CN203389620U - 一种抽吸溢流组合型气液分配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抽吸溢流组合型气液分配器，以解决现有技术中分配器上部分区域堆积有固体杂质后，泡帽下部堵塞，导致气液混合物流进入泡帽量减小甚至无法进入的问题。其由溢流管(6)、泡帽(3)、降液管(2)和碎流板(1)组成，溢流管(6)设有入口(62)和出口(63)，泡帽(3)的底部设有齿缝(32)，泡帽(3)与溢流管(6)连接；降液管(2)设有降液段(21)和底部出口段(22)，降液管(2)与泡帽(3)通过连接板(4)和紧固件(5)固定连接，降液管(2)下部设置有碎流板(1)，碎流板(1)包括中心板(11)和连接环(12)，中心板(11)设有碎流孔(13)。本实用新型主要用于石油炼制与化工行业中的固定床反应器。

Description

一种抽吸溢流组合型气液分配器

技术领域

本实用新型属于石油化工领域，涉及一种固定床反应器中所用的一种抽吸溢流组合型气液分配器。

背景技术

在加氢精制、加氢裂化等工艺中，反应器内构件在使反应物与催化剂充分接触上起重要作用。其中气液分配器通常安装在催化剂床层的入口处，是实现加氢反应器内物流均匀分配的关键内构件。气液混合物流在催化剂床层上的不良分布会导致沟流甚至短路，降低催化剂利用率，造成床层局部过热和结焦从而引起催化剂过早失活。实践表明，通过装设新型内构件，能够改善反应器内物流的分布。国内外现有的气液分配器有多种结构，从它对物流的作用可分为溢流型、抽吸型和两者的混合型。

典型的溢流型气液分配器如美国专利US3524731，其公开了一种溢流型气液分配器，该溢流型气液分配器包括长短管分配器，当长短管分配器的分配盘上液面的高度超过短管的高度时，液相就溢流进床层，而气相以不同的路线经长管进入床层。从溢流型气液分配器的结构和工作过程分析，其主要特点是结构比较简单，压力降小，适合高粘度介质。但是当液相流出主体管时，液滴较大，甚至有中心汇流现象，操作弹性也较小，对安装水平度的要求较苛刻。

目前国内通常采用抽吸型气液分配器，如美国专利US3218249，该技术公开的气液分配器的显著特点是在主体管上方设有泡帽等部件，在泡帽下部开设有多条平行于轴线产生抽吸作用的齿缝。当分配盘上的液面高于泡帽下缘时，气相通过齿缝后在泡帽和主体管之间的环形空间内产生强烈的抽吸力，使液相被抽吸并破碎成小液滴并为气相所携带而进、出主体管。抽吸型分配器的整体配合分配性能较好，但在工业应用检修时经常会发现分配器上部分区域堆积有固体杂质，将泡帽下部堵塞，导致物流进入泡帽底部空间变小、分布不均而偏流。

中国专利CN2757911Y公开了一种抽吸分流型气液分配器，该气液分配器是由泡帽、中心管、分流管和法兰板构成，其中泡帽为底部均布条缝的圆筒，分流管顶部开有矩形条缝，分流管底部与中心管顶部支耳焊接，中心管底部与法兰板焊接，泡帽通过泡帽固定爪固定于中心管顶部支耳上。其主要特征在于该抽吸分流型气液分配器在传统的抽吸型气液分配器结构的基础上增设了分流管，在降低抽吸型气液分配器的压降、改进气液分配效果方面有一定的作用。但该分配器对气液混合物流的分散面积较小，仍然无法完全克服中心汇流现象。

实用新型内容

本实用新型是针对现有抽吸型分配器对含杂质或易结焦的成分较多的原料进行分配时易堵塞的现象等缺点而提供一种抽吸溢流组合型气液分配器。使用本实用新型，可将抽吸型和溢流型气液分配器的优点集中在一起，且具有容垢空间大、分配性能好、操作弹性大等优点，还能在一定程度上延长反应器的运行周期。

本实用新型提供一种抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：该抽吸溢流组合型气液分配器由溢流管、泡帽、降液管和碎流板组成，溢流管上设有入口和出口，泡帽为圆筒型，降液管由降液段和底部出口段组成，其中溢流管与泡帽连接，泡帽和降液管通过连接板和紧固件固定连接，降液管的下部安装有碎流板，碎流板包括中心板和连接环，中心板上设有碎流孔。

本实用新型进一步技术特征在于：所述泡帽为底部均匀布置齿缝的圆筒，齿缝的形状选自三角形、梯形、矩形、螺旋形和半圆形中的一种或其结合形，溢流管与泡帽连接。

本实用新型进一步技术特征在于：所述溢流管是一个顶部直径等于或小于底部直径的圆筒。

本实用新型进一步技术特征在于：所述溢流管顶端安装有盖板，其中盖板的形状可为平板形状、圆锥面形状或圆弧面形状。

本实用新型进一步技术特征在于：所述溢流管的入口设置为2～8个，沿轴线方向分布，其形状选自三角形、梯形、矩形、圆形和它们结合中的一种或多种。

本实用新型进一步技术特征在于：所述泡帽包括顶板，顶板的形状为平板形状、圆锥面形状或圆弧面形状，优选圆锥面形状。

本实用新型进一步技术特征在于：所述降液管的降液段和底部出口段可拆卸连接。

本实用新型进一步技术特征在于：所述降液管的降液段为圆筒形，底部出口段表面为圆筒形，内腔自上而下由倒置截头圆锥形、圆柱形和截头圆锥形三部分形体组合构成。

本实用新型进一步技术特征在于：所述碎流孔的形状可以为圆形、三角形、矩形、半圆形、梯形和两端为半圆形且中间为矩形的异形中的一种或多种。

本实用新型进一步技术特征在于：所述碎流孔的截面积从所述中心板的顶部到底部的方向逐渐变大。

本实用新型进一步技术特征在于：所述连接板包括垂直板和筋板，垂直板与降液管的降液段固定连接，筋板与泡帽顶部固定连接。

本实用新型进一步技术特征在于：所述连接板的数目为3～4个。

本实用新型主要用于石油炼制与化工行业中的固定床反应器，适用于原料中杂质含量较高或某些易结焦的成分较多的场合。

本实用新型与现有技术相比具有如下的有益效果：(1)在溢流管上设有入口，一方面使一部分气相直接进入溢流管，减少了气相携带液相进入降液管造成的压降，另一方面，当固体杂质堵塞泡帽下部时，液相可从溢流管入口的下部溢流进入溢流管，而气相则从溢流管入口的上部进入溢流管，从而实现气液两相的混合分配。所以，本实用新型的气液分配器将抽吸型和溢流型气液分配器的优点集为一体，具有压降小、操作弹性大的特点。(2)降液管底部出口段的内腔自上而下由倒置截头圆锥形、圆柱形和截头圆锥形三部分形体组合构成，从而使气液混合物流在底部出口段处产生收缩混合效应，同时气液混合物流喷射在碎流板上有利于物流的雾化和均匀分布。

下面用附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细说明，但并不限制本实用新型的范围。

附图说明

图1是本实用新型一种抽吸溢流组合型气液分配器的结构示意图。

图2是本实用新型图1所示气液分配器中连接板的结构示意图。

图3是图1所示气液分配器中降液管底部出口段的结构示意图。

图4是图1所示气液分配器中的中心板结构示意图。

图1、图2、图3和图4中，相同附图标记表示相同的技术特征。

图中所示附图标记为：

1-碎流板，2-降液管，3-泡帽，4-连接板，5-紧固件，6-溢流管，7-塔盘板，11-中心板，12-连接环，21-降液段，22-底部出口段，31-顶板，32-齿缝，41-垂直板，42-筋板，61-盖板，62-入口，63-出口。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种抽吸溢流组合型气液分配器(简称为分配器)，同轴设有溢流管6、泡帽3、降液管2和碎流板1。溢流管6设有盖板61、入口62和出口63。盖板61为不开孔的实心板，其作用是防止自上而下流动的气液两相直接进入溢流管6内，盖板61的形状可以为平板形状、圆锥面形状或圆弧面形状，一般是焊接于溢流管6的顶端。图1所示盖板61的形状为圆锥面形状，这样的形状是为了强化对气液的缓冲作用，使得分配盘上的液面保持平稳。泡帽3为底部均布齿缝32的圆筒，与降液管2之间形成环形空间。降液管2由降液段21和底部出口段22组成，降液管2通过连接板4和紧固件5与泡帽3固定连接。底部出口段22处设置有碎流板1，碎流板1包括中心板11和连接环12，中心板11上设有碎流孔13，中心板1通过连接环12固定在降液管2的底部出口段22上(优选螺纹连接)。

参见图1，泡帽3包括顶板31，顶板31的形状为平板形状、圆锥面形状或圆弧面形状，优选圆锥面形状，这样可以防止从上而下的液相在顶板31上累积后直接通过入口62进入溢流管6。泡帽3下部均匀设置有齿缝32，其形状选自三角形、梯形、矩形、螺旋形和半圆形中的一种或其结合形，图1中所示齿缝32的形状为三角形形状。

连接板4可以将泡帽3固定在降液管2上方。参见图1和图2，本实用新型的优选方案是：连接板4包括垂直板41和筋板42，垂直板41与降液管2的降液段21固定连接(例如采用焊接等方法)，筋板42与顶板31固定连接。优选地，连接板4的数目为3～4个，在顶板31和筋板42上设安装孔，紧固件5穿过顶板31和筋板42上的安装孔进行紧固，紧固件5可以是螺栓螺母和卡子等常用的紧固件。

参见图1和图3，降液管2由降液段21和底部出口段22组成，降液段21和底部出口段22可拆卸连接(优选螺纹连接)。降液管2的降液段21为圆筒形。降液管2的底部出口段22表面为圆筒形，内腔自上而下由倒置截头圆锥形、圆柱形和截头圆锥形三部分形体组合构成，可以使气液混合物流在底部出口段22处产生文丘里效应，从而强化气液两相的混合效果，同时可提高气液混合物流的速度，使其喷射到碎流板1上。

参见图4，碎流板1包括中心板11和连接环12。碎流板1的中心板11上分布有碎流孔13，其形状可以为圆形、三角形、矩形、半圆形、梯形和两端为半圆形且中间为矩形的异形中的一种或多种。碎流孔13的截面面积从所述中心板11的顶部到底部的方向逐渐变大，可以高度雾化从降液管2底部出口段22喷射出来的物流，并扩大雾化后的小液滴的分散面积，从而提高气液两相的混合分布效果。

参见图1，本抽吸溢流组合型气液分配器在使用时，将底部出口段22置于塔盘板7上的开孔内，依靠降液段21和连接环12定位并固定于塔盘板7上。塔盘板7上按要求安装多个气液分配器，即组成气液分配盘。

下面以图1所示的抽吸溢流组合型气液分配器为例说明本实用新型的工作原理。气相分成两路进入分配器：一部分气相由溢流管6的入口62进入溢流管6，另一部分气相抽吸携带液相经过泡帽3的齿缝32的破碎后从泡帽3与降液管2之间的环形空间进入降液管2，因从入口62进入的气相与从环形空间进入的气液混合物流的流动方向基本垂直，高速的气相对气液混合物流产生剪切力，从而能够达到更好的混合效果。气液混合物流在降液段21内初步混合后到达底部出口段22，由于流道的突然变化气液混合物流的流速增加，并溅射到中心板11上，在中心板11的作用下得到进一步的破碎雾化和分散后分布到下方的催化剂床层顶部，以进行催化加氢反应。

在传统的安装抽吸型气液分配器的反应器中，当原料中杂质含量较高或某些易结焦的成分较多时，经过一段运行时间后，泡帽3和主体管之间的环形空间会减小甚至堵死，导致装置被迫停工。但对于本实用新型，当气相无法抽吸携带液相进入降液管2时，液相可从溢流管6入口62的下部溢流进入溢流管6，而气相从溢流管6入口62的上部进入溢流管6，从而在提高气液两相混合分配效果的同时，又延长了装置的操作周期。

Claims (13)

1.一种抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：该气液分配器由溢流管(6)、泡帽(3)、降液管(2)和碎流板(1)组成，溢流管(6)设有入口(62)和出口(63)，泡帽(3)为圆筒型，降液管(2)由降液段(21)和底部出口段(22)组成，其中溢流管(6)与泡帽(3)连接，泡帽(3)和降液管(2)通过连接板(4)和紧固件(5)固定连接，降液管(2)的下部设置有碎流板(1)，碎流板(1)包括中心板(11)和连接环(12)，中心板(11)上设有碎流孔(13)。 

2.根据权利要求1所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述泡帽(3)为底部均匀布置有多个齿缝(32)的圆筒，溢流管(6)与泡帽(3)焊接，其中齿缝(32)的形状为三角形、梯形、矩形、螺旋形和半圆形中的一种或其结合形。 

3.根据权利要求1所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：溢流管(6)是一个顶部直径等于或小于底部直径的圆筒。 

4.根据权利要求1或3所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述溢流管(6)顶端安装有盖板(61)，其中盖板(61)为平板形状、圆锥面形状或圆弧面形状。 

5.根据权利要求1或3所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：在所述溢流管(6)的轴线方向分布2～8个入口(62)。 

6.根据权利要求5所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述入口(62)的形状为三角形、梯形、矩形、圆形和它们结合中的一种以上。 

7.根据权利要求1所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述泡帽(3)包括顶板(31)，顶板(31)的形状为平板形状、圆锥面形状或圆弧面形状。 

8.根据权利要求1所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述降液管(2)的降液段(21)和底部出口段(22)可拆卸连接。 

9.根据权利要求8所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述降液管(2)的降液段(21)为圆筒形；底部出口段(22)表面为圆筒形，内腔自上而下由倒置截头圆锥形、圆柱形和截头圆锥形三部分形体组合构成。 

10.根据权利要求1所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所 述碎流孔(13)的形状为圆形、三角形、矩形、半圆形和梯形中的一种以上。 

11.根据权利要求1或10所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述碎流孔(13)的截面积从所述中心板(1)的顶部到底部的方向逐渐变大。 

12.根据权利要求1所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述连接板(4)包括垂直板(41)和筋板(42)，垂直板(41)与降液管(2)的降液段(21)固定连接，筋板(42)与泡帽(3)顶部固定连接。 

13.根据权利要求12所述的抽吸溢流组合型气液分配器，其特征在于：所述连接板(4)的数目为3～4个。 

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