專利名稱：一種氣液分布器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣液分布器，用于氣液兩相混合，及氣液兩相在以液相為連續(xù)相 的床層內實現分散的工況，屬于石油化工設備領域。本發(fā)明的氣液分布器適用于反應器床 層內的氣、液分布，尤其適用于在沸騰床反應器內實現氣-固-液三相呈沸騰狀態(tài)的氣液分布。
背景技術：
目前，氣-固_液三相反應器多采用鼓泡式反應器和攪拌釜式反應器，上述反應器 效率低、能耗高，應用規(guī)模、應用領域受到反應體系的限制。沸騰床工藝技術以床層壓降小、反應溫度均勻、無堵塞、易于取熱而廣泛應用于石 油化工和環(huán)保等領域，特別是用于粘度大、雜質多的渣油加氫領域。該工藝特征是在反應 器內以液相為連續(xù)相、氣固為分散相相、形成氣-固-液三相共存的反應床層，該床層內呈 沸騰狀態(tài)。
氣-固_液三相的有效混合、傳質效率及操作彈性是沸騰床反應器的重要性能，因 此，性能優(yōu)異的氣液分布器，是沸騰床反應器的關鍵部件。中國專利CN1600413A介紹了一種用于三相漿態(tài)床反應器的氣體分布器，由假板、 多根氣體上升管、氣體分布管組和多個開口垂直朝下的噴嘴組成。該分布器存在結構復雜、 當氣量波動時液相倒流、只分布氣相、產生的氣泡較大、傳質效率低等不足。中國專利CN2425703Y介紹了一種沸騰床反應器的內部裝置，該內構件有立置橫 粱和雙層倒V形件組成，氣泡在雙層倒V形件上形成，該分布器存在結構復雜、只分布氣相、 產生的氣泡較大、氣泡不均勻、傳質效率低等不足。在一些反應器內，通常使用的氣體分布 器，多數采用約翰遜網產生氣泡，存在僅分布氣相、且產生的氣泡較大、傳質效率低等不足。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、體積小、壓降小、傳質效率高的氣 液分布器。本發(fā)明的氣液分布器適用于反應器床層內的氣、液分布，尤其適用于在沸騰床反 應器內實現氣-固-液三相呈沸騰狀態(tài)的氣液分布。本發(fā)明的技術方案為一種氣液分布器，由氣相圍堰、導液管、混合部件、止逆球和 端蓋構成所述的導液管固定于混合部件下端，氣相圍堰套裝在導液管外并固定于混合部 件上，氣相圍堰與導液管間形成進氣通道；所述的混合部件由下而上依次由收縮段、喉管、 擴張段及直管段構成，在所述的喉管管壁上開設若干進氣孔，在直管段上開設2 6個氣液 流道，在直管段內設置止逆球，所述的端蓋封裝于直管段上端。根據氣液傳質與反應器床層物料分布特點，本發(fā)明的氣液分布器設置氣相圍堰與 導液管，形成氣液相分流；液相經導液管、混合部件的收縮段，進入混合部件的喉管，因截面 積的縮小而產生提速效果；氣相經氣相圍堰、混合部件的喉管管壁上的進氣孔，進入混合部 件的喉管；在混合部件的喉管處，高速流動的液相沖擊氣相，形成均勻、細小氣泡，氣相得到分散；以液相為連續(xù)相、氣相為分散相的流體，經混合部件的擴張段、氣液流道，進入反應器 床層，實現氣液分布、氣液傳質，并形成平推流，氣液兩相沖擊床層內的顆粒狀催化劑，在反 應器內實現以液相為連續(xù)相、氣固為分散相的氣_固-液沸騰狀態(tài)；混合部件的直管段內設 置止逆球，氣液停止輸入時，止逆球回落至混合部件的擴張段錐面上，兩者形成密封狀態(tài)， 防止在開停工時催化劑倒流。本發(fā)明的氣液分布器設備結構簡單，體積小，壓降小，傳質效率高，可廣泛應用于 石油化工和環(huán)保等領域。


圖1為本發(fā)明的總體結構示意圖。圖2為本發(fā)明的混合部件結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的氣液分布器做進一步詳述。如圖1所示，本發(fā)明的氣液 分布器由氣相圍堰2、導液管3、混合部件6、止逆球5、端蓋4及螺釘1等部件構成。本發(fā)明的氣液分布器，包括氣相圍堰2及導液管3，氣相圍堰2套裝在導液管3外， 兩者固定在混合部件6上；氣相圍堰長度為導液管長度的1/3 2/3 ；氣相圍堰與導液管間 的環(huán)形面積為導液管截面積的1/3 2倍，優(yōu)選1/2 1倍；氣相圍堰與導液管間的環(huán)形區(qū) 域構成氣相通道，導液管伸入液層下，構成液相通道。所述的混合部件6自下而上依次由收縮段、喉管、擴張段及直管段構成?；旌喜考?的收縮角b為20° 60°，優(yōu)選23° 40° ；混合部件的喉管截面積為導液管截面積的 40% 60% ；喉管長度為5mm 30mm，優(yōu)選IOmm 15mm ；液相流經導液管、混合部件的收 縮段、混合部件的喉管處，提高了流速，形成射流。在混合部件的喉管管壁上開設若干進氣孔孔徑# 0. 5mm # 8mm,優(yōu)選# Imm Φ 4mm ；開孔層數1 4層；每層開孔數2 12個，優(yōu)選4個 8個。氣相流經氣相圍堰與 導液管間形成的氣象通道、混合部件喉管管壁上的進氣孔，進入混合部件的喉管；在混合部 件的喉管處，高速流動的液相沖擊氣相，形成均勻、細小的氣泡，氣相得到分散?；旌喜考U張段的擴張角a為10° 30°，優(yōu)選14° 20° ；在直管段上開設若 干氣液流道，氣液流道直徑# 2mm # 8mm ；氣液流道軸線與混合部件軸線的夾角為10° 30°，優(yōu)選14° 20° ；氣液流道數量為2 6個，優(yōu)選3 5個；氣液流道總截面積為導 液管截面積的40% 60%。以液相為連續(xù)相、氣相為分散相的流體經混合部件的擴張段、 氣液流道，進入反應器床層，實現氣液分布和氣液傳質，并形成平推流，氣液兩相沖擊床層 內的顆粒狀催化劑，在反應器內實現以液相為連續(xù)相、氣固為分散相的氣_固-液沸騰狀 態(tài)。在混合部件的直管段內設置止逆球5，并用端蓋4及螺釘1封裝；止逆球為空心球 或實心球；其材質為陶瓷或金屬；其比重為1. 5 lOg/cm3 ；止逆球直徑為混合部件喉管直 徑的1. 1 1. 5倍；混合部件的直管段的直徑為止逆球直徑的1 2. 5倍，優(yōu)選1 2倍； 工作時，止逆球在氣液吹動下，懸浮在直管段內，并作上下運動；氣液停止輸入時，止逆球回 落至混合部件的擴張段錐面上，兩者形成密封狀態(tài)，防止在開停工時催化劑倒流。
本發(fā)明的氣液分布器，工作時，液相由插入液層的導液管輸入氣液分布器，氣相由 氣相圍堰與導液管間的環(huán)形流道進入氣液分布器，形成氣液分流；液相流經導液管、混合部 件的收縮段，進入混合部件的喉管，因截面積的縮小而形成提速；氣相經氣相圍堰、混合部 件的喉管管壁上的進氣孔，進入混合部件的喉管；在混合部件的喉管處，高速流動的液相 沖擊氣相，形成均勻、細小氣泡，氣相得到分散；以液相為連續(xù)相、氣相為分散相的流體經 混合部件的擴張段、氣液流道，進入反應器床層，實現氣液分布、氣液傳質，并形成平推流， 氣液兩相沖擊床層內的顆粒狀催化劑，在反應器內實現以液相為連續(xù)相、氣固為分散相的 氣-固_液沸騰狀態(tài)；混合部件的直管段內設置止逆球，氣液兩相停止輸入時，止逆球回落 至混合部件的擴張段錐面上，兩者形成密封狀態(tài)，防止在開停工時催化劑倒流。
權利要求
一種氣液分布器，由氣相圍堰、導液管、混合部件、止逆球和端蓋構成所述的導液管固定于混合部件下端，氣相圍堰套裝在導液管外并固定于混合部件上，氣相圍堰與導液管間形成氣相通道；所述的混合部件由下而上依次由收縮段、喉管、擴張段及直管段構成，在所述的喉管管壁上開設若干進氣孔；在直管段上開設2～6個氣液流道；在直管段內設置止逆球，所述的端蓋封裝于直管段上端。
2.按照權利要求1所述的氣液分布器，其特征在于，在所述的喉管管壁上開設1 4層 進氣孔，每層開孔數為2 12個。
3.按照權利要求1或2所述的氣液分布器，其特征在于，所述進氣孔的孔徑#0. 5mm #8mm ο
4.按照權利要求1所述的氣液分布器，其特征在于，所述收縮段的收縮角為20° 60°，所述擴張段的擴張角為10° 30°。
5.按照權利要求1或4所述的氣液分布器，其特征在于，所述受縮段的收縮角為 23° 40°，所述擴張段的擴張角為14° 20°。
6.按照權利要求1所述的氣液分布器，其特征在于，所述喉管的截面積為導液管截面 積的40% 60%，喉管長度為5mm 30_。
7.按照權利要求1或6所述的氣液分布器，其特征在于，所述喉管的長度為10 15mm。
8.按照權利要求1所述的氣液分布器，其特征在于，所述氣液流道的直徑#2mm #8mm，氣液流道的總截面積為導液管截面積的40% 60%。
9.按照權利要求1或7所述的氣液分布器，其特征在于，所述的氣液流道與混合部件的 軸線夾角為10° 30°。
10.按照權利要求1所述的氣液分布器，其特征在于，所述止逆球的直徑為喉管直徑的 1. 1 1. 5倍，止逆球的比重為1. 5 10g/cm3。
11.按照權利要求1或10所述的氣液分布器，其特征在于，所述的止逆球為空心球或實 心球，止逆球的材質為陶瓷或金屬。
12.按照權利要求1所述的氣液分布器，其特征在于，所述的氣相圍堰長度為導液管長 度的1/3 2/3，氣相圍堰與導液管間的環(huán)形面積為導液管截面積的1/3 2倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣液分布器，屬于石油化工設備領域。本發(fā)明的氣液分布器由氣相圍堰、導液管、混合部件、止逆球和端蓋等部件構成。其中所述的混合部件由下而上依次由收縮段、喉管、擴張段及直管段構成，在所述的喉管管壁上開設若干進氣孔，在直管段上開設氣液流道，在擴張段與直管段內設置有止逆球，端蓋封裝于直管段上端。本發(fā)明的氣液分布器結構簡單、體積小、壓降小、傳質效率高，尤其適用于在沸騰床反應器內實現氣-固-液三相呈沸騰狀態(tài)的氣液分布，可廣泛應用于石油化工和環(huán)保等領域。
文檔編號B01J8/22GK101940897SQ20091001245
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權日2009年7月9日
發(fā)明者劉杰, 彭德強, 方向晨, 李欣, 齊慧敏 申請人:中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院