流化床反應器氣體分布板的製作方法

2023-10-19 18:20:37

專利名稱：流化床反應器氣體分布板的製作方法
技術領域：
本發明涉及流化床反應器，尤其涉及一種流化床反應器氣體分布板。
背景技術：
分布板是工業流化床設備地一個重要組成部分。雖然它對整個流化床地直接作用範圍僅0.2～0.3米，然而它對整個流化床的流化態質量以及反應器的操作性能都具有決定性的影響。具體的說，流化床分布板所起的作用包括1)均勻分布流體，同時使流體通過分布板的能耗最小。這可以通過調節分布板的開孔率或者板壓降與床壓降之比，以及選擇適當的預分布手段實現。
2)保證在分布板附近形成良好的氣固接觸條件，以使所有粒子都處於運動狀態，從而消除死區。這可以通過選擇分布板的結構和操作參數給予調節。
3)分布板不被堵塞和腐蝕，可操作的周期長，特別使在操作過程中或在突然停止操作之後，固體粒子不會返流入分布板之下的氣室之中。
現有技術中流化床使用的分布板結構較為簡單，主要的部分是一塊多孔鋼板，板上根據實際生產鑽有多個小孔，並按等邊三角形排列，每個小孔上水平的罩有一段角鋼，於是板上有多塊角鋼交叉排布，使氣流沿分布板水平噴出以消除板上可能出現的死區，並防止顆粒落入板下。
然而通過我們對採用這種分布板的流化床聚合反應器普遍採用的這種分布板的多年操作實踐發現這種分布板在實際生產時，存在以下問題1)由於氣量一定，風帽水平噴射口太大，導致噴射氣速不夠，每一個風帽在分布板上的作用範圍是有限的，這就很難保證大顆粒不在板上沉積，抗沉積能力是不強的。
2)現有技術中分布板的風帽結構在穩定性操作方面不夠，常有死孔、死區現象的發生。
3)現有技術中分布板的結構無法在分布板表面上形成一層氣膜，無法讓流化物料在氣膜進行反應，影響反應產率的提高。
4)現有技術中分布板的風帽的排布方式無法完全消除死區的發生，從而也影響了分布板的抗沉積能力，影響了反應產率的提高。
5)現有技術中的分布板無法長期抵抗被活性物質堵塞，從而影響裝置生產周期。

發明內容
本發明的目的是提供一種流化床反應器氣體分布板。
它具有氣體分布板，氣體分布板上設有進氣孔，在氣體分布板各個進氣孔上封閉焊接一個風帽，並在風帽上開有兩個或兩個以上的圓形、方形的噴射孔或長條噴射狹縫，其尺寸參數為風帽上的噴射孔或長條噴射狹縫的當量直徑Di與分布板進氣孔孔徑Do之比Di/Do＝0.2～0.6，噴射方向和水平線的夾角β＝0°～75°，在風帽內部、進氣孔上端設有一圓形、方形或錐形的防漏堰，其當量內徑De與分布板進氣孔孔徑Do之比De/Do＝0.4～1.0。
本發明的分布板與現有技術的分布板相比有如下一些優點1)現有技術的分布板上的壓降主要集中在進氣孔上，而本發明的分布板上的壓降轉移到了噴射孔上。由於氣量一定，風帽水平噴射口的減小，噴射氣速增大，每一個風帽在分布板上的作用範圍增加，這就保證大顆粒不在板上沉積，抗沉積能力增強的；2)流化床分布板上表面形成一層氣膜，使整床物料提升，從而充分流化；3)流化床分布板上的死區和死孔大為減少甚至消失，流化床操作穩定性增加，流化床生產周期提高；4)風帽上的開孔可以根據生產實際的需要進行設計，清洗與改造方便，靈活性增強；5)風帽的排布方式也可以根據風帽的形狀和風帽上的開孔進行改變，設計柔韌性強；6)本發明分布板能廣泛適用於氣固流化床、氣液流化床、氣液固流化床。


圖1是流化床反應器圓錐型風帽氣體分布板的剖面和俯視圖；圖2是流化床反應器四方錐型風帽氣體分布板的剖面和俯視圖；圖3是流化床反應器三角錐型風帽氣體分布板的剖面和俯視圖。
具體實施例方式
流化床反應器氣體分布板具有氣體分布板1，氣體分布板上設有進氣孔4，在氣體分布板各個進氣孔4上封閉焊接一個風帽2，並在風帽2上開有兩個或兩個以上的圓形、方形的噴射孔或長條噴射狹縫3，其尺寸參數為風帽上的噴射孔或長條噴射狹縫的當量直徑Di與分布板進氣孔孔徑Do之比Di/Do＝0.2～0.6，以0.4為佳，噴射方向和水平線的夾角β＝0°～75°，在風帽內部、進氣孔上端設有一圓形、方形或錐形的防漏堰5，其當量內徑De與分布板進氣孔孔徑Do之比De/Do＝0.4～1.0。
上述風帽2的形狀為中空的圓錐臺、四稜或四稜以上的中空方錐臺、或者側面封閉的角鋼。
中空的圓錐臺、四稜或四稜以上的中空方錐臺、或者側面封閉的角鋼的尺寸參數為風帽在分布板上投影的當量直徑Ds與分布板孔徑D0之比Ds/Do＝1.0～4.5，以Ds/Do＝1.2為佳；風帽的剖面角度α＝30°～160°，以α＝120°為佳。
圓形、方形或錐形的防漏堰5頂部到進氣孔的垂直距離he與風帽上噴射孔或長條噴射狹縫的當量直徑Di的關係為hi/Di＝1.0～1.8。
分布板的風帽排布方式為正方形交錯排布、三角形交錯排布、菱形交錯排布、圓形排布。
分布板的開孔率為1％～5％。
如圖1所示，將風帽焊接在分布板各進氣孔上，並在圓錐型風帽與分布板的連接處上方開十字對稱的噴射孔或者噴射狹縫，並通過風帽的正方形交錯排布的方式布置風帽，從混合室進來的氣體，通過分布板的分布孔進入錐形風帽腔體，再通過圓形、方形的防漏堰從各風帽的噴射孔噴射出來，提高了氣體的水平噴射速度，擴大了氣體的作用範圍，同時使受到作用的物料沿著交錯分布的錐形風帽的錐體向上流化，分布板上的整個反應器空間內的任何物料實現更完美的混合，而不留任何的死角，從而使氣流通過分布板進入流化床時充分地均勻分布，提高反應產率。
1)密度聚乙烯產品運行數據反應原料乙烯、丙稀、1-丁烯、氫氣循環物流中液體含量9％～26％wt時空收率134.8kgPE/m3*hr2)連續運行12個月的情況循環物流流量穩定，無明顯波動現象，證明分布板霧化均勻。
分布板壓差無增長現象，始終保持在2700～2970kg/m3之間，表明分布板無堵塞現象。
分布板上的四個溫度檢測點的溫度非常均勻，任意兩點之間的溫差小於0.05度，表明分布板無堵塞情況，樹脂床層流化狀態的情況良好。
通過聲波檢測的方法，在分布板上僅有少數反應物料碰撞信號，表明在流化床底部形成一層氣膜，氣膜上的物料全部處於運動狀態，樹脂床層流化狀態良好。
3)連續運行18個月後的檢查情況。
分布板上無熱合粉末及結片、無粉末沉積、粘附等情況，非常清潔，達到金屬光澤水平。
分布板上856個φ16mm的孔無堵塞，856個風帽上3424個噴射孔無堵塞。
反應器尺寸直徑3.5m；直筒段高度12.5m分布板參數分布板是一塊直徑為3.5m的多孔鋼板，厚度為12.5mm，板上有856個φ16mm的小孔，並按正方形交錯排布，相鄰小孔之間的間距為109mm，每個小孔上水平地罩有一個圓錐型風帽，於是板上有856圓錐型風帽交叉排布，在每個圓錐型風帽的四面與分布板連接處上方0.5mm處都開一條10mm×2.8mm的狹縫，使氣體沿分布板水平噴出以消除板上可能出現的死區，並防止物料落入板下。
結果表明使用本發明的分布板未觀測到生產運行的操作問題和對產品的不利影響。在保證循環氣量不變的條件下均可以安全穩定運行，並且提高了風帽水平噴射口的氣速，在流化床分布板上形成一層氣膜，消除了死孔、死區，流化床穩定生產的周期提高。這表明在使用本發明的分布板後，流化床的抗沉積能力大大增強，流態惡化狀態被消除，反應器停車檢查時未發現由於樹脂堆積而造成分布板堵塞，分布板表面是清潔的。
權利要求
1.一種流化床反應器氣體分布板，其特徵在於它具有氣體分布板(1)，氣體分布板上設有進氣孔(4)，在氣體分布板各個進氣孔(4)上封閉焊接一個風帽(2)，並在風帽(2)上開有兩個或兩個以上的圓形、方形的噴射孔或長條噴射狹縫(3)，其尺寸參數為風帽上的噴射孔或長條噴射狹縫的當量直徑Di與分布板進氣孔孔徑Do之比Di/Do＝0.2～0.6，噴射方向和水平線的夾角β＝0°～75°，在風帽內部、進氣孔上端設有一圓形、方形或錐形的防漏堰(5)，其當量內徑De與分布板進氣孔孔徑Do之比De/Do＝0.4～1.0。
2.根據權利要求1所述的一種流化床反應器氣體分布板，其特徵在於所說的風帽(2)的形狀為中空的圓錐臺、四稜或四稜以上的中空方錐臺、或者側面封閉的角鋼。
3.根據權利要求2所述的一種流化床反應器氣體分布板，其特徵在於所說中空的圓錐臺、四稜或四稜以上的中空方錐臺、或者側面封閉的角鋼的尺寸參數為風帽在分布板上投影的當量直徑Ds與分布板孔徑Do之比Ds/Do＝1.0～4.5，風帽的剖面角度α＝30°～160°。
4.根據權利要求2所述的一種流化床反應器氣體分布板，其特徵在於所說中空的圓錐臺、四稜或四稜以上的中空方錐臺、或者側面封閉的角鋼的尺寸參數為風帽在分布板上投影的當量直徑Ds與分布板孔徑Do之比Ds/Do＝1.2，風帽的剖面角度α＝120°。
5.根據權利要求1所述的一種流化床反應器氣體分布板，其特徵在於所說的圓形、方形噴射孔或長條噴射狹縫(3)的尺寸參數為風帽上噴射孔或長條噴射狹縫的當量直徑Di與分布板孔徑Do之比Di/Do＝0.4。
6.根據權利要求1所述的一種流化床反應器氣體分布板，其特徵在於圓形、方形或錐形的防漏堰(5)頂部到進氣孔的垂直距離he與風帽上噴射孔或長條噴射狹縫的當量直徑Di的關係為hi/Di＝1.0～1.8。
7.根據權利要求1所述的一種流化床反應器氣體分布板，其特徵在於分布板的風帽排布方式為正方形交錯排布、三角形交錯排布、菱形交錯排布、圓形排布。
8.根據權利要求1所述的一種流化床反應器氣體分布板，其特徵在於分布板的開孔率為1％～5％。
全文摘要
本發明公開了一種流化床反應器氣體分布板。它具有氣體分布板，氣體分布板上設有進氣孔，在氣體分布板各個進氣孔上封閉焊接一個風帽，並在風帽上開有兩個或兩個以上的圓形、方形的噴射孔或長條噴射狹縫，其尺寸參數為風帽上的噴射孔或長條噴射狹縫的當量直徑D
文檔編號B01J8/44GK1481930SQ0215823
公開日2004年3月17日 申請日期2002年12月17日 優先權日2002年12月17日
發明者陽永榮, 侯琳熙, 胡曉萍, 王靖岱, 陳紀忠, 吳文清 申請人:中國石油化工股份有限公司, 浙江大學