[實用新型]一種溢流-噴射管型氣液分配器

有效

• 申請號: 201220737754.1
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN203075924U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 馮斌
• 申請（專利權）人: 馮斌
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;C10G45/00;C10G47/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本實用新型涉及一種用于石油煉制（或煤焦油）加氫裝置的固定床加氫反應器內構件之一，就是頂（再）氣液分配盤板上所設置的一種溢流-噴射管型氣液分配器。

背景技術

在下降流固定床加氫反應器內，設置一個或多個供反應物流（氣相流和液相流）通過的催化劑床層。為了使反應物流溫度一致、提高氫氣在液相流中的溶解度、反應物流能夠均勻地分布在整個催化劑床層上，每個催化劑床層的上部都要設置一組用于此目的的氣液頂（再）分配盤板。該組件的核心部件就是各種形式“氣液分配器”。它決定著加氫反應器催化劑床層內是否會出現“局部偏流”和“局部軸向溝流”現象，該現象最終將導致“有害反應”發生。

當氫氣在液相流中的溶解度較低和加氫反應中接觸不到氫氣兩種情況同時存在時，就是嚴重的“缺氫”現象，在此條件下進行加氫時，未汽化的重質油品中的殘留稠環芳烴及二烯烴類等，非常容易發生疊合反應、縮聚反應和縮合反應等“有害反應”，導致催化劑表面積炭失去活性。

目前國內外重質油品加氫反應器床層一般都會出現不同程度的“局部偏流”現象和“局部軸向溝流”現象。使得催化劑床層內呈現不同的流速區域（見流動區域示意附圖1中a、b、c）。其中：催化劑顆粒1、液相流2、氣相流3。在液相流多的區域內，氣相流和液相流的流速都相對較慢，而液相流較少的區域內，兩相流的流速都較快。理論界將不同流速區域分為三個類型的流速區：即“滴流區域”、“脈沖區域”和“噴灑區域”，后者是最理想反應區域。???

?在液相流偏多的“滴流區域”（見附圖1中a圖）內，由于液相流2多阻力大，較低速度的氣相流3對液相流的剪切作用力小，液相流是以液膜形式沿著催化劑顆粒外表面向下流動，形成了對催化劑顆粒1的非理想“連續包裹”狀態，低速的氣相流3僅在催化劑顆粒之間曲折向下流動，氣相流3（氫氣）接觸催化劑顆粒內部“酸性中心”的機會少，導致反應“局部缺氫”現象很嚴重。

在液相流2相對少一點的脈沖區域（見附圖1中b圖）內，較高流速氣相流3對液相流2剪切作用力有一定提高，催化劑顆粒1的外表面液膜被氣相流攪動的波長大于液膜厚度時，破壞了液體的表面張力，液膜開始“架橋”，阻止氣相流3的流動使之形成脈沖流動狀態，形成了對催化劑顆粒1的較理想“間斷包裹”狀態，氣相流有一定機會接觸催化劑顆粒，反應“缺氫”現象得到一定程度的改善。

在液相流2適中的“噴灑區域”（見附圖1中c圖）內，較高流速的氣相流3對液相流2剪切作用力增強，液膜被氣相流3吹散成為小液滴，而處于飄浮最理想的“噴灑”狀態，這種狀態是最理想的“加氫精制和加氫裂化反應”條件，高速氣相流3將小液滴吹送到催化劑顆粒的內部，并一同與液相流發生各種加氫反應，此時催化劑床層的徑向和軸向“局部高溫”和“局部缺氫”現象消失，對提高反應質量和提高催化劑使用壽命極為有利。

為了使液相流和氣相流之間通過強對流方式和高擴散方式進行有效換熱和增加液相流中的氫氣溶解度，還使各種物流溫度的趨于一致、液相流2被氣相流3霧化程度以及是否能夠被均勻地噴灑在催化劑床層上，是開發各種加氫反應器的：“氣液分配器”結構特性面對的一個大課題。

2?國內外加氫反應器內構概況

目前，隨著國內外加氫技術的發展，加氫反應器內構件之一的各種“氣液分配器”出現了多種結構形式，主要有以下四種形式：

1?“?斜口長（短）下降管型氣液分配器”

結構特點：

該結構形式屬于“溢流式下降管型氣液分配器”的一種早期型號，見附圖2中a、b圖。其結構由：1.斜口長（或短）下降管（件1）；2.圓蓋板（件2）組成。

斜口長（或短）下降管（件1）用無縫鋼管加工成為頂部斜口，管壁中部開有一排或多排4個均勻分布的溢流圓孔。其下部的一段管子外直徑被加工成與氣液分配盤板上布置的圓孔一致，并用脹接方法固定。圓蓋板（件2）被水平設置在下降管（件1）頂部斜口上方，并用焊接方法固定。

工作原理：

氣相流與液相流的界面處于“斜口長（或短）下降管（件1）”的中部偏上位置，即斜口長（或短）下降管上部斜口與水平圓蓋板（件2）形成的斜口處于氣相流中，而溢流下降擴散管（件3）的一排或多排4個均勻分布溢流圓孔被淹沒在液相流中。氣相流從長（或短）下降管上部的斜管口進入，液相流則從斜口下降管中部的溢流圓孔進入，在重力作用下形成了4股下降液體流，到達下降管底部出口處被低速垂直氣相流噴出口處形成的“微負壓區”所抽吸，在氣流攪動下形成了尺寸大小不同的液滴，并直接噴灑在正下方的催化劑床層上。

優點：結構簡單、壓降最小、分配盤板上單位面積分布的氣液分配器數量多，對氣相與液相的均勻分布有一定作用。