專利名稱：一種擴(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)中固定床催化反應(yīng)裝置反應(yīng)器所 用的一種擴(kuò)散器。
背景技術(shù)：
在石油煉制與石油化工行業(yè)的固定床催化反應(yīng)裝置中(例如在加氫裂化與 加氫精制裝置中)，并流氣液進(jìn)料具有壓力髙、流速快的特點(diǎn)。通常在反應(yīng)器入 口設(shè)置擴(kuò)散器，其作用是(l)使氣液兩相混合；(2)消除氣液介質(zhì)對(duì)分配盤等 內(nèi)構(gòu)件的垂直沖擊；(3)將氣液進(jìn)料均勻地分散至整個(gè)反應(yīng)器截面上。常見的擴(kuò) 散器存在的問題是噴頭型擴(kuò)散器，頭部噴嘴使氣液進(jìn)料線速較高、沖擊力大、 壓降大；盤式、多管式、側(cè)隙管式擴(kuò)散器無擴(kuò)散角，噴淋面積小且分配不均勻。 美國專利US3685971公開的氣液并流入口擴(kuò)散器，是一種雙層多孔板與多錐體相 組合的擴(kuò)散器。氣液進(jìn)料介質(zhì)經(jīng)兩層多孔板的節(jié)流緩沖后，再經(jīng)過三個(gè)不同錐 體結(jié)構(gòu)而射向反應(yīng)器截面。這種擴(kuò)散器的特點(diǎn)是緩沖效果好、液相偏流程度小 且液相的噴灑面積較大；不足之處是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣液兩相經(jīng)過擴(kuò)散器后噴淋點(diǎn) 較少，造成液相沿徑向分配不均勻，液相峰值很高。中國專利CN1765484A所述 的一種擴(kuò)散器，由筒體、蓋板、內(nèi)錐筒、外錐筒等部件組成，其內(nèi)錐筒與外錐 筒的錐形殼體對(duì)應(yīng)位置上開設(shè)導(dǎo)流口。操作過程中，氣液進(jìn)料首先沖擊蓋板， 氣體通過內(nèi)錐筒導(dǎo)流口噴出，沖擊內(nèi)、外錐筒間液相流動(dòng)通道內(nèi)的液體，氣液 兩相沿外錐筒導(dǎo)流口分散射入反應(yīng)器中。這種擴(kuò)散器的緩沖效果好、氣液兩相 可充分混合，但內(nèi)、外錐筒間的液相流動(dòng)通道被完全液封，壓降偏大，另外液 相的噴灑面積也不大。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種擴(kuò)散器，以解決現(xiàn)有的擴(kuò)散器分別存在的液 相沿徑向分配的峰值較高、噴灑面積較小等問題。
為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種擴(kuò)散器，包括筒體， 筒體的底部為敞口結(jié)構(gòu)，其特征在于筒體的下方設(shè)有截頭圓錐面形的上擋板， 其上設(shè)有上擋板頂部開孔，上擋板的下方設(shè)有截頭圓錐面形的中擋板，其上設(shè) 有中擋板頂部開孔，中擋板的下方設(shè)有圓錐面形的下?lián)醢?，上擋板、中擋板?下?lián)醢迮c筒體同軸心線，上擋板上繞軸心線設(shè)有2 10圈開孔，中擋板在與上擋 板上的開孔相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)相同的開孔，并且繞軸心線向頂部方向多開設(shè)1 3圈開孔，下?lián)醢逶谂c中擋板上的開孔相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)相同的開孔，并且繞軸
心線向錐頂方向多開設(shè)1 5圈開孔，開孔為圓形，在各圈上均勻分布。
本實(shí)用新型擴(kuò)散器在操作時(shí)，氣液兩相進(jìn)料進(jìn)入筒體后混合、變向并削減 部分沖擊力；初步整型后，由筒體的底部流下。之后，氣液進(jìn)料經(jīng)過上擋板、 中擋板和下?lián)醢宓淖饔?包括在不開孔區(qū)域?yàn)R射、經(jīng)過各圈開孔噴射和在上、中、 下?lián)醢暹吘壣⑸?，均勻地分散至擴(kuò)散器下方的反應(yīng)器截面上，并且氣液進(jìn)料也 得到充分混合和緩沖。采用本實(shí)用新型，具有如下的有益效果(l)上擋板、中 擋板、下?lián)醢搴屯搀w同軸，開孔在各圈上均勻分布，因此使上擋板、中擋板和 下?lián)醢蹇梢栽趶较蚝椭芟蛏暇鶆虻胤植細(xì)庖哼M(jìn)料，減小液相沿徑向分配的峰值， 并使擴(kuò)散器不易出現(xiàn)液相的偏流；(2)氣液進(jìn)料的流道順暢、動(dòng)能損失較小，使 擴(kuò)散器的壓降較小，可將氣液進(jìn)料分散得更遠(yuǎn)；經(jīng)過上擋板、中擋板和下?lián)醢?的作用，使液相噴灑面積較大；(3)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)較為簡單。
總之，本實(shí)用新型在液相沿徑向分配的峰值、噴灑面積、偏流程度，以及 壓降、緩沖效果、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等方面，同時(shí)都具有優(yōu)越性，消除了現(xiàn)有的擴(kuò) 散器在某一方面或幾方面存在不足的缺陷。
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l是本實(shí)用新型擴(kuò)散器沿軸向的剖視圖。 圖2是上擋板的俯視圖(縮小)。 圖3是中擋板的俯視圖(縮小)。 圖4是下?lián)醢宓母┮晥D(縮小)。 圖1至圖4中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。
具體實(shí)施方式

參見圖1至圖4，本實(shí)用新型的擴(kuò)散器，包括筒體5，筒體5的底部為敞口結(jié) 構(gòu)。筒體5的下方設(shè)有截頭圓錐面形的上擋板1，其上設(shè)有上擋板頂部開孔7。上 擋板1的下方設(shè)有截頭圓錐面形的中擋板2，其上設(shè)有中擋板頂部開孔8。上擋板 頂部開孔7和中擋板頂部開孔8均為圓形孔。中擋板2的下方設(shè)有圓錐面形的下?lián)?板3。中擋板頂部開孔8的直徑一般不大于上擋板頂部開孔7，以使操作時(shí)由筒體 5的底部流下的部分氣液進(jìn)料由上擋板頂部開孔7流下后只能有一部分直接通過 中擋板頂部開孔8噴灑至下?lián)醢?上。
上擋板l、中擋板2和下?lián)醢?與筒體5同軸心線。上擋板1上繞軸心線設(shè)有2 10圈開孔6;最好是設(shè)置3圈開孔6，如圖l、圖2所示。中擋板2在與上擋板1上的 開孔6相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)相同的開孔6(指與上擋板1上的開孔6同軸，形狀、數(shù)量 相同)，并且繞軸心線向頂部方向多開設(shè)1 3圈開孔6。如圖l、圖3所示，中擋 板2比上擋板1多開設(shè)1圈開孔6，共開設(shè)4圈。下?lián)醢?在與中擋板2上的開孔6相 對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)相同的開孔6(指與中擋板2上的開孔6同軸，形狀、數(shù)量相同)， 并且繞軸心線向錐頂方向多開設(shè)1 5圈開孔6。如圖l、圖4所示，下?lián)醢?比中 擋板2多開設(shè)1圈開孔6，共開設(shè)5圈。開孔6為圓形，在各圈上均勻分布。開孔6 的軸心線一般是平行于上擋板l、中擋板2和下?lián)醢?的軸心線。如圖1所示，各 圈開孔6分布于上擋板1、中擋板2和下?lián)醢?的不同髙度上。各擋板上所有相鄰 兩圈開孔6的徑向間距最好相等，以利于均勻分散氣液進(jìn)料。
開孔6的直徑一般為5 70毫米。上擋板l上最外圈(亦即最下圈)開孔6的直 徑較大，其余各圈開孔6的直徑較小且基本相同；中擋板2和下?lián)醢?上各圈開孔 6的直徑分布與此相同。由于自上擋板l、中擋板2和下?lián)醢?的上部至下部氣液 進(jìn)料的流速、流量逐漸減小，開孔6采用上述的孔徑分布有利于更為均勻地分散 氣液進(jìn)料。上擋板l、中擋板2和下?lián)醢?的錐角角度一般為80 150度，最好為 120度，并且錐角角度一般相同。上擋板頂部開孔7的上表面距筒體5底部端面的 距離S—般為10 50厘米。本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以根據(jù)裝置規(guī)模和氣 液進(jìn)料的組成、性質(zhì)，按本領(lǐng)域一般常識(shí)進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)而確定。
中擋板2的底圓直徑一般小于上擋板1的底圓直徑，下?lián)醢?的底圓直徑一般 小于中擋板2的底圓直徑。這是為了當(dāng)氣液進(jìn)料在上擋板1和中擋板2上的不開孔 區(qū)域發(fā)生濺射和在邊緣發(fā)生散射而向擴(kuò)散器下方的反應(yīng)器截面上分散時(shí)(參見 下文本實(shí)用新型操作過程的說明)，防止中擋板2和下?lián)醢?阻擋；同時(shí)，采用不 同的直徑，能使氣液進(jìn)料在不同的部位分散，分散得更均勻。上擋板l的底圓直 徑不大于筒體5的外徑，以利于將擴(kuò)散器安裝于反應(yīng)器的入口內(nèi)。筒體5的外徑 與反應(yīng)器入口的內(nèi)徑基本相同。上擋板l、中擋板2和下?lián)醢?用筋條4連接起來， 并用筋條4一同固定在筒體5上。
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的操作過程。氣液進(jìn)料進(jìn)入筒體5后混合、變 向并削減部分沖擊力；初步整型后，由筒體5的底部流下。由筒體5的底部流下 的氣液進(jìn)料一部分噴灑至上擋板l上， 一部分直接通過上擋板頂部開孔7和上擋 板1上的各圈開孔6向下流動(dòng)，另有少部分直接噴射至擴(kuò)散器下方的反應(yīng)器截面 上。其中由上擋板頂部開孔7流下的氣液進(jìn)料一部分噴灑至中擋板2上， 一部分 直接通過中擋板頂部開孔8和中擋板2上的各圈開孔6噴灑至下?lián)醢?上。噴灑至 上擋板l、中擋板2和下?lián)醢?上的氣液進(jìn)料，①一部分在上擋板1、中擋板2和下 擋板3的不開孔區(qū)域?yàn)R射，濺射至擴(kuò)散器下方的反應(yīng)器截面上；②一部分沿上擋 板l、中擋板2和下?lián)醢?的板面向下流動(dòng)，經(jīng)過各圈開孔6時(shí)，因氣液兩相流速
不同，氣體撕裂、破碎液相，使液相向開孔6的下方飛散，形成大的分散揚(yáng)角。
上述過程稱為該部分氣液進(jìn)料經(jīng)過各圈開孔6的噴射；③剩余部分的氣液進(jìn)料流
至上擋板l、中擋板2和下?lián)醢?的邊緣，在邊緣處散射至擴(kuò)散器下方的反應(yīng)器截 面上。
經(jīng)過上擋板l、中擋板2和下?lián)醢?的作用，將氣液進(jìn)料均勻地分散至擴(kuò)散器 下方的反應(yīng)器截面上。同時(shí)，上述的操作過程也使氣液進(jìn)料得到充分混合和緩 沖。圖1中，未注明附圖標(biāo)記的箭頭表示氣液進(jìn)料的流動(dòng)方向。
本實(shí)用新型可用于石油煉制與石油化工行業(yè)中固定床催化反應(yīng)裝置的反應(yīng) 器內(nèi)，進(jìn)料為并流氣液介質(zhì)混合進(jìn)料；例如用于加氫(加氫裂化與加氫精制)裝 置的反應(yīng)器內(nèi)。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，對(duì)擴(kuò)散器的技術(shù)要求也越來越髙。大型加氫裝置反應(yīng)器的直徑 達(dá)4 5米，或更大；采用本實(shí)用新型，可使氣液進(jìn)料進(jìn)入加氫反應(yīng)器時(shí)混合均 勻、沖力分散并在反應(yīng)器截面上均勻分布，有效地減小反應(yīng)器的徑向溫差，改 善反應(yīng)器操作狀況，提髙產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求1、一種擴(kuò)散器，包括筒體(5)，筒體(5)的底部為敞口結(jié)構(gòu)，其特征在于筒體(5)的下方設(shè)有截頭圓錐面形的上擋板(1)，其上設(shè)有上擋板頂部開孔(7)，上擋板(1)的下方設(shè)有截頭圓錐面形的中擋板(2)，其上設(shè)有中擋板頂部開孔(8)，中擋板(2)的下方設(shè)有圓錐面形的下?lián)醢?3)，上擋板(1)、中擋板(2)和下?lián)醢?3)與筒體(5)同軸心線，上擋板(1)上繞軸心線設(shè)有2～10圈開孔(6)，中擋板(2)在與上擋板(1)上的開孔(6)相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)相同的開孔(6)，并且繞軸心線向頂部方向多開設(shè)1～3圈開孔(6)，下?lián)醢?3)在與中擋板(2)上的開孔(6)相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)相同的開孔(6)，并且繞軸心線向錐頂方向多開設(shè)1～5圈開孔(6)，開孔(6)為圓形，在各圈上均勻分布。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的擴(kuò)散器，其特征在于開孔(6)的直徑為5 70毫米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擴(kuò)散器，其特征在于上擋板(l)、中擋板(2) 和下?lián)醢?3)的錐角角度為80 150度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種擴(kuò)散器，以解決現(xiàn)有的擴(kuò)散器分別存在的液相沿徑向分配的峰值較高、噴灑面積較小等問題。本實(shí)用新型在筒體(5)的下方設(shè)有截頭圓錐面形的上擋板(1)，上擋板的下方設(shè)有截頭圓錐面形的中擋板(2)，中擋板的下方設(shè)有圓錐面形的下?lián)醢?3)。上擋板上繞軸心線設(shè)有2～10圈開孔(6)。中擋板在與上擋板上的開孔相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)相同的開孔，并且繞軸心線向頂部方向多開設(shè)1～3圈開孔。下?lián)醢逶谂c中擋板上的開孔相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)相同的開孔，并且繞軸心線向錐頂方向多開設(shè)1～5圈開孔。本實(shí)用新型可用于石油煉制與石油化工行業(yè)中固定床催化反應(yīng)裝置的反應(yīng)器內(nèi)，例如用于加氫(加氫裂化與加氫精制)裝置的反應(yīng)器內(nèi)。
文檔編號(hào)C10G49/00GK201208554SQ200820070428
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者欣 姚, 師敬偉, 龐晶晶, 李保鋒, 李立權(quán), 盛維武, 麗 葛, 蔡連波, 峰 裘, 趙曉青, 郭為民, 劍 陳, 陳崇剛 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司;中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司