冷氢装置及加氢反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种冷氢装置及加氢反应器，所述冷氢装置包括能够喷出冷氢的冷氢管组件(1)，所述冷氢管组件(1)下方设置有具有进料孔(21)的冷氢盘(2)，所述冷氢盘(2)下方设置有具有喷射孔(31)的喷射盘(3)，所述冷氢盘(2)和所述喷射盘(3)之间设置有用以延缓从所述冷氢盘(2)出来的流体流向所述喷射盘(3)的缓冲结构，从所述冷氢盘(2)流出的流体经过所述缓冲结构后再流向所述喷射盘(3)。本实用新型提供的冷氢装置及加氢反应器，能够使得冷氢与来自上一床层的流体充分混合，保证物料降温均匀。
【专利说明】
冷氢装置及加氢反应器
技术领域
[0001]本实用新型涉及石油炼制及化工设备，具体地，涉及一种冷氢装置及加氢反应器。
【背景技术】
[0002]近年来，由于国内市场对优质馏分油的需求不断增加，环保要求日益严格，以及原油的重质化、劣质化，促使炼油厂急需扩大加氢装置的生产能力，而加氢裂化目前是唯一能够由质化馏分生产优质轻质馏分油的工艺。加氢反应器是各类石油加工装置中的关键设备之一O
[0003]反应器内部装置性能的优劣与催化剂性能一起决定了加氢工艺的先进性。目前反应器一般设置两个以上的催化剂床层，加氢反应是一个放热反应的过程。为了使来自上一床层的反应物料及热氢气适当降温，以满足下一床层反应条件的要求，就要在两催化剂床层间注入冷氢，冷氢与上一床层的反应物料及热氢气充分混合，即用冷氢降低反应物料温度，使物料降温后再进入下层催化剂床层进行反应。
[0004]冷氢是通过冷氢装置与上一床层的反应物料进行混合。但是，目前国内设计的冷氢装置存在冷氢和反应物料混合不够充分，从而物料降温不均匀的现象，物料降温不均匀会对后续反应有持续的影响，可能会导致催化剂失效和存在安全隐患。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种冷氢装置及加氢反应器，用以解决现有技术中冷氢和反应物料混合不充分、物料降温不均匀的问题。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供一种冷氢装置，所述冷氢装置包括能够喷出冷氢的冷氢管组件，所述冷氢管组件下方设置有具有进料孔的冷氢盘，所述冷氢盘下方设置有具有喷射孔的喷射盘，所述冷氢盘和所述喷射盘之间设置有用以延缓从所述冷氢盘出来的流体流向所述喷射盘的缓冲结构，从所述冷氢盘流出的流体经过所述缓冲结构后再流向所述喷射盘。
[0007]优选地，从所述冷氢盘底面向下延伸有筒体，所述筒体的下端设置有具有出料孔的底盘，所述进料孔设置在所述冷氢盘的对应所述筒体的上端开口的部位，所述出料孔设置在所述底盘的对应所述筒体的下端开口的部位;所述缓冲结构包括所述冷氢盘、所述筒体及所述底盘围设形成的混合室。
[0008]优选地，所述混合室上形成有能够使得从所述冷氢盘流出的流体在所述混合室中旋转流动的旋流结构。
[0009]优选地，所述进料孔和所述出料孔上下错开布置形成能够使得所述混合室中的流体旋转流动的所述旋流结构。
[0010]优选地，所述进料孔和/或所述出料孔为长形孔。
[0011]优选地，所述进料孔的边缘上设置有向下延伸的第一侧板，所述第一侧板的下端连接有挡住部分所述出料孔的底板;和/或，
[0012]围绕所述出料孔设置有向上延伸的第二侧板，所述第二侧板的上端覆盖有顶板，其中所述第二侧板上设置有多个延伸至所述底盘的开孔。
[0013]优选地，所述冷氢盘和所述喷射盘分别由多块板体拼接形成。
[00? 4]优选地，所述喷射盘通过多个连接件固定在所述底盘上。
[0015]优选地，所述冷氢管组件包括横向布置的管路，所述管路上设置有多个横向朝向的排气孔。
[0016]优选地，所述冷氢管组件的横向布置的所述管路包括用于输入冷氢的输入管路及与所述输入管路连通的设置在所述冷氢盘上方的环形管路，在所述环形管路的环形结构的内侧设置有与所述环形管路连通的支管路；
[0017]所述环形管路和所述支管路的两侧分别设置有间隔布置的多个所述排气孔。
[0018]优选地，所述冷氢管组件的管路底部设置有排污孔。
[0019]本实用新型还提供一种加氢反应器，所述加氢反应器包括反应器壳体，所述反应器壳体内设置有如上所述的冷氢装置，所述冷氢装置的所述冷氢盘和所述喷射盘固定在所述反应器壳体的内壁上。
[0020]本实用新型提供的冷氢装置及加氢反应器，通过在冷氢盘和喷射盘之间设置缓冲结构，从冷氢盘流出的流体(即冷氢以及上一反应床层的反应产物和热氢气)经过缓冲结构后再流向喷射盘，可延长所述流体从冷氢盘流至喷射盘的时间，这样冷氢与来自上一床层的反应产物和热氢气具有充足的时间混合，使得自上一床层的反应产物及热氢气能够被均匀降温，以满足下一床层反应条件的要求。
[0021]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0022]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0023]图1为本实用新型的一个实施方式中冷氢装置的结构示意图；
[0024]图2为从图1中的冷氢管组件上方看的结构示意图；
[0025]图3为从图1中的冷氢盘上方看的结构示意图；
[0026]图4为从图1中的喷射盘上方看的结构示意图；
[0027]图5为图1中A处放大图。
[0028]附图标记说明:
[0029]1-冷氢管组件；11-输入管路；
[0030]12-环形管路；13-支管路；
[0031]14-接头；15-支撑件；
[0032]16-U形螺栓；17-连接法兰；
[0033]18-排污孔；2-冷氢盘；
[0034]21-进料孔；22-第一侧板；
[0035]23-底板；24-盖板；
[0036]25-环形板；3-喷射盘；
[0037]31-喷射孔；32-垫板；
[0038]4-混合室；5-筒体；
[0039]6-底盘；61-出料孔；
[0040]62-第二侧板；63-顶板；
[0041]64-开孔；7-连接件；
[0042]8-环形支撑；9-支撑梁；
[0043]10-反应器壳体。
【具体实施方式】
[0044]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0045]在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”等指示方位或位置关系的词是基于各结构部件应用在冷氢反应器中时的方位或位置。
[0046]本实用新型提供一种冷氢装置，如图1所示，该冷氢装置包括能够喷出冷氢的冷氢管组件I，所述冷氢管组件I下方设置有具有进料孔21的冷氢盘2，冷氢盘2下方设置有具有喷射孔31 (图4)的喷射盘3，其中，所述冷氢盘2和所述喷射盘3之间设置有用以延缓从冷氢盘2出来的流体流向喷射盘3的缓冲结构，从冷氢盘2流出的流体(该流体为从冷氢管组件I喷出的冷氢以及来自上一反应床层的反应物料和热氢气)经过所述缓冲结构后再流向所述喷射盘3。
[0047]本实用新型提供的冷氢装置通过设置缓冲结构，从冷氢盘2流出的流体(即冷氢以及上一反应床层的反应物料和热氢气)经过缓冲结构后再流向喷射盘3，然后从喷射盘3向下喷出，可延长所述流体从冷氢盘2流至喷射盘3的时间，这样冷氢与来自上一床层的反应物料和热氢气具有充足的时间混合，使得自上一床层的反应产物及热氢气能够被充分地均匀降温，以满足下一床层反应条件的要求。
[0048]在本实用新型的优选实施方式中，如图1所示，从冷氢盘2底面向下延伸有筒体5，筒体5的下端设置有具有出料孔61底盘6，所述进料孔21设置在冷氢盘2的对应所述筒体5的上端开口的部位，所述出料孔61设置在底盘6的对应所述筒体5的下端开口的部位，所述缓冲结构包括所述冷氢盘2、筒体5及底盘6所围设形成的混合室4。
[0049]优选地，所述混合室4上形成有能够使得从所述冷氢盘2流出的流体在所述混合室4中旋转流动的旋流结构，所述流体在经过混合室4中时，在混合室4中旋转流动，不仅可延长流体在混合室4中停留的时间，而且可使得混合室4中的气液更充分地混合。
[0050]本实施方式中，所述筒体5的上端开口处的所述进料孔21和所述筒体5的下端开口处的所述出料孔61上下错开布置形成能够使得所述混合室4中的流体旋转流动的所述旋流结构。可以理解，设置进料孔21和出料孔61错开布置，从进料孔21进入到混合室4的流体需旋转流动才能进入到出料孔61，由此实现流体在混合室4中的旋转流动，所述流体通过旋转流动达到延长流动时间以及充分混合的目的，从而使得流体更有效地进行热交换。
[0051]具体的，如图3所示，冷氢盘2上具体设置有两个进料孔21，两个进料孔21在冷氢盘2的相对于中心对称的位置上;底盘6上也设置有两个出料孔61，分别位于底盘6的与进料孔21相错开的位置上，这样从进料孔21进入的流体旋转流动后从出料孔61流出。其中所述进料孔21和/或出料孔61优选为长形孔。
[0052]本实施方式中，优选地，如图3和图5所示，冷氢盘2的进料孔21的边缘设置有向下延伸的第一侧板22，第一侧板22的下端连接有挡住部分所述出料孔21的底板23。
[0053]优选地，围绕底盘6的出料孔61设置有向上延伸的第二侧板62，所述第二侧板62的上端覆盖有顶板63，其中第二侧板62上设置有多个延伸至所述底盘6的开孔64。
[0054]冷氢盘2上的流体进入进料孔21后，部分流体撞击底板23后从开口处流向底盘6，部分流体再撞击出料孔61上的顶板63，再流向底盘6上，然后从第二侧板62上的开孔64流至底盘6下方的喷射盘3。进料孔21上的第一侧板22和底板23以及出料孔61上的第二侧板62和顶板63的设置使得气液混合流体在混合室4中冲撞混合，并且在混合室4中混合的时间进一步延长，流体的混合得到进一步的强化，从而冷氢的冷却效果更好。
[0055]在此需说明的是，本实用新型提供的冷氢装置中的缓冲结构并不限于本实施方式中的混合室4，在冷氢盘2和喷射盘3之间设置的任何能够阻止从冷氢盘2流出的流体直接流向喷射盘3的结构均可。如在冷氢盘2和喷射盘3之间仅设置具有开孔的板体，也能够延缓流体流向喷射盘3的时间。
[0056]另外还需说明的是，能够使得混合室4中的流体旋转流动的旋流结构并不限于本实施方式中的上下错开布置的进料孔21和出料孔61，如在混合室4中设置螺旋的流道的方式也可使得流体在混合室4中旋转流动。
[0057]本实施方式中，如图3所示，冷氢盘2由多块板体拼接形成，每块板体的大小设置为均能从反应器入口进出。具体的，冷氢盘2包括位于所述筒体5上端开口的盖板24及围绕所述盖板24固定的环形板25，进料孔21设置在所述盖板24上。其中盖板24和环形板25进一步由两块或多块板体拼接形成。在该冷氢盘2的各板体拼接处的下面设置有支撑板体的支撑梁9(支撑梁9可由钢板焊接而成)，且各板体可通过紧固件与支撑梁9固定连接，为防止泄露，在支撑梁9与各板体连接处可设置密封垫片。在该冷氢装置安装于反应器内时，可在反应器的内壁上设置环形支撑8，环形支撑8可采用不锈钢板并通过焊接的方式固定在反应器内壁上。冷氢盘2可通过紧固件或卡子固定在环形支撑8上，冷氢盘2与环形支撑8连接处可设置密封垫片。
[0058]喷射盘3也可由多块板体拼接形成，如图4所示，每块板体的大小设置为均能从反应器入口进出。各板体之间可通过垫板32和紧固件连接。喷射盘3的周边可设置多个连接件7，多个连接件7固定在底盘6上。
[0059]喷射盘3上设置有多个喷射孔31，喷射孔31在盘面上可按三角形排列均匀分布，流体从多个喷射孔31向下喷出，喷出的流体再流至下面的再分配器上进行再分配。
[0060]本实施方式中，如图1和图2所示，所述冷氢管组件I包括横向布置的管路(其中所述横向指大致平行于冷却盘2的方向)，冷氢在横向管路中布置均匀;所述管路上设置有多个横向朝向的排气孔，也就是说排气孔朝向大致平行于冷却盘2的方向，排气孔横向朝向可使得来自上一床层的反应物及热氢气在下落的过程中与所述排气孔排出的冷氢较好地接触，以交换更多的热量。
[0061]优选地，所述冷氢管组件I包括用于输入冷氢的输入管路11及与所述输入管路11连通的设置在所述冷氢盘2上方的环形管路12，在环形管路12的环形结构的内侧设置有与所述环形管路12连通的支管路13。其中，支管路13可为如图2中所示的十字交叉结构，也可为环形管路12的环形结构内侧设置的单根管路或多根并行管路。
[0062]所述环形管12和所述支管路13的两侧分别设置有间隔布置的多个所述排气孔。
[0063]另外，由于冷氢管组件I上的排气孔横向设置，冷氢管组件的管路中的杂质难以排除，为此冷氢管组件I的管路底部设置有排污孔18。
[0064]为方便冷氢管组件I能够进入反应器内进行安装，冷氢管组件I可由多段管路组成，每段管路的大小设置为可从反应器的人孔进出。如图2中，环形管路12与支管路13均包括有多段管路，环形管路12的各段管路以及支管路13的各段管路之间可通过连接法兰17连接，而环形管路12与支管路13可通过焊接的方式连接，输入管路11通过接头14与外部的输入冷氢的管路连接，输入管路11可从反应器内部抽出。
[0065]冷氢管组件I的安装如图1和图2所示，环形管路12下方有多个支撑件15，环形管路12可通过U形螺栓16固定在支撑件15上，多个支撑件15下端支撑在冷氢盘2上以保证冷氢管的水平，冷氢在管路内能够均匀分布。
[0066]本实用新型还提供一种加氢反应器，该加氢反应器包括反应器壳体10，反应器壳体10内设置有如上所述的冷氢装置，所述冷氢装置的所述冷氢盘2和所述喷射盘3固定在反应器壳体10的内壁上。
[0067]本实用新型提供的加氢反应器，采用如上所述的冷氢装置可使得输入的冷氢与来自上一床层的流体充分混合，从而进行充分的热交换，使物料降温均匀，利于下面床层的反应。
[0068]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0069]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0070]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种冷氢装置，所述冷氢装置包括能够喷出冷氢的冷氢管组件(I)，所述冷氢管组件(1)下方设置有具有进料孔(21)的冷氢盘(2)，所述冷氢盘(2)下方设置有具有喷射孔(31)的喷射盘(3)，其特征在于，所述冷氢盘(2)和所述喷射盘(3)之间设置有用以延缓从所述冷氢盘(2)出来的流体流向所述喷射盘(3)的缓冲结构，从所述冷氢盘(2)流出的流体经过所述缓冲结构后再流向所述喷射盘(3)。2.根据权利要求1所述的冷氢装置，其特征在于，从所述冷氢盘(2)底面向下延伸有筒体(5)，所述筒体(5)的下端设置有具有出料孔(61)的底盘(6)，所述进料孔(21)设置在所述冷氢盘(2)的对应所述筒体(5)的上端开口的部位，所述出料孔(61)设置在所述底盘(6)的对应所述筒体(5)的下端开口的部位;所述缓冲结构包括所述冷氢盘(2)、所述筒体(5)及所述底盘(6)围设形成的混合室(4)。3.根据权利要求2所述的冷氢装置，其特征在于，所述混合室(4)上形成有能够使得从所述冷氢盘(2)流出的流体在所述混合室(4)中旋转流动的旋流结构。4.根据权利要求3所述的冷氢装置，其特征在于，所述进料孔(21)和所述出料孔(61)上下错开布置形成能够使得所述混合室(4)中的流体旋转流动的所述旋流结构。5.根据权利要求2所述的冷氢装置，其特征在于，所述进料孔(21)和/或所述出料孔(61)为长形孔。6.根据权利要求2所述的冷氢装置，其特征在于，所述进料孔(21)的边缘上设置有向下延伸的第一侧板(22)，所述第一侧板(22)的下端连接有挡住部分所述出料孔(21)的底板(23);和/或， 围绕所述出料孔(61)设置有向上延伸的第二侧板(62)，所述第二侧板(62)的上端覆盖有顶板(63)，其中所述第二侧板(62)上设置有多个延伸至所述底盘(6)的开孔(64)。7.根据权利要求2所述的冷氢装置，其特征在于，所述冷氢盘(2)和所述喷射盘(3)分别由多块板体拼接形成。8.根据权利要求2所述的冷氢装置，其特征在于，所述喷射盘(3)通过多个连接件(7)固定在所述底盘(6)上。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的冷氢装置，其特征在于，所述冷氢管组件(I)包括横向布置的管路，所述管路上设置有多个横向朝向的排气孔。10.根据权利要求9所述的冷氢装置，其特征在于，所述冷氢管组件(I)的横向布置的所述管路包括用于输入冷氢的输入管路(11)及与所述输入管路(11)连通的设置在所述冷氢盘(2)上方的环形管路(12)，在所述环形管路(12)的环形结构的内侧设置有与所述环形管路(12)连通的支管路(13); 所述环形管路(12)和所述支管路(13)的两侧分别设置有间隔布置的多个所述排气孔。11.根据权利要求9所述的冷氢装置，其特征在于，所述冷氢管组件(I)的管路底部设置有排污孔(18)。12.—种加氢反应器，其特征在于，所述加氢反应器包括反应器壳体(10)，所述反应器壳体(10)内设置有权利要求1-11中任意一项所述的冷氢装置，所述冷氢装置的所述冷氢盘(2)和所述喷射盘(3)固定在所述反应器壳体(1)的内壁上。
【文档编号】C10G47/36GK205420294SQ201620212547
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】曲良龙
【申请人】北京安耐吉能源工程技术有限公司