專利名稱：氣提式液體分布器和反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加氫反應(yīng)領(lǐng)域，具體地，涉及一種氣提式液體分布器和反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件。
背景技術(shù)：
油品加氫精制技術(shù)始于上世紀(jì)的五十年代，經(jīng)過近六十年的發(fā)展，催化劑的開發(fā)取得了較大的進(jìn)步，如今的催化劑在反應(yīng)活性上比技術(shù)應(yīng)用初期提高了約10倍。然而，加氫過程反應(yīng)工程的研究與催化劑的開發(fā)并不同步，直到上世紀(jì)九十年代中期，國(guó)外石油公司才開始認(rèn)識(shí)到當(dāng)時(shí)的反應(yīng)器已經(jīng)難于充分發(fā)揮高活性催化劑的性能，并開始著手進(jìn)行加氫反應(yīng)器的研究開發(fā)，形成了一系列與催化劑相配套的反應(yīng)器及內(nèi)構(gòu)件技術(shù)。加氫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件主要由入口分布器、冷氫箱、催化劑或填充介質(zhì)組成，在工程上來(lái)說，內(nèi)構(gòu)件各部分之間的作用就是使氣液流體有一個(gè)好的流體和溫度分布，而流體和溫度分布又與操作條件(例如，氣液負(fù)荷)密切相關(guān)，通過一些流體力學(xué)特征參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)流體和溫度的分布性能。加氫反應(yīng)能否穩(wěn)定進(jìn)行，主要取決于催化劑性能是否先進(jìn)，而催化劑性能的充分發(fā)揮，產(chǎn)品質(zhì)量能否優(yōu)質(zhì)，在很大程度上取決于氣液在催化劑床層中分布的均勻性，即反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性和合理性。分布器是加氫反應(yīng)器中重要的內(nèi)構(gòu)件之一，它的設(shè)計(jì)和合理使用對(duì)提高催化劑的利用率、提升油品質(zhì)量具有重要意義。分布器種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，不同結(jié)構(gòu)的分布器適用于不同類型的反應(yīng)器。目前， 在工業(yè)上使用的加氫反應(yīng)器氣液分布器主要包括孔盤式、多管式和泡罩式等。其中，孔盤式氣液分布器主要應(yīng)用于多級(jí)分布器系統(tǒng)的初始分布，配合其它分布器共同使用。多管式分布器存在對(duì)水平度要求較高、孔道易堵塞、噴淋密度小等或多或少的缺點(diǎn)，流體和溫度的分布質(zhì)量較低。泡罩式分布器整體分配性能較好，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)加氫反應(yīng)器中，最典型的是美國(guó)聯(lián)合油公司開發(fā)的UOC型氣液分布器，在我國(guó)廣泛使用，但這類分布器由于中心管內(nèi)存在連接螺桿，液相介質(zhì)沿螺桿有匯流現(xiàn)象，使得液相分布中心峰值較高，操作彈性較小，從而導(dǎo)致了液體分布不均勻、床層徑向溫差大的問題。綜上所述，目前的加氫反應(yīng)器氣液分布器主要存在由于液相分布中心峰值較高而導(dǎo)致的液體分布不均勻、床層徑向溫差大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種氣提式液體分布器和反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的分布器由于液相分布中心峰值較高而導(dǎo)致的液體分布不均勻、床層徑向溫差大的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種氣提式液體分布器，所述的氣提式液體分布器包括外筒和內(nèi)筒，所述的外筒為一端開口的圓柱筒，所述內(nèi)筒為兩端開口的圓柱筒，所述外筒的直徑大于所述內(nèi)筒的直徑，所述的外筒壁設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)氣孔，所述外筒開口向下套設(shè)在所述內(nèi)筒上方，且所述外筒的頂部與所述內(nèi)筒的頂部設(shè)有一間隔距離，所述的外筒和內(nèi)筒偏心設(shè)置，所述外筒的內(nèi)側(cè)壁與所述內(nèi)筒的外側(cè)壁具有連接面，所述連接面處設(shè)置有至少一個(gè)貫穿所述外筒及內(nèi)筒的通孔。其中，所述外筒壁上的進(jìn)氣孔的數(shù)量為1至6，所述進(jìn)氣孔形狀為長(zhǎng)方形。所述外筒壁上的進(jìn)氣孔的開孔面積為所述內(nèi)筒橫截面積的10% -30%。 優(yōu)選地，所述外筒壁上的進(jìn)氣孔為設(shè)置在所述外筒壁開口處且一側(cè)具有開口的齒縫，所述齒縫的高度為所述外筒高度的三分之一。其中，所述連接面上的通孔數(shù)量為1、2或3個(gè)，所述連接面上的通孔的開孔面積為所述內(nèi)筒橫截面積的_3%。所述連接面上的通孔的開孔位置設(shè)置在距離所述內(nèi)筒頂部的三分之一以內(nèi)。所述外筒的高度和所述內(nèi)筒的高度相同，所述外筒的截面積為所述內(nèi)筒的截面積的1. 6倍至2. 2倍。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，所述的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件包括多個(gè)上述氣提式液體分布器、分配盤和催化層，多個(gè)氣提式液體分布器設(shè)置在所述分配盤上，所述內(nèi)筒的一端開口與所述的分配盤具有水平連接面，所述外筒內(nèi)側(cè)壁與所述內(nèi)筒外側(cè)壁的連接面朝向所述分配盤的中心，所述分配盤與所述催化層設(shè)有一高度。所述多個(gè)氣提式液體分布器設(shè)置在分配盤上按正方形或正三角形的方式排列。所述的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件還包括填料層，位于所述催化層上方，所述分配盤與所述填料層之間設(shè)有一預(yù)定高度。借助于上述技術(shù)方案至少之一，通過在外筒壁和連接面上設(shè)置進(jìn)氣孔，可以通過氣流將進(jìn)入外筒的液流沖碎成液滴而使二者混合均勻，并可以防止氣、液在內(nèi)筒與外筒連接的一側(cè)發(fā)生壁流而引起的液體分布中心偏流的現(xiàn)象，從而使液體分布均勻。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖Ia-圖Ic是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣提式液體分布器的不同剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分布器1在分配盤2的排列方式示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分布器1在分配盤2的另一排列方式示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
由于現(xiàn)有技術(shù)中的加氫反應(yīng)器氣液分布器由于液相分布中心峰值較高，從而導(dǎo)致了液體分布不均勻、床層徑向溫差大的問題，基于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種氣提式液體分布器和反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件來(lái)解決上述問題。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例一本發(fā)明實(shí)施例提供一種氣提式液體分布器，如圖Ia-圖Ic所示，該氣提式液體分布器1包括外筒11和內(nèi)筒12，外筒11為一端開口的圓柱筒，內(nèi)筒12為兩端開口的圓柱筒，外筒11的直徑大于內(nèi)筒的直徑，外筒壁設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)氣孔13，外筒11開口向下套設(shè)在內(nèi)筒12上方，且外筒的頂部與內(nèi)筒的頂部設(shè)有一間隔距離，外筒11和內(nèi)筒12偏心設(shè)置，外筒的內(nèi)側(cè)壁與內(nèi)筒的外側(cè)壁具有連接面，連接面上設(shè)置有至少一個(gè)通孔14(該通孔也可以叫做進(jìn)氣孔)，通孔14貫穿外筒和內(nèi)筒。由以上描述可以看出，通過在外筒壁和連接面上設(shè)置進(jìn)氣孔，可以通過氣流將進(jìn)入外筒的液流沖碎成液滴而使二者混合均勻，并可以防止氣、液在內(nèi)筒與外筒連接面的一側(cè)發(fā)生壁流而引起液體分布中心偏流的現(xiàn)象，從而使液體分布更均勻，進(jìn)而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的液相分布中心峰值較高的問題，使得液體分布均勻、床層徑向溫差小。上述外筒壁上的進(jìn)氣孔13可以設(shè)置在外筒壁的任意位置，該進(jìn)氣孔的形狀可以為長(zhǎng)方形、多邊形、圓形及扇形，進(jìn)氣孔的數(shù)量可以為1至6個(gè)。優(yōu)選地，外筒壁上的進(jìn)氣孔13的總開孔面積為內(nèi)筒橫截面積的10% -30%。在具體實(shí)施過程中，進(jìn)氣孔13可以是設(shè)置在外筒壁開口處且一側(cè)具有開口的齒縫，齒縫的高度可以為外筒高度的三分之一。上述連接面上的通孔14的數(shù)量可以為1、2或3個(gè)，通孔14的開孔面積為內(nèi)筒橫截面積的_3%，通孔14的開孔位置設(shè)置在距離內(nèi)筒頂端的三分之一處以內(nèi)。在實(shí)際操作中，外筒的高度和內(nèi)筒的高度可以相同，優(yōu)選地，可以均為 100mm-150mm。內(nèi)筒的直徑可以為20mm-80mm，外筒的截面積為內(nèi)筒的截面積的1. 6倍-2. 2倍。通過上述外筒和內(nèi)筒設(shè)計(jì)成倒U型，二者在管內(nèi)相連通，可以為流體提供流動(dòng)的通道。通過在外筒上設(shè)置齒縫，可以作為氣流通道，經(jīng)齒縫與液流混合在通道內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抽吸作用，氣流可以將液流沖碎成液滴，從而可以使二者能夠混合均勻的進(jìn)入分配盤2(如圖1所示)。實(shí)施例二本發(fā)明實(shí)施例還提供一種反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，如圖2所示，反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件包括多個(gè)實(shí)施例一中的氣提式液體分布器1、分配盤2、和催化層3，多個(gè)氣提式液體分布器1設(shè)置在分配盤2上，內(nèi)筒11的一端開口與分配盤2具有水平連接面，外筒內(nèi)側(cè)壁與內(nèi)筒外側(cè)壁的連接面朝向分配盤的中心，分配盤與催化層設(shè)有一高度。由以上描述可知，通過在氣提式液體分布器的外筒壁和連接面上設(shè)置進(jìn)氣孔，可以使氣液混合均勻，然后通過分配盤，均勻地進(jìn)入催化劑床層，使得氣液在催化劑上順利地進(jìn)行反應(yīng)，提高了催化劑的利用率，提高了反應(yīng)產(chǎn)率。優(yōu)選地，如圖3所示，反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件還包括填料層4，位于催化層上方，分配盤2 與填料層4之間設(shè)有一預(yù)定高度hl，填料層4的厚度為h2，分配盤將分布器流出的氣液均勻地噴灑在填料層上，通過該填料層，氣液可以向下流動(dòng)并得到進(jìn)一步的分散，從而可以更均勻地進(jìn)入催化劑床層，使得氣液在催化劑上順利地進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)一步提高了催化劑的利用率。優(yōu)選地，如圖3所示，外筒11的下端開口距離與分配盤的距離h3為30mm-50mm。分配盤2的安裝水平度(即，上述水平連接面)必須嚴(yán)加控制，優(yōu)選地，當(dāng)反應(yīng)器直徑為0. 45m-2. 4m時(shí)，水平連接面的水平度公差取3. 2mm ；當(dāng)反應(yīng)器直徑為2. 4m_6. Om時(shí)， 水平連接面的水平度公差取6. 4mm。另外，水平度對(duì)分布質(zhì)量最為敏感的情況是液位高度處于上下極限位置時(shí)。分配盤2的安裝高度指內(nèi)筒(實(shí)際中，內(nèi)筒也可以叫做分布器中心管)下端出口到填料層的距離hl，S卩，上述的預(yù)定高度。在實(shí)際操作中，不能將分配盤直接置于填料層上，因?yàn)榭臻g太小，不僅會(huì)使分布器在安裝時(shí)定位困難，而且會(huì)阻礙氣體與液體在催化劑床層上的交互作用以及液體分布，從而將使氣液分布不均勻；但是，如果預(yù)定高度過大，則會(huì)浪費(fèi)反應(yīng)器的空間，增加成本，且會(huì)使得液體落點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)位置，同樣會(huì)造成液體分布不均勻，使反應(yīng)器反應(yīng)效率降低，因此，優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例中的預(yù)定高度hi可為 250mm-350mm,在這個(gè)范圍時(shí)，氣液分布均勻，反應(yīng)器反應(yīng)效率較高。氣提式液體分布器的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算如下在設(shè)計(jì)分布器時(shí)，開孔率α是一個(gè)重要的參數(shù)，其定義為
權(quán)利要求
1.一種氣提式液體分布器，其特征在于，所述的氣提式液體分布器包括外筒和內(nèi)筒，所述的外筒為一端開口的圓柱筒，所述內(nèi)筒為兩端開口的圓柱筒，所述外筒的直徑大于所述內(nèi)筒的直徑，所述的外筒壁設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)氣孔，所述外筒開口向下套設(shè)在所述內(nèi)筒上方，且所述外筒的頂部與所述內(nèi)筒的頂部設(shè)有一間隔距離，所述的外筒和內(nèi)筒偏心設(shè)置，所述外筒的內(nèi)側(cè)壁與所述內(nèi)筒的外側(cè)壁具有連接面，所述連接面處設(shè)置有至少一個(gè)貫穿所述外筒及內(nèi)筒的通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣提式液體分布器，其特征在于，所述外筒壁上的進(jìn)氣孔的數(shù)量為1至6，所述進(jìn)氣孔形狀為長(zhǎng)方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣提式液體分布器，其特征在于，所述外筒壁上的進(jìn)氣孔的開孔面積為所述內(nèi)筒橫截面積的10% -30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣提式液體分布器，其特征在于，所述外筒壁上的進(jìn)氣孔為設(shè)置在所述外筒壁開口處且一側(cè)具有開口的齒縫，所述齒縫的高度為所述外筒高度的三分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣提式液體分布器，其特征在于，所述連接面上的通孔數(shù)量為1、2或3個(gè)，所述連接面上的通孔的開孔面積為所述內(nèi)筒橫截面積的-3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣提式液體分布器，其特征在于，所述連接面上的通孔的開孔位置設(shè)置在距離所述內(nèi)筒頂部的三分之一以內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣提式液體分布器，其特征在于，所述外筒的高度和所述內(nèi)筒的高度相同，所述外筒的截面積為所述內(nèi)筒的截面積的1. 6倍至2. 2倍。
8.一種反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，其特征在于，所述的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件包括多個(gè)上述權(quán)利要求1至 7中任一項(xiàng)所述的氣提式液體分布器、分配盤和催化層，多個(gè)氣提式液體分布器設(shè)置在所述分配盤上，所述內(nèi)筒的一端開口與所述的分配盤具有水平連接面，所述外筒內(nèi)側(cè)壁與所述內(nèi)筒外側(cè)壁的連接面朝向所述分配盤的中心，所述分配盤與所述催化層設(shè)有一高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，其特征在于，所述多個(gè)氣提式液體分布器設(shè)置在分配盤上按正方形或正三角形的方式排列。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，其特征在于，所述的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件還包括: 填料層，位于所述催化層上方，所述分配盤與所述填料層之間設(shè)有一預(yù)定高度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氣提式液體分布器和反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，其中，氣提式液體分布器包括外筒和內(nèi)筒，外筒為一端開口的圓柱筒，內(nèi)筒為兩端開口的圓柱筒，外筒的直徑大于內(nèi)筒的直徑，外筒壁設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)氣孔，外筒開口向下套設(shè)在內(nèi)筒上方，且外筒的頂部與內(nèi)筒的頂部設(shè)有一間隔距離，外筒和內(nèi)筒偏心設(shè)置，外筒的內(nèi)側(cè)壁與內(nèi)筒的外側(cè)壁具有連接面，連接面處設(shè)置有至少一個(gè)貫穿外筒及內(nèi)筒的通孔。通過本發(fā)明，可以通過氣流將進(jìn)入外筒的液流沖碎成液滴而使二者混合均勻，并可以防止氣、液在內(nèi)筒與外筒連接的一側(cè)發(fā)生壁流而引起的液體分布中心偏流的現(xiàn)象，從而使液體分布均勻。
文檔編號(hào)B01J8/00GK102240526SQ20111012299
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者劉文明, 夏婷婷, 徐建, 杜巍, 魏偉勝, 鮑曉軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京), 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司