滴流床反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種滴流床反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]滴流床反應(yīng)器是主要的幾種反應(yīng)器之一，由于其既具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資低的優(yōu)點(diǎn)，又具有操作方便、操作彈性大的特點(diǎn)，因此在煉油、化工領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。在滴流床反應(yīng)器內(nèi)，氣體和液體并流通過催化劑床層，其中液體是以滴流方式流經(jīng)催化劑床層，而氣體則是以連續(xù)流動的方式通過。因此，液體能否在反應(yīng)器內(nèi)形成滴流、氣體分布是否均勻直接影響反應(yīng)物與催化劑接觸時間的均勻性，影響催化劑表面被液相潤濕的程度。而氣液分布不均會形成偏流和局部短路等現(xiàn)象，最終會影響催化劑作用的發(fā)揮，影響反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量，因此氣液介質(zhì)分布的重要性更加突出。
[0003]滴流床反應(yīng)器通常采用氣液分配器將氣液介質(zhì)均勻地分配到下方的催化劑床層上?，F(xiàn)有的氣液分配器通常長短管分為三類:溢流型、抽吸型和二者混合型。如文獻(xiàn)CN200710039071.2提到的一種溢流型分配器，主要是在液相管的四周開有部分小孔，解決液體與氣體僅具有軸向流動分布而難于形成均勾氣液分布的問題，但該分配器仍存在液體流出主體管時，液滴較大，甚至有中心匯流現(xiàn)象的缺點(diǎn)。文獻(xiàn)CN20042011597.2公開了一種抽吸型氣液分配器，該分配器在傳統(tǒng)的抽吸型氣液分配器的基礎(chǔ)上增設(shè)了分流管，在降低氣液分配器氣液分配器氣液分配器的壓降、改善氣液分配效果方面有一定的作用。但該分配器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、制造成本高以及安裝檢修麻煩的缺點(diǎn)。文獻(xiàn)CN98250778.X的公開了一種抽吸型和溢流型結(jié)合的氣液分配器，此種分配器在傳統(tǒng)的抽吸式氣液分配器中心管底緣設(shè)有帶對稱分布條縫的破碎板，在一定程度上增大的液體的噴灑面積，改善了氣液(特別是高粘度介質(zhì))的分布效果，但該分布器的破碎板僅沿破碎板的四周開有條狀條縫，在破碎板中心下部區(qū)域仍存在不易分散的中心流，且該分布器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝檢修麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)存在氣液分布不均勻的問題，提供一種新的滴流床反應(yīng)器。該滴流床反應(yīng)器具有氣液分布均勻的特點(diǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:一種滴流床反應(yīng)器，包括殼體、氣體預(yù)分布器、液體預(yù)分布器、氣液分配器、氣相產(chǎn)物出口和液相產(chǎn)物出口 ；所述氣液分配器包括分布板、氣體通道管和液體通道管；
[0006]所述氣體通道管包括圓錐頂蓋和直立短管；所述圓錐頂蓋與所述直立短管的上端之間形成供氣體進(jìn)出的空隙；所述直立短管的下端設(shè)置于所述分布板上；
[0007]所述液體通道管為垂直短管，所述垂直短管貫穿所述分布板；位于所述分布板下方的垂直短管部分在沿軸向不同位置的橫截面上均勻交錯地開有小孔；
[0008]所述氣體通道管均勻分布于所述液體通道管間；
[0009]其中，所述垂直短管位于所述分布板下方的部分，其末端與碎流板相連；所述碎流板包括中心處的圓孔，和沿圓周均勻分布的發(fā)散狀條縫。
[0010]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述碎流板上的發(fā)散狀條縫為矩形或三角形。
[0011]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述碎流板上的發(fā)散狀條縫有3?6個。
[0012]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述碎流板上的發(fā)散狀條縫的開縫率為10?40%。
[0013]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述垂直短管位于所述分布板上方的部分占所述垂直短管總長度的3?20%。
[0014]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述垂直短管位于所述分布板下方的部分為200?1000毫米。
[0015]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氣體通道管在所述分布板上的開孔率為10?30%。
[0016]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述液體通道管在所述分布板上的開孔率為10?50%。
[0017]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述分布板上的氣體通道管和液體通道管為正三角形排列。
[0018]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述小孔的直徑d為3?8mm，所有小孔的總面積S1與液體通道管內(nèi)截面積S2的比值為(0.75:1)?(1:1)。
[0019]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氣體預(yù)分布器設(shè)置于所述反應(yīng)器頂部，所述液體預(yù)分布器設(shè)置于殼體側(cè)面上部，所述氣相產(chǎn)物出口設(shè)置于殼體側(cè)面下部，所述液相產(chǎn)物出口設(shè)置于所述反應(yīng)器底部。
[0020]本實(shí)用新型滴流床反應(yīng)器中，所述氣液分配器設(shè)置于氣體預(yù)分布器和液體預(yù)分布器之下。本實(shí)用新型滴流床反應(yīng)器用于氣液反應(yīng)時，在反應(yīng)器殼體內(nèi)可裝填有催化劑。催化劑的裝填方式是為本領(lǐng)域所熟知的，一般在殼體內(nèi)，氣液分配器下方依次設(shè)置有上部瓷球、催化劑床層、下部瓷球和支撐篩板。通常，氣液分配器距上部瓷球的距離為400?1200mm。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型滴流床反應(yīng)器的氣液分配器在垂直短管位于分布板下方的部分末端設(shè)置了相連的碎流板，一方面本發(fā)明的氣液分配器不僅保留了原溢流型氣液分配器結(jié)構(gòu)簡單、可密集布置等優(yōu)點(diǎn)；另一方面，本發(fā)明的氣液分配器通過在液體主體垂直短管末端增設(shè)碎流板，通過在碎流板的中心開有圓孔，沿圓周開有均勻分布的發(fā)散狀條縫，不僅大大增加了液體的噴灑面積，而且消除了在破碎板中心下部區(qū)域存在的一股不易分散的中心流，從而確保大液滴被破碎成細(xì)小霧滴，在氣體的帶動下，呈霧化狀態(tài)噴出，大大改善了氣液分布狀況。將合成氣制乙二醇技術(shù)中氧化酯化塔塔釜排出的含有硝酸、甲醇和水的混合液體與C0偶聯(lián)系統(tǒng)中含有N0的循環(huán)氣體并流通入所述滴流床反應(yīng)器內(nèi)，較好地保證了含有N0的氣體和含有硝酸、甲醇的液體進(jìn)入反應(yīng)器后在整個床層截面上的均勻分布，充分發(fā)揮了催化劑的作用，較好地保證了硝酸的轉(zhuǎn)化率，達(dá)到了變廢為寶和降耗減腐的目的。采用本實(shí)用新型的滴流床反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)鎳催化劑的作用下，在反應(yīng)溫度為70?120°C，反應(yīng)壓力為0?1.5MPa，液時空速為0.5?8小時\ N0與硝酸的摩爾比為
2.5?10的條件下反應(yīng)生成亞硝酸甲酯，硝酸轉(zhuǎn)化率多95%，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型滴流床反應(yīng)器的示意圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型滴流床反應(yīng)器的A-A截面俯視圖。
[0024]圖3-1為本實(shí)用新型滴流床反應(yīng)器中氣液分配器剖視圖。
[0025]圖3-2為氣液分配器所帶兩種形式的碎流板(17)示意圖。
[0026]圖3-3為氣液分配器的氣體通道管示意圖。
[0027]圖3-4為氣液分配器的液體通道管示意圖。
[0028]符號說明:1為殼體，2為氣體預(yù)分布器，3為液體預(yù)分布器，4為氣液分配器的氣體通道管，5為氣液分配器的分布板，6為氣液分配器的液體通道管，7、9為瓷球，8為催化劑床層，10為支撐篩板，11為氣相產(chǎn)物出口，12為液相產(chǎn)物出口，13為氣液分配器氣體通道管的圓錐頂蓋，14為氣液分配器氣體通道管的直立短管，15為氣液分配器液體通道管的垂直短管，16為氣液分配器液體通道管垂直短管上的小孔，17為碎流板。
[0029]圖1中本實(shí)用新型滴流床反應(yīng)器的工作原理:含有硝酸、甲醇和水的混合液體經(jīng)液體預(yù)分布器(3)進(jìn)入滴流床反應(yīng)器，含有N0的混合氣體經(jīng)氣體預(yù)分布器(2)進(jìn)入滴流床反應(yīng)器。經(jīng)液體預(yù)分布器(3)初始分布的液體進(jìn)入氣液分配器的液體通道管￠)，經(jīng)液體通道管垂直短管(15)側(cè)面小孔(16)流出，形成液體的橫向環(huán)形分布；同時，液體經(jīng)液體通道管底部的碎流板(17)作用后，大液滴被破碎成細(xì)小霧滴，呈霧化狀態(tài)向下噴出，形成液體的軸向分布。經(jīng)氣體預(yù)分布器(2)初始分布后的氣體進(jìn)入氣液分配器的氣體通道管(4)，氣體從氣體通道管的圓錐頂蓋(13)與直立短管(14)上端之間形成的環(huán)形空隙流入，形成軸向的氣體分布；同時，液體通道管的垂直短管(15)不是滿液，在液體通道管垂直短管頂部的小孔(16)供氣體流出，形成橫向的環(huán)形氣體分布。如此，氣液兩相經(jīng)上部瓷球(7)進(jìn)入催化劑床層，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)下部瓷球(9)后進(jìn)入反應(yīng)器下部空間，最后，反應(yīng)氣相產(chǎn)物經(jīng)氣相產(chǎn)物出口(11)引出，反應(yīng)液相產(chǎn)物經(jīng)液相產(chǎn)物出口(12)引出。
[0030]圖2中，氣體通道管均勻分布于液體通道管間，分布板上的氣體通道管和液體通道管為正三角形排列。
[0031]圖3-1中，氣液分配器，包括分布板、氣體通道管和液體通道管。氣體通道管包括圓錐頂蓋和直立短管；圓錐頂蓋與直立短管的上端之間形成供氣體進(jìn)出的空隙；直立短管的下端設(shè)置于分布板上。液體通道管為垂直短管，垂直短管貫穿分布板；位于分布板下方的垂直短管部分在沿軸向不同位置的橫截面上均勻交錯地開有小孔。其中，垂直短管位于分布板下方的部分末端與碎流板相連。
[0032]圖3-2中，碎流板包括中心處的圓孔，和沿圓周均勻分布的發(fā)散狀條縫。發(fā)散狀條縫為矩形或三角形。發(fā)散狀條縫有3?6個。發(fā)散狀條縫的開縫率為10?40%。
[0033]圖3-3中，氣體通道管包括圓錐頂蓋和直立短管；圓錐頂蓋與直立短管的上端之間形成供氣體進(jìn)出的空隙。氣體從圓錐頂蓋與直立短管上端之間形成的環(huán)形空隙流入，從直立短管的下端流出，形成軸向的氣體分布。
[0034]圖3-4中，液體進(jìn)入氣液分配器的液體通道管，經(jīng)液