[发明专利]一种物流混合分散设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种物流混合分散设备，适用于流体从小截面流域进入大截面流域时，实施消减冲力，流体分散和气液混合，更具体地说，涉及一种固定床加氢反应器中气液混合物流在进入反应器时，将气液混合物流混合均匀并均匀分散至整个反应器截面的设备。 

背景技术

在石油加工领域，馏份油、石蜡、润滑油的加氢精制、蜡油的加氢裂化和大部分的渣油加氢处理工艺中广泛应用固定床滴流反应器。在固定床滴流反应器内，气液混合物流并流向下通过催化剂床层进行反应。加氢反应器内催化剂能否充分发挥作用、产品质量是否能够达到优质，很大程度上取决于反应器床层入口处的物流分布效果。气液混合物由管道并流进入加氢反应器顶部时，流体流经的截面面积突然扩大80倍以上，流体流速高、易偏流，同时气液两相存在较大的温度梯度。流体如果直接喷到顶部分配盘上，会产生强大的冲击力，影响顶部分配盘的物流分布效果，进而影响到顶部分配盘下方催化剂床层的物流分布效果及催化剂利用率，缩短催化剂的使用寿命，迫使反应器过早停工。因此，为减缓反应器入口高速物流对顶部分配盘的冲击并将流体尽可能均匀分散到整个顶部分配盘，同时使气液两相产生预混合以消除温度梯度，一般在反应器入口处设置物流扩散器。近年来加氢装置处理量不断增加，加氢反应器的规模趋于大型化，因此对物流扩散器的性能及其设计提出了更高的要求。 

《加氢处理工艺与工程》(李大东主编，2004年出版，第797页)的第五章加氢工程与设备所提及的入口扩散器为美国联合油公司加氢反应器的入口扩散器。入口扩散器是介质进入反应器遇到的第一个部件，它的作用是，(1)将进入的介质扩散到反应器的整个截面上，(2)消除气液介质对顶分配盘的垂直冲击，为分配盘的稳定工作创造条件；(3)通过扰动促使气液两相混合；该入口扩散器是一种双层多孔板结构，两层孔板上的开孔大小和疏密不同。反应介质在上部锥形体整流后，经两层孔的节流、碰撞后被扩散到顶部分配盘上。研究表明该结构在多孔板下液量很集中、气 液物流混合效果有限，适用于小型加氢反应器；这种扩散器的应用效果良好，目前国内设计的加氢反应器大多采用这种形式。工业应用表明在大直径加氢反应器内会造成偏流而导致顶部床层入口径向温差偏大。 

专利US4788040提出的一种入口扩散器，带有一个上小下大的锥形入口导管，正对入口导管的下端设置了一个变流圆锥体，在变流圆锥体侧面设有多个飞溅板。气液两相介质从入口导管内流出后，在变流圆锥体和多个飞溅板的共同作用下，液体发生偏转，分配到下方的分配盘上。该入口扩散器的优点是结构简单，缓冲效果也较好；缺点是：在变流圆锥体和多个飞溅板的共同作用下，液体发生偏转的方向和发生偏转后各个方向的液相量难以控制，因此液相偏流程度较大，液相沿径向分配的峰值也较高。 

专利CN 100340331C提出的一种入口扩散器，由外筒体、底板、盖板、内外锥筒构成，内锥筒和外锥筒之间形成环隙，内锥筒与外锥筒的锥形壳体上开设螺旋线型导流口。在由盖板和底板构成的挡板处流体流向发生改变并得以缓冲流体冲力，气相物流进入内锥筒并通过导流口向环隙喷射，液相物流进入环隙并通过外锥筒导流口向反应器内喷射。因气液分流，存在气液物流混合效果差的缺点。 

专利CN 201042663Y提出的一种入口扩散器，由内外两个圆筒组成，在内圆筒上部开有数个V型缺口，内圆筒顶部盖板边缘处相应也有数个缺口槽，内圆筒底部有一条型或多孔型分液板，以利流体分散。该结构也存在气液物流混合效果差的缺点。 

综上所述，目前使用的入口扩散器主要存在以下两个缺点：(1)气液物流混合时间短，混合不充分。(2)对于反应器直径较大的情况，入口扩散器很难将物料均一地分散至整个顶部分配盘，物流偏流影响了分配盘的物流分配性能。 

发明内容

本发明的目的是提供一种用于流体在进入加氢反应器，能使气液两相充分混合、减缓冲力并均匀分散流体的物流混合分散设备。 

本发明提供的物流混合分散设备由同心设置的圆柱形筒体1、漩涡混合室2、提升管3和整流板4组成，所述的圆柱形筒体1由顶盖板5、圆筒8及圆筒体底板9组成，其中顶盖板5有中央开孔6，漩涡混合室2位于圆 柱形筒体1的内部，顶盖板5的下方，漩涡混合室2的下方为提升管3，提升管3的底部与圆筒体底板9连接，整流板4位于圆柱形筒体1的下部，通过筋板17连接于圆筒体底板9下方。