加氢反应器及其预分配组件制造技术

本发明专利技术公开了一种预分配组件，包括：入口扩散器，其包括：套筒，其由同轴设置的内筒和外筒构成，内筒和外筒之间为持液区，内筒的上部侧壁设有多个条形孔；环形底板，其同轴连接在内筒和外筒的底端，环形底板设有多个通孔和

【技术实现步骤摘要】
加氢反应器及其预分配组件


[0001]本专利技术涉及加氢反应设备
，尤其是反应器规模较大的加氢反应设备，特别涉及一种加氢反应器及其预分配组件
。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济的快速发展和环保意识的增强，对石化产品的质量和环保要求越来越高
。
作为生产清洁燃料的技术手段之一，加氢技术在炼油工业中的重要性和发挥的作用越来越大
。
在加氢装置中，同加氢催化剂技术和加氢工艺技术一样，加氢反应器内构件技术也是反应系统的重要组成部分，三者构成了反应器性能的三因素
。
[0003]加氢过程为放热反应，物料分布不均匀会导致催化剂润湿效果好的部位反应程度剧烈，反应速率越快生成的热量越多，进而影响反应器的径向温差
。
当径向温差较大时，催化剂局部温度升高形成过热点，使得这部分催化剂性能过早失活，损害催化剂的性能，甚至会导致催化剂部分区域的结焦
、
板结，物料无法正常流过
。
由于固定床加氢反应器为滴流床流态，板结区域下方的催化剂不能继续发挥作用，会极大降低催化剂的使用寿命与装置的开工周期，而且出现局部板结现象还会导致催化剂床层压力降升高，被动提高反应器的操作压力，一方面造成能耗的增加，另一方面为装置的稳定运行带来隐患
。
压力降的过快升高达到反应器设计值时，不得不非正常停工，进行撇头处理，额外支出检维修费用，同时催化剂的筛分也会造成催化剂的流失与浪费
。
[0004]在加氢装置中，作为关键设备的加氢反应器，按一定比例混氢后的原料油借助加氢催化剂的作用，完成了精制和裂化等反应
。
加氢反应器内的加氢反应能否稳定操作，加氢催化剂能否充分地发挥其作用，产品质量是否能够达到优质，很大程度上取决于气液相在催化剂床层中分布的均匀性
。
而气液两相在催化剂床层中的分布是否均匀，则与加氢反应器内构件的设计有着密切的关系
。
可以说，内构件性能的好坏直接影响到催化剂寿命
、
产品质量和装置的运转周期，采用一套性能优良的加氢反应器内构件不亚于更换一种活性更高的加氢催化剂
。
因此国内外对加氢反应器及其内构件的研究和工程开发一直非常重视，不断更新反应器内构件，以求取得更好的效果
。
[0005]加氢反应器通常由反应器顶部中心位置进料，入口扩散器作为介质进入反应器的第一个部件，其作用一方面是通过扰动促使气液两相均匀混合，另一方面是将气液两相扩散到整个截面上，消除其对顶分配盘的垂直冲击，为分配盘创造稳定的工作条件
。
专利文献
CN106268524A
公开了一种扩散器及固定床反应器，该扩散器设置于反应器本体的入口处，包括筒体以及设置于筒体中的旋流板，筒体顶部设置有气液物料入口，底部侧面设置有气液物料扩散口，旋流板为沿筒体的轴向延伸至气液物料扩散口的曲面板
。
专利文献
CN205495530U
公开了一种旋流式入口扩散器，包括同轴连接的筒体
、
缓冲板
、
盖板和碎流板，筒体的顶端焊接有法兰，筒体的底端安装有中心开设圆形出口的底板，底板上固定有数个螺旋状排布的导流板，围成圆柱状的混合腔作为气液介质的通道
。
具有缓冲效果强，气液混合充分，液相喷洒面积大等优点，能够降低液相沿径向分配的峰值，将气液介质均匀地扩
散到整个反应器截面上，为催化加氢反应的稳定进行创造条件
。
[0006]随着加氢装置逐渐进入向大型化发展的阶段，现有技术在应对设备大型化方面存在显著问题，首先由于加氢反应器的入口需要与管道相连，所以其直径具有一定的上限，并不能随着反应器直径的扩大任意增加，目前反应器直径与入口直径之比最大已经达到
10
倍以上
。
传统的入口扩散器多采用气相夹带液相的方式实现介质的分布，以扩大液相物料在整个反应器截面的喷洒面积，但从流体运动的过程分析，当气相从入口扩散器内进入反应器后，由于反应器直径与入口管线直径之间的巨大差异，其累积的速度会迅速减小
。
而当液相失去气相的持续推动后，也会在重力作用下快速滑落，即使设置了不同形式的溅板结构，依然无法满足超大型化加氢反应器对于物料分布面积的需求
。
[0007]其次，传统的入口分配器多采用固定式结构，缺少对物料流量波动的适应能力，即当其结构参数确定之后，液相的实际喷洒面积只受液相流速的影响，也就是完全由液相量决定
。
在实际工况中，液相进料量都是处在不断波动的状态，通常达不到管内流速的上限，导致入口扩散器无法实现长周期满负荷稳定运行
。
当液相量减少的时候流速相应降低，喷洒范围会产生向加氢反应器中心区域缩聚的现象，服务面积随之减小，不能为顶部分配盘创造稳定的工作条件
。
[0008]传统的加氢反应器在顶部分配盘上方增置一层气液预分配盘，来改善顶部分配器工作的入口条件
。
专利文献
CN109985573A
公开了一种提高液相均匀度的加氢反应器，在反应器上封头闲置空间内或反应器筒体上端设置有折边式减冲均流盘，通过竖直设置于塔盘上的烟囱式分配器将物料分布到顶部分配盘，为顶部分配盘提供平稳均匀的入口工况，优化顶部床层的物料分布，实现初分配功能
。
专利文献
CN204058374U
公开了一种流体预分配器和流体预分配盘，通过安装在固定床加氢反应器内气液分配盘上方的流体预分配盘，对加氢原料进行预分配，减少气液两相对下部气液分配盘的冲击，保持液面稳定形成更均匀良好的分配效果
。
[0009]现有技术并未从根本上解决气液两相在整个截面的分布问题，首先增设气液预分配盘后虽然避免了直接影响到顶部分配盘，但由于液相物料经过入口扩散器后，其残余的动能会产生强大的惯性力，导致落到顶部分配盘后沿反应器四周产生集聚，通常会在预分配盘上形成递增式分布，即液层存在自中心位置向边缘位置逐渐升高的趋势
。
随着加氢装置的处理规模越来越大，加氢反应器直径也逐渐增加，从工程实施中能明显观察到，反应器顶部分配盘上的即中心位置区域物料液层高度相对较小，边壁处物料液层高度相对较大
。
[0010]而预分配盘上起到分配作用的分配器，通常都需要达到一定的液层高度才会进入工作状态，这就导致当反应器边壁处的分配器启动时，预分配盘中心位置区域的分配器，由于液层高度不够仍处于待机状态，进而顶部分配盘上的液层再次形成递增式分布
。
即使性能最好的分配器，在液层高度不同的条件下，也无法实现均匀分配物料，严重影响顶部分配器的工作效果，径向温差的扩大不可避免
。
[0011]其次，气相受反应器封头空间内压力分布的影响，在经过入口扩散器后会产生向反应器中心区域聚集的现象，形成与液相完全相反的分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种预分配组件，其特征在于，包括：入口扩散器，其包括：套筒，其由同轴设置的内筒和外筒构成，所述内筒和所述外筒之间为持液区，所述内筒的上部侧壁设有多个条形孔；环形底板，其同轴连接在所述内筒和外筒的底端，所述环形底板设有多个通孔和
/
或多个条缝；顶盖，其密封盖设在所述内筒的上端；转轴，其同轴穿设在所述内筒中，所述转轴的下端穿过所述环形底板；螺旋叶片，其设置在所述转轴上，并与所述条形孔位置相对；以及锥形溅板，其联动地连接在所述转轴的下端；以及阶梯分配盘，其同轴设置在所述入口扩散器的下方，所述阶梯分配盘呈中间低周围高的阶梯状
。2.
根据权利要求1所述的预分配组件，其特征在于，多个所述条形孔沿所述内筒的周向均匀分布
。3.
根据权利要求2所述的预分配组件，其特征在于，所述条形孔为倾斜设置
。4.
根据权利要求1所述的预分配组件，其特征在于，所述螺旋叶片的数量为3～6个；所述螺旋叶片的迎风面在径向，桨叶角为
12
～
40
°
。5.
根据权利要求4所述的预分配组件，其特征在于，所述条形孔的数量为所述螺旋叶片的数量的2～4倍
。6.
根据权利要求1所述的预分配组件，其特征在于，所述锥形溅板的锥角为
90
～
180
°
。7.
根据权利要求1所述的预分配组件，其特征在于，所述锥形溅板的最大直径为所述外筒直径的1～
1.2
倍
。8.
根据权利要求1所述的预分配组...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜阳，阮宗琳，杨秀娜，高峰，于颖，
申请(专利权)人：中石化大连石油化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：