CN108114667A - 一种折边式喷射盘 - Google Patents
一种折边式喷射盘 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108114667A CN108114667A CN201611083261.XA CN201611083261A CN108114667A CN 108114667 A CN108114667 A CN 108114667A CN 201611083261 A CN201611083261 A CN 201611083261A CN 108114667 A CN108114667 A CN 108114667A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- downspout
- spraying disc
- fold type
- type spraying
- wing plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0242—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0278—Feeding reactive fluids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
- C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
- C10G45/06—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
- C10G45/08—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof in combination with chromium, molybdenum, or tungsten metals, or compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00548—Flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00823—Mixing elements
- B01J2208/00831—Stationary elements
- B01J2208/00849—Stationary elements outside the bed, e.g. baffles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1081—Alkanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/201—Impurities
- C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4006—Temperature
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种折边式喷射盘。所述折边式喷射盘包括塔盘和竖直设置于塔盘上的烟囱式分配器;烟囱式分配器均包括降液管和和设置于降液管上部的翼板;所述降液管为两端敞口结构,所述翼板的上沿与降液管上沿平齐或略高于降液管上沿,所述翼板的下沿贴附在塔盘板上表面,或与塔盘板上表面存在一定高度缝隙。本发明的折边式喷射盘设置于加氢反应器冷氢盘与分配盘之间,能够消减流体流经冷氢盘后的残余动能形成的冲击力,消除流体流经冷氢盘后自反应器中心点重新分散时形成的对分配盘上液层的“推浪”现象。本发明的折边式喷射盘适用于所有的加氢反应器,尤其适用于液气比较大、规模较大的加氢反应器。
Description
技术领域
本发明涉及一种折边式喷射盘,属于化工设备领域。本发明的一种折边式喷射盘适用于各种加氢反应器,尤其适用于液气比较大、规模较大的加氢反应器。
背景技术
近年来,随着我国国民经济的快速发展和环保意识的增强,对石化产品的质量和环保要求越来越高。为了适应加工含硫原油的需要,满足不断增长的化工原料的需求,提高产品的质量,加氢技术在炼油工业中的重要性和作用越来越大。在加氢装置中,作为关键设备的加氢反应器,按一定比例混氢后的原料油借助加氢催化剂的作用,完成了精制和裂化等反应。加氢反应器内的加氢反应能否稳定操作,加氢催化剂能否充分地发挥其作用,产品质量是否能够达到优质,很大程度上取决于气液在催化剂床层中分布的均匀性。而气液在催化剂床层中的分布是否均匀,与加氢反应器内构件的设计有着密切的关系。换言之,内构件性能的好坏直接影响到催化剂寿命、产品质量和装置的运转周期,即在加氢过程中采用一套性能优良的内构件技术所得到的效果决不亚于换用一种活性更高的催化剂。因此国内外对加氢反应器内构件的研究和工程开发一直非常重视,不断更新其反应器内构件,以求取得更好的效果。
加氢反应器内构件从上到下依次有入口扩散器、积垢篮、气液分配盘、催化剂床层支承件、冷氢盘、喷射盘、再分配器、出口收集器以及惰性瓷球等,其中顶部气液分配盘与再分配盘作用相同,只是位置不同,顶部气液分配盘设置在反应器封头处或反应器顶部位置,再分配盘设置在冷氢盘下方,两者作用均是将气液两相原料进行分配、混合、并均匀地喷洒到催化剂床层表面,改善液相在催化剂床层的流动状态。
顶部气液分配器和再分配器均对反应物料的分配有宏观均匀性与微观均匀性。多个气液分配器以一定的排列方式安装在塔盘上形成分配塔盘。从每个分配器流过的液相量与气体体积相同,保证物料对催化剂床层的“均匀”覆盖,定义为气液分配器的宏观均匀性。达到液体分配的宏观均匀性较高是比较困难的,原因是目前加氢反应器直径越来越大,分配塔盘由分块组合安装,无法精准保证分配板面水平。即使分配塔盘在安装之初其水平度较高,在操作过程中,也会因为热膨胀和物料冲击载荷共同作用下,使分配盘板面失去水平度。因此,需要靠分配器自身结构实现液相宏观分配的均匀性。
通过分配器将液体分布到床层催化剂上。催化剂床层上不存在没有被液体覆盖的空白区域,保证物料对催化剂床层的“完全”覆盖,这就是气液分配器的微观均匀性。它是体现反应器床层局部区域而言的液体分布效果。
固定床加氢反应器是一种滴流床反应器。反应物以气液两相形式并行向下流动穿过固定的催化剂床层的。液相以溪流的形式向下流动,为分散相,而气相为连续相,与液相并流向下流动。液相在流经催化剂颗粒的表面时对催化剂颗粒进行润湿,而反应就发生在润湿的催化剂颗粒上,因此催化剂的有效润湿率对总反应速率有非常重要的影响。而液相物料在进入催化剂床层时分配不均匀将在催化剂床层形成沟流或偏流,导致部分催化剂得不到润湿或润湿效果很差,使这部分催化剂的性能得不到发挥,影响产品质量。
加氢过程为放热反应,物料分布不均匀会导致催化剂润湿效果好的部位反应程度剧烈,生成热量较多;即影响反应器的径向温差。当径向温差较大时,催化剂局部温度越高,反应速率越快,两者效果叠加会形成过热点,使这部分催化剂性能过早失活,损害催化剂的性能,甚至会导致催化剂部分区域的结焦、板结,物料无法正常流过,由于固定床加氢反应器为滴流床流态,导致板结区域下方的催化剂不能发挥作用,从而大大降低催化剂的使用寿命与装置的开工周期。局部板结还导致催化剂床层压力降的升高,为了继续运行不得不提高反应器的操作压力,造成能耗的升高;压力降的过快升高达到反应器设计值时,不得不非正常停工,进行撇头处理,额外支出检维修费用,同时催化剂的筛分也会造成催化剂的流失与浪费。因此,在固定床加氢反应器中,液相物料分配均匀性十分重要。
冷氢箱是有多个催化剂床层的加氢反应器的必需内件。冷氢箱的功能有两个:(1)通过取热控制反应物料温度;(2)混合、中和反应物料的温差。
由于加氢反应是放热反应,部分还是强放热反应,反应物料在流经催化剂床层时,发生加氢反应而放出热量,因此,在流动过程中反应物料的温度是不断上升的,而反应物温度越高,反应速率越快,恶性循环,容易造成整个催化剂床层飞温,产生催化剂结焦失活,因此,加氢反应器需要设置多个催化剂床层。对于多床层反应器来说,原料油、油气和氢气在上一床层反应后温度升高。为了给下一床层提供适宜的反应温度,就必须采用中间加入冷氢的方式实现取热,即在两个床层间通入适量冷氢,在冷氢箱的作用下,冷氢、油气和液相油三者充分混合,实现传质与传热,从而实现控制反应物系温度,为下一床层提供适宜的入口反应温度,这是冷氢箱的第一个功能,即取热。
加氢反应器是固定床结构,床层特性最重要的指标之一是空隙率,其流场流动特性受空隙率的影响;引起或影响催化剂床层空隙率变化的因素有:催化剂的装填均匀度、反应生焦、床层运行中的沉降、催化剂的挤压破损、反应热点产生导致催化剂床层的局部板结等。由于加氢过程是放热反应,固定床反应器是滴溜工况,催化剂床层空隙率的变化会影响流场均匀度,进而导致径向温差的产生,即经过一个催化剂床层后,反应物料在床层径向截面上的温度分布不均匀,甚至会出现局部过热点,如果温度不等的物料进入下一个催化剂床层继续反应,会发生局部飞温的情况,对催化剂的活性危害很大,甚至造成部分催化剂结焦失活,会影响产品质量。因此,反应物料在进入下一个催化剂床层前,需要利用冷氢箱将整个反应器截面上的物料收集、混合,将温差消除后再分布到下一个催化剂床层上,这是冷氢箱的第二个功能,即温度均化。
喷射盘设置在冷氢盘与再分配盘(气液分配盘)之间。在冷氢箱中打入急冷氢,为了中和加氢反应放出的反应热,控制反应物温度不超过规定值,冷氢管喷出的氢气流与上床层来的反应物初步混合后进入冷氢箱,在此进行均匀混合。均匀混合的流体经喷射盘后再喷射到下层的再分配盘(气液分配盘)上,再分配盘与顶分配盘结构一样,起到对下床层截面均匀分配的作用。
而由于位置高度限制,经过冷氢盘混合的流体从冷氢盘流出时呈近似水平流线流态,造成液相出现严重的推浪现象,即反应器径向液体分配不均匀,分配盘上中心位置甚至没有液相。而喷射盘一般采用均匀开孔的喷液塔盘即平塔筛孔盘结构,冷氢盘混合后的流体经过筛孔时,仅能实现从水平流态转化为垂直流态,无法实现均流,即无法改变塔盘上的推浪现象,即无法给给再分配盘时提供均匀的入口条件,给依赖塔盘水平度的分配器带来不利的入口条件,即使性能最好的分配器,在不同深度的液层条件下,也无法实现均匀分配物料,严重影响再分配器的效果,径向温差扩大不可避免。
针对传统的喷射盘即平塔筛孔盘结构存在的问题,必须开发出能够为再分配盘提供均匀的液相入口条件的喷射盘结构,实现物料的初分配,用于消除冷氢盘呈倾斜流态的流体对再分配盘上液层的推浪现象,实现流体的均匀分配。
发明内容
针对现有技术中的不足,本发明提供了一种折边式喷射盘,属于化工设备领域。本发明的折边式喷射盘设置在加氢反应器冷氢盘与(再)分配盘之间。用于消减流体流经冷氢盘后的残余动能形成的冲击力;消除流体流经冷氢盘后自反应器中心点重新分散时形成的呈近似水平流线对分配盘上液层的“推浪”现象。本发明的折边式喷射盘,能够消减物料传递过程形成的冲击力,且分布效果好,具有体积小、结构简单、安装方便及操作弹性大等特点。
本发明的技术方案如下:
一种折边式减冲均流盘,包括塔盘和竖直设置于塔盘上的烟囱式分配器;所述的烟囱式分配器包括降液管和设置于降液管上部的翼板;所述降液管为两端敞口结构,所述翼板的上沿与降液管上沿平齐或略高于降液管上沿,所述的翼板具有一定夹角、边长及高度,翼板的下沿贴附在塔盘板上表面,或与塔盘板上表面存在一定高度的缝隙。
进一步的,所述翼板的夹角远离塔盘的中心或圆心。更进一步的,所述翼板夹角的中心线与反应器筒体射线重合,翼板夹角面对反应器最近的筒体器壁。
进一步的,所述的翼板与降液管的轴线平行。
进一步的,所述的翼板具有一定夹角、边长及高度。翼板即具有一定夹角,边长及高度的折边板。所述的翼板和降液管的数量相同,且为一一对应关系。所述翼板的中下部与降液管的中上部可以部分重叠连接;重叠连接时,重叠高度占降液管总高度的比例为50%~90%,优选为60%~80%。
本发明中,所述折流式减冲均流盘适用的反应器为上进料且气液为并流形式的固定床反应器,尤其适用于固定床滴流床反应器形式。
进一步的,所述的若干烟囱式分配器应当竖直设置于塔盘上。烟囱式分配器通常通过降液管下端插置在塔盘上,并可以通过焊接、螺纹连接、卡扣连接等方式进行固定连接。所述降液管的下端开口直接开口于塔盘上或贯穿塔盘开口。
进一步的,所述的塔盘还包括其下方用于支撑的支撑梁以及塔盘连接件。
进一步的,所述降液管的管壁上设置有若干溢流孔,以便于液体穿过溢流孔进入降液管并沿降液管往下流动。该溢流孔的中心线与塔盘板表面之间应保持有一定距离。溢流孔的设置数量一般为1~6个,优选1~2个。溢流孔的总截面积为降液管(水平)截面积的10%~100%,优选为30%~50%。当降液管上开设的溢流孔仅设置1个时,其方位设置在降液管与翼板连接点的对面;当设置溢流孔的数量为2个时,其方位设置在翼板对称轴线的两侧。所设置的溢流孔的形状可以为圆形、长条形、三角形及多边形,优选为圆形。
进一步的,所述的烟囱式分配器可以采用任何适宜的材料制成,如陶瓷、金属材质等,优选采用钢材质。所述的翼板和降液管可以为一体化成型制作而成;或者,翼板和降液管经组装而成,如可在降液管中上部固定连接一具有一定夹角的翼板即可。所述的固定连接可以采用焊接、螺栓连接、螺丝连接、卡扣连接等各种适宜的方式。具体应用时,所述的降液管可以采用钢管制成,所述翼板优选采用钢板折制而成。
本发明的折边式喷射盘中,所述的塔盘通常分割为若干块,并可拼接为圆形板。在塔盘最外沿的边沿设置折边,折边向上翻折。所述折边的上沿一般应当高于降液管上所设置溢流孔的上沿。折边的设置可以维持塔盘上的一定的液面高度,从而能够在一定程度上消除现有技术中塔盘的水平存在不足给液相分配带来的影响。
本发明的折边式喷射盘中,若干烟囱式分配器通常按照一定规则布置,如可以在塔盘上呈三角形、四边形、菱形布置。
本发明中,所述的降液管除了供液体通过外,同时也是进料中气体进料的流通通道。
与现有技术相比,本发明的折边式喷射盘具有如下优点:
1、本发明折边式喷射盘,设置翼板,阻挡因中心进入导致呈斜线流态喷射而来的流体,将其冲击力消减,失去动能的流体被阻挡后在重力作用下,由原来的倾斜线流态转化为了垂直流态,并实现自然坠落,在塔盘上形成深度一致的液层,消除了倾斜线冲击力给塔盘上液层形成的“推浪”现象,给分配盘创造了均匀的入口条件,提高催化剂的利用率。
2、本发明折边式喷射盘,通过合理设置降液管管壁上溢流孔的位置与形状,形成合理的塔盘存液深度,降低塔盘水平度偏差与液位波动带来的宏观分配不均匀。
3、本发明折边式喷射盘,采用独特的设计原理及流体力学特点,消除物料传递过程中的冲击力,给分配盘创造了均匀的入口条件,使催化剂床层径向温差降低,催化剂床层径向温差≤3℃,由于径向温差反映了流体的分布效果,这充分说明了本发明折边式喷射盘对消除物料冲击力和气液混合效果较好,对加氢催化反应过程和催化剂结焦控制具有一定的辅助作用。
4、本发明折边式喷射盘,具有结构简单,安装方便,操作弹性大,可以改善分配盘入口条件,有效消除反应器径向温差,消除催化剂床层因物料分布不均匀引起的过热点,减少催化剂撇头或换剂次数,延长装置的开工周期,提高加氢工艺效果,具有良好的经济效益。
附图说明
图1是本发明的一种折边式喷射盘结构示意图。
其中,1为烟囱式分配器,2为塔盘,3为塔盘连接件,4为塔盘支撑梁,5为溢流孔。
图2是烟囱式分配器的结构示意图。
其中,1-1为翼板, 1-2为降液管,5为溢流孔。
图3是烟囱式分配器的结构俯视图。
图4是本发明烟囱式分配器液体流态示意图。
图5是本发明烟囱式分配器液体流态俯视图。
图6是本发明实施例中同一床层截面上不同测温点的方位示意图。
具体实施方式
如图1-3所示,本发明折边式喷射盘包括塔盘2和竖直固定在塔盘上表面的若干烟囱式分配器1。烟囱式分配器1包括降液管1-2和和设置于降液管中上部的翼板1-1。降液管为两端敞口管状结构,所述翼板1-1的上沿与降液管上沿对齐(平齐)或略高于降液管1-2上沿。所述的翼板1-1具有一定夹角、边长及高度,且翼板与降液管的轴线平行。翼板1-1的下沿贴附在塔盘2的上表面,或与塔盘上表面存在一定高度的缝隙。其中塔盘2通常通过塔盘连接件3设置于塔盘支撑梁4上。降液管与塔盘的连接采用本领域中的常规手段。
翼板和降液管的数量相同。翼板一般由钢板折制而成,翼板夹角一般为15°~180°,优选为90°~120°,翼板边长一般20mm~200mm,优选为60mm~120mm。翼板的上沿与降液管上沿平齐或略高于降液管上沿,超出部分高度通常不超过降液管(塔盘以上部分)高度的30%。本发明中,翼板上沿通常不高于降液管上端面60mm。当翼板上沿高于降液管上沿时,翼板底沿通常贴附在塔盘上表面。其中翼板1-1的夹角中心线与反应器筒体射线重合,其夹角面对反应器器壁距离最近的筒体器壁。
本发明中,降液管1-2的高度一般为10~150mm,优选为30~80mm。降液管管壁上设置溢流孔,且呈水平方向设置。降液管管壁上设置1~6个溢流孔,优选1~2个。在降液管管壁上设置的溢流孔,其总截面积为降液管截面积的10%~100%,优选为30%~50%。降液管上所开设的溢流孔,当仅设置1个时,其方位设置在降液管与翼板连接点的对面;当设置2个时,其方位设置在翼板对称轴线的两侧,两个溢流孔的中心线夹角为15°~70°,优选为30°~60°。降液管上所开设溢流孔的形状可以为圆形、长条形、三角形及多边形,优选为圆形。降液管上所设置溢流孔的中心线距塔盘表面5~60mm,优选为10~40mm。
本发明的折边式喷射盘中,一层折边式喷射盘上可以设置若干数量的烟囱式分配器。若干烟囱式分配器在塔盘上呈三角形、四边形、菱形布置。
本发明折边式喷射盘中,塔盘通常分割为若干块,并可拼接为圆形板。最外沿的塔盘边沿设置向上翻折的折边。所述折边的高度一般为5~80mm,优选为30~50mm。
本发明中,如无特别说明,“若干”通常是指“两个以上”。
结合图1-5,本发明折边式喷射盘工作方法过程如下:
工作时,经过冷氢盘混合后的、呈近似水平流线的倾斜流态的流体,撞击到翼板上,因翼板具有一定夹角布置,可有效阻挡呈斜线流态喷射而来的流体,将其冲击力削减掉;利用翼板阻挡作用,迫使气相夹带液滴向四周分散,实现物料较大扩散角,流体待动能耗尽后在重力作用下自然滴落,形成垂直下降流态,液相势能转化为自由落体的动能,并坠落到喷射盘的塔盘板上,由于降液管设置的物料通道呈水平布置且距离塔盘板具有一定高度差,因而物料会在喷射盘的塔盘板上形成一定深度的液层,即使塔盘水平度存在偏差,仍可确保每个降液管均有液相存在。由于经过折边式喷射盘后的物料分配到喷射盘上时已经转化为垂直流态,且动能消失,因此对喷射盘塔盘板表面上的液层不再有推力,消除了物料对分配盘上液层的“推浪”现象,给再分配器提供了友好、平稳液层、均匀的入口条件,与再分配盘一起实现了物料在催化剂床层上的均匀分布。
本发明的折边式喷射盘,可取代再分配盘,实现减冲、均流及分配一体化,大大简化反应器内部结构、降低投资。
以下通过具体实施例对本发明折边式喷射盘的效果进行描述。
比较例1
某加氢反应器,直径4.6m,包括三个催化剂床层。其第一、第二催化剂床层间在冷氢箱与再分配盘之间采用现有的均匀开孔的喷液塔盘,即平塔筛孔盘结构;同样在第二、第三催化剂床层间在冷氢箱与再分配盘之间亦采用平塔筛孔盘结构,塔盘开设直径为3mm的均布圆孔,塔盘开孔率为8%。加氢原料为蜡油(硫含量2.0wt%),催化剂为3936加氢处理催化剂,工艺条件为:氢分压9.0MPa(G)、体积空速为1.5h-1、氢油体积比为700:1,反应器入口温度260℃。改造前,第二床层、第三床层入口径向温度及温差见表1。
实施例1
同实施例1相比,用本发明的折边式喷射盘取代了平塔筛盘孔结构。折边式喷射盘的主要参数:翼板和降液管的数量相同,翼板由钢板折制而成,翼板夹角为90°,翼板边长为60mm。翼板高度等于降液管高度,翼板1-1的夹角中心线与反应器筒体射线重合,其夹角面对反应器器壁距离最近的筒体器壁。降液管的高度为60mm。降液管管壁上设置2个圆形溢流孔,且呈水平方向设置。在降液管管壁上设置的溢流孔,其总截面积为降液管截面积的30%。降液管上所设置溢流孔的中心线距塔盘表面为20mm。本发明的折边式喷射盘中,其塔盘分割为9块小塔盘,并可拼接为圆形板,烟囱式分配器在折边式喷射塔盘上呈三角形布置,每块小塔盘上设置3个烟囱式分配器。最外沿的塔盘边沿设置向上翻折的折边,折边的高度为50mm。
改造后,第二催化剂床层、第三催化剂床层入口径向温度分布及温差见表1。
表1 应用结果
比较例1 | 实施例1 | |
第二催化剂床层入口 | ||
径向温度a | 276.6 | 275.2 |
径向温差b | 279.5 | 274.5 |
径向温度c | 280.3 | 274.9 |
径向温度d | 286.0 | 275.0 |
径向温差e | 288.4 | 275.8 |
最大床层径向温差,℃ | 11.8 | 1.3 |
第三催化剂床层入口 | ||
径向温度a | 281.3 | 282.9 |
径向温差b | 283.6 | 283.5 |
径向温度c | 292.5 | 284.5 |
径向温度d | 286.7 | 284.3 |
径向温差e | 289.6 | 283.7 |
最大床层径向温差,℃ | 11.2 | 1.6 |
Claims (29)
1.一种折边式减冲喷射盘,包括塔盘和竖直设置于塔盘上的烟囱式分配器;所述的烟囱式分配器包括降液管和和设置于降液管上部的翼板;所述降液管为两端敞口结构,所述翼板的上沿与降液管上沿平齐或略高于降液管上沿,所述的翼板具有一定夹角、边长及高度,翼板的下沿贴附在塔盘板上表面,或与塔盘板上表面存在一定高度缝隙。
2.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的翼板与降液管的轴线平行。
3.按照权利要求1或2所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述翼板的夹角远离塔盘的中心或圆心。
4.按照权利要求3所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述翼板的夹角的中心线与反应器筒体射线重合,翼板夹角面对反应器最近的筒体器壁。
5.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的翼板和降液管的数量相同,且一一对应。
6.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述翼板的中下部与降液管的上沿重叠固定连接,重叠连接时,重叠高度占降液管总高度的比例为50%~90%,优选60%~80%。
7.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述折流式减冲均流盘适用的反应器为上进料且气液为并流形式的固定床反应器。
8.按照权利要求1或7所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的折边式喷射盘设置在加氢反应器的冷氢盘与分配盘之间。
9.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述降液管的下端开口直接开口于塔盘上或贯穿塔盘开口。
10.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的塔盘还包括其下方用于支撑的支撑梁以及塔盘连接件。
11.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述降液管的管壁上设置若干溢流孔,溢流孔的中心线与塔盘板表面之间保持有一定距离。
12.按照权利要求11所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述溢流孔的总截面积为降液管截面积的10%~100%,优选为30%~50%。
13.按照权利要求11所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述溢流孔的设置数量为1~6个。
14.按照权利要求13所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的溢流孔仅设置1个,其方位设置在降液管与翼板连接点的对面。
15.按照权利要求13所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述溢流孔的数量为2个时,其方位设置在翼板对称轴线的两侧。
16.按照权利要求11所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述溢流孔的形状为圆形、长条形、三角形及多边形。
17.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的烟囱式分配器中,翼板和降液管为一体化成型制作而成。
18.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的烟囱式分配器由翼板和降液管组装而成,即在降液管中上部固定连接一具有一定夹角的翼板。
19.按照权利要求18所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的固定连接采用焊接、螺栓连接、螺丝连接或卡扣连接方式。
20.按照权利要求17所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的降液管采用钢管制成,所述翼板采用钢板折制而成。
21.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的塔盘通常为若干块,并可拼接为圆形板。
22.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述塔盘最外沿的边沿设置向上翻折的折边,折边的上沿高于降液管上所设置溢流孔的下沿。
23.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的若干烟囱式分配器在塔盘上呈三角形、四边形、菱形布置。
24.按照权利要求22所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述折边的高度为5~80mm,优选为30~50mm。
25.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述的翼板夹角为15°~180°,优选为90°~120°,翼板边长为20mm~200mm,优选为60mm~120mm。
26.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述翼板的高度等于或大于降液管高度,翼板上沿不高于降液管上端面60mm。
27.按照权利要求1所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述降液管的高度为10~150mm,优选为30~80mm。
28.按照权利要求11所述的折边式喷射盘,其特征在于,所述溢流孔的中心线距塔盘表面5~60mm,优选为10~40mm。
29.按照权利要求15所述的折边式喷射盘,两个溢流孔的中心线夹角为15°~70°,优选为30°~60°。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611083261.XA CN108114667B (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-30 | 一种折边式喷射盘 |
GB1719542.1A GB2560066B (en) | 2016-11-25 | 2017-11-24 | Impact-reducing uniform-flowing disc and reactor |
TW106140943A TWI664021B (zh) | 2016-11-25 | 2017-11-24 | 減沖均流盤和反應器 |
RU2017140962A RU2672742C1 (ru) | 2016-11-25 | 2017-11-24 | Диск, ослабляющий ударное воздействие и создающий равномерный поток, и реактор |
KR1020170158615A KR101989328B1 (ko) | 2016-11-25 | 2017-11-24 | 충격 저감형 균일흐름 디스크와, 반응기 |
SG10201709746QA SG10201709746QA (en) | 2016-11-25 | 2017-11-24 | Impact-Reducing Uniform-Flowing Disc and Reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611083261.XA CN108114667B (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-30 | 一种折边式喷射盘 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108114667A true CN108114667A (zh) | 2018-06-05 |
CN108114667B CN108114667B (zh) | 2020-12-08 |
Family
ID=62232524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611083261.XA Active CN108114667B (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-30 | 一种折边式喷射盘 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108114667B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111375219A (zh) * | 2018-12-31 | 2020-07-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种分壁塔及分壁精馏方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070145610A1 (en) * | 2004-01-15 | 2007-06-28 | Rasmus Breivik | Vapour-liquid distribution tray |
CN101391197A (zh) * | 2007-09-20 | 2009-03-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种物流混合分配系统 |
CN103906563A (zh) * | 2011-11-03 | 2014-07-02 | Ifp新能源公司 | 装有对水平度缺失很不敏感的分配元件的气液混合物的分配器盘 |
CN205216809U (zh) * | 2015-11-25 | 2016-05-11 | 中石化洛阳工程有限公司 | 气液分配器 |
-
2016
- 2016-11-30 CN CN201611083261.XA patent/CN108114667B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070145610A1 (en) * | 2004-01-15 | 2007-06-28 | Rasmus Breivik | Vapour-liquid distribution tray |
CN101391197A (zh) * | 2007-09-20 | 2009-03-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种物流混合分配系统 |
CN103906563A (zh) * | 2011-11-03 | 2014-07-02 | Ifp新能源公司 | 装有对水平度缺失很不敏感的分配元件的气液混合物的分配器盘 |
CN205216809U (zh) * | 2015-11-25 | 2016-05-11 | 中石化洛阳工程有限公司 | 气液分配器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111375219A (zh) * | 2018-12-31 | 2020-07-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种分壁塔及分壁精馏方法 |
CN111375219B (zh) * | 2018-12-31 | 2022-02-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种分壁塔及分壁精馏方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108114667B (zh) | 2020-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2595478C (en) | Distribution device for two-phase concurrent downflow vessels | |
CN101942325B (zh) | 一种重油加氢处理方法及反应器 | |
JP2008528248A5 (zh) | ||
CN205216809U (zh) | 气液分配器 | |
CN105694959A (zh) | 一种用于重油加氢裂化的喷射型内环流反应器 | |
CN108097178B (zh) | 一种齿堰式减冲均流盘 | |
CN106732200B (zh) | 一种涡轮式冷氢箱 | |
CN109985573A (zh) | 一种提高液相均匀度的加氢反应器 | |
CN108114667A (zh) | 一种折边式喷射盘 | |
CN205216800U (zh) | 一种气液分配器 | |
CN108114671A (zh) | 一种折边式减冲均流盘 | |
CN100434155C (zh) | 分配装置 | |
CN108097177B (zh) | 一种具有积垢功能的减冲均流盘 | |
CN205216798U (zh) | 气液分配器 | |
CN108114670B (zh) | 一种套筒式减冲均流盘 | |
CN205109603U (zh) | 一种新型沸腾床反应器 | |
CN203002338U (zh) | 一种冷氢箱 | |
CN107551961B (zh) | 一种高温高压浆态床反应装置 | |
CN109985571B (zh) | 一种具有减冲组件的加氢反应器 | |
CN205216799U (zh) | 一种气液分配器 | |
CN108114669A (zh) | 一种折流盘式减冲均流盘 | |
CN201042663Y (zh) | 气液并流入口扩散器 | |
CN201493099U (zh) | 冷氢喷射盘 | |
CN201598266U (zh) | 煤焦油加氢反应器 | |
CN201404777Y (zh) | 一种急冷混合箱 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |