CN103285778B - 抗塔盘倾斜气液分布器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗塔盘倾斜气液分布器，是为分布器能有效抵抗塔盘倾斜且吸入量不受塔盘各处液位高度变化的影响而设计的。该分布器外管上的气、液吸入口上、下分开，并保持一定距离，内、外管间的环隙空间形成气液抽吸上升通道，内管为气液下降通道。当塔盘倾斜时，由于液位处于气、液吸入口之间，气体吸入口不受影响，在相同气体压力下，塔盘各处的分布器具有相同的流量，因此使液体分布不受塔盘倾斜影响，充分体现分布器良好的抗倾斜能力。

Description

抗塔盘倾斜气液分布器

技术领域

本发明涉及一种抗塔盘倾斜气液分布器，属于石油炼制和石油化工技术领域。

背景技术

气液分布器是加氢反应器中重要的内构件，气液两相通过分布器在催化剂床层表面均匀分散。随着气液分布标准的不断提高，纯溢流型分布器已不再使用，目前主要采用的是抽吸型和溢流-抽吸混合型结构分布器，两者相比，抽吸型分布器对操作条件有更好的适应性，因此，得到更加普遍地应用。

抽吸型分布器以泡罩型结构为特征，它首先在分配盘上固定一根两相流动下降管，然后在下降管外部距离分配盘一定高度处同轴安装一直径更大的圆帽构成泡罩，并在泡罩底部沿与母线平行方向开若干条缝隙。液位达到泡罩下缘(裙边)时，分布器进入工作状态，气液两相流体首先沿下降管和泡罩间环隙向上流动，在泡罩顶部分散成液滴，然后沿下降管向下流动，从下降管底部喷出。泡罩型分布器中液体流动的推动力来自泡罩与下降管之间环形区间内气体的高速流动所产生抽吸作用，因此，对塔盘上的液位变化不敏感，这是其最大优点。

然而，因为泡罩型分布器结构过大，液体分布不均且不能适应塔盘倾斜过大的问题，所以，近年来分布器的开发已趋向于小型化。例如，为了减小分布器直径和缩小间距，去掉泡罩，在下降管侧面开孔，这实际上是一种溢流结构。将两根长度不等的圆管平行排列、并在顶部呈倒“U”型汇合形成。其中，短管离开塔盘一定高度，并在离其下端口一定距离处开孔，供气体流动。当塔盘液面上升而将短管入口堵住时，液体将在气体的夹带下进入长管，然后向下喷出。这虽然是抽吸式结构，但抽吸管为比较细的圆管，易出现柱塞流和鼓泡流，影响气液流动。

另外，泡罩型分布器吸入通道为气液共用，在塔盘倾斜的情况下，各分布器的吸入口大小发生变化而影响各分布器的液体流量，这也是造成其不能适应塔盘倾斜过大的主要原因。通常这类分布器的塔盘水平度允许误差为5mm或总高差为10mm，因此对水平度要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗塔盘倾斜气液分布器，其能使液体吸入量不受塔盘各处液位高度变化的影响，保持液体分布均匀。

本发明的具体技术内容如下：

在抗塔盘倾斜气液分布器的外管顶端设有封头，外管内壁上设有径向环形隔板，隔板内环面连接内管外壁。外管管壁上设有上、下两排径向、均匀且交错分布的椭圆形气、液入口，气体入口高于液体入口且低于内管顶端，液体入口底端最低可与隔板齐平，外管底端为扩口形出口。

本发明抗塔盘倾斜气液分布器将气、液吸入口上、下分开，使两者间保持一定距离，这样在塔盘液位不均匀的情况下，可保持气体吸入口不受影响，使塔盘各处气流量和液流量相同，有效抵抗塔盘倾斜。

附图说明

图1、2为抗塔盘倾斜气液分布器结构示意图；

图3、4为抗塔盘倾斜气液分布器工作状态模拟图；

图5为水平塔盘上等高的气液分布器的排列示意图；

图6为倾斜塔盘上呈高度递减方式排列的气液分布器示意图；

图7一米直径塔盘上31个分布器的排列示意图；

图8一米直径塔盘上31个分布器的径向液体分布测定图；

图9一米直径塔盘上61个分布器的排列示意图；

图10一米直径塔盘上61个分布器的径向液体分布测定图。

具体实施方式

实施例：

参照图1至10对本发明的实施例进一步说明：

如图1、2所示，外管1为支撑管，安装在分布器塔盘8上，为使分布器具有抽吸作用，用封头2将外管1顶端封闭。为形成内、外管环隙空间，在外管1内壁上焊接径向环形隔板6，再将隔板6内环面与内管3外壁焊接，隔板6距塔盘8的距离为20～30mm。在外管1管壁上设置上、下两排径向均布的两至四个椭圆形气体入口4和液体入口5，为获得最大抽吸能力，上、下两排孔交错排列。气体入口4可高于液体入口5的距离为10～20mm，低于内管3顶端20～40mm，液体入口5的位置应尽量低，其底端最低可与隔板6齐平。外管1底端为扩口形出口7，其直径为直管段直径的1.2倍，高度为直管段直径的0.2倍。

为了获得具有不同抗塔盘倾斜能力的分布器，可通过改变气体入口4的位置来调节气体入口4与液体入口5间的距离，气体入口4位置应尽量的高，否则抽吸作用不足，但如超过内管3顶端，则变为溢流型分布器。

本实施例气体入口4比液体入口5高20mm，比内管3顶端低20mm。

抗塔盘倾斜气液分布器的工作原理如下：

如图2和6所示，在塔盘8上安装不同高度的分布器，由内向外按5mm的高度梯度递减。内管3与隔板6围成的环隙空间为气液抽吸上升通道，内管3为气液下降通道。当液位高于液体入口5以后，内管3与外管1间的环隙将产生气体的高速流动，在抽吸与气液并流状态下分布器开始工作。当塔盘8上液位相差较大时，由于气体入口4与液体入口5间有一定距离，液位处于两孔之间，气体入口不受影响，在相同气体压力下各个分布器有相同的流量，因此液体分布将不受塔盘8倾斜影响，分布器具有良好的抗倾斜能力。

如图7和9，在直径1000mm的有机玻璃冷模试验装置上将31个和61个分布器按等边三角形排列，管间距设为165mm和125mm，其中最大高度差为10mm，平均值为5mm。按照随机改变分布管高度的方法模拟塔盘的抗倾斜效果。

如附图8和10所示的径向液体分布测定结果，单个分布器气体流量达到10m³/h下(31个分布器时达到300m³/h，61个分布器时达到600m³/h)，各点液速与平均值的偏差在±5～10％以内，达到优良分布效果，说明分布器的抗倾斜效果显著。另外，从现象观察，分布器抽吸作用明显，与所阐述的原理一致。塔内液体呈雾状，根据激光粒度仪测定，液滴大小为0.8～1mm，液体分散效果令人满意。

Claims (5)

1.一种抗塔盘倾斜气液分布器，其特征在于：

抗塔盘倾斜气液分布器的外管(1)顶端设有封头(2)，外管(1)内壁上设有径向环形隔板(6)，隔板(6)内环面连接内管(3)外壁；外管(1)管壁上设有上、下两排径向、均匀且交错分布的椭圆形气体入口(4)和液入口(5)，气体入口(4)高于液体入口(5)且低于内管(3)顶端，液体入口(5)底端最低位置与隔板(6)齐平，外管(1)底端为扩口形出口(7)。

2.如权利要求1所述的抗塔盘倾斜气液分布器，其特征在于在外管(1)管壁上设有上、下两排径向、均匀且交错分布的两至四个椭圆形气体入口(4)和液体入口(5)。

3.如权利要求1所述的抗塔盘倾斜气液分布器，其特征在于气体入口(4)高于液体入口(5)10～20mm。

4.如权利要求1所述的抗塔盘倾斜气液分布器，其特征在于气体入口(4)低于内管(3)顶端20～40mm。

5.如权利要求1所述的抗塔盘倾斜气液分布器，其特征在于外管(1)底端扩口形出口(7)的直径为直管段直径的1.2倍，高度为直管段直径的0.2倍。