一种加氢分配盘及其设计方法和用途与流程

本发明涉及一种加氢分配结构，属于石油化工和煤化工领域。

背景技术：

1、由于我国的资源禀赋是少油多煤，且近年来原油日益重质化、劣质化，煤炭深加工和重质油(高金属、高沥青质等杂质的渣油、稠油、煤焦油、沥青等)深加工需求急剧上升。深加工多采用高温高压的加氢工艺进行处理，这种工艺能最大程度的实现煤炭和重质油转化为轻质馏分。处理煤的加氢工艺有煤油共加氢和煤直接液化加氢；处理重质油的加氢工艺多选用浆态床(悬浮床)加氢。反应器是气、液相或气、液、固三相以鼓泡形式通过悬浮的液体(浆液)层，以实现气、液或气、液、固相反应过程的反应器。目前国内主流的反应器内物料分布器分为两种结构：一种是空筒结构反应器，气、液相或气、液、固三相通过喷嘴进入床层，没有任何内构件；另一种是气、液相或气、液、固三相通过分布器再通过分配盘进入床层。

2、上述第一种为空桶结构反应器，这种反应器除进料分配器外没有任何的其他内构件，效果不尽如人意。一般情况下，反应器入口下封头会布设置进料分配器，将提前预混的气液相或气液固三相进料进行分配，进料分配器由若干支管分布在下封头处，每根支管上按一定规律设置喷嘴，进料通过喷嘴喷射到下封头内表面，反吹向上鼓泡，进入床层。进料分布的规律取决于喷嘴的设置。现有这种结构存在的缺点是：氢气与原料混合经喷嘴喷出到大环境中，氢气气泡较大，不容易被切割变小，在传质过程中受液膜阻力的影响，限制了加氢过程的反应速率。

3、第二种的分配器多为在分配盘中使用例如丝网波纹填料等填料，适合较轻且较洁净物料加工使用，因此，不适合重油加工使用。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的以上问题，本发明提供一种加氢反应器分配盘及其设计方法和用途。

2、本发明的技术方案：

3、一种加氢反应器分配盘，其特征在于所述分配盘上均匀固定布置有分配器；所述分配器包括竖直贯穿所述分配盘的升气管，所述升气管内部的管壁上布置有中间具有通孔的两级孔板。

4、优选的，所述两级孔板分别包括位于下分配盘下部的下混合孔板和位于分配盘上部的上喷射孔板，所述升气管上部内壁适配插入有插入组件，所述插入组件为圆筒状结构，底部向内突出形成所述上喷射孔板，中部的侧面开有若干槽型出口，所述升气管在对应所述槽型出口处设置有对应的开口；所述升气管在分配盘上方的部分外侧套有泡罩，所述泡罩底端的开口与所述分配盘之间留有空隙，所述泡罩的顶部、升气管顶部和插入组件的顶部通过连接机构固定连接。

5、优选的，所述泡罩底部边缘有锯齿状结构。

6、优选的，所述连接机构包括销子、连接螺栓、螺母，所述连接螺栓贯穿所述泡罩插入所述插入组件内，所述连接螺栓的上部具有螺纹连接螺母，所述连接螺栓的下部和所述插入组件的外壁具有与所述销子对应的销孔。

7、优选的，所述升气管贯穿分配盘并焊接安装。

8、优选的，所述插入组件包括4个均匀布置的槽型出口。

9、优选的，所述升气管末端具有4个均匀分布的进料槽。

10、一种加氢反应器分配盘的设计方法，其特征在于设计所述分配盘上均匀固定布置有分配器；所述分配器包括竖直贯穿所述分配盘的升气管，所述升气管内部的管壁上布置有中间具有通孔的两级孔板。

11、一种加氢反应器分配盘的用途，其特征在于用于重油加氢工艺、煤直接液化工艺和油煤混炼工艺，所述重油为重质原油、渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油的一种或者多种组合，所述煤为褐煤、烟煤、不粘煤中的一种或者多种组合。

12、本发明的有益技术效果如下：

13、本发明反应器在下封头处，被分配盘隔开，进料分配器设置在分布盘与下封头之间，当进料通过料管口进入后，先进入下部空间的分布器，分布器只起到初步分配的作用，由于取消了喷嘴，因此，开孔较大，不易堵塞，再由反应器分配盘上的分配器进入床层。在这种结构中，进料被分配盘混合再分布，再经分配盘上分配器的多次分配，氢气气泡会被切割的更小，气泡尺度减小有利于传质阻力的减小，使得传质速率获得大幅加速或强化，从而全部或部分消除了由于宏界面体系的相间传质速率偏低而造成的传质瓶颈之故，加氢效率能够大大提升；进料被多次混合再分布，物料分布更为均匀，避免了现有空筒结构反应器存在的缺点：氢气与原料混合经喷嘴喷出到大环境中，氢气气泡较大，不容易被切割变小，在传质过程中受液膜阻力的影响，限制了加氢过程的反应速率。

14、本发明提供一种加氢反应器分配器结构，具有两级喷射结构，并改变流体流动方向，使物料在反应器中氢气气泡被切割为更小尺寸，气泡尺度减小有利于传质阻力的减小，使得传质速率获得大幅加速或强化，从而全部或部分消除了由于宏界面体系的相间传质速率偏低而造成的传质瓶颈之故，加氢效率能够大大提升。

15、泡罩底部边缘的锯齿状结构使得气液相不规则的扰动流，气液相不容易分层；相邻的分配器之间不容易产生死角。

16、升气管末端设计有进料槽既能保证升气管强度，又能保证物料均匀分布，使得气液相更能充分混合。

技术特征：

1.一种加氢反应器分配盘，其特征在于所述分配盘上均匀固定布置有分配器；所述分配器包括竖直贯穿所述分配盘的升气管，所述升气管内部的管壁上布置有中间具有通孔的两级孔板。

2.根据权利要求1所述的分配盘，其特征在于所述两级孔板分别包括位于下分配盘下部的下混合孔板和位于分配盘上部的上喷射孔板，所述升气管上部内壁适配插入有插入组件，所述插入组件为圆筒状结构，底部向内突出形成所述上喷射孔板，中部的侧面开有若干槽型出口，所述升气管在对应所述槽型出口处设置有对应的开口；所述升气管在分配盘上方的部分外侧套有泡罩，所述泡罩底端的开口与所述分配盘之间留有空隙，所述泡罩的顶部、升气管顶部和插入组件的顶部通过连接机构固定连接。

3.根据权利要求1所述的分配盘，其特征在于所述泡罩底部边缘有锯齿状结构。

4.根据权利要求1所述的分配盘，其特征在于所述连接机构包括销子、连接螺栓、螺母，所述连接螺栓贯穿所述泡罩插入所述插入组件内，所述连接螺栓的上部具有螺纹连接螺母，所述连接螺栓的下部和所述插入组件的外壁具有与所述销子对应的销孔。

5.根据权利要求1所述的分配盘，其特征在于所述升气管贯穿分配盘并焊接安装。

6.根据权利要求1所述的分配盘，其特征在于所述插入组件包括4个均匀布置的槽型出口。

7.根据权利要求1所述的分配盘，其特征在于所述升气管末端具有4个均匀分布的进料槽。

8.一种加氢反应器分配盘的设计方法，其特征在于设计所述分配盘上均匀固定布置有分配器；所述分配器包括竖直贯穿所述分配盘的升气管，所述升气管内部的管壁上布置有中间具有通孔的两级孔板。

9.权利要求1-7任一项所述的一种加氢反应器分配盘的用途，其特征在于用于重油加氢工艺、煤直接液化工艺和油煤混炼工艺，所述重油为重质原油、渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油的一种或者多种组合，所述煤为褐煤、烟煤、不粘煤中的一种或者多种组合。

技术总结
本发明公开了一种加氢分配盘及其设计方法和用途，分配盘上均匀固定布置有分配器；所述分配器包括竖直贯穿所述分配盘的升气管，所述升气管内部的管壁上布置有中间具有通孔的两级孔板。本发明提供一种加氢反应器分配器结构，具有两级喷射结构，并改变流体流动方向，使物料在反应器中氢气气泡被切割为更小尺寸，气泡尺度减小有利于传质阻力的减小，使得传质速率获得大幅加速或强化，从而全部或部分消除了由于宏界面体系的相间传质速率偏低而造成的传质瓶颈之故，加氢效率能够大大提升。

技术研发人员：李苏安,周学杰
受保护的技术使用者：北京中科诚毅科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16