CN204768588U - 一种溢流型气液分配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种溢流型气液分配器，涉及石油炼制工业技术领域。该溢流型气液分配器包括上下敞口的主体管，以及溢流管、第一碎流板和第二碎流板；所述主体管中部的外侧壁与加氢反应器的分配盘固定连接，将所述主体管分为上下两部分；所述溢流管与所述主体管的上部分连通；所述第一碎流板和所述第二碎流板同轴地水平设置于所述主体管下部分出口的下方。通过两个同轴地水平设置的碎流板对气体和液体介质进行混合和分配，明显提高了气液分配器的均布特性和气液相的操作弹性。

Description

一种溢流型气液分配器

技术领域

本实用新型涉及石油炼制工业技术领域，尤其涉及一种溢流型气液分配器。

背景技术

加氢过程在石油炼制工业中，除用于加氢裂化外，还广泛用于加氢精制，以脱除油品中存在的氧、硫、氮等杂质，并使烯烃全部饱和、使芳烃部分饱和，以提高油品的质量。在上述的加氢裂化、加氢精制工艺中，广泛使用到加氢反应器，常用的是固定床加氢反应器。

固定床加氢反应器的作用在于将气体和液体介质均匀地分配到催化剂床层上。而气体和液体能否得到均匀地分配，可直接影响反应物与催化剂接触时间的均匀性，继而影响催化剂表面被液相润湿的程度。若气液分布不均匀，会形成偏流和局部短路等现象，最终会影响催化剂床层的温度分布和产品质量。目前加氢技术正向反应器大型化和产品精细化的方向发展，因此气液介质分布的重要性就更加突出。而实现加氢反应器内流体均匀分配的关键部件是气液分配器。

气液分配器的结构有多种形式，根据它对气液的作用方式可分为溢流型、抽吸型和两者的混合型。其中，溢流型气液分配器主要采用主体管式结构，一般结构比较简单，压降小，安装检修方便，制作成本低，在分配盘上可密集布置，增加喷淋点。不足之处是液体流出主体管时，液滴较大，甚至有中心汇流现象，操作弹性也较小。为了解决以上这些问题，近年来人们对溢流型气液分配器作了很多改进，主要改进方向为：

1、在主体管中段设置多种溢流槽或孔，在主体管顶端设置V型开口，增加文丘里混合效应等组合技术。

2、在主体管的底端设置碎流板，增加操作弹性，提高气液介质的均布效果。

然而，经过工程实践证明，上述改进仍然存在较大的不足。比如，在分配高粘度液体介质时，主体管底端碎流板的气液混合和均布能力有明显的下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种溢流型气液分配器，以解决现有的气液分配器对气体和液体介质混合和分配得不够均匀的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种溢流型气液分配器，包括上下敞口的主体管，以及溢流管、第一碎流板和第二碎流板；所述主体管中部的外侧壁与加氢反应器的分配盘固定连接，将所述主体管分为上下两部分；所述溢流管与所述主体管的上部分连通；所述第一碎流板和所述第二碎流板同轴地水平设置于所述主体管下部分出口的下方。

进一步，所述第一碎流板位于所述第二碎流板的上方，所述第一碎流板和所述第二碎流板均沿径向设置有矩形齿缝，且所述第一碎流板的所述矩形齿缝沿径向的长度比所述第二碎流板的所述矩形齿缝沿径向的长度短。该技术方案的技术效果在于：径向延伸的矩形齿缝作用在于将液体分流、碎化，以提高气液的混合、均布的程度。并且，由于下侧第二碎流板上的矩形齿缝的长度比上侧第一碎流板上的矩形齿缝的长度更长，可以进一步将液体和气体混合分配。

进一步，所述第一碎流板的直径大于所述第二碎流板的直径。该技术方案的技术效果在于：第一碎流板位于第二碎流板的上侧，其直径比第二碎流板的直径大，能防止靠近第一碎流板外侧边缘的液滴直接落入第二碎流板上，从而使液滴全部先经过第一碎流板碎流，再通过第二碎流板二次碎流。

进一步，所述主体管下部分出口的内侧壁上设置有倒角。该技术方案的技术效果在于：液体和气体从主体管下部分出口流出，所以在主体管下部分出口的内侧壁上设置倒角，通过增大主体管下出口部位的管径，可以扩散气液混合物。

进一步，溢流型气液分配器还包括连接腿，所述连接腿包括一个轴向腿和三个径向腿，所述轴向腿竖直设置于并固定连接所述第一碎流板的中心和所述第二碎流板的中心；三个所述径向腿位于同一个水平面内，一端均与所述轴向腿连接，另一端分别与所述倒角的上沿连接。该技术方案的技术效果在于：连接腿的轴向腿用于固定碎流板使第一碎流板和第二碎流板水平地固定在主体管下部分出口的下方；连接腿三个径向腿不仅起到固定的作用，同时也有部分对气液混合物的分流作用。

进一步，所述主体管侧壁的上边缘设置有多个沿所述主体管轴向延伸的条缝，多个所述条缝沿所述主体管的周向均匀设置。该技术方案的技术效果在于：条缝的作用在于，从侧面引入高位的液体。与现有技术的V型开口相比，长的条缝在液位较高的时候，能避免引入液体的流通横面积过大，间接起到碎流的作用。同时，条缝可以使液流稳定，还可以设计得比V型开口作用长度更长。

进一步，所述溢流管水平伸入所述主体管，所述溢流管的入口端位于所述主体管的外侧，所述入口端上设置有槽口。该技术方案的技术效果在于：溢流管水平伸入主体管，而不是在主体管侧壁上开溢流孔流入，增加了气体和液体接触、混合面积；而入口端上设置槽口，可以扩大液体在溢流口处的流通面积，同时槽口可以避免胶质灰质在溢流孔端部焦化沉积，提高了溢流管口的容垢能力。

进一步，所述溢流管的出口端位于所述主体管的内侧，所述出口端设置为上凹下凸的斜切口。该技术方案的技术效果在于：溢流管伸入主体管内侧的出口端设计成上凹下凸的斜切口，一方面可防止液体沿主体管内侧壁直接向下流动，另一方面能扩大气液接触、混合面积，强化气液混合。

进一步，所述主体管上部分的外径大于所述主体管下部分的外径，使所述主体管的中部形成上粗下细的环形凸台，所述主体管穿过位于加氢反应器分配盘上的通孔，并通过所述环形凸台卡接在所述通孔上。该技术方案的技术效果在于：溢流型气液分配器相对于水平面的垂直度要求特别精确，所以溢流型气液分配器和加氢反应器的分配盘的连接务必保证牢固且垂直，因为分配盘处于水平状态，所以在主体管中部设置上粗下细的环形凸台，能使溢流型气液分配器精确地垂直固定。

进一步，所述主体管与加氢反应器的分配盘的连接方式，所述主体管与所述溢流管的连接方式，所述轴向腿与所述第一碎流板的中心、所述第二碎流板的中心的连接方式均为焊接。该技术方案的技术效果在于：溢流型气液分配器不存在活动部件，也无需经常拆换零件，所以，将连接的各部件以焊接方式固定，能很好地提高其稳定性。

本实用新型有益效果是：本溢流型气液分配器通过两个同轴地水平设置的碎流板对气体和液体介质进行混合和分配，明显提高了气液分配器的均布特性和气液相的操作弹性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的溢流型气液分配器主视图的全剖示图；

图2为本实用新型提供的溢流型气液分配器的第一碎流板结构示意图；

图3为本实用新型提供的溢流型气液分配器的第二碎流板结构示意图；

图4为本实用新型提供的溢流型气液分配器的连接腿的仰视图；

图5为图1中A-A截面示意图；

图6为图1中B-B截面示意图。

附图标记：

1-主体管；2-溢流管；3-第一碎流板；

4-第二碎流板；5-分配盘；6-连接腿；

7-条缝；8-槽口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型提供的结构示意图。如图1所示，溢流型气液分配器包括主体管1、溢流管2、第一碎流板3和第二碎流板4。主体管1为竖立放置的、上下敞口的结构，主体管1通过中部的外侧壁与加氢反应器的分配盘5固定连接，从而该主体管1在外观上可分为上下两部分，其中，上部分主体管1与溢流管2连通；而第一碎流板3和第二碎流板4同轴设置，并且水平地固定于主体管1下部分出口的下方。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，第一碎流板3位于第二碎流板4的上方，第一碎流板3和第二碎流板4均沿各自的径向设置有矩形齿缝，且第一碎流板3的矩形齿缝沿径向的长度比第二碎流板4的矩形齿缝沿径向的长度短。其中，两个碎流板的径向矩形齿缝也可以设置为一样长度，或者第二碎流板4的矩形齿缝比第一碎流板3的矩形齿缝短。本实施例将位于上侧的第一碎流板3的矩形齿缝设置得短，而位于下侧的第二碎流板4的矩形齿缝设置得长，是因为径向延伸的矩形齿缝作用在于将液体分流、碎化，以提高气液的混合、均布的程度。而由于下侧第二碎流板4上的矩形齿缝的长度比上侧第一碎流板3上的矩形齿缝的长度更长，可以使通过第一碎流板3的矩形齿缝的液流在第二碎流板4上得以进一步和气体混合分配。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，第一碎流板3的直径大于第二碎流板4的直径。其中，第一碎流板3的直径也可以小于或者等于第二碎流板4的直径，然而本实施例中，将上侧靠近主体管1出口的第一碎流板3的直径设计得大，而下侧第二碎流板4的直径设计得较小，可以防止靠近第一碎流板3外侧边缘的液滴直接落入第二碎流板4上。从主体管1下出口流出的液体和气体，全部先经由第一碎流板3碎流混合，然后再通过第二碎流板4进行二次碎流均布。其最终效果更佳。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，主体管1下部分出口的内侧壁上设置有倒角，倒角使主体管1下出口的口径陡然增大，从而从主体管1流出的气体和液体混合物得以扩散，间接起到分流均布的作用。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，溢流型气液分配器还包括连接腿6，连接腿6由一个轴向腿和三个径向腿构成，轴向腿竖直设置于并固定连接第一碎流板3的中心和第二碎流板4的中心。而三个径向腿位于同一个水平面内，一端相互连接并与轴向腿固连，另一端分别与主体管1下出口倒角的上沿连接，并且，为了结构受力均匀，三个径向腿相邻之间的任意两个径向腿的角度为120度，径向腿的径向外侧末端与主体管1下出口倒角的上沿固定连接。连接腿6的作用在于将两个碎流板固定地、同轴地、水平地放置于主体管1下出口的下侧。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，主体管1侧壁的上边缘设置有多个沿主体管1轴向延伸的条缝7，并且，多个条缝7沿主体管1的周向均匀地设置。其中，条缝7也可以只设置一个，也可以设置多个但不一定沿主体管1的周向均匀地分布。本实施例中，条缝7可设置为2条，或者4条，或者5条等，沿着主体管1圆周方向均匀地分布。条缝7的结构与现有的V型开口结构相比，能在液体开始从主体管1上部流入时，避免引入的液体的流通横面积过大，实现初步的碎流。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，溢流管2为水平的管道，其入口端位于主体管1的外侧，其出口端伸入主体管1的内侧。并且，入口端的管口上设置有槽口8。其中，溢流管2还可以用主体管1侧壁上的开孔来替代。本实施例设置的溢流管2，水平伸入主体管1，使引入主体管1的液体更多地与气体接触，而入口端的槽口8扩大了液体在溢流口处的流通面积，同时槽口8可以避免胶质灰质在溢流孔端部焦化沉积，提高了溢流管2口的容垢能力。需要说明的是，还可以在主体管1的上部分不同的水平面上设置多个溢流管2，且不同的溢流管2互相垂直地分布。此时，为了使底层的液体得到充分、尽快地混合均布，同时考虑主体管1的结构强度，位于上侧的溢流管2的口径可设计较小，而位于下侧的溢流管2的口径可设计得较大。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，溢流管2的出口端位于主体管1的内侧，出口端形状为上凹下凸的斜切口。其中，出口端形状还可以是平口，或者其他各种形状。本实施例的上凹下凸的溢流管2出口，一方面可防止液体沿主体管1内侧壁直接向下流动，另一方面能扩大气体和液体的接触、混合面积，强化了气液混合。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，主体管1上部分的外径大于下部分的外径，使主体管1的中部形成上粗下细的环形凸台。主体管1下半部分穿过位于加氢反应器分配盘5上的通孔，并通过环形凸台使上部分卡接在该通孔上。其中，主体管1也可以是上下外径统一的中空管道。本实施例设置环形凸台，是因为加氢反应器要求溢流型气液分配器竖直安装，而水平的环形凸台能保证溢流型气液分配器垂直于分配盘5安装，延长其使用寿命。

进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，主体管1与加氢反应器的分配盘5通过焊接固定、主体管1与溢流管2通过焊接固定、轴向腿与第一碎流板3和第二碎流板4的中心均通过焊接固定。因为溢流型气液分配器不存在活动部件，也无需经常拆换零件，所以，将连接的各部件以焊接方式固定，能很好地提高其稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种溢流型气液分配器，其特征在于，包括上下敞口的主体管，以及溢流管、第一碎流板和第二碎流板；

所述主体管中部的外侧壁与加氢反应器的分配盘固定连接，将所述主体管分为上下两部分；所述溢流管与所述主体管的上部分连通；

所述第一碎流板和所述第二碎流板同轴地水平设置于所述主体管下部分出口的下方。

2.根据权利要求1所述的溢流型气液分配器，其特征在于，所述第一碎流板位于所述第二碎流板的上方，所述第一碎流板和所述第二碎流板均沿径向设置有矩形齿缝，且所述第一碎流板的所述矩形齿缝沿径向的长度比所述第二碎流板的所述矩形齿缝沿径向的长度短。

3.根据权利要求2所述的溢流型气液分配器，其特征在于，所述第一碎流板的直径大于所述第二碎流板的直径。

4.根据权利要求3所述的溢流型气液分配器，其特征在于，所述主体管下部分出口的内侧壁上设置有倒角。

5.根据权利要求4所述的溢流型气液分配器，其特征在于，还包括连接腿，所述连接腿包括一个轴向腿和三个径向腿，所述轴向腿竖直设置于并固定连接所述第一碎流板的中心和所述第二碎流板的中心；三个所述径向腿位于同一个水平面内，一端均与所述轴向腿连接，另一端分别与所述倒角的上沿连接。

6.根据权利要求1所述的溢流型气液分配器，其特征在于，所述主体管侧壁的上边缘设置有多个沿所述主体管轴向延伸的条缝，多个所述条缝沿所述主体管的周向均匀设置。

7.根据权利要求1所述的溢流型气液分配器，其特征在于，所述溢流管水平伸入所述主体管，所述溢流管的入口端位于所述主体管的外侧，所述入口端上设置有槽口。

8.根据权利要求7所述的溢流型气液分配器，其特征在于，所述溢流管的出口端位于所述主体管的内侧，所述出口端设置为上凹下凸的斜切口。

9.根据权利要求1-8任一项所述的溢流型气液分配器，其特征在于，所述主体管上部分的外径大于所述主体管下部分的外径，使所述主体管的中部形成上粗下细的环形凸台，所述主体管穿过位于加氢反应器分配盘上的通孔，并通过所述环形凸台卡接在所述通孔上。

10.根据权利要求9所述的溢流型气液分配器，其特征在于，所述主体管与加氢反应器的分配盘的连接方式，所述主体管与所述溢流管的连接方式，所述轴向腿与所述第一碎流板的中心、所述第二碎流板的中心的连接方式均为焊接。