CN204724133U - 流体混合分配器和固定床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工领域，并且公开了一种流体混合分配器和一种固定床反应器，该流体混合分配器包括分配器本体(1)，所述分配器本体(1)内形成有从顶部延伸至底部的气相通道，所述气相通道中形成有内径自上而下逐渐变大的扩径段(2)，所述分配器本体(1)的顶部设有罩盖所述气相通道的顶部开口的罩盖板(3)，所述罩盖板(3)与所述分配器本体(1)的顶部之间形成有流体通道，所述分配器本体(1)中还形成有从所述分配器本体(1)的外周壁延伸至所述扩径段(2)的液相通道(9)。本实用新型的流体混合分配器对分配塔盘上的液位高度的敏感性较低。

Description

流体混合分配器和固定床反应器

技术领域

本实用新型涉及化工领域，具体地，涉及一种流体混合分配器。此外，本实用新型还涉及一种固定床反应器。

背景技术

许多催化反应都在包含有一系列单独催化剂床层的固定床反应器中完成。在化工、石油炼制等领域中存在很多应用于不同催化反应的反应器，这些反应器能够利用设置于分配塔盘上的分配器将液相或气液混合相分配至固体颗粒床层上，例如催化脱蜡、加氢脱硫、加氢脱金属、加氢脱氮等均存在将液相或气液混合相分配至催化剂床层上的过程。在这种下流式固定床反应器中，流体的混合和均匀分配十分重要，因为合适的混合和均匀的流体分配能够带来很多优势，如更高的催化剂利用率、减少顶部催化剂床层磨损、提高产品收率、延长装置运行周期等。一个良好的催化反应器中分配器应满足以下几个条件：(1)能够在一个较大的气液相物料流量范围内提供给催化剂床层均匀的流体分配；(2)对分配塔盘的倾斜度具有较好的适应性(当分配塔盘具有一定倾斜度时，分配塔盘上的分配器仍然能够正常工作)，即对塔盘上的液位高度敏感度要低；(3)具有良好的流体喷洒角度以最大程度减少用于进一步径向分散的催化剂床层高度。

公开号为US3218249的美国专利公开了一种传统的泡帽分配塔盘。这种分配塔盘上均布若干由降液管和泡帽组成的分配器。这种分配器的主要缺点是对分配塔盘上的液位高度变化十分敏感，在高气相负荷条件下尤为明显。另外分配塔盘上方的空间内由于气液平衡作用而形成压力梯度，这些对单个分配器的液相流量影响较大。

公开号为US5158714的美国专利公开了一种改进型泡帽分配器，主要包括泡帽、降液管以及连接杆。这种分配器通过采用不同的加强液体分散的内嵌流体扩散件来提高每个分配器出口的液相局部分配均匀性，但由于内嵌流体扩散件的存在，降液管中气液两相流体的摩擦压力损失增大，导致单个分配器中液相流量对分配塔盘液位高度敏感性的增高，从而一定程度上降低了整体分配均匀性。

公开号为CN200963585Y的中国专利公开了一种抽吸型分配器，主要由泡帽、降液管、碎流板构成。泡帽采用了改进的螺旋形条缝。同传统的泡帽分配器相比，优化了单个分配器的分配均匀性，改善了径向分配峰值过大的问题。但依然存在流体流量对液位高度变化较敏感的缺点。

公开号为CN201959779U的中国专利公开了一种改进泡帽分配器。同传统的泡帽分配器相比，增加了底部流体扩散元件，一定程度改善了单个分配器分配均匀性，同样存在不适用高气相负荷条件、对分配塔盘液位高度敏感等问题。

有鉴于此，需要提供一种对分配塔盘上的液位高度的敏感性较低的流体混合分配器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种流体混合分配器，该流体混合分配器对分配塔盘上的液位高度的敏感性较低。

此外，本实用新型所要解决的另一个技术问题是提供一种固定床反应器，该固定床反应器中的流体混合分配器对分配塔盘上的液位高度的敏感性较低。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种流体混合分配器，该流体混合分配器包括分配器本体，所述分配器本体内形成有从顶部延伸至底部的气相通道，所述气相通道中形成有内径自上而下逐渐变大的扩径段，所述分配器本体的顶部设有罩盖所述气相通道的顶部开口的罩盖板，所述罩盖板与所述分配器本体的顶部之间形成有流体通道，所述分配器本体中还形成有从所述分配器本体的外周壁延伸至所述扩径段的液相通道。

优选地，所述气相通道还包括自上而下依次连接的第一稳流段、缩径段和第二稳流段，其中，所述缩径段内径自上而下逐渐变小，所述第一稳流段和第二稳流段内径不变，所述扩径段连接于所述第二稳流段下方。

优选地，所述扩径段的纵截面呈锥形且锥角为40°～160°，所述缩径段的纵截面呈倒立锥形且锥角为10°～150°，所述第一稳流段的直径为10～50mm，所述第二稳流段的直径为5～35mm。

优选地，所述液相通道的直径为所述第一稳流段的直径的1/10～1/2。

优选地，各个所述液相通道均包括主通道以及多个的分别连通所述分配器本体的外周壁和所述主通道的分支通道，所述分支通道连通所述分配器本体的外周壁的开口沿所述分配器本体高度方向间隔设置。

优选地，所述罩盖板形成为圆形板或者矩形板。

此外，在上述流体混合分配器的技术方案的基础之上，本实用新型还提供一种包括反应器本体的固定床反应器，所述反应器本体中设有分配塔盘，所述固定床反应器还包括多个本实用新型的流体混合分配器，各个所述流体混合分配器均布于所述分配塔盘上。

通过上述技术方案，本实用新型的流体混合分配器能够将气相流体与液相流体在扩径段中对冲并混合，实现流体的均匀分配。与此同时，由于将气相通道的开口设置于分配器本体的顶部，并将液相通道的的开口设置于分配器本体的外周壁，从而即使分配塔盘具有一定倾斜度，气相和液相仍然能够分别进入气相通道和液相通道，分配器仍然能够正常工作，因此本实用新型的流体混合分配器还具有对分配塔盘上的液位高度的敏感性较低，结构简单，便于拆装的优点。此外，本实用新型的固定床反应器由于包括本实用新型的流体混合分配器，因此其同样具有以上优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的具体实施方式的流体混合分配器的结构示意图；

图2是沿图1中的A-A的剖视图；

图3是根据本实用新型的另一种具体实施方式的流体混合分配器的结构示意图。

附图标记说明

1、分配器本体                2、扩径段

3、罩盖板                    4、连接件

5、第一稳流段                6、缩径段

7、第二稳流段                8、分配塔盘

9、液相通道

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型提供一种流体混合分配器，具体地，如图1至图3所示，该流体混合分配器包括分配器本体1，所述分配器本体1内形成有从顶部延伸至底部的气相通道，所述气相通道形成有内径自上而下逐渐变大的扩径段2，所述分配器本体1的顶部设有罩盖所述气相通道的顶部开口的罩盖板3，所述罩盖板3与所述分配器本体1的顶部之间形成有流体通道(所述罩盖板3通过多个间隔设置的连接件4固定于所述分配器本体1的上方以便气相流体通过多个连接件4之间的间隔进入分配器本体1内部的气相通道)，所述分配器本体1中还形成有从所述分配器本体1的外周壁延伸至所述扩径段2的液相通道9。

需要说明的是，分配器本体1、罩盖板3和连接件4的具体结构形式以及扩径段2和液相通道9的具体尺寸大小和截面形状可以根据需要设置，这些均属于本实用新型的技术构思范围之内。例如扩径段2和液相通道9的截面形状可以为矩形、圆形或者椭圆形等等(优选为圆形)。又如，所述罩盖板3可形成为圆形板或者矩形板(优选为圆形板)。

通过上述技术方案，本实用新型的流体混合分配器能够将气相流体与液相流体在扩径段2中对冲并混合，实现流体的均匀分配。与此同时，由于将气相通道的开口设置于分配器本体1的顶部，并将液相通道9的的开口设置于分配器本体1的外周壁，从而即使分配塔盘具有一定倾斜度，气相和液相仍然能够分别进入气相通道和液相通道9，分配器仍然能够正常工作，因此本实用新型的流体混合分配器还具有对分配塔盘上的液位高度的敏感性较低，结构简单，便于拆装的优点。

在本实用新型的流体混合分配器中，具体地，所述气相通道还包括自上而下依次连接的第一稳流段5、缩径段6和第二稳流段7，其中，所述缩径段6内径自上而下逐渐变小，所述第一稳流段5和第二稳流段7内径不变，所述扩径段2连接于所述第二稳流段7下方，从而进入气相通道的流体首先进入第一稳流段5，使得该流体的动量得意减缓并稳定，随后流体进入缩径段6，由于缩径段6的直径的逐渐变小，流体进入后流速逐渐变大，接着流体进入第二稳流段7，流速增大的流体沿着固定直径的第二稳流段7流向下方并带来动量冲击，最后流体进入扩径段2，由于扩径段2直径突然增大，流体部分动量损失而分散至下方。

需要说明的是，气相通道的具体结构形式不仅限于上述具体实施方式，例如，所述气相通道可包括自上而下依次连接的缩径段、稳流段以及扩径段。

在上述流体混合分配器中，优选地，所述扩径段2的纵截面呈锥形且锥角为40°～160°，所述缩径段6的纵截面呈倒立锥形且锥角为10°～150°，所述第一稳流段5的直径为10～50mm，所述第二稳流段7的直径为5～35mm。具体地，所述液相通道9的直径为所述第一稳流段5的直径的1/10～1/2。

在本实用新型的流体混合分配器中，优选地，所述液相通道9的出口连接于所述扩径段2的出口附近，从而便于气相流体与液相流体在扩径段2中对冲并混合，实现流体的均匀分配。

在本实用新型的流体混合分配器中，各个所述液相通道9均包括主通道以及多个的分别连通所述分配器本体1的外周壁和所述主通道的分支通道，所述分支通道连通所述分配器本体1的外周壁的开口沿所述分配器本体1高度方向间隔设置，从而在分配塔盘具有一定倾斜度时，保证具有足够的液相进入液相通道9。

此外，本实用新型还提供一种固定床反应器，包括反应器本体，该反应器本体中设有分配塔盘8，所述固定床反应器还包括多个本实用新型的流体混合分配器，各个所述流体混合分配器均布于所述分配塔盘8上。

通过上述技术方案，本实用新型的流体混合分配器能够将气相流体与液相流体在扩径段2中对冲并混合，实现流体的均匀分配。与此同时，由于将气相通道的开口设置于分配器本体1的顶部，并将液相通道9的的开口设置于分配器本体1的外周壁，从而即使分配塔盘具有一定倾斜度，气相和液相仍然能够分别进入气相通道和液相通道9，分配器仍然能够正常工作，因此本实用新型的流体混合分配器还具有对分配塔盘上的液位高度的敏感性较低，结构简单，便于拆装的优点。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (7)

1.一种流体混合分配器，其特征在于，该流体混合分配器包括分配器本体(1)，所述分配器本体(1)内形成有从顶部延伸至底部的气相通道，所述气相通道中形成有内径自上而下逐渐变大的扩径段(2)，所述分配器本体(1)的顶部设有罩盖所述气相通道的顶部开口的罩盖板(3)，所述罩盖板(3)与所述分配器本体(1)的顶部之间形成有流体通道，所述分配器本体(1)中还形成有从所述分配器本体(1)的外周壁延伸至所述扩径段(2)的液相通道(9)。

2.根据权利要求1所述的流体混合分配器，其特征在于，所述气相通道还包括自上而下依次连接的第一稳流段(5)、缩径段(6)和第二稳流段(7)，其中，所述缩径段(6)内径自上而下逐渐变小，所述第一稳流段(5)和第二稳流段(7)内径不变，所述扩径段(2)连接于所述第二稳流段(7)下方。

3.根据权利要求2所述的流体混合分配器，其特征在于，所述扩径段(2)的纵截面呈锥形且锥角为40°～160°，所述缩径段(6)的纵截面呈倒立锥形且锥角为10°～150°，所述第一稳流段(5)的直径为10～50mm，所述第二稳流段(7)的直径为5～35mm。

4.根据权利要求3所述的流体混合分配器，其特征在于，所述液相通道(9)的直径为所述第一稳流段(5)的直径的1/10～1/2。

5.根据权利要求1所述的流体混合分配器，其特征在于，各个所述液相通道(9)均包括主通道以及多个的分别连通所述分配器本体(1)的外周壁和所述主通道的分支通道，所述分支通道连通所述分配器本体(1)的外周壁的开口沿所述分配器本体(1)高度方向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的流体混合分配器，其特征在于，所述罩盖板(3)形成为圆形板或者矩形板。

7.一种固定床反应器，包括反应器本体，该反应器本体中设有分配塔盘(8)，其特征在于，所述固定床反应器还包括多个根据权利要求1-6中任意一项所述的流体混合分配器，各个所述流体混合分配器均布于所述分配塔盘(8)上。