溢流型氣液分配器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及固定床反應(yīng)器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種溢流型氣液分配器，它包括中心線相互重合的中心管、主體管及分配盤，主體管的底端設(shè)有法蘭，法蘭與分配盤相連接；主體管的底端與文丘里喉管相連接，主體管管壁下部設(shè)有溢流孔；中心管貫穿主體管頂端的環(huán)形頂板伸入至主體管的內(nèi)腔中，中心管的頂端設(shè)有蓋板，底端延伸至文丘里喉管與主體管的連接處；中心管管壁上部設(shè)有條縫，管壁中部設(shè)有進(jìn)液孔。氣體從條縫進(jìn)入中心管、液體從溢流孔、進(jìn)液孔進(jìn)入中心管，氣液充分混合后，再經(jīng)過文丘里喉管的分配作用，使液相均勻噴灑到催化劑床層上，不會(huì)產(chǎn)生中心流，避免了由于混合物料的分布不均導(dǎo)致催化劑床層的局部超溫和結(jié)焦，從而保證了反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量。
【專利說明】
溢流型氣液分配器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及固定床加氫反應(yīng)器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分配效果極佳的溢流型氣液分配器。
【背景技術(shù)】
[0002]固定床反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域中的加氫處理工藝，氣液分配器是固定床加氫反應(yīng)器中的重要內(nèi)構(gòu)件，加氫技術(shù)的進(jìn)步不僅體現(xiàn)在催化劑技術(shù)與工藝技術(shù)上，反應(yīng)器內(nèi)件的結(jié)構(gòu)也是關(guān)鍵點(diǎn)。在加氫處理工藝中，氣液兩相反應(yīng)物通常并流向下流過催化劑床層，氣液分配器的主要作用是將氣液兩相物流混合，并均勻地分散到催化劑床層，使催化劑床層溫度分布均勻，充分發(fā)揮催化劑的效能。如果氣液分配器設(shè)計(jì)不合理，會(huì)造成加氫反應(yīng)在催化劑床層中的不均勻性，導(dǎo)致徑向溫差過大，影響催化劑表面被液相潤(rùn)濕的程度，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003]固定床反應(yīng)器氣液分配器根據(jù)功能特性可以分為三大類:溢流型、抽吸型和兩者混合型。
[0004]溢流型氣液分配器即液體通過溢流孔進(jìn)入氣液分配器;溢流型氣液分配器通常用于小直徑反應(yīng)器內(nèi)或高粘度介質(zhì)的情況下，其主要特點(diǎn)是壓降小，適合高粘度介質(zhì);缺點(diǎn)是對(duì)安裝水平度的要求較苛刻。
[0005]抽吸型氣液分配器是氣體通過抽吸作用將液體裹挾進(jìn)入氣液分配器，正常工作時(shí)，液相首先在分配塔盤上建立液面，氣相通過泡帽上的條縫進(jìn)入氣液分配器，由于條縫通道面積的突然減小，氣相速度相應(yīng)增加形成高速氣流，產(chǎn)生強(qiáng)烈的抽吸作用，進(jìn)而將液體分散。抽吸型氣液分配器的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)安裝水平度允許誤差較大，缺點(diǎn)是對(duì)粘度較大的介質(zhì)適應(yīng)性差。
[0006]同時(shí)具備溢流和抽吸功能的混合型氣液分配器是在中心管的中下部開設(shè)溢流孔，混合型氣液分配器的壓降性能和操作彈性較單純的溢流型和抽吸型氣液分配器均有所改善，但是分配性能有所下降。
[0007]目前國(guó)內(nèi)加氫領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的是聯(lián)合油型氣液分配器，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，存在較為嚴(yán)重的“中心匯流”現(xiàn)象，且液相沿徑向分配的峰值較高、分布范圍小。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型目的在于提供一種溢流型氣液分配器，以解決現(xiàn)有氣液分配器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液相分布不均及分配面積小的問題。
[0009]為解決上述問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:
[0010]—種溢流型氣液分配器，它包括圓柱狀中心管、圓柱狀主體管、分配盤，所述主體管的頂端設(shè)有環(huán)形頂板，主體管的底端設(shè)有法蘭，主體管貫穿分配盤的開孔，法蘭與分配盤通過螺栓相連接;主體管的底端與文丘里喉管相連接，主體管管壁下部靠近文丘里喉管處設(shè)有溢流孔；中心管貫穿環(huán)形頂板伸入至主體管的內(nèi)腔中，中心管的頂端設(shè)有蓋板，底端為敞口，中心管的底端延伸至文丘里喉管與主體管的連接處；中心管露在主體管外的管壁上設(shè)有條縫，中心管位于主體管內(nèi)腔中的外壁上設(shè)有數(shù)個(gè)進(jìn)液孔，進(jìn)液孔的位置高于溢流孔所在位置。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主體管與中心管的中心線相重合。
[0012]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述中心管的管壁與環(huán)形頂板密封連接。
[0013]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述蓋板為實(shí)心板，焊接于中心管的頂端。
[0014]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述蓋板為圓形平面板或圓錐形板或弧形板。
[0015]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述條縫的數(shù)量為2-8個(gè)，均布于中心管的管壁上部，其長(zhǎng)度方向與中心管的軸向相一致。
[0016]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述條縫的形狀為兩端呈圓弧狀中間呈多邊形或者橢圓形。
[0017]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)液孔均布于中心管位于條縫與溢流孔之間的管壁上，數(shù)量為4-16個(gè)。
[0018]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)液孔的形狀為圓形，或者橢圓形，或者多邊形，或者圓形與多邊形的組合。
[0019]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述溢流孔的數(shù)量為2-8個(gè)，均布于主體管的管壁下部，溢流孔的形狀為半圓形與矩形的組合形式或者是梯形或者是圓形或者是橢圓形。
[0020]本實(shí)用新型在使用時(shí)，氣液相混合物從加氫反應(yīng)器的上部流下，氣體從中心管管壁上部的條縫進(jìn)入中心管內(nèi)部，由于流通面積減小，氣相在進(jìn)入中心管后提速，強(qiáng)化氣液霧化;液體在分配盤上建立液面，液體從設(shè)置在主體管管壁下部的溢流孔進(jìn)入主體管與中心管管壁之間的環(huán)形縫隙中，溢流孔使液體以薄層狀進(jìn)入環(huán)形縫隙中，液面的高度與進(jìn)液量有關(guān)，上下波動(dòng)，在液體沒有完全淹沒溢流孔時(shí)，氣體與液體在此位置進(jìn)行第一次混合；當(dāng)液體流量較大淹沒溢流孔時(shí)，溢流孔中只有液體流入，由于環(huán)形縫隙中壓力小于氣液分配器外圍的壓力，一部分液體在環(huán)形縫隙內(nèi)受到抽吸作用時(shí)環(huán)形縫隙內(nèi)的液面逐漸上升，直至充滿整個(gè)環(huán)形縫隙，液體從中心管管壁中部設(shè)置的進(jìn)液孔成股沿水平方向進(jìn)入中心管內(nèi)部，與氣體進(jìn)行混合，氣液混合物順著中心管向下流向文丘里喉管;另一部分液體沿主體管的內(nèi)壁流至文丘里喉管處，與中心管內(nèi)流下的氣液混合物發(fā)生沖擊碰撞;設(shè)置在主體管底部的文丘里喉管為逐漸收縮再擴(kuò)張的結(jié)構(gòu)，氣相速度在收縮段變成高速氣流，氣液兩相在文丘里喉管中發(fā)生劇烈混合形成分散流，液體在高速氣體吹散下破碎成細(xì)小的液滴，不僅沿文丘里喉管的徑向加速運(yùn)動(dòng)，而且還向軸向擴(kuò)散，文丘里喉管擴(kuò)張段是上小下大的錐形結(jié)構(gòu)，其截面積逐漸擴(kuò)大，氣液混合流呈錐狀向下運(yùn)行，均勻噴灑到催化劑床層上，從而實(shí)現(xiàn)氣液的均勻分配。
[0021 ]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0022](I)本實(shí)用新型采用相互套裝的中心管和主體管，主體管的底部與文丘里喉管相連接，并在中心管的管壁上部設(shè)置條縫，管壁中部設(shè)置進(jìn)液孔，主體管的下部設(shè)置溢流孔，使氣體從條縫進(jìn)入中心管、液體從溢流孔、進(jìn)液孔進(jìn)入中心管充分混合，再經(jīng)過文丘里喉管的分配作用，使液相均勻噴灑到催化劑床層上，不會(huì)產(chǎn)生中心流，避免了由于混合物料的分布不均導(dǎo)致催化劑床層的局部超溫和結(jié)焦，從而保證了反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量；
[0023](2)本實(shí)用新型中實(shí)心蓋板能夠防止自上而下流動(dòng)的氣液流體直接進(jìn)入中心管內(nèi)部;當(dāng)蓋板的形狀為圓錐面或弧面時(shí)，可以對(duì)物流起到緩沖的作用；
[0024](3)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣液分配性能極佳。
【附圖說明】
[0025]附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中:1、中心管，2、條縫，3、主體管，4、溢流孔，5、進(jìn)液孔，6、文丘里喉管，7、法蘭，
8、分配盤，9、環(huán)形頂板，10、蓋板，11、螺栓，12、墊片，13、螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0028]如圖1所示的一種溢流型氣液分配器，它包括中心線相重合的圓柱狀中心管1、圓柱狀主體管3，及分配盤8，主體管3的頂端設(shè)有環(huán)形頂板9，主體管3的底端設(shè)有法蘭7，主體管3貫穿分配盤8的開孔，法蘭7與分配盤8通過螺栓11相連接;主體管3的底端與文丘里喉管6相連接，主體管3管壁下部靠近文丘里喉管6處設(shè)有溢流孔4;中心管I貫穿環(huán)形頂板9伸入至主體管3的內(nèi)腔中，中心管I的管壁與環(huán)形頂板9密封連接，中心管I的頂端焊接有圓形實(shí)心的蓋板10，底端為敞口，中心管I的底端延伸至文丘里喉管6與主體管3的連接處；中心管I露在主體管3外的管壁上設(shè)有條縫2，中心管I位于主體管3內(nèi)腔中的外壁上設(shè)有數(shù)個(gè)進(jìn)液孔5，進(jìn)液孔5的位置高于溢流孔4所在位置。
[0029]條縫2的數(shù)量為2-8個(gè)，均布于中心管I的管壁上部，其長(zhǎng)度方向與中心管I的軸向相一致。進(jìn)液孔5均布于中心管I位于條縫2與溢流孔4之間的管壁上，數(shù)量為4-16個(gè)。溢流孔4的數(shù)量為2-8個(gè)，均布于主體管3的管壁下部，
[0030]本實(shí)施例中蓋板10為圓形平面板，蓋板10的形狀也可以是圓錐形板或弧形板。
[0031]本實(shí)施例中條縫2的形狀為兩端呈圓弧狀中間呈矩形，條縫2的形狀也可以是多邊形或者橢圓形。
[0032]本實(shí)施例中進(jìn)液孔5的形狀為圓形，進(jìn)液孔5的形狀也可以是橢圓形，或者多邊形，或者圓形與多邊形的組合。
[0033]本實(shí)施例中溢流孔4的形狀為半圓形與矩形的組合形式，溢流孔4的形狀也可以是梯形或者是圓形或者是橢圓形。
[0034]本實(shí)用新型在使用時(shí)，氣液相混合物從加氫反應(yīng)器的上部流下，氣體從中心管I管壁上部的條縫2進(jìn)入中心管I內(nèi)部，由于流通面積減小，氣相在進(jìn)入中心管I后提速，強(qiáng)化氣液霧化;液體在分配盤8上建立液面，液體從設(shè)置在主體管3管壁下部的溢流孔4進(jìn)入主體管3與中心管I管壁之間的環(huán)形縫隙中，溢流孔4使液體以薄層狀進(jìn)入環(huán)形縫隙中，液面的高度與進(jìn)液量有關(guān)，上下波動(dòng)，在液體沒有完全淹沒溢流孔4時(shí)，氣體與液體在此位置進(jìn)行第一次混合；當(dāng)液體流量較大淹沒溢流孔4時(shí)，溢流孔4中只有液體流入，由于環(huán)形縫隙中壓力小于氣液分配器外圍的壓力，一部分液體在環(huán)形縫隙內(nèi)受到抽吸作用時(shí)環(huán)形縫隙內(nèi)的液面逐漸上升，直至充滿整個(gè)環(huán)形縫隙，液體從中心管I管壁中部設(shè)置的進(jìn)液孔5成股沿水平方向進(jìn)入中心管I內(nèi)部，與氣體進(jìn)行混合，氣液混合物順著中心管I向下流向文丘里喉管6;另一部分液體沿主體管3的內(nèi)壁流至文丘里喉管6處，與中心管I內(nèi)流下的氣液混合物發(fā)生沖擊碰撞;設(shè)置在主體管3底部的文丘里喉管6為逐漸收縮再擴(kuò)張的結(jié)構(gòu)，氣相速度在收縮段變成高速氣流，氣液兩相在文丘里喉管6中發(fā)生劇烈混合形成分散流，液體在高速氣體吹散下破碎成細(xì)小的液滴，不僅沿文丘里喉管6的徑向加速運(yùn)動(dòng)，而且還向軸向擴(kuò)散，文丘里喉管6的擴(kuò)張段是上小下大的錐形結(jié)構(gòu)，其截面積逐漸擴(kuò)大，氣液混合流呈錐狀向下運(yùn)行，均勻噴灑到催化劑床層上，從而實(shí)現(xiàn)氣液的均勻分配。
[0035]本實(shí)用新型采用相互套裝的中心管和主體管，主體管的底部與文丘里喉管相連接，并在中心管的管壁上部設(shè)置條縫，管壁中部設(shè)置進(jìn)液孔，主體管的下部設(shè)置溢流孔，使氣體從條縫進(jìn)入中心管、液體從溢流孔、進(jìn)液孔進(jìn)入中心管充分混合，再經(jīng)過文丘里喉管的分配作用，使液相均勻噴灑到催化劑床層上，不會(huì)產(chǎn)生中心流，避免了由于混合物料的分布不均導(dǎo)致催化劑床層的局部超溫和結(jié)焦，從而保證了反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溢流型氣液分配器，它包括圓柱狀中心管(I)、圓柱狀主體管(3)、分配盤(8)，其特征在于:所述主體管(3)的頂端設(shè)有環(huán)形頂板(9)，主體管(3)的底端設(shè)有法蘭(7)，主體管(3)貫穿分配盤(8)的開孔，法蘭(7)與分配盤(8)通過螺栓(11)相連接;主體管(3)的底端與文丘里喉管(6)相連接，主體管(3)管壁下部靠近文丘里喉管(6)處設(shè)有溢流孔(4);中心管(I)貫穿環(huán)形頂板(9)伸入至主體管(3)的內(nèi)腔中，中心管(I)的頂端設(shè)有蓋板(10)，底端為敞口，中心管(I)的底端延伸至文丘里喉管(6)與主體管(3)的連接處；中心管(I)露在主體管(3)外的管壁上設(shè)有條縫(2)，中心管(I)位于主體管(3)內(nèi)腔中的外壁上設(shè)有數(shù)個(gè)進(jìn)液孔(5)，進(jìn)液孔(5)的位置高于溢流孔(4)所在位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述主體管(3)與中心管(I)的中心線相重合。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述中心管(I)的管壁與環(huán)形頂板(9)密封連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述蓋板(10)為實(shí)心板，焊接于中心管(I)的頂端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述蓋板(10)為圓形平面板或圓錐形板或弧形板。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述條縫(2)的數(shù)量為2-8個(gè)，均布于中心管(I)的管壁上部，其長(zhǎng)度方向與中心管(I)的軸向相一致。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述條縫(2)的形狀為兩端呈圓弧狀中間呈多邊形或者橢圓形。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述進(jìn)液孔(5)均布于中心管(I)位于條縫(2)與溢流孔(4)之間的管壁上，數(shù)量為4-16個(gè)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述進(jìn)液孔(5)的形狀為圓形，或者橢圓形，或者多邊形，或者圓形與多邊形二者的組合。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的溢流型氣液分配器，其特征在于:所述溢流孔(4)的數(shù)量為2-8個(gè)，均布于主體管(3)的管壁下部，溢流孔(4)的形狀為半圓形與矩形的組合形式或者是梯形或者是圓形或者是橢圓形。
【文檔編號(hào)】B01J8/02GK205495549SQ201521122494
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】申玲, 王密, 范飛, 周予東, 潘曉棟
【申請(qǐng)人】蘭州蘭石集團(tuán)有限公司