专利名称:一种强效预混式固定床反应器
专利类型:发明专利
专利申请号:CN202211363684.2
专利申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中石化炼化工程(集团)股份有限公司,中石化广州工程有限公司
权利人地址:北京市朝阳区朝阳门北大街22号
专利发明(设计)人:陈强,李立权,盛维武,陈崇刚,魏嘉,郭为民,赵颖,李小婷,程永攀,陈险峰
专利摘要:一种强效预混式固定床反应器,属于石油化工领域的加氢反应设备,在反应器壳体内设置有至少两组的加氢单元,且每组加氢单元的上方形成催化反应区;入口管线内设置有微气泡预混装置,经过微气泡预混装置的反应油气再通过入口扩散器进入反应器壳体内,在入口扩散器的下方设有过滤布液组件,过滤布液组件包括过滤盘、除沫盘和气液分布盘。本发明中,液相在进入反应器之前先进入微气泡预混装置内,使氢气在进入反应器之前与液相进行充分混合,形成微气泡的拟均相体系,在反应器入口处即形成良好的初始分布,为后续整个反应器中的反应提供良好的开端,保障整个反应的顺利进行,避免由于分布不均匀导致的偏流生焦等问题。
主权利要求:
1.一种强效预混式固定床反应器,在反应器壳体(1)的顶部和底部分别设置有入口管线(101)和出口收集器(102),在反应器壳体(1)内设置有至少两组的加氢单元(B),且每组加氢单元(B)的上方形成催化反应区(103);所述反应器壳体(1)的顶部设置有入口扩散器(9),其特征在于:所述入口管线(101)内设置有微气泡预混装置(A),经过微气泡预混装置(A)的反应油气再通过入口扩散器(9)进入反应器壳体(1)内,在入口扩散器(9)的下方设置有过滤布液组件,该过滤布液组件包括自上而下依次设置的过滤盘(104)、除沫盘(105)和气液分布盘(106);所述微气泡预混装置(A)包括设置在入口管线(101)内拐角处(108)朝向入口管线(101)来流方向的两块折流缓冲板(3),且两块折流缓冲板(3)的顶部与入口管线(101)内壁之间具有间隙(301),两块折流缓冲板(3)之间形成液相溢流区(4),在该液相溢流区(4)内设置有与氢气源连接的微气泡发生器(2);所述微气泡发生器(2)在水平方向垂直贯穿入口管线(101)后,其气泡发射端处于液相溢流区(4)内;
所述加氢单元(B)自上而下包括催化剂格栅(5)、加氢管线(6)、冷氢箱(7)、均布器(8)和气液分布盘(106);
所述冷氢箱(7)设置在反应器壳体(1)内的水平隔板(107)上,且水平隔板(107)使油气在其上蓄积形成环绕冷氢箱(7)的油气液层;所述冷氢箱(7)包括设置在水平隔板(107)上的外筒(701)和处于外筒(701)上方的盖板(702),且外筒(701)顶部和盖板(702)底面之间形成油气进入缝隙(705),在盖板(702)的底面设置有内筒(704),且内筒(704)底部与水平隔板(107)之间具有间隙,内筒(704)和外筒(701)之间形成折流环缝(706),所述外筒(701)的中心设置有贯通水平隔板(107)的油气出口(707);
所述均布器(8)位于冷氢箱(7)的油气出口(707)下方,包括表面密布通孔的矩形底壁(801)和环绕矩形底壁(801)边缘的四条侧壁(802)围成,且四条侧壁(802)的顶端为锯齿状溢流区(803);
所述入口扩散器(9)包括筒体(901)和设置在筒体(901)油气出口下方的碎流板(907),在筒体(901)内设置有溢流堰(902),所述溢流堰(902)为具有弧形表面的圆台状筒体,溢流堰(902)小直径端朝向油气入口方向,并设置有折流挡板(904),且折流挡板(904)与溢流堰(902)之间具有侧面通道(905);溢流堰(902)表面沿其周向均匀分布若干条溢流缝(906),将溢流堰(902)的侧壁分为靠近入口管线(101)来流方向的近来流区和远离入口管线(101)来流方向的远来流区,在远来流区上的溢流缝(906)之间设置若干出液孔(908)。
2.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:靠近所述拐角处(108)的一块折流缓冲板(3)底部具有排液孔(302)。
3.根据权利要求2所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:所述排液孔(302)距离其所在折流缓冲板(3)底部的距离为5‑10mm。
4.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:所述微气泡发生器(2)的主体由微孔材料制成,且微孔材料的孔径为2μm。
5.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:所述两块折流缓冲板(3)的高度为入口管内径的1/4‑3/4。
6.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:所述两块折流缓冲板(3)的高度不同。
7.根据权利要求6所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:靠近所述拐角处(108)的折流缓冲板(3)的高度高于另一块折流缓冲板(3)的高度。
8.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:所述两块折流缓冲板(3)之间的间距为500‑1200mm。
9.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:所述拐角处(108)为弧形,且其位置高的一端与折流缓冲板(3)接触。
10.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:靠近所述拐角处(108)的折流缓冲板(3)与反应器壳体(1)中心轴线的垂直距离为500‑800mm。
11.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:所述催化剂格栅(5)包括表面分布有细缝(502)的支撑板(501),且在支撑板(501)上分布有若干向上凸起的支撑梁(503)。
12.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器,其特征在于:所述加氢管线(6)包括冷氢气进入管(601)和环绕冷氢箱(7)设置的环形管线(602),且在环形管线(602)上分布有若干朝下的氢气喷嘴(603)。 说明书 : 一种强效预混式固定床反应器技术领域[0001] 本发明涉及到石油化工领域的加氢反应,具体的说是一种强效预混式固定床反应器。背景技术[0002] 在环保法规日趋严格的大背景下,各类石油产品中杂质含量的标准也日益提高。加氢技术作为清洁燃料生产过程中必不可少的技术,在炼厂生产中发挥重大作用。加氢技术包括加氢裂化、加氢精制等。加氢反应为放热反应,目前国内绝大多数采用下流式固定床反应器结构,反应过程中床层初始气液的不均匀分布,会导致反应器内产生热点、催化剂结焦、飞温等,影响产品质量和不安全生产,因此稳定的气液分布对提高反应器内的流动特性和催化剂利用率至关重要。[0003] 由于管线物流是从垂直于反应器方向而来,之后再从顶部向下进入反应器,而气相单独进入反应器,导致气液混合程度差,在反应器入口处未形成良好的初始分布。发明内容[0004] 为了解决现有固定床反应器气相和液相分散进入反应器导致的气液混合差、分布不均匀的问题,本发明提供了一种强效预混式固定床反应器,使油、气两相在进入反应器之前进行缓冲混合避免偏流现象,同时使用微气泡强化理论,使气相以微气泡的形式随着油相一同稳定进入反应器,有效改善了油气混合不均匀及进入反应器后初始分布不均匀的问题。[0005] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种强效预混式固定床反应器,在反应器壳体的顶部和底部分别设置有入口管线和出口收集器,在反应器壳体内设置有至少两组的加氢单元,且每组加氢单元的上方形成催化反应区;所述反应器壳体的顶部设置有入口扩散器,所述入口管线内设置有微气泡预混装置,经过微气泡预混装置的反应油气再通过入口扩散器进入反应器壳体内,在入口扩散器的下方设置有过滤布液组件,该过滤布液组件包括自上而下依次设置的过滤盘、除沫盘和气液分布盘;所述微气泡预混装置包括设置在入口管线内拐角处朝向入口管线来流方向的两块折流缓冲板,且两块折流缓冲板的顶部与入口管线内壁之间具有间隙,两块折流缓冲板之间形成液相溢流区,在该液相溢流区内设置有与氢气源连接的微气泡发生器。[0006] 作为上述强效预混式固定床反应器的一种优化方案,靠近所述拐角处的一块折流缓冲板底部具有排液孔。[0007] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述排液孔距离其所在折流缓冲板底部的距离为5‑10mm。[0008] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述微气泡发生器在水平方向垂直贯穿入口管线后,其气泡发射端处于液相溢流区内。[0009] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述微气泡发生器的主体由微孔材料制成,且微孔材料的孔径为2μm。[0010] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述两块折流缓冲板的高度为入口管内径的1/4‑3/4。[0011] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述两块折流缓冲板的高度不同。[0012] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,靠近所述拐角处的折流缓冲板的高度高于另一块折流缓冲板的高度。[0013] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述两块折流缓冲板之间的间距为500‑1200mm。[0014] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述拐角处为弧形,且其位置高的一端与折流缓冲板接触。[0015] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,靠近所述拐角处的折流缓冲板与反应器壳体中心轴线的垂直距离为500‑800mm。[0016] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述加氢单元自上而下包括催化剂格栅、加氢管线、冷氢箱、均布器和气液分布盘。[0017] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述催化剂格栅包括表面分布有细缝的支撑板,且在支撑板上分布有若干向上凸起的支撑梁。[0018] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述加氢管线包括冷氢气进入管和环绕冷氢箱设置的环形管线,且在环形管线上分布有若干朝下的氢气喷嘴。[0019] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述冷氢箱设置在反应器壳体内的水平隔板上,且水平隔板使油气在其上蓄积形成环绕冷氢箱的油气液层;所述冷氢箱包括设置在水平隔板上的外筒和处于外筒上方的盖板,且外筒顶部和盖板底面之间形成油气进入缝隙,在盖板的底面设置有内筒,且内筒底部与水平隔板之间具有间隙,内筒和外筒之间形成折流环缝,所述外筒的中心设置有贯通水平隔板的油气出口。[0020] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述均布器位于冷氢箱的油气出口下方,包括表面密布通孔的矩形底壁和环绕矩形底壁边缘的四条侧壁围成,且四条侧壁的顶端为锯齿状溢流区。[0021] 作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案,所述入口扩散器包括筒体和设置在筒体油气出口下方的碎流板,在筒体内设置有溢流堰,所述溢流堰为具有弧形表面的圆台状筒体,溢流堰小直径端朝向油气入口方向,并设置有折流挡板,且折流挡板与溢流堰之间具有侧面通道;溢流堰表面沿其周向均匀分布若干条溢流缝,将溢流堰的侧壁分为靠近入口管线来流方向的近来流区和远离入口管线来流方向的远来流区,在远来流区上的溢流缝之间设置若干出液孔。[0022] 本发明的主要特点在于:本发明在入口管线内设置微气泡预混装置事先实现油相和气相的预混合,微气泡预混装置内利用微气泡进气装置、对油相进行缓冲的折流缓冲板,进入反应器的液相,在进入反应器之前的入口管线处经过两层折流缓冲板进行缓冲,防止高流速的液相在进入反应器时由于离心力的作用,发生偏流现象。同时,两层折流缓冲板可以使缓冲板之间形成一定的液层,为微气泡的产生提供场所。进入反应器的气相通过微气泡进气装置在两个折流缓冲板的液层中产生微气泡,液气两相在进入反应器时即可形成良好的初始分布,稳定进入反应器中。[0023] 本发明在使用时,油气自入口管线进入反应器上方,在进入反应器入口之前,液相即油首先遇到第一块折流缓冲板,折流缓冲板对液相进行缓冲阻挡作用,经过缓冲后的液相绕过第一块折流缓冲板进一步在入口管靠近反应器处碰撞至第二块折流缓冲板,第二块折流缓冲板对液相主要起到积液溢流的作用。液相在两块缓冲板之间形成一定的液位,为微气泡发生器提供液相环境。气相通过垂直于入口管的微气泡发生器进入到入口管中,气相通过微气泡发生器的金属烧结管,通过液相的切割作用使气相以微气泡的形式与液相混合一起进入反应器内。[0024] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:[0025] 1)本发明中,液相在进入反应器之前先进入微气泡预混装置内,经过双层折流缓冲板,使液相得到缓冲并形成液层,减小高速而来的流体在封头处产生偏流现象;之后再利用微气泡发生器形成氢气微气泡与液相预混合,使氢气在进入反应器之前与液相进行充分混合,形成微气泡的拟均相体系,在反应器入口处即形成良好的初始分布,为后续整个反应器中的反应提供良好的开端,保障整个反应的顺利进行,避免由于分布不均匀导致的偏流生焦等问题;[0026] 2)本发明加氢单元中的冷氢箱,通过外筒和设置在盖板上的内筒形成折流环缝,从而使溢流进入到冷氢箱内的油气和氢气能够在折流环缝中充分混合,再从油气出口排出;而油气出口下方的均布器侧壁的锯齿状溢流区,由于锯齿状存在稳定的高度差,从而提供更稳定的溢流,起到动态调节的作用;[0027] 3)本发明的入口扩散器内设置特殊结构的溢流堰,可使油气先在溢流堰上进行缓冲整流,有效改善了入口处油气偏流严重的问题,避免造成反应器内部截面分布不均现象;溢流堰设置为具有弧形表面的圆台状筒体,可以使流体沿周向均匀溢流,对于反应器的圆形截面分布更加均匀;由于溢流堰上设置沿周向均匀分布的溢流缝和不均匀的出液孔,溢流缝和出液孔均能够使油气进入到反应器内,但是由于远离来流方向的一侧分布有出液孔,另一侧没有出液孔,这样可以进一步防止管线而来的油气的偏流,避免造成溢流不均的现象,完全改善进入反应器内部的不可避免的偏流现象,同时简单的结构可以尽可能的减少成本,减少压降;入口扩散器内设置的折流挡板,可以保证进入反应器的油气不会直接冲击进入反应器内部,造成反应器截面分布不稳定,同时,折流挡板超出溢流堰顶部,形成凸缘,不仅防止油气回流,而且可以引导油气进入喇叭口溢流堰中,进一步的对溢流堰中溢流的油气进行阻挡折流,保证经过溢流的油气均匀稳定;碎流板的设置,可使从入口扩散器中心流下的油气产生垂直撞击以进行折流扩散,由气液轴向流动变为径向流动,以平推流方式与其他气液分配器流出的气液物流径向撞击然后均匀分布在催化剂床层。附图说明[0028] 图1为本发明的整体结构示意图;[0029] 图2为入口管线内微气泡预混装置的结构示意图;[0030] 图3为图2的俯视示意图;[0031] 图4为加氢单元的结构示意图;[0032] 图5为催化剂格栅的俯视示意图;[0033] 图6为加氢管线和冷氢箱的结构示意图;[0034] 图7为均布器的结构示意图;[0035] 图8为入口扩散器的结构示意图;[0036] 附图标记:1、反应器壳体,101、入口管线,102、出口收集器,103、催化反应区,104、过滤盘,105、除沫盘,106、气液分布盘,107、水平隔板,108、拐角处,2、微气泡发生器,3、折流缓冲板,301、间隙,302、排液孔,4、液相溢流区,5、催化剂格栅,501、支撑板,502、细缝,503、支撑梁,6、加氢管线,601、冷氢气进入管,602、环形管线,603、氢气喷嘴,7、冷氢箱,701、外筒,702、盖板,703、支撑杆,704、内筒,705、油气进入缝隙,706、折流环缝,707、油气出口,8、均布器,801、矩形底壁,802、侧壁,803、锯齿状溢流区,804、连接件,9、入口扩散器,901、筒体,902、溢流堰,903、溢流区域,904、折流挡板,905、侧面通道,906、溢流缝,907、碎流板,908、出液孔;A、微气泡预混装置,B、加氢单元。具体实施方式[0037] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述,本发明以下各实施例中未做阐明的部分,均应理解为本领域技术人员所知晓或应当知晓的技术,比如,微气泡发生器的结构、出口收集器的结构、气液分布盘的结构和安装等。[0038] 实施例1[0039] 一种强效预混式固定床反应器,如图1所示,包括反应器壳体1,在反应器壳体1的顶部和底部分别设置有入口管线101和出口收集器102,入口管线101用来向其内通入反应油气,入口管线101一般是水平的,但是固定床反应器壳体1是竖直的,因此,入口管线101在通到反应器壳体1顶部时会向下弯曲,从而进入到反应器壳体1内,此时,形成了入口管线101的拐角处108,入口管线101的水平段延伸方向,一般称之为来流方向,出口收集器102对少量催化剂或者粉尘进行拦截,同时将反应后的油气汇聚后通过排出管线排出,在出口收集器102的外部包裹有金属丝网,在反应器壳体1内设置有至少两组的加氢单元B,图1中显示为两组,一般为2‑3组,且每组加氢单元B的上方形成催化反应区103,内部填充反应用的催化剂颗粒;所述反应器壳体1的顶部设置有入口扩散器9,且所述入口管线101内的油气经入口扩散器9进入反应器壳体1内,入口扩散器9主要作用是将混合气泡流快速的扩散到整个反应器的截面上,避免形成中心流和返混流,起到初始分布的作用;所述入口管线101内设置有微气泡预混装置A,经过微气泡预混装置A的反应油气再通过入口扩散器9进入反应器壳体1内,在入口扩散器9的下方设置有过滤布液组件,该过滤布液组件包括自上而下依次设置的过滤盘104、除沫盘105和气液分布盘106;所述微气泡预混装置A包括设置在入口管线101内拐角处108朝向入口管线101来流方向的两块折流缓冲板3,且两块折流缓冲板3的顶部与入口管线101内壁之间具有间隙301,两块折流缓冲板3之间形成液相溢流区4,在该液相溢流区4内设置有与氢气源连接的微气泡发生器2。[0040] 过滤盘104安装在防偏流扩散器A之下,具体形式可以为筒式过滤器、格栅盘过滤器、槽式过滤盘等形式,过滤盘需保证大的开孔面积以及大的过滤缝隙,一方面可以对原料油进行有效过滤,去除原料油中的杂质成分,另一方面降低反应器压降;过滤盘104下方设置除沫盘105,除沫盘105为金属丝网结构,用于去除氢气与油相反应产生的泡沫;除沫盘105的下方设置气液分布盘106,气液分布盘106一般安装在反应器的催化剂床层的上方,通常直接设置在反应器壳体1内壁设置的凸台上,气液分布盘106由多孔板以及多个分布器组成,通过分布器实现气液均布,分布器选择现有结构简单的管式气液分布器即可,气液分布盘106的开孔率一般为10‑50%。[0041] 本实施例在应用到加氢反应器上时,液相为油相,油气自入口管线101进入加氢反应器顶部的入口,在进入反应器入口之前,油相首先遇到第一块折流缓冲板3,折流缓冲板3对油相进行缓冲阻挡作用,经过缓冲后的油相,从第一块折流缓冲板3顶部的间隙301进一步在入口管线101内流动,并在靠近反应器处碰撞至第二块折流缓冲板3,第二块折流缓冲板3对油相主要起到积液溢流的作用;油相在两块缓冲板之间形成液相溢流区4,并积聚一定的液位,为微气泡发生器2提供液相环境。气相(即氢气)通过垂直于入口管线101的微气泡发生器2进入到入口管线101内,微气泡发生器2伸入到液相溢流区4的液层中。气相通过微气泡发生器2以微气泡的形式与油相混合,通过油相的切割作用使气相以微气泡的形式与油相混合一起进入反应器内。折流缓冲板3能够使进入反应器的流体减弱壁流效应,改善气液两相流在反应器封头段的初始分布;同时微气泡发生器2的增设,可以使气液在进入反应器之前就进行了微米级别的混合,使原先的气液两相各自为连续相变成拟均相,大大增加了气液的接触面积以及混合均匀度。[0042] 以上为本发明的基本实施方式,可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定,从而得到以下各实施例:[0043] 实施例2[0044] 本实施例是在实施例1的基础上所做的一种改进方案,其主体结构与实施例1相同,改进点在于:如图2和3所示,靠近拐角处108的折流缓冲板3底部具有排液孔302,远离拐角处108的那一块折流缓冲板3上并没有排液孔,排液孔302的作用在于,当设备停工时,使液相溢流区4内积存的油层排出;所述排液孔302距离其所在折流缓冲板3底部的距离一般为5‑10mm。[0045] 在本实施例中,拐角处108为弧形,且其位置高的一端与折流缓冲板3接触,从而保证在停工时,油层流出排液孔302后能够沿弧形拐角处108的内壁流向入口扩散器9。[0046] 实施例3[0047] 本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案,其主体结构与实施例1相同,改进点在于:如图3所示,所述微气泡发生器2在水平方向垂直贯穿入口管线101的侧面后,其气泡发射端处于液相溢流区4内,微气泡发生器2轴线方向与入口管方向呈90°夹角,最终使微气泡发生器垂直浸在油相中;所述微气泡发生器2处于入口管线101内的长度一般为400mm。[0048] 本实施例中,所述微气泡发生器2的主体由微孔材料制成,且微孔材料的孔径为2μm,其具体结构见申请人此前申请的申请号为201410081189.1的一种强化加氢工艺的微气泡发生器。[0049] 实施例4[0050] 本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案,其主体结构与实施例1相同,改进点在于:如图2所示,所述两块折流缓冲板3的高度一般为入口管1内径的1/4‑3/4,优选为入口管1内径的1/2。[0051] 另外,这两块折流缓冲板3的高度可以相同,也可以不同,两块折流缓冲板3高度不同时,靠近所述拐角处108的折流缓冲板3的高度高于另一块折流缓冲板3的高度;[0052] 所述两块折流缓冲板3之间的间距一般为500‑1200mm,比如,500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm、1100mm、1200mm等,优选为800mm,两块折流缓冲板3的厚度一般为5‑10mm,优选为5mm;[0053] 靠近所述拐角处108的折流缓冲板3与反应器壳体1中心轴线的垂直距离为500‑800mm,优选为500mm。[0054] 实施例5[0055] 本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案,其主体结构与实施例1相同,改进点在于:如图4所示,所述加氢单元B自上而下包括催化剂格栅5、加氢管线6、冷氢箱7、均布器8和气液分布盘106;[0056] 所述催化剂格栅5用来支撑催化剂床层,其主要承重作用,如图5所示,包括表面分布有细缝502的支撑板501,细缝502的宽度小于催化剂颗粒的粒径,从而使油气能够通过,但催化剂颗粒不能通过,一般格栅细缝502要比催化剂尺寸小0.2mm以上,且在支撑板501上分布有若干向上凸起的支撑梁503,支撑梁503用来支撑催化剂层,而且支撑梁503的厚度以及高度不同,从中心向边缘高度逐渐降低;[0057] 当反应油料经过催化剂床层后需要补充冷氢,此时需要用到加氢管线6和冷氢箱7的配合,两者的作用一是为反应提供冷氢原料降低反应原料温度,二是补充反应所需要的氢气;如图6所示,所述加氢管线6包括冷氢气进入管601和环绕冷氢箱7设置的环形管线602,且在环形管线602上分布有若干朝下的氢气喷嘴603,低温氢气沿冷氢气进入管601进入环形管线602内,并沿氢气喷嘴603喷出,氢气喷嘴603朝下喷射氢气,是为了使氢气与尚未进入冷氢箱7的油气进行预混合,氢气喷嘴603喷出的氢气以微气泡形式喷出,能够与油液快速混合换热,并维持混合气液流的流动状态,通过冷氢箱7的油气混合物再次经过气液分布盘106进行分布;[0058] 如图6所示,所述冷氢箱7设置在反应器壳体1内的水平隔板107上,且水平隔板107使油气在其上蓄积形成环绕冷氢箱7的油气液层;所述冷氢箱7包括设置在水平隔板107上的外筒701和处于外筒701上方的盖板702,且外筒701顶部和盖板702底面之间形成油气进入缝隙705,盖板702也为圆形,且其尺寸远大于外筒701,环绕外筒701设置若干支撑杆703,这些支撑杆703的底部与水平隔板107连接,顶部与盖板702的底部连接,从而将盖板702支撑固定在外筒701上方;在盖板702的底面设置有内筒704,且内筒704底部与水平隔板107之间具有间隙,内筒704和外筒701之间形成折流环缝706,所述外筒701的中心设置有贯通水平隔板107的油气出口707;[0059] 如图7所示,所述均布器8位于冷氢箱7的油气出口707下方,包括表面密布通孔的矩形底壁801和环绕矩形底壁801边缘的四条侧壁802围成,四条侧壁802通过若干连接件804固定在水平隔板107下方,且四条侧壁802的顶端为锯齿状溢流区803。[0060] 实施例6[0061] 本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案,其主体结构与实施例1相同,改进点在于:所述入口扩散器9可以选用现有的任意一款入口扩散器,也可以采用如下结构的入口扩散器,如图8所示,包括固定在反应器壳体1顶部的筒体901和设置在筒体901油气出口下方的碎流板907,碎流板907实际上已经处于反应器壳体1内,在筒体901内设置有溢流堰902,溢流堰902的外侧壁与筒体901的内侧壁之间形成溢流区域903,所述溢流堰902为具有弧形表面的圆台状筒体,溢流堰902小直径端朝向油气入口方向,并设置有折流挡板904,且折流挡板904与溢流堰902之间具有侧面通道905;溢流堰902表面沿其周向均匀分布若干条溢流缝906,将溢流堰902的侧壁分为靠近入口管线101来流方向的近来流区和远离入口管线101来流方向的远来流区,在远来流区上的溢流缝906之间设置若干出液孔908;[0062] 所述折流挡板904通过若干挡板支腿固定在溢流堰902的小直径端,挡板支腿的数量为2‑6条,此设置一方面不会阻挡流体,另一方面,能够在使用较少的支撑件的条件下承受流体的冲击,避免造成流体不均,挡板支腿之间形成侧面通道905;折流挡板904与溢流堰902小直径端的间距一般为100mm;所述折流挡板904为圆形薄板,并且与溢流堰902的小直径端同轴,直径略大于溢流堰902的小直径端直径,一般大50‑100mm,从而使其边缘超出溢流堰902的小直径端,形成防止油气回流的凸缘;[0063] 所述溢流缝906处于溢流堰902的中上部,其长度方向与溢流堰902的母线平行,溢流缝902的长度一般为200‑350mm,宽度一般为10‑30mm;[0064] 所述远来流区上的溢流缝906之间设置的若干出液孔908排成一列,数量为2‑5个,孔径一般为15‑30mm,如15mm、20mm、25mm、30mm等;[0065] 所述碎流板907通过若干碎流板支腿固定在筒体901底部,碎流板支腿之间形成流体通道,碎流板支腿的数量一般为均匀设置的4条,在保证强度的前提下尽可能不阻挡流体,碎流板支腿之间形成流体通道;[0066] 所述碎流板907连接在筒体901之下,由于油气是从筒体901中心流下,碎流板907直径略小于筒体901内径,一般比筒体901的内径小5‑10mm,一方面可以保证入口扩散器顺利进入反应器内部,另一方面可以节省材料和空间,碎流板907与筒体901底部的间距一般为200mm;[0067] 所述碎流板907为圆形平板,其表面环绕中心设置有两圈通孔,所述两圈通孔处于碎流板907表面的外侧,且数量分别为12个和18个,孔径一般为30mm;[0068] 所述筒体901的侧壁上设置有与反应器壳体1配合的定位槽,以使筒体901安装到反应器壳体1顶部时,其内溢流堰902上远来流区和近来流区的分界线与来流方向垂直;所述筒体901为圆柱形,其管壁厚可以为5‑8mm,如5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm等,筒体901根据实际反应器入口直径而定,外径小于与其配合的反应器的入口直径10‑30mm,高度一般为1000mm,壁厚为5‑8mm,如5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm等。[0069] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
专利地区:北京
专利申请日期:2022-11-02
专利公开日期:2024-09-03
专利公告号:CN115738914B