专利名称：气液并流入口扩散器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油炼制与石油化工行业中用于扩散反应器内并流气液介 质进料的一种气液并流入口扩散器。
技术背景在石油炼制与石油化工行业固定床催化反应装置中(例如在加氢裂化与加 氢精制装置中)，作为关键设备的反应器，广泛采用顶流式气液两相介质并流进 料。原料油在其中借助催化剂的作用，完成一系列反应。反应器能否稳定操作、 催化剂能否充分发挥作用、产品质量是否能够达到优质，很大程度上取决于安 装在反应器入口处的气液并流入口扩散器。目前固定床催化反应器内广泛采用 气液并流入口扩散器，以使气液介质在反应器入口处得到缓冲后较均匀地扩散 至下方的整个反应器截面上，再由安装在扩散器下方的分配盘将气液两相进料 均匀地喷洒到催化剂床层表面，以充分发挥整个床层的催化作用。气液并流入口扩散器的结构是反应器内件的关键技术之一；气液介质在反应器入口处能否 得到有效的缓冲，经缓冲后的气液介质能否较均匀地扩散至下方的整个反应器 截面上，与气液并流入口扩散器的结构设计有着极其密切的关系。气液并流入 口扩散器的性能可以从液相喷洒面积、液相沿径向分配的峰值、液相偏流程度 和缓冲效果几个方面来评价。工业使用中，要求气液介质并流经过入口扩散器 后，液相沿径向分配的峰值、液相偏流程度尽可能小，对下方分配盘的冲击力 较小(即缓冲效果好)，否则会影响反应效果和装置的稳定、长期运行。目前， 随着固定床催化反应装置处理量的加大，反应器的规模也日趋大型化，因此对 气液并流入口扩散器的技术要求也越来越高。美国专利US4788040提出的一种气液并流入口扩散器，带有一个入口导管，正对入口导管的下端设置了一个变流圆锥体，在变流圆锥体侧面设有多个飞溅 板。气液两相介质从入口导管内流出后，在变流圆锥体和多个飞溅板的共同作 用下，液体发生偏转，分配到下方的分配盘上。这种气液并流入口扩散器的优 点是结构简单，缓冲效果也较好；但在变流圆锥体和多个飞溅板的共同作用下， 液体发生偏转的方向和发生偏转后各个方向的液相量难以控制，因此液相偏流 程度较大，液相沿径向分配的峰值也较高。US4792229公开的气液并流入口扩散 器，带有一个锥形的收集盘，在收集盘的底部连有一个混合内管，混合内管外 部环绕着混合外管。进料介质经收集盘收集后，经混合内管实现一次混合，再 经混合外管实现一次混合，然后射向收集盘底面并反射回反应器整个截面。这 种气液并流入口扩散器的特点是缓冲效果好，液相偏流程度小，且液相的喷洒 截面面积也较大；不足之处是液相沿径向分配的峰值较高，另外其体积较大、结构较复杂。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是现有的气液并流入口扩散器分别存在 的液相沿径向分配的峰值较高、液相偏流程度较大的问题。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是 一种气液并流入口扩散 器，其特征在于它设有圆柱形的外筒，外筒的顶端为入口，底端设有底板， 外筒内与其同轴设有圆柱形的内管，固定于底板上，内管的顶端设有盖板，底端为出口，内管的侧壁上均匀开设有侧面开孔，盖板的周边均匀开设有盖板开 孔，所述内管底端出口的下方设有一层碎流板，碎流板为圆形平板，其上开设 有碎流孔。采用本实用新型，具有如下的有益效果气液两相进料进入气液并流入口 扩散器后分为两路， 一路通过盖板上的盖板开孔进入内管内，另一路由气相携 带着液相从内管侧壁上的侧面开孔进入内管内；两路流体在内管内碰撞及混合 后向下流动，溅射到内管底端出口下方的碎流板上。碎流板的作用有三个(1) 使内管内流下的液相撞击到碎流板上而粉碎成小液滴；(2)扩大扩散器的液相喷 洒面积；(3)对气液两相进料起进一步的缓冲作用。这样，就可以减小液相沿径 向分配的峰值，并扩大液相喷洒面积，从而改善气液两相进料经气液并流入口 扩散器后在反应器截面上分布的均匀程度。同时， 一方面由于内管顶端的盖板 对向下流动的气液介质有阻挡作用，另一方面由于内管的存在改变了向下流动 的气液介质流动的方向，再加上碎流板的作用，所以使气液并流入口扩散器在 整体上具有很好的缓冲效果。本实用新型气液并流入口扩散器在设计上采用对 称结构，气液在扩散器内各个部位的分布大致均匀，因而可减少液相的偏流程 度。本实用新型气液并流入口扩散器用于石油炼制与石油化工行业中气液介质 并流的固定床加氢裂化与加氢精制装置的反应器内，因预分配、缓冲效果好， 气液两相进料扩散到下方的分配盘进行分配后，可使加氢反应器中催化剂床层 入口的径向温差在3匸以内，使催化加氢反应能够顺利进行，并延长催化剂的使 用寿命。目前，国内工业上在用的扩散器多为双层多孔板式结构。与之相比， 本实用新型气液并流入口扩散器只设有一层碎流板，其总高度较低；反应器内 可以多装填催化剂，因而可提高反应器空间的有效利用率。此外，本实用新型 气液并流入口扩散器的结构也比较简单。 因具有如上所述的各种优点，本实用新型气液并流入口扩散器更适于在大 型加氢反应器内使用。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式
并不限制本实用新型要求保护的范围。
图1是本实用新型的一种气液并流入口扩散器沿轴向的剖视图。图2是碎流板的俯视图，碎流孔为条形孔。 图3是碎流板的俯视图，碎流孔为圆形孔。 图4是圆锥面板盖板沿轴向的剖视图。图5是圆锥面板盖板或圆形平板盖板的俯视图，盖板开孔的形状为长方形。 图6是圆锥面板盖板或圆形平板盖板的俯视图，盖板开孔的形状为梯形。 图7是圆锥面板盖板或圆形平板盖板的俯视图，盖板开孔的形状为三角形。
具体实施方式
参见图1所示本实用新型的一种气液并流入口扩散器(简称为扩散器)。该 扩散器设有圆柱形的外筒l，外筒l的顶端为入口，底端设有底板8。外筒l内 与其同轴设有圆柱形的内管2，固定于底板8上(采用焊接连接)。内管2的顶端 设有盖板6，底端为出口。内管2的侧壁上均匀开设有侧面开孔4，盖板6的周 边均匀开设有盖板开孔7。所述内管2底端出口的下方设有一层碎流板3，碎流 板3为圆形平板，其上开设有碎流孔5。外筒1的顶端焊接有与反应器顶部连接 用的法兰10。如图1所示，内管2侧壁上侧面开孔4的形状为倒置三角形。侧面开孔4 的形状还可以是倒置梯形、长方形、正方形或圆形等(图略)。开设长方形孔时， 长方形孔的长边竖向布置。侧面开孔4的数量一般为2至6个，采用单一形状 的开孔，均布于内管2的侧壁上。侧面开孔4的总开孔面积正比于气液介质的 流量，具体数值视工艺条件的变化而定。参见图l，盖板6—般是焊接于内管2的顶端。盖板6可以为圆形平板(如 图l所示)。盖板6还可以是圆锥面板，如图4所示；采用圆锥面板是为了强化 对气液的缓冲作用，使得气液进料更加保持平稳。盖板开孔7均匀开设于盖板6 的周边，开通至盖板6的边缘，参见图5、图6和图7。盖板开孔7的形状可以 有多种；图5所示为长方形，图6所示为梯形，图7所示为三角形。盖板开孔7 的数量一般为2至6个，采用单一形状的开孔，均布于盖板6的周边上。盖板开孔7的总开孔面积根据气液介质的流量而定。参见图1,内管2底端出口的下方设有一层碎流板3，碎流板3为圆形平板，
通过连接条9与底板8焊接连接。碎流板3上开设有碎流孔5，碎流孔5的形状 可以有多种。如图2所示，碎流孔5为条形孔，沿碎流板3的径向布置；条形 孔有一个圆弧端，围绕碎流板3的圆心；条形孔的另一端为直线端，可以一直 开通至碎流板3的边缘。如图3所示，碎流孔5为圆形孔。碎流孔5在碎流板3 上可以均匀开设，也可以不均匀开设。碎流板3的作用，参见本说明书"有益 效果"部分的说明。碎流板3的上表面至外筒1底端底板8下表面的垂直距离 一般为40 150毫米。碎流板3的直径一般为200 800毫米，视反应器的直径 而定。本实用新型气液并流入口扩散器的工作情况是这样的并流而下的气液两相混合物进入扩散器，先在扩散器内得到缓冲，之后扩散器将反应进料分为两路。 一路通过盖板6上的盖板开孔7进入内管2内，另一路由气相携带着液相 从内管2侧壁上的侧面开孔4进入内管2内。两路流体在内管2内碰撞及混合 后向下流动，溅射到内管2底端出口下方的碎流板3上。碎流板3将内管2内 流下的液相粉碎成小液滴并对气液两相进料进一步缓冲后，扩散至下方的整个 反应器截面上，再由安装在扩散器下方的分配盘将气液两相进料均匀地喷洒到 催化剂床层表面。以上结合附图和具体实施方式
对本实用新型气液并流入口扩散器的结构和 操作过程进行了说明。本实用新型图2至图7中，所有未说明的附图标记所表 示的技术特征均与图1中的相同。本实用新型主要用于石油炼制与石油化工行业中气液介质并流的固定床催 化反应装置的反应器内，例如用于加氢裂化与加氢精制反应器内，以将并流气 液介质进料在反应器入口处进行缓冲后较均匀地扩散至下方的反应器截面上。
权利要求1、一种气液并流入口扩散器，其特征在于它设有圆柱形的外筒(1)，外筒(1)的顶端为入口，底端设有底板(8)，外筒(1)内与其同轴设有圆柱形的内管(2)，固定于底板(8)上，内管(2)的顶端设有盖板(6)，底端为出口，内管(2)的侧壁上均匀开设有侧面开孔(4)，盖板(6)的周边均匀开设有盖板开孔(7)，所述内管(2)底端出口的下方设有一层碎流板(3)，碎流板(3)为圆形平板，其上开设有碎流孔(5)。
2、 根据权利要求l所述的气液并流入口扩散器，其特征在于所述侧面开 孔(4)的形状为倒置三角形、倒置梯形、长方形、正方形或圆形。
3、 根据权利要求2所述的气液并流入口扩散器，其特征在于侧面开孔(4) 的数量为2至6个。
4、 根据权利要求1所述的气液并流入口扩散器，其特征在于所述盖板(6) 为圆形平板或圆锥面板。
5、 根据权利要求4所述的气液并流入口扩散器，其特征在于所述盖板(6) 上盖板开孔(7)的形状为长方形、梯形或三角形。
6、 根据权利要求5所述的气液并流入口扩散器，其特征在于盖板开孔(7) 的数量为2至6个。
7、 根据权利要求l所述的气液并流入口扩散器，其特征在于所述碎流孔 (5)为条形孔或圆形孔。
专利摘要本实用新型公开了一种石油炼制与石油化工行业中用于扩散反应器内并流气液介质进料的一种气液并流入口扩散器，用于解决现有的气液并流入口扩散器分别存在的液相沿径向分配的峰值较高、液相偏流程度较大的问题。本实用新型气液并流入口扩散器设有圆柱形的外筒(1)，外筒的顶端为入口，底端设有底板(8)。外筒内与其同轴设有圆柱形的内管(2)，固定于底板上。内管的顶端设有盖板(6)，底端为出口。内管的侧壁上均匀开设有侧面开孔(4)，盖板的周边均匀开设有盖板开孔(7)。所述内管底端出口的下方设有一层碎流板(3)，碎流板为圆形平板，其上开设有碎流孔(5)。本实用新型主要用于气液介质并流的固定床催化反应装置的反应器内。
文档编号B01J8/02GK201042663SQ200620130219
公开日2008年4月2日 申请日期2006年10月27日 优先权日2006年10月27日
发明者叶安道, 李保锋, 冕 王, 盛维武, 蔡连波, 赵晓青 申请人:中国石油化工集团公司;中国石化集团洛阳石油化工工程公司