[发明专利]一种流体混合分布设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于混合和/或分布流体的设备。更具体地说，涉及一种含有多个固体粒子床层的容器中，收集上游粒子床流下来的流体，将收集的流体与从外界引入的流体充分混合，并将混合后的流体均匀的分配到设备下游粒子床中的设备。

背景技术

石油化工领域中，在含有固体粒子的容器中进行的流体与固体粒子接触的过程被广泛用于诸如吸附分离、催化反应等操作中。其中吸附分离是石油化工中常用的分离技术，对于结构相近、沸点差很小的混合物的提纯具有非常好的效果。用于吸附分离的设备有固定床、移动床和模拟移动床，其中模拟移动床是目前吸附分离采用的主要设备。在模拟移动床中，可将固定相吸附剂设想为是逆于物料移动方向运动，待分离混合物料在分离工作区中部的某一点被连续输入，选定两个方向流动的流速的比率，料液自入口处就分成逆向流动的两部分，以进料入口为参考点，吸附剂似乎吸附了产品向上移动，因此称为“模拟移动床”。在进料点以上的位置越高，产品纯度就越高，而副产品却是在相反方向富集。模拟移动床的生产能力和分离效率比固定吸附床高，又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流。

当流体流经含有固体粒子床层的模拟移动床、固定床这种分离或反应设备时，需要在设备内部设置一个或多个流体分布设备，将设备中的固体离子分成两个或多个固体粒子床层。流体分布设备设置在最上部的固体粒子床层之上和两个固体粒子床层之间，可以使通过该设备内的截面区域的流体流动更均匀，从而提高操作的效率。例如，设置流体分布设备可以降低甚至消除固体粒子床层内的沟流、短路和流动死区，从而减少温差以及流体浓度的变化。

CN201592090U公开了一种液体收集混合分配装置。该设备的特点是内部设置若干用于强化流体混合的迷宫构件。

CN101056684A公开了一种用于流体-固体接触容器中的固体粒子床之间的混合器-分布器-收集器设备。该设备包括用于保持固体粒子的上部床层，并且容许流体向下流经所述混合器-分布器-收集器设备的上边界；位于上边界之下并与该上边界间隔开的流体分布器；上述两者之间并且和两者分别隔开的流体偏转板；贯穿偏转板的至少一个通道；还包括选自穿孔板、丝网、栅格、多孔固体、蜂窝状物体及其组合的流量控制器；其中所述的最下部的流量控制器上的开孔面积大于其上的流体分布器的开孔面积。该设备还可以选择性的包括一个与管道连接的混合箱，外部流体的引入或从容器中抽出流体都通过该混合箱进行。该设备对容器内的流体有良好的分配效果，但是流体在设备中的流动路径较长，存在比较明显的流动死区，局部会产生高速射流，增加流体通过设备时的压降。并且在进行流体的导入或抽出的操作切换时，必须对管道进行冲洗。

CN1316917A公开了一种流体分配-收集系统，该设备包括用于混合、分配或抽出流体的若干分配盘和若干板条。该系统具有两个腔室，其功能类似于前文提到的混合箱，其中一个腔室进行外部流体的引入，另一个腔室进行容器内流体的抽出。在操作过程中，进行流体的导入或抽出的操作切换时，无须对管道进行冲洗。该设备能提供有比较好的流体分配效果，但是内部结构复杂，增加流体通过设备时的压降。而且腔室数量的增加导致管道数量的增加，减小了容器内的有效体积。该设备外形结构比较单一，适合用于规模较大的容器，对于较小的容器，安装该设备比较困难。

综上所述，目前使用的流体分布设备还存在以下问题需要改进：(1)流体在设备中的流动路径较长，容易形成流动死区。(2)流体在设备内存在比较大的浓度梯度，流体混合不充分。(3)内部结构导致流体流经设备时的压降较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有技术的基础上，提供一种提高流体流动均匀性，使流体充分混合，降低流体流经设备时的压降的流体混合分布设备。

本发明提供的流体混合分布设备在容器中位于垂直于轴线的两个固体粒子床层之间、顶部床层上部或底部床层下部，所述设备包括：

用于支撑上部固体粒子床，并且允许流体通过的上表面支撑部件5；

水平延伸穿过所述容器的截面区域并位于上表面支撑部件5之下，并与所述的上表面支撑部件5间隔开的流体收集板7；

贯穿所述流体收集板7的至少一个通道9，所述通道9提供上表面支撑部件5与流体收集板7之下空间的流体通路；

位于流体收集板7之下，与通道9相通，并与流体收集板7相连的流体收集混合室8；

和位于流体收集混合室8下方，并且与流体收集混合室8间隔开的下表面流体分布部件6。