一种下进料反应器的气液分配器及气液分配设备的制作方法

1.本实用新型涉及石油化工技术领域，具体而言，涉及一种下进料反应器的气液分配器及气液分配设备。


背景技术：

2.下进料加氢反应器是一种新型加氢反应器，原料和氢气从反应器底部并行进入反应器，在催化剂床层进行加氢反应后，反应产物从反应器顶部排出反应器。
3.与上进料相比，采用这种进料方式，整个催化剂床层轻微膨胀，从而不会出现因杂质和沉积物等的沉积而使催化剂床层压降快速增长的现象。但是与上进料反应器类似，床层初始气液的不均匀分布会导致反应器内产生热点、催化剂结焦及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。
4.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。由于下进料反应器与上进料反应器相比气液流动形式完全不同，下进料反应器的气液分配装置需进行调整。
5.鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的之一在于提供一种下进料反应器的气液分配器，其可有效解决下进料反应器中存在的气液分配不均、产生热点、飞温及催化剂结焦等问题。
7.本实用新型的目的之二在于提供一种下进料反应器的气液分配设备，其具有上述气液分配器所具有的全部作用效果。
8.本实用新型可这样实现：
9.第一方面，本实用新型提供一种下进料反应器的气液分配器，包括气液分配器管体、缓冲板和折流板，缓冲板连接于气液分配器管体的用于进料的一端的端部并用于防止气液直接进入气液分配器管体，折流板连接于气液分配器管体的远离缓冲板的一端。
10.气液分配器管体两端敞口，气液分配器管体的靠近缓冲板的一端设有进液孔。
11.在可选的实施方式中，缓冲板为圆形平板，缓冲板的直径大于气液分配器管体的直径。
12.在可选的实施方式中，缓冲板的直径为气液分配器管体的直径的1.1
‑
1.5倍。
13.在可选的实施方式中，气液分配器还包括支撑件，支撑件的一端与气液分配器管体连接，另一端与缓冲板连接。
14.第二方面，本实用新型提供一种下进料反应器的气液分配设备，其包括气液分配盘以及多个上述气液分配器，多个气液分配器均与气液分配盘连接。
15.在可选的实施方式中，气液分配盘设有多个安装通孔，多个气液分配器分别与安装通孔一一对应连接。
16.在可选的实施方式中，进液孔位于气液分配器管体距离分配盘的1/4
‑
1/2处。
17.在可选的实施方式中，气液分配设备还包括位于气液分配器上方的催化剂支撑格栅，气液分配盘与催化剂支撑格栅之间留有混合空间。
18.在可选的实施方式中，混合空间的高度为100
‑
250mm。
19.在可选的实施方式中，气液分配设备还包括支撑梁，支撑梁连接于催化剂支撑格栅的远离气液分配器的一侧。
20.本实用新型的有益效果包括：
21.本技术提供的气液分配器及气液分配设备，可应用于下进料反应器中。气液两相流体自下而上经过气液分配设备，在进入气液分配器管体之前即可在气液分配盘下方形成一定厚度的气层，对流体进行整流缓冲作用。气液分配器管体底部的缓冲板可以有效地防止气液直接进入催化剂床层而造成流体短路气液分配不均。气相在气液分配器管体内流通，使液相从进液孔中被抽吸入气液分配器管体内随气体均匀进入催化剂床层。使气液两相在有良好的初始分布，有效避免了催化剂床层内的热点、结焦、飞温等问题。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本实用新型实施例1提供的气液分配设备的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例1提供的气液分配设备中气液分配器的结构示意图。
25.图标：100
‑
气液分配器；110
‑
缓冲板；120
‑
支撑件；130
‑
进液孔；140
‑
气液分配器管体；150
‑
折流板；200
‑
气液分配盘；300
‑
支撑梁；400
‑
催化剂支撑格栅。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和
操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
31.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.实施例
33.发明人通过研究得出，目前国内的加氢反应器多为上进料，采用上进料方式时，由于原料中杂质沉积或结焦反应等原因，容易使催化剂床层的压降升高，不但会影响装置的平稳操作，而且会缩短装置的操作周期。采用下进料形式的加氢反应器，气液两相经过气液分配装置后进入催化剂床层，使催化剂床层轻微膨胀，从而不会出现因杂质和沉积物等的沉积而使催化剂床层压降快速增长的现象。
34.鉴于此，发明人提出了一种适用于下进料反应器(如下进料的加氢反应器)的气液分配设备。请参照图1，该下进料反应器主要包括气液分配盘200以及多个气液分配器100，多个气液分配器100均与气液分配盘200连接。此外，还包括催化剂支撑格栅400和支撑梁300。
35.请参照图2，上述气液分配器100包括气液分配器管体140、缓冲板110和折流板150，缓冲板110连接于气液分配器管体140的用于进料的一端的端部并用于防止气液直接进入气液分配器管体140，折流板150连接于气液分配器管体140的远离缓冲板110的一端。气液分配管体的与折流板150连接的一端用于与气体源连接。
36.气液分配器管体140呈圆柱形，两端敞口(图1中为上下敞口)。该气液分配器管体140的壁厚可以为2
‑
6mm，例如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm或6mm等，也可以为2
‑
6mm范围内的其它任意值。
37.气液分配盘200设有多个用于固定气液分配管体的安装通孔，多个气液分配器100的一端分别与安装通孔一一对应连接(具体为的多个气液分配器100的气液分配管体的远离缓冲板110的一端分别与安装通孔一一对应连接)。例如，多个气液气液分配管体可直接一一焊接于多个安装通孔内。
38.较佳地，相邻的两个安装通孔的间隔小于气液混合物自下而上喷出的伞状圆形的直径，从而多个管式气液分配器100可以在上部的混合空间中相互作用叠加。
39.优选地，气液分配盘200的开孔率不低于20％，如可以为20％、30％、40％或50％等。
40.进一步地，上述气液分配器管体140的靠近缓冲板110的一端设有进液孔130。该进液孔130为单侧开孔，数量为1个。其位于气液分配器管体140距离分配盘的1/4
‑
1/2(如1/4、3/8或1/2)处。
41.可参考地，上述进液孔130的直径可以为7
‑
10mm，如7mm、8mm、9mm或10mm等，也可以
为7
‑
10mm范围内的其它任意值。
42.可参考地，缓冲板110例如可以为圆形平板，其直径优选大于气液分配器管体140的直径。此外，也可以等于或小于气液分配器管体140的直径。值得说明的是，上述缓冲板110的形状还可以为其它形状。
43.在优选的实施方式中，缓冲板110的直径为气液分配器管体140的直径的1.1
‑
1.5倍，如1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍或1.5倍等。此外在其它一般的情况下，缓冲板110的直径可设置为其它范围以对应调节气液流体进入气液分配器100的方式。
44.上述缓冲板110的高度可根据实际需要进行具体设置，在此不做过多限定。
45.通过按本技术设置缓冲板110，可对即将进入气液分配器100的气相流体进行缓冲，防止高速气体直接穿过气液分配器100，造成气液分布不均。气相流体经过缓冲板110的缓冲作用，在气液分配盘200下方形成气层。采用较大直径的缓冲板110，可以更加有效的起到缓冲作用，形成稳定气层，有利于气液两相的分布。
46.可参考地，折流板150例如可以呈圆形，也可以呈其它形状。
47.当折流板150的形状为圆形时，折流板150的直径与气液分配管体的直径相等。通过将折流板150的直径设置为与气液分配管体的直径相等，能够较折流板150的直径大于气液分配管体时能够达到同样的效果的基础上，还能够有效节省材料，降低成本。
48.进一步地，气液分配器100还包括支撑件120，支撑件120的一端与气液分配器管体140连接，另一端与缓冲板110连接。
49.可参考地，支撑件120可选择如下形式，支撑件120的数量为2个，支撑件120的形状呈矩形。2个矩形的支撑件120的一端均以气液分配管体的管轴为对称轴对称焊接在气液分配管体的外侧，另一端均与缓冲板110连接。
50.通过将支撑件120的数量设置为2个，可以尽量不阻挡流体，并且，能够在使用较少的支撑件120的条件下承受流体的冲击，使管式气液分布器保持稳定。
51.承上，本实施例提供的管式气液配器的工作原理包括：气液相混合物流从反应器下部上来，正常工作时，液体主要经进液孔130进入气液分配管体。气体主要从气液分配管体的底部经缓冲板110缓冲折流后直接进入主气液分配管体，气液混合物在气液分配管体内撞击到折流板150后，在上方的空间进行均匀混合，进入催化剂床层。
52.进一步地，气液分配设备还包括位于气液分配器100上方的催化剂支撑格栅400，气液分配盘200与催化剂支撑格栅400之间留有混合空间(也称“空高”)，以便自气液分配器100喷射而来的气液两相均匀分布后进入催化剂床层，避免通过气液分配器100的流体直接通入催化剂床层，造成气液两相在进入催化剂床层平面时并不均匀，只在有气液分配器100的部位有流体。
53.可参考地，上述混合空间的高度可以为100
‑
250mm，如100mm、150mm、200mm或250mm等。
54.进一步地，气液分配设备还包括支撑梁300，支撑梁300连接于催化剂支撑格栅400的远离气液分配器100的一侧。
55.可参考地，支撑梁300的数量可以但不限于为6根，支撑梁300的作用为对催化剂支撑格栅400进行支撑。
56.上述催化剂支撑格栅400可采用约翰逊网。约翰学网的精度例如可以为1.2mm，也
可根据催化剂结构及尺寸进行具体调整。
57.本实施例中，支撑格栅上方直接盛放催化剂，不增设瓷球。
58.综上所述，本实用新型提供的气液分配器100及气液分配设备，可应用于下进料反应器中。气液两相流体自下而上经过气液分配设备，在进入气液分配器管体140之前即可在气液分配盘200下方形成一定厚度的气层，对流体进行整流缓冲作用。气液分配器管体140底部的缓冲板110可以有效地防止气液直接进入催化剂床层而造成流体短路气液分配不均。气相在气液分配器管体140内流通，使液相从进液孔130中被抽吸入气液分配器管体140内随气体均匀进入催化剂床层。使气液两相在有良好的初始分布，有效避免了催化剂床层内的热点、结焦、飞温等问题。
59.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。