CN204058374U - 流体预分配器和流体预分配盘 - Google Patents

Abstract

流体预分配器和流体预分配盘，所述的流体预分配器由上部的顶帽(3)、下部的过滤组件(7)和内部立管(5)组成，所述的内部立管(5)位于过滤组件(7)的内部，所述的顶帽(3)通过支架(4)与过滤组件(7)和/或内部立管(5)连接，所述的顶帽(3)与所述的内部立管(5)和所述的过滤组件(7)顶部均留有空隙；所述的内部立管(5)为两端开口的筒状，顶端为入口，底部为出口，所述的内部立管上设有多个通孔(6)；所述的过滤组件(7)是由外筒(8)、内筒(9)组成的具有环隙的套筒结构，外筒(8)、内筒(9)侧壁设过滤网。流体预分配盘为预分配盘底板上设置均匀分布的多个预分配器。该流体预分配器具有分配和过滤双重功能，具有容垢能力强、分配性能好、操作弹性大、安装、维修方便等优点。

Description

流体预分配器和流体预分配盘

技术领域

本实用新型涉及石油炼制与化工领域加氢装置的反应器内构件，更具体地说，涉及一种重油固定床加氢反应器内的流体分配器和流体预分配盘。

背景技术

近年来，世界范围内对环保要求日趋严格，同时，随着原油的重质化、劣质化倾向日趋严重，而市场对优质馏分油的需求又不断增加，因此，渣油等重质油加氢技术会对经济效益产生非常重要的影响。

对于烃类原料加氢领域，特别是渣油等含杂质或易结焦的成分较多的原料，通常含有胶质、沥青质、金属杂质及悬浮颗粒等杂质。在实际操作中，很难避免系统及管道中的锈垢污物被带到反应器内，污垢在催化剂床层表面积累，将迅速减小介质流通通道，甚至造成阻塞，这些杂质进入催化剂段就会沉积到催化剂表面，堵塞催化剂孔道，使催化剂的孔容大大下降，从而使催化剂活性快速降低。同时，垢物在催化剂床层表面积累还会使反应器压降上升，严重时会压垮塔盘，造成非计划停工。对于其它类型气液固定床反应器而言，污垢堵塞问题也不同程度地存在。

在加氢精制、加氢裂化等工艺中，反应器内构件在使反应物与催化剂充分接触上起重要作用。其中气液分配器通常安装在催化剂床层的入口处，是实现加氢反应器内物流均匀分配的关键内构件。目前国内通常采用抽吸型气液分配器，US3218249公开了一种气液分配器，是在主体管上方设有泡帽等部件，在泡帽下部开设有多条平行于轴线产生抽吸作用的齿缝。当分配盘上的液面高于泡帽下缘时，气相通过齿缝后在泡帽和主体管之间的环形空间内产生强烈的抽吸力，使液相被抽吸并破碎成小液滴并为气相所携带而进、出主体管。另一种为溢流型分配器，一般在立管不同截面位置开孔，立管顶部设置帽罩。气体从帽罩底部通过立管进入催化剂床层，而液体则通过立管上开孔进入立管内，进而进入催化剂床层。

然而目前工业上，特别是处理重质及杂质较多原料的加氢装置，物流经入口扩散器进入反应器后，在气液分配盘上方一般仅设多孔板进行预分配或者并不设置其它内件。第一种情况设置的多孔板水平分配盘可与更加先进的最终流体分配分配盘一起用于粗加工流体的分配，但是其对流体中的污垢并没有拦截作用；第二种情况若在气液分配盘上方不设置其他内件，则原料直接进入气液分配盘床层。不管采用抽吸型还是溢流型的分配器组成的分配盘，均只对流体进行分配而无法处理污垢，这样液相中夹杂的污垢部分会被截留在分配盘床层上，随着积垢高度的增加，堵塞气液运行的通道，影响气液分配效果，甚至使分配器在不正常状态下操作。

据文献报道，在渣油加氢装置运行过程中，抽吸型分配器的初期整体配合分配性能较好，但在工业应用检修时经常会发现分配器上部分区域堆积有固体杂质，将泡帽下部堵塞，导致物流进入泡帽底部空间变小、分布不均而偏流。气液混合物流在催化剂床层上的不良分布会降低催化剂利用率，造成径向截面温度差异，甚至出现床层局部过热和结焦从而引起催化剂过早失活。导致温度上升，出现热点，压降增加，以至非计划停工。

此外，随着生产规模的扩大，反应器大型化成为一个趋势，因此滴流床气液分配器要求有一个较好的气液初始分布，初始分布直接影响催化剂床层上方气液分配器的效果，进而影响催化剂利用率，然而较好的初始分布目前在大型反应器内难以达到。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是在现有技术的基础上，针对固定床加氢反应器内气液分配器对含杂质较多的重油原料进行分配时易堵塞以及初始分布不佳的缺点，提供一种具有过滤功能的流体分配器和流体预分配盘。

一种流体预分配器，由上部的顶帽3、下部的过滤组件7和内部立管5组成，所述的内部立管5位于过滤组件7的内部，所述的顶帽3通过支架4与过滤组件7和/或内部立管5连接，所述的顶帽3与所述的内部立管5和所述的过滤组件7顶部均留有空隙；所述的内部立管5两端开口的筒状结构，顶端为入口，底部为出口，所述的内部立管上设有多个通孔6；所述的过滤组件7是由外筒8、内筒9组成的具有环隙的套筒结构，所述的外筒8、内筒9侧壁设过滤网。

一种流体预分配盘，包括预分配盘底板和预分配器，所述的预分配盘底板上设置均匀分布的开孔，每个开孔上安装所述的预分配器，所述的预分配器由上部的顶帽3、下部的过滤组件7和内部立管5组成，所述的内部立管5位于过滤组件7的内部，所述的顶帽3通过支架4与过滤组件7和/或内部立管5连接，所述的顶帽3与所述的内部立管5和所述的过滤组件7顶部均留有空隙；所述的内部立管5两端开口的筒状结构，顶端为入口，底部为出口，所述的内部立管上设有多个通孔6；所述的过滤组件7是由外筒8、内筒9组成的具有环隙的套筒结构，所述的外筒8、内筒9侧壁设过滤网。

本实用新型的流体预分配盘安装在固定床加氢反应器顶部，对加氢原料进行预分配，同时可过滤加氢原料中的污垢。

本实用新型提供的流体预分配器和流体预分配盘的有益效果为：

与现有技术相比，本实用新型提供的流体预分配盘安装在固定床加氢反应器内气液分配盘的上方，在进行物流分配的同时可将加氢原料中的污垢阻挡在内部分配组件以外，具有双重功能，可以有效减少污垢进入下层气液分配盘而堵塞分配器。

加氢原料通过本实用新型的流体预分配盘预分配后，气液两相以相对均匀的流速进入下部气液分配盘，可减少气液两相对下部气液分配盘的冲击，保持液面稳定，从而使气液分配盘形成更均匀的分配，保证良好分配效果。本实用新型的流体预分配盘可设置在气液分配器上方的反应器剩余空间内，不需要增加反应器体积，避免其进入分配盘及催化剂床层。同时，该物流预分配盘具有拆装、维修方便的特点。

采用本实用新型的流体预分配盘可以拦截并容纳原料油中的污垢，从而保证其下方的气液分配盘的分配效果及长期稳定运行。

附图说明

附图1为本实用新型提供的流体分配器一种实施方式的结构示意图。

附图2为流体预分配盘安装示意图。

附图3为流体预分配盘在固定床加氢反应器内安装示意图。

其中：1-流体预分配器，2-预分配盘，3-顶帽，4-支架，5-内部立管，6-内部立管通孔，7-过滤组件，8-外筒，9-内筒，10-气液分配器，11-气液分配盘，12-催化剂床层，13-反应器上部，14-除垢剂。

具体实施方式

以下具体说明本实用新型提供的流体分配器的实施方式：

一种流体预分配器，由上部的顶帽3、位于下部的过滤组件7和内部立管5组成，所述的内部立管5位于过滤组件7的内部，所述的顶帽3通过支架4与过滤组件7和/或内部立管5连接，所述的顶帽3与所述的内部立管5和所述的过滤组件7顶部均留有空隙；所述的内部立管5两端开口的筒状结构，顶端为入口，底部为出口；所述的过滤组件7是由外筒8、内筒9组成的具有环隙的套筒结构，所述的外筒8、内筒9侧壁设过滤网。

本实用新型提供的流体预分配器中，所述的顶帽3可以是水平板或不同曲线连接形式的上凸板形状，例如锥形帽。所述的顶帽3上可以开或不开条缝。优选地，所述的顶帽3上开有条缝。

本实用新型提供的流体预分配器中，所述的内部立管为两端开口的筒状结构，上端为入口、下端为出口，优选地，所述的内部立管上沿轴线方向分布多个通孔6，其中，通孔可以为圆形、椭圆形、三角形或其他形状。

本实用新型提供的流体预分配器中，所述的顶帽3与所述的内部立管5的入口部形成有环隙。所述的顶帽3的横截面积大于所述的内部立管5的横截面积。所述的顶帽3的截面积不小于所述的过滤组件7的内筒的横截面积，优选地，所述的顶帽3的截面积大于所述的过滤组件7的外筒的截面积。

本实用新型提供的流体预分配器中，所述的顶帽3通过支架或连接件与所述的内部立管5和/或过滤组件连接。所述的顶帽3与所述的内部立管的开口处留有空隙。所述的顶帽3与所述的过滤组件的顶端留有空隙。

本实用新型提供的流体预分配器中，所述的外筒、内筒侧壁设过滤网，所述的外筒和内筒之间形成的环隙内可以根据反应需要装填料或保护剂。优选地，所述的外筒和内筒之间形成的环隙内装填除垢剂14。

本实用新型提供的流体预分配器中，所述的过滤组件中，内筒、外筒截面可以为圆形、四边形、多边形，优选为圆形、正方形或其他对称的形状。所述的内部组件形状也可以为圆形、四边形、多边形，所述顶帽的形状与之相适应。

一种流体预分配盘，包括预分配盘底板和预分配器，所述的预分配盘底板上设置均匀分布的开孔，每个开孔上安装所述的预分配器，所述的预分配器由上部的顶帽3、下部的过滤组件7和内部立管5组成，所述的内部立管5位于过滤组件7的内部，所述的顶帽3通过支架4与过滤组件7和/或内部立管5连接，所述的顶帽3与所述的内部立管5和所述的过滤组件7顶部均留有空隙；所述的内部立管5两端开口的筒状，顶端为入口，底部为出口；所述的过滤组件7是由外筒8、内筒9组成的具有环隙的套筒结构，外筒8、内筒9侧壁设过滤网。

本实用新型提供的流体预分配盘中，优选地，所述的内部立管上沿轴线方向分布多个通孔6。

优选地，所述的顶帽3的截面积大于所述的过滤组件7的外筒的截面积。

优选地，所述的外筒和内筒之间形成的环隙内装填除垢剂14。

本实用新型提供的流体预分配盘设置在固定床反应器入口扩散器下方与气液分配盘上方之间的空余部位，利用反应器剩余空间，不占用催化剂装填体积。

本实用新型提供的流体预分配器和流体预分配盘通过过滤组件将污垢拦截，使之难以随液流进入内部组件从而防止堵塞，通过内部组件的分配作用形成相对均匀的气液两相流分布。具有分配性能好、容垢能力强、操作弹性大、安装、维修方便等优点。

以固定床加氢反应器为例来说明，本实用新型提供的流体预分配器和流体与分配盘的使用过程，进入固定床反应器的原料落在流体预分配盘上的流体预分配器之间，液相在盘面上累积，其高度低于过滤组件的内、外筒体高度。气相存在于液相上方，大部分通过挡板与罩帽之间的缝隙以及内部组件的入口部进入内部组件内。液相通过外筒壁上的过滤网、除垢剂和内筒的过滤网进入内部组件与内筒的环隙中，杂质等污垢被拦截在外筒之外。液位开始在内部组件与内筒的环隙的盘板上累积，在压力作用下，通过内部立管的开孔进入内部立管内。进入内部立管的液相和气混合成气液混合物，经过内部立管的出口，即流体预分配盘底板的开孔流出，形成预分配。同时，污垢被拦截在流体预分配盘盘板上。之后除去部分污垢的物流进入下层的气液分配盘进行下一步分配，进一步均匀分配的物流进入催化剂床层进行加氢反应。

下面结合附图具体说明本实用新型提供的流体预分配器和流体预分配盘，但本实用新型并不因此而受到任何限制。

附图1为本实用新型提供的气液分配器一种实施方式的结构示意图。如附图1所示，本实用新型提供的流体预分配器由上部的顶帽3、下部的过滤组件7和内部立管5组成。附图1中的顶帽3为锥形帽结构。所述的内部立管5两端开口，上端为入口，下端为出口，内部立管5上设有沿轴线方向分布的多个通孔6。所述的顶帽3与所述的内部立管5的入口之间有空隙。所述的过滤组件7是包括内筒、外筒的套筒结构，内筒和外筒之间形成环隙，内筒和外筒侧壁设过滤网，内筒和外套形成的环隙内可以根据反应需要装填料或除垢剂。所述的顶帽3与过滤组件7最上端之间有空隙。

附图2为流体预分配盘安装示意图。如附图1所示，本发明提供的流体预分配盘包括预分配盘底板2和预分配器1，所述的预分配盘底板上设置均匀分布的开孔，每个开孔上安装所述的预分配器1，所述的流体预分配盘具有过滤与分配流体的双重功能。

附图3为流体预分配盘在固定床加氢反应器内安装示意图。如附图3所示，流体预分配盘安装在固定床反应器顶部气液分配盘11的上方，入口扩散器的下方的固定床反应器剩余空间内。

Claims (10)

1.一种流体预分配器，其特征在于，由上部的顶帽(3)、下部的过滤组件(7)和内部立管(5)组成，所述的内部立管(5)位于过滤组件(7)的内部，所述的顶帽(3)通过支架(4)与过滤组件(7)和/或内部立管(5)连接，所述的顶帽(3)与所述的内部立管(5)和所述的过滤组件(7)顶部均留有空隙；所述的内部立管为(5)两端开口的筒状结构，顶端为入口，底部为出口，所述的内部立管上设有多个通孔(6)；所述的过滤组件(7)是由外筒(8)、内筒(9)组成的具有环隙的套筒结构，所述的外筒(8)、内筒(9)侧壁设过滤网。

2.按照权利要求1的流体预分配器，其特征在于，所述的顶帽是水平板或不同曲线连接形式的上凸板。

3.按照权利要求1的流体预分配器，其特征在于，所述的顶帽上开有条缝。

4.按照权利要求1的流体预分配器，其特征在于，所述的顶帽的横截面积大于所述的内部立管的横截面积，不小于所述的过滤组件的内筒的横截面积。

5.按照权利要求4的流体预分配器，其特征在于，所述的顶帽的横截面积大于过滤组件的外筒的横截面积。

6.按照权利要求1的流体预分配器，其特征在于，所述的内部立管上沿轴线方向设有多个通孔。

7.按照权利要求1的流体预分配器，其特征在于，所述的过滤组件中，所述的外筒和内筒之间形成的环隙内装填除垢剂。

8.一种流体预分配盘，其特征在于，包括预分配盘底板和预分配器，所述的预分配盘底板上设置均匀分布的开孔，每个开孔上安装所述的预分配器，所述的预分配器由上部的顶帽(3)、下部的过滤组件(7)和内部立管(5)组成，所述的内部立管(5)位于过滤组件(7)的内部，所述的顶帽(3)通过支架(4)与过滤组件(7)和/或内部立管(5)连接，所述的顶帽(3)与所述的内部立管(5)和所述的过滤组件(7)顶部均留有空隙；所述的内部立管(5)两端开口的筒状结构，顶端为入口，底部为出口，所述的内部立管上设有多个通孔(6)；所述的过滤组件(7)是由外筒(8)、内筒(9)组成的具有环隙的套筒结构，所述的外筒(8)、内筒(9)侧壁设过滤网。

9.按照权利要求8的流体预分配盘，其特征在于，所述的顶帽的横截面积大于过滤组件的外筒的横截面积。

10.按照权利要求1的流体预分配器盘，其特征在于，所述的内部立管上沿轴线方向设有多个通孔。