки содержит зону сужения в форме усеченного конуса и зону расширения в форме усеченного конуса и имеет гидравлическое сообщение с зоной впуска жидкости. Впускные отверстия для газа расположены на различном расстоянии от верхней части корпуса форсунки вдоль длины корпуса форсунки. При этом часть корпуса для впуска газа содержит два впускных отверстия для газа, разнесенных на около 180 градусов друг от друга, или три впускных отверстия для газа, разнесенных на около 120 градусов друг от друга, или четыре впускных отверстия для газа, разнесенных на около 90 градусов друг от друга. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Форсунка для распределения смеси газожидкостных флюидов в реакторе с подачей сверху вниз, содержащая:

корпус форсунки, имеющий верхнюю часть, нижнюю часть, длину, ширину или диаметр и стенку, имеющую внутреннюю и внешнюю поверхность, причем корпус форсунки содержит часть корпуса для зоны впуска газа, часть корпуса для зоны впуска жидкости и часть корпуса для зоны выхода, при этом

часть корпуса для зоны впуска газа образует пространство зоны впуска газа и содержит по меньшей мере два смещенных впускных отверстия для газа для прохождения газа через них в пространство зоны впуска газа и

часть корпуса для зоны впуска жидкости образует пространство зоны впуска жидкости и содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для жидкости для прохождения жидкости через него в пространство зоны впуска жидкости, причем пространства зон впуска газа и жидкости имеют гидравлическое сообщение;

крышку форсунки, расположенную в верхней части корпуса форсунки, закрывающую верхнюю часть части корпуса для зоны впуска газа; и

сужающийся-расширяющийся ограничитель форсунки, расположенный в зоне выхода в нижней части корпуса форсунки, причем ограничитель форсунки содержит зону сужения в форме усеченного конуса и зону расширения в форме усеченного конуса и имеет гидравлическое сообщение с зоной впуска жидкости;

причем по меньшей мере два впускных отверстия для газа расположены на различном расстоянии от верхней части корпуса форсунки вдоль длины корпуса форсунки; и

при этом часть корпуса для впуска газа содержит два впускных отверстия для газа, разнесенных на около 180 градусов друг от друга, или три впускных отверстия для газа, разнесенных на около 120 градусов друг от друга, или четыре впускных отверстия для газа, разнесенных на около 90 градусов друг от друга.

2. Способ изготовления форсунки для распределения смеси газожидкостных флюидов в реакторе с подачей сверху вниз, включающий в себя этапы, на которых:

выполняют трубку стандартного размера, имеющую определенную длину и ширину или диаметр для выполнения корпуса форсунки, имеющего верхнюю часть, нижнюю часть, длину, ширину или диаметр и стенку, имеющую внутреннюю и внешнюю поверхность;

выполняют часть корпуса для зоны впуска газа в корпусе форсунки, включая выполнение по меньшей мере двух смещенных впускных отверстий для газа через стенку части корпуса для зоны впуска газа;

выполняют часть корпуса для зоны впуска жидкости в корпусе форсунки, включая выполнение по меньшей мере одного впускного отверстия для жидкости через стенку части корпуса для зоны впуска жидкости;

выполняют часть корпуса для зоны выхода в форсунке, включая адаптацию или формирование нижней части корпуса форсунки для включения ограничителя форсунки;

выполняют крышку форсунки, выполненную с возможностью закрывания верхней части корпуса для зоны впуска газа в виде составной части верхней корпуса форсунки или из отдельного материала;

выполняют ограничитель форсунки, содержащий зону сужения в форме усеченного конуса и зону расширения в форме усеченного конуса, в виде составной части нижней части корпуса форсунки или из отдельного материала;

закрепляют крышку форсунки на верхней части корпуса форсунки с возможностью закрывания верхней части корпуса для зоны впуска газа при выполнении из отдельного материала; и

вводят или закрепляют ограничитель форсунки при выполнении из отдельного материала;

причем по меньшей мере два впускных отверстия для газа расположены на различном расстоянии от верхней части корпуса форсунки вдоль длины корпуса форсунки; и

при этом часть корпуса для впуска газа содержит два впускных отверстия для газа, разнесенных на около 180 градусов друг от друга, или три впускных отверстия для газа, разнесенных на около 120 градусов друг от друга, или четыре впускных отверстия для газа, разнесенных на около 90 градусов друг от друга.

3. Форсунка по п. 1 или способ по п. 2, отличающаяся тем, что зоны впуска газа и впуска жидкости имеют гидравлическое сообщение и расположены таким образом, что во время работы газ протекает в зону впуска газа и оттуда в зону впуска жидкости, а жидкость протекает в зону впуска жидкости, при этом газ и жидкость смешиваются и протекают в зону выхода.

4. Форсунка по п. 1 или 3 или способ по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что один или более элементов из корпуса форсунки, части корпуса для зоны впуска газа, части корпуса для зоны впуска жидкости и части корпуса для зоны выхода имеют по существу цилиндрическую форму.

5. Форсунка по любому из пп. 1 или 3, 4 или способ по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что одно или более впускных отверстий для газа выполнены с возможностью создавать тангенциальный поток впускаемого газа вокруг внутреннего пространства зоны впуска газа и тем самым обеспечивать спиральный поток газообразной фазы.

6. Форсунка по любому из пп. 1 или 3-5 или способ по любому из пп. 2-5, отличающаяся тем, что часть корпуса для впуска газа содержит два впускных отверстия для газа.

7. Форсунка по любому из пп. 1 или 3-6 или способ по любому из пп. 2-6, отличающаяся тем, что одно или более впускных отверстий для жидкости выполнены с возможностью создавать тангенциальный поток жидкости вокруг внутреннего пространства зоны впуска жидкости и тем самым обеспечивать спиральный поток жидкой фазы.

8. Форсунка по любому из пп. 1 или 3-7 или способ по любому из пп. 2-7, отличающаяся тем, что одно или более впускных отверстий для жидкости выполнены с возможностью обеспечивать спиральный поток жидкости в пространстве зоны впуска жидкости, при этом поток жидкости направлен от впускных отверстий для жидкости в часть корпуса для зоны выхода.

9. Форсунка по любому из пп. 1 или 3-8 или способ по любому из пп. 2-8, отличающаяся тем, что впускные отверстия для жидкости разнесены друг от друга в поперечном направлении вокруг части корпуса для зоны впуска жидкости под приблизительно равными углами относительно центральной линии корпуса форсунки.

10. Форсунка по любому из пп. 1 или 3-9 или способ по любому из пп. 2-9, отличающаяся тем, что часть корпуса для впуска жидкости содержит два впускных отверстия для жидкости, разнесенных на около 180 градусов друг от друга, или три впускных отверстия для жидкости, разнесенных на около 120 градусов друг от друга, или четыре впускных отверстия для жидкости, разнесенных на около 90 градусов друг от друга.

11. Форсунка по любому из пп. 1 или 3-10 или способ по любому из пп. 2-10, отличающаяся тем, что часть корпуса для впуска жидкости содержит два впускных отверстия для жидкости.

12. Форсунка по п. 5 или 7 или способ по любому из пп. 5 или 7, отличающаяся тем, что спиральный поток газообразной фазы и спиральный поток жидкой фазы имеют одинаковое направление вращения.

13. Система гидроочистки, содержащая форсунку по любому из пп. 1 или 3-12.

14. Применение форсунки по любому из пп. 1 или 3-12 в системе гидроочистки в реакторе гидроочистки с подачей сверху вниз.

15. Форсунка для распределения смеси газожидкостных флюидов в реакторе с подачей сверху вниз, изготовленная согласно способу по любому из пп. 2-12.