[發明專利]一種降低水平敏感度的氣液分配盤

有效

• 申請號: 201110353461.3
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103100351A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王喜彬;曹春清;曲濤;劉雪玲;郭蓉;劉建宇;曾榕輝
• 申請（專利權）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撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種降低水平敏感度的氣液分配盤，屬于石油化工領域，尤其適用于固定床加氫反應器內氣液兩相物流的均勻分配。

背景技術

隨著石油化工機械技術水平的不斷進步，煉油工業的塔器設備逐漸向大型化、復雜化發展。目前，固定床加氫反應器的直徑已可以超過5000mm，但是隨之而來的諸如徑向溫差較大、催化劑床層出現熱點等反應工程問題也逐漸顯現。

固定床加氫反應器傳質的理想狀態為：原料油均勻分布在催化劑顆粒表面上，氫氣在催化劑床層空隙中穿過。所以氫氣需要溶解在原料油中，才能與催化劑接觸，參與加氫反應。為了更好地發揮催化劑的性能，必須設置合理的反應器內構件，使得氣液物流分配均勻，并且能夠促使氫氣最大量的溶解在原料油中，并保證液相物流的均勻分配。氣液分配盤就是一種可以將氣液兩相物流充分混合，同時均勻地分配到催化劑床層的反應器內構件。根據其上分布的氣液分配器工作原理可以分為抽吸型、溢流型以及二者的混合型氣液分配盤。

抽吸型氣液分配器（又稱泡帽氣液分配器）有中心管和開有條縫的泡帽組成，當氣液物流由上而下時，液體滴落至分配盤，氣體則由泡帽和中心管的夾縫中穿過，分配盤的液面接近或高于泡帽下邊緣時，氣體通道的截面積減小，氣速急劇增加，會將液體抽吸至中心管，引到氣液分配盤的下面。在抽吸型氣液分配器中心管上部和出口可以設置碎流器和簡單的分布板，增加氣液混合和分布效果。

大型固定床加氫反應器的抽吸型氣液分配盤安裝時（其它大型設備也是如此），需要特別關注水平度，一般要求水平偏差應控制在±6mm內。以內徑為4800mm的反應器為例，氣液分配盤水平偏差一度，其外邊緣的偏差為±42mm。這樣就會使部分氣液分配器失效，氣液分布和混合的效果大大降低，催化劑床層徑向溫差過大和局部熱點等問題更加突出。氣液分配盤的水平偏差要求嚴格，對設計和施工的要求很高。另外，氣液分配盤在設備安裝時水平度良好，但在設備使用過程中，由于工況條件與安裝時相差較大（高溫、高壓等），由于應力及其它因素會使得汽液分配盤的水平狀態稍有改變，而輕微的改變就會造成嚴重的氣液分配不均勻的結果。

US3218249、US5158714、CN2111789都屬于典型的抽吸型氣液分配器專利。為使氣液較好地混合，設計了不同的碎流器和泡帽開口，但是沒有考慮分配盤的水平度問題，安裝時水平較敏度較高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種降低水平敏感度的氣液分配盤，可以降低氣液分配盤設計安裝的水平敏感度。

本發明降低水平敏感度的氣液分配盤，包括塔板，在塔板上設置適宜數量的氣液分配器，在塔板上設置液相圍堰，液相圍堰將塔板分割為若干個比塔板面積小的區域。

本發明的氣液分配盤中，氣液分配器可以是常規的各種形式，如抽吸型氣液分配器、溢流型氣液分配器、混合型氣液分配器等（混合型同時具有抽吸作用和溢流作用）。優選氣液混合效果好的抽吸型氣液分配器，抽吸型氣液分配器包括貫通塔板的中心管和中心管上部的泡帽構成。

本發明的氣液分配盤中，液相圍堰將塔板分割區域數量的最大值與塔板上設置的氣液分配器數量相等，即每個氣液分配器均用液相圍堰與其它氣液分配器隔開。液相圍堰將塔板分割區域數量的最小值可以根據塔板的規模相關，一般來說不應小于3個分割區域，一般來說設置3～15個分割區域即可。一般來說，將3～30個氣液分配器用一個液相圍堰圍在一個區域中即可以達到一定的效果。優選每個液相圍堰圍成的區域中包括的氣液分配器數量相同。本發明所述的液相圍堰圍成的區域包括下述兩種：（1）僅由液相圍堰圍成的區域；（2）由液相圍堰和反應器內壁圍成的區域。

本發明的氣液分配盤中，液相圍堰將塔板分割區域的形狀可以是任意的，如可以是方形、三角形、菱形、六邊形、圓形、扇形和不規則形狀等一種或幾種形狀的組合。可以根據氣液分配盤塔板的結構具體設置。

本發明所述的氣液分配盤中，液相圍堰采用與氣液分配盤相同材質的鋼板制造，液相圍堰的高度最好高于氣液分配器的高度。對于具有泡帽結構的抽吸型氣液分配器來講，液相圍堰的高度為氣液分配器泡帽底沿距氣液分配盤面高度的0.5～2.0倍，優選為0.8～1.5倍，最優選為1.0～1.5倍。具體高度根據泡帽的結構做適當調整。

本發明所述的氣液分配盤在使用時，在該氣液分配盤上部最好設置液相初步分配器，將液相均勻地分布在每個分割區域上。