滴流床反應器的氣液分布器的製作方法

2023-04-25 22:51:11 1

專利名稱：滴流床反應器的氣液分布器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種滴流床反應器的氣液分布器。
背景技術：
滴流床反應器是主要的幾種反應器之一，由於其既具有結構簡單、設備投資低的優點， 又具有操作方便、操作彈性大的特點。因此，滴流床反應器在煉油、化工領域有廣泛的應 用。特別是在油品加氫裂化、烴類加氫精制等領域，滴流床是最基本的反應器之一。滴流 床反應器的特徵之一是反應器內氣體和液體並流通過催化劑床層，其中液體是以滴流方式 流經催化劑床層，而氣體則是以連續流動的方式通過。因此，液體能否在反應器內形成滴 流、氣體分布是否均勻是滴流床反應器設計好壞的主要影響因素。隨著裝置規模的擴大， 反應器的直徑在不斷加大，氣液分布越來越重要。氣液分布的不均勻會嚴重影響反應器操 作性能，直接影響滴流床反應器的效率，同時還會造成床層中溫度分布不均勻，破壞催化 劑穩定性。對滴流床反應器中氣液分布均勻性的研究有很多，最早從上世記30年代開始。研究主要集中在兩個方面 一方面是開發流體均勻分布的裝置，另外一個方面是研究流體在催 化劑床層中的規律，從理論上提高滴流床的設計水平。文獻US4708852介紹了一種滴流床均勻流體分布的構件。此構件採用開孔波紋板的結 構，在波谷內保持一定的液位，谷底、谷坡、峰頂都開孔，液體從谷底的孔以及處於液面 下的谷坡上的孔穿出，形成橫向流，而氣體則從峰頂和處於液面之上的谷坡上的孔穿過。 氣體與液體在波紋板下方接觸，提高氣液分布均勻性。此構件能夠提高氣液在不同角度的 分布均勻性，但谷中的液位不能控制，如果初始氣體或液體分布不均勻，則此構件難於形 成均勻的谷內液位，達不到均勻分布的目的。另外，目前國內現行應用較廣的滴流床反應器內部流體分布結構較簡單，主要是採用 多立管式分配盤。立管上在不同截面位置開孔，立管頂部設置帽罩。氣體從帽罩底部通過 立管進入催化劑床層，而液體則通過立管上開的孔進入立管內，進而進入催化劑床層。此 種結構簡單，但由於液體與氣體僅具有軸向流動分布，難於形成均勻的氣液分布。上述文獻所述的滴流床氣液分布器要求有一個比較好的氣液初始分布，這在大型反應 器內難於達到。同時，氣液僅在同向混合分布，不能形成氣液混向流動，無法達到均勻氣 液的目的。發明內容本發明所要解決的技術問題是以往技術中滴流床反應器的氣液分布不均勻，導致催化 劑床層內流體分布不均勻，滴流效果不佳以及催化反應效率不好的問題，提供一種新的滴 流床反應器氣液分布器。該氣液分布器具有不受氣液初始分布的影響、氣液在徑向、軸向 上能充分接觸以及氣液在反應器內部分布均勻的優點。為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下 一種滴流床反應器的氣液分布器，在分布板6上安裝有氣體通道管8和液體通道管7，氣體通道管均勻分布於液體通道 管間；氣體通道管8由圓錐頂蓋9和直立短管10組成，圓錐頂蓋9與短管10間留有供氣 體進出的空隙，氣體通道管8位於氣液分布板6的上方；液體通道管7為垂直短管11，短 管11的上端伸出分布板6上方10 100毫米，短管11的下端伸出分布板6下方200 1000 毫米，位於分布板6下方的短管部分在沿軸向不同位置的橫截面上均勻地開有小孔12，小 孔12的直徑d與液體通道管7的內徑D的比值為0.01 0.2: 1.0，所有小孔12的面積S！ 與液體通道管7內橫截面的面積S2的比值為0.75 1.10 : 1.0;氣體通道管8在分布板6 上的開孔率為5 30%，液體通道管7在分布板6上的開孔率為5 50%。上述技術方案中，短管11的上端伸出分布板6上方優選範圍為10 60毫米，下端伸 出分布板6下方優選範圍為300 800毫米；小孔12的直徑d與液體通道管7的內徑D的 比值優選範圍為0.01 0.1 : 1.0，所有小孔12的面積S!與液體通道管7內橫截面的面積 S2的比值優選範圍為0.85 1.05 : 1.0;氣體通道管8在分布板6上的開孔率優選範圍為5 20%，液體通道管7在分布板6上的開孔率優選範圍為5 30%。在分布板6上的氣體通 道管8優選方案為為正三角形排列，液體通道管7優選方案為正三角形排列。液體通道管 7上的小孔12液體流速優選方案為相等。本發明分布器的氣相可從氣體通道管垂直進入反應器，也可從液體通道管上的頂部小 孔橫向進入反應器，而液體從液體通道管的小孔流出，形成不同直徑的環形分布。因此， 本發明氣液分布器改變了氣液流通方向，從多角度促使氣液接觸，能夠較大地改善滴流床 反應器內部的氣液分布狀況，可較好地保證並提高滴流床的反應效率，取得了較好的技術 效果。


圖1A、 1B、 1C、 1D為本發明氣液分布器示意圖； 圖2A、 2B為文獻US4708852氣液分布器示意圖； 圖3A、 3B為國內現行的滴流床氣液分布器示意圖。圖1A、 1B、 1C、 1D、圖2A、 2B或圖3A、 3B中1為氣液進口分布器，2為滴流床 反應器，3為本發明氣液分布器的氣體通道，4為磁球床層，5為催化劑床層，6為本發明 氣液分布器的分布板，7為本發明氣液分布器的液體通道管，8為本發明氣液分布器的氣 體通道管，9為本發明氣體通道管的圓錐形頂蓋，IO為本發明氣體通道管的直立短管，11 為本發明液體通道管的垂直短管，12為本發明液體通道管的垂直短管上的小孔，13為文 獻US4708852的氣液分布器，14為國內現行的氣液分布器。圖1中，氣液混合流體從氣液進口分布器l進入滴流床反應器，經過分布器l的初始 分布後，進入本發明的氣液分布器3。液體進入3的液體通道管7，經液體通道管7上的 側面小孔12流出，形成橫向環形分布進入催化劑床層；同時，經液體通道管7底部的小 孔12流出，形成軸向的液體分布。另外，液體通道管7不是滿液，在液體通道管7頂部 的小孔12供氣體流出，形成橫向的環形氣體分布。氣體從氣液分布器3的氣體通道管8 由圓錐頂蓋9與直立短管10形成的環形間隙流入，形成軸向的氣體分布。下面通過實施例對本發明作進一步闡述。
具體實施方式
比較例1按圖2所示，初始裂解汽油C5 C9餾分(油)的雙烯值大於25克l2/100克Oil，氫氣以 氫油比等於100進入滴流床反應器，催化劑採用通用的鈀系加氫催化劑，採用文獻 US4708852氣液分布器的滴流床，實驗證明加氫後的裂解汽油雙烯值為《3.0克12/100 克Oil。比較例2按圖3所示，初始裂解汽油C5 C9餾分(油)的雙烯值大於25克12/100克Oil，氫氣以 氫油比等於100進入滴流床反應器，催化劑採用通用的鈀系加氫催化劑，採用國內現行氣 液分布器的滴流床，實驗證明加氫後的裂解汽油雙烯值為《3.5克l2/100克Oil。實施例1按圖1所示，初始裂解汽油C5 C9餾分(油)的雙烯值大於25克12/100克Oil，氫氣以 氫油比等於100進入滴流床反應器，催化劑採用通用的鈀系加氫催化劑，採用本發明的氣 液分布器，短管ll的上端伸出分布板6上方50毫米，下端伸出分布板6下方500毫米， 小孔12的直徑d與液體通道管7的內徑D的比值為0.015 : 1.0，所有小孔12的面積S, 與液體通道管7內橫截面的面積S2的比值為1.01 : 1.0;氣體通道管8在分布板6上的開 孔率為15%，液體通道管7在分布板6上的開孔率20%。實驗證明加氫後的裂解汽油雙烯 值為《2.0克12/100克Oil。實施例2按圖1所示，初始裂解汽油C5 C9餾分(油)的雙烯值大於30克12/100克Oil，氫氣以 氫油比等於100進入滴流床反應器，催化劑採用通用的鈀系加氫催化劑，採用本發明的氣 液分布器，短管11的上端伸出分布板6上方25毫米，下端伸出分布板6下方800毫米， 小孔12的直徑d與液體通道管7的內徑D的比值為0.011 : 1.0,所有小孔12的面積S！ 與液體通道管7內橫截面的面積S2的比值為0.95 : 1.0;氣體通道管8在分布板6上的開 孔率為10%,液體通道管7在分布板6上的開孔率15%。實驗證明加氫後的裂解汽油雙烯 值為《1.5克l2/100克Oil。實施例3按圖1所示，初始裂解汽油Cs C9餾分(油)的雙烯值大於20克12/100克Oil,氫氣以 氫油比等於100進入滴流床反應器，催化劑採用通用的鈀系加氫催化劑，採用本發明的氣 液分布器，短管11的上端伸出分布板6上方80毫米，下端伸出分布板6下方650毫米， 小孔12的直徑d與液體通道管7的內徑D的比值為0.15 : 1.0，所有小孔12的面積S!與 液體通道管7內橫截面的面積S2的比值為1.1 : 1.0;氣體通道管8在分布板6上的開孔率 為20%，液體通道管7在分布板6上的開孔率30%。實驗證明加氫後的裂解汽油雙烯值為 《1,75克l2簡克Oil。
權利要求
1. 一種滴流床反應器的氣液分布器，在分布板(6)上安裝有氣體通道管(8)和液體通道管(7)，氣體通道管均勻分布於液體通道管間；氣體通道管(8)由圓錐頂蓋(9)和直立短管(10)組成，圓錐頂蓋(9)與短管(10)間留有供氣體進出的空隙，氣體通道管(8)位於氣液分布板(6)的上方；液體通道管(7)為垂直短管(11)，短管(11)的上端伸出分布板(6)上方10～100毫米，短管(11)的下端伸出分布板(6)下方200～1000毫米，位於分布板(6)下方的短管(11)部分在沿軸向不同位置的橫截面上均勻地開有小孔(12)，小孔(12)的直徑d與液體通道管(7)的內徑D的比值為0.01～0.2∶1.0，所有小孔(12)的面積S1與液體通道管(7)內橫截面的面積S2的比值為0.75～1.10∶1.0；氣體通道管(8)在分布板(6)上的開孔率為5～30％，液體通道管(7)在分布板(6)上的開孔率為5～50％。
2、 根據權利要求1所述滴流床反應器的氣液分布器，其特徵在於分布板(6)上的氣體 通道管(8)或液體通道管(7)為正三角形排列。
3、 根據權利要求1所述滴流床反應器的氣液分布器，其特徵在於液體通道管(7)上的 小孔(12)液體流速相等。
4、 根據權利要求1所述滴流床反應器的氣液分布器，其特徵在於短管(ll)的上端伸出 分布板(6)上方為10 60毫米，下端伸出分布板(6)下方為300 800毫米。
5、 根據權利要求1所述滴流床反應器的氣液分布器，其特徵在於小孔(12)的直徑d與 液體通道管(7)的內徑D的比值為0.01 0.1 : 1.0，所有小孔(12)的面積S!與液體通道管(7) 內橫截面的面積S2的比值為0.85 1.05 : 1.0。
6、 根據權利要求1所述滴流床反應器的氣液分布器，其特徵在於氣體通道管(8)在分 布板(6)上的開孔率為5 20%，液體通道管(7)在分布板(6)上的開孔率為5 30%。
全文摘要
本發明涉及一種滴流床反應器的氣液分布器，主要解決以往技術中滴流床反應器的氣液分布不均勻，導致催化劑床層內流體分布不均勻，滴流效果不佳以及催化反應效率不好的問題。本發明通過採用在分布板上安裝有氣體通道管和液體通道管，氣體通道管由圓錐頂蓋和直立短管組成；液體通道管為垂直短管，垂直短管的上端伸出分布板上方10～100毫米，下端伸出分布板下方200～1000毫米、且在沿軸向不同位置的橫截面上均勻地開有小孔組成氣液分部器的技術方案，較好地解決了該問題，大大提高了滴流床反應器的反應效率，可應用於各種滴流床反應器中。
文檔編號B01J8/04GK101279228SQ20071003907
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月4日 優先權日2007年4月4日
發明者志 何, 甘永勝 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院