專利名稱：并流向下氣液混合物急冷箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種石油化工工藝中并流向下流體混合設(shè)備，尤其是并流向下氣液混合物急冷箱。
US3723072公開了一種急冷箱結(jié)構(gòu)，它是將高溫油、氣通過一環(huán)形截面A收集進急冷箱(3)，冷氫由冷管(1)直接導(dǎo)入到急冷箱(2)，借箱壁小孔將氫噴出，在混合室(4)中與由(3)進來的油氣進行混合，然后從園形截面B流出，進行再分配。該急冷箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，因為沒有再分布結(jié)構(gòu)所以混合后分配效果不好，生產(chǎn)上未實施。見附


圖1。
US3880961公開了一種急冷箱的結(jié)構(gòu)，它是先將冷氫引進環(huán)形管(1)內(nèi)，在環(huán)形管內(nèi)側(cè)，以水平面為基準，斜向下成30度方向開一圈孔，冷氫從這些小孔內(nèi)噴出，在空間(2)內(nèi)與上床層下來的反應(yīng)物混合再一起通過錐頂外部環(huán)形面的小孔，進入到混合室(3)內(nèi)，然后再通過長孔進入混合室(4)，經(jīng)混合并通過篩孔板進行再分配。此急冷箱下部還設(shè)有泡帽分配盤，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。見附圖2。
US3787189是用蜂窩管供給冷氫，它有一個帶葉片的急冷室，使反應(yīng)物與冷氫在共同旋轉(zhuǎn)中實現(xiàn)了均勻混合。該急冷箱占空間較大，為直接混合，效果差，造價高，而且裝卸催化劑困難。見附圖3。
US3502445公開了一種急冷箱，以下簡稱A型急冷箱，見附圖4，其特點為冷氫熱物流預(yù)混合后，經(jīng)過兩園形孔，在方箱內(nèi)進一步混合，然后分兩路流出。這種結(jié)構(gòu)在聯(lián)合裂化和聯(lián)合精制中應(yīng)用已顯示出較好的性能，但在少部分裝置中性能并不理想，床層出口處徑向溫差超過設(shè)計值17℃，特別是在重質(zhì)進料和液氣比較高的裝置中更易產(chǎn)生較高的徑向溫差有時床層出口處達10－20℃。
冷域采用注入著色劑測試方法，從分布盤上不同位置取樣，著色劑濃度梯度大約為0.1－2，說明混合不均勻。
對A型急冷箱的冷態(tài)模擬試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)有三點不足，1，收集盤上兩圓形節(jié)流孔使流體成環(huán)狀流，液膜厚，不利于氣相吹散液相進行混合；2，低、高氣速時，箱內(nèi)氣液兩相出現(xiàn)分層流動，彈性范圍??；3，擋板呈均勻開孔，液相經(jīng)擋板后分布不均，在下篩孔板上出現(xiàn)干板現(xiàn)象，尤其是在低液量下。
本實用新型的目的就在于提供一種壓力降低，混合性能又好的急冷箱。
本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)本實用新型包括三部分上塔盤(1)，中間混合箱(2)，下塔盤(3)；上塔盤(1)上開有兩個長方形進料節(jié)流孔(4)，長方孔的長寬比可為11－－71，中間混合箱(2)的底板上設(shè)有兩個濺液導(dǎo)向板(5)，強化氣液間的接觸混合，避免氣液分層，擴大彈性范圍，箱兩側(cè)各有三角斜塊(6)使流體在7處產(chǎn)生收縮，增加對沖區(qū)(8)處對沖效力，并在中間混合箱出口(9)兩側(cè)設(shè)有中間開孔面積小于兩側(cè)開孔面積的整流擋板(10)，下篩孔板(3)除邊緣部分開孔外，中間部分不開孔。
上塔盤上長方形進料節(jié)流孔(4)的長寬比最好為11－－51。
中間混合箱(2)的底板上設(shè)有兩個濺液導(dǎo)向板(5)，其水平夾角較好為2－－20度；整流擋板(10)的總開孔率為5－－40％。
本實用新型的急冷箱通過流體力學(xué)實驗觀測及傳質(zhì)與傳熱性能的綜合評價證明具有以下效果由于本實用新型的急冷箱上塔盤1中設(shè)計的兩個長方形進料節(jié)流孔使過孔周邊液膜減薄，氣液交錯接觸面大，氣相吹散能力增強，液相霧化程度提高；長方孔緊靠箱兩端，端部死區(qū)消失，強化氣液擾動性能，箱體得到充分利用。
由于本發(fā)明的混合箱內(nèi)增加濺液板后，對液體有一向上引導(dǎo)作用，迫使氣相與液相之間形成交錯接觸，箱內(nèi)初始霧化速度明顯下降，與現(xiàn)有技術(shù)中的A型急冷箱相比，在高氣液質(zhì)量比下低50％，彈性范圍增加。
將整流擋板設(shè)計為中間開孔面積小于兩側(cè)開孔面積，使流體流經(jīng)其中心時的阻力增加，液相對沖，向中間混合箱端部折流，產(chǎn)生旋渦，最后分布于中間混合箱四周，從下篩孔板(3)噴出。
綜上所述，本實用新型的急冷箱的壓降比A型急冷箱的低，其液體體積傳質(zhì)系數(shù)比A型急冷箱的高5％，采用冷熱介質(zhì)混合測出箱下同一截面溫度分布不均勻度σ遠遠小于常規(guī)值0.1，工業(yè)應(yīng)用證明，本急冷箱下開孔區(qū)的徑向溫差最大為2.5℃。
綜合評價結(jié)果證明本實用新型的急冷箱混合性能優(yōu)良。因本發(fā)明主要用于加氫裂化與加氫精制反應(yīng)器內(nèi)，生產(chǎn)實踐結(jié)果證明，加氫反應(yīng)器在使用本急冷箱后，冷氫注入靈活，能有效地控制各類催化劑床層溫升，上床層催化劑也可在較高的活性區(qū)內(nèi)工作，反應(yīng)器內(nèi)整個床層催化劑的有效利用率已提高15％，同時，急冷箱床層徑向溫差在2－3℃以下，使用效果優(yōu)于原斜錐式塔盤結(jié)構(gòu)；采用本急冷箱和分配器后催化劑床層壓力降明顯地降低，床層壓力降與未使用此內(nèi)構(gòu)件時相比，開工初期降低0.2MPa，中期降低0.4MPa，末期降低0.5MPa，同時也使整個系統(tǒng)壓力降減小，達到預(yù)期目的。
附
圖1為US3723072急冷箱圖。
附圖2為US3880961急冷箱圖。
附圖3為US3787189急冷箱圖。
附圖4為US3502445急冷箱圖。
附圖5為本實用新型急冷箱圖圖5中各符號代表意義如下1上塔盤，2中間混合箱，3下篩孔板4節(jié)流孔5濺液導(dǎo)向板6斜塊7收縮截面8對沖區(qū)9中間混合箱出口10整流擋板
以下結(jié)合附圖4對本發(fā)明作進一步的詳述本實用新型急冷箱包括上塔盤(1)，中間混合箱(2)，下篩孔板(3)三大部分。上塔盤(1)上開有兩個長方形進料節(jié)流孔(4)，長方孔的長寬比可為11－－71，最好為11－51，物流在上塔盤(1)上進行預(yù)混合后，從節(jié)流孔(4)進入中間混合箱(2)，中間混合箱(2)的底板上設(shè)有兩個濺液導(dǎo)向板(5)，強化氣液間的接觸混合，避免氣液分層，擴大彈性范圍，箱兩側(cè)各有三角斜塊(6)使流體在7處產(chǎn)生收縮提高收縮截面處的流速，增加對沖區(qū)(8)處對沖效力，達到進一步混合后，分兩股流體折轉(zhuǎn)90度，從中間混合箱出口(9)處直沖整流擋板(10)，使流體均勻分布于中間混合箱四周，最后經(jīng)下篩孔板(3)噴出；下篩孔板除邊緣部分開孔外中間部分不開孔，整流擋板(10)設(shè)在中間混合箱出口(9)兩側(cè)，是中間開孔面積小于兩側(cè)開孔面積的整流擋板，下篩孔板(3)除邊緣部分開孔外，中間部分不開孔。
權(quán)利要求1.一種用于頂流式，多床層加氫反應(yīng)器內(nèi)的，能使并流向下氣液兩相流體進行直接混合傳熱的并流向下氣液混合物的急冷箱，包括上塔盤(1)，中間混合箱(2)，以及下篩孔板(3)，其特征在于上塔盤(1)上開有兩個長方形進料節(jié)流孔(4)，長方孔的長寬比可為1∶1--7∶1，中間混合箱(2)的底板上對稱地設(shè)有兩個濺液導(dǎo)向板(5)，強化氣液間的接觸混合，避免氣液分層，擴大彈性范圍，中間混合箱(2)兩側(cè)各有三角斜塊(6)使流體在收縮流道(7)產(chǎn)生收縮，增加對沖區(qū)(8)處對沖效力，并在中間混合箱出口(9)兩側(cè)設(shè)有中間開孔面積小于兩側(cè)開孔面積的整流擋板(10)，下篩孔板(3)除邊緣部分開孔外，中間部分不開孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急冷箱，其特征在于上塔盤上長方形進料節(jié)流孔(4)的長寬比最好為11－－51。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急冷箱，其特征在于中間混合箱(2)的底板上設(shè)有兩個濺液導(dǎo)向板(5)，其水平夾角較好為2－－20度；整流擋板(10)的總開孔率為5－－40％。
專利摘要一種并流向下氣液混合物的急冷箱，包括上塔盤，中間混合箱，以及下篩孔板，其特征在于上塔盤上開有兩個長方形進料節(jié)流孔，長方孔的長寬比可為1∶1—7∶1，中間混合箱的底板上設(shè)有兩個濺液導(dǎo)向板，箱兩側(cè)各有三角斜塊，并在中間混合箱出口兩側(cè)設(shè)有中間開孔面積小于兩側(cè)開孔面積的整流擋板，下篩孔板除邊緣部分開孔外，中間部分不開孔。該急冷箱可用于多床層石油加氫反應(yīng)器的急冷區(qū)內(nèi)，具有降低反應(yīng)物溫度，避免催化劑床層過熱，保證加氫反應(yīng)器的正常安全運轉(zhuǎn)的功用。
文檔編號B01J8/04GK2167776SQ9321646
公開日1994年6月8日 申請日期1993年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月24日
發(fā)明者劉淑英, 林付德, 王兆旺, 蔡連波, 候文有, 裴福英 申請人:中國石油化工總公司, 中國石油洛陽石油化工工程公司