两相混合单元和两相混合反应器及其应用制造技术

本发明专利技术涉及炼油领域，公开了一种两相混合单元和一种两相混合反应器及其应用，该两相混合单元包括混合流道(5)和设置于该混合流道(5)侧部的分散相流道(2)，所述混合流道(5)通过设置于混合流道(5)的流道壁(4)上的分布孔(3)与所述分散相流道(2)连通，其中，所述分散相流道(2)的入口的设置使得流体在分散相流道(2)中的流动方向与在混合流道(5)中的流动方向相反。采用本发明专利技术所述的两相混合反应器进行轻烃脱硫时能够强化反应过程，在低传质推动力条件下满足含硫轻烃的深度脱硫的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炼油领域，具体地，涉及一种两相混合单元、一种两相混合反应器及其应用。
技术介绍
炼油厂产生的粗液化气和轻汽油等轻烃中含有大量以硫化氢和硫醇为主的酸性含硫物质，工业上一般通过碱洗的方法脱除酸性含硫物质。由于通过碱洗的方法进行液化气和轻汽油等轻烃脱硫的技术涉及液/液两相体系，因此所采用的设备一般包括萃取塔、静态混和器和纤维膜萃取器等几类。萃取塔是一种连续逆流设备，可实现多个理论级的分离效率，但是其设备规模较大，操作比较复杂，且由于物料表观流速较慢，传质系数较低。纤维膜萃取器是一种并流操作设备，其设备规模较萃取塔小，且采用亲水性纤维丝提供了较大的传质面积，因此传质效率较高，但是纤维丝长期使用之后会因为被污染而失去亲水性，传质效率降低，且难于清理再生。静态混和器的设备规模最小，依靠两相高速流动混合进行传质过程，然而静态混合器的混合结构难于实现液/液体系的高度分散混合，因此其在传质效率方面存在瓶颈。液化气和轻汽油等轻烃经过深度脱硫后酸性含硫物质浓度在10ppm以下，可以用于生产清洁燃料。但是常规的液化气和轻汽油等轻烃脱硫设备在操作条件基本不变的情况下，很难克服深度脱硫过程中的传质阻力。因此，需要开发高效液化气和轻汽油等轻烃深度脱硫的反应器，通过过程强化，满足在低传质推动力条件下的液化气和轻汽油等轻烃深度脱硫要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上，提供一种满足在低传质推动力条件下的适用于液液两相或气液两相混合的两相混合单元和两相混合反应器。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种两相混合单元，该两相混合单元包括混合流道和设置于该混合流道侧部的分散相流道，所述混合流道通过设置于混合流道的流道壁上的分布孔与所述分散相流道连通，其中，所述分散相流道的入口的设置使得流体在分散相流道中的流动方向与在混合流道中的流动方向相反。第二方面，本专利技术提供一种两相混合反应器，该两相混合反应器包括连续相入口、分散相入口、至少一个两相混合单元和产物出口，所述两相混合单元为本专利技术所述的两相混合单元，所述的连续相入口连通所述的混合流道的入口，所述的分散相入口连通所述的分散相流道的入口，所述的产物出口连通所述的混合流道的出口。第三方面，本专利技术提供所述两相混合反应器在液液两相或气液两相混合及反应中的应用。本专利技术提供的两相混合单元、两相混合反应器及其应用的有益效果为：采用本专利技术所述的两相混合反应器进行轻烃脱硫时能够在低传质推动力条件下，强化反应过程，反应器处理量大，结构简单，尺寸小，便于安装和维护。本专利技术提供的两相混合反应器，在两相混合接触前，两相在各自流道内的流动方向优选为逆流形式，逆流方式可以使得各个分布孔两侧的压差均匀分布，一相能够均匀地从各个分布孔流出而与另一相接触混合，从而在两相混合反应器内实现多级错流混合接触的效果，强化传质性能，避免了由于压差分布不均导致的部分分布孔无法使流体流出，从而降低传质效率的现象。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的两相混合单元的结构示意图。图2是本专利技术的两相混合反应器的结构示意图。图3是本专利技术的轻烃深度脱硫的方法的流程图。附图标记说明1混合流道入口2分散相流道3分布孔4流道壁5混合流道6纤维丝7分布室8分布构件9收集室10液滴11连续相入口12产物出口13含硫轻烃14碱洗单元15再生碱液16沉降单元17氧化再生单元18反抽提单元19轻质油品20含氧气体21含硫化物的轻质油品22脱硫轻烃23混合碱液具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。一方面，本专利技术提供了一种两相混合单元，该两相混合单元包括混合流道和设置于该混合流道侧部的分散相流道，所述混合流道通过设置于混合流道的流道壁上的分布孔与所述分散相流道连通，其中，所述分散相流道的入口的设置使得流体在分散相流道中的流动方向与在混合流道中的流动方向相反。本专利技术的两相混合单元优选所述分散相流道的一端为入口，设置有所述的分布孔的另一端为封闭端。在本专利技术提供的两相混合单元中，所述混合流道的一端设置有入口，另一端设置出口，使得一种流体能够从所述混合流道的入口引入混合流道中，并且与来自分散相流道的另一种流体接触混合，两种流体的混合物经所述混合流道的出口排出两相混合单元。根据本专利技术所述的两相混合单元，为了更大程度地避免由于压差分布不均导致的部分分布孔无法使流体流出从而降低传质效率的问题，本专利技术优选所述分散相流道中垂直于流体流动方向的横截面积为1-40mm2，更加优选为2-30mm2。根据本专利技术所述的两相混合单元，对分散相流道沿流体流动方向的形状没有限制，优选地，所述分散相流道为圆柱体状、椭圆柱体状或长方体状，更优选为长方体状。在本专利技术所述的两相混合单元中，本专利技术的专利技术人发现，当所述混合流道中垂直于流体流动方向的横截面积为0.5-10mm2时，更加优选为1-6mm2时，采用含有本专利技术所述的两相混合单元的两相混合反应器进行轻烃脱硫反应时，能够取得更高的脱硫效率。对混合流道沿流体流动方向的形状没有限制，优选地，所述混合流道可以为圆柱体状、椭圆柱体状或长方体状，优选为长方体状。在本专利技术的两相混合单元中，优选所述混合流道的长度为50-2000mm，更优选为200-1000mm。在本专利技术所述的两相混合单元中，所述分布孔的个数至少为1个。优选所述分布孔的个数为2-10个，更加优选为3-5个。根据本专利技术所述的两相混合单元，所述分布孔的轴向与混合流道中的流体的流动方向的夹角为任意角度，优选所述夹角为45-90度，更优选为90度。根据本专利技术所述的两相混合单元，其中，多个所述分布孔的孔径可以相同或不同，优选各自独立地为0.1-2mm；更加优选为0.3-1.2mm。根据本专利技术所述的两相混合单元，为了更大程度地避免由于压差分布不均导致的部分分布孔无法使流体流出，从而降低效率的问题，按照分散相流道中的流体的流动方向，由上游至下游，优选所述分布孔的孔径依次增大。在本专利技术所述的两相混合单元中，按照分散相流道中的流体的流动方向，优选上游的分布孔的孔径比下游相邻的分布孔的孔径小0.01-1mm；更优选小0.05-1mm。在本专利技术所述的两相混合单元中，优选所述分布孔沿着所述分散相流道中的流体流动方向在一条直线上依次设置。但是，所述分布孔的设置并不局限于此，当所述分布孔的个数为多于一个时，所述分布孔也可以不沿着与分散相流道中的流体流动方向平行的直线设置。根据本专利技术所述的两相混合单元，其中，优选相邻两个分布孔的中心距离为0.5-40mm；更加优选为10-30mm。所述相邻两个分布孔的中心距离是指垂直于所述分散相流道中的流体流动方向且分别经过相邻两个分布孔的中心的直线之间的距离。根据本专利技术所述的两相混合单元，其中，所述分布孔的深度可以为0.1-3mm；优选所述分布孔的深度为0.3-2.5mm；更加优选为0.5-2mm。在本专利技术所述的两相混合单元中，优选地，所述混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两相混合单元，其特征在于，该两相混合单元包括混合流道(5)和设置于该混合流道(5)侧部的分散相流道(2)，所述混合流道(5)通过设置于混合流道(5)的流道壁(4)上的分布孔(3)与所述分散相流道(2)连通，其中，所述分散相流道(2)的入口的设置使得流体在分散相流道(2)中的流动方向与在混合流道(5)中的流动方向相反。

【技术特征摘要】
1.一种两相混合单元，其特征在于，该两相混合单元包括混合流道(5)和设置于该混合流道(5)侧部的分散相流道(2)，所述混合流道(5)通过设置于混合流道(5)的流道壁(4)上的分布孔(3)与所述分散相流道(2)连通，其中，所述分散相流道(2)的入口的设置使得流体在分散相流道(2)中的流动方向与在混合流道(5)中的流动方向相反。2.根据权利要求1所述的两相混合单元，其特征在于，所述分散相流道(2)中垂直于流体流动方向的横截面积为1-40mm2，优选为2-30mm2；所述分散相流道(2)优选为圆柱体状、椭圆柱体状或长方体状，更优选为长方体状；所述的分散相流道(2)的一端为入口，设置有所述的分布孔的另一端为封闭端。3.根据权利要求1或2所述的两相混合单元，其特征在于，所述混合流道(5)中垂直于流体流动方向的横截面积为0.5-10mm2，优选为1-6mm2；所述混合流道(5)优选为圆柱体状、椭圆柱体状或长方体状，更优选为长方体状。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的两相混合单元，其特征在于，所述分布孔(3)的个数为1-10个，优选为3-5个。5.根据权利要求4所述的两相混合单元，其特征在于，所述分布孔(3)的孔径各自独立地为0.1-2mm；优选按照分散相流道(2)中的流体的流动方向，由上游至下游，所述分布孔(3)的孔径依次增大。6.根据权利要求5所述的两相混合单...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓津，黄涛，秦娅，侯栓弟，毛俊义，张占柱，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11