抽吸溢流型气液分配器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及固定床加氢反应器设备技术领域，公开了一种抽吸溢流型气液分配器，它包括通过紧固件安装在塔盘板的开孔两侧的弯管和碎流器，弯管入口段的长度小于出口段的长度，入口段的底部均布有数条条缝，出口段远离入口段的侧壁上设有数个进气孔，进气孔的最低位置高于条缝的最高位置，弯管通过安装在出口段底部的第一法兰固定在塔盘板的开孔上方；弯管的出口段、塔盘板的开孔与碎流器同轴布置；碎流器包括数块呈立体螺旋状排布的碎流板。本发明具有分配性能好、压降小、容垢空间大、抗塔板倾斜能力强、操作弹性大、使用范围广、结构简单、制造方便、易于安装、牢固稳定等优点，且能在一定程度上延长反应器的运行周期。
【专利说明】
抽吸溢流型气液分配器
技术领域
[0001]本发明涉及固定床加氢反应器设备技术领域，具体的说是一种能够使气液两相流体均匀分配的抽吸溢流型气液分配器。
【背景技术】
[0002]加氢反应器是石油产品精制、改质，重油加工，渣油处理，生产高效清洁能源的重要设备。随着全球环保法规的日趋严格，各国油品质量升级的步伐也在逐渐加快，对加氢反应器的产品质量也就提出了更高的要求。在加氢反应器内流体分布的均匀性，直接影响反应物与催化剂的接触时间和催化剂表面液体的润湿程度，从而最终影响床层温度的分布和产品的质量。气液分配器是加氢反应器中的重要内构件，其主要作用是为气液两相流体提供混合和相互作用的场所，使反应物均匀地喷淋到催化剂表面，控制床层温度分布，充分发挥催化效能。若气液分配器设计不合理，则会形成沟流或短路，导致床层出现局部过热，催化剂结焦失活，影响产品质量，缩短反应器的运转周期。
[0003]根据液相的进入方式，目前工业上应用的气液分配器大致可以分为三类:抽吸型、溢流型以及二者的组合型。国内加氢装置上普遍采用的是抽吸型气液分配器。
[0004]申请号为CN201120012053.7的专利公开了一种气液分配器，该分配器的主体采用泡帽式结构，液相由气相携带，从泡帽和中心管条缝处抽吸进入中心管，气液剧烈地相互作用，液相被碎流雾化，液相在气相动能的作用下流经碎流板、柱体，进一步被碎流雾化后，被均匀地分配到催化剂床层上。该气液分配器的优点是碎流雾化性能良好，缺点是结构复杂、压降大、对高粘度液相介质适应性差。
[0005]申请号为CN201420255947.2的专利公开了一种溢流型气液分配器，该分配器主要采用主体管、中心气管、文丘里喉管和碎流板相结合的结构，液体经主体管条缝孔进入主体管内，气体从中心气管的敞口处进入主体管内，气液物流在文丘里喉管处发生碰撞形成混合物流，流经碎流板被分配到催化剂床层。该分配器的优点是结构简单，压降小，适合高粘度介质，缺点是对主体管、中心气管、文丘里喉管的安装要求较高，混合后的液滴较大，易出现中心汇流现象;虽然文丘里喉管和碎流板提高了碎流雾化效果，但该结构流道狭窄，操作弹性小，容垢能力差。
[0006]现有的气液分配器大多存在结构复杂，安装维修繁琐，分配器体积较大等问题。在传统的气液分配器中，常通过平面碎流板来增加液体的喷淋面积，提高碎流雾化效果。但由主体管流出的气液混合物流直接溅射到平面碎流板上，冲击力强，压降大，且平面碎流板对安装水平度要求较高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种抽吸溢流型气液分配器，以解决现有的气液分配器结构复杂，体积较大，介质压降大的问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为: 一种抽吸溢流型气液分配器，它包括通过紧固件安装在塔盘板的开孔两侧的弯管和碎流器，弯管的两端均敞口，所述弯管入口段的长度小于出口段的长度，入口段的底部均布有数条条缝，出口段远离入口段的侧壁上设有数个进气孔，弯管通过安装在出口段底部的第一法兰固定在塔盘板的开孔上方;弯管的出口段、塔盘板的开孔与碎流器同轴布置。
[0009]优选的，所述碎流器包括数块呈立体螺旋状排布的碎流板，碎流板通过连接件固定在第二法兰的底面上，碎流器通过第二法兰安装在塔盘板的开孔下方，碎流器的外沿直径大于弯管的外径。
[0010]优选的，所述第一法兰、第二法兰、塔盘板开孔的周围均设有相适配的螺栓孔。
[0011 ]优选的，所述进气孔的最低位置高于条缝的最高位置。
[0012]优选的，所述进气孔的数量为1-3个，进气孔的形状为圆形或多边形。
[0013]优选的，所述条缝的数量为2-6条，条缝的形状为长条状或螺旋状。
[0014]优选的，所述碎流板的数量为3-6块，连接于同一个点。
[0015]优选的，所述碎流板的形状为平面板或曲面板。
[0016]塔盘板上按实际要求安装多个本发明所述的气液分配器，即组成气液分配盘。
[0017]本发明在使用时，气相分成两路进入气液分配器:一路气相抽吸携带液相由弯管入口段底部的条缝进入弯管，另一部分气相由弯管出口段侧壁上的进气孔进入弯管;这两路气体均对弯管入口处的液体具有抽吸雾化作用，由进气孔进入弯管的气相与从条缝进入的气液混合物流动方向基本垂直，高速的气相对气液混合物流产生剪切力，液相被进一步的碎流雾化;气液混合物在流出弯管出口段底部后，溅射到立体螺旋状排布的碎流板上，液相被更进一步雾化和分散后均匀地分配到催化剂床层上。
[0018]本发明的有益效果为:
(1)本发明结构简单，采用弯管入口段底部的条缝、弯管顶部、进气孔对进入分配器的气液两相流体进行碎流雾化，使气相液相充分混合，并经立体螺旋状布置的碎流板进一步对混合物碎流雾化，使气液混合物均勾分配至催化剂床层，对物流的碎流雾化效果显著，使气液分配的更加均匀；
(2)本发明在使用时，气相分成两路进入弯管，降低了气相携带液相进入弯管造成的压降，且进气孔进入的气相能够消除由条缝进入的气液混合物的偏流现象，优化了气液分配f生會K;
(3)碎流板对弯管底部流出的气液混合物进行再分配，避免了中心管下方液体流量较大的现象，增大了分配器出口气液混合物流的喷洒面积，且螺旋碎流板对气液混合物的压降低于平面碎液板结构，降低了气液混合物的压降；
(4)碎流板的立体螺旋排列方式既可以消除由于碎流器的阻挡作用造成碎流器中心下方液体偏少的不利情况，又能够使液体旋转分散开，提高碎流雾化效果，改善液体的径向分配性能；
(5)多数情况下，液体由气体携带着经条缝进入弯管，流速较低，可以沉淀油品杂质，且弯管入口段下方为开放式空间，有效提高了分配器的容垢能力；
(6)当固体杂质堵塞条缝时，液相可随气体从弯管出口段上方进气孔溢流进弯管，从而实现气液两相的混合分配，所以本发明提供的气液分配器适用于原料中杂质含量较高或易结焦的成分较多的场合，操作弹性大，装置运行周期长； (7)本发明采用主体弯管式结构和立体螺旋式碎流器，抗塔板倾斜能力强;利用第一法兰、第二法兰和螺栓紧固件将气液分配器固定到塔盘板上，便于组装拆卸，结构简单，生产制造成本低。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中弯管的结构示意图；
图3为图1中碎流器的结构示意图。
[0020]图中:1、弯管，2、塔盘板，3、紧固件，4、碎流器，5、条缝，6、进气孔，7、第一法兰，8、入口段，9、第二法兰，10、出口段，11、连接件，12、碎流板。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0022]如图1至图3所示的一种抽吸溢流型气液分配器，它包括通过紧固件3安装在塔盘板2的开孔两侧的弯管I和碎流器4，弯管I的两端均敞口，弯管I入口段8的长度小于出口段10的长度，入口段8的底部均布有3条长条状条缝5，出口段10远离入口段8的侧壁上设有2个圆形进气孔6，进气孔6的最低位置高于条缝5的最高位置，弯管I通过安装在出口段10底部的第一法兰7固定在塔盘板2的开孔上方;弯管I的出口段10、塔盘板2的开孔与碎流器4同轴布置。
[0023]碎流器4包括3块呈立体螺旋状排布的平面碎流板12，3块碎流板12连接于同一个点，碎流板12通过连接件11固定在第二法兰9的底面上，碎流器4通过第二法兰9安装在塔盘板2的开孔下方，碎流器4的外沿直径大于弯管I的外径。
[0024]第一法兰7、第二法兰9、塔盘板2开孔的周围均设有相适配的螺栓孔。
[0025]本发明在使用时，气相分成两路进入分配器:一路气相由进气孔6进入弯管I，另一路气相抽吸携带液相从弯管I入口段8底部的条缝5进入弯管I，两路物流的流动方向基本垂直，高速的气相对气液混合物流产生剪切力，使气液得到更好的混合;从进气孔6进入的气相能够消除由弯管入口段8进入的气液两相混合物流在弯管出口段10的偏流现象，保证由弯管I出口段底部流出的气液混合物溅射到碎流器4的中心位置，在碎流板12的溅射作用下，均匀地分散到催化剂床层。
[0026]本发明中碎流板12以立体螺旋方式排列形成碎流器4，相邻两块碎流板12之间存在间隙，可以消除由于碎流器4的阻挡作用造成分配器中心下方液体偏少的不利情况，而碎流板12又可以对气液混合物进行再分配，消除弯管I出口段下方液体流量较大的现象，增大分配器出口气液混合物流的喷洒面积。弯管I出口段10底部流出的气液混合物溅射到碎流器4上，在碎流板12的作用下，会产生一定的旋转动量，既有助于提高碎流雾化效果，改善分配性能，又能够使液体旋转分散开，消除塔盘板倾斜所导致的偏流现象;气液混合物溅射到螺旋状碎流板上，对碎流板的冲击力弱，压降小。
[0027]由气体携带着液体经条缝5进入弯管I，流速较低，可以沉淀液相中的杂质，而弯管I入口段下方的开放式空间使得分配器具有很强的容垢能力。当原料中杂质含量较高或易结焦的成分较多时，若运行一段时间后，固体杂质堵塞条缝，气相无法抽吸携带液相进入弯管I，液相也可以随气体从弯管I出口段上方进气孔6溢流进弯管I，从而实现气液两相的混合分配。因此，本发明适用于原料中杂质含量较高或易结焦的成分较多的场合，操作弹性大，装置运行周期长。
[0028]本发明将抽吸型和溢流型气液分配器的优点集为一体，具有分配性能好、压降小、容垢空间大、抗塔板倾斜能力强、操作弹性大、使用范围广、结构简单、制造方便、易于安装、牢固稳定等优点，且能在一定程度上延长反应器的运行周期。
【主权项】
1.一种抽吸溢流型气液分配器，它包括通过紧固件(3)安装在塔盘板(2)的开孔两侧的弯管(I)和碎流器(4)，弯管(I)的两端均敞口，其特征在于:所述弯管(I)入口段(8)的长度小于出口段(10)的长度，入口段(8)的底部均布有数条条缝(5)，出口段(10)远离入口段(8)的侧壁上设有数个进气孔(6)，弯管(I)通过安装在出口段(10)底部的第一法兰(7)固定在塔盘板(2)的开孔上方;弯管(I)的出口段(10)、塔盘板(2)的开孔与碎流器(4)同轴布置。2.根据权利要求1所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于:所述碎流器(4)包括数块呈立体螺旋状排布的碎流板(12 )，碎流板(12)通过连接件(11)固定在第二法兰(9 )的底面上，碎流器(4)通过第二法兰(9)安装在塔盘板(2)的开孔下方，碎流器(4)的外沿直径大于弯管(I)的外径。3.根据权利要求1或2所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于:所述第一法兰(7)、第二法兰(9)、塔盘板(2)开孔的周围均设有相适配的螺栓孔。4.根据权利要求3所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于:所述进气孔(6)的最低位置高于条缝(5)的最高位置。5.根据权利要求4所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于:所述进气孔(6)的数量为1-3个，进气孔(6)的形状为圆形或多边形。6.根据权利要求5所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于:所述条缝(5)的数量为2-6条，条缝(5 )的形状为长条状或螺旋状。7.根据权利要求6所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于:所述碎流板(4)的数量为3-6块。8.根据权利要求7所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于:所述碎流板(4)的形状为平面板或曲面板。
【文档编号】B01J8/02GK106076207SQ201610690167
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月19日 公开号201610690167.4, CN 106076207 A, CN 106076207A, CN 201610690167, CN-A-106076207, CN106076207 A, CN106076207A, CN201610690167, CN201610690167.4
【发明人】王密, 王振元, 范飞, 申玲, 周晴晴, 董笑丽, 白滨荣
【申请人】兰州兰石集团有限公司