溶氢器制造技术

本实用新型专利技术公开的溶氢器，包括溶氢器本体、多层溶氢元件和多个注氢管线，溶氢器本体设有容置腔、液相物料入口和混合物料出口，多层溶氢元件沿着所述容置腔的内壁自上而下叠错设置，所述溶氢元件包括一预分散平板、一膜层和至少一溢流挡板，所述预分散平板具有一厚度，所述预分散平板具有相对设置的一上表面和一下表面，所述预分散平板的内部具有中空腔体，所述上表面具有多个分布均匀的所述筛孔，且在所述上表面上覆盖所述膜层，所述筛孔与所述中空腔体连通，注氢管线与中空腔体连通；由于溶氢元件叠错设置，液相物料逐层经过溶氢元件且逐层加氢，增加了气液接触时间，进一步提高了液相物料的氢气的溶解量，达到了更好的溶氢效果。

Hydrogen dissolving device

The utility model discloses a hydrogen dissolver, which comprises a hydrogen dissolver body, a multi-layer hydrogen dissolver element and a plurality of hydrogen injection pipelines. The hydrogen dissolver body is provided with a holding chamber, an inlet of liquid material and an outlet of mixture material. The multi-layer hydrogen dissolver elements are stacked from top to bottom along the inner wall of the holding chamber. The hydrogen dissolver comprises a pre-dispersed plate, a film layer and at least one overflow baffle. The plate has a thickness, the pre-dispersed plate has a relatively arranged upper surface and a lower surface, the interior of the pre-dispersed plate has a hollow cavity, the upper surface has a plurality of uniformly distributed sieve holes, and the upper surface is covered with the film layer, the sieve holes are connected with the hollow cavity, and the hydrogen injection pipeline is connected with the hollow cavity due to the superposition of the hydrogen dissolving element. The misplacement of liquid phase materials through the hydrogen dissolving elements layer by layer and hydrogenation layer by layer increases the gas-liquid contact time, further improves the amount of hydrogen dissolving in liquid phase materials, and achieves better hydrogen dissolving effect.

【技术实现步骤摘要】
溶氢器
本技术涉及含烃物料的加氢转化，特别涉及一种液相加氢反应系统中的溶氢器以及溶氢器内的溶氢元件。
技术介绍
目前全球炼油行业均面临着原油质量趋差，加工难度和成本日益增加的挑战。而中国炼油企业普遍存在着加氢能力不足、加氢装置投资成本及操作、维护费用较高的问题。如何在保证油品质量的同时降低投资和减少操作费用，是加氢技术攻关的重要方面。传统的固定床技术中，通常采用三相反应(气/液/固体催化剂)。在此三相体系中，首先由于反应器中的连续相为气体，通常需要大量的氢气来维持气相的连续流动；其次加氢反应一般为高放热反应，为了维持反应温度同样需要通入过量的氢气来带走催化剂床层的热量；再者维持较高的氢分压有利于加氢反应的进行，同时还可抑制焦炭生成以延长催化剂的使用寿命。由于上述几个方面的影响，整个反应过程中，提供大量过量的氢气是十分必要的。因此，一般的加氢工艺中，循环氢压缩机作为加氢过程的关键设备，投资占整个加氢成本的比例较高，除此之外，氢气的换热系统能耗也较大，循环氢的净化系统也使整个工艺流程变得更加复杂，增加了工艺流程的复杂性和费用。两相加氢工艺(例如液态原料和催化剂)的使用可以避免三相加氢工艺中循环氢系统的繁琐及高昂的设备成本及操作费用。液相加氢技术通过将氢气预先溶解于液体物料中来满足加氢反应所需氢气，取消了传统的氢气循环系统。反应器中表现为纯液相反应，也无需氢气的传质过程。反应器中的催化剂床层浸泡在液相物料里达到完全润湿，使得催化剂的全部活性中心都可以被利用进行反应，在得到相同产品质量降低的前提下，节省了所需催化剂总量，也使得反应器体积得以缩小，减小局部的催化剂结焦失活。以上所述均证明了液相加氢工艺具有明显优势和光明的发展前景。对于加氢裂化和含烃物料的加氢处理，由于原料特性，即使这些反应在纯液相中进行，反应本身亦需要大量的氢气完成反应。因此，液相物料的溶氢量至关重要，它决定了是否需要在现有的液相物料中添加稀释剂或溶剂来增加溶氢量，或决定了是否需要在加氢反应器中提供补氢措施以及进行产品馏分油的部分循环。US6428686和US6213835等公开的烃油液固两相加氢方法中，均采用在加氢反应器前预加氢的方式，通过将液相物料与稀释剂混合，得到更高的溶氢量和更好的溶氢效果，所述的稀释剂一般为对氢气具有相对较高的溶解度的物质，借此提高液相物料的氢气携带量。CN10280217A和CN101787305A等公开的烃油液固两相加氢方法中，均采用将新鲜原料油和部分循环油混合溶解大量氢气，之后将液相物料送入反应器中，以纯液相的状态与反应器中的固相催化剂进行反应。尽管上述专利均通过两相加氢的方式取消了循环氢的需求，进而节省了设备投资和操作费用，但仍然需要额外添加稀释剂或采用产品部分循环的方式来提高氢气在含烃液相物料中的溶解度，进而降低了加氢反应过程的原料处理量，反应效率也有所影响。综上所述，若在两相加氢反应之前，溶氢这一过程中达到更加优异的溶氢效果，即可在后续过程中得到更佳的反应效果，亦或减小产品循环量或取消反应器中床层间的补氢措施。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型的溶氢器，取消传统加氢工艺中的循环氢，并且不借助于在液相物料中添加稀释剂或循环油得到更优异的溶氢效果，将氢气足量且高度分散于含烃液相物料中。本技术公开了一种溶氢器，包括：一溶氢器本体，具有一容置腔，在所述溶氢器本体的上、下部分别设有液相物料入口和一混合物料出口，所述液相物料入口和所述混合物料出口均与所述容置腔连通；多层溶氢元件，沿着所述容置腔的内壁自上而下叠错设置，所述溶氢元件包括一预分散平板、一膜层和至少一溢流挡板，所述预分散平板具有一厚度，所述预分散平板具有相对设置的一上表面和一下表面，所述预分散平板的内部具有中空腔体，所述上表面具有多个分布均匀的筛孔，且在所述上表面上覆盖所述膜层，所述筛孔与所述中空腔体连通；奇数层设置有1个所述溶氢元件，奇数层的所述溶氢元件的预分散平板的相对两侧位置上均设置有所述溢流挡板，奇数层的所述溶氢元件的两侧形成溢流通道，所述预分散平板上未设置所述溢流挡板另两侧位置与所述容置腔的内壁连接；偶数层设置有2个溶氢元件，偶数层的每一溶氢元件的预分散平板的一侧设置所述溢流挡板，其它侧连接所述容置腔，两所述溢流挡板之间形成溢流通道；以及多个注氢管线，分别与每层的所述容器元件的所述中空腔体对应连接。于一实施例中，所述预分散平板和膜层构成一承接液相物料的承接面，所述溢流挡板、所述承接面和所述容置腔内壁共同围合形成供所述液相物料容置且同时溶氢的溶氢槽，上层所述溶氢元件的所述溢流挡板设置在对应相邻下层所述溶氢元件的承接面上方；所述液相物料自上而下流经每层的溶氢元件并逐层溶氢后经所述混合物料出口排出。于一实施例中，奇数层的所述溶氢元件位于所述容置腔的中间，奇数层的所述溢流通道位于所述容置腔的左、右两侧，偶数层的2个所述溶氢元件沿着所述容置腔的中心轴线呈镜像对称设置，偶数层的所述溢流通道位于所述容置腔的中部处。于一实施例中，所述液相物料入口正对所述溶氢元件的承接面，所述混合物料出口正对所述溶氢元件的溢流通道。于一实施例中，所述膜层为有机膜或无机膜，所述膜层具有纳米级孔径的微孔。于一实施例中，所述微孔的孔径10-1000纳米。于一实施例中，所述溶氢元件设有n层，n大于等于2且为自然数。于一实施例中，所述溶氢元件设有4层。于一实施例中，所述溶氢元件的个数大于3个。于一实施例中，所述筛孔为毫米级筛孔，所述筛孔的数量和直径根据溶氢器本体的尺寸设置。本技术的有益效果在于：与现有的溶氢器相比，本技术的技术方案由于将氢气通过纳米膜层分散形成纳米级微泡溶解于含烃液相物料中，能大大增加液相的氢气携带量。同时，由于氢气和液体的接触方式为错流式、多次接触，液体每流过一层溶氢元件就可以将未饱和氢的液相进一步进行溶氢，增加了气液接触时间，进一步提高了氢气的溶解量，加强了溶氢效果。即使不借助于稀释剂或循环油，也能够将氢气高度分散并快速溶解在液相物料中，从而在后续的有催化剂存在的加氢反应中达到更好的反应效果。当加氢反应所需的氢气量较少时，甚至可以取消后续反应器中的补氢措施。以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述，但不作为对本技术的限定。附图说明图1为本技术第一实施例的溶氢器的结构示意图；图2A为奇数层的第一溶氢元件的俯视图；图2B为偶数层的第二溶氢元件的俯视图；图3为溶氢元件的结构示意图；图4A为预分散平板的正视图；图4B预分散平板的俯视图；图4C预分散平板的另一俯视图；图5为本技术第二实施例的溶氢器的结构示意图；图6为图5的左视图；图7为第三溶氢元件的俯视图。其中附图标记为：溶氢器1容置腔10液相物料入口101混合物料出口102第一溶氢元件21第二溶氢元件22第三溶氢元件23溢流通道210、220、230预分散平板221中空腔体2211筛孔2212上表面2213下表面2214膜层222溢流挡板200注氢管线3具体实施方式参照图1和图5，图1为本技术第一实施例的溶氢器的结构示意图；图5为本技术第二实施例的溶氢器的结构示意图；溶氢器1包含溶氢器本体、多层溶氢元件以及多个注氢管线3。溶氢器本体较佳系以方形体或圆柱形体，溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶氢器，其特征在于，包含：一溶氢器本体，具有一容置腔，在所述溶氢器本体的上、下部分别设有液相物料入口和一混合物料出口，所述液相物料入口和所述混合物料出口均与所述容置腔连通；多层溶氢元件，沿着所述容置腔的内壁自上而下叠错设置，所述溶氢元件包括一预分散平板、一膜层和至少一溢流挡板，所述预分散平板具有一厚度，所述预分散平板具有相对设置的一上表面和一下表面，所述预分散平板的内部具有中空腔体，所述上表面具有多个分布均匀的筛孔，且在所述上表面上覆盖所述膜层，所述筛孔与所述中空腔体连通；奇数层设置有1个所述溶氢元件，奇数层的所述溶氢元件的预分散平板的相对两侧位置上均设置有所述溢流挡板，奇数层的所述溶氢元件的两侧形成溢流通道，所述预分散平板上未设置所述溢流挡板另两侧位置与所述容置腔的内壁连接；偶数层设置有2个溶氢元件，偶数层的每一溶氢元件的预分散平板的一侧设置所述溢流挡板，其它侧连接所述容置腔，两所述溢流挡板之间形成溢流通道；以及多个注氢管线，分别与每层的所述溶氢元件的所述中空腔体对应连接。

【技术特征摘要】
1.一种溶氢器，其特征在于，包含：一溶氢器本体，具有一容置腔，在所述溶氢器本体的上、下部分别设有液相物料入口和一混合物料出口，所述液相物料入口和所述混合物料出口均与所述容置腔连通；多层溶氢元件，沿着所述容置腔的内壁自上而下叠错设置，所述溶氢元件包括一预分散平板、一膜层和至少一溢流挡板，所述预分散平板具有一厚度，所述预分散平板具有相对设置的一上表面和一下表面，所述预分散平板的内部具有中空腔体，所述上表面具有多个分布均匀的筛孔，且在所述上表面上覆盖所述膜层，所述筛孔与所述中空腔体连通；奇数层设置有1个所述溶氢元件，奇数层的所述溶氢元件的预分散平板的相对两侧位置上均设置有所述溢流挡板，奇数层的所述溶氢元件的两侧形成溢流通道，所述预分散平板上未设置所述溢流挡板另两侧位置与所述容置腔的内壁连接；偶数层设置有2个溶氢元件，偶数层的每一溶氢元件的预分散平板的一侧设置所述溢流挡板，其它侧连接所述容置腔，两所述溢流挡板之间形成溢流通道；以及多个注氢管线，分别与每层的所述溶氢元件的所述中空腔体对应连接。2.如权利要求1所述的溶氢器，其特征在于，所述预分散平板和膜层构成一承接液相物料的承接面，所述溢流挡板、所述承接面和所述容置腔内壁共同围合形成供所述液相物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉祎，王晶晶，付凯妹，庄梦琪，王燕，翟绪丽，张志华，谢彬，张占全，张雅琳，袁晓亮，余颖龙，王延飞，庞子翔，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11