CN2834690Y - 并流气液分配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了石油炼制与石油化工行业中用于分配反应器内并流气液介质的一种并流气液分配器，主要用于解决现有的并流气液分配器分别存在的液相沿径向分配的峰值较高、液相喷洒面积小、总压降大以及造成分配盘喷淋点少的问题。本实用新型的并流气液分配器设有中心管(2)，中心管(2)的顶端设有盖板(1)，底端出口设有碎流板(3)，碎流板(3)上开设有碎流孔(5)；中心管(2)的侧壁上自中心管(2)的顶端开设有侧面开孔(4)。本实用新型可用于气液介质并流的固定床催化反应装置的反应器内，例如用于加氢裂化与加氢精制反应器，以将气液介质均匀地分配至催化剂床层上。

Description

并流气液分配器

技术领域

本实用新型涉及石油炼制与石油化工行业中用于分配反应器内并流气液介质的一种并流气液分配器。

背景技术

在石油炼制与石油化工行业气液介质并流的固定床催化反应装置中(例如在加氢裂化与加氢精制装置中)，作为关键设备的反应器，原料油在其中借助催化剂的作用，完成一系列反应。反应器能否稳定操作、催化剂能否充分发挥作用、产品质量是否能够达到优质，很大程度上取决于气液在催化剂床层中分布的均匀性。目前气液并流固定床催化反应器内广泛采用分配盘，以使反应物料能够在催化剂床层上均匀分布，避免催化剂床层局部超温和结焦，更好地发挥催化剂的作用。分配盘是由塔盘板和在塔盘板上设置的多个并流气液分配器组成的，其中并流气液分配器的结构是分配盘的技术关键；气液介质在催化剂床层上的分布是否均匀，与并流气液分配器的结构设计有着极其密切的关系。为使气液反应介质均匀分散到固体催化剂上，达到催化反应快速、完全并延长催化剂使用寿命的目的，工业使用中要求气液介质并流经过并流气液分配器后，在催化剂床层径向截面上的温度差值不能超过允许值，否则会影响反应效果和装置的稳定、长期运行。

并流气液分配器的性能可从液相喷洒面积、液相沿径向分配的峰值和总压降几个方面来评价；液相喷洒面积越大、沿径向分配的峰值越小、总压降越小，分配器的分配性能就越好。US3218249提出的一种并流气液分配器带有一个泡帽，在泡帽下部开设有多条平行于母线的齿缝；泡帽内部设有中心管，中心管的下部与塔盘板相连。当分配盘上的液面高于泡帽下缘时，分配器进入工作状态。气流通过齿缝在泡帽和中心管之间的环形空间内流动并产生抽吸作用，使液相冲碎成液滴，并由气相携带进入中心管，再由中心管的底端出口流出，实现气、液分配。这种分配器的优点是操作弹性较大，但由中心管喷出的液相的喷洒截面面积较小，并且在中心管底端出口附近的喷洒截面中心液相喷淋密度最大，由喷洒截面的中心到外围液相的喷淋密度逐渐减小(说明液相沿径向分配的峰值较高)，使气液两相分布到分配器下方的催化剂床层时不够均匀，而且这种分配器的总压降较大。工业应用时，这种分配器因带有泡帽，设置于塔盘板上时，因安装空间要求，使分配器之间的间距比较大；气液两相经过分配器到达分配器下方的催化剂床层时，整个分配盘上的喷淋点较少，造成催化剂床层上气液两相分布的不均匀。

CN2111789U与US5158714公开的并流气液分配器，属于抽吸碎流型并流气液分配器。这类并流气液分配器也设有泡帽和中心管，特点是在中心管底端出口处增设了碎流板，克服了以往的并流气液分配器所存在的液相沿径向分配的峰值较高、液相喷洒面积较小的缺点，扩大了喷洒面积。存在的问题是，所有的液相都要由气相携带进入分配器，再加上分配器中心管底端出口液相破碎造成的压降，使分配器的总压降较大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的并流气液分配器分别存在的液相沿径向分配的峰值较高、液相喷洒面积小、总压降大以及造成分配盘喷淋点少的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种并流气液分配器，其特征在于：它设有中心管，中心管的顶端设有盖板，底端出口设有碎流板，碎流板上开设有碎流孔，中心管的侧壁上自中心管的顶端开设有侧面开孔。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：本实用新型并流气液分配器，在中心管的底端出口设置了开设有碎流孔的碎流板，根据具体操作对碎流板进行优化设计，可以扩大分配器的液相喷洒面积并减小液相沿径向分配的峰值，从而改善气液两相在分配器下方的催化剂床层中分布的均匀程度。本实用新型并流气液分配器中心管的顶部不设置泡帽，操作过程中，气相携带着液相由中心管侧壁上的侧面开孔进入中心管内部，其工作原理不同于带有泡帽的抽吸碎流型并流气液分配器，因此可以降低分配器的总压降。本实用新型分配器的结构简单，与现有的带有泡帽的分配器相比省去了泡帽，因此其直径较小；将其设置于塔盘板上时，可以缩小分配器之间的间距，增加液相的喷淋点，使分配盘的整体气液分配性能得到提升。

本实用新型并流气液分配器用于石油炼制与石油化工行业中气液介质并流的固定床加氢裂化与加氢精制装置的反应器内，因气液分布均匀，可使加氢反应器中各段催化剂床层入口的径向温差控制在3℃以内，使催化加氢反应能够顺利进行并延长催化剂的使用寿命。由于分配器无泡帽，其总高度较低，反应器内可多装填催化剂，因而可提高反应器空间的有效利用率。本实用新型并流气液分配器因具有如上所述的各种优点，所以更适于在大型加氢反应器内使用。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型的一种并流气液分配器沿轴向的剖视图。

图2是碎流板的俯视图，碎流孔为条形孔。

图3是碎流板的俯视图，碎流孔为圆形孔。

图4是圆锥面形盖板沿轴向的剖视图。

图5是本实用新型并流气液分配器排布于塔盘板上的示意图。

具体实施方式

参见图1所示本实用新型的一种并流气液分配器(简称为分配器)。该分配器设有中心管2，中心管2为圆筒形。中心管2的顶端设有盖板1，盖板1为不开孔的实心板，一般是焊接于中心管2的顶端。盖板1的作用是防止自上而下流动的气液两相流体直接进入中心管2内。图1所示盖板1的形状为圆形平板形。盖板1的形状还可以是圆锥面形，如图4所示；这样的形状是为了强化对气液的缓冲作用，使得分配盘上的液面保持平稳。

中心管2的底端出口设有碎流板3。图1所示中心管2的底端出口为喇叭状扩口，这样的结构是为了扩大液相的喷洒面积。在液相喷洒面积能够满足要求的情况下，中心管2的底端出口也可以采用直管状出口。碎流板3的形状通常为圆形，设于中心管2底端出口的正下方，其直径一般小于中心管2的内直径。碎流板3一般是通过连接条6将碎流板3的四周与中心管2的底端出口焊接连接，参见图1、图2和图3。碎流板3上开设有碎流孔5，碎流孔5的形状可以有多种。如图2所示，碎流孔5为条形孔，沿碎流板3的径向布置；条形孔有一个圆弧端，围绕碎流板3的圆心；条形孔的另一端为直线端，可以一直开通至碎流板3的边缘。如图3所示，碎流孔5为圆形孔。碎流孔5在碎流板3上可以均匀开设，也可以不均匀开设。碎流板3的作用有三个：(1)使中心管2内流下的液相撞击到碎流板3上而粉碎成小液滴；(2)提高中心管2内流下的气流的流速，使小液滴分散雾化；(3)扩大分配器的液相喷洒面积。

如图1所示，中心管2的侧壁上自中心管2的顶端开设有侧面开孔4。图1所示侧面开孔4的形状为倒置三角形；侧面开孔4的形状还可以是倒置梯形、长方形、正方形或圆形等(图略)。开设长方形孔时，长方形孔横向布置；开设圆形孔时，圆形孔的顶端与中心管2的顶端相切。侧面开孔4的数量一般为2至8个，采用单一形状的开孔，均布于中心管2的侧壁上。侧面开孔4的总开孔面积正比于气液介质的流量，具体数值视工艺条件的变化而定。

参见图1，并流气液分配器设置于塔盘板7上，分配器中心管2的下部与塔盘板7采用常规的膨口连接。分配器的总高度(分配器盖板1的顶端至塔盘板7上表面之间的垂直距离)一般为60～150毫米。本实用新型的多个并流气液分配器排布于塔盘板上(一般采用等边三角形的排列方式，均匀分布)，组成分配盘，如图5所示。图5中附图标记7表示塔盘板，附图标记8表示本实用新型的并流气液分配器。

参见图1，本实用新型并流气液分配器的工作情况是这样的：并流而下的气液混合物先在分配盘上得到缓冲，液相在分配盘上形成相对稳定的液面；气相改变方向后携带着液相由中心管2上的侧面开孔4进入中心管2的内部，并流向下流动，在中心管2的底端出口处液相被碎流板3破碎成很小的液滴，气液两相混合物以雾化状态均匀喷洒至分配器下方催化剂床层的顶部。

以上结合附图和具体实施方式对本实用新型的结构和操作过程进行了详细说明。本实用新型图2至图5中，所有未说明的附图标记所表示的技术特征均与图1中的相同。

Claims (5)

1、一种并流气液分配器，其特征在于：它设有中心管(2)，中心管(2)的顶端设有盖板(1)，底端出口设有碎流板(3)，碎流板(3)上开设有碎流孔(5)，中心管(2)的侧壁上自中心管(2)的顶端开设有侧面开孔(4)。

2、根据权利要求1所述的并流气液分配器，其特征在于：所述侧面开孔(4)的形状为倒置三角形、倒置梯形、长方形、正方形或圆形。

3、根据权利要求2所述的并流气液分配器，其特征在于：侧面开孔(4)的数量为2至8个。

4、根据权利要求1所述的并流气液分配器，其特征在于：所述盖板(1)的形状为圆形平板形或圆锥面形。

5、根据权利要求1所述的并流气液分配器，其特征在于：所述碎流孔(5)为条形孔或圆形孔。

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