[發明專利]一種加氫反應器用冷氫箱

有效

• 申請號: 202010539766.2
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111659321B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 鄧矛;陳崇剛;李立權;晁君瑞
• 申請（專利權）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;C10G49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種加氫反應器用冷氫箱，包括反應器殼體以及自上而下設置于反應器殼體內壁上的冷氫管、集液板和集液管；冷氫管為環管，靠近反應器殼體內壁設置；集液板為正圓錐形，設置于冷氫管下方，其圓錐大端直徑大于冷氫管內環直徑小于冷氫管中心環線直徑；集液管是截面為弧形的環管，開口朝上，設置于冷氫管正下方，其管壁上開有排液孔；冷氫管朝向集液板的管壁上開有朝向集液板的噴孔，冷氫管朝向集液管的管壁上開有朝向集液管的噴孔。本發明通過對熱物流的兩次收集、兩次冷卻，充分均勻地對熱物料進行降溫；且結構緊湊，充分利用反應器內部的空間，節省反應器的投資。

技術領域

本發明涉及加氫反應器內構件技術領域，具體地說，涉及一種加氫反應器用冷氫箱。

背景技術

近年來，隨著石化產品質量標準的逐漸升級和環保法規的日益嚴格，加氫技術在煉油工業中發揮著越來越重要的作用，加之對原料油“吃干榨盡”的要求，國內外煉油企業為提高經濟效益和應對環保的要求，迅速擴大各類油品加氫處理能力。

加氫處理關鍵核心設備為加氫反應器，在加氫反應器內部，一定比例氫氣和原料油的混合物在一定溫度和壓力下，借助催化劑的作用，完成各類加氫反應。由于加氫反應是氣、液、固三相存在的強放熱反應，隨著反應的進行反應器內溫度會升高，但催化劑在溫度過高時會失活甚至結焦、板結，因此，為了使催化劑性能穩定和裝置平穩運行，需要往反應器內加入冷氫氣來控制床層溫升的速度。反應器內一般設置有2個以上的催化劑床層，床層之間設置冷氫箱，其作用是將冷氫管注入的低溫氫氣與上方催化劑床層流下的高溫反應物混合，以降低反應物料的溫度，以充分發揮催化劑的性能。冷氫箱是冷氫氣和熱物流進行混合傳熱的場所，是加氫反應器的關鍵內構件之一，對加氫反應的穩定性、催化劑壽命、產品質量和裝置的運轉周期有直接影響。

目前冷氫箱結構設計時一般采用節流、碰撞、旋流和霧化的原理，因此結構比較復雜。評價冷氫箱性能主要有兩個方面：混合傳熱性能和壓降。氣液兩相接觸越充分，冷氫的混合傳熱性能越好，熱物流的溫度得到有效降低；冷氫箱的壓降越低，循環氫壓縮機的負荷就越小，能量損耗就越少。此外，冷氫箱還應盡量緊湊，以降低冷氫箱高度，以減小反應器總高度、節省投資。

專利CN201210408335.8公開了一種急冷氫箱，自上而下包括集液板、滴液板、隔板和再分布篩板，冷氫管以環管的形式埋在集液槽的液相中，冷氫從冷氫環管中噴射出來對液相形成攪動和鼓泡，利用冷氫與液相較大的溫差增強氣液傳熱；集液槽中的液體經滴液板分散后以液滴的形式落下，提高了氣液兩相的接觸面積，從而大幅提高了冷氫箱的換熱效率。但該冷氫箱物料停留時間較短，易造成換熱不均，且當氣液比出現變化時，會出現一系列的問題。

專利CN200620133859.0公開了一種旋流式冷氫箱，由冷氫管、擋板、半圓形混合道、切向導流管、混合箱和篩孔板等構成。其特點在于增設了助混結構和開孔導流錐，使冷氫氣與熱物流先在半圓形混合道內進行預混合后，再到混合箱內進行旋流混合，提高了冷氫氣與熱物流之間的混合傳熱效果。但是由于切向導流管的原因使得該冷氫箱所占的體積仍然較大，且氣、液兩相并流時由于密度差容易形成分層流動，單靠延長流動路徑對傳熱效果增加不明顯。

專利CN201210168308.8公開了一種冷氫推進的旋流式冷氫箱，混合筒設置在下支撐板中心，旋流管與混合筒沿水平方向切向連通。矩形氣液下降管垂直設置在混合筒外側，上部與上支撐板上的流體入口連接，下部與旋流管外壁沿垂直方向切向連通。冷氫支管上端與位于上支撐板外的冷氫管連接，下端與旋流管外部沿水平方向切向連接。混合筒中心設出口，出口兩側設弧形旋流葉片，出口下方設下支撐板。該冷氫箱利用冷氫推動氣液旋流，通過流體三維旋轉延長了停留時間，提高了傳熱效率，但結構復雜，占用空間較大。

上述冷氫箱是通過旋流延長冷熱物流接觸時間，或通過冷氫對液相形成攪動和鼓泡增加接觸面積，以提高冷熱物料的傳熱效果。但仍存在冷氫與熱物料混合不夠充分、熱物流降溫不均勻的現象，且結構體積大，壓降大，需進一步改進。

發明內容