用于沸腾床反应器的气液分布器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于沸腾床反应器的气液分布器，主要由中心管、泡帽、浮阀和阀座组成；中心管上段端部的管壁上开有物料出口，中心管下段开有物料进口，泡帽为一端敞口的罩状物，罩在中心管上段端部，泡帽的盲端与中心管上段端部固定连接；阀座为中心带阀座孔的圆环形结构，阀座设于中心管内物料出口的下方；浮阀为圆形板状结构，盖于阀座上方并可沿中心管轴向上下移动；中心管中段靠近阀座的中心管内设有一文丘里喉管。本发明专利技术既可以保证气体在液体中破碎为连续的微气泡，又能有效地解决或缓解在气液压力不稳或气液进料突然中断时携带催化剂的物料的逆流堵塞问题，同时消除了分布器内部流动死区，压降较小。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于沸腾床反应器的气液分布器，主要由中心管、泡帽、浮阀和阀座组成；中心管上段端部的管壁上开有物料出口，中心管下段开有物料进口，泡帽为一端敞口的罩状物，罩在中心管上段端部，泡帽的盲端与中心管上段端部固定连接；阀座为中心带阀座孔的圆环形结构，阀座设于中心管内物料出口的下方；浮阀为圆形板状结构，盖于阀座上方并可沿中心管轴向上下移动；中心管中段靠近阀座的中心管内设有一文丘里喉管。本专利技术既可以保证气体在液体中破碎为连续的微气泡，又能有效地解决或缓解在气液压力不稳或气液进料突然中断时携带催化剂的物料的逆流堵塞问题，同时消除了分布器内部流动死区，压降较小。【专利说明】用于沸腾床反应器的气液分布器
本专利技术涉及反应器的内构件，尤其涉及一种用于沸腾床反应器的气液分布器。
技术介绍
气液固三相沸腾床反应器在工业反应过程中得到了广泛应用，对于反应热很大的反应过程，使用三相沸腾床反应器可以有效的移走反应热，实现反应器的等温操作，保证反应器的正常运行。在三相沸腾床反应器中，气液分布器是保证气体在床层中均匀分布的重要内构件，直接影响反应器的平稳运行和反应效率。 目前国内外公开专利中沸腾床气液分布器根据功能特性分有两大类:截流型(例如 US4874583,200910012453.5 和 201020636320.3 等)和非截流型(例如200910012498.2)，现有文献显示目前工业装置上基本采用了美国Texaco公司的带止逆球的泡帽式气液分布器US4874583，中石化抚研院利用催化剂堆积角的特性开发了非截流型气液分布器，可以防止催化剂的大量逆流，但是无法完全回避隔板上方物流的逆流，容易发生进气孔堵塞。 当沸腾床反应器中液相气含率相同时，气泡直径越小，则气液相界面积越大，传质速率越快，有利于提高反应效果和利用率。同时大气泡在液相中的上升速度高于小气泡，也会造成气体在反应器中的停留时间缩短，或者可以说大气泡使部分气体在反应器中没有与液相接触传质，在一定程度上形成短路。这些都会影响反应物之间的传质效果，并降低反应的转化率。因此现阶段学术界主要关心气液分布器如何使气体分布均匀，产生更多更小的气泡，同时应该具备防止反应器隔板上方带催化剂的物流发生逆流。气固液三相物料在反应器内有效均匀混合、传质效率及操作弹性是沸腾床反应器的重要性能指标，因此，性能优异的气液分布器是沸腾床反应器的关键内构件。 美国Texaco公司的专利US4874583介绍了一种用于沸腾床反应器的气液分布器，为泡帽分布器，主要由泡帽、上升管、止逆球和阀芯等部件组成。泡帽筒体的底部设有条缝，上升管上部和阀芯中部设有流体出口，阀芯下部设有阀座。上升管的下部为带有进气槽(条缝)的气液预混合结构，上升管内设有用于气液混合的孔板混合器。多个泡帽分布器均匀地设置于分布板上。这种气液分布器在使用过程中主要存在如下问题:(I)采用所述的气液混合结构虽然能起到一定的气液混合作用，但是气液容易出现断塞流和脉动流。并且，阀芯内腔的顶端是封闭的，进入到浮起的止逆球上方、阀芯内腔顶部死区的气液会形成回旋流(气液向下回旋流动)。因此，止逆球会在气液物流中上下跳动，造成止逆球和阀芯的碰撞损伤。(2)上升管顶部和泡帽环形空间都存在物流的死区，在运行过程中产生较多旋涡，导致气液进料不稳，床层波动较大，同时局部阻力导致分布器压降较大。(3)气体仅通过上升管条缝上端进入上升管，此处气液抽吸混合，极易造成脉动阻塞，流动阻力较大，上升管内部孔板混合器在一定程度上能强化气液混合的效果，但是阻力相对较大。 中石化抚研院的专利200910012453.5介绍的结构在气液混合结构上做了大量改进，气液混合进料平稳。但是上部开孔斜向上方，同时没有泡帽结构的折流，催化剂在隔板上方容易沉积，可能造成沸腾床反应器底部过热而烧坏催化剂，由于缺少泡帽的破碎和扩散气泡作用，气体扩散范围较小，气泡较大，由于分配器出口没有泡帽的折流阻挡作用，逆流时物流将瞬间逆流，中心进料管流速较大，止逆球不易迅速回位，需要一个短暂的回位过程。 神华煤制油公司申请的专利201020636320.3具有圆锥形泡罩，该圆锥泡罩通过多个角尺支腿与该分配盘连接。这种结构的特点是借助了浮阀的特点结构简单，易于操作，密封紧密，流体流量为零时，锥体完全覆盖了分配盘的开孔，隔绝了分配盘上的物料进入分配盘下。该气液分布器在使用过程中存在的问题:(1)缺少气液混合结构，分配板下方的物流在泡帽浮起时进入床层，气泡较大，气泡尾迹影响范围较大，直接导致床层底部波动较大，分配不均；(2)泡罩通过角尺支腿与该分配盘连接，可以自由上下移动，同时在运行过程中存在旋转，旋转运动在破碎气泡和防止催化剂在泡罩上沉积有一定效果，但是长时间的旋转极易导致角尺支腿与分配盘开孔的磨损，可靠性降低，影响设备长周期安全运转，因此泡帽不宜自由旋转。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的易出现断塞流和脉动流、止逆球扰动较大及分配盘开孔磨损的技术问题，本专利技术提供了一种用于沸腾床反应器的气液分布器，该气液分布器能强化气液混合，实现气液连续均态进料，分布器内部不存在流动死区，旋流和压降相对较小。 本专利技术提供的用于沸腾床反应器的气液分布器主要由中心管、泡帽、浮阀和阀座组成；中心管上段端部的管壁上开有物料出口，中心管下段开有物料进口，泡帽为一端敞口的罩状物，罩在中心管上段端部，泡帽的盲端与中心管上段端部固定连接；阀座为中心带阀座孔的圆环形结构，阀座设于中心管内物料出口的下方；浮阀为圆形板状结构，盖于阀座上方并可沿中心管轴向上下移动；中心管中段靠近阀座的中心管内设有一文丘里喉管。 正常工作时，气液物料从中心管下段的物料进口进入中心管内腔并向上流动，在中心管中段文丘里喉管处经过进一步抽吸混合以后继续向上流动，流经阀座孔时，在物料冲击作用下，浮阀浮起，物料进入阀座上方中心管内腔中并从物料出口进入泡帽内壁与中心管外壁形成的环形通道内，从环形通道下端向上折流进入沸腾床。 浮阀处于浮起位置时，若从中心管下段物料进口进入中心管内腔的进料中断，沸腾床中的浆液会从环形通道的下端逆流进入环形通道内。浮阀在重力的作用下迅速落回到阀座上，浮阀的下表面与阀座上表面接触形成面密封，防止或缓解浆液经阀座孔继续向下逆流。从中心管下段的物料进口进入中心管内腔的气体进料流量较大时，浮阀的浮起位置较高，反之浮阀浮起的位置较低。 采用本专利技术，具有如下的有益效果:(1)浮阀为圆形板状结构，阀座为圆盘状结构，二者可以实现面密封，很好的防止逆流的发生；(2)中心管内增加文丘里喉管，通过文丘里效应，强化气液进料混合，同时对气体起到抽吸作用。 作为进一步改进的方案，所述泡帽为一杯形筒状物，即泡帽底部(泡帽盲端)为圆形平面，泡帽底部与筒壁连接处为倒圆角过渡，泡帽敞口端的筒壁上开有沿泡帽轴向贯穿端部的条缝。泡帽采用上述结构，一则安装方便，二则取消了中心管和泡帽上部流动死区，减小涡流的产生，流动顺畅，压降较小，再则若气液进料中断时，逆流物料经泡帽倒角折流后推动浮阀迅速落回密封位置，使浮阀下表面与阀座上表面接触实现密封。泡帽敞口端的条缝可以加剧气液混合物的混合，有利于气体形成小气泡或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于沸腾床反应器的气液分布器，主要由中心管、泡帽、浮阀和阀座组成；中心管上段端部的管壁上开有物料出口，中心管下段开有物料进口，泡帽为一端敞口的罩状物，罩在中心管上段端部，泡帽的盲端与中心管上段端部固定连接；其特征在于：阀座为中心带阀座孔的圆环形结构，阀座设于中心管内物料出口的下方；浮阀为圆形板状结构，盖于阀座上方并可沿中心管轴向上下移动；中心管中段靠近阀座的中心管内设有一文丘里喉管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡连波，陈强，盛维武，赵晓青，
申请(专利权)人：中石化洛阳工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41