一种流体分布设备的制作方法

专利名称:一种流体分布设备的制作方法
【专利摘要】一种流体分布设备，包括：用于支撑上部固体粒子床，并且允许流体通过的上表面支撑部件(5)；位于上表面支撑部件(5)之下，并与所述的上表面支撑部件(5)间隔开的表面基本无孔的流体收集板(7)；位于所述流体收集板(7)之上的至少一组导流筒(9)，所述导流筒(9)提供上表面支撑部件(5)与流体收集板(7)之下空间的流体通路；位于流体收集板(7)上方的流体导入或抽出管(8)；位于流体收集板(7)之下的流体分布板(10)；和位于流体分布板(10)下方，并且与流体分布板间隔开的下表面流体分布部件(6)。本实用新型提供的流体分布设备既能有效的延长流体的混合路径，强化流体间的混合，使进入设备下部空间的流体的浓度分布更均匀。
【专利说明】_种流体分布设备

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种流体分布设备。更具体地说，涉及一种含有多个固体粒子床层的容器中，收集上游粒子床流下来的流体，将收集的流体与从外界引入的流体充分混合，并将混合后的流体均匀的分配到设备下游粒子床中的设备。

【背景技术】
[0002]石油化工领域中，在含有固体粒子的容器中进行的流体与固体粒子接触的过程被广泛用于诸如吸附分离、催化反应等操作中。其中吸附分离是石油化工中常用的分离技术，对于结构相近、沸点差很小的混合物的提纯具有非常好的效果。用于吸附分离的设备有固定床、移动床和模拟移动床，其中模拟移动床是目前吸附分离采用的主要设备。在模拟移动床中，可将固定相吸附剂设想为是逆于物料移动方向运动，待分离混合物料在分离工作区中部的某一点被连续输入，选定两个方向流动的流速的比率，料液自入口处就分成逆向流动的两部分，以进料入口为参考点，吸附剂似乎吸附了产品向上移动，因此称为“模拟移动床”。在进料点以上的位置越尚，广品纯度就越尚，而副广品却是在相反方向富集。t旲拟移动床的生产能力和分离效率比固定吸附床高，又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流。
[0003]当流体流经含有固体粒子床层的模拟移动床、固定床这种分离或反应设备时，需要在设备内部设置一个或多个流体分布设备，将设备中的固体离子分成两个或多个固体粒子床层。流体分布设备设置在最上部的固体粒子床层之上和两个固体粒子床层之间，可以使通过该设备内的截面区域的流体流动更均匀，从而提高操作的效率。例如，设置流体分布设备可以降低甚至消除固体粒子床层内的沟流、短路和流动死区，从而减少温差以及流体浓度的变化。
[0004]CN102451647A公开了一种流体收集、混合、分布设备，沿容器的主轴方向从上到下通常包括以下部件:上表面支撑部件，流体收集部件，流体整流部件，下表面流体分布部件。流体收集部件位于上表面支撑部件下方，各部件以合理的间隔依次排布。该设备独特的流体整流部件使通过设备的流体获得更均匀的流动，能够更充分的混合和更小的流动波动干扰。另外该设备具有多种外部形状，能适应各种规模和安装要求的容器的使用需要。本实用新型是对CN102451647A的一种改进，主要采用一组导流筒结构的特殊设计，在设备空间内强化流体间的混合，使流体混合更均匀。
[0005]CN201592090U公开了一种液体收集混合分配装置。该设备的特点是内部设置若干用于强化流体混合的迷宫构件。相比于CN201592090U采用的迷宫结构，本实用新型采用的导流筒结构更简单，流体流经设备产生的压降更低，设备内的反混更小。
[0006]CN101056684A公开了一种用于流体-固体接触容器中的固体粒子床之间的混合器-分布器-收集器设备。该设备包括用于保持固体粒子的上部床层，并且容许流体向下流经所述混合器-分布器-收集器设备的上边界；位于上边界之下并与该上边界间隔开的流体分布器；上述两者之间并且和两者分别隔开的流体偏转板；贯穿偏转板的至少一个通道；还包括选自穿孔板、丝网、栅格、多孔固体、蜂窝状物体及其组合的流量控制器；其中所述的最下部的流量控制器上的开孔面积大于其上的流体分布器的开孔面积。该设备还可以选择性的包括一个与管道连接的混合箱，外部流体的引入或从容器中抽出流体都通过该混合箱进行。该设备对容器内的流体有良好的分配效果，但是流体在设备中的流动路径较长，存在比较明显的流动死区，局部会产生高速射流，增加流体通过设备时的压降。并且在进行流体的导入或抽出的操作切换时，必须对管道进行冲洗。本实用新型是对CN101056684A的一种改进，主要采用一组导流筒结构的特殊设计，在设备空间内强化流体间的混合，使流体混合更均匀。
[0007]CN1123372C公开了一种流体分配-收集系统，该设备包括用于混合、分配或抽出流体的若干分配盘和若干板条。该系统具有两个腔室，其功能类似于前文提到的混合箱，其中一个腔室进行外部流体的引入，另一个腔室进行容器内流体的抽出。在操作过程中，进行流体的导入或抽出的操作切换时，无须对管道进行冲洗。该设备能提供有比较好的流体分配效果，但是内部结构复杂，增加流体通过设备时的压降。而且腔室数量的增加导致管道数量的增加，减小了容器内的有效体积。该设备外形结构比较单一，适合用于规模较大的容器，对于较小的容器，安装该设备比较困难。相比于CN1123372C中设置两个独立的腔室完成流体的导入和抽出，本实用新型采用一根单独的管路兼顾流体的导入和抽出，结构更简单；而且独特的导流筒结构能强化设备中流体的混合，使流体混合更均匀。
[0008]综上所述，目前使用的流体分布设备还存在以下问题需要改进:(I)流体在设备中的流动路径较长，容易形成流动死区。(2)流体在设备内存在比较大的浓度梯度，流体混合不充分。(3)设备内部结构复杂，导致流体流经设备时的压降较大，且具有较大的反混。
实用新型内容
[0009]本实用新型要解决的技术问题是在现有技术的基础上，对现有的设备进行改进，提供一种结构简单，能提高流体流动均匀性，使流体充分混合，降低流体流经设备时的压降的流体分布设备。
[0010]本实用新型提供的流体分布设备这样实现的:在容器中位于垂直于轴线的两个固体粒子床层之间、顶部床层上部或底部床层下部，包括:
[0011]用于支撑上部固体粒子床，并且允许流体通过的上表面支撑部件5 ;
[0012]水平延伸穿过所述容器的截面区域并位于上表面支撑部件5之下，并与所述的上表面支撑部件5间隔开的流体收集板7 ;
[0013]位于所述流体收集板7上的至少一组导流筒9，所述导流筒9提供上表面支撑部件5与流体收集板7之下空间的流体通路；
[0014]位于流体收集板7和上表面支撑部件之间的流体导入或抽出管8 ;
[0015]位于流体收集板7之下，水平延伸穿过所述容器的截面区域的流体分布板10 ;
[0016]和位于流体分布板10下方，并且与流体分布板10间隔开的下表面流体分布部件
6ο
[0017]与现有流体分布设备相比，本实用新型具有如下优点:
[0018]本实用新型提供的流体分布设备具有独特的导流筒9，既能有效的延长流体的混合路径，强化流体间的混合，使进入设备下部空间的流体的浓度分布更均匀。本实用新型提供的流体分布设备可根据设备的尺寸调节导流筒9的数量，满足不同规模设备的流体分布需要，缩短流体在设备中的流动路径，减少流动死区。本实用新型提供的流体分布设备，具有结构简单，流体通过时压降较小的特点，使通过设备的流体获得更均匀的流动，更充分的混合和更小的流动波动干扰，而且能适应各种规模的容器的流体分配要求。

【附图说明】

[0019]图1为本实用新型提供的流体分布设备的剖面示意图；
[0020]图2为上表面支撑部件结构示意图；
[0021]图3为流体收集板的结构示意图；
[0022]图4A为导流筒的剖面侧视示意图；
[0023]图4B为导流筒的俯视示意图；
[0024]图5为流体分布板的结构示意图；
[0025]图6为流体导入或抽出管的结构示意图；
[0026]图7A为流体收集板区段一种划分方式的示意图；
[0027]图7B为流体收集板区段另一种划分方式的示意图；
[0028]图8A为沿图7A中A-A标记的剖面线截取的本实用新型的剖面侧视示意图；
[0029]图8B为沿图7B中B-B标记的剖面线截取的本实用新型的剖面侧视示意图。

【具体实施方式】
[0030]本实用新型提供的流体分布设备可用于任何流体与固体粒子接触的过程，流体和固体粒子接触的容器中可单独使用一个内构件，也可以同时使用多个内构件。流体在容器内沿主轴向下流经通过各个分隔的粒子床。构成粒子床的材料包括吸附剂、树脂、催化剂以及惰性材料，但并不因此而受到限制。流经粒子床的流体可以是蒸汽、液体或超临界流体，且流体可以是纯物质，也可以是多种化合物或多种流体的混合物，只要这些混合物必须基本上是一个相。石油化工行业中有许多这种流体与固体粒子接触的过程，例如各种反应及分离过程。本实用新型提供的设备优先推荐使用于吸附分离过程。
[0031]本实用新型提供的流体分布设备可以安装于诸如模拟移动床这类含有固体粒子的容器的中部，使粒子床层间相互分隔，对流体起到收集、混合和分配的作用，也可以放在容器的顶部起流体的初始分配作用，或者放在容器的底部起最终收集作用。
[0032]本实用新型提供的流体分布设备，在一个含有固体粒子的容器的圆形截面上，根据容器的规模和安装要求，可以有几种形状和结构。
[0033]本实用新型提供的流体分布设备在容器中位于垂直于轴线的两个固体粒子床层之间、顶部床层上部或底部床层下部，所述设备包括:
[0034]用于支撑上部固体粒子床，并且允许流体通过的上表面支撑部件5 ;
[0035]水平延伸穿过所述容器的截面区域并位于上表面支撑部件5之下，并与所述的上表面支撑部件5间隔开的表面基本无孔的流体收集板7 ;
[0036]位于所述流体收集板7之上的至少一组导流筒9，所述导流筒9提供上表面支撑部件5与流体收集板7之下空间的流体通路；
[0037]位于流体收集板7上方的流体导入或抽出管8 ；
[0038]位于流体收集板7之下的流体流体分布板10 ；
[0039]和位于流体分布板10下方，并且与流体分布板间隔开的下表面流体分布部件6。
[0040]本实用新型提供的流体分布设备中，所述的上表面支撑部件5由两部分构成，上部分为为开有小孔或条缝的成型金属丝网或其它多孔材料，用以阻挡固体颗粒进入设备；为了加强上游床层的支撑，下部设置一组支撑条。
[0041]本实用新型提供的流体分布设备中，所述的下表面流体分布部件6 —般为开有小孔或条缝的成型金属丝网或其它多孔材料，对设备内流入下游床层的流体进行分布，同时阻挡下游床层的固体颗粒进入设备；优选地，在其上方增加支撑条。
[0042]本实用新型提供的流体分布设备中，所述的流体收集板7由上部基本无孔的板构成，优选在其下部的设置导流板18，用以收集混合后的流体。在流体收集板7上一般包括至少一组导流筒9，连通流体收集板7上下两部分空间。导流筒9为一组或多组具有一定高度的圆筒、椭圆筒、方筒或其他具有流道的结构，其高度在0.1?20_范围内。导流筒9之间可以等距离排列，也可以按一定规则不等距离排列；导流筒9的当量直径可以相等，也可以不相等；导流筒9总的截面积之和与设备截面积之比为1: (3?90)。每个导流筒9侧壁一般不开孔，也可以开有条缝或小孔；优选地，导流筒9侧壁开有条缝或小孔，开孔面积与导流筒截面积之比为1: (2?90)。所述的导流筒9的顶部为开放的，或者用开有小孔或条缝的平板封闭；优选地，所述的导流筒9的顶部用开有小孔或条缝的平板封闭，所述的平板上开孔面积与导流筒(9)截面积之比为1: (I?90)。
[0043]本实用新型提供的流体分布设备中，所述的流体导入或抽出管8提供设备外流体导入设备或设备内流体抽出设备的通路。根据设备的规模，流体导入或抽出管8可以是多个，也可以不设置。优选地，流体导入或抽出管8上开有小孔或条缝，其总开孔面积与设备截面积之比为1: (5?100)，小孔孔径或条缝宽度为1.5?10mm，小孔或条缝的间距为5?30mmo
[0044]本实用新型提供的流体分布设备中，所述的上表面流体支撑部件5、流体收集板7和导流筒9共同限定的空间，提供设备收集的上游床层的流体与设备外导入的流体混合的区域。
[0045]本实用新型提供的流体分布设备中，所述的流体分布板10为一贯穿设备截面的开孔的平板，或者是具有一定孔隙率的多孔材料。优选地，所述的流体分布板10为开有孔或条缝的平板，流体分布板10上的总开孔面积与设备截面积之比为1: (4?30)。
[0046]本实用新型提供的流体分布设备中，所述的下表面流体分布部件(6)和其上的流体收集板(7)之间的距离为H，下表面流体分布部件网孔或间距为Me，即Me为主平面内的临近开口之间的平均中心线距离；H/Me的值为2?100。
[0047]下面结合附图详细的描述本实用新型和具体的实施方式。但本实用新型并不仅限于提及的这几种实施方式。附图都是简化的示意图且未按比例画出。
[0048]实施例1
[0049]图1为本实用新型提供的流体分布设备的典型结构，设备I的主轴14基本上垂直于水平方向，沿主轴14方向从上到下，本实用新型提供的流体分布设备包括以下部件:用于支撑上部固体粒子床，并且允许流体通过的上表面支撑部件5 ;水平延伸穿过所述容器的截面区域并位于上表面支撑部件5之下，并与所述的上表面支撑部件5间隔开的流体收集板7 ;位于上表面支撑部件5和流体收集板7之间的流体导入或抽出管8，所述的流体导入或抽出管8上一般开有孔或条缝，根据容器I的规模，可以是多个或不设置；贯穿所述流体收集板7的至少一组导流筒9，所述导流筒9提供流体收集板7上下两部分空间的流体通路；位于流体收集板7之下的贯穿整个设备截面的流体分布板10，流体分布板为具有一定开孔率的平板或多孔材料；和位于流体分布板10下方，并且与流体收分布板10间隔开的下表面流体分布部件6。下表面流体分布部件6位于上表面支撑部件5之下，且与该上表面支撑部件5共同限定出本实用新型所提供的流体混合分布设备的内部空间V。基本上无孔的流体收集板7位于设备空间V内，并将该空间分为上下两部分，位于流体收集板7下方的流体分布板10进一步将设备的下部空间分为上下两部分，即上表面支撑部件5和流体收集板7之间的空间11，流体收集板7和流体分布板10之间的空间12与流体分布10和下表面流体分布部件6之间的空间13。上表面支撑部件5、流体收集板7、流体导入或抽出管8、流体分布板10和下表面流体分布部件6以合理的间隔彼此基本上平行，且基本上垂直于该容器的竖直主轴虚线14。
[0050]上表面支撑部件5的功能是支撑流体混合分布设备上游的粒子床，阻挡设备上方的固体粒子进入设备之内，而又允许流体流入设备。该部件通常由上下两部分组成，也可以由多个部分组合组成。附图2为上表面支撑部件5 —种实施方式的结构示意图，该部件的上部分采用称为“成型金属丝筛网”的特殊类型的栅格，但是不局限于这种结构，可以由诸如各种丝网、栅格、多孔筛板、蜂窝状物质等单独或组合构成。该部件的下部分可以设置由一系列横纵交错的支撑条组成支撑结构，该支撑结构也可以由开孔的成型支撑板构成，还可以是多个支撑部件的组合。
[0051]如附图1所示，流体收集板7含有一组导流筒9，导流筒9提供流体收集板7之上的空间11与流体收集板7之下的空间12之间的流体通路。所述的空间11为上表面支撑部件5与流体收集板7之间的空间，所述的空间12为流体收集板7与流体分布板10之间的空间。流体收集板7通常由无孔的平板、斜板或阶梯状板水平延伸封闭整个设备截面。附图3为流体收集板7的一种实施方式的结构示意图，如图3所示，流体收集板7通常可以包括引导流体设备远端流动的导流板18。导流板18 —般在流体收集板7的下方，由一系列基本上垂直于腔室的板条或圆柱构成，板条可以是直的，也可以是弯曲的，图3中虚线所示为导流板18在流体收集板8下方的一种排布方式。如图3所示，流体收集板上包含两组导流筒9。流体收集板7的功能是收集上游床层流入设备的流体，使之与流体导入或抽出管8导入的流体接触，经过导流筒9强化混合作用后，导入设备空间12 ;或者是将收集的上游床层的流体的一部分通过流体导入或抽出管15抽出设备，另一部分在导流筒9的作用下充分混合，消除上游床层因壁效应等因素引起的流体间浓度差异，然后导入设备空间12。设备上方粒子床的容器截面积与导流筒9的总截面积之和之比在(3-90):1的范围内。如图4A和4B所示，设备中可以使用一组或多组导流筒9。如图4A所示，导流筒9设置在流体收集板7上，导流筒9 一般具有一定的高度，其高度一般在0.1?20mm范围内，其横截面的形状通常为圆形、椭圆形、矩形或其他形状。为了增加流体的通量，降低流体流经设备时产生的压降，导流筒9的侧壁不开孔，或者在导流筒9侧壁上开孔或条缝，开孔面积与导流筒截面积之比为1: (2?90)。导流筒9顶部为开放的，或者用开有小孔或条缝的平板封闭，优选采用开游小孔或条缝的平板封闭，所述的小孔或条缝的开孔面积与导流筒(9)截面积之比为1: (I?90)。如图4B所示，导流筒9 一般按一定规则排列在流体导入或抽出管8两侧，导流筒9之间的间距可以是相等的，也可以是按一定规则不等距排布。导流筒9的横截面的当量直径可以是相同的，也可以不同。
[0052]下表面流体分布部件6与上表面支撑部件5的上部分结构类似，是用于改进和/或维持流体速度均匀分布的装置，可由诸如多孔筛板、成型金属丝网、栅格、蜂窝状物质、波纹板及其组合构成，其表面的开孔率可与上表面支撑部件5的上部分的开孔率相同或不同。实施例中采用称为“成型金属丝筛网”的特殊类型的栅格作为下表面流体分布部件，但是不局限于这种结构。该部件可选择在上方连接一系列横纵交错的支撑条或开孔的成型支撑板，用于阻止下游床层粒子的冲击。支撑条在流体流动方向彼此连通，对流体有引流和分配作用。下表面流体分布部件6与流体收集板7之间的距离H为网孔或间距M的函数。网孔M是指部件主平面内的临近开口之间的平均中心线距离。下表面流体分布部件6和流体收集板7之间的距离H由比率!1//来限定。其中Me为下表面流体分布部件6的网孔或间距，且H/Me至少为2。优选的方案是比率H/Me的值为2?100。在某些过程中，有效距离H为3?30mm，但是不限定于这个数值。
[0053]本实用新型提供的流体分布设备中，所述的流体分布板10用以将通过导流筒9流入设备空间12的流体均匀的进行分布到空间13。所述空间12为流体收集板7与流体分布板10之间的空间，所述空间13为流体分布板10与下表面流体分布部件6之间的空间。图5为流体分布板10的一种实施结构示意图，如图5所示，流体收集板10为一具有一定开孔率的部件，本实施结构中为具有相同孔径的成型金属筛网，但是不局限于这种结构，也可以是多孔板、烧结金属板等一种或几种的组合。本实施例中，流体收集板10具有相同的孔径和均匀的孔间距，根据实际情况，可以在流体收集板10上设置不同孔径的孔或缝，孔或缝的间接可以是不相等的。
[0054]本实用新型提供的流体分布设备中，还可以包括流体导入或抽出管8，图6为流体导入或抽出管8的结构示意图，描述了一种流体导入或抽出管的可选的实施结构，但是不局限于这种结构。图6中的流体导入或抽出管8设置在流体收集板7的上方，底部与流体收集板7紧贴，功能是将容器外流体导入设备，例如解吸剂，通过流体导入或抽出管8上的开孔或条缝15，均匀的分布到本实用新型提供的流体混合分布设备中，使之在空间11内在导流筒9的作用下与流体收集板7收集的流体充分混合；或者是将通过流体收集板7收集的容器内的流体的一部分通过流体导入或抽出管8抽出到容器外。流体导入或抽出管8是一个或多个开有小孔或条缝的方管或圆管，使得流体导入或抽出管8内的流体与设备内的流体连通。这些小孔的排布可以是等间距排布，也可以按照一定比例不等间距排列。流体导入或抽出管上的总开孔面积优选与导流筒总截面积之和的比为1: (5?100)。
[0055]本实用新型提供的流体分布设备的工作过程为:流体通过设备上游粒子床2，经过上表面支撑部件5进入设备上部空间11，被流体收集板7阻挡，流体流动方向改变，汇集到导流筒9附近，溢流过导流筒的外壁，进入导流筒9内部。在此过程中，流体进行充分混合，消除流体间存在的浓度梯度。混合后的流体通过导流筒9底部进入设备空间12，在流体分布板10的作用下，均匀的流入设备空间13。如果此时有设备外流体通过流体导入或抽出管8进入设备，则流体通过流体导入或抽出管8上的小孔15进入设备空间11，并在空间11内与流体收集板7收集的上游床层进入设备的流体混合。混合后的流体溢流通过导流筒9进入设备空间12。流体在设备空间12中，通过流体分布板10的整流和分配，均匀的进入设备空间13，最后通过下表面流体分布部件6的最终分配，均匀的进入下游粒子床。如果此时将设备内的流体通过流体导入或抽出管8抽出到容器外，则由流体收集板7收集的流体，经过导流筒9强化混合，消除流体间存在的浓度差异后，一部分会从流体导入或抽出管8上的小孔15进入流体导入或抽出管8，然后抽出到容器外。剩余流体通过导流筒9底部流入设备空间12，通过流体分布板10的整流和分配，进入设备空间13，并最终通过下表面流体分布部件6的最终分配进入下游粒子床层。
[0056]实施例2
[0057]本实用新型所提供的流体分布设备可应用于不同规模和外部形状的容器中。能适应各种规模和安装要求的容器的使用需要，对于中小型容器，例如实验室规模的装置可以将该设备整体置于容器之内。
[0058]对于大型容器，例如工业规模的容器中，该设备通常根据该容器外壳的入孔或端口的尺寸分成若干区段，每一区段均包含该设备的所有部件。对于不同规模的工业容器，区段划分的方法有所不同，附图7A是针对规模较小的工业容器的一种区段划分方式。如图7A所示，是一个具有垂直轴线14和外壳22的圆柱形容器的圆形截面。肋板21用以限定邻近区段之间的侧边界。在两个中间区段以及上弦区段中，导流筒9为流体收集板7上的沿流体导入或抽出管8两侧排列的，两组横截面为圆形的，具有一定高度的圆管。图7A的下弦区段中，由于流体导入或抽出管8为一根边缘紧贴区段的弧形边的可弯曲导管，导流筒9为一组沿流体导入或抽出管8的弧形排列的，横截面为椭圆形的，具有一定高度的异形管。
[0059]图8A对应于图7A中所标记的剖面线，用以说明本实施例的附加细节。
[0060]图8A所示的实施例中，上表面支撑部件5的上部分采用多孔板与金属丝筛网的组合部件，也可以是成型金属丝筛网或替他多孔物质。下部分由纵支撑梁19和基本上与横支撑梁20以一定的间距组合构成。每一区段都具有各自的肋板21，从而使相邻的区段如图8A所示沿相邻肋板外表面连接。相邻区段间也可以使用同一个肋板21连接，肋板横断面可以是矩形，也可以是T形。图8A中，上表面支撑部件5下方，设置流体收集板7。流体收集板7上包含两组导流筒9，导流筒9为侧壁不开孔或条缝的中空管，使流体收集板7上的空间11与其下的空间12相连通。流体收集板7为水平延伸整个设备截面的基本无孔的平板，也可以是斜板或阶梯形板。如果流体收集板7不是平板，则靠近导流筒9处应该最薄，且沿远离导流筒9的方向逐渐变厚。流体收集板7基本上封闭容器设备截面并包括导流板18，也可以不包含导流板18或包含诸如栅格等其他结构。图8A中还包括流体导入或抽出管8。每个区段可具有其一个或多个流体导入或抽出管8，提供该设备的空间V与容器之外的其他设备之间的流体连通。图8A中，流体导入或抽出管8位于流体收集板7上方，其底部与流体收集板7顶部紧贴。流体导入或抽出管8可以是截面为圆形、矩形或其他形状的导管。流体导入或抽出管8至少应具有一个条缝或开孔以使流体分布设备空间V内的流体与容器外设备连通。流体分布板10为表面开有小孔、条缝或具有其他贯穿通道的水平延伸整个设备截面的平板。流体分布板上总开孔面积与设备截面积之比在1:(5?100)范围内。设备的最底端是下表面流体分布部件6，与上表面支撑部件5结构类似。流体分布部件6与流体分布板10间隔开。
[0061]实施例3
[0062]图7B描绘了本流体分布设备在圆柱形容器中的另一种可能的区段实施方式，该实施例一般用于规模较大的工业容器中。一根承重管(中心管)24沿容器的主轴13同心设置于容器的中心。在容器的一个截面上，将该截面按一定角度划分为与中心管同心的若干扇形区段；也可以如图7B所示，设置与中心管同心的流通面积相等的两层区段，靠近中心管的内圈区段和远离中心管的外围一圈区段，但不仅限于两层。区段间以肋板21限定。在图7B中，每一区段的流体收集板7上均包含两组沿流体导入或抽出管8两侧排列的具有一定高度的导流筒9。导流筒9的横截面可以是圆形，也可以如图7B所示为矩形或其他形状。导流筒9侧壁开有小孔或条缝，开孔面积与导流筒截面积之比为1:20，其顶部也有开有小孔或条缝的平板封闭，开孔面积与导流筒截面积之比为1:10。每组导流筒9的当量直径从中间向两侧逐步减小。单层扇形区段中，导流筒9中心线距离区段两端的距离比通常介于1.1至3.5的范围内。对于图7B中所示的两层区段，靠近中心管的区段中导流筒9的中心线距离区段两段的距离比通常介于1.1至3.0的范围内，远离中心管的外围一圈区段中，导流筒9的中心线距离区段两端的距离比通常介于1.2至1.6的范围内。在图7B中，单层扇形区段和两层区段中的流体导入或抽出管8和两组导流筒9的方向基本是垂直于容器截面径向的，但是也可以如图7B中所示，沿截面径向设置。
[0063]图8B对应于图7B中所标记的剖面线，用以说明本实施例的附加细节。
[0064]图SB中的中心管两侧各有一个区段，分别由区段肋板21、上表面支撑部件5及下表面流体分布部件6所限定的区段仅通过底部的支撑圈17安装于容器外壳22和中心管3上。如图9B所示，上表面支撑部件5的上部分是成型金属丝筛网，但不局限于这种结构。下表面流体分布部件6由与上表面支撑部件5的上部分通常采用相同的材料制成。在其它应用中，这些部件可以由不同构型的材料构成。例如，一个为成型金属丝筛网，另一个为多孔板。床内粒子的平均粒径应为成型金属丝之间平均间距的至少两倍。下表面流体分布部件6也可以如图9B中心管右侧所示，可选的包含一组支撑梁。如图SB中心管左侧所示，容器外壳22的内表面是可见的。同时，流体收集板7以梯形斜坡的形式逐渐变薄，并且其最薄的部分最靠近导流筒9，流体收集板7上包含两组导流筒9，导流筒9以一定的规则排布在流体导入或抽出管8两侧。导流筒9侧壁不开孔，其顶部由开有小孔或条缝的平板封闭，开孔面积与导流筒9截面积之比为1:3。每个导流筒9的当量直径均相等。流体收集板7的逐渐变薄也可以如图8B中心管右侧所示，成阶梯状。导流筒9的高度可以如图SB中心管左侧区段所示，高出流体收集板7 —定高度；也可以如图SB中心管右侧区段所示，与流体收集板7等高，且贯穿流体收集板7。如图SB中心管左侧所示，流体收集板7下方可设置一组导流板18，用以支撑流体收集板8，并使进入空间21的流体向设备两端流动；也可以如图SB中心管右侧区段所示，不设导流板18。流体导入或抽出管8可以如图9B中心管左侧所示，是截面为距形的导管，也可以是如图SB中心管右侧所示是截面为圆形的导管。流体导入或抽出管8通过侧面开有小孔或条缝15与设备的空间连通，小孔或条缝15的设置应避开导流筒9的外壁。流体分布板10位于流体收集板7下方，可以如图SB中心管左侧所示，为一具有一定开孔率的水平延伸整个设备截面的平板；也可如图8B中心管右侧所示，为两块具有一定开孔率的平板，两块板的开孔率和与流体收集板7的间距可以相同或不同。从导流筒9底部流出的流体经过流体分布板10的分配后，均匀的进入设备空间12。设备底部可如图SB中心管左侧所示，与下游床层间隔一定的距离，也可以如图9B中心管右侧所示，与下游床层接触。设备的下表面流体分布部件6与下游床层的粒子上表面的间距通常为2-20mm。
【权利要求】
1.一种流体分布设备，设置在容器中位于垂直于轴线的两个固体粒子床层之间、顶部床层上部或底部床层下部，其特征在于，所述流体分布设备包括: 用于支撑上部固体粒子床，并且允许流体通过的上表面支撑部件(5); 水平延伸穿过所述容器的截面区域并位于上表面支撑部件(5)之下，并与所述的上表面支撑部件(5)间隔开的表面基本无孔的流体收集板(7); 位于所述流体收集板(7)之上的至少一组导流筒(9)，所述导流筒(9)提供上表面支撑部件(5)与流体收集板(7)之下空间的流体通路； 位于流体收集板(7)上方的流体导入或抽出管(8); 位于流体收集板(7)之下的流体分布板(10)； 和位于流体分布板(10)下方，并且与流体分布板间隔开的下表面流体分布部件(6)。2.按照权利要求1的流体分布设备，其特征在于，所述的上表面支撑部件(5)由两部分构成，上部分为开有小孔或条缝的成型金属丝网或多孔材料，下部分为一组支撑条。3.按照权利要求1的流体分布设备，其特征在于，所述的下表面流体分布部件(6)为开有小孔或条缝的成型金属丝网或多孔材料；在其上方增加或不增加支撑条。4.按照权利要求1的流体分布设备，其特征在于，所述的流体收集板(7)由上部基本无孔的板构成，在其下部设置或不设置导流板(18)。5.按照权利要求1的流体分布设备，其特征在于，所述的导流筒(9)为圆筒、椭圆筒或方筒，其高度为0.1?20mm，导流筒(9)总的截面积之和与设备截面积之比为1: (3?90)。6.按照权利要求1或5的流体分布设备，其特征在于，所述的导流筒(9)侧面开有条缝或小孔，开孔面积与导流筒截面积之比为1: (2?90)。7.按照权利要求6的流体分布设备，其特征在于，所述的导流筒(9)顶部用开有小孔或条缝的平板封闭，小孔或条缝的开孔面积与导流筒(9)的截面积之比为1: (I?90)。8.按照权利要求1的流体分布设备，其特征在于，所述的流体导入或抽出管(8)上开有小孔或条缝，其总开孔面积与设备截面积之比为1:(5?100)，小孔孔径或条缝宽度为1.5?10mm，小孔或条缝的间距为5?30mm。9.按照权利要求1的流体分布设备，其特征在于，所述的流体分布板(10)为贯穿设备截面的开孔的平板或多孔材料板，流体分布板(10)上的总开孔面积与设备截面积之比为1: (4 ?30) O10.按照权利要求1的流体分布设备，其特征在于，所述的下表面流体分布部件(6)和其上的流体收集板(7)之间的距离为H，下表面流体分布部件网孔或间距为Me，即Me为主平面内的临近开口之间的平均中心线距离；H/Me的值为2?100。
【文档编号】B01J8-02GK204294209SQ201420492262
【发明者】朱振兴, 毛俊义, 张占柱, 王少兵, 王璐璐, 侯栓弟 [申请人]中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院