[发明专利]一种用于加氢反应器的管式急冷混合器

说明书

技术领域

本发明涉及石油炼制与石油化工行业中的一种用于加氢反应器的管式急冷混合器，属于加氢反应器的内构件。

背景技术

在石油炼制与石油化工行业中，加氢反应非常普遍，应用越来越广，如加氢裂化、加氢精制等。加氢反应属于放热反应，反应过程中需要对反应物的温度加以控制，防止催化剂床层温度迅速上升引起催化剂的活性降低(即“飞温”现象)。工业设计中通常把固定床加氢反应器内的催化剂分成多个床层，向相邻两催化剂床层之间补充冷氢，一方面降低热反应物的温度，另一方面补充反应器内消耗的氢气。要实现冷热两种物流的充分混合且被均匀地分配到下一催化剂床层，相邻两催化剂床层之间就需要设置一种具有快速混合作用的加氢反应器内构件——急冷混合器。急冷混合器的性能主要从混合效果和压力降两个方面来评价。急冷混合器除了需要实现混合和分布等流体力学功能外，所占用的空间高度也应尽可能低，从而减少设备投资。为了增强混合效果，急冷混合器在结构设计上一般采用节流、碰撞与旋流的机理；按整体结构特点可以分为两大类：箱式结构和管式结构，都有成功的工业化应用实例。其中，管式结构的急冷混合器具有结构简单、易于加工制造、安装方便、占据空间高度较小等特点。

中国专利CN2600160Y公开了一种烃转化反应器内的急冷混合器，呈环形管状，由混合器入口、圆弧管、直管流道、环形流道、混合器出口等构成。在加氢反应器加工轻质油品的情况下，来自上一催化剂床层的热反应物中的气相反应物较多，热反应物与氢气组成含有较多气相反应物和少量液相反应物的混合物流。使用上述的混合器，热反应物与冷氢混合后从两个混合器入口进入急冷混合器，经两个圆弧管后进入一个直管流道。该直管流道会限制反应器的处理量，使反应器的操作弹性较小。如果将该直管流道加粗，则会使急冷混合器的高度增加。气相反应物较多，也需要将各流道加粗，同样会使急冷混合器的高度增加。另外，气相反应物较多时，两个大环形流道需加长，并且混合器入口只有两个(或是合并为一个)，将增加混合物流的流动阻力，使急冷混合器的压力降增加；而热反应物与冷氢混合的效果增幅却是较小的，因为气相物流极易发生层流。CN2737457Y公开的一种放热反应器内具有管状通道的急冷混合器，其螺旋形流道只有一个，存在着与CN2600160Y所述急冷混合器类似的问题；同时螺旋形流道的结构较为复杂，加工、安装不够方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于加氢反应器的管式急冷混合器，以解决现有的管式急冷混合器用于气相反应物较多的混合物流的混合与分布时所存在的限制反应器的处理量、使反应器的操作弹性较小、急冷混合器的高度增加、压力降增加等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种用于加氢反应器的管式急冷混合器，设有横截面为圆形的圆弧管、直管，还设有位于混合器中心的混合器出口，圆弧管的两端为混合器入口，其特征在于：一根圆弧管和一根直管组成一组管组件，直管的入口连接于圆弧管的中部，直管的出口连接于混合器出口，管组件至少设置2组，绕加氢反应器简体的轴心线均匀设置。

本发明适用于气相反应物较多的热反应物与冷氢的混合与分布，热反应物与冷氢组成的混合物流只含有少量的液相。采用本发明，具有如下的有益效果：(1)本发明至少设置2组管组件，至少含有4个混合器入口和2根直管，使多组管组件的总流通面积较大。加氢反应器内的混合物流分开进入各管组件，每组管组件和其中的直管只承担了混合物流总量的一半或更少(视管组件的组数而定)。因此，反应器的处理量在较大的范围内增加时，也不会受到本发明的限制，反应器具有较大的操作弹性。对于较大的处理量和较多的气相反应物，管组件中的圆弧管和直管都不必加粗，因此不会使混合器的高度增加。本发明管组件中的圆弧管较短，且混合器入口较多，在气相反应物较多时不会增加混合物流的流动阻力和混合器的压力降，而热反应物与冷氢的混合效果能够保持得较好。(2)本发明的各组管组件结构相同，都比较简单，使本发明在整体上便于加工、安装。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明的一种设置2组管组件的管式急冷混合器的俯视图。

图2是图1中的A向视图(放大)。

图3是图1中的B向视图(放大)。

图4是图3中立式出口管的底板的俯视图。

图5是本发明的一种设置3组管组件的管式急冷混合器的俯视图。

图1至图5中，相同附图标记表示相同的技术特征。