一种微液滴气液分布器、分配组件和固定床加氢反应器制造技术

一种微液滴气液分布器、分配组件和固定床加氢反应器，属于石油化工领域，气相从混合通道顶端的气相入口进入混合通道内产生负压，进而由吸液口吸入液相与气相混合后，从混合通道的底端开口排出，吸液口将混合通道分为靠近气相入口的缓冲调节区和靠近底端开口的蓄液区，缓冲调节区密布条形的进液通道，且进液通道的宽度沿远离混合通道中心的方向逐渐增大。本发明专利技术使液相不仅能够从吸液口进入，还能够通过进液通道进入混合通道内，并且在通过进液通道的过程中，发生破碎雾化，利用气体流动通道的结构变化，改变气液两相混合流动的流速和压力，增加气液混合时的湍动程度，强化混合效果，并有效增加流动的均匀性。有效增加流动的均匀性。有效增加流动的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种微液滴气液分布器、分配组件和固定床加氢反应器


[0001]本专利技术涉及到石油化工领域，具体的说是一种微液滴气液分布器、分配组件和固定床加氢反应器。

技术介绍

[0002]在环保法规日趋严格的大背景下，各类石油产品中杂质含量的标准也日益提高，加氢技术作为清洁燃料生产过程中必不可少的技术，在炼厂生产中发挥重大作用，加氢技术包括加氢裂化、加氢精制等，加氢反应为放热反应，目前国内绝大多数采用下流式固定床反应器结构；反应物料由上而下流经催化剂床层，并在其作用下进行加氢反应。反应过程中，床层气液的不均匀分布会导致反应器内产生热点、催化剂结焦、飞温等，影响产品质量和不安全生产等危害，因此稳定的气液分布对提高反应器内的流动特性和催化剂利用率至关重要，气液分布设备则是反应器内对气液初始分布产生重要影响的内构件。
[0003]当前，加氢反应器尺寸逐渐趋于大型化，气液分配器的设计难度愈加增大，将常规的气液分配器直接应用到大型化反应器上时，极易出现床层间气液的不均匀分布现象。

技术实现思路

[0004]为解决现有的气液分配器应用于大型化加氢反应器时极易出现分布不均匀的现象，本专利技术提供了一种微液滴气液分布器、分配组件和固定床加氢反应器，利用气体流动通道的结构变化，改变气液两相混合流动的流速和压力，增加气液混合时的湍动程度，强化混合效果，并有效增加流动的均匀性。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种微液滴气液分布器，包括一条两端开口的混合通道，气相从混合通道顶端的气相入口进入混合通道内产生负压，进而由吸液口吸入液相与气相混合后，从混合通道的底端开口排出，所述吸液口将混合通道分为靠近气相入口的缓冲调节区和靠近底端开口的蓄液区，所述缓冲调节区密布条形的进液通道，且进液通道的宽度沿远离混合通道中心的方向逐渐增大。
[0006]作为上述微液滴气液分布器的一种优化方案，所述缓冲调节区和蓄液区沿气液流动方向的长度之比为1:1
‑
2。
[0007]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述进液通道最小宽度、最大宽度和进液通道长度的比值为1:3
‑
5:2
‑
5，相邻两个进液通道之间的距离与进液通道最小宽度之比为1000:1
‑
50。
[0008]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述混合通道的顶端上方具有一折流挡板，且折流挡板底面与混合通道顶端之间形成气相入口。
[0009]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述混合通道的底端开口处设置有扩散部，且扩散部的底端由表面密布气液出口的封板封闭。
[0010]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述封板由约翰逊网制成，约翰逊网的间隙形成气液出口；制成所述约翰逊网的金属丝条截面为等腰三角形，且金属丝条
的尖端朝向混合通道的方向。
[0011]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述约翰逊网的厚度为2
‑
3mm，丝条间隙的最窄处为10
‑
30μm。
[0012]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述扩散部的截面为等腰梯形，且等腰梯形两侧边延长线的夹角为60
‑
120
°
。
[0013]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述缓冲调节区为约翰逊网围成的筒状结构，约翰逊网的间隙形成进液通道；制成所述约翰逊网的金属丝条截面为等腰三角形，且金属丝条的尖端背向混合通道1的中心。
[0014]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述约翰逊网的厚度为2
‑
3mm，丝条间隙的最窄处为10
‑
30μm。
[0015]作为上述微液滴气液分布器的另一种优化方案，所述吸液口为对称设置的两个圆形通孔。
[0016]一种微液滴气液分配组件，包括分配盘，在分配盘上分布若干安装孔，每个安装孔内设置一个上述的微液滴气液分布器，且蓄液区的中上部处于分配盘的上方，蓄液区的底端处于分配盘下方。
[0017]一种固定床加氢反应器，包括设置在催化剂床层上方的气液分配组件，所述气液分配组件为上述的微液滴气液分配组件。
[0018]本专利技术的工作原理为气液两相通过反应器自上而下并行流动，由于反应器直径较大以及气液两相密度差距较大，在流动过程中气液两相在反应器径向方向分布不均匀，以及气液两相的相对分布也很难达到均匀，通过设置在催化剂床层之上的分配盘以及在分配盘上的若干分布器对物流进行均匀分配混合；
[0019]气液两相到达分布器顶部时，同时被分布器上方的折流板阻挡，液相在下方的分配盘上进行积累成液层，气相通过折流板下方的气相入口进入到混合通道(也称中心管)中。常规的管式分配器通过气相从大空间进入中心管中的加速效果，使中心管中形成负压，将分配盘上的液相吸入中心管中进行混合。
[0020]本专利技术将中心管的上部替换为约翰逊管，使液相不仅从液相入口进入中心管中，同时也从约翰逊管的缝隙进入中心管内。同时，约翰逊管的每个缝隙是个变径通道，液相通过追捕缩小的约翰逊缝隙，流速增加。进入中心管的液相空间突然变大，会发生破碎雾化现象。高流速动的雾化液相垂直与中心管中的气体撞击，强化了分布器的混合效果，混合后的微液滴气液两相流体自中心管向下流动至扩散口，扩散口为伞形物流在扩散口进行扩散后撞击在最下端的约翰逊板上，一部分气液两相撞击后相四周四散，进行第一轮简单分布，一部分气液两相通过约翰逊板的缝隙处，缝隙由宽变窄，物流通过每个缝隙就类似通过一种文丘里结构，液相以及气相通过若干小文丘里结构进行破碎分布；通过物理结构的设计，利用宏观分布与微液滴分布相结合的手段，加强加氢反应器中分布器的混合均布效果。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术通过将混合通道上部替换成表面密布特殊结构进液通道的缓冲调节区，使液相不仅能够从吸液口进入，还能够通过进液通道进入混合通道内，并且在通过进液通道的过程中，发生破碎雾化，利用气体流动通道的结构变化，改变气液两相混合流动的流速和压力，增加气液混合时的湍动程度，强化混合效果，并有效增加流动的均匀性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的结构示意图；
[0024]图2为图1中A
‑
A的截面示意图；
[0025]图3为缓冲调节区为约翰逊网时的管壁放大示意图；
[0026]图4为扩散部内封板是约翰逊板时的示意图；
[0027]附图标记：1、混合通道，101、缓冲调节区，102、蓄液区，103、吸液口，104、气相入口，105、折流挡板，106、封板，107、扩散部，2、分配盘。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细阐述，本专利技术以下各实施例中未做阐明的部分，均视为本领域技术人员所知晓或应当知晓的现有技术，比如分配盘的结构、约翰逊网的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微液滴气液分布器，包括一条两端开口的混合通道(1)，气相从混合通道(1)顶端的气相入口(104)进入混合通道(1)内产生负压，进而由吸液口(103)吸入液相与气相混合后，从混合通道(1)的底端开口排出，其特征在于：所述吸液口(103)将混合通道(1)分为靠近气相入口(104)的缓冲调节区(101)和靠近底端开口的蓄液区(102)，所述缓冲调节区(101)密布条形的进液通道，且进液通道的宽度沿远离混合通道(1)中心的方向逐渐增大。2.根据权利要求1所述的一种微液滴气液分布器，其特征在于：所述缓冲调节区(101)和蓄液区(102)沿气液流动方向的长度之比为1:1
‑
2。3.根据权利要求1所述的一种微液滴气液分布器，其特征在于：所述进液通道最小宽度、最大宽度和进液通道长度的比值为1:3
‑
5:2
‑
5，相邻两个进液通道之间的距离与进液通道最小宽度之比为1000:1
‑
50。4.根据权利要求1所述的一种微液滴气液分布器，其特征在于：所述混合通道(1)的顶端上方具有一折流挡板(105)，且折流挡板(105)底面与混合通道(1)顶端之间形成气相入口(104)。5.根据权利要求1所述的一种微液滴气液分布器，其特征在于：所述混合通道(1)的底端开口处设置有扩散部(107)，且扩散部(107)的底端由表面密布气液出口的封板(106)封闭。6.根据权利要求5所述的一种微液滴气液分布器，其特征在于：所述封板(106)由约翰逊网制成，约翰逊网的间隙形成气液出口；制成所述约翰逊网的金属丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛维武，陈险峰，魏嘉，李小婷，程永攀，陈强，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：