專利名稱：汽－液分配盤的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用于兩相同時下流的容器的液汽分配裝置。特別是，本發(fā)明涉及一種裝配有蒸汽舉升管的液體分配盤，其改善了穿過分配盤下面容器截面的液相和汽相的分布，以獲得熱量和組分的平衡。所述裝置在加氫處理反應(yīng)器中非常有用。
公知的液體分配裝置分為五類。第一類為一系列槽和溢流堰以在其接觸容器床之前系統(tǒng)地將液體細分成多股液流。這一類型常常用于液體壓縮機或逆流吸收器中。專利號為US5,192,465的美國專利公開了這種類型的分配裝置的示例。
第二類型的液體分配裝置為多孔水平分配盤。在孔眼周圍可有也可沒有開口堰。所述分配盤還可具有用于蒸汽流動的汽道口。這種類型的分配裝置可與更加先進的最終流體分配分配盤一起用于粗加工流體的分配。這種類型的分配裝置在專利號為US4,836,989的美國專利中進行了披露。
第三種類型的液體分配裝置為汽道分配盤。這種類型的裝置利用了大量的立管，所述立管通常以規(guī)則的正方形或三角形間距圖形分布在水平分配盤上。所述立管通的側(cè)面上通常具有使液體供給的孔。立管的頂部是開口的以使蒸汽向下流過汽道的中心。一些設(shè)計利用了特殊的蒸汽下流管汽道以控制大量蒸汽的流動。這種類型的裝置在美國專利US4,126,540和US3,353,924種進行了公開。
第四種類型的液體分配裝置為泡罩分配盤。這種裝置利用了大量泡罩，所述泡罩以規(guī)則間距的圖形分布在水平分配盤上。所述泡罩由位于立管中心的罩構(gòu)成。在所述罩的側(cè)面設(shè)有使蒸汽流動的縫。液體與蒸汽一起在所述罩的下面在環(huán)形區(qū)域內(nèi)向上流動，之后向下穿過立管的中心，這種類型在US5,158,714專利中有描述。
另一種已知類型的液體分配裝置為多孔分配盤，其具有長腿下流管形式的蒸汽舉升管，該蒸汽舉升管配有一個或多個短腿上流管，從而在舉升管內(nèi)產(chǎn)生了上流區(qū)和下流區(qū)。在蒸汽舉升管內(nèi)，短腿上流管的側(cè)面具有縫，液體與蒸汽一同通過上流區(qū)向上流動的蒸汽而被舉升并與蒸汽均勻分別，一同穿過下流區(qū)到達下面的催化劑床，這在US5,942,162中進行了描述。
發(fā)明概述本發(fā)明為一種改進的液-汽分配裝置，其用于兩相同時下流的容器中。根據(jù)本發(fā)明的最寬的實施例的分配裝置包括具有孔眼的水平分配盤。每一孔眼裝配有蒸汽舉升管，所述舉升管包括至少一個細長的上流腿和一個下流腿，所述腿產(chǎn)生至少一個上流區(qū)和下流區(qū)以及上流區(qū)與下流區(qū)之間的過渡區(qū)。為了改進所述裝置的分配性能，在蒸汽舉升管的過渡區(qū)內(nèi)和/或在蒸汽舉升管的過渡區(qū)附近的上流或下流區(qū)內(nèi)設(shè)置有非流線形體。
上述的和下面要描述的術(shù)語“非流線形體”指的是使流體從上流區(qū)流向下流區(qū)而不會產(chǎn)生大的流動阻力的成型體。
所述非流線形體可為能夠提高流動穩(wěn)定性從而對分配盤的高度產(chǎn)生較小的分配敏感性的任意形狀。
非流線形體的有用形式為朝向蒸汽舉升管的腿彎曲的導(dǎo)流片和/或附圖中所示的整流片。
根據(jù)本發(fā)明的分配盤水平地支承在所述容器內(nèi)。所述分配盤可為沖擊的或定型的板。無論是沖擊的還是定型的，所有分配盤邊緣都由墊圈密封或其它密封以提供基本無泄漏的表面。
所述分配盤具有穿過其表面的均布的孔眼。所述孔眼可以為圓形、正方形、矩形或其它任意幾何形狀。所述孔眼優(yōu)選為正方形、三角形、放射狀或其它對稱的形狀。如果所述水平的分配盤是分段的，所述穿透的孔眼可優(yōu)選位于每一分配盤部分上。所有情況下，最佳的形狀用于在所有孔眼之間提供近乎均勻的間距或提供近乎一致的孔眼面積與穿過整個水平分配盤的水平分配盤的面積的比值。
在本發(fā)明的一個實施例中，每一孔眼裝配有M形的蒸汽舉升管，所述舉升管配有導(dǎo)流片和/或整流片。所述蒸汽舉升管以密封的方式附連到所述分配盤上。
在另一實施例中，所述蒸汽舉升管呈倒置的U形。
在分配盤的底部，通過穿過分配盤的蒸汽舉升管的下流腿或通過附連在分配盤上的分離的管部分形成了對應(yīng)于每一孔眼的滴水沿。所述滴水沿還可有分配盤的突出部或等效的方式形成。


圖1A、1B和1C示出了本發(fā)明蒸汽舉升管的第一實施例的側(cè)視圖、正視圖和頂部視圖。
圖2為本發(fā)明另一實施例的剖視圖。
圖3a、3b、4和圖5示出了本發(fā)明特定實施例的不同形狀的非流線形體的剖視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，在根據(jù)本發(fā)明的一個專門實施例的蒸汽舉升管內(nèi)，M形的蒸汽舉升管的下流腿1套在或穿過支承盤2的孔眼。上流腿3a和3b附連在下流腿1的每一側(cè)壁上并低于下流腿1以將上流腿3a和3b的進口7a和7b提升于分配盤的表面上方。上流腿3a和3b與下流腿1產(chǎn)生了上流區(qū)4a和4b和下流腿1的上流區(qū)8。過度區(qū)5形成在上流腿3a，3b與下流腿1之間。過渡區(qū)5具有導(dǎo)流片6。這種形式的蒸汽舉升管在垂向流動方向為短上流腿3a，3b內(nèi)的上流區(qū)4a和4b提供了越過分配盤而穿過進口7a和7b的流道。之后，所述流動在過度區(qū)5被迫轉(zhuǎn)入水平方向，隨后又在下流區(qū)8轉(zhuǎn)到垂直方向。最后，蒸汽和液體的流動通過分配盤2底面處的下流腿1底部的出口9排出。
垂直槽11(如圖1A)切入對著下流腿1的上流腿3a和3b的側(cè)壁。槽11的頂部與過渡區(qū)11齊平或低于過渡區(qū)?？蛇x擇地是，較長的下流腿1的側(cè)壁附近或?qū)γ婢哂袃蓷l或更多條槽被切入上流腿3a和3b的側(cè)壁。
在上述舉升管的操作中，蒸汽舉升管內(nèi)的液面將高于上流腿3a和3b的進口7a，7b而低于槽11的頂部。蒸汽穿過所述槽并在上流區(qū)4a，4t與蒸汽舉升管的外側(cè)之間產(chǎn)生壓降。由于蒸汽舉升管內(nèi)部壓力較低，因此上流區(qū)內(nèi)的液面將會高于蒸汽舉升管外側(cè)的液面。蒸汽和液體在上流區(qū)4a，4b內(nèi)混合并且所述蒸汽將所述液體向上舉升流到過渡區(qū)5。在流過上流腿3a，3b和下流腿1的連接壁并向下穿過下流區(qū)8時，液體部分脫離。在下流區(qū)8的出口9處，隨著液體流出滴水沿10，液體和蒸汽進一步脫離。
在圖2所示的實施例中，蒸汽舉升管呈倒置的U形。所述舉升管具有單上流腿3和安裝在分配盤2上的下流腿1。所述腿產(chǎn)生單一的上流區(qū)3a、過渡區(qū)5和下流區(qū)8。過渡區(qū)5具有導(dǎo)流片5。該實施例在分配盤上的液體和蒸汽的負荷較小時特別有用，因而圖1所示和上述的舉升管可在蒸汽-液體的較大負荷范圍內(nèi)使用。
具有整流片的本發(fā)明的實施例在圖3a和3b中示出。在該實施例中，整流片12被設(shè)置在過渡區(qū)5附近區(qū)域的下流區(qū)(圖3a)或上流區(qū)(圖3b)內(nèi)的上流腿1上。
圖4示出了在下流腿2的頂部具有整流片12和導(dǎo)流片6的實施例。
圖5為具有設(shè)置在過渡區(qū)5內(nèi)的沖擊板13的實施例。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，水平的分配盤2具有大量的小孔眼，每一孔眼具有1cm2到25cm2的孔眼面積?？偪籽勖娣e為4％到33％的水平分配盤的表面積。上流區(qū)的橫截面積與周長的比值優(yōu)選高于4mm以降低摩擦壓降和管壁效應(yīng)。
在使用本發(fā)明的分配裝置的反應(yīng)器(如加氫處理反應(yīng)器)和過程中，在調(diào)節(jié)操作期間汽相和液相的比率和物理性質(zhì)會隨著時間的變化而產(chǎn)生很大的變化。由于制造公差和安裝的問題，分配盤的水平度會不可避免的發(fā)生變化。由入口分配器和急冷區(qū)混合器加載到分配盤上的液體可能會不均勻地分布并且由于噴濺、波動或液壓壓頭的原因產(chǎn)生液體重力梯度。與其它類型的分配器優(yōu)化設(shè)計相比，利用本發(fā)明的設(shè)計理念的液體分配器優(yōu)化設(shè)計改善了分配盤下面的液體分布。
通過使液態(tài)反應(yīng)劑在整個反應(yīng)器橫截面上均勻分配，特定液面上的全部催化劑可被均勻的潤濕。因此，所有特定液面處的催化劑都以相同的效率工作，這就增加了反應(yīng)器的整體效率。此外，均勻的液體分布保持了穿過反應(yīng)器的均勻徑向溫度剖面。這就使得最高反應(yīng)器溫度最低，從而降低了擊發(fā)(cocking)和催化劑的失活率。因此，所述反應(yīng)器可以更高的效率和更長的循環(huán)長度進行工作。
根據(jù)本發(fā)明的所述蒸汽舉升管是對US5,942,162專利中所述蒸汽舉升管的一種改進，其提供了對于反應(yīng)器內(nèi)分配盤的設(shè)置高度更低的靈敏度。
在液體載荷范圍在10-30ton/hr/m2的情況下進行了US5,942,162專利中所述蒸汽舉升盤與本發(fā)明的蒸汽舉升盤的對比實驗。在相同的操作條件下，本發(fā)明的蒸汽舉升盤比已知的蒸汽舉升盤對靈敏度提高了30％多。除在本發(fā)明的蒸汽舉升管中使用了前述的導(dǎo)流片形式的非流線形體之外，在實驗中還使用了同樣大小的M形蒸汽舉升管。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)在PCT19條(1)下的聲明權(quán)利要求1和5由具有相同編號的經(jīng)修改的權(quán)利要求替換。
權(quán)利要求2-4未作修改。
1.一種用于兩相同時下流的容器內(nèi)的液-汽分配裝置，其包括穿有孔眼的水平分配盤，穿過水平分配盤的每一孔眼裝配有蒸汽舉升管，所述舉升管包括至少一個細長的上流腿和一個下流腿，所述上流腿和下流腿產(chǎn)生一個或兩個上流區(qū)、下流區(qū)以及上流區(qū)與下流區(qū)之間的過渡區(qū)，所述蒸汽舉升管的一個或兩個上流腿沿下流腿設(shè)置以便每一上流腿與下流腿不同心，其改進之處在于，包括在蒸汽舉升管的過渡區(qū)內(nèi)和/或在蒸汽舉升管的過渡區(qū)附近的上流或下流區(qū)內(nèi)設(shè)置有非流線形體。
2.如權(quán)利要求1所述的液-汽分配裝置，其特征在于所述非流線形體為朝向蒸汽舉升管的腿彎曲的導(dǎo)流片。
3.如權(quán)利要求1所述的液-汽分配裝置，其特征在于所述非流線形體為整流片。
4.如權(quán)利要求3所述的液-汽分配裝置，其特征在于一個或多個整流片設(shè)置在蒸汽舉升管的過渡區(qū)附近的下流腿上。
5.如權(quán)利要求1所述的液-汽分配裝置，其特征在于所述非流線形體為沖擊板。
權(quán)利要求
1.一種用于兩相同時下流的容器內(nèi)的液-汽分配裝置，其包括穿有孔眼的水平分配盤，穿過水平分配盤的每一孔眼裝配有蒸汽舉升管，所述舉升管包括至少一個細長的上流腿和一個下流腿，所述上流腿和下流腿產(chǎn)生至少一個上流區(qū)和下流區(qū)以及上流區(qū)與下流區(qū)之間的過渡區(qū)，其改進之處在于，包括在蒸汽舉升管的過渡區(qū)內(nèi)和/或在蒸汽舉升管的過渡區(qū)附近的上流或下流區(qū)內(nèi)設(shè)置有非流線形體。
2.如權(quán)利要求1所述的液-汽分配裝置，其特征在于所述非流線形體為朝向蒸汽舉升管的腿彎曲的導(dǎo)流片。
3.如權(quán)利要求1所述的液-汽分配裝置，其特征在于所述非流線形體為整流片。
4.如權(quán)利要求3所述的液-汽分配裝置，其特征在于一個或多個整流片設(shè)置在蒸汽舉升管的過渡區(qū)附近的下流腿上。
5.如權(quán)利要求1所述的液-汽分配裝置，其特征在于所述非流線形體為沖擊板。
全文摘要
用在兩相同時下流的容器內(nèi)的液－汽分配裝置，其包括穿有孔眼的水平分配盤，穿過水平分配盤的每一孔眼裝配有蒸汽舉升管，所述舉升管包括至少一個細長的上流腿和一個下流腿，所述上流腿和下流腿產(chǎn)生至少一個上流區(qū)和下流區(qū)以及上流區(qū)與下流區(qū)之間的過渡區(qū)，其特征在于，包括在蒸汽舉升管的過渡區(qū)內(nèi)和/或在蒸汽舉升管的過渡區(qū)附近的上流或下流區(qū)內(nèi)設(shè)置有非流線形體。
文檔編號B01D3/20GK1901981SQ200480037952
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者R·布雷維克 申請人:赫多特普索化工設(shè)備公司