[发明专利]加氢反应器旋流冷氢管

说明书

技术领域

本发明涉及石油炼制技术领域，尤其是涉及一种加氢反应器旋 流冷氢管。

背景技术

目前，针对石油炼制与石油化工行业而言，在其中的气液两相 流体并流向下流动的固定床加氢反应器中，原料油与氢气在催化剂 表面进行充分、均匀地混合并产生反应，由于加氢反应过程会产生 大量的反应热，因此，反应器温度会沿着催化剂床层向下传递，并 逐渐升高。然而，过高的反应温度容易使催化剂床层内产生热点， 加速催化剂的结焦和烧结，从而使催化剂的使用寿命缩短，使整车 停机检修及更换催化剂的频率增高，且使产品的质量等级及生产过 程的经济效益降低。综上所述，反应过程中，反应温度的控制对于 固定床加氢反应器来说极其重要。

基于以上原因，在工业生产过程中，为了控制加氢反应器温度 的升高趋势，通常采取的措施是：将反应器床层分为多个层段，并 在催化剂层段之间安装冷氢箱。该冷氢箱的主要功能是：为上部催 化剂床层流下的高温反应流体与自反应器外部引入的冷激流体(通 常为低温氢气)提供进行快速混合及热交换的场所，其在供给新鲜 反应氢气的同时，起到降低反应流体温度的作用。冷氢箱的另外一 个重要功能为：将来自反应器不同的径向位置、且反应程度、组成 及温度各异的液相反应物进行有效地混合，使该液相反应物以均一 的组成及均匀的温度流入下一床层。

基于以上过程，具体地，冷氢气通过冷氢分配管喷出，并与物 料进行均匀混合，一般地，传统冷氢管的作用和设计要求为：其一， 可均匀稳定地供给足够使用的冷氢气；其二，必须能够实现使冷氢 气与反应物充分混合形成混合物、且在进入下一床层时该混合物具 有均匀的温度及均匀的物料分布状态。如若冷氢分配管的结构设计 缺乏合理性，则会导致冷氢气与反应物混合程度低、降温效果差的 不利结果，因此，冷氢气与热油混合过程的难度增加，势必将会造 成催化剂局部产生热点，导致催化剂失效，致使后续床层的反应过 程持续受到不利影响。

现有技术中，冷氢式装置主要包括新型扁平化急冷箱、急冷混 合系统、切向喷射冷却装置及旋流喷射冷却装置。针对新型扁平化 急冷箱而言，其出自扁平化设计理念，并未从根本上改变传统的结 构及混合方式，在冷氢管结构上也没有相应的技术改进，冷氢与反 应物的混合过程主要依靠冷氢混合箱来完成，基本没有利用冷氢管 的结构优势。针对急冷混合系统而言，其主要针对冷氢管和箱体两 部分做了大量改进，加强了冷氢管的结构改进，改变了传统的计算 方法，可以适当降低急冷混合系统的温度，但其降温程度有限。针 对切向喷射冷却装置而言，其主体结构由切向喷射的冷氢管、急冷 箱及收集板等构成，旋流混合效果好；但是，由于主体结构仍旧为 多层结构，其整体的轴向空间难以降低，且喷嘴切向焊接在分布管 上，通过喷嘴的切向安装形成旋流，这种安装方式难度较大，不易 保证每个喷嘴的角度相同，使得冷氢气与反应物的混合均匀度降低。 针对旋流喷射冷却装置而言，其主体结构有冷氢管、旋流器及带有 喷射喷嘴的收集盘等构成，其针对冷氢管做了相应的技术改进，增 加了切向喷射喷嘴，进一步强化了气体的旋流强度，增加气液混合 效果。但是，喷嘴切向焊接在分布管上，通过喷嘴的切向安装形成 旋流，这种安装方式难度较大，不易保证每个喷嘴的角度相同，使 得冷氢气与反应物的混合均匀度降低。

综上所述，随着整车装置大型化的发展，传统的箱式结构和管 式结构按流体力学指标设计计算后，因其轴向尺寸较大，且主体结 构多为多层式结构，致使反应器的有效利用空间较小，不利于气液 间的快速混合，降低气液间的混合均匀度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加氢反应器旋流冷氢管，以解决现 有技术中存在的由于反应器的有效利用空间较小而导致气液间混合 均匀度低的问题。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术手段：

一种加氢反应器旋流冷氢管，包括与冷氢气储罐出口连接的进 料管，还包括连接在所述进料管上的分配环管，以及装设在所述分 配环管上的多个喷嘴，所述多个喷嘴围绕所述分配环管的圆环外壁 均匀排布；

所述喷嘴为筒型，所述喷嘴的侧壁末端处开设有切口，所述喷 嘴的末端装设有端盖，所述多个喷嘴的切口方向相同或相反。

基于上述加氢反应器旋流冷氢管，为进一步增加所述加氢反应 器的有效利用空间，以提高气液间的混合均匀度，本发明实施例采 取的技术手段为：设置所述分配环管为一个或者多个。