CN105435718B - 混合*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及下流式固定床形加氢催化反应技术领域，尤其是涉及一种混合***，包括：外壳、上催化剂层、下催化剂层以及加氢管；上催化剂层与下催化剂层由上至下间隔地设置在外壳内，且上催化剂层与下催化剂层之间形成混合腔；加氢管的一端设置在混合腔内；加氢管的侧壁上设置有多个出气孔。本发明提供的混合***，在加氢管上设置多个出气孔，冷氢气从多个出气孔内流至混合腔，反应流体流至混合腔内时，可与冷氢气充分混合，加氢管在通入冷氢气的同时可使反应流体与冷氢气充分混合，减少了混合腔的空间，提高了反应***的空间利用率。

Description

混合***

技术领域

本发明涉及下流式固定床形加氢催化反应技术领域，尤其是涉及一种混合***。

背景技术

加氢反应，是指氢与其他化合物相互作用的反应过程，通常是在催化剂存在下进行的。加氢反应是可逆、放热和分子数减少的反应，根据吕·查德里原理，低温、高压有利于化学平衡向加氢反应方向移动。加氢过程所需的温度决定于所用催化剂的活性，活性高者温度可较低。加氢过程在石油炼制工业中，除用于加氢裂化外，还广泛用于加氢精制，以脱除油品中存在的含氧、硫、氮等杂质，并使烯烃全部饱和、芳烃部分饱和，以提高油品的质量。现有技术中是通过加氢混合***完成以上过程。

现有技术中的混合***包括外壳、加氢管、混合箱以及多孔板。外壳呈圆柱形，上端设置有进料口，下端设置有出料口。外壳内由上至下间隔设置有多个催化剂层，每两个催化剂层形成混合腔。混合箱设置在混合腔内，混合箱的上端和下端均设置有多个通孔。加氢管设置在混合箱上，多孔板设置在混合箱下。反应流体从进料口进入外壳内，由上至下流动，加氢管向混合腔内释放冷氢气。当反应流体流至混合腔内，反应流体与冷氢气混合形成混合流体并继续向下流动进入混合箱内充分混合，继续流经多孔板进入下一层催化剂层，并最终从出料口流出。

但是，现有技术中的混合***需要混合箱使反应流体与氢气混合，而混合箱增加了外壳内混合腔的高度，降低了外壳的空间利用率。因此，现有技术中的混合***空间利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供混合***，以解决现有技术中存在的混合***空间利用率较低的技术问题。

本发明提供的混合***，包括：外壳、上催化剂层、下催化剂层以及加氢管；上催化剂层与下催化剂层由上至下间隔地设置在外壳内，且上催化剂层与下催化剂层之间形成混合腔；加氢管的一端设置在混合腔内；加氢管的侧壁上设置有多个出气孔。

进一步地，加氢管包括出氢管和进氢管；出氢管呈环形，并位于在混合腔内；出氢管上设置有通气孔；出氢管的侧壁上，沿出氢管轴线延伸的方向，依次间隔地设置有多个出气孔；进氢管两端开口，进氢管的一端设置在外壳外，另一端与通气孔连通。

进一步地，出氢管的侧壁上，沿其侧壁周面延伸的方向，依次间隔的设置有多个出气孔。

进一步地，每个出气孔上均设置有一个喷氢管；每个喷氢管均一端开口；每个喷氢管的开口端均与一个出气孔连通；喷氢管的管壁上设置有切口。

进一步地，切口开口深度为喷氢管直径的四分之一至二分之一。

进一步地，出氢管为多个；多个出氢管同心圆设置，且每个出氢管均与进氢管连通。

进一步地，还包括多孔板；多孔板设置在混合腔内，且位于出氢管下方；多孔板上设置有多个通孔。

进一步地，多孔板包括多个子板；多个子板拼接成多孔板；每个子板上均设置有通孔。

进一步地，还包括多个导流板；多个导流板依次间隔地设置在下催化剂层上表面。

进一步地，上催化剂层与下催化剂层均包括催化剂、上支撑架和下支撑架；上支撑架和下支撑架由上至下间隔地，设置在外壳内；催化剂设置在上支撑架与下支撑架之间。

本发明提供的混合***，反应流体在重力的作用下在外壳内由上至下流动，加氢管内加入冷氢气，冷氢气通过加氢管上的出气孔通入至混合腔内，当反应流体从上层催化剂流动至混合腔内，反应流体与冷氢气混合，混合气体向下流动至下层催化剂层。

本发明提供的混合***，在加氢管上设置多个出气孔，冷氢气从多个出气孔内流至混合腔，反应流体流至混合腔内时，可与冷氢气充分混合，加氢管在通入冷氢气的同时可使反应流体与冷氢气充分混合，减少了混合腔的空间，提高了反应***的空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的混合***的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的混合***中加氢管的结构示意图；

图3为本发明另一提供的混合***中加氢管的结构示意图。

附图标记：

1-外壳； 2-上催化剂层； 3-加氢管；

4-多孔板； 5-导流板； 6-下催化剂层；

31-进氢管； 32-出氢管； 33-喷氢管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的混合***的结构示意图；如图1所示，本实施例提供的混合***，包括：外壳1、上催化剂层2、下催化剂层6以及加氢管3；上催化剂层2与下催化剂层6由上至下间隔地设置在外壳1内，且上催化剂层2与下催化剂层6之间形成混合腔；加氢管3的一端设置在混合腔内；加氢管3的侧壁上设置有多个出气孔。

其中，外壳1的形状可以为多种，例如：圆柱形、方形或者不规则形状等等。当外壳1为圆柱形时，其高度可为3-20米，直径可为1-10米。

上催化剂层2和下催化剂层6可以为多个。多个上催化剂层2和多个下催化剂层6由上至下依次间隔地设置在外壳1内。

本实施例提供的混合***，反应流体在重力的作用下在外壳1内由上至下流动，加氢管3内加入冷氢气，冷氢气通过加氢管3上的出气孔通入至混合腔内，当反应流体从上层催化剂流动至混合腔内，反应流体与冷氢气混合，混合气体向下流动至下层催化剂层。

本实施例提供的混合***，在加氢管3上设置多个出气孔，冷氢气从多个出气孔内流至混合腔，反应流体流至混合腔内时，可与冷氢气充分混合，加氢管3在通入冷氢气的同时可使反应流体与冷氢气充分混合，减少了混合腔的空间，提高了反应***的空间利用率。

图2为本发明实施例提供的混合***中加氢管的结构示意图；如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，加氢管3包括出氢管32和进氢管31；出氢管32呈环形，并位于在混合腔内；出氢管32上设置有通气孔；出氢管32的侧壁上，沿出氢管32轴线延伸的方向，依次间隔地设置有多个出气孔；进氢管31两端开口，进氢管31的一端设置在外壳1外，另一端与通气孔连通。

使用者对进氢管31在外壳1外的一端通入冷氢气，冷氢气经过进氢管31的另一端进入出氢管32，并通过多个出气孔流入至混合腔内，反应流体与冷氢气进行混合。

本实施例中，将出氢管32设置为环形，并沿出氢管32轴线延伸的方向，依次间隔地设置有多个出气孔，使冷氢气在混合腔内分布均匀，从而使冷氢气与反应流体充分混合，提高了混合效果。

图3为本发明另一提供的混合***中加氢管的结构示意图，如图1和图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，出氢管32的侧壁上，沿其侧壁周面延伸的方向，依次间隔的设置有多个出气孔。

其中，在出氢管32侧壁上，沿其侧壁周面延伸的方向，可以依次间隔的设置有四个出气孔。四个出气孔分别将出氢管32内的冷氢气向上下左右四个方向喷出，增加了冷氢气与混合流体的接触面积，使混合更充分。

本实施例中，在出氢管32周面延伸的方向依次间隔地设置有多个出气孔，从而使得出氢管32内的氢气从不同方向的出氢孔内流出，使得出氢管32周围均有冷氢气，从而使反应流体与冷氢气更好地进行混合。

如图2和图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，每个出气孔上均设置有一个喷氢管33；每个喷氢管33均一端开口；每个喷氢管33的开口端均与一个出气孔连通；喷氢管33的管壁上设置有切口。

其中，喷氢管33的截面形状可以为多种，例如：圆形、方形或者不规则形状等等。当喷氢管33的截面形状为圆形时，其厚度可为1-5mm。

出氢管32内的冷氢气通过出气孔进入至喷氢管33，并从喷氢管33的开口处进入至混合腔内。本实施例中，冷氢气从每个喷氢管33的开口处进入至混合腔内，从而使得从开口处流出的冷氢气形成环形，使得冷氢气形成旋流，进一步地提高了混合效果。

如图2和图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，切口开口深度为喷氢管33直径的四分之一至二分之一。

本实施例中，经实验证明，当切口开口深度为喷氢管33直径的四分之一至二分之一时，反应流体与冷氢气的混合效果最佳。

如图2和图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，出氢管32为多个；多个出氢管32同心圆设置，且每个出氢管32均与进氢管31连通。

本实施例中，将多个出氢管32同心圆设置，增加了出氢孔的数量，并同时增加了进入混合腔内的冷氢气，满足使用者对不同量的冷氢气的使用。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，还包括多孔板4；多孔板4设置在混合腔内，且位于出氢管32下方；多孔板4上设置有多个通孔。

其中，通孔的形状可以为多种，例如：圆形、方形或者椭圆形等等。当通孔为圆形时，其直径可为5-10mm。多孔板4的厚度可为10-30mm。

反应流体与冷氢气的混合流体向下流动至多孔板4处，并在多个通孔处放生激烈碰撞进一步混合。

本实施例中，在出氢管32的下方设置多孔板4，可使反应流体与冷氢气在多孔板4的通孔处发生碰撞，提高混合效果。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，多孔板4包括多个子板；多个子板拼接成多孔板4；每个子板上均设置有通孔。

其中，多个子板的连接方式可以为多种，例如：螺接或者粘接等等。

本实施例中，将多孔板4设置为多个子板，在使用者检修多孔板4时，方便对其进行安装和拆卸。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，还包括多个导流板5；多个导流板5依次间隔地设置在下催化剂层6上表面。

混合流体通过多孔板4向下流动，经过导流板5，多个导流板5将混合流体形成多个均匀的气流，并进入至下催化剂层6。

本实施例中，在下催化剂层6上表面设置多个导流板5，多个导流板5将混合流体分成多个均匀的气流，并进入至下催化剂层6，使得混合流体与催化剂充分接触，并充分反应。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，上催化剂层2与下催化剂层6均包括催化剂、上支撑架和下支撑架；上支撑架和下支撑架由上至下间隔地，设置在外壳1内；催化剂设置在上支撑架与下支撑架之间。

其中，上支撑架和下支撑架的结构形式可以为多种，例如，上支撑架和下支撑架均包括上筛网和下筛网，在上筛网与下筛网之间设置支撑梁。

本实施例中，将上催化剂层2与下催化剂层6设置为上支撑架和下支撑架，在上支撑架和下支撑架之间设置催化剂，结构简单，方便使用。

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。

Claims (8)

1.一种混合***，其特征在于，包括：外壳、上催化剂层、下催化剂层以及加氢管；

所述上催化剂层与所述下催化剂层由上至下间隔地设置在所述外壳内，且所述上催化剂层与所述下催化剂层之间形成混合腔；所述加氢管的一端设置在所述混合腔内；所述加氢管的侧壁上设置有多个出气孔；

所述加氢管包括出氢管和进氢管；

所述出氢管呈环形，并位于所述混合腔内；所述出氢管上设置有通气孔；所述出氢管的侧壁上，沿所述出氢管轴线延伸的方向，依次间隔地设置有多个所述出气孔；所述进氢管两端开口，所述进氢管的一端设置在所述外壳外，另一端与所述通气孔连通；

还包括多孔板；

所述多孔板设置在所述混合腔内，且位于所述出氢管下方；所述多孔板上设置有多个通孔。

2.根据权利要求1所述的混合***，其特征在于，所述出氢管的侧壁上，沿其侧壁周面延伸的方向，依次间隔的设置有多个所述出气孔。

3.根据权利要求2所述的混合***，其特征在于，每个所述出气孔上均设置有一个喷氢管；

每个所述喷氢管均一端开口；每个所述喷氢管的开口端均与一个所述出气孔连通；所述喷氢管的管壁上设置有切口。

4.根据权利要求3所述的混合***，其特征在于，所述切口开口深度为所述喷氢管直径的四分之一至二分之一。

5.根据权利要求3所述的混合***，其特征在于，所述出氢管为多个；

多个所述出氢管同心圆设置，且每个所述出氢管均与所述进氢管连通。

6.根据权利要求1所述的混合***，其特征在于，所述多孔板包括多个子板；

多个所述子板拼接成所述多孔板；每个所述子板上均设置有所述通孔。

7.根据权利要求1所述的混合***，其特征在于，还包括多个导流板；

多个所述导流板依次间隔地设置在所述下催化剂层上表面。

8.根据权利要求1-5任一项所述的混合***，其特征在于，所述上催化剂层与所述下催化剂层均包括催化剂、上支撑架和下支撑架；

所述上支撑架和所述下支撑架由上至下间隔地设置在所述外壳内；所述催化剂设置在所述上支撑架与所述下支撑架之间。