[發(fā)明專利]一種上流式反應(yīng)器氣液分布器及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110353672.7
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103100352A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王喜彬;賈麗
• 申請（專利權(quán)）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;C10G49/00;C10G47/00;C10G45/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種上流式反應(yīng)器氣液分布器及應(yīng)用，屬于石油化工領(lǐng)域，尤其適用于上流式反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相物流的均勻分配。

背景技術(shù)

在石油化工領(lǐng)域中，固定床反應(yīng)器應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)固定床反應(yīng)器的進料方式，可以分為上進料（即下流式）和下進料（即上流式）固定床反應(yīng)器。以固定床加氫反應(yīng)器為例，其傳質(zhì)的理想狀態(tài)為：氫氣不斷地溶解在原料中，原料與催化劑接觸，進行加氫反應(yīng)。所以為了更好地發(fā)揮催化劑的性能，必須設(shè)置合理的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，使得氣液物流分配均勻，促進氣相充分溶解在原料中。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(yīng)器內(nèi)構(gòu)件。

常規(guī)的固定床加氫反應(yīng)器為下流式形式，人們對下流式加氫反應(yīng)器的氣液分配盤研究較多，設(shè)計也非常成熟。由于上流式加氫反應(yīng)器的傳質(zhì)效率稍低，所以應(yīng)用不是十分廣泛，只是在一些特殊設(shè)計中使用。人們對上流式加氫反應(yīng)器氣液分配盤的研究和設(shè)計也比較少。

在上流式反應(yīng)器中，氣液兩相向上流動時，一般情況下液相為連續(xù)相，一部分氣相溶解于液相中，一部分未溶解的氣相以氣泡的形式向上流動，氣泡的直徑越小，氣液兩相界面積越大，氣相的溶解度就會增加。在實際運行中，由于液流的擾動等原因，氣泡會發(fā)生碰撞、聚并，氣泡直徑增大，氣液兩相界面積減小，導(dǎo)致氣相的溶解度降低。因此，在上流式反應(yīng)器中設(shè)計合理的氣液分配盤，促進氣相均勻分配，增加氣液兩相界面積，對于提高上流式反應(yīng)器的傳質(zhì)效率尤為重要。

CN00807042.3和CN97193150.X中，描述了一種上流式氣液分配盤，在封閉的分配盤上向下連接多個圓筒狀的升液管，由下而上的液相經(jīng)過升液管進入分配盤的上面，升液管外側(cè)與封閉的分配盤形成的空間為集氣室，集氣室中收集分配盤下面氣液兩相中分離的氣相，集氣室的氣相由升液管側(cè)壁開的小孔進入升液管，形成較小氣泡，與液相接觸傳質(zhì)。該方法的升液管側(cè)壁小孔大小很難控制，開孔稍大會導(dǎo)致氣液兩相液面上升至開孔處，氣相的流動會時緩時急，分配不均勻。開孔較小則集氣室的氣相逐漸增多，氣液兩相液面降至升液管末端，氣相也經(jīng)過升液管上升，無法控制氣泡的大小。

CN200810117101.1描述了一種上流式反應(yīng)器及其應(yīng)用。通過錐形分布器初分布進入反應(yīng)器的流體，防止氣相聚集從反應(yīng)器中間流過，形成短路。然后通過中間開有打孔的篩板進行二次分布。反應(yīng)器的中間分布器由開孔篩板和篩板串構(gòu)成，對大氣泡進一步破碎。該方法的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，占用反應(yīng)器體積較大。

US5298226給出了一種氣液分配盤，其通過在氣液分配盤上不同的開孔率，即分配盤中心處開孔率較低，沿半徑至邊緣的開孔率依次增加，主要目的是防止氣液兩相流動不均。該方法可以控制流體分布，不能提高氣液兩相的傳質(zhì)效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種上流式反應(yīng)器氣液分布器及應(yīng)用，可以使氣相以微小氣泡形式分配在液相中，提高氣液兩相的傳質(zhì)效率。

本發(fā)明上流式反應(yīng)器氣液分布器，包括分布盤塔板和帽罩式集氣分配器組成。分布盤塔板上開有適宜數(shù)量的物流導(dǎo)向口，由下而上的氣液混合物流由此通過。帽罩式集氣分配器安裝在分布盤塔板的物流導(dǎo)向口上方，帽罩式集氣分配器為半封閉式容器，上端封閉，下端開口，下端開口邊緣為條柵狀、鋸齒狀或波紋狀等，帽罩式集氣分配器具有收集氣相和氣相的再分配功能。

本發(fā)明上流式反應(yīng)器氣液分布器中，物流導(dǎo)向口內(nèi)徑為2～25cm，優(yōu)選為4～15cm。分布盤塔板上物流導(dǎo)向口的物料流通總截面積應(yīng)不小于反應(yīng)器入口管的截面積。

本發(fā)明上流式反應(yīng)器氣液分布器中，帽罩式集氣分配器主要功能為集氣和氣相的再分配。帽罩式集氣分配器的集氣室為具有一定體積的半封閉式容器，封閉端在上，開口端在下，可以匯集氣液物流中的氣相。其可以為多種形式，如：頂端封堵圓筒狀、半球狀、圓錐狀、頂端封堵方筒狀等，具體的形式可以根據(jù)實際情況進行選擇。帽罩式集氣分配器的開口下端邊緣設(shè)計成條柵狀、鋸齒狀或波紋狀等，條柵狀、鋸齒狀或波紋狀開口處可以焊接金屬破碎網(wǎng)，金屬破碎網(wǎng)為同材質(zhì)的普通金屬篩網(wǎng)，可以對溢流出的氣泡進一步破碎。帽罩式集氣分配器高度為4～50cm，優(yōu)選為5～25cm。帽罩式集氣分配器可以通過支架固定在氣液分布盤塔板上。