CN205095759U - 上流式分配器和上流式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油化工领域，公开了上流式分配器和上流式反应器，其中，该上流式分配器包括导流管(1)和混流件(2)，该混流件(2)设置在所述导流管(1)的上端管口上方并与所述上端管口相间隔地相对。本实用新型在导流管的上端管口的上方相间隔地设置混流件，通过上述技术方案，经过导流管的混合流体从导流管的上端管口流出后到达混流件，该混流件使得该混合流体中气体和液体能够更好地相互混合。

Description

上流式分配器和上流式反应器

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，具体地，涉及一种上流式分配器和上流式反应器。

背景技术

目前，在石油化工领域中，上流式反应器应用较为广泛，如固定床上流式加氢反应器、馏分油液相加氢反应器、悬浮床加氢反应器及沸腾床加氢反应器等。无论哪种上流式反应器，均需使气液物流均匀分配到催化剂床层截面，避免偏流或沟流带来的不利影响。

在上流式反应器中，气液两相同时向上流动。一般情况下，液相为连续相，气相为分散相，随着物流向上流动产生的扰动，部分溶解在液相中的气相会逸出，因此在进入催化剂床层前需要设置气液分配盘来对气液物流进行重新混合和分配。而气液分配盘的混合性能则直接影响到气相在液相中的熔解速率，进而影响反应器内气液传质效率。现有技术的上流式分配器虽然能够起到一定的气液混合效果，但是由于结构的限制，其气液混合效果有限。

目前技术中的上流式分配器中存在的主要问题在于无法提供有效的气液的混合和传质，影响物流在催化剂床层上的反应效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种上流式分配器，该上流式分配器能够提高气体和液体在混合流体中的混合效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供上流式分配器，其中，该上流式分配器包括导流管和混流件，该混流件设置在所述导流管的上端管口上方并与所述上端管口相间隔地相对。

优选地，所述混流件包括罩体，该罩体设置为开口向下且与所述导流管的上端管口相对。

优选地，所述导流管的上端延伸到所述混流件的罩体内。

优选地，所述罩体的侧壁的下周缘设置有碎流槽。

优选地，所述碎流槽为三角形或矩形。

优选地，所述上流式分配器还包括分流盘，该分流盘设置在所述导流管的下端管口的下方并与所述下端管口相间隔地相对。

优选地，所述分流盘通过连接杆与所述导流管连接。

优选地，所述导流管的侧壁上设置有通气孔。

本实用新型还提供一种上流式反应器，该上流式反应器包括反应器壳体，该反应器壳体内设置有催化剂床层，该催化剂床层的下方的反应器壳体上设置有反应器入口，其中，该催化剂床层的下方设置有分配塔盘，所述上流式反应器还包括根据本实用新型所述的上流式分配器，该上流式分配器设置在所述分配塔盘上。

优选地，所述分配塔盘上设置有安装孔，所述上流式反应器的导流管穿过该安装孔设置，且所述导流管的上端管口位于所述分配塔盘的上方，所述导流管的下端管口位于所述分配塔盘的下方，所述导流管的侧壁上设置有通气孔，该通气孔设置在所述分配塔盘的下方。

本实用新型在导流管的上端管口的上方相间隔地设置混流件，通过上述技术方案，经过导流管的混合流体从导流管的上端管口流出后到达混流件，该混流件使得该混合流体中气体和液体能够更好地相互混合。

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一种优选实施方式的示意图；

图2是根据本实用新型的另一种优选实施方式的示意图；

图3是根据本实用新型的上流式反应器的示意图。

附图标记说明

1导流管；11通气孔；2混流件；21碎流槽；3分流盘；4连接杆；10催化剂床层；20分配塔盘；30反应器入口。

具体实施方式

以下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。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词应当结合上下文和实际使用中的方向来适当解释。

本实用新型提供一种上流式分配器，其中，该上流式分配器包括导流管1和混流件2，该混流件2设置在所述导流管1的上端管口上方并与所述上端管口相间隔地相对。

由于流体从下向上地通过导流管1，因此气体和液体的混合流体在从导流管1的上端管口离开导流管1时与混流件2接触并发生碰撞，从而向下回流。并且，在碰撞的过程中使得流体中的气体和液体能够更均匀地混合。

其中，该导流管1的上端管口与混流件2之间相互间隔，这样混合流体与混流件2接触之后能够从该间隙向周围流出。并且，该混流件2优选为与上端管口相对且至少与该上端管口在流体从上端管口的流出方向上正对，这样使得从上端管口流出的流体能够与混流件2充分接触。

该混流件2可以采用现有技术中任意一种适用的结构，本实用新型对此不加以限制。并且，该混流件2与导流管1的上端管口之间的距离也可以根据实际需要适当地设置，例如根据流体的流速来设置该间隔距离，从而使得流体中气体和液体的混合效果更好。

本实用新型在导流管的上端管口的上方相间隔地设置混流件，通过上述技术方案，经过导流管的混合流体从导流管的上端管口流出后到达混流件，该混流件使得该混合流体中气体和液体能够更好地相互混合。

在本优选实施方式中，优选地，所述混流件2包括罩体，该罩体设置为开口向下且与所述导流管1的上端管口相对。这样，由于混流件2为开口向下的罩体，混合流体从导流管1的上端管口流出后与混流件2发生冲击碰撞从而向下回流，在气体和液体共同向下流动的过程中产生湍流，从而使得气体和液体的混合更加充分。

优选地，所述导流管1的上端延伸到所述混流件2的罩体内。这样，保证了从导流管1输出的流体不会在到达混流件2之前逸出，即混合流体在离开导流管1之后能够与混流件2的底壁接触，而且在导流管1的外表面与混流件2的侧壁的内表面之间形成了流体的回流通道。液体在与混流件2的底壁接触之后由于受到重力作用而向下回流，气体则由于浮力以及压力作用向下流动，气体和液体共同在该回流通道中流动，以确保了气体和液体的混合效果。

当混合流体接触混流件2的底壁之后，沿导流管1的外表面与混流件2的侧壁的内表面之间形成了流体的回流通道向下流动，当混合流体离开混流件2的罩体所限定的区域之后会向四周扩散。因此，优选地，所述罩体的侧壁的下周缘设置有碎流槽21。该碎流槽21形成在罩体的侧壁的下周缘，可以设置为任意适用于本实用新型的技术方案的形状，以起到对混合流体进行破碎并产生湍流的作用。这样，当混合流体流动到混流件2的罩体的侧壁的下周缘而发生沿罩体的径向方向横向流动时，会流经该碎流槽21，从而提高混合效果。

优选地，所述碎流槽21为三角形或矩形。当然，该碎流槽21也可以设置为其他的形状，并且该碎流槽21可以连续地设置或者离散地设置。

优选地，所述上流式分配器还包括分流盘3，该分流盘3设置在所述导流管1的下端管口的下方并与所述下端管口相间隔地相对。当混合流体流入导流管1时，在流经该分流盘3的过程中，由于与分流盘3相互碰撞而发生气液分离，液体流体在流经该分离盘3之后能够从导流管1的下端管口进入到导流管1中，而气体则大多数沿分流盘3的周缘直接向上运动，而在液体的上方聚集，从而使得混合流体中的气体和液体分别通过不同的传播途径而向上传输，再重新混合，以使得混合流体中的气体和液体混合更均匀。

通过上文所述的优选实施方式可知，混合流体在经过分流盘3之后，液体从导流管1向上传输，气体则在导流管1外的空间向上传输。因此，优选地，所述导流管1的侧壁上设置有通气孔11。这样，气体能够通过该通气孔11进入到导流管1内以与液体进行初步混合。随后，再通过上文所述的混流件2进行进一步的更充分的混合。

该分流盘3可以通过任意适用的方式设置在导流管1的下端管口的下方相对位置处，例如通过将该分流盘3固定在周围结构上。优选地，所述分流盘3通过连接杆4与所述导流管1连接。

本实用新型还提供上流式反应器，该上流式反应器包括反应器壳体，该反应器壳体内设置有催化剂床层10，该催化剂床层10的下方的反应器壳体上设置有反应器入口30，其中，该催化剂床层10的下方设置有分配塔盘20，所述上流式反应器还包括根据本实用新型所述的上流式分配器，该上流式分配器设置在所述分配塔盘20上。

上文所述的上流式分配器主要用于上流式反应器中。在本实用新型提供的上流式反应器中，上流式反应器的壳体内从上至下依次设置有催化剂床层10和分配塔盘20，而本实用新型的上流式分配器就设置在该分配塔盘20上。

优选地，所述分配塔盘20上设置有安装孔，所述上流式反应器的导流管1穿过该安装孔设置，且所述导流管1的上端管口位于所述分配塔盘20的上方，所述导流管1的下端管口位于所述分配塔盘20的下方，所述导流管1的侧壁上设置有通气孔11，该通气孔11设置在所述分配塔盘20的下方。

本实用新型的上流式反应器的反应器壳体的下部(即位于分配塔盘20的下方的反应器壳体部分上)设置有入口，通过上文所述的优选实施方式，混合流体从入口进入到反应器壳体中并向上流经上流式分配器，从而从分配塔盘20的下方流动到分配塔盘20的上方，再继续向上流动到催化剂床层10以进行反应。

优选地，该分配塔盘20上的每个安装孔中都安装有上流式分配器，即混合流体从分配塔盘20的下方流动到分配塔盘20的上方需要经过该上流式分配器，从而使得分配塔盘20上方的流体中气体和液体混合更加均匀。

下面结合上文所述的上流式分配器的优选实施方式对整个上流式反应器的工作过程进行描述。

首先，混合流体通过反应器入口30进入到反应器壳体内，并逐渐上升。优选地，混合流体在流入导流管1之前首先经过分流盘3。混合流体经过分流盘3时需要冲击该分流盘3，因此混合流体在与分流盘3撞击之后，气体能够从混合流体中逸出。液体绕过分流盘3向上流动并有部分的液体通过分流盘3与下端管口之间的间隙从下端管口进入导流管1，而气体则沿分流盘3的边缘向上运动并聚集在液体的液面上方与分配塔盘20之间的空间内。由于气体的气压使得液体能够进入导流管1并沿导流管1向上流动，而气体由于其本身的压力能够从导流管1的侧壁上设置的通气孔11进入到导流管1中并与液体进行初步混合。

在导流管1中初步混合后的混合流体继续向上流动并从导流管1的上端管口流出并继续向上与混流件2相接触，优选地，与混流件2的罩体的底壁接触。在混合流体与混流件2的底壁接触之后，混合流体中的液体由于受到重力作用而向下朝向分配塔盘20回流，混合流体中的气体由于浮力以及压力驱动向下回流，并在回流过程中发生混合。当液体和气体向下回流到混流件2的罩体的下周缘时，会向混流件2的罩体外侧流动，此时液体和气体的混合流体通过罩体的侧壁的下周缘的碎流槽21，该碎流槽21与混合流体发生碰撞以形成湍流，从而使得气体和液体能够更好地混合在一起。

这样，进入上流式反应器中的混合流体在经过分配塔盘20上的上流式分配器之后，混合流体中的气体和液体能够更均匀地混合，从而当混合流体继续向上流动与催化剂床层接触时能够提高反应效果。

此外，经过混流件2的开口向下的罩体之后的混合流体能够从上流式分配器向四周流动而不是继续向上，从而使得混合流体在分配塔盘20与催化剂床层10之间的空间内发散地均匀分配，并与催化剂床层10之间均匀接触而发生反应。

以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。

优选地，分流盘3的面积为导流管1的横截面积的1-4倍，优选为1.6-3.2倍。分流盘3通过连接杆4与导流管1相连，连接杆4为本领域内常用的例如支条、螺栓等结构。所述导流管1为直筒体，该直筒体位于分配塔盘20之上的部分中的靠近上端管口的一部分位于混流件2的内部。导流管1的直径一般为20-100mm，优选为30-80mm。导流管1的侧壁上的通气孔11可以为圆形、三角形、矩形或梯形等，该通气孔11的面积通常为导流管1的横截面积的1/100-1/10，优选为1/50-1/20。该混流件2为圆柱形或截头圆锥形的筒体，该筒体的底壁的面积一般为导流管1的横截面积的1.5-4倍，优选为2-3倍。该混流件2的侧壁的下周缘上设置的碎流槽21的形状可以为三角形、矩形或梯形等，该碎流槽21的数量可以为6-30个，优选为10-20个。

实施例1：

如图1所示，分流盘3为圆形平板，该分流盘3的直径为60mm。分流盘3通过连接杆4与导流管1连接，该连接杆4为30mm长的支条。导流管1的直径为40mm。导流管1的侧壁上的通气孔11为三角形，该三角形的底边长为6mm，高度为14mm。混流件2为截头圆锥形筒体，该混流件2的底壁的直径为50mm，该混流件2的侧壁的下周缘处的直径为80mm。该混流件2的侧壁的下周缘沿周向方向均匀设置有碎流槽21，该碎流槽21的形状为三角形，碎流槽21的数量为12个。

实施例2：

如图2所示，分流盘3为圆形平板，该分流盘3的直径为80mm。分流盘3通过连接杆4与导流管1连接，该连接杆4为40mm长的支条。导流管1的直径为60mm。导流管1的侧壁上的通气孔11为圆形，该圆形的直径5mm。混流件2为圆柱形筒体，该混流件2的底壁的直径为100mm。该混流件2的侧壁的下周缘沿周向方向均匀设置有碎流槽21，该碎流槽21的形状为矩形，碎流槽21的数量为10个。

以上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。例如，对上述实施例中的尺寸参数可以根据需要进行设置，以上仅例举了优选的尺寸参数。

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 (10)

1.上流式分配器，其特征在于，该上流式分配器包括导流管(1)和混流件(2)，该混流件(2)设置在所述导流管(1)的上端管口上方并与所述上端管口相间隔地相对。

2.根据权利要求1所述的上流式分配器，其特征在于，所述混流件(2)包括罩体，该罩体设置为开口向下且与所述导流管(1)的上端管口相对。

3.根据权利要求2所述的上流式分配器，其特征在于，所述导流管(1)的上端延伸到所述混流件(2)的罩体内。

4.根据权利要求2所述的上流式分配器，其特征在于，所述罩体的侧壁的下周缘设置有碎流槽(21)。

5.根据权利要求4所述的上流式分配器，其特征在于，所述碎流槽(21)为三角形或矩形。

6.根据权利要求1所述的上流式分配器，其特征在于，所述上流式分配器还包括分流盘(3)，该分流盘(3)设置在所述导流管(1)的下端管口的下方并与所述下端管口相间隔地相对。

7.根据权利要求6所述的上流式分配器，其特征在于，所述分流盘(3)通过连接杆(4)与所述导流管(1)连接。

8.根据权利要求1所述的上流式分配器，其特征在于，所述导流管(1)的侧壁上设置有通气孔(11)。

9.上流式反应器，该上流式反应器包括反应器壳体，该反应器壳体内设置有催化剂床层(10)，该催化剂床层(1)的下方的反应器壳体上设置有反应器入口(30)，其特征在于，该催化剂床层(10)的下方设置有分配塔盘(20)，所述上流式反应器还包括根据权利要求1-7中任意一项所述的上流式分配器，该上流式分配器设置在所述分配塔盘(20)上。

10.根据权利要求9所述的上流式反应器，其特征在于，所述分配塔盘(20)上设置有安装孔，所述上流式反应器的导流管(1)穿过该安装孔设置，且所述导流管(1)的上端管口位于所述分配塔盘(20)的上方，所述导流管(1)的下端管口位于所述分配塔盘(20)的下方，所述导流管(1)的侧壁上设置有通气孔(11)，该通气孔(11)设置在所述分配塔盘(20)的下方。