專利名稱：用于至少一種流體的噴霧器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及用于至少一種流體的噴霧器。
背景技術：
各種各樣的容器可在化學加工、石油精煉、以及用于分配流體尤其是在床或塔板 (tray)上的液體和氣體的混合相流體的其它工業(yè)中使用。一種具體的容器可以是反應器如 滴流流動反應器，該反應器可在一些工藝如催化脫蠟、加氫處理、加氫脫硫、加氫精制和加 氫裂化中使用。一般地，進料如包括一種或多種液體和氣體的流體可通過裝在下流式反應 器內(nèi)的填料床中的顆粒催化劑。在某些加氫處理工藝中可發(fā)生化學反應，該化學反應可以 產(chǎn)生處于氣相的另外的成分如硫化氫和氨。這些氣體可以與液體分離并上升到反應器的頂 部以便在上部出口處排出。液體通常向下流過填料床并從底部出口排出。為了促進反應，通常將固體催化劑布置在多個床中，在每個床上方具有分配器板 或塔板，以達到在床的頂部均勻地、有效地和高效地分配流體的目的。一般地，塔板可設置分配器以提供通過下方的床的均勻分開的流。然而，當例如不 存在理想狀況和發(fā)生液體的不均等分配時，這些分配器可能具有一些缺點。作為例子，例如 在進行維修之后組件的起動期間，可能存在不理想的分配狀況。這些不理想的狀況可導致 在分配器下方的催化劑床低效率的潤濕。這種不均勻的潤濕可在催化劑床中產(chǎn)生熱點從而 導致一個或多個催化劑壽命縮短的坑穴。此外，液體的不均勻流動可導致穿過催化劑床形 成溝流。因此，希望提供一種分配器，該分配器提供對下方催化劑床的更好的和一致的潤 濕，以避免這些缺點并延長催化劑使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
一個示例性實施例可以是用于在容器中分配至少一種流體的噴霧器。該噴霧器可 包括具有第一表面和第二表面的第一構件，該第一構件形成穿過其中的至少一個開孔?？?體上，所述至少一個開孔相對于通過第一構件的中心的基本上垂直的軸線偏斜，以用于在 容器中分配至少一種流體。另一個示例性實施例可以是用于分配至少一種流體的容器。該容器可包括分配器 和填料床，該填料床包含多個位于分配器下方的顆粒。此外，一般該分配器包括形成至少一 個空隙的塔板、圍繞空隙聯(lián)接到塔板并從中穿過的導管、以及聯(lián)接到導管的底端附近的噴 霧器。此外，噴霧器可以包括第一構件，該第一構件形成多個從中穿過的發(fā)散的開孔，并具
有第一表面和第二表面。另一個示例性實施例可以是用于分配至少一種碳氫化合物流體的方法。該方法可 包括使至少一種碳氫化合物流體經(jīng)由導管通向噴霧器。此外，噴霧器可包括第一構件，該第 一構件形成多個發(fā)散的開孔，并具有第一表面和第二表面。本文所公開的實施例可提供一種噴霧器，該噴霧器通過提供一致的和充足的液體 分配可防止在填料床中形成熱點和溝流。噴霧器可具有若干適于為特定容器提供合適噴霧的設計特征。這樣，如果一個噴霧器由于例如堵塞而變得不能工作，則多個噴霧器可以提供 疊加和備用。此外，噴霧器的增加的效率可減少特定容器所需的噴霧器的數(shù)量。因此，通過 防止可縮短催化劑使用壽命和/或使反應器效率降低的熱點或溝流，改進的噴霧器可以延 長催化劑使用壽命。本文所用的術語“流體”可以是指一種或多種氣體和/或一種或多種液體。本文所用的術語“氣體”可以是指單一氣體或多種氣體的溶液。此外，術語“氣體” 可以包括具有相同或不同物質(zhì)的一種或多種液體顆粒和/或一種或多種固體顆粒在一種 或多種氣體中的溶液或懸浮液，例如蒸氣或氣溶膠。本文所用的術語“液體”可以是指單一液體，或者含有一種或多種氣體和/或固體 顆粒的一種或多種液體的溶液或懸浮液。本文所用的術語“吸收劑”和“吸收器”分別包括吸收劑和吸收器，并且涉及(但 不限于)吸收和/或吸附。本文所用的術語“富含”可以是指料流中的一種化合物或一類化合物按摩爾計通 常至少約50%、優(yōu)選約70%的數(shù)量。本文所用的術語“周邊”一般是指物體或區(qū)域的邊界，并且可以是任何合適的形狀 如圓形、卵形、方形、菱形、矩形或不規(guī)則形狀。本文所用的術語“聯(lián)接”可以是指兩個物品通過化學的或機械的手段利用包括沖 壓、模制或焊接的過程直接或間接地接合、緊固、相關聯(lián)、連接或一體地形成。此外，兩個物 品可通過使用第三部件如機械緊固件例如螺釘、釘子、卡釘或鉚釘、或者膠粘劑或者焊劑相 聯(lián)接。


圖1是示例性容器的側面正視圖。圖2是示例性噴霧器的頂部平面圖。圖3是示例性噴霧器的底部平面圖。圖4是示例性噴霧器的側面正視圖。圖5是示例性噴霧器的側面正視圖。圖6是示例性收集裝置的示意性頂部平面圖。圖7是比較分配型式的圖解示圖。
具體實施例方式參見圖1，其中示出一種容器100，該容器100具有入口 110、第一出口 120、和第二 出口 130。容器100可接納進料。進料可以是穿過入口 110的流體，包括液體或混合相流 體，如一種或多種液體和氣體。一般地，容器可將進料分配在裝有顆粒如催化劑的固定床的 容器中。盡管這里公開了一種反應器，但應該理解，其它類型的容器如吸收器或傳質(zhì)容器也 可使用本文所公開的實施例，并且可裝有不是催化劑或除了催化劑之外的其它材料如吸收 劑。容器100可包括分配器200和顆粒如催化劑的填料床400。分配器200可包括塔板220，該塔板220形成至少一個開口 2 和至少一個空隙228。盡管在這個示例性實施例 中僅示出了一個塔板220和一個填料床400，但應該理解，容器100可包含任何數(shù)量的塔板 220和填料床400。此外，盡管所述的是進料被分配，但任何料流或流體都可以被分配，包 括容器100內(nèi)的中間料流，或再循環(huán)料流。一般地，分配器200還包括至少一個升氣管240 和至少一個允許流體如液體或混合相流體從中通過的導管或降液管沈0。在這個示例性實 施例中，示出兩個升氣管240和三個降液管沈0，但是任何數(shù)量的升氣管240和/或降液管 260都可以應用。所述至少一個升氣管240可包括第一升氣管242和第二升氣管M4，所述 至少一個降液管260可包括第一降液管沈2、第二降液管272、和第三降液管觀2。一般地， 一種或多種氣體穿過升氣管240上升，而一種或多種流體(包括富含一種或多種液體的流 體)穿過降液管260向下流動。升氣管240和降液管260可以間隔開，以便盡可能地減少 由于與上升氣體流相互作用而對液膜流或噴霧的干擾。在示例性實施例中，容器100可適配成用于并流或逆流流動。在一個示例性實施 例中，氣體和液體可處于向下的并流，如加氫處理容器。在這種情況下，升氣管240可與降 液管260集成為單一的單元，且氣體和液體可下行到填料床400?？晒┻x擇地，升氣管240 可省略而氣體和液體可經(jīng)由降液管260向下流動。如本文所示，一般地，升氣管240圍繞相應的開口 224，降液管260圍繞塔板220中 的相應的空隙228。降液管260可包括相應的噴霧器300。特別地，每個降液管262、272和 282可包括相應的第一噴霧器310、第二噴霧器312、和第三噴霧器314。一般地，降液管260 的分布和密度設定為使得來自相鄰降液管260的液膜或液滴噴霧疊加。因此，降液管260 優(yōu)選地均勻分布在塔板220上。作為例子，分配器200可在每平米塔板220上具有至少25 個降液管沈0。多個降液管260和對應的噴霧器300可相同或不同，但在這個示例性實施例中，每 個降液管260和每個噴霧器300都分別與其它降液管260和噴霧器300基本上相同。這樣， 本文僅詳細說明降液管262及其相應的噴霧器310。降液管262可形成開口 264并具有底端沈6。降液管262可具有大致管形或圓筒 形的形狀，但應該理解，降液管262可以是任何合適的形狀如棱柱形。一般地，進料從入口 110流到塔板220，該塔板220基本上是水平的。收集在塔板220上的液體可上升和進入開 口沈4，并經(jīng)由噴霧器310向下轉到塔板220下方的填料床400。參見圖1-5，第一噴霧器310可包括中心304、基本垂直的軸線308、第一構件320、 第二構件360、和至少一個支腿或多個支腿380。通常，第一構件320與第二構件360間隔 開。第一構件320可具有截錐體322的形狀并具有第一表面330和第二表面340。一般地， 第一表面330和第二表面340基本上平行，并分別具有直徑332和直徑342。第二表面340 可形成周邊344。一般地，周邊344可基本為圓形346，但也可以是任何合適的形狀如矩形 或方形?；緸閳A形的周邊346可形成鋸齒形邊緣348以便幫助例如進料的分配。然而， 應該理解的是，鋸齒形邊緣348可采取其它形狀以便幫助液體的分配。通常，第一構件320 形成至少一個從中穿過的開孔350，優(yōu)選地形成多個相對于基本上垂直的軸線308發(fā)散的 開孔350。在這個優(yōu)選實施例中，第一構件320形成12個開孔350，但是第一構件320可 以形成任何數(shù)量的開孔350。通常，每個開孔350可相對于基本上垂直的入口 308偏斜，并 可以基本為圓形和具有直徑352。各個偏斜的開孔350可以相同或不同。偏斜的開孔350
5可以幫助液體的分散。此外，第一構件320的直徑可根據(jù)塔板220的降液管的直徑和節(jié)距 (間距，pitch)而改變。第一構件320的第二表面340的直徑342與所述至少一個開孔350 的其中之一的直徑352之比可以為大約10 1 大約45 1，優(yōu)選地大約20 1 大約 25 I0在這個示例性實施例中，第一表面330的直徑332與第二表面340的直徑342之 比為大約1 1.1 大約1 4，優(yōu)選地大約1 1.5 大約1 3，最佳為大約1 2。第二構件360可以是基本圓筒形狀364，但是第二構件360可形成任何合適的形 狀，并形成至少一個槽縫368。在這個示例性實施例中，第二構件360形成3個槽縫368，但 是可形成任何數(shù)量的一個或多個槽縫368。每個狹縫368可以相同或不同，但優(yōu)選是相同 的。通常，第二構件360適配成聯(lián)接降液管沈2的底端沈6。特別地，降液管262可具有一 個或多個從其底端266伸出的螺釘或其它類型的機械緊固件，該機械緊固件被接納在相應 的槽縫368內(nèi)以便將噴霧器310聯(lián)接于其上?？晒┻x擇地，第二構件360可使用任何合適 的手段如焊接來聯(lián)接降液管262。此外，至少一個支腿或多個支腿380可聯(lián)接第一構件320和第二構件360。優(yōu)選地， 多個支腿380可包括第一支腿382、第二支腿384、第三支腿386和第四支腿388，但是也可 使用任何數(shù)量的一個或多個支腿380。每個支腿380可具有相應的長度390，并且可以相同 或不同。通常，第一構件320、第二構件360、和多個支腿380利用任何合適的手段如焊接整 體形成在一起。單個支腿380的長度390和第二表面340的直徑342的支腿長度與直徑之 比可以為大約1 2 大約1 15，優(yōu)選地大約1 5 大約1 10，最佳為大約1 7。一般地，噴霧裝置310設計成與任何合適的降液管262聯(lián)接。特別地，噴霧器310 可聯(lián)接到多種降液管上。此外，噴霧器310可設計成在排出液滴的分散噴霧的同時使穿過 降液管的壓降最小。噴霧器310的獨特幾何形狀特征例如截錐體形的第一構件320、鋸齒形 邊緣348、和發(fā)散的多個開孔350可有助于液體的分散，同時不會很大地增加壓力。此外，通 常第一構件320的截錐體322的形狀進一步有助于液體的分散。這些特征的組合可以保證 將流體散布和分散到下方的填料床400上。第一構件320的尺寸，開孔350的數(shù)量及其角 度取向、沿著鋸齒形邊緣348的鋸齒的數(shù)量、以及截錐體322的直徑和角度全部可設計成使 得噴霧型式優(yōu)化以便疊加相鄰噴霧器的噴霧，從而即使在噴霧器由于例如堵塞而變得功能 失常的情況下也能獲得足夠的液體分配。因此，這些尺寸可設計成提供傘形膜或噴霧的大 范圍分配。在操作中，收集在塔板220上的進料可上升并通過降液管沈2的開口沈4。此后， 流體可在第二構件360附近進入第一噴霧器310。第一構件320與第二構件360間隔開，以 便流體可自由地落到第一構件320的第一表面330上。結果，流體可增加動量，并且在沖擊 時，流體可形成寬大的膜或液滴噴霧。來自相鄰噴霧器的膜和/或噴霧的疊加可提供高度 均勻的分配。Mi下面的例子旨在進一步說明所公開的實施例。對實施例的這些說明并不意味著將 權利要求限于這些例子的具體細節(jié)。這些例子可基于工程計算和具有類似過程的實際操作 經(jīng)驗。下面的實驗可通過定量地測量從噴霧器分散的流體如液體的空間散布來展示本 文所公開的噴霧器的效率。排出的液體可被收集在噴霧器下方的規(guī)定面積上。排出的餾分可以被收集在細分的面積中并用來評估噴霧器的效率。參見圖6，收集設備500可設在用虛線示出的管狀降液管562的下方。收集設備 500可以是一個或多個管子510，包括直接放在降液管562下方的通常直徑逐漸增加的3個 同心管子520、530和M0。管子520具有13厘米(cm)直徑并用壁厚等級(schedule) 40的 管制成，管子530具有20cm直徑并用壁厚等級80的管制成，管子540具有25cm直徑并用 壁厚等級40的管制成。每個管子510可以為46cm長以便提供收集空間。這些管子510形 成4個區(qū)域，亦即在管子520內(nèi)部的區(qū)域A、在管子520和530之間的區(qū)域B，在管子530和 540之間的區(qū)域C，以及在管子540外部的區(qū)域D。區(qū)域A、B、C中每一個的收集面積為大約 130平方厘米。每個管子510的下端可用板封閉，該板形成對應于區(qū)域A、B、C中每一個的 三個排放孔。根據(jù)每個區(qū)域A、B或C內(nèi)部收集的水的水頭，所述孔可設定口徑以便排放一 定量的液體例如水?？赏ㄟ^使用連接到每個相應管子510下端的壓力口的差壓計測量每個 區(qū)域A、B或C中的水的高度來計算流量。設在塔板上的分配器具有約Ilcm的三角形節(jié)距。從降液管出來的噴霧可以擴展 到最外面的管子540的外部。通過從穿過降液管562的水量減去區(qū)域A-C中的水量來計算 區(qū)域D中的水量。通常希望降液管提供流體的均勻分配，以便在區(qū)域A、B、C和D中收集的量大致相 等。因此，在所有4個區(qū)域中流體例如水的均勻分配將通常是降液管的優(yōu)選特征。參見圖7，其中對于聯(lián)接到降液管562的濺射板、如圖1-5所示聯(lián)接到降液管562 的噴霧器310、以及不具有終端噴霧器的降液管562的分配型式進行了比較。濺射板可連接 到膠管管頭(cuff)并與該膠管管頭的下端間隔約1. 5cm。濺射板可以是具有光滑邊緣的圓 形形狀且直徑約11cm。濺射板可形成37個均勻間隔開的非發(fā)散的孔，亦即與垂直軸線平 行，且每個孔可具有約0. 5cm的直徑。噴霧器310的第二表面340可具有約Ilcm的直徑。 為了用濺射板、噴霧器310、以及不用噴霧器進行試驗，在降液管562中提供近似相等的水 量。如圖7中所示，對具有濺射板、噴霧器310和沒有噴霧器的降液管562在每個區(qū)域處比 較按每分鐘升數(shù)計(Ipm)的集中流量。濺射板以使人聯(lián)想起傘的型式分配液體，亦即中心 料流在區(qū)域A中而液滴分散到區(qū)域D中。在區(qū)域B和C中只有一點兒或者沒有分配。噴霧 器310在空間連續(xù)區(qū)域上提供更均勻地間隔開的分配，其中較大量在區(qū)域A、B和D中而少 量在區(qū)域C中。沒有噴霧器的降液管562幾乎將全部水都分配在區(qū)域A中。無需進一步詳細說明，可以認為，本領域技術人員利用上面的說明可將本發(fā)明應 用到最完美的程度。因此，上述優(yōu)選的具體實施例僅應被認為是舉例說明，而決不是限制所 公開的其余內(nèi)容。從上面的說明可知，本領域技術人員可以容易地理解本發(fā)明的實質(zhì)特征，且在不 脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明進行各種不同的改變和修改，以使它適用 于各種用途和狀況。
權利要求
1.一種用于在容器100中分配至少一種流體的噴霧器310，包括1)具有第一表面330和第二表面340的第一構件320，該第一構件320形成貫穿其中 的至少一個開孔350，其中，所述至少一個開孔350相對于穿過第一構件320的中心304的 基本垂直的軸線308偏斜，以用于在容器100中分配至少一種流體。
2.按權利要求1所述的噴霧器310，其特征在于，第一構件320總體上形成截錐體322。
3.按權利要求1所述的噴霧器310，其特征在于，所述至少一個開孔350包括多個開孔350。
4.按權利要求3所述的噴霧器310，其特征在于，所述多個開孔350從軸線308發(fā)散。
5.按權利要求1所述的噴霧器310，其特征在于，第一表面330和第二表面340基本上 平行。
6.按權利要求5所述的噴霧器310，其特征在于，第二表面340圍繞周邊344形成鋸齒 形邊緣348。
7.按權利要求6所述的噴霧器310，其特征在于，所述周邊344基本為圓形346。
8.按權利要求1所述的噴霧器310，其特征在于，還包括第二構件360，該第二構件360聯(lián)接到第一構件320，其中第一構件320和第二構件360間隔開。
9.按權利要求8所述的噴霧器310，其特征在于，第二構件360基本為圓筒形狀364。
10.按權利要求9所述的噴霧器310，其特征在于，第二構件360形成至少一個槽縫368。
全文摘要
本發(fā)明的一個示例性實施例可以是用于在容器中分配至少一種流體的噴霧器。該噴霧器可包括具有第一表面和第二表面的第一構件，該第一構件形成穿過其中的至少一個開孔?？傮w上，所述至少一個開孔相對于通過第一構件的中心的基本垂直的軸線偏斜，以用于在容器中分配至少一種流體。
文檔編號B05B1/02GK102105230SQ200980128561
公開日2011年6月22日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權日2008年7月22日
發(fā)明者R·S·哈特米, R·克里斯邁爾, S·B·庫馬爾 申請人:環(huán)球油品公司