CN217450093U - 用于列管式反应器的气液分布器 - Google Patents

Abstract

一种用于列管式反应器的气液分布器，安装在列管式反应器的壳体内部，其中气液分布器包括第一分布器和第二分布器：第一分布器一端与进液管接通，另一端为具有多孔结构的雾化喷头；第二分布器设置在所述第一分布器与所述列管之间，为水平设置的填料器件。本实用新型结构简单，能够提高生产效率，降低设备成本。

Description

用于列管式反应器的气液分布器

技术领域

本实用新型属于化工反应器领域，具体涉及一种用于列管式反应器的气液分布器。

背景技术

目前化工产业迅速发展，产能集约化程度越来越高，为了提高产能、节能降耗，各类大型化反应器越来越多的应用于实际生产之中。作为多相催化反应的常用设备，新搭建的列管式反应器直径也越来越大，这使得优化反应器内的气液分布，尤其是液体分布显得尤为重要。一种气液分布器包括大量独立的气体通道管和液体通道管，每个气体通道管顶端设置有顶盖，每个液体通道管设置有多个小孔，以容许气体原料与液体原料在分布器内混合并进一步流入各反应列管内。

发明人认识到，现有的气液分布器结构复杂，在应用于大型列管式反应器时具有成本高、难以制造的缺陷。当前针对液固相或气液固三相非均匀催化方面列管式反应器的研究尚不充分，不能很好地满足当前的生产需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于列管式反应器的气液分布器，以简化列管式反应器的气液分布器结构，提高效率，降低成本。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种用于列管式反应器的气液分布器，安装在列管式反应器的上封头壳体内部，列管式反应器包括液体原料的进液管口和列管，其中，所述气液分布器包括第一分布器和第二分布器。所述第一分布器安装在所述列管式反应器液体原料的进液管管口处，一端与所述进液管接通，为具有多孔结构的雾化喷头。所述第二分布器设置在所述第一分布器与所述列管之间，为水平设置的填料器件。第一分布器能够使液体原料雾化与气体原料充分混合，再经第二分布器分散进入各个列管，提高了原料的混合效率，简化了分布器结构，降低了制造成本。

可选地，所述第一分布器的所述雾化喷头为圆盘状结构，其下表面为上凹的弧面。弧面结构有利于液体分散。

可选地，所述第一分布器的所述圆盘结构的下表面包括内圆区域和外圆区域，所述内圆区域开孔率为5％至30％，孔径3mm，孔心距6mm；所述外圆区域开孔率为10％至30％，孔径4mm，孔心距8mm。根据液体原料的流体性质和气液混合配比，合理设置开孔率能够提高混合效率。

可选地，所述第一分布器的所述圆盘结构的直径为所述列管式反应器壳体内径的30％至90％。

可选地，所述第一分布器的所述内圆与外圆直径比为0.4-0.5。

优选地，所述填料器件为规整填料。规整填料的处理量和处理效率较散堆填料更高。

可选地，所述规整填料为波纹填料。

可选地，所述波纹填料为不锈钢孔板波纹填料或丝网波纹填料。

可选地，所述第一分布器使液体原料由所述第一分布器的所述圆盘结构的中心向四周喷出，与气体原料混合雾化。

可选地，所述气液分布器用于固定床反应器或滴流床反应器。

附图说明

图1所示为一实施例中带有气液分布器的列管式反应器的剖面结构示意图；

图2所示为一实施例中第一分布器的半剖面结构示意图；

图3所示为一实施例中第一分布器的圆盘结构底面结构示意图。

附图标记的具体含义：

1-进液管；2-反应物料出口；3-进气管；4-上封头；5-下封头；6-上管板；7-下管板；8-筒体；9-反应管；10-折流板；11-第一分布器；12-第二分布器；13-内圆；14-外圆；15-换热管进口；16-换热管出口；17-固定板；18-通孔。

上述附图的目的在于对本实用新型的技术方案进行说明，以便于本领域技术人员的理解，而非旨在对本实用新型的保护范围进行限制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本领域技术人员的通常理解含义相同；本文中所使用的术语知识为了描述具体实施例的目的，而非旨在限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及其同等表述意在覆盖不排他的包含。

本文权利要求、说明书及附图说明中的术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对向，而非指示或暗示其相对重要性或指示所涉及技术特征的数量、顺序或主次关系。在本文实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中体积“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中不同位置出现的该词汇并不一定指代同一实施例，也并非限定为与其他实施例互斥的独立或备选的实施例。本领域技术人员应当可以理解，本文所描述的实施例可以在不发生结构冲突的前提下与其他实施例相结合。

当前，列管式反应器在液固相或气液固三相的非均匀催化的工业应用方面研究尚不充分，现有的气液分布器不能完全满足工业生产的进料需求，如在涉及上千只反应管的大型列管式固定床中，气液分布器变得非常复杂笨重，成本高昂。发明人认识到，简单且易于放大的液体进料方式，解决液体分布问题对列管式反应器具有重要意义。例如在以丙酮为原料，通过一步液相法生产MIBK的过程中，改进气液分布器以改善气体和液体原料的混合，对提高生产效率有重要意义。

根据本实用新型的一个实施例，提供一种用于列管式反应器的气液分布器。配置有该气液分布器的固定床列管式反应器如图1所示。该列管式反应器的筒体8直径2600mm，内部设置有1750根反应管9，每根反应管9直径50mm长6000mm，反应列管9安装在上管板6与下管板7之间。进液管1直径150mm，竖直设置在上封头4顶部；进气管3直径80mm，水平设置在上封头4一侧；反应物料出口2直径150mm，竖直设置在下封头5的底部。上管板6与下管板7之间充满冷却液，冷却液由设置在反应器筒体8下部的换热管进口15流入，经折流板10导流后由筒体8上部的换热管出口16流出，换热管进口15与换热管出口16的管径均为100mm。

气液分布器安装在列管式反应器的上封头壳体4内部。气液分布器包括第一分布器11和第二分布器12，其中第一分布器11安装在液体原料的进液管1管口处；第二分布器12设置在第一分布器11与上管板6之间。第一分布器11顶端与进液管1接通，底端为具有多孔结构的雾化喷头，可选地设置为扩大的圆盘结构，结合图3，圆盘结构的下表面设置有多个通孔18，以容许液体原料经由通孔分散喷入列管式反应器内部。液体原料由进液管1流入，经第一分布器11分散雾化后与由进气管3进入的气体原料混合，降落到由水平设置的填料器件制成的第二分布器12上，通过第二分布器12的进一步分散进入各个反应列管中完成催化反应。

如图2所示，第一分布器的圆盘结构底面为上凹的弧面，在其他实施例中也可以设置为平面或下凸的弧面。结合图3，第一分布器的圆盘结构底面由内外两个同心圆组成，内圆13直径为376.8mm，其开孔孔径为3mm，孔心距为6mm，内圆13围成内圆区域，开孔率为5％-30％。外圆14直径为832mm，其开孔孔径为4mm，孔心距为8mm，外圆14与内圆13之间围成外圆区域，开孔率为10％-30％。四块等间距设置的固定板17将外圆与上封头4顶部的内表面连接在一起，对第一分布器11起到固定作用，固定板采用长50mm厚6mm的扁钢制成。根据具体生产速率的不同，第一分布器11的尺寸及内圆区域和外圆区域上的开孔参数可以进行调整优化，通常第一分布器11底部圆盘结构的外圆区域的外径为筒体8内径的30％-90％，通孔可以但不限于按等边三角形或等腰三角形排布。通过设置第一分布器底部圆盘结构的型面和通孔的取向，可以将第一分布器液体原料的喷洒雾化方向设置为由第一分布器11的中心向四周喷出，以实现更好的雾化效果。

第二分布器12由规整填料制成，具体的采用不锈钢孔板波纹填料。在其他实施例中，也可以使用丝网波纹填料或其他类型的规整填料。散堆填料也能够作为低成本备选方案，但会导致效率降低。

在其他实施例中，本实用新型提供的气液分布器还可以应用在滴流床列管式反应器中。

需要理解，上述实施例的目的仅在于结合附图对本实用新型的技术方案作出进一步的详细说明以便本领域技术人员能够理解本实用新型的技术构思，而非旨在对本实用新型的保护范围进行限制。在权利要求范围内，对本实用新型所涉及的零件或结构进行优化或同等替换，特别是在不发生结构冲突的前提下对本实用新型各实施例进行结合，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于列管式反应器的气液分布器，安装在列管式反应器的上封头壳体内部，列管式反应器包括液体原料的进液管管口和列管，其特征在于：

所述气液分布器包括第一分布器和第二分布器；

所述第一分布器安装在所述进液管管口处，一端与所述进液管管口接通，另一端为具有多孔结构的雾化喷头；

所述第二分布器设置在所述第一分布器与所述列管之间，为水平设置的填料器件。

2.根据权利要求1所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述第一分布器的所述雾化喷头为圆盘状结构，其下表面为上凹的弧面。

3.根据权利要求2所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述第一分布器的所述圆盘状结构的下表面包括内圆区域和外圆区域；

所述内圆区域开孔率为5％至30％，孔径3mm，孔心距6mm；

所述外圆区域开孔率为10％至30％，孔径4mm，孔心距8mm。

4.根据权利要求3所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述第一分布器的所述圆盘状结构的直径为所述列管式反应器壳体内径的30％至90％。

5.根据权利要求3所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述第一分布器的所述内圆与外圆直径比为0.4-0.5。

6.根据权利要求1所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述填料器件为规整填料。

7.根据权利要求6所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述规整填料为波纹填料。

8.根据权利要求7所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述波纹填料为不锈钢孔板波纹填料或丝网波纹填料。

9.根据权利要求2所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述第一分布器使液体原料由所述第一分布器的所述圆盘状结构的中心向四周喷出，与气体原料混合雾化。

10.根据权利要求1所述的用于列管式反应器的气液分布器，其特征在于，所述气液分布器用于固定床反应器或滴流床反应器。

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