用于固体粒子床层的流体混合分布器、设备和容器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于固体粒子床层的流体混合分布器、设备和容器，该流体混合分布器(8)包括流体分配管(10)、流体接收管(9)、以及与流体分配管(10)连通的流体连通管(22)，所述流体接收管(9)沿轴向从流体分配管(10)向上延伸且与流体分配管(10)相连通，所述流体接收管(9)上扣合有流体混合帽(16)，所述流体混合帽(16)与所述流体接收管(9)之间形成有供流体通过的环隙(91)，每个流体分配管(10)上形成有流体分配口(24)。本发明专利技术提供的流体混合分布器和设备能够提高设置有固体粒子床层的容器中流体流动均匀性，使流体充分混合，降低流体流经时的压降。

【技术实现步骤摘要】
用于固体粒子床层的流体混合分布器、设备和容器
本专利技术涉及一种用于固体粒子床层的流体混合分布器、设备和容器。
技术介绍
石油化工领域中，在含有固体粒子的容器中进行的流体与固体粒子接触的过程被广泛用于诸如吸附分离、催化反应等操作中。其中吸附分离是石油化工中常用的分离技术，对于结构相近、沸点差很小的混合物的提纯具有非常好的效果。用于吸附分离的设备有固定床、移动床和模拟移动床，其中模拟移动床是目前吸附分离采用的主要设备。在模拟移动床中，可将固定相吸附剂设想为是逆于物料移动方向运动，待分离混合物料在分离工作区中部的某一点被连续输入，选定两个方向流动的流速的比率，料液自入口处就分成逆向流动的两部分，以进料入口为参考点，吸附剂似乎吸附了产品向上移动，因此称为“模拟移动床”。在进料点以上的位置越高，产品纯度就越高，而副产品却是在相反方向富集。模拟移动床的生产能力和分离效率比固定吸附床高，又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流。当流体流经含有固体粒子床层的模拟移动床、固定床这种分离或反应设备时，需要在设备内部设置一个或多个流体混合分布设备，将设备中的固体离子分成两个或多个固体粒子床层。流体混合分布设备设置在最上部的固体粒子床层之上和两个固体粒子床层之间，可以使通过该设备内的截面区域的流体混合更充分，流动更均匀，从而提高操作的效率。例如，设置流体混合分布设备可以降低甚至消除固体粒子床层内的沟流、短路和流动死区，从而减少径向温差以及流体浓度的变化。中国专利CN201010514190.0公开了一种流体收集、混合、分布设备，沿容器的主轴方向从上到下通常包括以下部件：上床层支撑部件，流体收集部件，流体整流部件，下表面流体分布部件。流体收集部件位于上床层支撑部件下方，各部件以合理的间隔依次排布。该设备独特的流体整流部件使通过设备的流体获得更均匀的流动。另外该设备具有多种外部形状，能适应各种规模和安装要求的容器的使用需要。中国专利CN201020000158.6公开了一种液体收集混合分配装置。该设备的特点是内部设置若干用于强化流体混合的迷宫构件。迷宫构件延长了流体混合的时间，强化的流体间的混合效果。中国专利CN200580039141.3公开了一种用于流体-固体接触容器中的固体粒子床之间的混合器-分布器-收集器设备。该设备包括用于保持固体粒子的上部床层，并且容许流体向下流经所述混合器-分布器-收集器设备的上边界；位于上边界之下并与该上边界间隔开的流体分布器；上述两者之间并且和两者分别隔开的流体偏转板；贯穿偏转板的至少一个通道；还包括选自穿孔板、丝网、栅格、多孔固体、蜂窝状物体及其组合的流量控制器。该设备在直径较小的容器内，对流体具有良好的分布效果。但是在直径较大的容器内，流体在设备中的流动路径较长时，流体通过该设备时存在比较明显的流动死区，局部会产生高速射流，流体的混合分配效果一般。中国专利CN99810540.6公开了一种流体分配-收集系统，该设备包括用于混合、分配或抽出流体的若干分配盘和若干板条。该系统具有两个腔室，其中一个腔室进行外部流体的引入，另一个腔室进行容器内流体的抽出。在操作过程中，进行流体的导入或抽出的操作切换时，无须对管道进行冲洗。该设备能提供有比较好的流体分配效果，但是内部结构复杂，腔室数量的增加导致管道数量的增加，减小了容器内的有效体积。该设备外形结构比较单一，适合用于规模较大的容器，对于较小的容器，安装该设备比较困难。综上所述，目前使用的流体混合分布设备还存在以下问题需要改进：(1)流体在大型设备中的流动路径较长，容易形成流动死区。(2)流体在大型设备内存在比较大的浓度梯度，流体混合不充分。(3)复杂的内部结构导致流体流经设备时的压降较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于固体粒子床层的流体混合分布器、设备和容器，本专利技术提供的流体混合分布器和设备能够提高设置有固体粒子床层的容器中流体流动均匀性，使流体充分混合，降低流体流经时的压降。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于固体粒子床层的流体混合分布器，该流体混合分布器包括流体分配管、流体接收管、以及与流体分配管连通的流体连通管，所述流体接收管沿轴向从流体分配管向上延伸且与流体分配管相连通，所述流体接收管上扣合有流体混合帽，所述流体混合帽与所述流体接收管之间形成有供流体通过的环隙，每个流体分配管上形成有流体分配口。优选地，所述流体分配管为多个且沿流体连通管轴向并排布置，所述流体连通管与每个流体分配管连接。优选地，所述流体接收管外径与所述流体混合帽的内径之比为1：(1.2-10)，所述流体接收管与所述流体分配管的内径之比为1：(1-10)，相邻流体分配管的间距与所述流体分配管外径的比值为(1.5-100)：1，所述流体连通管与所述流体分配管的内径之比为1：(1-5)；所述流体分配口为小孔或条缝，所述流体分配口的宽度为1.5-10毫米，相邻流体分配口的间距为2-50毫米，每个所述流体分配管上流体分配口的总开口面积与该流体分配管的表面积的比例为1：(5-100)。本专利技术还提供一种用于固体粒子床层的流体混合分布设备，该流体混合分布设备包括上床层支撑部件、下床层流体分布部件、设置于所述上床层支撑部件和下床层流体分布部件之间的流体收集板、以及本专利技术所提供的流体混合分布器，所述上床层支撑部件与流体收集板之间形成上层空间，所述流体收集板与所述下床层流体分布部件之间形成下层空间，所述上床层支撑部件上方的空间通过所述上床层支撑部件与所述上层空间流体连通；所述流体混合分布器的流体连通管和流体分配管设置于所述流体收集板下方的下层空间中，所述流体接收管由下至上穿过所述流体收集板且所述流体混合帽设置于所述流体收集板上方的上层空间中，所述上层空间仅通过所述环隙、流体接收管、流体连通管和流体分配管与所述下层空间流体连通。优选地，所述上床层支撑部件包括固体颗粒阻挡层和设置于所述固体颗粒阻挡层下方用于支撑固体颗粒阻挡层的支撑层；所述固体颗粒阻挡层由选自丝网、格栅、多孔筛板和蜂窝状材料的至少一种构成，所述支撑层为支撑条和/或支撑板。优选地，所述下床层流体分布部件由金属丝网或多孔材料构成，设置或不设置有支撑层；所述下床层流体分布部件的总开孔面积与所述下床层流体分布部件横截面积的比例为1:(5-100)。优选地，所述下床层流体分布部件与所述流体收集板之间的距离为H，下床层流体分布部件中相邻开孔的平均中心线距离为MG，H与MG的比值为2-100。优选地，所述流体收集板上形成有供流体接收管所穿过的开孔，所述流体收集板的总开孔面积与所述流体收集板的横截面积的比例为1：(5-200)。优选地，所述设备还设置有流体导入抽出部件和导入抽出管，所述流体导入抽出部件与所述导入抽出管流体连通，所述导入抽出管用于流体连通固体粒子床层外部的物料储罐；所述流体导入抽出部件为中空管，且侧壁设置有多个流体导入抽出口，所述流体导入抽出口为小孔或条缝。优选地，所述流体导入抽出口的宽度为1.5-10毫米，相邻流体导入抽出口的间距为5-100毫米，所述流体导入抽出口的总开口面积与所述流体导入抽出部件的侧壁面积之比为1：(5-100)。优选地，所述流体接收管和流体混合帽分布于所述流体导入抽出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于固体粒子床层的流体混合分布器，该流体混合分布器(8)包括流体分配管(10)、流体接收管(9)、以及与流体分配管(10)连通的流体连通管(22)，所述流体接收管(9)沿轴向从流体分配管(10)向上延伸且与流体分配管(10)相连通，所述流体接收管(9)上扣合有流体混合帽(16)，所述流体混合帽(16)与所述流体接收管(9)之间形成有供流体通过的环隙(91)，每个流体分配管(10)上形成有流体分配口(24)。

【技术特征摘要】
1.一种用于固体粒子床层的流体混合分布器，该流体混合分布器(8)包括流体分配管(10)、流体接收管(9)、以及与流体分配管(10)连通的流体连通管(22)，所述流体接收管(9)沿轴向从流体分配管(10)向上延伸且与流体分配管(10)相连通，所述流体接收管(9)上扣合有流体混合帽(16)，所述流体混合帽(16)与所述流体接收管(9)之间形成有供流体通过的环隙(91)，每个流体分配管(10)上形成有流体分配口(24)。2.根据权利要求1所述的流体混合分布器，其中，所述流体分配管(10)为多个且沿流体连通管(22)轴向并排布置，所述流体连通管(22)与每个流体分配管(10)连接。3.根据权利要求2所述流体混合分布器，其中，所述流体接收管(9)外径与所述流体混合帽(16)的内径之比为1：(1.2-10)，所述流体接收管(9)与所述流体分配管(10)的内径之比为1：(1-10)，相邻流体分配管(10)的间距与所述流体分配管(10)外径的比值为(1.5-100)：1，所述流体连通管(22)与所述流体分配管(10)的内径之比为1：(1-5)；所述流体分配口(24)为小孔或条缝，所述流体分配口(24)的宽度为1.5-10毫米，相邻流体分配口(24)的间距为2-50毫米，每个所述流体分配管(10)上流体分配口(24)的总开口面积与该流体分配管(10)的表面积的比例为1：(5-100)。4.一种用于固体粒子床层的流体混合分布设备，该流体混合分布设备(3)包括上床层支撑部件(5)、下床层流体分布部件(6)、设置于所述上床层支撑部件(5)和下床层流体分布部件(6)之间的流体收集板(7)、以及权利要求1、2或3所述的流体混合分布器(8)，所述上床层支撑部件(5)与流体收集板(7)之间形成上层空间(11)，所述流体收集板(7)与所述下床层流体分布部件(6)之间形成下层空间(12)，所述上床层支撑部件(5)上方的空间通过所述上床层支撑部件(5)与所述上层空间(11)流体连通；所述流体混合分布器(8)的流体连通管(22)和流体分配管(10)设置于所述流体收集板(7)下方的下层空间(12)中，所述流体接收管(9)由下至上穿过所述流体收集板(7)且所述流体混合帽(16)设置于所述流体收集板(7)上方的上层空间(11)中，所述上层空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴厚良，朱振兴，王少兵，毛俊义，郁灼，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11