專利名稱：一種急冷混合箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及兩股物流的混合、換熱的內(nèi)部構(gòu)件，更具體地說，涉及 一種適用于石油煉制與化工的設(shè)備，實現(xiàn)熱的反應(yīng)物流與補充的冷介質(zhì)充分 混合傳熱的急冷混合箱。
背景技術(shù)：
在石油煉制及石油化工行業(yè)中，加氫反應(yīng)非常普遍，如加氫裂化、加氫 精制反應(yīng)等，并且加氫反應(yīng)都屬放熱反應(yīng)，因此，在加氫多床層反應(yīng)器內(nèi)， 反應(yīng)物流以氣液兩相并流向下通過催化劑床層后放熱使其溫度升高。為了防 止催化劑床層內(nèi)部的溫度在短時間內(nèi)迅速升高到難以控制的程度出現(xiàn)"飛溫" 現(xiàn)象，使下一床層能夠繼續(xù)發(fā)生加氫反應(yīng)，通常在相鄰兩催化劑床層間加入 冷介質(zhì)，以降低從上層催化劑床層來的熱反應(yīng)物流的溫度。補充來的冷介質(zhì) 和熱反應(yīng)物流必須在急冷混合箱內(nèi)充分混合，進行高效率的均勻換熱，再經(jīng) 過急冷混合箱下方的分配盤均勻地分配到下一催化劑床層上，才能提高反應(yīng) 器的使用效率。
急冷混合箱是加氫反應(yīng)器的重要內(nèi)構(gòu)件，用以控制加氫放熱引起的催化 劑床層溫升，其性能可從氣液混合效果和壓降兩個主要方面來評價。氣液混 合效果可通過催化劑床層入口的徑向溫差表現(xiàn)出來；徑向溫差越小，說明混 合性能越好。急冷混合箱結(jié)構(gòu)設(shè)計一般采用節(jié)流、碰撞與旋流的機理。 US3502445公開的急冷混合箱，為冷介質(zhì)與熱反應(yīng)物流組成的氣液混合物(簡 稱為氣液混合物)預(yù)混合后，通過收集板上的兩個圓形節(jié)流孔進入急冷混合箱 內(nèi)，氣液混合物經(jīng)過對撞后進一步混合分兩路流出急冷混合箱。這種結(jié)構(gòu)在 工業(yè)裝置中曾得到廣泛應(yīng)用，但當進料為重質(zhì)高粘度油品及氣液體積比值較 高時，催化劑床層出口處徑向溫差較大，有時甚至可達10 2(TC。CN2167776Y 公開的急冷混合箱是針對US3502445所述急冷混合箱結(jié)構(gòu)上存在的不足而改 進的一種急冷混合箱。氣液混合物經(jīng)過急冷混合箱收集板上的兩個長方形進 料節(jié)流孔進入中間混合箱，混合箱內(nèi)底板上的濺液導(dǎo)向板強化了氣液間的接 觸混合，同時混合箱兩側(cè)的三角斜塊使流體在收縮流道內(nèi)提高流速，在對沖 區(qū)對撞進一步混合后折轉(zhuǎn)90。直沖整流擋板，使流體均勻分布在混合箱內(nèi)。 但從整個混合過程來看，冷氫與熱反應(yīng)物流接觸時間偏短，造成混合效果不 理想。CN200952000Y提出了了一種增設(shè)了助混結(jié)構(gòu)和導(dǎo)流錐的旋流式急冷混
合箱，氣液混合物通過設(shè)在急冷混合箱擋板的兩個半圓形混合道入口經(jīng)切向 導(dǎo)管進入混合箱，混合箱下部設(shè)有節(jié)流孔，流體可以通過節(jié)流孔和導(dǎo)流錐流 到篩孔板上。在該實用新型的過程中氣液混合物分兩路進入混合室，由于混 合道內(nèi)增設(shè)了助混結(jié)構(gòu)每股物流的氣液兩相混合均勻；但由于分開的物流在 混合室內(nèi)匯合時的接觸時間較短，從篩孔板上流出的反應(yīng)物流溫度不均勻，
3導(dǎo)致反應(yīng)物流在進入下一催化劑床層后形成較明顯的徑向溫差，進而影響催
化劑的性能發(fā)揮。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種急冷混合箱，主要用于解決現(xiàn)有的急冷混 合箱所存在的冷介質(zhì)與熱反應(yīng)物流混合效果不理想的技術(shù)問題，為此，本實 用新型一種急冷混合箱，特征在于設(shè)有頂板1、底板8和位于兩者之間的 中心箱體5，頂板1上設(shè)有一個節(jié)流孔4，其特征在于在頂板1的節(jié)流孔4
上設(shè)有進料環(huán)板3，進料環(huán)板3頂部安裝有擋液圓板2、側(cè)面設(shè)有入口 10; 中心箱體5的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)混合環(huán)板6和位于內(nèi)混合環(huán)板6外側(cè)的外混合環(huán)板 7，內(nèi)混合環(huán)板6、外混合環(huán)板7側(cè)面各設(shè)有節(jié)流孔。 所述的節(jié)流孔4的形狀為圓形、正方形或長方形。
所述的進料環(huán)板3的形狀為圓柱體形，進料環(huán)板3上入口 10的形狀為三角形、 長方形或正方體形，均勻布置于進料環(huán)板3的側(cè)面，進料環(huán)板3上入口 10的 數(shù)量為4 8個。
所述的中心箱體5的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)混合環(huán)板6和外混合環(huán)板7，內(nèi)混合環(huán)板6、 外混合環(huán)板7均為圓柱形，外混合環(huán)板位于內(nèi)混合環(huán)板6的外側(cè)，內(nèi)混合環(huán) 板6、外混合環(huán)板7各設(shè)有節(jié)流孔，內(nèi)混合環(huán)板6和外混合環(huán)板7上節(jié)流孔 ll的形狀為三角形、長方形或正方形，分別均勻布置于內(nèi)混合環(huán)板(6)、外 混合環(huán)板(7)的側(cè)面，內(nèi)混合環(huán)板6和外混合環(huán)板7上節(jié)流孔11和節(jié)流孔 12的數(shù)量都為4 8個。
所述的進料環(huán)板3上入口 10的開口方向與外混合環(huán)板7上節(jié)流孔12的開口 方向一致，內(nèi)混合環(huán)板6上節(jié)流孔11的開口方向與前兩者錯開成20 45。。
所述的底板8的開孔區(qū)域均勻開設(shè)圓形篩孔9，開孔大小為6 18mm， 開孔率為5 40%。
采用本實用新型的急冷混合箱，具有如下的有益效果來自上層催化劑 床層的以氣液兩相狀態(tài)并流向下的熱反應(yīng)物流與加入的冷介質(zhì)組成的氣液混 合物首先在頂板中收集并進行預(yù)混合，再通過進料環(huán)板、節(jié)流孔進入中心箱 體。同以往的急冷混合箱相比，由于在中心箱體中增設(shè)了內(nèi)混合環(huán)板和外混 合環(huán)板，增加了氣液混合物的對撞次數(shù)，很大程度地延長了氣液混合物的總 接觸時間，使混合、急冷效果得到了強化。氣液混合物在本實用新型急冷混 合箱內(nèi)能夠進行更為充分地傳質(zhì)和傳熱，混合的更為均勻，從而可減小下層 催化劑床層入口的徑向溫差，有利于催化劑活性與選擇性的充分發(fā)揮。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型的急冷混合箱，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、
占用空間小、氣液相分布均勻等特點。具有從篩孔板上流出的反應(yīng)物流溫度 均勻，催化劑床層徑向溫差小，可以從分發(fā)揮催化劑的性能，延長催化劑壽本實用新型急冷混合箱特別適用于加氫裂化、加氫精制等加氫反應(yīng)器， 使冷介質(zhì)與熱反應(yīng)物流均勻混合。
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是本實用新型急冷混合箱沿軸向的剖視圖。
圖2是圖1中的A—A剖視圖。
l一頂板、2 —擋液圓板、3—進料環(huán)板、4一節(jié)流孔、5 —中心箱體、6 — 內(nèi)混合環(huán)板、7 —外混合環(huán)板、8 —底板、9 —設(shè)圓形篩孔、IO —節(jié)流孔，11 —內(nèi)混合環(huán)板6上節(jié)流孔、12 —外混合環(huán)板7上節(jié)流孔、13 —反應(yīng)器器壁。
具體實施方案
參見圖l、圖2，本實用新型的急冷混合箱，設(shè)有頂板l、底板8和位于 兩者之間的中心箱體5，頂板1和底板8連接于反應(yīng)器器壁13上。頂板l上 設(shè)有一個節(jié)流孔10，中心箱體5的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)混合環(huán)板6和位于內(nèi)混合環(huán)板 6外側(cè)的外混合環(huán)板7，內(nèi)混合環(huán)板6、外混合環(huán)板7均為圓柱形。內(nèi)混合環(huán) 板6和外混合環(huán)板7設(shè)于頂板1的節(jié)流孔10的下方，安裝在底板8上。底板 8上均勻開設(shè)圓形篩孔9。
在頂板1節(jié)流孔4上方設(shè)有進料環(huán)板3，進料環(huán)板3上設(shè)有入口 10。通 常，節(jié)流孔4的形狀為圓形、正方形或長方形，進料環(huán)板3的形狀為圓柱體 形。每種形相組合。進料環(huán)板3上入口 10的形狀為三角形、長方形或正方形， 均勻布置于進料環(huán)板3的側(cè)面，數(shù)量一般為4 8個。
本實用新型急冷混合箱，內(nèi)混合環(huán)板6、外混合環(huán)板7都設(shè)有節(jié)流孔， 內(nèi)混合環(huán)板6、外混合環(huán)板7上節(jié)流孔11和節(jié)流孔12的形狀可以為三角形、 長方形或正方形，分別均勻布置于內(nèi)混合環(huán)板6、外混合環(huán)板7的側(cè)面，節(jié) 流孔11、節(jié)流孔12的數(shù)量一般為4 8個。進料環(huán)板3上入口 10的開口方 向與外混合環(huán)板7上節(jié)流孔12的開口方向一致，內(nèi)混合環(huán)板6上節(jié)流孔11 的開口方向與前兩者錯開成20 45。。圖l、圖2所示的進料環(huán)板3上入口 10、內(nèi)混合環(huán)板6上節(jié)流孔11、外混合環(huán)板7上節(jié)流孔12的數(shù)量都為4個， 內(nèi)混合環(huán)板6上節(jié)流孔11的開口方向與進料環(huán)板3上入口 10的開口方向、 外混合環(huán)板7上節(jié)流孔12的開口錯開成45° 。
參見圖2以及圖1，底板8在中心箱體5所處區(qū)域為不開孔區(qū)域C、 D， 不開孔區(qū)域以外的區(qū)域為底板8的開孔區(qū)域B。底板8的開孔區(qū)域均勻開設(shè) 圓形篩孔9，開孔大小為6 18mm，開孔率一般為5 40%。
如圖l、 2所示，本實用新型急冷混合箱總體上為對稱結(jié)構(gòu)中心箱體5 為對稱結(jié)構(gòu)，頂板l、擋液圓板2、進料環(huán)板3、節(jié)流孔4、底板8、內(nèi)混合 環(huán)板6、外混合環(huán)板7、進料環(huán)板3上入口10、內(nèi)混合環(huán)板6上節(jié)流孔11、
5外混合環(huán)板7上節(jié)流孔12以及底板8上的篩孔9都是對稱布置的。
以下結(jié)合附圖說明本實用新型急冷混合箱的操作過程。來自上層催化劑 床層的以氣液兩相并流向下的熱反應(yīng)物流與加入的冷介質(zhì)組成的氣液混合 物，先在頂板1上聚集后，由進料環(huán)板3的入口 10進入進料環(huán)板3內(nèi)，進行 預(yù)混合后通過節(jié)流孔4進入中心箱體5。因突然節(jié)流，速度劇增，同時強烈 地沖擊中心箱體5的底部，產(chǎn)生飛濺、漩渦；氣液混合物沿中心箱體5的內(nèi) 混合環(huán)板6在中心區(qū)域D內(nèi)充分地旋流、湍動混合，液相物流被氣相物流攜 帶并被破碎成小液滴，然后折轉(zhuǎn)由節(jié)流孔11沖出中心區(qū)域D，并以高速度撞 擊外混合環(huán)板7。在內(nèi)混合環(huán)板6和外混合環(huán)板7的共同作用下氣液混合物 在區(qū)域C內(nèi)多次更加充分地對撞、湍動混合，最后氣液混合物通過外混合環(huán) 板7上節(jié)流孔12沖出中心箱體，大致均勻地分布在底板8的開孔區(qū)域B上， 最后經(jīng)底板8上的圓形篩孔9向下均勻流出急冷混合箱。
在上述的操作過程中，由于本實用新型急冷混合箱增設(shè)了進料環(huán)板3、 內(nèi)混合環(huán)板6和外混合環(huán)板7，在這三者的共同作用下熱反應(yīng)物流與冷介質(zhì) 組成的氣液混合物在本實用新型急冷混合箱中不僅有多次流體的碰撞，還有 更多次的節(jié)流以及在中心箱體內(nèi)的旋流，這些都有利于達到冷介質(zhì)與熱反應(yīng) 物流充分混合、傳熱之目的。
權(quán)利要求1、一種急冷混合箱，設(shè)有頂板(1)、底板(8)和位于兩者之間的中心箱體(5)，頂板(1)上設(shè)有一個節(jié)流孔(4)，其特征在于在頂板(1)的節(jié)流孔(4)上設(shè)有進料環(huán)板(3)，進料環(huán)板(3)頂部安裝有擋液圓板(2)、側(cè)面設(shè)有入口(10)，中心箱體(5)的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)混合環(huán)板(6)和位于內(nèi)混合環(huán)板(6)外側(cè)的外混合環(huán)板(7)，內(nèi)混合環(huán)板(6)、外混合環(huán)板(7)側(cè)面各設(shè)有節(jié)流孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的急冷混合箱，其特征在于節(jié)流孔(4)的形狀為圓 形、正方形或長方形，進料環(huán)板(3)的形狀為圓柱體形，進料環(huán)板(3)上入 口(10)的形狀為三角形、長方形或正方體形，均勻布置于進料環(huán)板(3)的側(cè)面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的急冷混合箱，其特征在于進料環(huán)板(3)上入口 (10) 的數(shù)量為4 8個。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的急冷混合箱，其特征在于中心箱體(5)的內(nèi)部設(shè)有 內(nèi)混合環(huán)板(6)和外混合環(huán)板(7)，內(nèi)混合環(huán)板(6)、外混合環(huán)板(7) 均為圓柱形，外混合環(huán)板位于內(nèi)混合環(huán)板(6)的外側(cè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的急冷混合箱，其特征在于內(nèi)混合環(huán)板(6)、外混合 環(huán)板(7)各設(shè)有節(jié)流孔，內(nèi)混合環(huán)板(6)上節(jié)流孔(11)的形狀為三角形、 長方形或正方形，外混合環(huán)板(7)上節(jié)流孔(12)的形狀為三角形、長方形或 正方形，分別均勻布置于內(nèi)混合環(huán)板(6)、外混合環(huán)板(7)的側(cè)面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的急冷混合箱，其特征在于內(nèi)混合環(huán)板(6)、外混合 環(huán)板(7)上節(jié)流孔(11)、節(jié)流孔(12)的數(shù)量都為4 8個。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的急冷混合箱，其特征在于進料環(huán)板(3)上入口 (10) 的開口方向與外混合環(huán)板(7)上節(jié)流孔(12)的開口方向一致，內(nèi)混合環(huán)板(6) 上節(jié)流孔(11)的開口方向與前兩者錯開成20 45。。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的急冷混合箱，其特征在于底板(8)的開孔區(qū)域均 勻開設(shè)圓形篩孔(9)，開孔大小為6 18mm，開孔率為5 40%。
專利摘要本實用新型公開了一種急冷混合箱，包括頂板1、底板8和位于兩者之間的中心箱體5，頂板1上設(shè)有一個節(jié)流孔4，在頂板1的節(jié)流孔4上設(shè)有進料環(huán)板3，進料環(huán)板3頂部安裝有擋液圓板2、側(cè)面設(shè)有入口10；中心箱體5的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)混合環(huán)板6和位于內(nèi)混合環(huán)板6外側(cè)的外混合環(huán)板7，內(nèi)混合環(huán)板6、外混合環(huán)板7側(cè)面各設(shè)有節(jié)流孔。該急冷混合箱具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、占用空間小、氣液相分布均勻、換熱效率高。
文檔編號B01F3/04GK201404777SQ20092008896
公開日2010年2月17日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者龐晶晶, 李保峰, 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