一种气液多次折流混合的分布器、分布组件、加氢反应器的制作方法

本发明涉及石油炼制与化工，具体的说是一种气液多次折流混合的分布器、分布组件、加氢反应器。

背景技术：

1、加氢反应普遍存在于石油炼制及石油化工过程中，如加氢裂化、加氢精制反应等，加氢反应效果取决与两个主要因素，一是催化剂性能，二是反应器结构，能否充分发挥高活性催化剂应有效能的关键在于反应器的结构设置能否使固相(催化剂)-液相(原料油)-气相(氢气)充分且均匀的接触，从而达到气液两相充分反应的目的。其中，加氢反应器的核心构件-气液分布器对催化剂床层内气液混合物流分布状态起到决定作用，即气液分布器的气液分布性能直接影响反应物与催化剂接触时间的均匀性，影响催化剂表面被液相润湿的程度，若催化剂床层内气液混合物流分布不均匀则会形成偏流或者局部短路，进而造成部分催化剂被过度使用或者未充分使用，易出现床层的局部过热和催化剂结焦的现象，直接影响到催化剂利用率和产品分布，过大的催化剂床层径向温差易造成“飞温”导致装置频繁停工甚至威胁到装置安全，进而对炼厂的整体经济效益产生负面影响。

2、现有技术中，气液分布器包括主管和设置在主管下方的碎流板，主管上开设有进气口和位于进气口下方的进液口，其中，碎流板通过连接腿固定连接在主管下端管口上，且碎流板与主管下端管口之间形成流体通道，气相通过进气口进入主管，液相通过进液口进入主管内且与气相混合形成气液混合流体，气液混合流体向下流动与碎流板碰撞，部分混合流体向周围溅射扩散，最终通过流体通道流出分布器，该分布器中气液混合流只经过一次破碎混合，气液混合不充分造成其混合不均匀。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中气相和液相混合不均匀的问题，本发明提供一种气液多次折流混合的分布器、分布组件、加氢反应器，气相和液相能够实现多次折流混合，使气相和液相混合更加均匀。

2、为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种气液多次折流混合的分布器，包括混合通道，沿混合通道的长度方向具有气相入口，高速气相进入混合通道内产生负压吸入液相，气相与液相实现一次混合形成气液混合流，混合通道的下方具有外扩区，外扩区的下端开口由底板封闭，底板上分布有气液混合流出口；所述外扩区内通过弹性连接杆连接有碎流板，且碎流板的边缘超出混合通道的底部，并与混合通道的下端形成可变间隙通道；混合通道形成的气液混合流撞击到碎流板实现二次混合，并使碎流板产生振动，进而使气液混合流折流至外扩区内侧壁上实现三次混合，并被外扩区内侧壁折流至底板上实现四次混合，最终通过底板上的出口流出。

3、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的一种优化方案：所述混合通道为一根顶部封闭的主管，气相入口开设在主管的侧壁上，且主管的侧壁位于气相入口下方开设有能够供液相进入的吸液口。

4、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述碎流板的直径大于主管的直径且小于外扩区的直径，碎流板的边缘与外扩区的内侧壁之间形成折流通道。

5、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述碎流板的上表面分布有多条凸棱，凸棱使碎流板上表面形成波纹状。

6、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述底板包括与外扩区内侧壁连接的支撑环，支撑环内设置有多个相互平行的条形杆，相邻两个条形杆之间存在条缝形成气液混合流的出口。

7、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述底板为圆形板状结构，底板上开设有气液混合流的出口。

8、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述碎流板通过弹性连接杆与底板相连接。

9、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述混合通道内设置有能够沿气液流动方向往复移动的内管，碎流板与内管下端管口相连接，且内管下端与碎流板之间形成与外扩区内腔连通的流体通道，混合通道上具有位于气相入口下方的能够供液相进入的吸液口，气液混合流冲击碎流板带动内管沿混合通道发生移动，进而调整其遮挡吸液口的面积。

10、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述内管为圆筒状结构，所述混合通道由顶部封闭的圆筒形主管形成，且内管的顶端延伸至吸液口。

11、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述碎流板通过多根间隔分布的连接腿与内管的下端管口相连接，连接腿之间的间隙形成流体通道。

12、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述主管的侧壁设置沿其轴向分布的限位槽，在限位槽内滑动设置有与内管外侧壁连接的限位杆。

13、作为上述一种气液多次折流混合的分布器的另一种优化方案：所述限位杆的自由端伸入外扩区内腔内，且限位杆与外扩区顶部通过弹性连接杆相连接。

14、一种气液多次折流混合的分布组件，包括表面开设有多个分布孔的分布板，每个分布孔内设置有上述的分布器，分布器的主管穿过分布孔并垂直固定在分布板上，且外扩区位于分布板的下方，吸液口位于分布板的上方，吸液口与分布板之间形成吸液区。

15、一种气液多次折流混合的加氢反应器，该加氢反应器具有上述的分布组件。

16、与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

17、1、本发明提供了一种气液多次折流混合的分布器，高速气相通过气相入口进入混合通道内使混合通道内产生负压，然后将液相吸入混合通道内，气相和液相在混合通道内混合实现一次混合形成气液混合流，气液混合流继续向下移动撞击到碎流板后实现二次混合，并且撞击碎流板使其折流到外扩区的内侧壁上实现三次混合，并折流到底板上实现四次混合，最终经底板上的气液混合流的出口流出分布器，即气液混合流在外扩区内经过多次折流混合，延长了气相和液相的接触时间，且液相在折流撞击时破碎成小液滴，加强了气液混合使混合更加均匀；同时，气液混合流撞击碎流板使其发生上下振动，且碎流板的上表面为波纹状，会使碎流板上的气液混合流发生自激振动，强化了气液混合流的湍动程度，进一步加强气液两相的混合。

18、2、本发明中，气相流量增大或者减小会增加或者减小对碎流板的冲击力，即碎流板向下或者向上移动带动内管向下或者向上滑动，进而调整其遮挡吸液口的面积使吸液口增大或者减小，最终导致进液量增加或者减小，即能够根据气相流量自动调节进液量。

技术特征：

1.一种气液多次折流混合的分布器，包括混合通道(1)，沿混合通道(1)的长度方向具有气相入口(101)，高速气相进入混合通道(1)内产生负压吸入液相，气相与液相实现一次混合形成气液混合流，其特征在于：混合通道(1)的下方具有外扩区(2)，外扩区(2)的下端开口由底板(3)封闭，底板(3)上分布有气液混合流出口；所述外扩区(2)内通过弹性连接杆(201)连接有碎流板(4)，且碎流板(4)的边缘超出混合通道(1)的底部，并与混合通道(1)的下端形成可变间隙通道；混合通道(1)形成的气液混合流撞击到碎流板(4)实现二次混合，并使碎流板(4)产生振动，进而使气液混合流折流至外扩区(2)内侧壁上实现三次混合，并被外扩区(2)内侧壁折流至底板(3)上实现四次混合，最终通过底板(3)上的出口流出。

2.如权利要求1所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述混合通道(1)为一根顶部封闭的主管(102)，气相入口(101)开设在主管(102)的侧壁上，且主管(102)的侧壁位于气相入口(101)下方开设有能够供液相进入的吸液口(103)。

3.如权利要求2所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述碎流板(4)的直径大于主管(102)的直径且小于外扩区(2)的直径，碎流板(4)的边缘与外扩区(2)的内侧壁之间形成折流通道(401)。

4.如权利要求1所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述碎流板(4)的上表面分布有多条凸棱(402)，凸棱(402)使碎流板(4)上表面形成波纹状。

5.如权利要求1所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述底板(3)包括与外扩区(2)内侧壁连接的支撑环(301)，支撑环(301)内设置有多个相互平行的条形杆(302)，相邻两个条形杆(302)之间存在条缝(303)形成气液混合流的出口。

6.如权利要求1所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述底板(3)为圆形板状结构，底板(3)上开设有气液混合流的出口。

7.如权利要求1所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述碎流板(4)通过弹性连接杆(201)与底板(3)相连接。

8.如权利要求1所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述混合通道(1)内设置有能够沿气液流动方向往复移动的内管(5)，碎流板(4)与内管(5)下端管口相连接，且内管(5)下端与碎流板(4)之间形成与外扩区(2)内腔连通的流体通道(503)，混合通道(1)上具有位于气相入口(101)下方的能够供液相进入的吸液口(103)，气液混合流冲击碎流板(4)带动内管(5)沿混合通道(1)发生移动，进而调整其遮挡吸液口(103)的面积。

9.如权利要求8所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述内管(5)为圆筒状结构，所述混合通道(1)由顶部封闭的圆筒形主管(102)形成，且内管(5)的顶端延伸至吸液口(103)。

10.如权利要求8所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述碎流板(4)通过多根间隔分布的连接腿(502)与内管(5)的下端管口相连接，连接腿(502)之间的间隙形成流体通道(503)。

11.如权利要求8所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述主管(102)的侧壁设置沿其轴向分布的限位槽(104)，在限位槽(104)内滑动设置有与内管(5)外侧壁连接的限位杆(501)。

12.如权利要求11所述的一种气液多次折流混合的分布器，其特征在于：所述限位杆(501)的自由端伸入外扩区(2)内腔内，且限位杆(501)与外扩区(2)顶部通过弹性连接杆(201)相连接。

13.一种气液多次折流混合的分布组件，包括表面开设有多个分布孔的分布板(6)，其特征在于：每个分布孔内设置有如权利要求1至12中任意权利要求所述的分布器，分布器的主管(102)穿过分布孔并垂直固定在分布板(6)上，且外扩区(2)位于分布板(6)的下方，吸液口(103)位于分布板(6)的上方，吸液口(103)与分布板(6)之间形成吸液区(601)。

14.一种气液多次折流混合的加氢反应器，其特征在于：该加氢反应器具有如权利要求13所述的分布组件。

技术总结
一种气液多次折流混合的分布器、分布组件、加氢反应器，包括混合通道，沿混合通道的长度方向具有气相入口，高速气相进入混合通道内产生负压吸入液相，气相与液相实现一次混合形成气液混合流，混合通道的下方具有外扩区，外扩区的下端开口由底板封闭，底板上分布有气液混合流出口；所述外扩区内通过弹性连接杆连接有碎流板，且碎流板的边缘超出混合通道的底部，并与混合通道的下端形成可变间隙通道；混合通道形成的气液混合流撞击到碎流板实现二次混合，并使碎流板产生振动，进而使气液混合流折流至外扩区内侧壁上实现三次混合，并被外扩区内侧壁折流至底板上实现四次混合，最终通过底板上的出口流出。本发明，气相和液相能够实现多次折流混合，使气相和液相混合更加均匀。

技术研发人员：程永攀,陈强,盛维武,陈险峰,李小婷,魏嘉
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14