溢流型气液分配器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及固定床反应器设备技术领域，公开了一种溢流型气液分配器，它包括中心线相互重合的中心管、主体管及分配盘，主体管的底端设有法兰，法兰与分配盘相连接；主体管的底端与文丘里喉管相连接，主体管管壁下部设有溢流孔；中心管贯穿主体管顶端的环形顶板伸入至主体管的内腔中，中心管的顶端设有盖板，底端延伸至文丘里喉管与主体管的连接处；中心管管壁上部设有条缝，管壁中部设有进液孔。气体从条缝进入中心管、液体从溢流孔、进液孔进入中心管，气液充分混合后，再经过文丘里喉管的分配作用，使液相均匀喷洒到催化剂床层上，不会产生中心流，避免了由于混合物料的分布不均导致催化剂床层的局部超温和结焦，从而保证了反应产物的质量。
【专利说明】
溢流型气液分配器
技术领域
[0001]本实用新型涉及固定床加氢反应器设备技术领域，具体的说是一种结构简单、分配效果极佳的溢流型气液分配器。
【背景技术】
[0002]固定床反应器广泛应用于石油化工领域中的加氢处理工艺，气液分配器是固定床加氢反应器中的重要内构件，加氢技术的进步不仅体现在催化剂技术与工艺技术上，反应器内件的结构也是关键点。在加氢处理工艺中，气液两相反应物通常并流向下流过催化剂床层，气液分配器的主要作用是将气液两相物流混合，并均匀地分散到催化剂床层，使催化剂床层温度分布均匀，充分发挥催化剂的效能。如果气液分配器设计不合理，会造成加氢反应在催化剂床层中的不均匀性，导致径向温差过大，影响催化剂表面被液相润湿的程度，从而影响产品质量。
[0003]固定床反应器气液分配器根据功能特性可以分为三大类:溢流型、抽吸型和两者混合型。
[0004]溢流型气液分配器即液体通过溢流孔进入气液分配器;溢流型气液分配器通常用于小直径反应器内或高粘度介质的情况下，其主要特点是压降小，适合高粘度介质;缺点是对安装水平度的要求较苛刻。
[0005]抽吸型气液分配器是气体通过抽吸作用将液体裹挟进入气液分配器，正常工作时，液相首先在分配塔盘上建立液面，气相通过泡帽上的条缝进入气液分配器，由于条缝通道面积的突然减小，气相速度相应增加形成高速气流，产生强烈的抽吸作用，进而将液体分散。抽吸型气液分配器的优点是对安装水平度允许误差较大，缺点是对粘度较大的介质适应性差。
[0006]同时具备溢流和抽吸功能的混合型气液分配器是在中心管的中下部开设溢流孔，混合型气液分配器的压降性能和操作弹性较单纯的溢流型和抽吸型气液分配器均有所改善，但是分配性能有所下降。
[0007]目前国内加氢领域广泛应用的是联合油型气液分配器，其结构较复杂，存在较为严重的“中心汇流”现象，且液相沿径向分配的峰值较高、分布范围小。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型目的在于提供一种溢流型气液分配器，以解决现有气液分配器结构复杂，液相分布不均及分配面积小的问题。
[0009]为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案为:
[0010]—种溢流型气液分配器，它包括圆柱状中心管、圆柱状主体管、分配盘，所述主体管的顶端设有环形顶板，主体管的底端设有法兰，主体管贯穿分配盘的开孔，法兰与分配盘通过螺栓相连接;主体管的底端与文丘里喉管相连接，主体管管壁下部靠近文丘里喉管处设有溢流孔；中心管贯穿环形顶板伸入至主体管的内腔中，中心管的顶端设有盖板，底端为敞口，中心管的底端延伸至文丘里喉管与主体管的连接处；中心管露在主体管外的管壁上设有条缝，中心管位于主体管内腔中的外壁上设有数个进液孔，进液孔的位置高于溢流孔所在位置。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述主体管与中心管的中心线相重合。
[0012]作为本实用新型的更进一步改进，所述中心管的管壁与环形顶板密封连接。
[0013]作为本实用新型的更进一步改进，所述盖板为实心板，焊接于中心管的顶端。
[0014]作为本实用新型的更进一步改进，所述盖板为圆形平面板或圆锥形板或弧形板。
[0015]作为本实用新型的更进一步改进，所述条缝的数量为2-8个，均布于中心管的管壁上部，其长度方向与中心管的轴向相一致。
[0016]作为本实用新型的更进一步改进，所述条缝的形状为两端呈圆弧状中间呈多边形或者椭圆形。
[0017]作为本实用新型的更进一步改进，所述进液孔均布于中心管位于条缝与溢流孔之间的管壁上，数量为4-16个。
[0018]作为本实用新型的更进一步改进，所述进液孔的形状为圆形，或者椭圆形，或者多边形，或者圆形与多边形的组合。
[0019]作为本实用新型的更进一步改进，所述溢流孔的数量为2-8个，均布于主体管的管壁下部，溢流孔的形状为半圆形与矩形的组合形式或者是梯形或者是圆形或者是椭圆形。
[0020]本实用新型在使用时，气液相混合物从加氢反应器的上部流下，气体从中心管管壁上部的条缝进入中心管内部，由于流通面积减小，气相在进入中心管后提速，强化气液雾化;液体在分配盘上建立液面，液体从设置在主体管管壁下部的溢流孔进入主体管与中心管管壁之间的环形缝隙中，溢流孔使液体以薄层状进入环形缝隙中，液面的高度与进液量有关，上下波动，在液体没有完全淹没溢流孔时，气体与液体在此位置进行第一次混合；当液体流量较大淹没溢流孔时，溢流孔中只有液体流入，由于环形缝隙中压力小于气液分配器外围的压力，一部分液体在环形缝隙内受到抽吸作用时环形缝隙内的液面逐渐上升，直至充满整个环形缝隙，液体从中心管管壁中部设置的进液孔成股沿水平方向进入中心管内部，与气体进行混合，气液混合物顺着中心管向下流向文丘里喉管;另一部分液体沿主体管的内壁流至文丘里喉管处，与中心管内流下的气液混合物发生冲击碰撞;设置在主体管底部的文丘里喉管为逐渐收缩再扩张的结构，气相速度在收缩段变成高速气流，气液两相在文丘里喉管中发生剧烈混合形成分散流，液体在高速气体吹散下破碎成细小的液滴，不仅沿文丘里喉管的径向加速运动，而且还向轴向扩散，文丘里喉管扩张段是上小下大的锥形结构，其截面积逐渐扩大，气液混合流呈锥状向下运行，均匀喷洒到催化剂床层上，从而实现气液的均匀分配。
[0021 ]本实用新型的有益效果为:
[0022](I)本实用新型采用相互套装的中心管和主体管，主体管的底部与文丘里喉管相连接，并在中心管的管壁上部设置条缝，管壁中部设置进液孔，主体管的下部设置溢流孔，使气体从条缝进入中心管、液体从溢流孔、进液孔进入中心管充分混合，再经过文丘里喉管的分配作用，使液相均匀喷洒到催化剂床层上，不会产生中心流，避免了由于混合物料的分布不均导致催化剂床层的局部超温和结焦，从而保证了反应产物的质量；
[0023](2)本实用新型中实心盖板能够防止自上而下流动的气液流体直接进入中心管内部;当盖板的形状为圆锥面或弧面时，可以对物流起到缓冲的作用；
[0024](3)本实用新型结构简单，气液分配性能极佳。
【附图说明】
[0025]附图1为本实用新型的结构示意图；
[0026]图中:1、中心管，2、条缝，3、主体管，4、溢流孔，5、进液孔，6、文丘里喉管，7、法兰，
8、分配盘，9、环形顶板，10、盖板，11、螺栓，12、垫片，13、螺母。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型所述的技术方案作进一步详细的说明。
[0028]如图1所示的一种溢流型气液分配器，它包括中心线相重合的圆柱状中心管1、圆柱状主体管3，及分配盘8，主体管3的顶端设有环形顶板9，主体管3的底端设有法兰7，主体管3贯穿分配盘8的开孔，法兰7与分配盘8通过螺栓11相连接;主体管3的底端与文丘里喉管6相连接，主体管3管壁下部靠近文丘里喉管6处设有溢流孔4;中心管I贯穿环形顶板9伸入至主体管3的内腔中，中心管I的管壁与环形顶板9密封连接，中心管I的顶端焊接有圆形实心的盖板10，底端为敞口，中心管I的底端延伸至文丘里喉管6与主体管3的连接处；中心管I露在主体管3外的管壁上设有条缝2，中心管I位于主体管3内腔中的外壁上设有数个进液孔5，进液孔5的位置高于溢流孔4所在位置。
[0029]条缝2的数量为2-8个，均布于中心管I的管壁上部，其长度方向与中心管I的轴向相一致。进液孔5均布于中心管I位于条缝2与溢流孔4之间的管壁上，数量为4-16个。溢流孔4的数量为2-8个，均布于主体管3的管壁下部，
[0030]本实施例中盖板10为圆形平面板，盖板10的形状也可以是圆锥形板或弧形板。
[0031]本实施例中条缝2的形状为两端呈圆弧状中间呈矩形，条缝2的形状也可以是多边形或者椭圆形。
[0032]本实施例中进液孔5的形状为圆形，进液孔5的形状也可以是椭圆形，或者多边形，或者圆形与多边形的组合。
[0033]本实施例中溢流孔4的形状为半圆形与矩形的组合形式，溢流孔4的形状也可以是梯形或者是圆形或者是椭圆形。
[0034]本实用新型在使用时，气液相混合物从加氢反应器的上部流下，气体从中心管I管壁上部的条缝2进入中心管I内部，由于流通面积减小，气相在进入中心管I后提速，强化气液雾化;液体在分配盘8上建立液面，液体从设置在主体管3管壁下部的溢流孔4进入主体管3与中心管I管壁之间的环形缝隙中，溢流孔4使液体以薄层状进入环形缝隙中，液面的高度与进液量有关，上下波动，在液体没有完全淹没溢流孔4时，气体与液体在此位置进行第一次混合；当液体流量较大淹没溢流孔4时，溢流孔4中只有液体流入，由于环形缝隙中压力小于气液分配器外围的压力，一部分液体在环形缝隙内受到抽吸作用时环形缝隙内的液面逐渐上升，直至充满整个环形缝隙，液体从中心管I管壁中部设置的进液孔5成股沿水平方向进入中心管I内部，与气体进行混合，气液混合物顺着中心管I向下流向文丘里喉管6;另一部分液体沿主体管3的内壁流至文丘里喉管6处，与中心管I内流下的气液混合物发生冲击碰撞;设置在主体管3底部的文丘里喉管6为逐渐收缩再扩张的结构，气相速度在收缩段变成高速气流，气液两相在文丘里喉管6中发生剧烈混合形成分散流，液体在高速气体吹散下破碎成细小的液滴，不仅沿文丘里喉管6的径向加速运动，而且还向轴向扩散，文丘里喉管6的扩张段是上小下大的锥形结构，其截面积逐渐扩大，气液混合流呈锥状向下运行，均匀喷洒到催化剂床层上，从而实现气液的均匀分配。
[0035]本实用新型采用相互套装的中心管和主体管，主体管的底部与文丘里喉管相连接，并在中心管的管壁上部设置条缝，管壁中部设置进液孔，主体管的下部设置溢流孔，使气体从条缝进入中心管、液体从溢流孔、进液孔进入中心管充分混合，再经过文丘里喉管的分配作用，使液相均匀喷洒到催化剂床层上，不会产生中心流，避免了由于混合物料的分布不均导致催化剂床层的局部超温和结焦，从而保证了反应产物的质量。
【主权项】
1.一种溢流型气液分配器，它包括圆柱状中心管(I)、圆柱状主体管(3)、分配盘(8)，其特征在于:所述主体管(3)的顶端设有环形顶板(9)，主体管(3)的底端设有法兰(7)，主体管(3)贯穿分配盘(8)的开孔，法兰(7)与分配盘(8)通过螺栓(11)相连接;主体管(3)的底端与文丘里喉管(6)相连接，主体管(3)管壁下部靠近文丘里喉管(6)处设有溢流孔(4);中心管(I)贯穿环形顶板(9)伸入至主体管(3)的内腔中，中心管(I)的顶端设有盖板(10)，底端为敞口，中心管(I)的底端延伸至文丘里喉管(6)与主体管(3)的连接处；中心管(I)露在主体管(3)外的管壁上设有条缝(2)，中心管(I)位于主体管(3)内腔中的外壁上设有数个进液孔(5)，进液孔(5)的位置高于溢流孔(4)所在位置。2.根据权利要求1所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述主体管(3)与中心管(I)的中心线相重合。3.根据权利要求1或2所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述中心管(I)的管壁与环形顶板(9)密封连接。4.根据权利要求3所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述盖板(10)为实心板，焊接于中心管(I)的顶端。5.根据权利要求4所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述盖板(10)为圆形平面板或圆锥形板或弧形板。6.根据权利要求5所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述条缝(2)的数量为2-8个，均布于中心管(I)的管壁上部，其长度方向与中心管(I)的轴向相一致。7.根据权利要求6所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述条缝(2)的形状为两端呈圆弧状中间呈多边形或者椭圆形。8.根据权利要求7所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述进液孔(5)均布于中心管(I)位于条缝(2)与溢流孔(4)之间的管壁上，数量为4-16个。9.根据权利要求8所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述进液孔(5)的形状为圆形，或者椭圆形，或者多边形，或者圆形与多边形二者的组合。10.根据权利要求9所述的溢流型气液分配器，其特征在于:所述溢流孔(4)的数量为2-8个，均布于主体管(3)的管壁下部，溢流孔(4)的形状为半圆形与矩形的组合形式或者是梯形或者是圆形或者是椭圆形。
【文档编号】B01J8/02GK205495549SQ201521122494
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】申玲, 王密, 范飞, 周予东, 潘晓栋
【申请人】兰州兰石集团有限公司