[发明专利]用于两相并行下流的容器内的分配装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种能均匀地分配气体和液体通过两相并行下流容器的横截面的装置。本发明适用于但不仅限于分配富氢处理气和烃类液体进入到加氢过程反应器比如氢化处理或加氢裂化反应器的催化剂床层的应用。

相关文献

大量用于两相并行下流容器的分配塔盘的设计在文献和专利中已有报道。大部分设计属于下面列出的两类中的一类：

汽道型分配塔盘：

这种分配器包括一个水平分配塔盘，其上装有多个延伸到塔盘板上面的汽道。这些汽道形成蒸汽流过塔盘的流动通道。在最早的分配塔盘设计中，用于液体流动的液体开口位于塔盘内。目前所用的分配塔盘设计中，一个或更多的用于液体流动的侧面液体开口位于汽道的一侧。这些侧面液体开口可在一个或多个高度位置上，也可以是不同的大小或形状。选择总的液体开口的流动面积以保持塔盘上具有一定的液位，以及选择蒸汽汽道的总横截面积来获得通过塔盘的低的压降以确保流过液体开口的液体的主要驱动力是液体开口上面的液柱的静压头，而不是气体流过汽道所产生的压降。

US4788040中公开了汽道型分配塔盘的一个实施例。在一个最终分配塔盘66的上方采用一个预分配塔盘56。最终分配塔盘66是一个装配有用于液体流动的液体开口/孔眼84和用于气体流动的加罩汽道62的塔盘。汽道62还装有用于液体流动的侧面液体开口90。由于微粒杂质会沉积在塔盘上和堵塞液体开口，塔盘板内部或靠近塔盘板处有液体开口的分配塔盘容易受到污垢和堵塞的影响。

US4126540公开了另外一个汽道型分配塔盘的实施例。这个分配塔盘包括含有多个汽道31的塔盘板33。每个汽道都有一个或多个用于液体流动的侧面液体开口34。所有的液体开口都在塔盘板上方的H高度处。一个穿有孔眼的板32位于汽道塔盘的上方。穿有孔眼的板包括孔眼30。垂直位于汽道31上方的板32没有孔眼。通过这种方式，直接流过上部和汽道开口端的液体流受到阻止。阻止液体径直流过的另外一种方法是使用汽道罩24。由于液体开口位于较高的高度，颗粒杂质因而可以在塔盘上处理掉而不会堵塞液体开口，因此这种塔盘提高了对污垢和堵塞的抵抗力。这种仅在一个高度上有液体开口的汽道型塔盘设计的缺点是较差的液体流动幅度变化范围。液体流速较低时，液面在液体开口处，通过每个汽道的液流对塔盘上的存在的液高的变化很敏感。液体流速较高时，液体会溢过最低高度的汽道而导致液体的分布不均。

US5484578公开了包括预分配塔盘17和最终分配塔盘18的分配系统。最终分配塔盘18是汽道型塔盘，包括多个不相同的汽道33和34。这些汽道在同一或更多高度上有多个用于液体流动的侧面液体开口。汽道33在比汽道34的高度低的位置上有一个或多个液体开口。通过这种方式，分配塔盘的液体流动幅度变化范围得以提高。在液体流过汽道时，汽道上的缺口38用来减弱液体分布不均的问题。

既然汽道内的下行流速需要低一些，那么引用的专利文献中流出汽道的方式通常是与汽道边缘或多或少垂直滴下的下行的液体的较弱的相互作用的流动模式。对汽道放置的距离有一定的限制。塔盘上汽道放置的近，每个汽道内液体流速就低。因此为保证塔盘上所需的液面，就必须降低液体开口的面积。如果液体开口的尺寸小于15-30/mm，那么液体开口就易于积垢和堵塞。换句话说，如果要避免液体开口的堵塞，就不能超过最大的汽道密度。对于加氢过程反应器的典型的汽道塔盘设计，为防止液体开口的堵塞，每平米内最大的汽道密度范围是50-100。由于需要限制分配位置或是汽道，在每个汽道的出口，需要有一定程度液体的分散以避免在每个汽道下方的强点液流和邻近汽道之间的区域没有液流。

US5403561公开了在汽道型分配塔盘22中汽道24的出口里使用圆锥喷雾器装置23。圆锥型喷雾器可以包括以倒置圆锥螺旋形式存在的金属带状条。圆锥型汽/液喷雾器可保证每个汽道出口的良好的局部液体分配。由于蒸汽和液体的喷雾撞击到固定床18的塔顶表面，因此可以实现蒸汽和液体喷雾的交叠。

US6613219公开了另外一个实施例：一个良好的局部液体分配可以在每个汽道的出口实现。在汽道的下部使用一个分散系统28，比如一个有孔的板，来分散液体。

WO00/53307中公开的关于在每个汽道的出口的改善局部液体分散装置的第三个实施例。一个包括径向排列的波状板22，22a，22b的流量分配部件10插入到汽道14的出口12内以产生圆锥型喷雾。在波状板之间小尺寸的流动通道导致这种设计易于被固体杂质堵塞。