【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油化工，具体涉及一种上行式气液分配器、一种气液分配的方法、一种包含该上行式气液分配器的上行式反应器及其应用、一种包括该上行式反应器的上行式加氢反应器。
技术介绍
1、与传统的下流式固定床反应器相比，上行式反应器具有对高金属劣质原料适应性好、反应器空间利用率高、压降较低等优点，但同时也存在如催化剂床层微膨胀不均匀，容易导致物料偏流造成催化剂床层温度波动，径向温差增大，容易出现热点。
2、在上行式反应器中，反应物流的气相和液相均沿着自下而上的方向在反应器中流动，反应器出口段的液相为连续相，氢气为分散相。由于氢气以溶解氢的方式提供，为了保证稳定的氢气分压和氢气溶解速率，液相的溶解氢始终处于饱和状态并且少量的氢气以气体形式存在。针对气液两相传质过程，特别是反应速率远大于传质速率的液相加氢过程，传质速率是决定宏观反应速率的关键，因此成为控制步骤。通过增加传质比表面能够显著的提高传质速率，但是现有技术由于气泡直径较大导致传质比表面积增大有限，限制了溶氢速率与传质效果。
3、cn205095759u公开了一种上行式气液分配器，气液分配器包括导流管和混流件两部分，在导流管的上部管口的上方间隔的设置混流件，经过导流管的混合流体从导流管的上端管口流出后到达混流件。但该装置只是通过混流件加强气液两相之间的混合，对气泡大小及分布均匀度等技术参数以及相应的技术效果并未进行研究。
4、cn203737216u公开了一种用于多相流反应器的上行式气液分配器，该分布器由雨帽、分布盘、气液上升管、进气管、连接体和
5、cn202621143u公开了一种带缺口的分布器，包括分布管和分布板，分布管上端与分布板流体连通，分布管下端设有斜角开口；气液分布器还包括挡板，斜角开口与挡板相连接，挡板遮盖斜角开口；分布管管壁上设置有气体通道。与现有技术相比，该分布器具有气液分布均匀度高、操作弹性大等优势，但该结构没有气体径向扩散的功能。
6、cn211754819u公开了一种带有填料的上行式气液分配器，包括专有上行式气液分配器由同轴且固定连接的下部直管段、双曲线管和上部直管段组成，其中，上部直管段内装填丝网波纹填料；下部直管段上设有通孔，所述的下部直管段的底部开口为进口，上部直管段的顶部开口为出口。但是该分配器没有气体径向扩散的功能；此外，该分配器无法适用于渣油等加氢工艺。
7、因此，亟需一种兼具高效气液混合分散及传质的上行式气液分配器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有上行式气液分配器中存在气液混合分散效果差、生成的气泡直径较大，以及径向分散效果有限等问题，提供一种上行式气液分配器、一种气液分配的方法、一种上行式反应器及其应用、一种上行式加氢反应器，该上行式气液分配器能够实现气液高效混合并生成微小气泡，进而以增强气液传质效率；同时，含有该上行式气液分配器的上行式反应器用于加氢反应，通过提高气液传质效能进而促进反应效率。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种上行式气液分配器，所述上行式气液分配器由下到上包括：依次连通的气液预混部件、至少一级气液分散部件和气液扩散部件；
3、其中，所述气液预混部件包括内管和外管，所述内管包括管体和设置在所述管体上的液相入口、内管气孔和液相出口，所述外管包括：主管和设置在所述主管上的主管气孔；
4、其中，所述管体部分伸入所述主管，使得所述液相出口位于所述主管的内部。
5、优选地，所述内管气孔设置在所述管体的管壁，优选沿中心轴向上设置在所述管体的管壁。
6、优选地，所述内管气孔至少为1排，优选为1-6排，且至少1排所述内管气孔位于所述主管的内部。
7、优选地，所述主管气孔设置在所述主管的管壁，优选沿中心轴向上设置在所述主管的管壁。
8、优选地，所述主管气孔至少为1排，优选为1-6排，且所述主管气孔的高度低于所述液相出口的高度。
9、优选地，所述管体包括：连通的下部管和上部管，其中，所述内管气孔分别设置在所述下部管和上部管的管壁。
10、优选地，所述主管气孔设置所述主管的管壁，优选沿中心轴向上设置在所述主管的管壁。
11、优选地，所述气液分散部件由下到上包括：依次连通的连接段-i、缩径段、连接段-ii和扩径段。
12、优选地，每级所述气液分散部件中，所述缩径段和扩径段的高度比为1∶0.2-3。
13、优选地，所述气液扩散部件包括：依次连通的连接段-iii和泡罩体，以及设置在所述泡罩体上的顶部出口。
14、本专利技术第二方面提供一种气液分配的方法，该方法在第一方面提供的上行式气液分配器中进行气液分配；
15、其中，从所述液相入口进入的液相，与从所述内管气孔和主管气孔进入的气相自下而上在所述管体进行初预混后，在所述主管进行再预混，得到的气液预混物在所述气液分散部件进行气液分散，得到的气液分散物在所述气液扩散部件进行径向扩散。
16、本专利技术第三方面提供一种上行式反应器，所述上行式反应器包括：至少一个分配盘、第一方面提供的上行式气液分配器；
17、其中，所述分配盘设置在所述上行式反应器的内部，且所述分配盘的下表面设置有至少一个孔-iii；
18、其中，所述孔-iii和上行式气液分配器对应设置，且所述孔各自独立地连接所述上行式气液分配器的顶部出口。
19、本专利技术第四方面提供一种第三方面提供的上行式反应器在加氢反应中的应用。
20、本专利技术第五方面提供一种上行式加氢反应器，所述上行式加氢反应器包括：第三方面提供的上行式反应器。
21、相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
22、(1)本专利技术提供的上行式气液分配器，通过设置分配器由下到上包括：依次连通的气液预混部件、气液分散部件和气液扩散部件，使得气液高效混合分散和传质，即，实现气相和液相高效混合，并使气相以微小气泡高效分散于液相中，以显著提升气液传质效能并促进反应效率；
23、(2)本专利技术提供的气液分配的方法，该方法在所述上行式气液分配器中进行，具体而言，气液两相在具有内外孔的套管结构(即，气液预混结构)进行预混(即，初预混和再预混)，形成分布均匀的气液预混物向上流动通过多级气液分散部件(尤其是含有孔-i的扩径段)，使得含有气泡尺寸减小以加强气相分散效果；之后气液两相在气液扩散部件(尤其是含有孔-ii的泡罩体)进一步分散并径向扩散，最终通过顶部出口溢出，形成均匀鼓泡流；
24、(3)将本专利技术提供的上行式气液分配器用于上行式反应器中，使得气液并流向上的气液两相实现高效混合分散及传质，尤其是通过限定分配盘的孔-iii数量，通过提高气液传质效能进而促进反应效率；
25、(4)本专利技术提供的上行式反应器可用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种上行式气液分配器，其特征在于，所述上行式气液分配器由下到上包括：依次连通的气液预混部件、至少一级气液分散部件和气液扩散部件；
2.根据权利要求1所述的上行式气液分配器，其中，所述内管气孔设置在所述管体的管壁，优选沿中心轴向上设置在所述管体的管壁；
3.根据权利要求1或2所述的上行式气液分配器，其中，所述管体包括：连通的下部管和上部管，其中，所述内管气孔分别设置在所述下部管和上部管的管壁；
4.根据权利要求3所述的上行式气液分配器，其中，所述内管还包括：连接所述下部管和液相入口的挡板；
5.根据权利要求4所述的上行式气液分配器，其中，所述下部管和主管的直径比为1∶2-25，优选为1∶2-10；
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的上行式气液分配器，其中，所述气液分散部件的级数为1-5级，优选为1-3级；
7.根据权利要求6所述的上行式气液分配器，其中，所述扩径段的内部设置有第一孔部，优选所述第一孔部选自填料和/或多孔板；
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的上行式气液分配器，其中，所述气
9.一种气液分配的方法，其特征在于，所述方法在权利要求1-8中任意一项所述的上行式气液分配器中进行气液分配；
10.根据权利要求9所述的方法，其中，以m3计的所述液相和以m3计的所述气相的流量比值为0.1-5∶2-30，优选为0.2-1∶3-10；
11.一种上行式反应器，其特征在于，所述上行式反应器包括：至少一个分配盘、权利要求1-8中任意一项所述的上行式气液分配器；
12.根据权利要求11所述的上行式反应器，其中，所述分配盘的数量为1-5个，优选为1-3个；
13.根据权利要求11或12所述的上行式反应器，其中，所述孔-III的数量为1-10个，优选为1-5个；
14.权利要求11-13中任意一项所述的上行式反应器在加氢反应中的应用。
15.一种上行式加氢反应器，其特征在于，所述上行式加氢反应器包括：权利要求11-13中任意一项所述的上行式反应器。
...【技术特征摘要】
1.一种上行式气液分配器，其特征在于，所述上行式气液分配器由下到上包括：依次连通的气液预混部件、至少一级气液分散部件和气液扩散部件；
2.根据权利要求1所述的上行式气液分配器，其中，所述内管气孔设置在所述管体的管壁，优选沿中心轴向上设置在所述管体的管壁；
3.根据权利要求1或2所述的上行式气液分配器，其中，所述管体包括：连通的下部管和上部管，其中，所述内管气孔分别设置在所述下部管和上部管的管壁；
4.根据权利要求3所述的上行式气液分配器，其中，所述内管还包括：连接所述下部管和液相入口的挡板；
5.根据权利要求4所述的上行式气液分配器，其中，所述下部管和主管的直径比为1∶2-25，优选为1∶2-10；
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的上行式气液分配器，其中，所述气液分散部件的级数为1-5级，优选为1-3级；
7.根据权利要求6所述的上行式气液分配器，其中，所述扩径段的内部设置有第一孔部，优选所述第一孔部选自填料和/或多孔板；
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾涛，王少兵，赵梦轩，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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