專利名稱：氣液并流入口擴散器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油煉制與石油化工行業(yè)中用于擴散反應器內(nèi)并流氣液介 質(zhì)進料的一種氣液并流入口擴散器。
技術背景在石油煉制與石油化工行業(yè)固定床催化反應裝置中(例如在加氫裂化與加 氫精制裝置中)，作為關鍵設備的反應器，廣泛采用頂流式氣液兩相介質(zhì)并流進 料。原料油在其中借助催化劑的作用，完成一系列反應。反應器能否穩(wěn)定操作、 催化劑能否充分發(fā)揮作用、產(chǎn)品質(zhì)量是否能夠達到優(yōu)質(zhì)，很大程度上取決于安 裝在反應器入口處的氣液并流入口擴散器。目前固定床催化反應器內(nèi)廣泛采用 氣液并流入口擴散器，以使氣液介質(zhì)在反應器入口處得到緩沖后較均勻地擴散 至下方的整個反應器截面上，再由安裝在擴散器下方的分配盤將氣液兩相進料 均勻地噴灑到催化劑床層表面，以充分發(fā)揮整個床層的催化作用。氣液并流入口擴散器的結(jié)構(gòu)是反應器內(nèi)件的關鍵技術之一；氣液介質(zhì)在反應器入口處能否 得到有效的緩沖，經(jīng)緩沖后的氣液介質(zhì)能否較均勻地擴散至下方的整個反應器 截面上，與氣液并流入口擴散器的結(jié)構(gòu)設計有著極其密切的關系。氣液并流入 口擴散器的性能可以從液相噴灑面積、液相沿徑向分配的峰值、液相偏流程度 和緩沖效果幾個方面來評價。工業(yè)使用中，要求氣液介質(zhì)并流經(jīng)過入口擴散器 后，液相沿徑向分配的峰值、液相偏流程度盡可能小，對下方分配盤的沖擊力 較小(即緩沖效果好)，否則會影響反應效果和裝置的穩(wěn)定、長期運行。目前， 隨著固定床催化反應裝置處理量的加大，反應器的規(guī)模也日趨大型化，因此對 氣液并流入口擴散器的技術要求也越來越高。美國專利US4788040提出的一種氣液并流入口擴散器，帶有一個入口導管，正對入口導管的下端設置了一個變流圓錐體，在變流圓錐體側(cè)面設有多個飛濺 板。氣液兩相介質(zhì)從入口導管內(nèi)流出后，在變流圓錐體和多個飛濺板的共同作 用下，液體發(fā)生偏轉(zhuǎn)，分配到下方的分配盤上。這種氣液并流入口擴散器的優(yōu) 點是結(jié)構(gòu)簡單，緩沖效果也較好；但在變流圓錐體和多個飛濺板的共同作用下， 液體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的方向和發(fā)生偏轉(zhuǎn)后各個方向的液相量難以控制，因此液相偏流 程度較大，液相沿徑向分配的峰值也較高。US4792229公開的氣液并流入口擴散 器，帶有一個錐形的收集盤，在收集盤的底部連有一個混合內(nèi)管，混合內(nèi)管外 部環(huán)繞著混合外管。進料介質(zhì)經(jīng)收集盤收集后，經(jīng)混合內(nèi)管實現(xiàn)一次混合，再 經(jīng)混合外管實現(xiàn)一次混合，然后射向收集盤底面并反射回反應器整個截面。這 種氣液并流入口擴散器的特點是緩沖效果好，液相偏流程度小，且液相的噴灑 截面面積也較大；不足之處是液相沿徑向分配的峰值較高，另外其體積較大、結(jié)構(gòu)較復雜。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是現(xiàn)有的氣液并流入口擴散器分別存在 的液相沿徑向分配的峰值較高、液相偏流程度較大的問題。為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案是 一種氣液并流入口擴散 器，其特征在于它設有圓柱形的外筒，外筒的頂端為入口，底端設有底板， 外筒內(nèi)與其同軸設有圓柱形的內(nèi)管，固定于底板上，內(nèi)管的頂端設有蓋板，底端為出口，內(nèi)管的側(cè)壁上均勻開設有側(cè)面開孔，蓋板的周邊均勻開設有蓋板開 孔，所述內(nèi)管底端出口的下方設有一層碎流板，碎流板為圓形平板，其上開設 有碎流孔。采用本實用新型，具有如下的有益效果氣液兩相進料進入氣液并流入口 擴散器后分為兩路， 一路通過蓋板上的蓋板開孔進入內(nèi)管內(nèi)，另一路由氣相攜 帶著液相從內(nèi)管側(cè)壁上的側(cè)面開孔進入內(nèi)管內(nèi)；兩路流體在內(nèi)管內(nèi)碰撞及混合 后向下流動，濺射到內(nèi)管底端出口下方的碎流板上。碎流板的作用有三個(1) 使內(nèi)管內(nèi)流下的液相撞擊到碎流板上而粉碎成小液滴；(2)擴大擴散器的液相噴 灑面積；(3)對氣液兩相進料起進一步的緩沖作用。這樣，就可以減小液相沿徑 向分配的峰值，并擴大液相噴灑面積，從而改善氣液兩相進料經(jīng)氣液并流入口 擴散器后在反應器截面上分布的均勻程度。同時， 一方面由于內(nèi)管頂端的蓋板 對向下流動的氣液介質(zhì)有阻擋作用，另一方面由于內(nèi)管的存在改變了向下流動 的氣液介質(zhì)流動的方向，再加上碎流板的作用，所以使氣液并流入口擴散器在 整體上具有很好的緩沖效果。本實用新型氣液并流入口擴散器在設計上采用對 稱結(jié)構(gòu)，氣液在擴散器內(nèi)各個部位的分布大致均勻，因而可減少液相的偏流程 度。本實用新型氣液并流入口擴散器用于石油煉制與石油化工行業(yè)中氣液介質(zhì) 并流的固定床加氫裂化與加氫精制裝置的反應器內(nèi)，因預分配、緩沖效果好， 氣液兩相進料擴散到下方的分配盤進行分配后，可使加氫反應器中催化劑床層 入口的徑向溫差在3匸以內(nèi)，使催化加氫反應能夠順利進行，并延長催化劑的使 用壽命。目前，國內(nèi)工業(yè)上在用的擴散器多為雙層多孔板式結(jié)構(gòu)。與之相比， 本實用新型氣液并流入口擴散器只設有一層碎流板，其總高度較低；反應器內(nèi) 可以多裝填催化劑，因而可提高反應器空間的有效利用率。此外，本實用新型 氣液并流入口擴散器的結(jié)構(gòu)也比較簡單。 因具有如上所述的各種優(yōu)點，本實用新型氣液并流入口擴散器更適于在大 型加氫反應器內(nèi)使用。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。附圖和具體實施方式
并不限制本實用新型要求保護的范圍。

圖1是本實用新型的一種氣液并流入口擴散器沿軸向的剖視圖。圖2是碎流板的俯視圖，碎流孔為條形孔。 圖3是碎流板的俯視圖，碎流孔為圓形孔。 圖4是圓錐面板蓋板沿軸向的剖視圖。圖5是圓錐面板蓋板或圓形平板蓋板的俯視圖，蓋板開孔的形狀為長方形。 圖6是圓錐面板蓋板或圓形平板蓋板的俯視圖，蓋板開孔的形狀為梯形。 圖7是圓錐面板蓋板或圓形平板蓋板的俯視圖，蓋板開孔的形狀為三角形。
具體實施方式
參見圖1所示本實用新型的一種氣液并流入口擴散器(簡稱為擴散器)。該 擴散器設有圓柱形的外筒l，外筒l的頂端為入口，底端設有底板8。外筒l內(nèi) 與其同軸設有圓柱形的內(nèi)管2，固定于底板8上(采用焊接連接)。內(nèi)管2的頂端 設有蓋板6，底端為出口。內(nèi)管2的側(cè)壁上均勻開設有側(cè)面開孔4，蓋板6的周 邊均勻開設有蓋板開孔7。所述內(nèi)管2底端出口的下方設有一層碎流板3，碎流 板3為圓形平板，其上開設有碎流孔5。外筒1的頂端焊接有與反應器頂部連接 用的法蘭10。如圖1所示，內(nèi)管2側(cè)壁上側(cè)面開孔4的形狀為倒置三角形。側(cè)面開孔4 的形狀還可以是倒置梯形、長方形、正方形或圓形等(圖略)。開設長方形孔時， 長方形孔的長邊豎向布置。側(cè)面開孔4的數(shù)量一般為2至6個，采用單一形狀 的開孔，均布于內(nèi)管2的側(cè)壁上。側(cè)面開孔4的總開孔面積正比于氣液介質(zhì)的 流量，具體數(shù)值視工藝條件的變化而定。參見圖l，蓋板6—般是焊接于內(nèi)管2的頂端。蓋板6可以為圓形平板(如 圖l所示)。蓋板6還可以是圓錐面板，如圖4所示；采用圓錐面板是為了強化 對氣液的緩沖作用，使得氣液進料更加保持平穩(wěn)。蓋板開孔7均勻開設于蓋板6 的周邊，開通至蓋板6的邊緣，參見圖5、圖6和圖7。蓋板開孔7的形狀可以 有多種；圖5所示為長方形，圖6所示為梯形，圖7所示為三角形。蓋板開孔7 的數(shù)量一般為2至6個，采用單一形狀的開孔，均布于蓋板6的周邊上。蓋板開孔7的總開孔面積根據(jù)氣液介質(zhì)的流量而定。參見圖1,內(nèi)管2底端出口的下方設有一層碎流板3，碎流板3為圓形平板，
通過連接條9與底板8焊接連接。碎流板3上開設有碎流孔5，碎流孔5的形狀 可以有多種。如圖2所示，碎流孔5為條形孔，沿碎流板3的徑向布置；條形 孔有一個圓弧端，圍繞碎流板3的圓心；條形孔的另一端為直線端，可以一直 開通至碎流板3的邊緣。如圖3所示，碎流孔5為圓形孔。碎流孔5在碎流板3 上可以均勻開設，也可以不均勻開設。碎流板3的作用，參見本說明書"有益 效果"部分的說明。碎流板3的上表面至外筒1底端底板8下表面的垂直距離 一般為40 150毫米。碎流板3的直徑一般為200 800毫米，視反應器的直徑 而定。本實用新型氣液并流入口擴散器的工作情況是這樣的并流而下的氣液兩相混合物進入擴散器，先在擴散器內(nèi)得到緩沖，之后擴散器將反應進料分為兩路。 一路通過蓋板6上的蓋板開孔7進入內(nèi)管2內(nèi)，另一路由氣相攜帶著液相 從內(nèi)管2側(cè)壁上的側(cè)面開孔4進入內(nèi)管2內(nèi)。兩路流體在內(nèi)管2內(nèi)碰撞及混合 后向下流動，濺射到內(nèi)管2底端出口下方的碎流板3上。碎流板3將內(nèi)管2內(nèi) 流下的液相粉碎成小液滴并對氣液兩相進料進一步緩沖后，擴散至下方的整個 反應器截面上，再由安裝在擴散器下方的分配盤將氣液兩相進料均勻地噴灑到 催化劑床層表面。以上結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型氣液并流入口擴散器的結(jié)構(gòu)和 操作過程進行了說明。本實用新型圖2至圖7中，所有未說明的附圖標記所表 示的技術特征均與圖1中的相同。本實用新型主要用于石油煉制與石油化工行業(yè)中氣液介質(zhì)并流的固定床催 化反應裝置的反應器內(nèi)，例如用于加氫裂化與加氫精制反應器內(nèi)，以將并流氣 液介質(zhì)進料在反應器入口處進行緩沖后較均勻地擴散至下方的反應器截面上。
權利要求1、一種氣液并流入口擴散器，其特征在于它設有圓柱形的外筒(1)，外筒(1)的頂端為入口，底端設有底板(8)，外筒(1)內(nèi)與其同軸設有圓柱形的內(nèi)管(2)，固定于底板(8)上，內(nèi)管(2)的頂端設有蓋板(6)，底端為出口，內(nèi)管(2)的側(cè)壁上均勻開設有側(cè)面開孔(4)，蓋板(6)的周邊均勻開設有蓋板開孔(7)，所述內(nèi)管(2)底端出口的下方設有一層碎流板(3)，碎流板(3)為圓形平板，其上開設有碎流孔(5)。
2、 根據(jù)權利要求l所述的氣液并流入口擴散器，其特征在于所述側(cè)面開 孔(4)的形狀為倒置三角形、倒置梯形、長方形、正方形或圓形。
3、 根據(jù)權利要求2所述的氣液并流入口擴散器，其特征在于側(cè)面開孔(4) 的數(shù)量為2至6個。
4、 根據(jù)權利要求1所述的氣液并流入口擴散器，其特征在于所述蓋板(6) 為圓形平板或圓錐面板。
5、 根據(jù)權利要求4所述的氣液并流入口擴散器，其特征在于所述蓋板(6) 上蓋板開孔(7)的形狀為長方形、梯形或三角形。
6、 根據(jù)權利要求5所述的氣液并流入口擴散器，其特征在于蓋板開孔(7) 的數(shù)量為2至6個。
7、 根據(jù)權利要求l所述的氣液并流入口擴散器，其特征在于所述碎流孔 (5)為條形孔或圓形孔。
專利摘要本實用新型公開了一種石油煉制與石油化工行業(yè)中用于擴散反應器內(nèi)并流氣液介質(zhì)進料的一種氣液并流入口擴散器，用于解決現(xiàn)有的氣液并流入口擴散器分別存在的液相沿徑向分配的峰值較高、液相偏流程度較大的問題。本實用新型氣液并流入口擴散器設有圓柱形的外筒(1)，外筒的頂端為入口，底端設有底板(8)。外筒內(nèi)與其同軸設有圓柱形的內(nèi)管(2)，固定于底板上。內(nèi)管的頂端設有蓋板(6)，底端為出口。內(nèi)管的側(cè)壁上均勻開設有側(cè)面開孔(4)，蓋板的周邊均勻開設有蓋板開孔(7)。所述內(nèi)管底端出口的下方設有一層碎流板(3)，碎流板為圓形平板，其上開設有碎流孔(5)。本實用新型主要用于氣液介質(zhì)并流的固定床催化反應裝置的反應器內(nèi)。
文檔編號B01J8/02GK201042663SQ200620130219
公開日2008年4月2日 申請日期2006年10月27日 優(yōu)先權日2006年10月27日
發(fā)明者葉安道, 李保鋒, 冕 王, 盛維武, 蔡連波, 趙曉青 申請人:中國石油化工集團公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司