專利名稱：一種氣液并流反應(yīng)器內(nèi)的氣液分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣液并流反應(yīng)器內(nèi)的內(nèi)構(gòu)件，更具體地說，涉及一種氣液并流反應(yīng)器內(nèi)的氣液分配器。
背景技術(shù)：
氣液并流反應(yīng)器在石油加工與化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，烷基化、加氫裂化、加氫處理等烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程均是放熱反應(yīng)，需要通過適當?shù)睦鋮s方法來控制反應(yīng)物流的溫度，以防止在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生飛溫現(xiàn)象，所采取的取熱方式一般為直接向反應(yīng)器內(nèi)補充冷介質(zhì)，冷介質(zhì)與熱的反應(yīng)物流充分混合，混合物流再以較低的溫度均勻地分布到下一催化劑床層。
以加氫反應(yīng)為例，相鄰兩催化劑床層之間的內(nèi)構(gòu)件一般由四部分組成，即冷氫管、冷氫箱、預(yù)分布板和分布板。冷氫管為冷氫引入構(gòu)件，一般為分布盤或分布管的形式。冷氫箱的作用是使補充的冷氫與熱的反應(yīng)物流在其內(nèi)部盡可能地實現(xiàn)傳質(zhì)和傳熱的平衡，使混合物流的溫度和組成均勻。預(yù)分布板的作用是使冷氫箱出來的混合物流進行預(yù)分布。分布板的作用是使混合物流均勻地分布到下一催化劑床層頂部。
分布板上均勻分布著許多分配器，每個分配器為一個分配單元，氣液兩相共同通過分配器，均勻分布到下一催化劑床層。US3218249提出的氣液分配器為泡帽結(jié)構(gòu)，主要由圓形泡帽和中心管組成，圓形泡帽的周圍開有多個條孔，氣相在經(jīng)過條孔時攜帶液相共同進入中心管，由中心管底部噴灑到下一催化劑床層的頂部。由中心管噴出的液相的噴灑截面為圓形，在中心管底部附近液相噴淋密度最大，由噴灑截面的中心到外圍液相的噴淋密度逐漸減小，因此就單個泡帽而言，液相分布到下一催化劑床層時是不均勻的。在圓形泡帽分配器的工業(yè)應(yīng)用時，為了安裝的方便，單個分配器之間的距離一般比較大，氣液兩相經(jīng)過分配器到達下一催化劑床層時，在截面上有明顯的不均勻度，從而造成下一催化劑床層入口處氣液兩相分布的不均勻，在床層內(nèi)液相分布較多的局部區(qū)域內(nèi)，由于液相占用了一部分空隙，而使氣相流通的空間減小，因此在此局部區(qū)域內(nèi)，液相分配較多的同時，反而氣相分配較少，一方面反應(yīng)放出的熱量較多，另一方面承載熱量的熱載體較少，反應(yīng)物流在催化劑床層內(nèi)隨著反應(yīng)的逐步進行，床層內(nèi)的徑向溫差會逐步增大，影響催化劑的活性和選擇性的發(fā)揮，還會影響催化劑上的積炭。
通過單個分配器的液相沿徑向是有分布的，液相峰值出現(xiàn)在分配器中心管的下方。減小液相峰值，并使液相均勻地分布到下一催化劑床層的方法有兩種，其一是在分配器中心管出口處加設(shè)阻擋結(jié)構(gòu)，使中心管附近的液相向四周分散，從而使液相的徑向分布趨于均勻；其二是增加液相分布點，用以減小單個分布點處的液相量，從而起到減小液相峰值的作用。CN2290399Y所提供的氣液分配器，在分配器的中心管處增設(shè)了圓形破碎板，有效地改善了噴灑截面上的液相分布。US59421 62描述了一種U型管結(jié)構(gòu)的氣液分配器，單個分配器的結(jié)構(gòu)簡單，且可以做到比較小的尺寸，增加了反應(yīng)器截面上液相的噴淋點，且可以通過分配器的合理布置，改善反應(yīng)器內(nèi)壁附近液相的分布。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種氣液并流反應(yīng)器內(nèi)的氣液分配器，使液相能夠均勻地分布到下面的催化劑床層頂部，從而達到氣液兩相在催化劑床層內(nèi)的均勻分布。
本實用新型提供的氣液分配器結(jié)構(gòu)如下該分配器由條形主體結(jié)構(gòu)1、外罩2及內(nèi)部擋板5構(gòu)成。條形主體結(jié)構(gòu)1的下部開口6于分布板上，兩側(cè)長邊上開有一定數(shù)量的節(jié)流孔4，內(nèi)部設(shè)有擋板5；條形主體結(jié)構(gòu)的兩側(cè)長邊外部分別設(shè)有外罩2，外罩2的底部開口，外側(cè)開有一定數(shù)量的條形孔3。
本實用新型提供的氣液分配器結(jié)構(gòu)簡單，通過增加條形分配器上所開條孔的數(shù)目，增加液相的噴淋點，從而減小單個噴淋點處液相分布的峰值，改善氣液兩相在下部催化劑床層內(nèi)的分布；內(nèi)部設(shè)置擋板有利于氣液兩相的均勻分布。


圖1為本實用新型所提供的氣液分配器的總體示意圖，圖2為條形分配器兩側(cè)長邊上節(jié)流孔的各種形狀，圖3為條形分配器內(nèi)部擋板的各種形狀，圖4為氣液分配器均勻分布于分布板上的示意圖，圖5為氣液分配器在分布板上的裝配圖。
具體實施方式
本實用新型所提供的氣液分配器的外形為條形，條形分配器的內(nèi)部設(shè)有一個擋板，分配器的底部開口，并固定于分布板上，分配器的兩側(cè)長邊上開有一定數(shù)量的節(jié)流孔，兩長邊的外側(cè)各設(shè)有外罩，外罩的下方開口，其下緣距分布板有一定的高度，側(cè)面開有多個直立的條孔。氣相攜帶著液相由外罩上開有的條孔進入外罩與條形分配器長邊之間的空間內(nèi)，再由分配器長邊上所開的節(jié)流孔進入條形分配器的內(nèi)部，碰撞到分配器內(nèi)部的擋板后轉(zhuǎn)而向下，由分配器的底部噴出。
以下結(jié)合附圖對本實用新型提供的氣液分配器予以進一步的說明，但并不因此而限制本實用新型。
本實用新型提供的氣液分配器結(jié)構(gòu)如圖1所示該分配器由條形主體結(jié)構(gòu)1、條形外罩2構(gòu)成，條形主體結(jié)構(gòu)1、條形外罩2通過焊接連在一起。條形主體結(jié)構(gòu)1的下部開口6于分布板上，兩側(cè)長邊上開有一定數(shù)量的節(jié)流孔4，內(nèi)部設(shè)有擋板5；條形主體結(jié)構(gòu)的兩側(cè)長邊外部分別設(shè)有外罩2，外罩2的底部開口，外側(cè)開有一定數(shù)量的條形孔3。
本實用新型所提供的條形分配器兩側(cè)長邊上所開的節(jié)流孔可以有多種形式，如圖2所示。其中(a)圖為圓形孔，(b)圖為正方形孔，(c)圖為長方形孔，(d)圖為三角形孔，(e)圖所示為貫穿分配器長邊的長方形條孔，(f)圖所示的為貫穿分配器長邊的鋸齒形條孔。
本實用新型所提供的條形分配器內(nèi)部的擋板可以有多種形式，如圖3所示。其中(a)圖為豎直擋板時分配器的截面圖，(a1)圖所示的豎直擋板下緣為平直結(jié)構(gòu)，(a2)圖所示的豎直擋板下緣為鋸齒形狀；(b)圖為倒錐形擋板時分配器的截面圖。
在氣液兩相并流的放熱反應(yīng)器內(nèi)，需要向分段的催化劑床層之間補充冷介質(zhì)用以控制反應(yīng)溫度，在相鄰的兩催化劑床層之間需設(shè)置內(nèi)構(gòu)件，實現(xiàn)補充的冷介質(zhì)與熱的反應(yīng)物流之間的充分混合。氣液兩相混合物由急冷箱出來以后，氣相在預(yù)分布板與分布板之間的空間內(nèi)緩沖，液相在分布板上收集，在分布板上安裝有本實用新型提供的條形氣液分配器，氣相由條形分配器的條孔3進入分配器，由于氣相經(jīng)過條孔時會產(chǎn)生壓降，因而外罩2內(nèi)的液位高度比分配器外部的液位高，氣相攜帶著液相由分配器主體1上開的節(jié)流孔4進入分配器內(nèi)部，由于節(jié)流孔的節(jié)流作用，液相被撕碎成很小的液滴，在分配器的內(nèi)部設(shè)有擋板5，氣液兩相進入分配器內(nèi)部后與擋板5發(fā)生撞擊，使液滴進一步破碎，接近霧狀的氣液兩相混合物由分配器的出口6均勻噴灑至下部催化劑床層的頂部。
本實用新型提供的氣液分配器外罩兩側(cè)所開的條孔可以交錯排列，也可以相對排列。增大條形分配器兩側(cè)所開條孔的密度，就可以增加液相的噴淋點，從而減小局部位置處所分配的液相峰值，實現(xiàn)液相在催化劑床層頂部的均勻分布。
本實用新型提供的氣液分配器單元均勻分布于分布板上，一般采用等邊三角形的排列方式，如圖4所示。圖4中，7為分布板，虛線框8內(nèi)為分布板上分配器單元的局部布置圖，9為分配器單元。
本實用新型提供的氣液分配器是通過螺紋連接在分布板上，圖5為氣液分配器在分布板上的裝配圖。圖5中，9為氣液分配器，7為分布板，10為分配器下部的折邊，11為折邊10與分布板7之間所墊的墊片，12為螺栓，13為螺母。
本實用新型具有如下優(yōu)點1、本實用新型提供的氣液分配器采用條形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。
2、本實用新型所述的氣液分配器以螺栓固定于分布板上，安裝和拆卸均比較方便。
3、通過增加條形分配器上所開條孔的數(shù)目，增加液相的噴淋點，從而減小單個噴淋點處液相分布的峰值，改善氣液兩相在下部催化劑床層內(nèi)的分布。
4、在條形分配器的內(nèi)部設(shè)有擋板，氣液兩相經(jīng)過分配器的兩側(cè)長邊上所開的節(jié)流孔進入分配器內(nèi)部，并撞擊到擋板上，液滴被進一步破碎，氣相在撞擊的同時改變方向，并與相鄰節(jié)流孔進來的氣相進行混合。因此，內(nèi)部擋板的設(shè)置有利于氣液兩相的均勻分布。
權(quán)利要求1.一種氣液并流反應(yīng)器內(nèi)的氣液分配器，其特征在于該分配器由條形主體結(jié)構(gòu)(1)和外罩(2)構(gòu)成，其中條形主體結(jié)構(gòu)(1)的下部開口(6)于分布板上，主體結(jié)構(gòu)(1)兩側(cè)長邊上開有節(jié)流孔(4)，內(nèi)部設(shè)有擋板(5)，條形主體結(jié)構(gòu)的兩側(cè)長邊外部分別設(shè)有外罩(2)，外罩(2)的底部開口，外側(cè)開有條形孔(3)。
2.按照權(quán)利要求1的氣液分配器，其特征在于所述的擋板(5)為豎直擋板或倒錐形擋板，豎直擋板的下緣為平直形式或鋸齒形。
3.按照權(quán)利要求1的氣液分配器，其特征在于所述的節(jié)流孔(4)為圓形、正方形、長方形或三角形。
4.按照權(quán)利要求1的氣液分配器，其特征在于所述的節(jié)流孔(4)為貫穿分配器兩側(cè)長邊的長方形條孔，條孔的下緣可為平直結(jié)構(gòu)或鋸齒形。
專利摘要一種氣液并流反應(yīng)器內(nèi)的氣液分配器，該分配器由條形主體結(jié)構(gòu)1、外罩2及內(nèi)部擋板5構(gòu)成。條形主體結(jié)構(gòu)1的下部開口6于分布板上，兩側(cè)長邊上開有一定數(shù)量的節(jié)流孔4，內(nèi)部設(shè)有擋板5；條形主體結(jié)構(gòu)的兩側(cè)長邊外部分別設(shè)有外罩2，外罩2的底部開口，外側(cè)開有一定數(shù)量的條形孔3。該分配器結(jié)構(gòu)簡單，通過增加條形分配器上所開條孔的數(shù)目，增加液相的噴淋點，從而減小單個噴淋點處液相分布的峰值，改善氣液兩相在下部催化劑床層內(nèi)的分布；內(nèi)部設(shè)置擋板有利于氣液兩相的均勻分布。
文檔編號B01D3/20GK2600161SQ03236968
公開日2004年1月21日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者楊克勇, 趙志海, 金欣, 師峰, 王少兵, 張占柱, 付錦暉, 石亞華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院