一种固定床反应器的入口分布器的制作方法

本实用新型涉及一种固定床反应器的入口分布器。

背景技术：

对于固定床反应器，通常在反应器内装填催化剂，且在催化剂上面装填惰性瓷球，物料通过瓷球层及催化剂床层将产生更大的阻力，更大的阻力有助于物料在催化剂床层的均匀分布，固定床反应器的入口分布器只需要降低入口管道内物料的高动能，避免对催化剂床层的直接冲击，一般都能够获得较好的效果。

对于反应原料自身不稳定，易自发进行化学反应，如自聚合、自分解等反应的原料体系，常规的入口分布器容易在反应器顶部存在死区，物料的停留时间长，更易发生自反应，影响装置稳定运行。

cn103521140b公开了一种固定床反应器的入口气体分布器，其底部采用带孔的圆形底板，圆形底板上部为侧向开孔的锥形筒体。所述锥形筒体的侧向开孔为轴线长圆孔，且所述轴线长圆孔分布在锥形筒体下部，且位置靠近所述圆形底板。该专利改善了流体分布，防止在催化剂床层发生偏低和短路，但在反应器上方的开孔位置存在物料死区。

cn107899517b公开了一种用于全液相操作固定床反应器的进料分布器，包括分布器筒体，所述筒体由上至下包括进料区、混合区和分布区，其中，所述进料区的顶部为物料入口，所述进料区与混合区之间依次通过缩径结构和喉管连通，所述混合区上部的侧壁上设有多个抽吸通道，所述分布区的底部设有盲板、侧壁设有多个周向分布的分布槽，所述分布槽的外侧还设有环形导流板，所述导流板与分布槽底端平齐设置；其中，所述喉管的下端伸入所述混合区，从而在所述喉管的下端与所述混合区的侧壁之间形成环形区，所述的多个抽吸通道沿周向设置在所述环形区的侧壁上。该专利利用喉管(文丘管)产生的负压效应，进行抽吸，消除了设顶部或锥角区域的死区，但是当装置操作负荷变化较大时，其抽吸作用将受到较大的影响，进而影响流体的分布效果，而且需要较大均布空间。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术存在反应器入口易存在物料死区、需要的均布空间大的问题，特别是针对物料不稳定、易自反应及易飞温的反应系统，具有结构简单、需要的均布空间小和使流体分布均匀的优点，当装置操作负荷变化较大时，依然具有较好的分布效果。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、顶部、侧面”通常是指参考附图所示的上、下、左、右、顶部、侧面；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

本实用新型提供了一种固定床反应器的入口分布器，包括锥形变径段、壳体和分布结构，其中，锥形变径段的一端设置物料入口，另一端与壳体连接，分布结构通过固定件与锥形变径段连接，在锥形变径段和分布结构之间的壳体侧壁设置带有法兰的开孔，

所述分布结构包括通过固定件连接的短管和带有孔洞的底部分布板，以及用于对原料进行分流的侧面出料通道。

在本实用新型中，开孔通常用于装填催化剂和瓷球、作为设备检修通道等，也可作为人孔。

根据本实用新型的一些实施方式，分布结构通过固定件焊接在锥形变径段的底端。

根据本实用新型的一些实施方式，物料流向可以如图1中的箭头方向所示。

根据本实用新型的一些实施方式，所述侧面出料通道为短管与壳体底端之间的侧向孔缝、短管与底部分布板之间的侧向孔缝和短管的侧壁开设的侧向孔缝中的一种或多种。可以如图1和图3所示。短管的侧壁开设的侧向孔缝可以是一层也可以是多层。

根据本实用新型的一些实施方式，所述孔缝的形式具有较宽的选择范围，可以根据工况而定，例如但不限于：选自环形缝隙、矩形孔和圆孔中的一种或多种。

根据本实用新型的一些实施方式，所述侧面出料通道的层数具有较宽的选择范围，可以根据实际工况进行选择，例如但不限于：按照同一水平方向上的孔缝为1层计算，所述侧面出料通道为2-4层。

根据本实用新型的一些实施方式，所述固定件为筋板。筋板也称连接筋板。

根据本实用新型的一些具体实施方式，优选地，所述筋板呈均匀分布，更优选地，筋板沿垂直方向设置。例如，设置4根筋板时，则4根筋板沿圆周呈90°均匀分布。例如，设置8根筋板时，则8根筋板沿圆周呈45°均匀分布。

根据本实用新型的一些实施方式，侧面出料通道的总截面积与所述开孔的截面积的比例为1:1-4:1。

根据本实用新型的一些实施方式，可以如图2所示，所述锥形变径段的锥面与水平面的夹角θ为45°-89°，更优选为45°-60°。降低夹角可以降低变径段的长度，但会使得进料难以实现有效的扩散；提高角度可以提高分布效果，但会使得变径过长。

根据本实用新型的一些实施方式，相邻的两层侧面出料通道，上层侧面出料通道的面积与下层侧面出料通道的面积比例为1:1-1:4，优选为1.1:1-1:2。

根据本实用新型的一些实施方式，底部分布板上的孔洞的形状具有较宽的选择范围，以能够有利于分布流体为目的。例如可以为但不限于正三角形均布的小孔，例如图4所示。

根据本实用新型的一些实施方式，底部分布板上的孔洞的尺寸具有较宽的选择范围，可以根据实际工况进行选择。例如直径为10mm的圆形，高为10mm的三角形。

根据本实用新型的一些实施方式，底部分布板上的孔洞的排列方式可以为但不限于等边三角形排列方式，例如图5所示。

根据本实用新型的一些实施方式，所述底部分布板的开孔率为10％-50％，优选为20％-40％。

根据本实用新型的一些实施方式，壳体6与反应器侧壁7连接。如图1所示，图1中的反应器侧壁7未画完全。在本实用新型中，反应器侧壁为本领域常规的例如具有直筒段的反应器侧壁。即壳体6的底端与反应器侧壁7的顶端连接。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的固定床反应器的入口分布器通过采用锥形变径段的导流扩散作用，消除了开孔区域的死区。

2、本实用新型的固定床反应器的入口分布器通过采用多层侧面出料通道及带有孔洞的底部分布板，解决了反应器顶部易存在死区的问题。

3、本实用新型的固定床反应器的入口分布器能够有效利用开孔相对应的水平区域的空间进行均布，减少了物料在反应器入口需要的均布空间，降低了新鲜物料在反应器顶部的存量及停留时间。

4、本实用新型的固定床反应器的入口分布器能够很好地应用于反应物料不稳定、易自反应及易飞温的反应系统。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的固定床反应器的入口分布器的总体简图。

图2为本实用新型实施例1提供的锥形变径段的示意图。

图3为本实用新型实施例1提供的分布结构的示意图。

图4为本实用新型实施例1提供的底部分布板上的示意图。

图5为本实用新型实施例1提供的底部分布板上的孔洞的排列方式的示意图。

附图标记说明

1、物料入口2、锥形变径段3、分布结构

31、固定件32、短管33、底部分布板

34、出料通道4、开孔5、法兰

6、壳体7、反应器侧壁

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加容易理解，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

【实施例1】

一种固定床反应器的入口分布器，如图1至图5所示，该分布器包括锥形变径段2、壳体6和分布结构3，其中，锥形变径段2的一端设置物料入口1，另一端与壳体6连接，分布结构3通过筋板(固定件31)与锥形变径段2连接，在锥形变径段2和分布结构3之间的壳体6侧壁设置带有法兰5的开孔4；

所述分布结构3包括通过筋板(固定件31)连接的短管32和带有孔洞的底部分布板33，以及用于对原料进行分流的侧面出料通道34，按照同一水平方向上的孔缝为1层计算，侧面出料通道为2层(图1中的34)，每层侧面出料通道设置使得筋板呈均匀分布，其中第一层侧面出料通道为短管32与壳体底端之间的侧向孔缝，第二层侧面出料通道为短管32与底部分布板33之间的侧向孔缝。

反应器的物料入口1的管道直径为150mm，反应器的直筒段的直径为2000mm，反应器的高度为6000mm，开孔4的直径为600mm。锥形变径段2的锥面与开孔4的水平面的夹角θ为60°。每层侧面出料通道形式为圆孔，第一层侧面出料通道的圆孔高度为100mm，第二层侧面出料通道的圆孔高度为200mm，第一层侧面出料通道的总面积为0.094m²。相邻两层侧面出料通道，上层侧面出料通道的面积与下层侧面出料通道的面积的比例为1:2。两层侧面出料通道的总截面积与开孔的截面积的比例为1:1。底部分布板33的小孔为正三角形(正三角形的高是10mm)，底部分布板的开孔率为40％。

【实施例2】

一种固定床反应器的入口分布器，该分布器包括锥形变径段、壳体和分布结构，其中，锥形变径段的一端设置物料入口，另一端与壳体连接，分布结构通过筋板(固定件)与锥形变径段连接，在锥形变径段和分布结构之间的壳体侧壁设置带有法兰的开孔；

所述分布结构包括通过筋板(固定件)连接的短管和带有孔洞的底部分布板，以及用于对原料进行分流的侧面出料通道，按照同一水平方向上的孔缝为1层计算，侧面出料通道为4层，每层侧面出料通道设置使得筋板呈均匀分布，其中第一层侧面出料通道为短管与壳体底端之间的侧向孔缝，第二层侧面出料通道为短管中上部的侧壁开设的侧向孔缝，第三层为短管中下部的侧壁开设的侧向孔缝，第四层为短管与底部分布板之间的侧向孔缝。

反应器的物料入口的管道直径为150mm，反应器的直径为2000mm，反应器的高度为6000，开孔的直径为600mm。锥形变径段的锥面与开孔的水平面的夹角θ为45°。每层侧面出料通道形式均为矩形孔，第一层侧面出料通道的矩形孔高度为50mm；第二层侧面出料通道的矩形孔高度为80mm；第三层侧面出料通道的矩形孔高度为100mm；第四层侧面出料通道的矩形孔高度为120mm。第一层侧面出料通道的总面积为0.081m²，从上至下的侧面出料通道的面积比例为5:8:10:12。四层侧面出料通道的总截面积与开孔的截面积的比例为2:1。底部分布板的小孔为圆形(直径为10mm)，底部分布板的开孔率为20％。

【实施例3】

反应原料(以水的物性进行分析)以2m/s的流速进入实施例1的固定床反应器的入口分布器的物料入口1，距离分布器的底部分布板33垂直向下400mm的平面位置，流速相对标准偏差s为8.0％，满足速度均布要求，s的计算方法如下：

其中：s——流速相对标准偏差％；

vi——截面上各点流速m/s；

——截面平均流速m/s；

n——采样点个数。

【实施例4】

反应原料(以水的物性进行分析)以2m/s的流速进入实施例2的固定床反应器的入口分布器的物料入口，距离分布器的底部分布板垂直向下350mm的平面位置，流速相对标准偏差s为8.0％。

【对比例1】

反应器入口的分布器结构为：取消实施例1中的锥形变径段2，保留其它结构。

采用本实用新型实施例3相同的原料、进料条件。距离分布器的底部垂直向下800mm的平面位置，流速相对标准偏差s为8.0％。

通过实施例3-4和对比例1能够看出，采用本实用新型结构设计的固定床反应器，能够快速达到均布要求，物料入口与催化剂床层间需要均布空间小，新鲜物料在反应器顶部的存量及停留时间，大大降低物料不稳定、易自反应及易飞温的反应系统的安全风险。

以上所述的仅是本实用新型的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本实用新型的保护范围。