[發(fā)明專利]一種流體混合分布設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210048738.6
• 申請(qǐng)日: 2012-02-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103285779A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱振興;張占柱;王少兵;郁灼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B01J8/04
• 分類號(hào): B01J8/04
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于混合和/或分布流體的設(shè)備。更具體地說(shuō)，涉及一種含有多個(gè)固體粒子床層的容器中，收集上游粒子床流下來(lái)的流體，將收集的流體與從外界引入的流體充分混合，并將混合后的流體均勻的分配到設(shè)備下游粒子床中的設(shè)備。

背景技術(shù)

石油化工領(lǐng)域中，在含有固體粒子的容器中進(jìn)行的流體與固體粒子接觸的過(guò)程被廣泛用于諸如吸附分離、催化反應(yīng)等操作中。其中吸附分離是石油化工中常用的分離技術(shù)，對(duì)于結(jié)構(gòu)相近、沸點(diǎn)差很小的混合物的提純具有非常好的效果。用于吸附分離的設(shè)備有固定床、移動(dòng)床和模擬移動(dòng)床，其中模擬移動(dòng)床是目前吸附分離采用的主要設(shè)備。在模擬移動(dòng)床中，可將固定相吸附劑設(shè)想為是逆于物料移動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，待分離混合物料在分離工作區(qū)中部的某一點(diǎn)被連續(xù)輸入，選定兩個(gè)方向流動(dòng)的流速的比率，料液自入口處就分成逆向流動(dòng)的兩部分，以進(jìn)料入口為參考點(diǎn)，吸附劑似乎吸附了產(chǎn)品向上移動(dòng)，因此稱為“模擬移動(dòng)床”。在進(jìn)料點(diǎn)以上的位置越高，產(chǎn)品純度就越高，而副產(chǎn)品卻是在相反方向富集。模擬移動(dòng)床的生產(chǎn)能力和分離效率比固定吸附床高，又可避免移動(dòng)床吸附劑磨損、碎片或粉塵堵塞設(shè)備或管道以及固體顆粒縫間的溝流。

當(dāng)流體流經(jīng)含有固體粒子床層的模擬移動(dòng)床、固定床這種分離或反應(yīng)設(shè)備時(shí)，需要在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置一個(gè)或多個(gè)流體分布設(shè)備，將設(shè)備中的固體離子分成兩個(gè)或多個(gè)固體粒子床層。流體分布設(shè)備設(shè)置在最上部的固體粒子床層之上和兩個(gè)固體粒子床層之間，可以使通過(guò)該設(shè)備內(nèi)的截面區(qū)域的流體流動(dòng)更均勻，從而提高操作的效率。例如，設(shè)置流體分布設(shè)備可以降低甚至消除固體粒子床層內(nèi)的溝流、短路和流動(dòng)死區(qū)，從而減少溫差以及流體濃度的變化。

CN201592090U公開(kāi)了一種液體收集混合分配裝置。該設(shè)備的特點(diǎn)是內(nèi)部設(shè)置若干用于強(qiáng)化流體混合的迷宮構(gòu)件。

CN101056684A公開(kāi)了一種用于流體-固體接觸容器中的固體粒子床之間的混合器-分布器-收集器設(shè)備。該設(shè)備包括用于保持固體粒子的上部床層，并且容許流體向下流經(jīng)所述混合器-分布器-收集器設(shè)備的上邊界；位于上邊界之下并與該上邊界間隔開(kāi)的流體分布器；上述兩者之間并且和兩者分別隔開(kāi)的流體偏轉(zhuǎn)板；貫穿偏轉(zhuǎn)板的至少一個(gè)通道；還包括選自穿孔板、絲網(wǎng)、柵格、多孔固體、蜂窩狀物體及其組合的流量控制器；其中所述的最下部的流量控制器上的開(kāi)孔面積大于其上的流體分布器的開(kāi)孔面積。該設(shè)備還可以選擇性的包括一個(gè)與管道連接的混合箱，外部流體的引入或從容器中抽出流體都通過(guò)該混合箱進(jìn)行。該設(shè)備對(duì)容器內(nèi)的流體有良好的分配效果，但是流體在設(shè)備中的流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，存在比較明顯的流動(dòng)死區(qū)，局部會(huì)產(chǎn)生高速射流，增加流體通過(guò)設(shè)備時(shí)的壓降。并且在進(jìn)行流體的導(dǎo)入或抽出的操作切換時(shí)，必須對(duì)管道進(jìn)行沖洗。

CN1316917A公開(kāi)了一種流體分配-收集系統(tǒng)，該設(shè)備包括用于混合、分配或抽出流體的若干分配盤(pán)和若干板條。該系統(tǒng)具有兩個(gè)腔室，其功能類似于前文提到的混合箱，其中一個(gè)腔室進(jìn)行外部流體的引入，另一個(gè)腔室進(jìn)行容器內(nèi)流體的抽出。在操作過(guò)程中，進(jìn)行流體的導(dǎo)入或抽出的操作切換時(shí)，無(wú)須對(duì)管道進(jìn)行沖洗。該設(shè)備能提供有比較好的流體分配效果，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加流體通過(guò)設(shè)備時(shí)的壓降。而且腔室數(shù)量的增加導(dǎo)致管道數(shù)量的增加，減小了容器內(nèi)的有效體積。該設(shè)備外形結(jié)構(gòu)比較單一，適合用于規(guī)模較大的容器，對(duì)于較小的容器，安裝該設(shè)備比較困難。

綜上所述，目前使用的流體分布設(shè)備還存在以下問(wèn)題需要改進(jìn)：(1)流體在設(shè)備中的流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，容易形成流動(dòng)死區(qū)。(2)流體在設(shè)備內(nèi)存在比較大的濃度梯度，流體混合不充分。(3)內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致流體流經(jīng)設(shè)備時(shí)的壓降較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種提高流體流動(dòng)均勻性，使流體充分混合，降低流體流經(jīng)設(shè)備時(shí)的壓降的流體混合分布設(shè)備。

本發(fā)明提供的流體混合分布設(shè)備在容器中位于垂直于軸線的兩個(gè)固體粒子床層之間、頂部床層上部或底部床層下部，所述設(shè)備包括：

用于支撐上部固體粒子床，并且允許流體通過(guò)的上表面支撐部件5；

水平延伸穿過(guò)所述容器的截面區(qū)域并位于上表面支撐部件5之下，并與所述的上表面支撐部件5間隔開(kāi)的流體收集板7；

貫穿所述流體收集板7的至少一個(gè)通道9，所述通道9提供上表面支撐部件5與流體收集板7之下空間的流體通路；

位于流體收集板7之下，與通道9相通，并與流體收集板7相連的流體收集混合室8；

和位于流體收集混合室8下方，并且與流體收集混合室8間隔開(kāi)的下表面流體分布部件6。