补充物料预分配装置、流体混合分配设备及多段进料式反应器制造方法及图纸

本公开涉及一种补充物料预分配装置、流体混合分配设备及多段进料式反应器。该补充物料预分配装置，用于布置在多段进料式反应器的上下两级固体颗粒床层之间，包括用于与反应器的补充物料入口连通的环形管(5)，所述环形管(5)与所述反应器同轴布置，且该环形管(5)的管壁设有均匀分布的多个喷孔(18)，以用于与从上一级固体颗粒床层(2)得到的上层反应物料混合。本公开的补充物料预分配装置能够明显提高补充物料在床层截面的分布均匀性。本公开的流体混合分配设备采用补充物料变质量流预分配及旋流抽吸强化混合方式，显著提高了混合效率，可有效消除床层截面物料组成浓度分布梯度，流体通过压降低。

Supplementary material pre-distributor, fluid mixing distributor and multi-stage feed reactor

The present disclosure relates to a supplementary material pre-distribution device, a fluid mixing distribution device and a multi-stage feed reactor. The supplementary material pre-distribution device is arranged between the upper and lower two stages of solid particle beds in a multi-stage feed reactor, including an annular tube (5) connected with the feed material inlet of the reactor, the annular tube (5) is coaxially arranged with the reactor, and the tube wall of the annular tube (5) is provided with uniformly distributed multiple nozzles (18) for obtaining from the upper solid particle bed (2). The upper reaction material is mixed. The pre-distribution device of the supplementary material disclosed in the present invention can significantly improve the uniformity of the distribution of the supplementary material in the cross section of the bed. The fluid mixing and distributing equipment of the present disclosure adopts variable mass flow pre-distribution of supplementary materials and cyclone suction to enhance mixing mode, which significantly improves mixing efficiency, effectively eliminates the gradient of material composition concentration distribution in the cross section of the bed, and reduces fluid pressure through the bed.

【技术实现步骤摘要】
补充物料预分配装置、流体混合分配设备及多段进料式反应器
本公开涉及石油化工设备领域，具体地，涉及一种补充物料预分配装置、流体混合分配设备及多段进料式反应器。
技术介绍
目前，炼油工业的最主要任务之一是提供运输燃料，汽油作为一种重要的运输燃料，被广泛的应用于交通运输等行业中。随着汽油消耗量的增加和环保标准的日益严格，围绕着如何解决汽油清洁化生产的问题成为研究和讨论的热点。在强酸的作用下，以异构烷烃(主要是异丁烷)和烯烃(C3～C5烯烃)为原料生成烷基化油的技术为汽油的清洁化生产提供了可能。烷基化油具有较高的辛烷值和较低的蒸汽压，主要由饱和烃组成，且不含硫、氮、烯烃和芳烃等物质，因而被称为清洁化汽油，是航空汽油和车用汽油理想的调和组分。烷基化技术按催化剂形式可以分为液体酸烷基化和固体酸烷基化。目前，世界范围内约90％的烷基化产能是由液体酸烷基化技术(硫酸法和氢氟酸法)提供的，虽然液体酸烷基化技术比较成熟，且具有较好的反应选择性，但是也存在很多问题，比如液体酸烷基化过程都存在设备腐蚀严重的问题。除此之外，对于硫酸法而言，其过程耗酸量巨大，大量的废酸在运输和处理上都存在一定的安全隐患，对于氢氟酸法而言，由于氢氟酸具有较强的腐蚀性和毒性，而且容易挥发，会对人体造成很大的伤害。因此，与之对比，采用固体酸作为催化剂，不仅不会对环境造成污染，而且不存在设备腐蚀的问题，可以视为一种绿色的烷基化工艺技术，具有很好的发展前景。为了保持一定的反应活性周期，固体酸烷基化过程需要在较大的烷烯比条件下操作以避免固体酸催化剂过快失活，但烷烯比过高会增加过程能耗且影响反应的选择性。研究发现，固定床反应器中催化剂活性和物料浓度随物料流动方向逐渐发生变化。因此，可采用与固体酸烷基化工艺相匹配的多段进料式反应器技术，合理设置催化剂床层结构并在催化剂床层间补充消耗掉的新鲜烯烃原料以维持适宜的物料浓度，既可以满足每段催化剂床层内的烷烯比需求也可显著降低整个反应器内过大的烷烯比，对于有效延长催化剂寿命、降低装置操作能耗和提高固体酸烷基化工艺技术经济性具有重要意义。CN1123372C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，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。该设备能提供有比较好的流体分配效果，但补充物料与主流体整体混合效果欠佳，且复杂的腔室结构增加了流体通过设备时的压降。CN101056684B公开了一种用于多段进料式固定床塔器中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。该设备对低床层塔器内流体有良好的分配效果，但补充物料进入塔器内易出现整体性偏流和局部高速射流，用于高烷烯比烷基化工艺装置会造成催化剂过早失活和过高的能耗损失；且固体颗粒支撑与流体混合分配部件一体化用于烷基化工艺装置难以工程实施。CN201592090U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，但压降偏高，用于高烷烯比烷基化工艺装置易出现整体性偏流问题。综上所述，多床层固定床塔器中现有流体混合分配设备主要存在以下问题：(1)设备中补充物料混合效果差，易出现整体性偏流和显著的浓度分布梯度。(2)设备内部结构复杂，压降偏高其工程实施困难。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种补充物料预分配装置和流体混合分配设备，上述设备补充物料分配均匀、混合效果好、结构简单且压降低。为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种补充物料预分配装置，用于布置在多段进料式反应器的上下两级固体颗粒床层之间，该装置包括用于与反应器的补充物料入口连通的环形管，所述环形管与所述反应器同轴布置，且该环形管的管壁设有均匀分布的多个喷孔，以用于与从上一级固体颗粒床层得到的上层反应物料混合。可选地，所述环形管上均匀分布有2个所述喷孔，2个所述喷孔位于所述环形管内侧。可选地，所述喷孔的开孔向上倾斜，所述喷孔的开孔方向与环形管所在平面的夹角为30°～60°。本公开第二方面提供一种流体混合分配设备，用于布置在多段进料式反应器的上下两级固体颗粒床层之间，该设备包括：流体收集装置，用于收集从上一级固体颗粒床层得到的上层反应物料；本公开第一方面所述的补充物料预分配装置；以及流体混合装置，设置于所述环形管内侧，且所述流体混合装置的入口分别与所述流体收集装置和所述喷孔连通，以容纳所述上层反应物料和所述补充物料，所述流体混合装置的出口用于与下一级固体颗粒床层连通。可选地，所述流体收集装置包括与所述环形管同轴设置的收集塔盘，所述收集塔盘的边缘用于与所述多段进料式反应器的内壁密封连接；所述流体混合装置和所述补充物料预分配装置分别设置于所述收集塔盘上，所述流体混合装置的出口贯穿所述收集塔盘以与所述收集塔盘的下部空间连通。可选地，所述流体混合装置包括与所述收集塔盘同轴设置的混合筒，所述混合筒的顶部设有封闭盖板、筒壁设有多个节流孔，以形成所述流体混合装置的入口；所述混合筒内设有降液管，所述降液管的顶端与所述封闭盖板留有间隙、底端穿过所述收集塔盘，以形成所述流体混合装置的出口。可选地，所述节流孔轴向贯通所述混合筒的筒壁，所述节流孔的一侧连接有向筒内延伸的导流板，以在所述导流板和所述混合筒的筒壁间形成内外连通的变截面流道。可选地，所述降液管外同轴套设有圆筒，所述圆筒的顶端与所述封闭盖板固定连接、底端与所述收集塔板留有间隙，所述圆筒的底端低于所述降液管的顶端，且圆筒底边缘形成有缺口。可选地，所述缺口为多个并沿所述圆筒的周向等间隔设置。可选地，该设备包括与所述流体混合装置的出口连通的流体再分配装置；所述流体再分配装置包括沿反应器径向设置的预分配板，所述预分配板间隔设置于所述流体混合装置的出口下方并覆盖所述出口，所述预分配板上分布有第一通孔。可选地，所述流体混合分配设备还包括阻尼再分配板，所述阻尼再分配板平行间隔设置于所述预分配板下方，所述阻尼再分配板上分布有第二通孔。本公开第三方面提供一种多段进料式反应器，包括多级固体颗粒床层，相邻两级的所述固体颗粒床层之间设有补充物料入口，该反应器包括本公开第一方面所述的补充物料预分配装置或本公开第二方面所述的流体混合分配设备，所述的补充物料预分配装置或所述流体混合分配设备设置于上下两级固体颗粒床层之间，所述环形管与所述反应器同轴设置，且所述环形管与所述补充物料入口连通。可选地，位于所述流体混合分配设备上方的上一级固体颗粒床层的底部设有固体颗粒支撑部件，所述固体颗粒支撑部件包括支撑网和支撑梁，所述支撑网覆盖所述上一级固体颗粒床层的底部；所述支撑梁包括互相连接的多个倒T型单元，多个倒T型单元均匀分布于所述支撑网下方且与所述多段进料式反应器的壳体固定连接。通过上述技术方案，本公开的补充物料预分配装置能够明显提高补充物料在床层截面的分布均匀性，该预分配装置结构简单，便于制造和安装。本公开的流体混合分配设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种补充物料预分配装置，用于布置在多段进料式反应器的上下两级固体颗粒床层之间，其特征在于，该装置包括用于与反应器的补充物料入口连通的环形管(5)，所述环形管(5)与所述反应器同轴布置，且该环形管(5)的管壁设有均匀分布的多个喷孔(18)，以用于与从上一级固体颗粒床层(2)得到的上层反应物料混合。

【技术特征摘要】
1.一种补充物料预分配装置，用于布置在多段进料式反应器的上下两级固体颗粒床层之间，其特征在于，该装置包括用于与反应器的补充物料入口连通的环形管(5)，所述环形管(5)与所述反应器同轴布置，且该环形管(5)的管壁设有均匀分布的多个喷孔(18)，以用于与从上一级固体颗粒床层(2)得到的上层反应物料混合。2.根据权利要求1所述的补充物料预分配装置，其特征在于，所述环形管(5)上均匀分布有2个所述喷孔(18)，2个所述喷孔(18)位于所述环形管(5)内侧。3.根据权利要求1所述的补充物料预分配装置，其特征在于，所述喷孔(18)的开孔向上倾斜，所述喷孔(18)的开孔方向与环形管(5)所在平面的夹角为30°～60°。4.一种流体混合分配设备，用于布置在多段进料式反应器的上下两级固体颗粒床层之间，其特征在于，该设备包括：流体收集装置，用于收集从上一级固体颗粒床层(2)得到的上层反应物料；权利要求1～3中任意一项所述的补充物料预分配装置；以及流体混合装置，设置于所述环形管(5)内侧，且所述流体混合装置的入口分别与所述流体收集装置和所述喷孔(18)连通，以容纳所述上层反应物料和所述补充物料，所述流体混合装置的出口用于与下一级固体颗粒床层(9)连通。5.根据权利要求4所述的流体混合分配设备，其特征在于，所述流体收集装置包括与所述环形管(5)同轴设置的收集塔盘(6)，所述收集塔盘(6)的边缘用于与所述多段进料式反应器的内壁密封连接；所述流体混合装置和所述补充物料预分配装置分别设置于所述收集塔盘(6)上，所述流体混合装置的出口贯穿所述收集塔盘(6)以与所述收集塔盘(6)的下部空间连通。6.根据权利要求5所述的流体混合分配设备，其特征在于，所述流体混合装置包括与所述收集塔盘(6)同轴设置的混合筒(17)，所述混合筒(17)的顶部设有封闭盖板(16)、筒壁设有多个节流孔(11)，以形成所述流体混合装置的入口；所述混合筒(17)内设有降液管(15)，所述降液管(15)的顶端与所述封闭盖板(16)留有间隙、底端穿过所述收集塔盘(6)，以形成所述流体混合装置的出口。7.根据权利要求6所述的流体混合分配设备，其特征在于，所述节流孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少兵，毛俊义，朱振兴，胡立峰，王厚朋，秦娅，
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：新型
国别省市：北京,11