[發(fā)明專利]氣液混合系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010448029.1
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111558338A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雙權(quán);張國信;曾茜;張光黎;李群生;蘇月
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化廣州工程有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04;C10G45/00;C10G47/00;C10G49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

該系統(tǒng)包括殼體及在殼體內(nèi)自上而下設(shè)置的催化劑格柵、冷氫分布器、混合室、收集盤、粗分配盤、氣液分配器、分配盤和再分配盤；氣液分配器豎直固定于分配盤上，催化劑格柵和分配盤均固定于殼體內(nèi)壁上。冷氫分布器主要由位于同一平面內(nèi)的進氣管、內(nèi)環(huán)管、外環(huán)管和支管組成，進氣管穿過外環(huán)管的未閉合區(qū)與內(nèi)環(huán)管連通，內(nèi)環(huán)管與外環(huán)管通過支管連通，內(nèi)環(huán)管、外環(huán)管和支管上沿軸線間隔設(shè)有成對設(shè)置的斜向上的噴孔。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，適于大直徑下流式反應(yīng)器催化劑床層間使用；能使冷氫在反應(yīng)器全截面上分布的更加均勻，與反應(yīng)油氣能充分混合，保障傳質(zhì)、傳熱的均勻進行，提高反應(yīng)器內(nèi)介質(zhì)的傳熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油加工領(lǐng)域，涉及一種用于加氫反應(yīng)器的氣液混合分布系統(tǒng)，具體地說，涉及一種氣液混合系統(tǒng)。

背景技術(shù)

加氫過程由于存在有氣、液、固三相的放熱反應(yīng)，欲使反應(yīng)進料(氣、液兩相)與催化劑(固相)充分、均勻、有效地接觸，加氫反應(yīng)器一般設(shè)計有多個催化劑床層，在每個床層的頂部都設(shè)置有分配盤，并在兩個床層之間設(shè)有溫控結(jié)構(gòu)(冷氫箱)，以確保加氫裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)和延長催化劑的使用壽命。

烴類加氫反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，對多床層的加氫反應(yīng)器來說，油氣和氫氣在上一床層反應(yīng)后溫度將升高，為了下一床層繼續(xù)有效反應(yīng)的需要，必須在兩床層間引入冷氫氣來控制溫度。將冷氫氣引入反應(yīng)器內(nèi)部并加以散布的管子被稱為冷氫管。冷氫加入系統(tǒng)的作用和要求是：均勻、穩(wěn)定地供給足夠的冷氫量；必須使冷氫與熱反應(yīng)物充分混合，在進入下一床層時有一均勻的溫度和物料分布。冷氫管按形式分直插式、樹枝狀形式和環(huán)形結(jié)構(gòu)。

冷氫箱實為混合箱和預(yù)分配盤的組合體。它是加氫反應(yīng)器內(nèi)的熱反應(yīng)物與冷氫氣進行混合及熱量交換的場所。其作用是將上層流下來的反應(yīng)產(chǎn)物與冷氫管注入的冷氫在箱內(nèi)進行充分混合，以吸收反應(yīng)熱，降低反應(yīng)物溫度，滿足下一催化劑床層的反應(yīng)要求，避免反應(yīng)器超溫。

冷氫箱的第一層為擋板盤，擋板上開有節(jié)流孔。由冷氫管出來的冷氫與上一床層反應(yīng)后的油氣在擋板盤上先預(yù)混合，然后由節(jié)流孔進入冷氫箱。進入冷氫箱的冷氫氣和上層下來的熱油氣經(jīng)過反復(fù)折流混合，就流向冷氫箱的第二層—篩板盤，在篩板盤上再次折流強化混合效果，然后在作分配。篩板盤下還有一層再分配盤對預(yù)分配后的油氣再作最終的分配。

再分配盤由塔盤板和在該板上均布的分配器組成。再分配盤在催化劑床層上面，目的是為了均布反應(yīng)介質(zhì)，改善其流動狀況，實現(xiàn)與催化劑的良好接觸，進而達到徑向和軸向的均勻分布。分配器種類比較多，我國自行設(shè)計制造的加氫反應(yīng)器多采用泡帽型分配器。

專利CN201610010133.6提供了一種加氫反應(yīng)器旋流冷氫管，包括與冷氫氣儲罐出口連接的進料管，還包括連接在所述進料管上的分配環(huán)管，以及裝設(shè)在所述分配環(huán)管上的多個噴嘴，所述多個噴嘴圍繞所述分配環(huán)管的圓環(huán)外壁均勻排布；所述噴嘴為筒型，所述噴嘴的側(cè)壁末端處開設(shè)有切口，所述噴嘴的末端裝設(shè)有端蓋，所述多個噴嘴的切口方向相同或相反。

專利CN201620014039.3公布了一種混合系統(tǒng)，包括：外殼、上催化劑層、下催化劑層以及加氫管；上催化劑層與下催化劑層由上至下間隔地設(shè)置在外殼內(nèi)，且上催化劑層與下催化劑層之間形成混合腔；加氫管的一端設(shè)置在混合腔內(nèi)；加氫管的側(cè)壁上設(shè)置有多個出氣孔。冷氫氣從多個出氣孔內(nèi)流至混合腔，反應(yīng)流體流至混合腔內(nèi)時，可與冷氫氣充分混合，加氫管在通入冷氫氣的同時可使反應(yīng)流體與冷氫氣充分混合，減少了混合腔的空間，但傳熱傳質(zhì)不夠均勻，反應(yīng)不夠穩(wěn)定。

目前隨著加氫裝置的大型化以及新的加氫技術(shù)的發(fā)展，加氫反應(yīng)器的直徑越來越大，單個加氫反應(yīng)器催化劑床層增加。加氫反應(yīng)器大型化以后，內(nèi)構(gòu)件的先進適用性將更加重要，如何實現(xiàn)氣-液兩相流體在床層內(nèi)的均勻分布，保障傳質(zhì)、傳熱的均勻進行，和提高反應(yīng)器內(nèi)介質(zhì)的傳熱效率將變得更為困難和更加重要。如國外先進的氣液分配器，結(jié)合先進的催化劑裝填技術(shù)使得反應(yīng)器內(nèi)截面上的溫度非常均勻，溫差達到≤1℃水平，不僅有利于反應(yīng)器的操作控制，也可以大大延長催化劑的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容