專利名稱：氣液并流入口擴(kuò)散器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油煉制與石油化工行業(yè)中用于擴(kuò)散反應(yīng)器內(nèi)并流氣液介 質(zhì)進(jìn)料的一種氣液并流入口擴(kuò)散器。
技術(shù)背景在石油煉制與石油化工行業(yè)固定床催化反應(yīng)裝置中(例如在加氫裂化與加 氫精制裝置中)，作為關(guān)鍵設(shè)備的反應(yīng)器，廣泛采用頂流式氣液兩相介質(zhì)并流進(jìn) 料。原料油在其中借助催化劑的作用，完成一系列反應(yīng)。反應(yīng)器能否穩(wěn)定操作、 催化劑能否充分發(fā)揮作用、產(chǎn)品質(zhì)量是否能夠達(dá)到優(yōu)質(zhì)，很大程度上取決于安 裝在反應(yīng)器入口處的氣液并流入口擴(kuò)散器。目前固定床催化反應(yīng)器內(nèi)廣泛采用 氣液并流入口擴(kuò)散器，以使氣液介質(zhì)在反應(yīng)器入口處得到緩沖后較均勻地?cái)U(kuò)散 至下方的整個(gè)反應(yīng)器截面上，再由安裝在擴(kuò)散器下方的分配盤將氣液兩相進(jìn)料 均勻地噴灑到催化劑床層表面，以充分發(fā)揮整個(gè)床層的催化作用。氣液并流入口擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)是反應(yīng)器內(nèi)件的關(guān)鍵技術(shù)之一；氣液介質(zhì)在反應(yīng)器入口處能否 得到有效的緩沖，經(jīng)緩沖后的氣液介質(zhì)能否較均勻地?cái)U(kuò)散至下方的整個(gè)反應(yīng)器 截面上，與氣液并流入口擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著極其密切的關(guān)系。氣液并流入 口擴(kuò)散器的性能可以從液相噴灑面積、液相沿徑向分配的峰值、液相偏流程度 和緩沖效果幾個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)。工業(yè)使用中，要求氣液介質(zhì)并流經(jīng)過(guò)入口擴(kuò)散器 后，液相沿徑向分配的峰值、液相偏流程度盡可能小，對(duì)下方分配盤的沖擊力 較小(即緩沖效果好)，否則會(huì)影響反應(yīng)效果和裝置的穩(wěn)定、長(zhǎng)期運(yùn)行。目前， 隨著固定床催化反應(yīng)裝置處理量的加大，反應(yīng)器的規(guī)模也日趨大型化，因此對(duì) 氣液并流入口擴(kuò)散器的技術(shù)要求也越來(lái)越高。美國(guó)專利US4788040提出的一種氣液并流入口擴(kuò)散器，帶有一個(gè)入口導(dǎo)管，正對(duì)入口導(dǎo)管的下端設(shè)置了一個(gè)變流圓錐體，在變流圓錐體側(cè)面設(shè)有多個(gè)飛濺 板。氣液兩相介質(zhì)從入口導(dǎo)管內(nèi)流出后，在變流圓錐體和多個(gè)飛濺板的共同作 用下，液體發(fā)生偏轉(zhuǎn)，分配到下方的分配盤上。這種氣液并流入口擴(kuò)散器的優(yōu) 點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緩沖效果也較好；但在變流圓錐體和多個(gè)飛濺板的共同作用下， 液體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的方向和發(fā)生偏轉(zhuǎn)后各個(gè)方向的液相量難以控制，因此液相偏流 程度較大，液相沿徑向分配的峰值也較高。US4792229公開(kāi)的氣液并流入口擴(kuò)散 器，帶有一個(gè)錐形的收集盤，在收集盤的底部連有一個(gè)混合內(nèi)管，混合內(nèi)管外 部環(huán)繞著混合外管。進(jìn)料介質(zhì)經(jīng)收集盤收集后，經(jīng)混合內(nèi)管實(shí)現(xiàn)一次混合，再 經(jīng)混合外管實(shí)現(xiàn)一次混合，然后射向收集盤底面并反射回反應(yīng)器整個(gè)截面。這 種氣液并流入口擴(kuò)散器的特點(diǎn)是緩沖效果好，液相偏流程度小，且液相的噴灑 截面面積也較大；不足之處是液相沿徑向分配的峰值較高，另外其體積較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的氣液并流入口擴(kuò)散器分別存在 的液相沿徑向分配的峰值較高、液相偏流程度較大的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種氣液并流入口擴(kuò)散 器，其特征在于它設(shè)有圓柱形的外筒，外筒的頂端為入口，底端設(shè)有底板， 外筒內(nèi)與其同軸設(shè)有圓柱形的內(nèi)管，固定于底板上，內(nèi)管的頂端設(shè)有蓋板，底端為出口，內(nèi)管的側(cè)壁上均勻開(kāi)設(shè)有側(cè)面開(kāi)孔，蓋板的周邊均勻開(kāi)設(shè)有蓋板開(kāi) 孔，所述內(nèi)管底端出口的下方設(shè)有一層碎流板，碎流板為圓形平板，其上開(kāi)設(shè) 有碎流孔。采用本實(shí)用新型，具有如下的有益效果氣液兩相進(jìn)料進(jìn)入氣液并流入口 擴(kuò)散器后分為兩路， 一路通過(guò)蓋板上的蓋板開(kāi)孔進(jìn)入內(nèi)管內(nèi)，另一路由氣相攜 帶著液相從內(nèi)管側(cè)壁上的側(cè)面開(kāi)孔進(jìn)入內(nèi)管內(nèi)；兩路流體在內(nèi)管內(nèi)碰撞及混合 后向下流動(dòng)，濺射到內(nèi)管底端出口下方的碎流板上。碎流板的作用有三個(gè)(1) 使內(nèi)管內(nèi)流下的液相撞擊到碎流板上而粉碎成小液滴；(2)擴(kuò)大擴(kuò)散器的液相噴 灑面積；(3)對(duì)氣液兩相進(jìn)料起進(jìn)一步的緩沖作用。這樣，就可以減小液相沿徑 向分配的峰值，并擴(kuò)大液相噴灑面積，從而改善氣液兩相進(jìn)料經(jīng)氣液并流入口 擴(kuò)散器后在反應(yīng)器截面上分布的均勻程度。同時(shí)， 一方面由于內(nèi)管頂端的蓋板 對(duì)向下流動(dòng)的氣液介質(zhì)有阻擋作用，另一方面由于內(nèi)管的存在改變了向下流動(dòng) 的氣液介質(zhì)流動(dòng)的方向，再加上碎流板的作用，所以使氣液并流入口擴(kuò)散器在 整體上具有很好的緩沖效果。本實(shí)用新型氣液并流入口擴(kuò)散器在設(shè)計(jì)上采用對(duì) 稱結(jié)構(gòu)，氣液在擴(kuò)散器內(nèi)各個(gè)部位的分布大致均勻，因而可減少液相的偏流程 度。本實(shí)用新型氣液并流入口擴(kuò)散器用于石油煉制與石油化工行業(yè)中氣液介質(zhì) 并流的固定床加氫裂化與加氫精制裝置的反應(yīng)器內(nèi)，因預(yù)分配、緩沖效果好， 氣液兩相進(jìn)料擴(kuò)散到下方的分配盤進(jìn)行分配后，可使加氫反應(yīng)器中催化劑床層 入口的徑向溫差在3匸以內(nèi)，使催化加氫反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，并延長(zhǎng)催化劑的使 用壽命。目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)上在用的擴(kuò)散器多為雙層多孔板式結(jié)構(gòu)。與之相比， 本實(shí)用新型氣液并流入口擴(kuò)散器只設(shè)有一層碎流板，其總高度較低；反應(yīng)器內(nèi) 可以多裝填催化劑，因而可提高反應(yīng)器空間的有效利用率。此外，本實(shí)用新型 氣液并流入口擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。 因具有如上所述的各種優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型氣液并流入口擴(kuò)散器更適于在大 型加氫反應(yīng)器內(nèi)使用。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。附圖和具體實(shí)施方式
并不限制本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。

圖1是本實(shí)用新型的一種氣液并流入口擴(kuò)散器沿軸向的剖視圖。圖2是碎流板的俯視圖，碎流孔為條形孔。 圖3是碎流板的俯視圖，碎流孔為圓形孔。 圖4是圓錐面板蓋板沿軸向的剖視圖。圖5是圓錐面板蓋板或圓形平板蓋板的俯視圖，蓋板開(kāi)孔的形狀為長(zhǎng)方形。 圖6是圓錐面板蓋板或圓形平板蓋板的俯視圖，蓋板開(kāi)孔的形狀為梯形。 圖7是圓錐面板蓋板或圓形平板蓋板的俯視圖，蓋板開(kāi)孔的形狀為三角形。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1所示本實(shí)用新型的一種氣液并流入口擴(kuò)散器(簡(jiǎn)稱為擴(kuò)散器)。該 擴(kuò)散器設(shè)有圓柱形的外筒l，外筒l的頂端為入口，底端設(shè)有底板8。外筒l內(nèi) 與其同軸設(shè)有圓柱形的內(nèi)管2，固定于底板8上(采用焊接連接)。內(nèi)管2的頂端 設(shè)有蓋板6，底端為出口。內(nèi)管2的側(cè)壁上均勻開(kāi)設(shè)有側(cè)面開(kāi)孔4，蓋板6的周 邊均勻開(kāi)設(shè)有蓋板開(kāi)孔7。所述內(nèi)管2底端出口的下方設(shè)有一層碎流板3，碎流 板3為圓形平板，其上開(kāi)設(shè)有碎流孔5。外筒1的頂端焊接有與反應(yīng)器頂部連接 用的法蘭10。如圖1所示，內(nèi)管2側(cè)壁上側(cè)面開(kāi)孔4的形狀為倒置三角形。側(cè)面開(kāi)孔4 的形狀還可以是倒置梯形、長(zhǎng)方形、正方形或圓形等(圖略)。開(kāi)設(shè)長(zhǎng)方形孔時(shí)， 長(zhǎng)方形孔的長(zhǎng)邊豎向布置。側(cè)面開(kāi)孔4的數(shù)量一般為2至6個(gè)，采用單一形狀 的開(kāi)孔，均布于內(nèi)管2的側(cè)壁上。側(cè)面開(kāi)孔4的總開(kāi)孔面積正比于氣液介質(zhì)的 流量，具體數(shù)值視工藝條件的變化而定。參見(jiàn)圖l，蓋板6—般是焊接于內(nèi)管2的頂端。蓋板6可以為圓形平板(如 圖l所示)。蓋板6還可以是圓錐面板，如圖4所示；采用圓錐面板是為了強(qiáng)化 對(duì)氣液的緩沖作用，使得氣液進(jìn)料更加保持平穩(wěn)。蓋板開(kāi)孔7均勻開(kāi)設(shè)于蓋板6 的周邊，開(kāi)通至蓋板6的邊緣，參見(jiàn)圖5、圖6和圖7。蓋板開(kāi)孔7的形狀可以 有多種；圖5所示為長(zhǎng)方形，圖6所示為梯形，圖7所示為三角形。蓋板開(kāi)孔7 的數(shù)量一般為2至6個(gè)，采用單一形狀的開(kāi)孔，均布于蓋板6的周邊上。蓋板開(kāi)孔7的總開(kāi)孔面積根據(jù)氣液介質(zhì)的流量而定。參見(jiàn)圖1,內(nèi)管2底端出口的下方設(shè)有一層碎流板3，碎流板3為圓形平板，
通過(guò)連接條9與底板8焊接連接。碎流板3上開(kāi)設(shè)有碎流孔5，碎流孔5的形狀 可以有多種。如圖2所示，碎流孔5為條形孔，沿碎流板3的徑向布置；條形 孔有一個(gè)圓弧端，圍繞碎流板3的圓心；條形孔的另一端為直線端，可以一直 開(kāi)通至碎流板3的邊緣。如圖3所示，碎流孔5為圓形孔。碎流孔5在碎流板3 上可以均勻開(kāi)設(shè)，也可以不均勻開(kāi)設(shè)。碎流板3的作用，參見(jiàn)本說(shuō)明書"有益 效果"部分的說(shuō)明。碎流板3的上表面至外筒1底端底板8下表面的垂直距離 一般為40 150毫米。碎流板3的直徑一般為200 800毫米，視反應(yīng)器的直徑 而定。本實(shí)用新型氣液并流入口擴(kuò)散器的工作情況是這樣的并流而下的氣液兩相混合物進(jìn)入擴(kuò)散器，先在擴(kuò)散器內(nèi)得到緩沖，之后擴(kuò)散器將反應(yīng)進(jìn)料分為兩路。 一路通過(guò)蓋板6上的蓋板開(kāi)孔7進(jìn)入內(nèi)管2內(nèi)，另一路由氣相攜帶著液相 從內(nèi)管2側(cè)壁上的側(cè)面開(kāi)孔4進(jìn)入內(nèi)管2內(nèi)。兩路流體在內(nèi)管2內(nèi)碰撞及混合 后向下流動(dòng)，濺射到內(nèi)管2底端出口下方的碎流板3上。碎流板3將內(nèi)管2內(nèi) 流下的液相粉碎成小液滴并對(duì)氣液兩相進(jìn)料進(jìn)一步緩沖后，擴(kuò)散至下方的整個(gè) 反應(yīng)器截面上，再由安裝在擴(kuò)散器下方的分配盤將氣液兩相進(jìn)料均勻地噴灑到 催化劑床層表面。以上結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型氣液并流入口擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)和 操作過(guò)程進(jìn)行了說(shuō)明。本實(shí)用新型圖2至圖7中，所有未說(shuō)明的附圖標(biāo)記所表 示的技術(shù)特征均與圖1中的相同。本實(shí)用新型主要用于石油煉制與石油化工行業(yè)中氣液介質(zhì)并流的固定床催 化反應(yīng)裝置的反應(yīng)器內(nèi)，例如用于加氫裂化與加氫精制反應(yīng)器內(nèi)，以將并流氣 液介質(zhì)進(jìn)料在反應(yīng)器入口處進(jìn)行緩沖后較均勻地?cái)U(kuò)散至下方的反應(yīng)器截面上。
權(quán)利要求1、一種氣液并流入口擴(kuò)散器，其特征在于它設(shè)有圓柱形的外筒(1)，外筒(1)的頂端為入口，底端設(shè)有底板(8)，外筒(1)內(nèi)與其同軸設(shè)有圓柱形的內(nèi)管(2)，固定于底板(8)上，內(nèi)管(2)的頂端設(shè)有蓋板(6)，底端為出口，內(nèi)管(2)的側(cè)壁上均勻開(kāi)設(shè)有側(cè)面開(kāi)孔(4)，蓋板(6)的周邊均勻開(kāi)設(shè)有蓋板開(kāi)孔(7)，所述內(nèi)管(2)底端出口的下方設(shè)有一層碎流板(3)，碎流板(3)為圓形平板，其上開(kāi)設(shè)有碎流孔(5)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣液并流入口擴(kuò)散器，其特征在于所述側(cè)面開(kāi) 孔(4)的形狀為倒置三角形、倒置梯形、長(zhǎng)方形、正方形或圓形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣液并流入口擴(kuò)散器，其特征在于側(cè)面開(kāi)孔(4) 的數(shù)量為2至6個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液并流入口擴(kuò)散器，其特征在于所述蓋板(6) 為圓形平板或圓錐面板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣液并流入口擴(kuò)散器，其特征在于所述蓋板(6) 上蓋板開(kāi)孔(7)的形狀為長(zhǎng)方形、梯形或三角形。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣液并流入口擴(kuò)散器，其特征在于蓋板開(kāi)孔(7) 的數(shù)量為2至6個(gè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣液并流入口擴(kuò)散器，其特征在于所述碎流孔 (5)為條形孔或圓形孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種石油煉制與石油化工行業(yè)中用于擴(kuò)散反應(yīng)器內(nèi)并流氣液介質(zhì)進(jìn)料的一種氣液并流入口擴(kuò)散器，用于解決現(xiàn)有的氣液并流入口擴(kuò)散器分別存在的液相沿徑向分配的峰值較高、液相偏流程度較大的問(wèn)題。本實(shí)用新型氣液并流入口擴(kuò)散器設(shè)有圓柱形的外筒(1)，外筒的頂端為入口，底端設(shè)有底板(8)。外筒內(nèi)與其同軸設(shè)有圓柱形的內(nèi)管(2)，固定于底板上。內(nèi)管的頂端設(shè)有蓋板(6)，底端為出口。內(nèi)管的側(cè)壁上均勻開(kāi)設(shè)有側(cè)面開(kāi)孔(4)，蓋板的周邊均勻開(kāi)設(shè)有蓋板開(kāi)孔(7)。所述內(nèi)管底端出口的下方設(shè)有一層碎流板(3)，碎流板為圓形平板，其上開(kāi)設(shè)有碎流孔(5)。本實(shí)用新型主要用于氣液介質(zhì)并流的固定床催化反應(yīng)裝置的反應(yīng)器內(nèi)。
文檔編號(hào)B01J8/02GK201042663SQ200620130219
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者葉安道, 李保鋒, 冕 王, 盛維武, 蔡連波, 趙曉青 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化工工程公司