CN206008666U - 管式气液分配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油炼制和化工设备技术领域，涉及一种用于加氢反应器的内构件，具体涉及一种管式气液分配器。本实用新型提供的管式气液分配器，包括主体管、顶帽、溢流孔、孔板和碎流板，主体管的上端设置有气体入口，且主体管的上端与顶帽相连接，主体管的下端与碎流板相连接；在主体管的管壁上设有溢流孔，主体管内部下端设有孔板，且溢流孔和孔板位于顶帽和碎流板之间。本实用新型根据加氢反应器气液分配器的发展趋势，采用尺寸较小的管式气液分配器，结合气液流动特性，开发了顶帽、主体管和碎流板相结合形式，液相多元化进口，同时增加了孔板的混合效应，可以实现气液快速均布，单位面积的布点多，压降较小。

Description

管式气液分配器

技术领域

本实用新型属于石油炼制和化工设备领域，涉及一种用于加氢反应器的内构件，具体而言，涉及一种管式气液分配器。

背景技术

目前，固定床加氢反应器内都采用气液分配盘将气液介质均匀地分配到下方的催化剂床层上。气液分配盘由分配板和设于分配板上的多个气液分配器组成，其中的气液分配器是一个重要构件。在固定床加氢反应器内，气液分配器的气液分配性能直接影响反应物与催化剂接触时间的均匀性，影响催化剂表面被液相润湿的程度。而气液分布不匀会形成偏流和局部短路等现象，最终会影响催化剂床层的温度分布和产品质量。目前加氢技术正向反应器大型化、产品精细化和清洁化的方向发展，同时开发了高级催化剂和催化剂级配技术，因此气液的快速均布的重要性就更加突出。

现有的气液分配器按液相进入气液分配器的方式，可分为三类：溢流型、抽吸型和二者混合型。抽吸型分配器主要是泡帽型结构分配器，依靠气体在泡帽条缝处的抽吸作用，将液体带入中心管，气液在中心管强烈混合。泡帽型分配器主体结构包括同轴设置的泡帽和中心管，部分增加碎流板、容垢结构等部件，一部分采用中心管加卡板的连接结构，一部分采用卡环连接结构。抽吸型气液分配器由于液相流通面积较小，存在分配器压降较大和操作弹性较低等问题。溢流型气液分配器采用主体管结构，主要特点是尺寸小，单位面积等效分配器个数多，压降小，适用于高粘度介质，缺点是对分配盘安装水平度的要求较苛刻。

美国专利US3524731公开了一种长短管气液分配器就属于溢流型分配器；从局部看，气液分配不均匀，但通过整个气液分配盘上多对长短管的组合，气液两相基本上能实现均匀分布。后来工业装置上使用的TECHNIP型、SHELL型分配器都是溢流型分配器，较长短管分配器有较大改进，基本原理一致。在此基础上，中国专利CN200520032630.3公开了一种溢流型分配器，其为V型开口气液分布器，更适于大型加氢反应器内使用；中国专利CN201220737754.1公开了一种溢流型分配器，其为溢流-喷射管型气液分配器，以上这些溢流型结构的气液分配器基本结构和工作原理都相似，只是各自都有自己的优点和使用范围，碎流板和溢流孔等局部结构稍有不同，但都普遍存在着气液分布不够均匀，容易出现中心汇流，单位面积布点少，压降相对较大等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种管式气液分配器，其能够可能克服气液介质汇流的现象，实现气液快速均匀的分布，并且单位面积的布点多，压降小。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种管式气液分配器，包括主体管、顶帽、溢流孔、孔板和碎流板，所述主体管的上端设置有气体入口，且所述主体管的上端与所述顶帽相连接，所述主体管的下端与所述碎流板相连接；

在所述主体管的管壁上设有所述溢流孔，所述主体管内部下端设有所述孔板，且所述溢流孔和孔板位于所述顶帽和碎流板之间。

在本实用新型的可选方案中，还包括溢流槽，所述溢流槽设置在所述溢流孔的上端。

在本实用新型的可选方案中，所述顶帽的水平投影为圆弧形、椭圆弧形、三角形或者梯形。

在本实用新型的可选方案中，还包括上连接腿和下连接腿，所述顶帽通过所述上连接腿与所述主体管连接，所述碎流板通过所述下连接腿与所述主体管连接。

在本实用新型的可选方案中，所述主体管顶端侧壁切槽开口，所述开口为方形，通过切槽留下的部分形成所述上连接腿。

在本实用新型的可选方案中，所述上连接腿为两个，所述下连接腿为三个。

在本实用新型的可选方案中，所述溢流孔设置在所述主体管中部，所述溢流孔包括从上至下依次间隔设置的第一溢流孔、第二溢流孔和第三溢流孔。

在本实用新型的可选方案中，所述第一溢流孔、第二溢流孔和第三溢流孔的孔径逐渐增大；

所述第一溢流孔与第二溢流孔之间呈90度交叉布置或同方向布置；所述第二溢流孔与第三溢流孔之间呈90度交叉布置或同方向布置；所述第三溢流孔与第一溢流孔之间呈90度交叉布置或同方向布置。

在本实用新型的可选方案中，所述孔板与所述主体管一体成型，或者所述孔板单独制作并***至主体管内部与主体管相连接。

进一步地，所述孔板最小直径为所述主体管内径的1/4～2/3。

在本实用新型的可选方案中，所述碎流板为周向和中部均匀地开有多个矩形齿缝的圆形平板。

在本实用新型的可选方案中，所述主体管为圆管，上下敞口，壁厚为2～6mm。

在本实用新型的可选方案中，所述溢流孔为在所述主体管侧壁上开的圆孔。

在本实用新型的可选方案中，所述主体管上下两部分内径相同，下半部分外径小于上半部分外径1～2mm，形成一个环形凸台。

在本实用新型的可选方案中，所述主体管与碎流板、顶帽和孔板的连接方式均为焊接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型根据加氢反应器气液分配器的发展趋势，采用尺寸较小的管式结构，并且结合气液流动特性，采用顶帽、主体管和碎流板相结合的方式，同时增加了孔板的混合效应，实现液相进口多元化，气液介质能够快速均匀的分布，单位面积的布点多，压降小。

2、本实用新型在主体管的上部设置顶帽，中上部设置溢流槽，中部设置三层溢流孔，中下部设置孔板，以及下部设置锯齿多孔型碎流板，其通过完善管式分布器的气液流道结构和布局，保证了气液相介质的均匀分布，大大降低分配器压降，提高操作弹性和使用范围；同时使得高温物料与催化剂均匀接触，降低加氢反应器床层横截面内的温差，提高油品质量，降低生产成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型提供的管式气液分配器主视图的剖视图；

图2是图1中A-A截面示意图；

图3是图1中B-B截面示意图；

图4是图1中C-C截面示意图；

图5是图1中D-D截面示意图；

图6是图1中E-E截面示意图。

附图标记：

1-碎流板； 101-周向矩形齿缝； 102-中部矩形齿缝；

2-顶帽；

3-主体管； 301-下连接腿； 302-上连接腿；

4-溢流槽； 5-溢流孔；

501-第一溢流孔； 502-第二溢流孔； 503-第三溢流孔；

6-孔板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，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实用新型中的具体含义。

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例

图1为本实用新型提供的管式气液分配器主视图的剖视图，图2是图1中A-A截面示意图，图3是图1中B-B截面示意图，图4是图1中C-C截面示意图，图5是图1中D-D截面示意图，图6是图1中E-E截面示意图；如图1至图6所示，本实施例提供一种管式气液分配器，包括主体管3、顶帽2、溢流孔5、孔板6和碎流板1，还包括溢流槽4；其中，主体管3的上端设置有气体入口，且主体管3的上端与顶帽2相连接，主体管3的下端与碎流板1相连接；在主体管3的管壁上设有溢流孔5，主体管3内部下端设有孔板6，且溢流孔5和孔板6位于顶帽2和碎流板1之间，溢流槽4设置在溢流孔5的上端。本实施例中，顶部切槽开口，作为气体入口。

本实施例提供的管式气液分配器具备溢流型气液分配器的结构特点和工作特性，主体管3上部由顶帽2遮挡，顶部侧壁切槽开口，中上部切槽为溢流槽4，中部设置溢流孔5，中下部设置孔板6，下端与碎流板1连接，结构设计合理，降低了分配器压降，提了高操作弹性和使用范围，保证了气液物流的均布，使高温物料与催化剂均匀接触，降低加氢反应器床层横截面内的温差，提高油品质量，降低生产成本。

本实施例中，顶帽2为弧形顶帽2，或者为锥形等其他形状的顶帽2，其特殊形状的设计是为了形成一定的倾斜角度，便于液体快速落下，而不会顺着顶帽2下表面流到主体管3内部。顶帽2通过主体管3切槽剩余的上连接腿302与主体管3上端连接在一起。弧形顶帽2的主要作用就是防止液体从上面进入主体管3，提高溢流式气液分配器均匀分配的能力，防止上部流体对不均匀度造成的影响。

主体管3为圆管，主体管3上下敞口，壁厚2～6mm。主体管3顶端侧壁开口由切槽形成，其基本形状为方形，留下的管壁作为与顶帽2相连接的上连接腿302。主体管3顶端开口主要是气相物流的通道，通常不会有液相物流进入。

本实施例中，上部主体管3通过切割留下一部分作为上连接腿302，宽度一般为4-20mm，数量为两个，相对布置，与第三溢流孔503的方位一致；顶端侧壁开口的基本形状为方形，主体管3通过切割后的切口部位，一般为两个，相对布置，与第一溢流孔501和第二溢流孔502的方位一致。

为了安装方便，主体管3上下两部分内径相同，下半部分外径小于上半部分外径1～2mm，形成一个环形凸台。主体管3下部分外径的具体尺寸根据主体管3壁厚确定。而溢流式分配器对安装要求较高，安装时必须保证凸台的加工精度和水平度，凸台结构一方面可以使分配器准确定位，另一方面制造安装十分方便。由于管式气液分配器结构简单，可靠性性高，检修时基本不需要更换，因此也可以不增设凸台，在保证精度的情况下，直接将分配器焊接在分配盘上，也可以采用其他的固定方式。

溢流槽4位于主体管3的中上部，由主体管3通过切槽获得，主要是为了气液分配器的操作弹性，液量较大时或者溢流孔5出现堵塞的情况下，部分液相物流会从溢流槽4进入，而不会出现漫管现象，在一定程度上保证分配器不会完全失去作用，延长使用周期。

溢流孔5设置在主体管3中部，其为主体管3侧壁开的圆孔，本实施例中设置三层溢流孔5，即从上至下依次间隔设置的第一溢流孔501、第二溢流孔502和第三溢流孔503。其中，第二溢流孔502和第三溢流孔503是主要的液相物流通道，而第一溢流孔501主要起的是辅助作用，保证其他溢流孔5或者溢流槽4堵塞的情况下，不至于造成气液分配器的失效。正常工作时，第一溢流孔501还是以进气相物流为主。

第一溢流孔501、第二溢流孔502和第三溢流孔503结构一般相似，尺寸稍有差异，上面的孔径一般小于下面的孔径；上下安装可以呈90度交叉布置，也可以同方向布置，优选90度交叉布置。

孔板6位于主体管3中下部，由于主体管3的溢流孔5进来的液体会出现大量的壁流现象，需要通过孔板6的文丘里效应强化气液间混合，减小液相壁流效应，实现气液的均匀分布。

孔板6与主体管3一体成型，或者孔板6单独制作并***至主体管3内部与主体管3相连接。孔板6最小直径处的直径一般为主体管3内径的1/4～2/3。

碎流板1为周边和中心均匀地开有矩形齿缝的圆形平板，包括周向矩形齿缝101和中部矩形齿缝102。齿缝数量和布局根据工艺需要确定，其底板厚度等同于主体管3下半部分厚度(2～4mm)，也可以稍有差别；碎流板1齿缝主要是为了强化气液混合和均布。

本实施例中，设有三个下连接腿301，下连接腿301为主体管3下端通过切割留下的部分，三个下连接腿301在四周与碎流板1相连，选用三个连接腿对气液物流的阻挡相对较小，更容易实现气液的均匀分布。

本实施例中，主体管3与碎流板1、顶帽2和孔板6之间采用全部采用焊接结构，从而可使气液得到更好地扩散和混合，迅速的均布于整个反应器截面，同时压降较小。

本实用新型的工作原理为：正常工作时，气液相混合物流从反应器上部下来，液体主要经第二溢流孔502和第三溢流孔503进入主体管3，液量较大时，部分液体会从第一溢流孔501和溢流槽4进入主体管3，气体主要从主体管3上部经顶帽2折流后直接进入主体管3，气液物流在主体管3内部冲击碰撞混合流下，经主体管3下部的孔板6混合后，与碎流板1碰撞，带齿缝的碎流板1使气液物流均匀分配到催化剂床层。

实际应用中，分配塔盘上根据工艺需要设有一定数量的溢流型管式气液分配器，将气相物流均匀的分配在催化剂床层上。本实用新型提供的管式气液分配器结构简单，稳定性好，安装方便，气液分配特性好，压降小，在石油炼制和化工固定床加氢领域应用价值明显。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种管式气液分配器，其特征在于,包括主体管、顶帽、溢流孔、孔板和碎流板，所述主体管的上端设置有气体入口，且所述主体管的上端与所述顶帽相连接，所述主体管的下端与所述碎流板相连接；

在所述主体管的管壁上设有所述溢流孔，所述主体管内部下端设有所述孔板，且所述溢流孔和孔板位于所述顶帽和碎流板之间。

2.根据权利要求1所述的管式气液分配器，其特征在于，还包括溢流槽，所述溢流槽设置在所述溢流孔的上端。

3.根据权利要求1所述的管式气液分配器，其特征在于，所述顶帽的水平投影为圆弧形、椭圆弧形、三角形或者梯形。

4.根据权利要求1所述的管式气液分配器，其特征在于，还包括上连接腿和下连接腿，所述顶帽通过所述上连接腿与所述主体管连接，所述碎流板通过所述下连接腿与所述主体管连接。

5.根据权利要求4所述的管式气液分配器，其特征在于，所述主体管顶端侧壁切槽开口，所述开口为方形，通过切槽留下的部分形成所述上连接腿。

6.根据权利要求4所述的管式气液分配器，其特征在于，所述上连接腿为两个，所述下连接腿为三个。

7.根据权利要求1所述的管式气液分配器，其特征在于，所述溢流孔设置在所述主体管中部，所述溢流孔包括从上至下依次间隔设置的第一溢流孔、第二溢流孔和第三溢流孔。

8.根据权利要求7所述的管式气液分配器，其特征在于，所述第一溢流孔、第二溢流孔和第三溢流孔的孔径逐渐增大；

所述第一溢流孔与第二溢流孔之间呈90度交叉布置或同方向布置；所述第二溢流孔与第三溢流孔之间呈90度交叉布置或同方向布置；所述第三溢流孔与第一溢流孔之间呈90度交叉布置或同方向布置。

9.根据权利要求1所述的管式气液分配器，其特征在于，所述孔板与所述主体管一体成型，或者所述孔板单独制作并***至主体管内部与主体管相连接。

10.根据权利要求1～9任一项所述的管式气液分配器，其特征在于，所述碎流板为周向和中部均匀地开有多个矩形齿缝的圆形平板。