CN201132108Y

CN201132108Y - 一种气液混合物急冷箱

Info

Publication number: CN201132108Y
Application number: CNU2007200923981U
Authority: CN
Inventors: 蔡连波; 李立权; 盛维武; 陈崇刚; 王冕; 李保锋; 赵晓青
Original assignee: Sinopec Luoyang Petrochemical Engineering Corp; China Petrochemical Corp
Current assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Luoyang Guangzhou Engineering Co Ltd
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2017-10-26

Abstract

本实用新型公开了石油炼制及石油化工行业中用于加氢反应器的一种气液混合物急冷箱，主要用于解决现有的气液混合物急冷箱所存在的冷氢与热反应物流混合效果不理想的技术问题，同时防止压降过大。本实用新型气液混合物急冷箱设有节流孔板(3)、预分布板(9)和位于两者之间的中心箱体(5)。节流孔板(3)上设有两个节流孔(4)，正对两个节流孔(4)分别设有预混合箱(1)，预混合箱(1)上设有入口(2)。本实用新型气液混合物急冷箱主要用于加氢裂化、加氢精制等加氢反应器，使冷氢与热反应物流均匀混合。

Description

一种气液混合物急冷箱

技术领域

本实用新型涉及石油炼制及石油化工行业中用于加氢反应器的一种气液混合物急冷箱。

背景技术

在石油炼制及石油化工行业中，加氢反应非常普遍，如加氢裂化、加氢精制反应等。由于这些加氢反应都是放热反应，当加氢反应器内反应物流以气液两相并流向下通过催化剂床层并发生放热反应时，为了控制反应物流的温度，防止催化剂床层内发生“飞温”现象，通常将冷氢加入到相邻两层催化剂床层之间，与上层催化剂床层来的热反应物流一起进入气液混合物急冷箱(简称为急冷箱)，在其中进行充分混合；之后再经过急冷箱下方的再分配盘均匀地分配到下层催化剂床层上。

气液混合物急冷箱是加氢反应器的重要内构件之一，其性能可从气液混合效果和压降两个主要方面来评价。气液混合效果可通过催化剂床层入口的径向温差表现出来；径向温差越小，说明混合性能越好。美国专利US3502445公开的气液混合物急冷箱，为冷氢与热反应物流组成的气液混合物(简称为气液混合物)经过两个圆形节流孔进入气液混合物急冷箱内，经过对撞后分成两路流出。该结构在工业装置中曾广泛应用，从使用效果来看，在处理重质高粘度油品以及在液相与气相体积比值较高的条件下，性能并不理想，催化剂床层出口处径向温差有时可达10～20℃。中国专利CN2167776Y公开的气液混合物急冷箱是针对US3502445所述急冷箱结构上存在的不足而改进的一种急冷箱。冷氢与热反应物流组成的气液混合物经过两个长方形节流孔进入中间混合箱，在箱体内受底板上增设的溅液导向板和箱体两侧侧板上增设的三角斜块的共同作用，混合效果得到强化。但从整个混合过程来看，冷氢与热反应物流接触时间偏短，造成混合效果不理想，催化剂床层入口的径向温差可达到3℃左右。CN2600160Y、CN2737457Y、CN2738876Y公开了三种结构新颖的气液混合物急冷箱，采用的是管状或环状流道的结构。由于管状或环状流道较长，冷热介质接触时间也较长，因此可获得较好的混合效果。不足之处是介质流道的截面积较小，会产生较大的压降。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种气液混合物急冷箱，主要用于解决现有的气液混合物急冷箱所存在的冷氢与热反应物流混合效果不理想的技术问题，同时防止压降过大。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种气液混合物急冷箱，设有节流孔板、预分布板和位于两者之间的中心箱体，节流孔板上设有两个节流孔，中心箱体的两块侧板上设有出口和位于出口两侧的三角斜块，出口前设有整流挡板，中心箱体的底板上对称地设有两个多级湍流板，其特征在于：在节流孔板上正对两个节流孔分别设有预混合箱，预混合箱上设有入口。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：来自上层催化剂床层的以气液两相状态并流向下的热反应物流与加入的冷氢组成的气液混合物首先在预混合箱中收集并进行预混合，再通过节流孔进入中心箱体进行混合。同CN2167776Y所述的气液混合物急冷箱相比，由于增加了预混合步骤，同时延长了冷氢与热反应物流的总接触时间，使混合、急冷效果得到了强化。冷氢与热反应物流在本实用新型气液混合物急冷箱内能够进行更为充分的传质和传热，混合得更为均匀，从而可减小下层催化剂床层入口的径向温差，使该温差可控制在2℃以内，有利于催化剂活性与选择性的充分发挥。由于增设了预混合箱，本实用新型的压降有所增加，但仍小于0.02MPa，满足有关的技术要求。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型气液混合物急冷箱沿轴向的剖视图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是图2中的B向视图，示出整流挡板的形状。

图4是具有4个倾斜表面的多级湍流板的断面图。

图1至4中，相同附图标记表示相同的技术特征。

具体实施方式

参见图1、图2，本实用新型的气液混合物急冷箱，设有节流孔板3、预分布板9和位于两者之间的中心箱体5，节流孔板3和预分布板9连接于反应器器壁11上。节流孔板3上设有两个节流孔4，中心箱体5的两块侧板52上设有出口10和位于出口10两侧的三角斜块7。出口10设于侧板52的中部；出口10前设有整流挡板8，整流挡板8设置于预分布板9上。中心箱体5的底板上对称地设有两个多级湍流板6。中心箱体5的底板实际上由中心箱体5所处区域的预分布板9构成。

在节流孔板3上正对两个节流孔4分别设有预混合箱1，预混合箱1上设有入口2。通常，节流孔4的形状为圆形、正方形或长方形，预混合箱1的形状为圆柱体形、正方体形或长方体形。每种形状的节流孔4都可以与任一形状的预混合箱1相组合。预混合箱1上入口2的形状为长方形，均匀布置于预混合箱1的侧面。每个预混合箱1上入口2的数量一般为4～16个。

本实用新型气液混合物急冷箱，每个多级湍流板6优选具有2～4个倾斜表面；沿中心箱体5端板51至中心箱体5中心的方向，所述倾斜表面相对于水平面的倾斜角度依次增加。图1、图2所示的每个多级湍流板6具有2个倾斜表面。图4所示的多级湍流板6具有4个倾斜表面，以附图标记61、62、63、64表示。通常，每个多级湍流板6上靠近中心箱体5端板51的倾斜表面(例如图4所示的倾斜表面61)与水平面的夹角为2～20度，靠近中心箱体5中心的倾斜表面(例如图4所示的倾斜表面64)与水平面的夹角为20～45度。每个多级湍流板6设置2～4个倾斜表面，主要是为了强化气液混合物的湍动，同时也增加节流次数。每个多级湍流板6也可以只有1个倾斜表面，这时其结构与CN2167776Y所述的溅液导向板相同；倾斜表面与水平面的夹角一般为2～20度。多级湍流板6倾斜表面个数的确定，还要考虑到加氢反应器的直径。

参见图3以及图1、图2，整流挡板8上开设圆形孔，总开孔率一般为5～40％，且中间部位的开孔率小于两侧部位的开孔率；这样开孔的目的是为了使气液混合物能大致均匀地分布到预分布板9的开孔区域上。整流挡板8的结构与CN2167776Y所述的整流挡板相同。

参见图2以及图1，预分布板9在中心箱体5所处区域以及出口10至整流挡板8两端的区域为不开孔区域，不开孔区域以外的区域为预分布板9的开孔区域。预分布板9的开孔区域均匀开设圆形孔，开孔率一般为5～40％。

如图所示，本实用新型气液混合物急冷箱总体上为对称结构；中心箱体5为对称结构，节流孔4、预混合箱1、多级湍流板6、三角斜块7、中心箱体5上的出口10以及整流挡板8都是对称布置的。本实用新型在CN2167776Y公开的气液混合物急冷箱的基础上进行改进，主要是增设了两个预混合箱1，此外还对节流孔4、多级湍流板6提出了新的形状、结构；其余部件的结构、布置基本上保持不变。

下面结合附图说明本实用新型气液混合物急冷箱的操作过程。来自上层催化剂床层的以气液两相并流向下的热反应物流与加入的冷氢组成的气液混合物，由预混合箱1上的入口2进入预混合箱1，在预混合箱1中收集并进行预混合，之后通过节流孔4进入中心箱体5。因突然节流，速度剧增，同时强烈地冲击中心箱体5的底部，产生飞溅、漩涡；再通过中心箱体5内多级湍流板6和三角斜块7的共同作用，使气液混合物充分地湍动混合，液相物流被气相物流携带并被破碎成小液滴。混合物在中心箱体5的中心区域产生强烈的对冲碰撞，然后折转90度由出口10冲出中心箱体5，并撞击整流挡板8。部分混合物从整流挡板8上的圆形孔冲出，另一部分混合物受到整流挡板8的阻拦从中心箱体5的侧板52与整流挡板8所构成的通道的两端冲出，使混合物大致均匀地分布在预分布板9的开孔区域上。气液混合物最后经预分布板9上的圆形孔向下喷出，分布到下方的再分配盘，再由再分配盘分配到下层催化剂床层上。

在上述的操作过程中，热反应物流与冷氢组成的气液混合物在本实用新型急冷箱中经过了更长时间的接触，以及更多次的节流、湍动、对冲、碰撞；这些都有利于达到冷氢与热反应物流充分混合、传热之目的。

本实用新型设有预混合箱的气液混合物急冷箱，主要用于加氢裂化、加氢精制等加氢反应器。

Claims

1、一种气液混合物急冷箱，设有节流孔板(3)、预分布板(9)和位于两者之间的中心箱体(5)，节流孔板(3)上设有两个节流孔(4)，中心箱体(5)的两块侧板(52)上设有出口(10)和位于出口(10)两侧的三角斜块(7)，出口(10)前设有整流挡板(8)，中心箱体(5)的底板上对称地设有两个多级湍流板(6)，其特征在于：在节流孔板(3)上正对两个节流孔(4)分别设有预混合箱(1)，预混合箱(1)上设有入口(2)。

2、根据权利要求1所述的气液混合物急冷箱，其特征在于：节流孔(4)的形状为圆形、正方形或长方形，预混合箱(1)的形状为圆柱体形、正方体形或长方体形，预混合箱(1)上入口(2)的形状为长方形，均匀布置于预混合箱(1)的侧面。

3、根据权利要求2所述的气液混合物急冷箱，其特征在于：每个预混合箱(1)上入口(2)的数量为4～16个。

4、根据权利要求1或2或3所述的气液混合物急冷箱，其特征在于：每个多级湍流板(6)具有2～4个倾斜表面，沿中心箱体(5)端板(51)至中心箱体(5)中心的方向，所述倾斜表面相对于水平面的倾斜角度依次增加。

5、根据权利要求4所述的气液混合物急冷箱，其特征在于：每个多级湍流板(6)上靠近中心箱体(5)端板(51)的倾斜表面与水平面的夹角为2～20度，靠近中心箱体(5)中心的倾斜表面与水平面的夹角为20～45度。

6、根据权利要求1或2或3所述的气液混合物急冷箱，其特征在于：每个多级湍流板(6)具有1个倾斜表面，该倾斜表面与水平面的夹角为2～20度。

7、根据权利要求1或2或3所述的气液混合物急冷箱，其特征在于：整流挡板(8)上开设圆形孔，总开孔率为5～40％，且中间部位的开孔率小于两侧部位的开孔率。

8、根据权利要求1或2或3所述的气液混合物急冷箱，其特征在于：预分布板(9)的开孔区域均匀开设圆形孔，开孔率为5～40％。