本发明适用于放热反应领域，并且更具体地涉及在固定床反应器中进行的加氢处理、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢裂化、氢化、加氢脱氧、加氢异构、加氢脱蜡或加氢脱芳反应。更具体地，本发明涉及用于在并流下流式反应器中混合和分布流体的装置，并且涉及其用于进行放热反应的用途。
背景技术：
放热反应，例如在精炼和/或石油化工中进行的放热反应，需要用额外的流体进行冷却，以便避免在其中进行反应的催化反应器的热失控，这种额外的流体称为骤冷流体。用于这些反应的催化反应器一般包括至少一个固体催化剂床。反应的放热性质使得需要在反应器的横截面之上保持均匀的轴向温度梯度，并且在反应器之内保持接近零的径向温度梯度，以避免在包含在反应器中的催化剂床中存在热点。太热的区域可过早降低催化剂的活性和/或导致非选择性反应和/或导致热失控。因此，重要的是在反应器中具有至少一个混合腔室，所述混合腔室位于两个催化剂床之间，允许在反应器横截面之上的流体中的均匀温度分布，并将反应流体冷却至期望的温度。
为了实现这种均匀性，本领域技术人员经常必须使用特殊的内部布置，这种布置通常是复杂的，涉及在反应器的横截面之上的尽可能均匀地引入骤冷流体。例如，文献fr2824495a1描述了一种骤冷装置，其使得可保证在（多个）骤冷流体和（多个）过程流体之间的有效热交换。该装置整合到腔室中，并且包括用于注射骤冷流体的管、用于收集流体的挡板、实现在骤冷流体和向下流动的反应流体之间的混合的骤冷箱本身、以及由具孔盘和分布板组成的分布系统。骤冷箱具有用于使流体进行旋流运动的偏转件，该旋流运动在基本非径向的方向上不平行于所述腔室的轴线，并在反应流体的流动方向上在偏转件的下游；以及至少一个用于在箱中形成的流体混合物的出口通道部段。该装置使得可减轻多种现有技术的系统的某些缺点，但是仍然尺寸庞大。
为了克服尺寸庞大的问题，已经开发了用于在下流式反应器中混合流体的装置，并且在文献fr2952835a1中进行了描述。该装置包括：水平收集机构，其提供有用竖直收集管线以接收流体；注射机构，其定位在收集管线中；以及圆形横截面的环状混合腔室，其在流体的流动方向上位于收集机构的下游。混合腔室包括连接到收集管线的入口端和允许流体经过的出口端，以及包括至少一个通气道的水平预分布板。该装置的优点在于，其比先前描述的装置更紧凑，并且使得可实现流体的良好混合和良好的温度均匀性。
为了进一步降低混合和分布装置的尺寸庞大性，在文献fr3034323中提出的另一方案是产生一种流体混合和分布装置，其中混合区域和流体分布区域位于在相同水平处。这样的装置示出在图1a至1c中，并且将在下文中更详细地描述。更特别地，混合区域包括流体混合腔室和流体交换腔室，该流体交换腔室连接到混合腔室并与混合腔室连通。混合腔室优选位于交换腔室上方。因此，混合区域的构造使得可使流体在混合腔室中混合，并且使所述混合物流到交换腔室。在反应流体和骤冷流体之间的混合在交换腔室内继续发生，并且然后朝向分布板行进，经由位于交换腔室的壁上的侧向通道部段经过。然而，当骤冷流体和/或反应流体是气体类型时，太大的气流可将液体流体和/或液/气类型的流体驱动到分布板上并使所述板的某些区域干燥。其结果是，分布板的通气道将不会全部以等同的方式进给，并且这可导致在位于所述分布板下游的催化剂床处的流量不平衡。
本发明的一个目的在于通过提出一种混合和分布装置寻求解决该问题，该混合和分布装置允许流体更好地跨分布板分布。
技术实现要素：
本发明的第一主题涉及一种用于下流式催化反应器的流体的混合和分布装置，所述装置包括：
-至少一个收集区域（a），所述收集区域（a）包括至少一个收集机构；
-至少一个基本竖直的收集管线，所述收集管线能够接收由所述收集机构收集的反应流体，以及至少一个开放到所述收集管线中以便注射骤冷流体的注射机构；
-至少一个混合区域（b），所述混合区域（b）在流体的流动方向上位于所述收集管线的下游，所述混合区域（b）包括至少一个长度为l1'的流体混合腔室，所述混合区域包括与所述收集管线连通的第一端以及与长度为l2'的流体交换腔室连通的第二端，所述流体交换腔室位于所述混合腔室下面并叠置在所述混合腔室上；
-至少一个分布区域（c），所述分布区域（c）位于与混合区域（b）相同的水平处，在流体流动方向上位于所述混合区域（b）的下游，所述分布区域（c）包括支撑多个通气道的分布板；
其特征在于，所述交换腔室的长度l2'严格大于所述混合腔室的长度l1'，以便在所述交换腔室上形成顶板，所述顶板包括至少一个纵向开口，所述纵向开口适于流体从所述交换腔室到所述分布区域（c）的经过。
优选地，混合腔室的长度l1'与交换腔室的长度l2'之间的比在0.1至0.9之间。
有利地，顶板的表面积与（多个）纵向开口的表面积之间的比在0.2与1之间。
优选地，顶板的表面积与（多个）纵向开口的表面积之间的比等于1。
有利地，该装置至少还包括多个水平片，所述水平片位于分布区域（c）中，在交换腔室的顶板中的开口之下，并且位于分布板的通气道上方或在通气道上。
有利地，所述水平片位于在分布板的通气道上方在0至10cm之间的高度处。
优选地，所述水平片以在0至5cm之间的距离彼此间隔。
优选地，所述交换腔室在其侧向壁上还包括多个侧向通道部段，所述侧向通道部段适于流体从所述交换腔室到所述分布区域（c）的经过。
有利地，该装置还包括至少一个侧向偏转件，所述侧向偏转件位于所述分布区域（c）中与至少一个侧向通道部段相对。
有利地，该装置包括一对侧向偏转件，所述侧向偏转件位于交换腔室的每侧上各一个。
优选地，所述混合区域（b）相对于分布区域（c）的中心轴线偏心，在分布板上形成两个区域（z1）和（z2），定义为区域（z1）的表面积与区域（z2）的表面积之间的比的所述区域（z1）和（z2）的比r在0和1之间，不包括值0和1。
有利地，混合腔室包括具有端边缘的底部，所述端边缘具有倾斜形状并与混合腔室的纵向轴线xx'形成在20°与70°之间的角θ。
优选地，所述交换腔室与所述混合腔室之间的体积比在5％至60％之间。
优选地，所述交换腔室位于距离分布板在20至150mm之间的距离“d”处。
本发明的另一个主题涉及一种下流式催化反应器，其具有包含由中间区域间隔的至少两个固定催化剂床的腔室，所述中间区域具有根据本发明的用于流体的混合和分布装置。
附图说明
图1a描绘了通过下流式催化反应器的轴向截面，该反应器包括至少两个固体催化剂床，并包括如在文献fr3034323中所述的用于混合和分布流体的紧凑装置。
图1b相应描绘了根据图1a的装置的混合区域（b）的细节图（虚线表示混合区域不可见的部分，即该部分位于所述区域内侧）。
图1c是根据图1a的装置的混合区域（b）的立体图。
图2a是根据本发明的装置的混合区域（b）的立体图。
图2b描绘了根据本发明的装置的混合区域（b）的立体图，其包括侧向通道部段。
图2c描绘了通过根据本发明的装置的横向截面，所述装置包括多个水平片33。
图2d描绘了通过下流式催化反应器的轴向截面，该反应器包括至少两个固体催化剂床，并且包括根据本发明的用于混合和分布流体的紧凑装置。
图3描绘了通过根据本发明的根据一个特定实施例的装置的横向截面。混合区域（b）相对于分布区域（c）的中心轴线偏心，从而形成包括两个具有不同表面积的区域z1和z2的分布板12。
图4描绘了在根据本发明的装置的混合区域（b）的轴线（xx'）上的截面图，该装置如在图2b所描绘的那样。
具体实施方式
定义
在本发明的意义上，混合腔室理解为是指下述空间，即在该空间中，在反应流体和骤冷流体之间发生混合。
交换腔室理解为是指下述空间，即在该空间中，混合的反应流体和骤冷流体经由至少一个纵向开口，以及可选地侧向通道部段，与用于流体的分布区域直接接触。
具体说明
根据本发明的紧凑的混合和分布装置用在反应器中，在该反应器中进行放热反应，诸如加氢处理、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢裂化、氢化、加氢脱氧、加氢异构化、加氢脱蜡或加氢脱芳反应。一般来说，反应器具有沿基本竖直的轴线的长形形状。使至少一种反应流体（也称为“工艺流体”）从所述反应器的顶部到底部流动通过至少一个固定催化剂床。有利地，除最后一个床之外，在每个床的出口处收集反应流体，并且然后在将反应流体分布到位于分布板下游的催化剂床之前，在所述装置中将反应流体与骤冷流体混合。下游和上游相对于反应流体的流动方向定义。反应流体可是气体或液体或包含液体和气体的混合物；这取决于在反应器中进行的反应的类型。
参考图1a至1c，根据现有技术的混合和分布装置可设置在反应器1中，该反应器1具有沿基本竖直的轴线的长形形状，在其中使至少一个反应流体从顶部到底部流动通过至少一个催化剂床2。相对于反应流体在腔室1中的流动方向，该装置设置在催化剂床2下方。支撑格栅3使得可支撑催化剂床2，由此以使在催化剂床2的下方的收集区域(a)可用。收集区域（a）是允许反应流体排下至收集管线7（参见图1b和1c）所需要的。流动的反应流体由，例如，气相和液相组成。穿过催化剂床2的反应流体由引向基本竖直的收集管线7的基本水平的收集机构5（在此也称为收集挡板）收集，该收集管线7设置在收集区域（a）之下的在称为混合区域（b）的区域中（如在图1b和1c中所示），或者设置在收集区域（a）中（在附图中未示出）。在本发明的意义上，基本竖直和基本水平理解为是指分别相对于竖直或水平面具有在±5度之间的角度β变化的平面。收集机构5（参见图1a）由实心板构成，其设置在与腔室的纵向轴线垂直的平面中在催化剂床2的支撑格栅3下方。收集机构5的板在反应器1的整个表面积之上径向地延伸。在其一端处，其具有开口6（参见图1b和1c），所述收集管线7连接到该开口6。收集机构5使得可收集来自上游催化剂床2的反应流体流，并将其导向所述收集管线7。收集机构5从催化剂床2的支撑格栅3以高度h1（图1a）间隔开。高度h1选择为以便限制在收集从催化剂床2流出的流体期间的压力降低，并限制液体密封的深度，即由已累积在收集机构5中的液体形成的高度。液体密封的深度不会改变反应流体向收集管线7的排放、或者其通过该管的流动、或者其通过上催化剂床2的流动。当收集管线7和注射机构8（图1c）位于在混合区域（b）的水平处时，高度h1在10至500mm之间，优选在10至200mm之间，更优选在30至150mm之间，甚至更优选在40至100mm之间。因此，在收集区域（a）中迫使来自床2的反应流体通过收集管线7。当收集管线7和注射机构8位于收集区域（a）的水平处时，高度h1在10至400mm之间，优选在30至300mm之间，甚至更优选在50至250mm之间。
位于收集区域（a）下面的是混合区域（b）和分布区域（c）。参考图1b至1c，混合区域（b）包括基本竖直的收集管线7，该收集管线7可接收由收集机构5收集的反应流体和来自注射机构8的到所述收集管线7中的开口的骤冷流体（参见图1c）。
混合区域（b）还包括长度为l1的混合腔室15（参见图1a至1c），该混合腔室在流体的流动方向上位于收集机构5的下游。与混合腔室15连通的收集管线7可位于混合腔室15上方或与所述腔室在相同的水平处。优选地，收集管线7位于与混合腔室15相同的水平处（特别是参见图1b）。类似地，注射管线8可在混合腔室15上方在与所述腔室相同的水平处敞开，或者可经由本领域技术人员已知的装置（例如通过混合腔室15的具孔管）直接到所述混合腔室15的内部中。骤冷流体可相对于来自收集区域（a）的反应流体以并流、错流抑或逆流的方式注射。
分布区域（c）就其本身而言包括支撑多个通气道13的分布板12。在高度h3之上延伸的分布区域（c）（参见图1a）包括分布板12（在这里也称为分布器板或分布板）和多个通气道13。更具体地说，通气道13在其上端经由上开口开放，并且沿其侧向壁具有一系列的侧向孔口，旨在用于通气道13内侧的液相（通过孔口）和气相（通过上部开口）分隔开的经过，以便在所述通气道13内部实现其紧密混合。侧向孔口的形状高度可变化，一般来说为圆形或矩形；这些孔口优选地在若干水平处在每个通气道之上分布，其从一个通气道到另一个通气道基本相同；一般来说至少一个水平，并且优选地为1至10个水平，从而允许在气相和液相之间建立尽可能一致的交界面。
根据现有技术的装置的一个特征在于混合区域（b）的安装与分布区域（c）在同一水平处，并且在于所述混合区域（b）是由混合腔室15组成的，该混合腔室15连接到流体交换腔室16并与之联通，该交换腔室16具有与流体混合腔室15相同的长度l1（参见图1a至1c），所述交换腔室16在流体流动方向上位于混合腔室15的下游。更具体地，交换腔室16位于混合腔室15的下面。
流体经由开口18从混合腔室15经过到交换腔室16，该开口18在流体流动方向上位于混合腔室15的流体出口端处（如在图1b中的箭头所指示的）。混合腔室15指的是下述空间，即在该空间中，在反应流体和骤冷流体之间发生混合。交换腔室16指的是下述空间，即在该空间中，混合的反应流体和骤冷流体经由侧向通道部段17与分布区域（c）直接接触。参考图1a至1c，交换腔室16在其侧向壁20上包括侧向通道部段17，其适于流体从混合区域（b）到分布区域（c）的经过。因此，仅交换腔室16与分布区域（c）直接接触。
然而，当骤冷流体或反应流体是气体类型时，太大气体流量的使用可将液体类型的流体或液体/气体类型的混合物驱动到分布板12上，并且因此使所述板的某些区域干燥。其结果是，分布板12的通气道13将不会全部以等同的方式给进，并且这可导致在位于分布板12的下游的催化剂床14处的流量和分布上的不平衡。
申请人公司已经开发了对根据现有技术的流体混合和分布装置的改进，这使得可减轻这种缺点而无需就此改变所述装置的尺寸，这是通过提出了包括相对于混合腔室的沿纵向轴线（xx'）的长形的交换腔室的装置，由此以形成包括纵向开口的顶板，该纵向开口适于流体从交换腔室到分布区域经过。
参考图2a至2b，根据本发明的流体混合和分布装置包括混合区域（b），该混合区域（b）包括基本竖直的收集管线7，该收集管线7可接收由收集机构（在图中未示出）收集的反应流体以及来自开放到所述收集管线7中的注射机构8的骤冷流体。混合区域（b）包括长度为l1'的混合腔室15，其在流体流动方向上位于收集机构的下游。混合腔室15的横截面是矩形的。与混合腔室15连通的收集管线7可位于混合腔室15上方，或者可包含在所述混合腔室15中。优选地，收集管线7包含在混合腔室15中。类似地，注射管线8可在混合腔室15上方，在与所述腔室相同的水平处敞开，或者可经由本领域技术人员已知的装置（例如通过混合区域15的具孔管）直接到所述混合腔室15的内部中。骤冷流体可相对于来自收集区域（a）的反应流体以并流、错流抑或逆流的方式注射。混合区域（b）还包括长度为l2'的流体交换腔室16，交换腔室16在流体流动方向上位于混合腔室15的下游。交换腔室16的横截面是矩形的。根据本发明，交换腔室16位于混合腔室15的下面，并且优选地与混合腔室15叠置。流体从混合腔室15经由开口18经过到交换腔室16，该开口18在流体流动方向上位于混合腔室15的出口端。混合区域（b）的构造使得流体可在混合腔室15中混合，并且使所述混合物流到交换腔室16。反应流体和骤冷流体在交换腔室16中继续混合。
根据本发明的一个基本方面，交换腔室16的长度l2'严格大于混合腔室15的长度l1'，以便在所述交换腔室16上形成顶板30，所述顶板30包括至少一个纵向开口31，该纵向开口31适于流体从所述交换腔室16流到所述分布区域（c）的经过。根据本发明的装置的这种布置，通过在交换腔室中形成纵向开口31，使得可更好地管理离开交换腔室16的流体（特别是气体类型的流体）的流量，并且因此以限制流体的流量对分布区域（c）的分布板12的影响。优选地，混合腔室15的长度l1'与交换腔室16的长度l2'之间的比在0.1至0.9之间，优选地在0.3至0.9之间。有利地，顶板30的表面积与（多个）纵向开口的表面积之间的比在0.2与1之间，优选地在0.3与0.8之间。在根据本发明的一个特定实施例中，顶板30的表面积与所述纵向开口31的表面积之间的比等于1，这意味着顶板30在分布区域（c）之上完全开放。
为了保证流体在分布板12之上的均匀分布，根据本发明的装置有利地包括位于分布区域（c）中的多个水平片33（参见图2c），其在交换腔室16的顶板30的开口31下面，但在通气道13的上方或定位在分布板12的通气道13的之上（参见图2d）。所述水平片33优选地以在0至5cm之间的距离彼此间隔，优选地以在0.5cm至1cm之间的距离彼此间隔，以便允许流体流到位于在水平片33与分布板12之间的空间。优选地，所述水平片33位于距分布板12的通气道13在0至10cm之间的高度处。当水平片放置在分布板的通气道之上时，后者构造为以便允许气体类型的流体经过，例如通过具有倾斜端。相对于反应器的径向服务区域，水平片33占据的表面积在5％至95％之间，优选地在5％至30％之间。根据本发明的装置的这种布置使得可保证流体混合的良好效果，而不会像其他方式那样导致所述装置的尺寸增加。在根据本发明的一个特定实施例中，水平片33包括多个孔，所述孔允许流体流到位于水平片33和分布板12之间的空间。对于每个水平片33，相对于水平片33的总表面积，所述孔占据的表面积在表面积的1％至20％之间，优选在表面积的2％至5％之间。
在一个特定的实施例中，交换腔室16在其侧向壁20上还可包括侧向通道部段17，其适于流体从混合区域（b）到分布区域（c）的经过。此外，可能的是，装置还可包括至少一个侧向偏转件32（参见图3），其位于所述分布区域（c）中与至少一个侧向通道部段17相对。优选地，装置包括至少一对位于分布区域（c）中的侧向偏转件32（参见图3），其在交换腔室16每侧各一个与侧向通道部段17相对。
有利地，混合区域（b），即混合腔室15和交换腔室16，相对于分布区域（c）的中心是偏心的（参见图3）。混合区域相对于分布区域的中心的这种偏移具有使检查和维护装置的操作更容易的优点。装置的这种特殊构造将分布板12分成具有不同表面积的两个区域z1和z2，其中z1＜z2（参见图3）。区域z1和z2分别定义为包括在交换腔室16的侧向壁20、反应器的腔室1的外周、以及两个轴线aa'和bb'之间的分布板12的表面积（参见图3），该两个轴线aa'和bb'分别通过交换腔室16的端21和端22（应理解为z1＜z2）。r定义为区域z1的表面积和区域z2的表面积之间的比（r＝z1/z2），应理解为r在0和1之间，不包括值0和1。
因此，当根据本发明的装置包括侧向通道部段17时，并且为了保证流体在分布板12的两个区域z1和z2之上的良好分布，通过交换腔室16的侧向通道部段17的流体的流量已作为比r的函数进行调整。令sp为侧向壁20的侧向通道部段17的与分布板12的区域z1相对的总表面积（即在分布板的表面积最小的一侧），并令sg为侧向壁20的侧向通道部段17的与分布板12的区域z2相对的总表面积（即，在分布板12的表面积最大的一侧）。根据本发明，如果表面积sp/sg之间的比r'在0.5和1.5之间，优选在0.6和1.4之间，则可获得在分布板的两个区域之上的良好流体分布。
具体地，在交换腔室16的出口处没有特定的分布装置的情况下，以相同的流体流量给进分布板12的两个区域z1和z2，这导致流体分布不良，并且因此导致在分布板12之上的流体分布的在分布表现上的明显损失。当在交换腔室16的壁20上包括侧向通道部段17时，所述部段的总表面积根据所涉及的侧是在该侧上分布表面积最小（z1）的侧还是最大（z2）的侧而不同。根据本发明的装置使得可在交换腔室16的出口处产生压力下降，这使得可根据比r（r=z1/z2）改变流体流量。
有利地，混合腔室15的底部23（参见图4）可包括具有倾斜形状并与混合腔室15的纵向轴线xx'形成角θ的端边缘27，角θ在20°至70°之间，优选地在30°至60°之间，并且甚至更优选地在30°至45°之间。这种混合腔室15的端边缘的形状使得可在开口18处产生旋流型的流体流，其具有改善流体的混合效率的效果，尤其是通过允许位于混合腔室15的侧向壁的任一侧的流体的流线相互混合。此外，混合腔室15的这种构造具有降低在混合腔室和交换腔室之间的流体的速度的效果。由于流体速度降低了，因此最小化了压力降低。
有利地，混合腔室15和交换腔室16的端不与反应器1的腔室的壁接触，从而允许流体在分布板12之上在混合腔室15和交换腔室16的任一侧上流动。有利的是，混合腔室15和（多个）交换腔室16形成一个部分。
所述混合腔室15和所述交换腔室16的累积总高度h2在200至1500mm之间，优选在200至800mm之间，更优选在300至750mm之间，甚至更优选在350至700mm之间。
优选地，交换腔室16的宽度“l”（参见图2a）在200至1100mm之间，优选地在200至800mm之间，更优选地在250至700mm之间，并且甚至更优选地在300至600mm之间。
（多个）交换腔室16和混合腔室15之间的体积比（以％记）在5％至60％之间，优选在10％至60％之间，并且甚至更优选在15％至40％之间。
在根据本发明的一个实施例中，交换腔室16直接定位在分布板12上（例如，如在图1中所示）。在另一个实施例中（在附图中未示出），交换腔室16位于距所述分布板12的距离“d”处，距离“d”优选地在20至150mm之间，并且更优选地在30至80mm之间。包括在分布板12和交换腔室16下面的空间允许在所述分布板12的整个表面之上的流体分布，并且因此使得可使流体混合物在催化剂床14上方的反应器的整个部段之上均匀分布，该催化剂床14在流体流动方向上位于混合和分布装置下游（参见图1）。在该实施例中，交换腔室16在其下部分可包括纵向通道部段，以便流体混合物可流到分布板12上。当然，纵向通道部段的数量、形状和大小可选择为使得流体混合物流的较少部分通过所述纵向通道部段。纵向通道部段也可仅是以孔口和/或缝的形式。
分散系统可定位在分布板12下面，以便将流体一致地分布在位于所述系统下游的催化剂床14之上。分散系统19（参见图1）可包括一个或多个分散装置，其可与每个通气道13相关联，可在若干通气道13之间共享，或者可在分布板12的所有通气道13之间共享。每个分散装置19具有基本平坦和水平的几何形状，但是可具有任何形状的周边。此外，每个分散装置19可位于不同的高度处。有利地，所述分散装置是以格栅的形式，和/或可可选地包括偏转件。有利地，（多个）格栅19的轴线优选垂直于反应器的腔室的纵轴，以便改善流体混合物在反应器的腔室的整个径向截面之上的分布。在分散系统与位于其正下面的固体颗粒床之间的距离选择为尽可能地保持气相和液相的混合状态如其在通气道13的出口处那样。
优选地，在分布板12与位于所述分布板下面的催化剂床14之间的距离在50至400mm之间，优选地在100至300mm之间。在分布板12与所述分散装置19之间的距离在0至400mm之间，优选地在0至300mm之间。在一个特定实施例中，分布板12定位在分散装置19上。
与在现有技术中描述的装置相比，并且甚至更特别是与在文献fr3034323中公开的装置相比，根据本发明的混合和分布装置具有以下优点：
-由于流体混合区域和流体分布区域在相同高度上的整合，具有良好的紧凑性；
-良好的热效率和良好的流体混合效果；
-由于在交换箱16中存在纵向开口31，以及在交换箱16中位于纵向开口31上方的多个水平片33，该多个水平片33还在通气道13或者在分布板12的通气道13上方，因此在分布板12之上的良好流体分布。
1.一种用于下流式催化反应器的流体的混合和分布装置，所述装置包括：
-至少一个收集区域（a），所述收集区域（a）包括至少一个收集机构（5）；
-至少一个基本竖直的收集管线（7），所述收集管线（7）能够接收由所述收集机构（5）收集的反应流体；以及至少一个开放到所述收集管线（7）中以便注射骤冷流体的注射机构（8）；
-至少一个混合区域（b），所述混合区域（b）在所述流体的流动方向上位于所述收集管线（7）的下游，所述混合区域（b）包括至少一个长度为l1'的流体混合腔室（15），所述混合区域（15）包括与所述收集管线（7）连通的第一端以及与长度为l2'的流体交换腔室（16）连通的第二端，所述流体交换腔室（16）位于所述混合腔室（15）下面并与所述混合腔室（15）叠置；
-至少一个分布区域（c），所述分布区域（c）位于与所述混合区域（b）相同的水平处，在所述流体的流动方向上位于所述混合区域（b）的下游，所述分布区域（c）包括支撑多个通气道（13）的分布板（12）；
其特征在于，所述交换腔室（16）的长度l2'严格大于所述混合腔室（15）的长度l1'，以便在所述交换腔室（16）上形成顶板（30），所述顶板（30）包括至少一个纵向开口（31），所述纵向开口（31）适于所述流体从所述交换腔室（16）到所述分布区域（c）的经过。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合腔室（15）的长度l1'与所述交换腔室（16）的长度l2'之间的比在0.1至0.9之间。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述顶板（30）的表面积与一个或多个所述纵向开口（31）的表面积之间的比在0.2与1之间。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述顶板（30）的表面积与一个或多个所述纵向开口（31）的表面积之间的比等于1。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置至少还包括多个水平片（33），所述水平片（33）位于所述分布区域（c）中，在所述交换腔室（16）的所述顶板（3）中的所述开口（31）之下，并且位于所述分布板（12）的所述通气道（13）上方或在所述通气道（13）上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述水平片（33）位于所述分布板（12）的所述通气道（13）的上方在0至10cm之间的高度处。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述水平片（33）以在0至5cm之间的距离彼此间隔。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述交换腔室（16）在其侧向壁（20）上还包括多个侧向通道部段（17），所述侧向通道部段（17）适于所述流体从所述交换腔室（16）到所述分布区域（c）的经过。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个侧向偏转件（32），所述侧向偏转件（32）位于所述分布区域（c）中与至少一个侧向通道部段（17）相对。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置包括一对侧向偏转件（32），所述侧向偏转件（32）位于所述交换腔室（16）的每侧上各一个。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述混合区域（b）相对于所述分布区域（c）的中心轴线偏心，在所述分布板（12）上形成两个区域（z1）和（z2），定义为所述区域（z1）的表面积与所述区域（z2）的表面积之间的比的所述区域（z1）和（z2）的比r在0和1之间，不包括值0和1。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述混合腔室（15）包括具有端边缘（27）的底部（23），所述端边缘（27）具有倾斜形状并与所述混合腔室（15）的纵向轴线xx'形成在20°与70°之间的角θ。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述混合腔室（16）与所述交换腔室（15）之间的体积比在5％至60％之间。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述交换腔室（16）位于距离所述分布板（12）在20至150mm之间的距离“d”处。
15.一种下流式催化反应器，具有包含由中间区域间隔的至少两个固定催化剂床（2、14）的腔室（1），所述中间区域具有如权利要求1至14中任一项所述的用于流体的混合和分布装置。
技术总结