專利名稱：用于反應(yīng)器的急冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將反應(yīng)熱從反應(yīng)器排除的急冷裝置。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域中熟知的，煉油工藝中發(fā)生的大多數(shù)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。通常，在催化劑層之間形成急冷區(qū)域，以將放熱反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量排除。在急冷區(qū)域中，從上方的催化劑層流下的高壓的氣體或液體與注入急冷區(qū)域中的急冷流體混合而被冷卻至預(yù)定溫度以下。典型地，急冷區(qū)域包括急冷盒和混合盒。在急冷盒中，急冷環(huán)或急冷管向從上方的催化劑層流下的氣體或液體噴射急冷流體，從而將急冷流體與氣體或液體初次混合，以冷卻該氣體或液體。 為了進(jìn)一步提高急冷效率，急冷流體和上述氣體或液體流入混合盒中，然后在混合盒中彼此進(jìn)行二次混合。急冷區(qū)域的構(gòu)造最近趨于將急冷流體保持在急冷區(qū)域中至更長的停留時間，以便延長急冷流體與氣體或液體接觸的時間。為了實現(xiàn)上述目的，使用了用于產(chǎn)生渦旋的機械結(jié)構(gòu)。美國專利No. 3，353，924,No. 3，541，000,No. 4，669，890 和 No. 5，152，967 給出了在
急冷區(qū)域中使用的常規(guī)混合裝置的代表性實例。然而，這些裝置中的一些裝置復(fù)雜，因而容易堵塞。另外，一些裝置需要相對較大的空間來提供令人滿意的混合度。此外，一些裝置導(dǎo)致壓降大，因而無法使用。

發(fā)明內(nèi)容
〈技術(shù)問題〉本發(fā)明試圖提供一種急冷性能得到改善的急冷裝置。<技術(shù)方案>因此，為了解決存在于現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而做出本發(fā)明，并且本發(fā)明提供一種用于反應(yīng)器的急冷裝置，所述急冷裝置包括急冷單元和混合單元。所述急冷單元包括流體分配管，其從所述急冷單元的中心部分沿徑向分支出來并噴射急冷流體；以及一個或多個第一流體出口，其形成為貫穿所述急冷單元的底部。所述混合單元包括傾斜擋板，其對應(yīng)地設(shè)置在所述第一流體出口下方；一個或多個隔板，其將所述混合單元的內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁之間的空間分隔成多個隔開的空間，所述傾斜擋板分別設(shè)置在所述多個隔開的空間中；以及第二流體出口，被所述傾斜擋板和所述隔板攪動的流體經(jīng)由所述第二流體出口從所述混合單元排出。所述流體分配管可以與流體供應(yīng)管相連。所述流體供應(yīng)管可以將急冷流體從所述反應(yīng)器的外部供應(yīng)到所述急冷單元中。從所述急冷單元的中心部分沿徑向延伸的所述流體分配管可以構(gòu)造成所述流體分配管的第一端設(shè)置在所述急冷單元的徑向中心，所述流體分配管的第二端設(shè)置得高于所述流體分配管的第一端。
此外，每個傾斜擋板可以以預(yù)定的角度向下傾斜，使得從所對應(yīng)的第一流體出口豎直地下落的流體與傾斜擋板接觸并沿著所述傾斜擋板向下流動。另外，在所述急冷單元的底部上可以設(shè)置有多個擋板所述急冷單元的橫截面面積可以從頂部向底部減小，從而可以容易地將流體水平升高至期望的程度。同樣，在所述混合單元的底部上可以設(shè)置有多個擋板。所述一個或多個第一流體出口可以設(shè)置在與所述混合單元的內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁之間的空間相對應(yīng)的位置。所述一個或多個第一流體出口可以與所述急冷單元的外側(cè)壁同心地排布。
此外，在每個流體分配管中可以形成有流體排出孔，并且所述流體排出孔可以沿著所述流體分配管的縱向排布。所述第二流體出口可以形成為貫穿所述混合單元的內(nèi)側(cè)壁。在所述第二流體出口周圍可以設(shè)置引導(dǎo)部以使流體潤旋。<有益效果>在根據(jù)本發(fā)明的急冷裝置中，可以在急冷單元內(nèi)部的整個三維空間中而不僅僅在二維平面內(nèi)產(chǎn)生流體的渦旋。此外，使得混合單元中產(chǎn)生的流體湍流最大化。因此，可以顯著地增強裝置的流體混合效率。此外，在混合單元的內(nèi)側(cè)壁中形成有出口，從而當(dāng)流體穿過出口時，流體可以被進(jìn)一步攪動。另外，在與出口連通的圓孔中設(shè)置有引導(dǎo)部。因此，當(dāng)流體經(jīng)由圓孔向下下落時，流體渦旋，從而使氣體與液體之間的接觸最大化。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的急冷裝置的急冷單元的透視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的急冷裝置的混合單元的透視圖；圖3是示出具有根據(jù)本發(fā)明的急冷裝置的反應(yīng)器的局部剖視圖；圖4是具有根據(jù)本發(fā)明的急冷裝置的反應(yīng)器的部分剖面圖；以及圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有截錐形急冷單元的急冷裝置。
具體實施例方式通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，可以更清楚地理解本發(fā)明的以上和其它目的、方面以及優(yōu)點?，F(xiàn)在參考附圖，其中，在全部不同的附圖中用相同的附圖標(biāo)記或符號來表示相同或相似的部件。在以下說明中，當(dāng)斷定對常規(guī)功能和常規(guī)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明會混淆本發(fā)明的要點時，可以省略該說明。下面，將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。與使用基本環(huán)狀或單管狀急冷流體噴射器的常規(guī)技術(shù)不同，根據(jù)本發(fā)明的急冷裝置使用了如下的急冷管其構(gòu)造成實現(xiàn)渦旋效果，以延長氣體與流體接觸的持續(xù)時間。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的急冷裝置的急冷單元31的透視圖。急冷裝置包括急冷單元31和混合單元41。急冷流體供應(yīng)到急冷單元31中。急冷單元31使急冷流體與從設(shè)置在上方的催化劑層穿過的反應(yīng)劑接觸?；旌蠁卧?1起到使急冷流體與穿過催化劑層的反應(yīng)劑更可靠地混合的作用。急冷單元31包括流體供應(yīng)管32，其延伸至急冷單元31的中心部分，以便將急冷流體從外部供應(yīng)至急冷單元31 ；以及流體分配管33，其從流體供應(yīng)管32的內(nèi)端部沿徑向分支出來，以便將急冷流體噴射在急冷單元31中。此外，貫穿急冷單元31的底部形成有一個或多個第一流體出口 35。流體分配管33形成如下形狀兩個或更多個管從急冷單元31的中心部分分支出來。換句話說，流體分配管33構(gòu)造成兩個或更多個管從流體供應(yīng)管32的內(nèi)端部分支出來并延伸預(yù)定的長度。此外，從急冷單元31的中心沿徑向延伸的流體分配管33構(gòu)造成流體分配管33的內(nèi)端部設(shè)置在急冷單元31的徑向中心，并且流體分配管33的外端部設(shè)置成高于流體分 配管33的內(nèi)端部。這樣，流體分配管33構(gòu)造成相對于急冷單元31的水平面以預(yù)定的角度向上延伸。在本發(fā)明中，流體分配管33構(gòu)造成穿過急冷單元31的整個三維空間延伸預(yù)定的長度，而不是在平面內(nèi)延伸，因而可以在急冷單元31內(nèi)部的整個空間各處產(chǎn)生渦旋。因此，急冷流體可以與反應(yīng)劑接觸更長的時間。此外，在各流體分配管33的沿縱向彼此隔開的位置處形成有流體排出孔。如果如常規(guī)技術(shù)中一樣僅經(jīng)由流體分配管33的端部排出急冷流體，則縮短了急冷流體與反應(yīng)劑接觸的持續(xù)時間。持續(xù)時間的這種縮短使急冷流體與反應(yīng)劑混合的混合效率劣化，因而使急冷效果變差。為了避免這個缺點，在本發(fā)明中，在流體分配管33的沿縱向彼此隔開的位置處形成多個流體排出孔，從而可以使急冷流體以盡可能寬的面積分配到急冷單元中，從而不僅增加了急冷流體與反應(yīng)劑之間的接觸面積，而且增加了急冷流體與反應(yīng)劑接觸的持續(xù)時間。因此，與常規(guī)技術(shù)相比，本發(fā)明可以顯著地提高急冷效率。具體地說，常規(guī)急冷單元與本發(fā)明的急冷裝置的急冷單元31之間的設(shè)計差異在于，常規(guī)急冷單元構(gòu)造成在平面內(nèi)產(chǎn)生渦旋從而限制了急冷流體與反應(yīng)劑接觸的區(qū)域，而本發(fā)明構(gòu)造成流體分配管33以預(yù)定的角度從流體供應(yīng)管32分支出來并向上延伸預(yù)定的長度。因此，急冷流體可以從流體分配管33排出到急冷單元31的整個三維空間中。從而，可以在急冷單元31的整個空間各處產(chǎn)生渦旋。此外，在急冷單元31的底部設(shè)置有多個擋板34。擋板34可以具有多種形狀，例如圓形、彎折多次的線形等。另外，考慮到需要增加流體水平的情況，急冷單元可以采用截錐形形狀來控制流體水平。換句話說，在圓筒形的急冷單元中，如果急冷單元31中的流體量相對較小，則難以控制(即，升高)流體的水平。然而，在橫截面面積從頂部向底部減小的截錐形急冷單元中，即使急冷單元31中的流體量不足，仍然可以容易地使流體的水平升高至期望的程度。在上述說明中，雖然使用了術(shù)語“截錐形”，但急冷單元31的形狀不限于此。換句話說，急冷單元31可以是任意形狀的，只要其橫截面面積從頂部向底部減小即可。在本發(fā)明的實施例中，擋板34設(shè)置在第一流體出口 35與急冷單元的側(cè)壁36之間的急冷單元31的底部上。擋板34包括兩個或更多個擋板34，這些擋板34以規(guī)則的角度間隔彼此隔開并圍繞第一流體出口 35。
另外，擋板34沿著擾動急冷單元31中急冷流體和反應(yīng)劑的流動方向取向。由于擋板34的這種取向，急冷流體可以與反應(yīng)劑更好地混合。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的混合單元41的示意圖。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的急冷裝置的混合單元41包括傾斜擋板43、一個或多個隔板42、以及第二流體出口 45。傾斜擋板43對應(yīng)地設(shè)置在第一流體出口 35下方。隔板42將混合單元的內(nèi)側(cè)壁44與外側(cè)壁48之間的空間分隔成分別設(shè)置有傾斜擋板43的若干個空間。被擋板43和隔板42攪動的混合流體經(jīng)由第二流體出口 45從混合單元41排出。典型地，混合單元41具有圓筒形盒的形狀。在該實施例中，盡管混合單元示出為具有圓筒形盒的形狀，但其不受限制。

常規(guī)技術(shù)的混合單元具有如下的盒結(jié)構(gòu)，其包括流體入口，流體經(jīng)由流體入口從急冷單元31供應(yīng)到混合單元41中；以及流體出口，其設(shè)置在面向流體入口的位置，使得充入盒中的急冷流體混合。雖然常規(guī)混合單元具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，但也具有混合效率低的缺點。因此，為了提高混合效率，在本發(fā)明的混合單元中，將混合單元中的空間(混合區(qū)域)分隔成若干個區(qū)段，優(yōu)選地分隔成兩個或更多個區(qū)段，更優(yōu)選地分隔成六個區(qū)段。這樣，為了分隔混合單元41中的空間，在混合單元41中設(shè)置隔板42。此外，可以在混合單元41的各區(qū)段的底部設(shè)置擋板(未示出)，以在被吸入各區(qū)段的流體中產(chǎn)生湍流。設(shè)置在混合區(qū)域的底部上的擋板包括具有預(yù)定的高度并豎直地設(shè)置的薄板。另外，擋板可以彎折預(yù)定的角度或呈圓形?；旌蠁卧?1的傾斜擋板43設(shè)計成使得從第一流體出口 35豎直地下落的流體與傾斜擋板43的上表面接觸并沿傾斜方向向下流動。換句話說，混合區(qū)域可以具有傾斜擋板43以及豎直地設(shè)置在混合區(qū)域的底部上的擋板，或者可選地僅具有傾斜擋板43。各傾斜擋板43在急冷單元31的相應(yīng)的第一流體出口 35下方相對于混合單元41的底部以預(yù)定的角度傾斜。也就是說，為了在被吸入混合區(qū)域中的流體的流動中有效地產(chǎn)生湍流，將混合單元41設(shè)計成使得從急冷單元31吸入混合單元41中的流體沿著傾斜擋板43 (如同在滑板上似地)向下流動并撞擊混合單元41的側(cè)壁，從而提高了混合效率。這樣，對應(yīng)地設(shè)置在急冷單元31的第一流體出口 35下方的傾斜擋板43的功能是允許被吸入混合單元41中的流體在傾斜擋板43上滑動。此外，在混合單元41中，在急冷單元31的第一流體出口 35下方分別形成有彼此隔開的區(qū)段?；旌蠁卧?1中的各區(qū)段具有一個傾斜擋板43。經(jīng)由急冷單元31的各第一流體出口 35排出的流體下落到混合單元41的相應(yīng)的傾斜擋板43的上表面上。被吸入混合單元41中的流體下落到設(shè)置在第一流體出口 35下方的傾斜擋板43上，沿著傾斜擋板43的上表面滑動并產(chǎn)生湍流。然后，流體撞擊混合區(qū)域的被分隔而成的區(qū)段中的隔板42、外側(cè)壁48或擋板，從而被進(jìn)一步攪動。因此，可以進(jìn)一步增強混合單元41的混合性能。在混合單元41的內(nèi)側(cè)壁44中形成有第二流體出口 45，以便混合流體經(jīng)由第二流體出口 45從混合單元41向下排出從而經(jīng)過反應(yīng)器的其它反應(yīng)處理或排出反應(yīng)劑。此外，當(dāng)混合流體經(jīng)由形成在內(nèi)側(cè)壁44中的第二流體出口 45向下排出時，流體在流經(jīng)由內(nèi)側(cè)壁44限定的同心圓孔47時可以被進(jìn)一步攪動。換句話說，第二流體出口 45通過在內(nèi)側(cè)壁44中設(shè)置孔而形成，以使流體在穿過該孔之后被攪動。此外，在由內(nèi)側(cè)壁44限定的圓孔47中設(shè)置有引導(dǎo)部46。因此，當(dāng)流體經(jīng)由圓孔47向下下落時，流體由于引導(dǎo)部46而渦旋，從而使氣體與液體之間的接觸最大化。因此，混合單元41的混合性能可以借助引導(dǎo)部46得到進(jìn)一步增強。圖3和圖4分別是示出具有根據(jù)本發(fā)明的急冷裝置的反應(yīng)器的局部剖視圖和部分剖面圖。如圖3和圖4所示，反應(yīng)劑從反應(yīng)器中的上部供應(yīng)到本發(fā)明的急冷裝置的急冷單元31中。被吸入急冷單元31中的反應(yīng)劑可以在急冷單元31的整個空間中與從流體分配管33排出的急冷流體接觸。 此外，當(dāng)急冷流體和反應(yīng)劑經(jīng)由第一流體出口 35被吸入混合單元41中時，它們沿著傾斜擋板43的表面滑動并產(chǎn)生渦旋，從而進(jìn)一步有效地彼此混合。圖5示出具有上述截錐形形狀的急冷單元51。如圖5所示，急冷單元51以與上述急冷單元31的方式相同的方式包括兩個或更多個流體分配管53、流體供應(yīng)管52、兩個或更多個擋板54、以及一個或多個第一流體出口55。然而，與急冷單元31不同的是，急冷單元51的側(cè)壁56構(gòu)造成其橫截面面積從頂部向底部減小。在截錐形急冷單元51的情況下，當(dāng)需要升高流體水平時，即使急冷單元51中的流體量相對較小，仍然可以容易地升高流體水平，換句話說，可以容易地控制流體水平。在以上對圖5的說明中，盡管使用了術(shù)語“截錐形”，但急冷單元51的形狀不限于此，換句話說，急冷單元51可以是任意形狀的，只要其橫截面面積從頂部向底部減小即可。此外，混合單元61設(shè)置在急冷單元51下方。混合單元61具有與上述混合單元41的形狀相同的形狀。換句話說，在急冷單元51中彼此初次混合的急冷流體和反應(yīng)劑經(jīng)由第一流體出口 55供應(yīng)到混合單元61中。被吸入混合單元61中的混合流體沿著傾斜擋板63滑動并在通過分隔混合單元61中的空間而形成的區(qū)段中被進(jìn)一步攪動。隔板62將混合單元61中的這些區(qū)段彼此隔開。然后，已處于隔開的區(qū)段中的混合流體經(jīng)由一個或多個第二流體出口 65從混合單元61排出，第二流體出口 65形成在與混合單元61的外側(cè)壁68同心的內(nèi)側(cè)壁64中。同樣，可以在圓孔67中設(shè)置引導(dǎo)部66。引導(dǎo)部66起到使從第二流體出口 65排出的流體產(chǎn)生渦旋的作用，以將流體進(jìn)一步攪動。因此，本發(fā)明的急冷裝置可以進(jìn)一步增強混合性能。盡管出于示例的目的對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會意識到，可以在不脫離所附權(quán)利要求書公開的本發(fā)明范圍和精神的情況下進(jìn)行多種變型、增加和替代。<工業(yè)實用性>本發(fā)明提供如下急冷裝置其中，可以在急冷單元內(nèi)部的整個三維空間中各處而不僅僅在二維平面內(nèi)產(chǎn)生流體的渦旋。此外，使得混合單元中產(chǎn)生的流體湍流最大。因此，可以顯著地增強裝置的流體混合效率。此外，在混合單元的內(nèi)側(cè)壁中形成出口，從而當(dāng)流體穿過出口時，可以進(jìn)一步攪動流體。另外，在與出口連通的圓孔中設(shè)置引導(dǎo)部。因此，當(dāng)流體經(jīng)由圓孔向下下落時，流體 渦旋，從而使氣體與液體之間的接觸最大化。
權(quán)利要求
1.一種用于反應(yīng)器的急冷裝置，所述急冷裝置包括急冷単元和混合単元，其中， 所述急冷単元包括流體分配管，其從所述急冷単元的中心部分沿徑向分支出來并噴射急冷流體；以及ー個或多個第一流體出口，其形成為貫穿所述急冷単元的底部，并且 所述混合単元包括傾斜擋板，其對應(yīng)地設(shè)置在所述第一流體出口下方；ー個或多個隔板，其將所述混合単元的內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁之間的空間分隔成多個隔開的空間，所述傾斜擋板分別設(shè)置在所述多個隔開的空間中；以及第二流體出口，被所述傾斜擋板和所述隔板攪動的流體經(jīng)由所述第二流體出ロ從所述混合単元排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 所述流體分配管與流體供應(yīng)管相連，所述流體供應(yīng)管將急冷流體從所述反應(yīng)器的外部供應(yīng)到所述急冷單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 從所述急冷単元的中心部分沿徑向延伸的所述流體分配管構(gòu)造成所述流體分配管的第一端設(shè)置在所述急冷単元的徑向中心，所述流體分配管的第二端設(shè)置得高于所述流體分配管的第一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 每個傾斜擋板以預(yù)定的角度向下傾斜，使得從所對應(yīng)的第一流體出ロ豎直地下落的流體與傾斜擋板接觸并沿著所述傾斜擋板向下流動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 所述流體分配管包括兩個或更多個流體分配管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 在所述急冷単元的底部上設(shè)置有多個擋板。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 在所述混合単元的底部上設(shè)置有多個擋板。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 所述ー個或多個第一流體出口設(shè)置在與所述混合単元的內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁之間的空間相對應(yīng)的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 所述ー個或多個第一流體出口與所述急冷単元的外側(cè)壁同心地排布。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 在每個流體分配管中形成有流體排出孔，并且所述流體排出孔沿著所述流體分配管的縱向排布。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 所述急冷単元的橫截面面積從頂部向底部減小。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急冷裝置，其中， 所述第二流體出口形成為貫穿所述混合単元的內(nèi)側(cè)壁，并且在所述第二流體出口周圍設(shè)置引導(dǎo)部以使流體渦旋。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于反應(yīng)器的急冷區(qū)域裝置，該急冷裝置包括急冷部和混合部，其中，急冷部包括流體分配管，其安裝成從急冷部的中心沿徑向分支出來以排出急冷流體并在急冷部的整個區(qū)域各處形成渦旋；以及至少一個第一流體出口，其限定在急冷部的底部?；旌喜堪▋A斜擋板，其對應(yīng)地設(shè)置在第一流體出口下方；至少一個隔板，其形成在混合單元上而將傾斜擋板布置在混合部的外壁和內(nèi)壁之間的隔開的空間中；以及第二流體出口，其用于排出被傾斜擋板和隔板混合的流體。在第二流體出口上還安裝有引導(dǎo)部以形成額外的渦旋，從而使氣體/液體接觸最大化。
文檔編號F25D9/00GK102695931SQ200980163208
公開日2012年9月26日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者安民基, 崔先, 張?zhí)┯? 樸奎成, 裴羨赫, 金慶錄, 金明俊, 黃潤萌 申請人:Sk新技術(shù)株式會社