CN110639436A - 一种渣油加氢沸腾床反应器的气液分布器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渣油加氢沸腾床反应器气液分布器，包括垂直于反应器轴线的锥形扩口管(1)和法兰板(2)，以及位于所述法兰板(2)上部的导流管(3)；上述的导流管(3)四周和顶部开有内径相等的导流孔(4)，且与法兰板(2)呈60°倾斜角；上述气液分布器在法兰板(2)上呈环状分布，且随其所处位置不同导流管(3)内径也不同。本发明可以在有效改善渣油加氢沸腾床反应器内部流动结构，有效克服因内部流动不均匀导致的渣油而局部结焦现象，提高气液固三相接触面积，解决因局部死区导致的液相停留时间过大的问题，大大减小了催化剂带出量，增加了沸腾床反应器的操作弹性，得以使床层内气液两相流均匀分配到催化剂床层。

Description

一种渣油加氢沸腾床反应器的气液分布器

技术领域

本发明涉及一种渣油加氢沸腾床反应器气液分布器，其主要适用于不同种类的气液固三相接触的情况下进行的化学反应。

背景技术

随着石油资源的日益消耗，石油需求的持续走高，国际油价震荡上升，石油资源的合理化利用受到了越来越多的关注，尤其是渣油加氢改质技术的改进。目前，已开发的、成熟的渣油加工工艺主要分为固定床加氢技术、沸腾床加氢技术和悬浮床加氢技术3种类型。

固定床渣油加氢技术相较于其他技术，具有投资和操作费用低、运行简单等特点；但是其装置需要在高温、高压的苛刻条件下操作，且在反应过程中易产生积碳和金属硫化物等固体，导致床层压降大和催化剂活性不高；因此目前的渣油加氢固定床加氢技术在处理劣质渣油时具有一定的困难。目前，悬浮床渣油加氢技术相较于其他技术，由于其自身还存在未解决的技术难题，因而国内外还没有真正的工业装置。

沸腾床渣油加氢技术相较于其他技术，具有反应器内温度均匀、运行周期长、操作灵活、适用范围广的特点，有效克服了固定床渣油加氢反应器催化剂活性低、压降大、易结焦、运行周期短等问题，且渣油转化率高、催化剂利用率高，对于劣质渣油的深度加工具有良好的适用性。目前，国内外新建的渣油加氢装置中，沸腾床渣油加氢装置明显多于固定床渣油加氢装置。

在渣油加氢反应器内，流体分布性能直接影响气液两相与固相催化剂之间的接触面积与接触时间，从而影响反应器内的流动结构，最终影响床层温度、压降和产品的质量；在工业反应器中，流体分布的重要性更加突出。目前，工业设备实际应用的分布器可分为：溢流型、抽吸型以及兼具溢流和抽吸作用的混合型。

目前，相较于其他两种类型的气液分布器，抽吸型气液分布器由于具有良好的液体破碎性能，可以使液体在催化剂床层上的分布更加均匀，因此在加氢领域得到了广泛的应用；但实验研究发展，抽吸型气液分布器存在较为严重的中心汇流现象，因此其气液分布性能仍然不够理想。

发明内容

本发明的目的是为了克服抽吸型气液分布器存在的较为严重的中心汇流现象的缺点，设计一种气液分布性能好、压降小、液体更为分散的气液分布器。

本发明设计的渣油加氢渣油加氢沸腾床气液分布器结构如下：

该气液分布器是由锥形扩口管、导流管、导流孔和法兰板组成，其中锥形扩口管位于导流管下端；导流管与法兰板呈60°的倾斜角，其上开有尺寸相同的导流孔。

本发明设计的气液分布器可以提高液体破碎性能，使得气液两相更均匀的分散到催化剂床层，且系统压降小，有效克服抽吸型气液分布器中心汇流的缺点。

附图说明

附图1是本发明设计的气液分布器正面示意图。

具体实施方式

本发明设计的气液分布器详细结构如下：

该分布器在法兰板上呈环状分布，且距离法兰板中心越远，导流管内径越小；导流管与法兰板呈60°的倾斜角，且其上开有9个导流孔，分别位于导流管的侧壁对称位置和导流管上端；导流管下端焊接有下端扩大的锥形扩口管。

本发明设计的气液分布器工作原理如下：

气液两相由输入管路输送至反应器底端，由于输送管路中心速度较大，靠近管壁速度较小，导致气液两相流进入反应器后存在速度分布，即靠近反应器中心处速度较大，靠近反应器内壁处速度较小；气液两相流流动至气液分布器下端，经过锥形扩口管进入导流管，由于靠近中心处导流管内径较大，靠近壁面处导流管内径较小，因此，此时个导流管内流体流速进一步平均；由于气液两相存在较大的速度差，气相速度较大，率先通过位于导流管上端的导气孔；由于气液相差较大的相对速度，液相被气相冲击、夹带通过导流孔，并破碎为液滴；相邻导流孔中喷溅的液滴与喷射出的气体相互接触，从而实现了较大的接触面积；其中，从顶部导流孔流出的气液两相流在倾斜导流管的作用下获得切向速度，因而在反应器内部形成尺度较大的旋流区域，从而克服了抽吸型气液分布器中心汇流的缺点。

进一步地，气液两相旋流的产生能够很好地减少反应器死区、沟流、短路情况的产生，并且相对于其他流动形状，由于旋流的流动形态更趋于规范化、单一化，因此气液两相平均停留时间减少，从而克服了二次裂解导致的渣油易结焦的缺点。

进一步地，由于减少了泡帽结构，气液分布器整体压降减小明显。

进一步地，由于导流管侧壁开有对称的导流孔，相邻的气液分布器之间相互喷射气液两相接触面积进一步增大，且气液固三相接触面积也进一步增大。

进一步地，由于导流管越远离法兰板中心内径越小，进入反应器底部的气液两相越远离法兰板中心速度越小，因而通过气液分布器后，气液两相速度进一步平均。

本发明设计的气液分布器与现有的技术相比，具有以下特点：气液两相流分配更加均匀，其分配曲线较现有技术的分配曲线更为平缓，峰值仅为现有技术的1/4-1/3；整体压降小，其压降仅为现有技术的1/3-1/2；操作弹性大，有效解决抽吸型气液分布器中心汇流问题。

Claims (5)

1.一种渣油加氢沸腾床反应器的气液分布器，其特征在于该分布器是由锥形扩口管(1)法兰板(2)、导流管(3)共同组成；导流管(3)与法兰板(2)呈60°的倾斜角,在其下端焊接有锥形扩口管(1)，侧壁和上端开有尺寸相同的导流孔(4)；该分布器在法兰板(2)上呈环状分布、其导流管(3)内径随所处位置不同而不同。

2.按照权利要求1的分布器，其特征在于所述的导流管(3)内径随其所处法兰板位置不同而不同，即越远离法兰板中心，导流管(3)直径越小。

3.按照权利要求1的分布器，其特征在于所述的导流管(3)侧壁与上端开有尺寸相同、分布均匀的导流孔(4)。

4.按照权利要求1的分布器，其特征在于所述的导流管(3)与法兰板(1)呈60°的倾斜角。

5.按照权利要求1的分布器，其特征在于所示的导流管(3)底部焊接有锥形扩口管(1)。

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