一种物流混合分散设备制造技术

一种物流混合分散设备，由同心设置的圆柱形筒体（１）、漩涡混合室（２）、提升管（３）以及整流板（４）组成，所述的圆柱形筒体（１）由顶盖板（５）、圆筒（８）及圆筒体底板（９）组成，其中顶盖板（５）中央设有开孔（６），圆柱形筒体（１）的内部为漩涡混合室（２）和提升管（３），顶盖板（５）下方为漩涡混合室（２），漩涡混合室（２）的下方为提升管（３），提升管（３）的底部与圆筒体底板（９）连接，整流板（４）位于圆柱形筒体（１）的下部，通过筋板（１７）连接于圆筒体底板（９）下方。本发明专利技术提供的气液物流混合分散设备可用于加氢反应器中进行气液物流的混合与分散，物流经过旋涡折流、气相提升及旋流分散，可将高速气液物流完成气液两相充分混合、减缓流体冲力并均匀分散流体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种物流混合分散设备，适用于流体从小截面流域进入大截面流域时，实施消减冲力，流体分散和气液混合，更具体地说，涉及一种固定床加氢反应器中气液 混合物流在进入反应器时，将气液混合物流混合均匀并均匀分散至整个反应器截面的设 备。
技术介绍
在石油加工领域，馏份油、石蜡、润滑油的加氢精制、蜡油的加氢裂化和大部分的 渣油加氢处理工艺中广泛应用固定床滴流反应器。在固定床滴流反应器内，气液混合物流 并流向下通过催化剂床层进行反应。加氢反应器内催化剂能否充分发挥作用、产品质量是 否能够达到优质，很大程度上取决于反应器床层入口处的物流分布效果。气液混合物由管 道并流进入加氢反应器顶部时，流体流经的截面面积突然扩大80倍以上，流体流速高、易 偏流，同时气液两相存在较大的温度梯度。流体如果直接喷到顶部分配盘上，会产生强大的 冲击力，影响顶部分配盘的物流分布效果，进而影响到顶部分配盘下方催化剂床层的物流 分布效果及催化剂利用率，縮短催化剂的使用寿命，迫使反应器过早停工。因此，为减缓反 应器入口高速物流对顶部分配盘的冲击并将流体尽可能均匀分散到整个顶部分配盘，同时 使气液两相产生预混合以消除温度梯度，一般在反应器入口处设置物流扩散器。近年来加 氢装置处理量不断增加，加氢反应器的规模趋于大型化，因此对物流扩散器的性能及其设 计提出了更高的要求。《加氢处理工艺与工程》(李大东主编，2004年出版，第797页)的第五章加氢工程 与设备所提及的入口扩散器为美国联合油公司加氢反应器的入口扩散器。入口扩散器是介 质进入反应器遇到的第一个部件，它的作用是，(1)将进入的介质扩散到反应器的整个截面 上，(2)消除气液介质对顶分配盘的垂直冲击，为分配盘的稳定工作创造条件；(3)通过扰 动促使气液两相混合；该入口扩散器是一种双层多孔板结构，两层孔板上的开孔大小和疏 密不同。反应介质在上部锥形体整流后，经两层孔的节流、碰撞后被扩散到顶部分配盘上。 研究表明该结构在多孔板下液量很集中、气液物流混合效果有限，适用于小型加氢反应器； 这种扩散器的应用效果良好，目前国内设计的加氢反应器大多采用这种形式。工业应用表 明在大直径加氢反应器内会造成偏流而导致顶部床层入口径向温差偏大。 专利US4788040提出的一种入口扩散器，带有一个上小下大的锥形入口导管，正 对入口导管的下端设置了一个变流圆锥体，在变流圆锥体侧面设有多个飞溅板。气液两相 介质从入口导管内流出后，在变流圆锥体和多个飞溅板的共同作用下，液体发生偏转，分配 到下方的分配盘上。该入口扩散器的优点是结构简单，缓冲效果也较好；缺点是在变流圆 锥体和多个飞溅板的共同作用下，液体发生偏转的方向和发生偏转后各个方向的液相量难以控制，因此液相偏流程度较大，液相沿径向分配的峰值也较高。 专利CN 100340331C提出的一种入口扩散器，由外筒体、底板、盖板、内外锥筒构 成，内锥筒和外锥筒之间形成环隙，内锥筒与外锥筒的锥形壳体上开设螺旋线型导流口。在由盖板和底板构成的挡板处流体流向发生改变并得以缓冲流体冲力，气相物流进入内锥筒 并通过导流口向环隙喷射，液相物流进入环隙并通过外锥筒导流口向反应器内喷射。因气 液分流，存在气液物流混合效果差的缺点。 专利CN 201042663Y提出的一种入口扩散器，由内外两个圆筒组成，在内圆筒上部开有数个V型缺口 ，内圆筒顶部盖板边缘处相应也有数个缺口槽，内圆筒底部有一条型或多孔型分液板，以利流体分散。该结构也存在气液物流混合效果差的缺点。 综上所述，目前使用的入口扩散器主要存在以下两个缺点(l)气液物流混合时间短，混合不充分。(2)对于反应器直径较大的情况，入口扩散器很难将物料均一地分散至整个顶部分配盘，物流偏流影响了分配盘的物流分配性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于流体在进入加氢反应器，能使气液两相充分混合、 减缓冲力并均匀分散流体的物流混合分散设备。 本专利技术提供的物流混合分散设备由同心设置的圆柱形筒体1、漩涡混合室2、提升 管3和整流板4组成，所述的圆柱形筒体1由顶盖板5、圆筒8及圆筒体底板9组成，其中顶 盖板5有中央开孔6，漩涡混合室2位于圆柱形筒体1的内部，顶盖板5的下方，漩涡混合室 2的下方为提升管3，提升管3的底部与圆筒体底板9连接，整流板4位于圆柱形筒体1的 下部，通过筋板17连接于圆筒体底板9下方。 本专利技术提供的物流分散设备中，所述的圆柱形筒体1由顶盖板5、圆筒8及圆筒体 底板9组成，其中，圆筒8的直径略小于反应器入口内径，圆形顶盖板5的直径略大于反应 器入口内径，圆柱形筒体1的圆筒8外部、顶盖板5下方设有定位板7。所述的顶盖板5的 中央设有开孔6，开孔6的直径为反应器入口直径的1/5 2/3。 本专利技术提供的气液物流混合分散设备中，所述的漩涡混合室2由混合室筒体和内 部设置的多个呈轴向对称的折流板10组成(如图1、图3所示)。所述的混合室筒体外径 小于圆柱形筒体1的内径。漩涡混合室2位于圆柱形筒体1的内部，设置于顶盖板5下方、 提升管3上方。 所述的折流板10的正投影形状为V型、W型或S型，优选为V型。相邻的两块折流板之间的间隙为折流板狭缝，折流板狭缝和折流板长度的比值为1 : 3 15。 本专利技术提供的物流混合分散设备中，所述的提升管3由提升管泡冒12及设置于其内的下圆筒14组成，提升管泡冒12上均布条缝13，与漩涡混合室2底部相连，与圆柱形筒体的底板9之间有空隙；下圆筒14位于圆筒体底板9中央、与圆柱形筒体的底板9相连，下圆管14底部设数个溢流孔15，其上部与漩涡混合室底板11之间留有空隙。 本专利技术提供的物流混合分散设备中，所述的整流板4通过筋板17连接于圆柱形筒体1的下方，整流板4为开有多个整流孔的多孔筛板或旋流分散板，优选为旋流分散板。 本专利技术提供的物流混合分散设备具有以下优点 气液物流经过漩涡混合室内旋涡折流板时产生高速旋流，液体在狭缝内被气体破 碎为小液滴；气液混合物流经过漩涡混合室时产生径向射流，可迅速消除物流的入口垂直 能量且有利于防止物流偏流或短路。物流经过提升管时液相被气相抽吸携带，利用气相提 升技术的高换热性能强化气液相物流混合；物流经过提升管时，经过泡冒上的条缝产生旋流以进一步强化气液相物流混合效果。提升管下方的整流板将物流垂直能量耗散。因此，物 流经过本专利技术提供的物流混合分散设备，经过旋涡折流、气相提升及旋流分散，可将高速气 液物流完成气液两相充分混合、减缓流体冲力并均匀分散流体。本专利技术提供的气液物流混 合分散设备不仅可以安装在加氢反应器入口，还可用在加氢反应器内相邻催化剂床层间， 用于气液两相物流的混合和初始分配；还可用于物流混合过程以达到流体温度或浓度的均 一场合。附图说明 图1为竖条缝提升管_筛孔板物流混合分散设备的主视图； 图2为斜条缝提升管_旋流板物流混合分散设备的主视图； 图3为带有折流板的漩涡混合室的结构示意图； 图4为提升管的圆形外筒条缝形状结构示意图； 图5为多孔筛板结构示意图； 图6为旋流分散板结构示意图； 图7为实施例中氧解析效率E随气相质量流量的变化关系图； 图8为实施例中物流混合设备中液量沿测点分布曲线图； 图9为现有技术加氢反应器中的入口扩散器。具体实施例方式下面结合附图对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物流混合分散设备，其特征在于该设备由同心设置的圆柱形筒体（１）、漩涡混合室（２）、提升管（３）以及整流板（４）组成，所述的圆柱形筒体（１）由顶盖板（５）、圆筒（８）及圆筒体底板（９）组成，其中顶盖板（５）中央设有开孔（６），圆柱形筒体（１）的内部为漩涡混合室（２）和提升管（３），顶盖板（５）下方为漩涡混合室（２），漩涡混合室（２）的下方为提升管（３），提升管（３）的底部与圆筒体底板（９）连接，整流板（４）位于圆柱形筒体（１）的下部，通过筋板（１７）连接于圆筒体底板（９）下方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王少兵，张占柱，聂红，唐晓津，毛俊义，
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：11[中国|北京]