流體預分配器和流體預分配盤的制作方法
【專利摘要】流體預分配器和流體預分配盤，所述的流體預分配器由上部的頂帽(3)、下部的過濾組件(7)和內部立管(5)組成，所述的內部立管(5)位于過濾組件(7)的內部，所述的頂帽(3)通過支架(4)與過濾組件(7)和/或內部立管(5)連接，所述的頂帽(3)與所述的內部立管(5)和所述的過濾組件(7)頂部均留有空隙；所述的內部立管(5)為兩端開口的筒狀，頂端為入口，底部為出口，所述的內部立管上設有多個通孔(6)；所述的過濾組件(7)是由外筒(8)、內筒(9)組成的具有環隙的套筒結構，外筒(8)、內筒(9)側壁設過濾網。流體預分配盤為預分配盤底板上設置均勻分布的多個預分配器。該流體預分配器具有分配和過濾雙重功能，具有容垢能力強、分配性能好、操作彈性大、安裝、維修方便等優點。
【專利說明】流體預分配器和流體預分配盤
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油煉制與化工領域加氫裝置的反應器內構件，更具體地說，涉及一種重油固定床加氫反應器內的流體分配器和流體預分配盤。
【背景技術】
[0002]近年來，世界范圍內對環保要求日趨嚴格，同時，隨著原油的重質化、劣質化傾向日趨嚴重，而市場對優質餾分油的需求又不斷增加，因此，渣油等重質油加氫技術會對經濟效益產生非常重要的影響。
[0003]對于烴類原料加氫領域，特別是渣油等含雜質或易結焦的成分較多的原料，通常含有膠質、浙青質、金屬雜質及懸浮顆粒等雜質。在實際操作中，很難避免系統及管道中的銹垢污物被帶到反應器內，污垢在催化劑床層表面積累，將迅速減小介質流通通道，甚至造成阻塞，這些雜質進入催化劑段就會沉積到催化劑表面，堵塞催化劑孔道，使催化劑的孔容大大下降，從而使催化劑活性快速降低。同時，垢物在催化劑床層表面積累還會使反應器壓降上升，嚴重時會壓垮塔盤，造成非計劃停工。對于其它類型氣液固定床反應器而言，污垢堵塞問題也不同程度地存在。
[0004]在加氫精制、加氫裂化等工藝中，反應器內構件在使反應物與催化劑充分接觸上起重要作用。其中氣液分配器通常安裝在催化劑床層的入口處，是實現加氫反應器內物流均勻分配的關鍵內構件。目前國內通常采用抽吸型氣液分配器，US3218249公開了一種氣液分配器，是在主體管上方設有泡帽等部件，在泡帽下部開設有多條平行于軸線產生抽吸作用的齒縫。當分配盤上的液面高于泡帽下緣時，氣相通過齒縫后在泡帽和主體管之間的環形空間內產生強烈的抽吸力，使液相被抽吸并破碎成小液滴并為氣相所攜帶而進、出主體管。另一種為溢流型分配器，一般在立管不同截面位置開孔，立管頂部設置帽罩。氣體從帽罩底部通過立管進入催化劑床層，而液體則通過立管上開孔進入立管內，進而進入催化劑床層。
[0005]然而目前工業上，特別是處理重質及雜質較多原料的加氫裝置，物流經入口擴散器進入反應器后，在氣液分配盤上方一般僅設多孔板進行預分配或者并不設置其它內件。第一種情況設置的多孔板水平分配盤可與更加先進的最終流體分配分配盤一起用于粗加工流體的分配，但是其對流體中的污垢并沒有攔截作用；第二種情況若在氣液分配盤上方不設置其他內件，則原料直接進入氣液分配盤床層。不管采用抽吸型還是溢流型的分配器組成的分配盤，均只對流體進行分配而無法處理污垢，這樣液相中夾雜的污垢部分會被截留在分配盤床層上，隨著積垢高度的增加，堵塞氣液運行的通道，影響氣液分配效果，甚至使分配器在不正常狀態下操作。
[0006]據文獻報道，在渣油加氫裝置運行過程中，抽吸型分配器的初期整體配合分配性能較好，但在工業應用檢修時經常會發現分配器上部分區域堆積有固體雜質，將泡帽下部堵塞，導致物流進入泡帽底部空間變小、分布不均而偏流。氣液混合物流在催化劑床層上的不良分布會降低催化劑利用率，造成徑向截面溫度差異，甚至出現床層局部過熱和結焦從而引起催化劑過早失活。導致溫度上升，出現熱點，壓降增加，以至非計劃停工。
[0007]此外，隨著生產規模的擴大，反應器大型化成為一個趨勢，因此滴流床氣液分配器要求有一個較好的氣液初始分布，初始分布直接影響催化劑床層上方氣液分配器的效果，進而影響催化劑利用率，然而較好的初始分布目前在大型反應器內難以達到。
實用新型內容
[0008]本實用新型要解決的技術問題是在現有技術的基礎上，針對固定床加氫反應器內氣液分配器對含雜質較多的重油原料進行分配時易堵塞以及初始分布不佳的缺點，提供一種具有過濾功能的流體分配器和流體預分配盤。
[0009]一種流體預分配器，由上部的頂帽3、下部的過濾組件7和內部立管5組成，所述的內部立管5位于過濾組件7的內部，所述的頂帽3通過支架4與過濾組件7和/或內部立管5連接，所述的頂帽3與所述的內部立管5和所述的過濾組件7頂部均留有空隙；所述的內部立管5兩端開口的筒狀結構，頂端為入口，底部為出口，所述的內部立管上設有多個通孔6 ;所述的過濾組件7是由外筒8、內筒9組成的具有環隙的套筒結構，所述的外筒8、內筒9側壁設過濾網。
[0010]一種流體預分配盤，包括預分配盤底板和預分配器，所述的預分配盤底板上設置均勻分布的開孔，每個開孔上安裝所述的預分配器，所述的預分配器由上部的頂帽3、下部的過濾組件7和內部立管5組成，所述的內部立管5位于過濾組件7的內部，所述的頂帽3通過支架4與過濾組件7和/或內部立管5連接，所述的頂帽3與所述的內部立管5和所述的過濾組件7頂部均留有空隙；所述的內部立管5兩端開口的筒狀結構，頂端為入口，底部為出口，所述的內部立管上設有多個通孔6 ;所述的過濾組件7是由外筒8、內筒9組成的具有環隙的套筒結構，所述的外筒8、內筒9側壁設過濾網。
[0011]本實用新型的流體預分配盤安裝在固定床加氫反應器頂部，對加氫原料進行預分配，同時可過濾加氫原料中的污垢。
[0012]本實用新型提供的流體預分配器和流體預分配盤的有益效果為:
[0013]與現有技術相比，本實用新型提供的流體預分配盤安裝在固定床加氫反應器內氣液分配盤的上方，在進行物流分配的同時可將加氫原料中的污垢阻擋在內部分配組件以夕卜，具有雙重功能，可以有效減少污垢進入下層氣液分配盤而堵塞分配器。
[0014]加氫原料通過本實用新型的流體預分配盤預分配后，氣液兩相以相對均勻的流速進入下部氣液分配盤，可減少氣液兩相對下部氣液分配盤的沖擊，保持液面穩定，從而使氣液分配盤形成更均勻的分配，保證良好分配效果。本實用新型的流體預分配盤可設置在氣液分配器上方的反應器剩余空間內，不需要增加反應器體積，避免其進入分配盤及催化劑床層。同時，該物流預分配盤具有拆裝、維修方便的特點。
[0015]采用本實用新型的流體預分配盤可以攔截并容納原料油中的污垢，從而保證其下方的氣液分配盤的分配效果及長期穩定運行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]附圖1為本實用新型提供的流體分配器一種實施方式的結構示意圖。
[0017]附圖2為流體預分配盤安裝示意圖。
[0018]附圖3為流體預分配盤在固定床加氫反應器內安裝示意圖。
[0019]其中:1-流體預分配器，2-預分配盤，3-頂帽，4-支架，5-內部立管，6_內部立管通孔，7-過濾組件，8-外筒，9-內筒，10-氣液分配器，11-氣液分配盤，12-催化劑床層，13-反應器上部，14-除垢劑。
【具體實施方式】
[0020]以下具體說明本實用新型提供的流體分配器的實施方式:
[0021]一種流體預分配器，由上部的頂帽3、位于下部的過濾組件7和內部立管5組成，所述的內部立管5位于過濾組件7的內部，所述的頂帽3通過支架4與過濾組件7和/或內部立管5連接，所述的頂帽3與所述的內部立管5和所述的過濾組件7頂部均留有空隙；所述的內部立管5兩端開口的筒狀結構，頂端為入口，底部為出口 ；所述的過濾組件7是由外筒8、內筒9組成的具有環隙的套筒結構，所述的外筒8、內筒9側壁設過濾網。
[0022]本實用新型提供的流體預分配器中，所述的頂帽3可以是水平板或不同曲線連接形式的上凸板形狀，例如錐形帽。所述的頂帽3上可以開或不開條縫。優選地，所述的頂帽3上開有條縫。
[0023]本實用新型提供的流體預分配器中，所述的內部立管為兩端開口的筒狀結構，上端為入口、下端為出口，優選地，所述的內部立管上沿軸線方向分布多個通孔6，其中，通孔可以為圓形、橢圓形、三角形或其他形狀。
[0024]本實用新型提供的流體預分配器中，所述的頂帽3與所述的內部立管5的入口部形成有環隙。所述的頂帽3的橫截面積大于所述的內部立管5的橫截面積。所述的頂帽3的截面積不小于所述的過濾組件7的內筒的橫截面積，優選地，所述的頂帽3的截面積大于所述的過濾組件7的外筒的截面積。
[0025]本實用新型提供的流體預分配器中，所述的頂帽3通過支架或連接件與所述的內部立管5和/或過濾組件連接。所述的頂帽3與所述的內部立管的開口處留有空隙。所述的頂帽3與所述的過濾組件的頂端留有空隙。
[0026]本實用新型提供的流體預分配器中，所述的外筒、內筒側壁設過濾網，所述的外筒和內筒之間形成的環隙內可以根據反應需要裝填料或保護劑。優選地，所述的外筒和內筒之間形成的環隙內裝填除垢劑14。
[0027]本實用新型提供的流體預分配器中，所述的過濾組件中，內筒、外筒截面可以為圓形、四邊形、多邊形，優選為圓形、正方形或其他對稱的形狀。所述的內部組件形狀也可以為圓形、四邊形、多邊形，所述頂帽的形狀與之相適應。
[0028]一種流體預分配盤，包括預分配盤底板和預分配器，所述的預分配盤底板上設置均勻分布的開孔，每個開孔上安裝所述的預分配器，所述的預分配器由上部的頂帽3、下部的過濾組件7和內部立管5組成，所述的內部立管5位于過濾組件7的內部，所述的頂帽3通過支架4與過濾組件7和/或內部立管5連接，所述的頂帽3與所述的內部立管5和所述的過濾組件7頂部均留有空隙；所述的內部立管5兩端開口的筒狀，頂端為入口，底部為出口 ；所述的過濾組件7是由外筒8、內筒9組成的具有環隙的套筒結構，外筒8、內筒9側壁設過濾網。
[0029]本實用新型提供的流體預分配盤中，優選地，所述的內部立管上沿軸線方向分布多個通孔6。
[0030]優選地，所述的頂帽3的截面積大于所述的過濾組件7的外筒的截面積。
[0031]優選地，所述的外筒和內筒之間形成的環隙內裝填除垢劑14。
[0032]本實用新型提供的流體預分配盤設置在固定床反應器入口擴散器下方與氣液分配盤上方之間的空余部位，利用反應器剩余空間，不占用催化劑裝填體積。
[0033]本實用新型提供的流體預分配器和流體預分配盤通過過濾組件將污垢攔截，使之難以隨液流進入內部組件從而防止堵塞，通過內部組件的分配作用形成相對均勻的氣液兩相流分布。具有分配性能好、容垢能力強、操作彈性大、安裝、維修方便等優點。
[0034]以固定床加氫反應器為例來說明，本實用新型提供的流體預分配器和流體與分配盤的使用過程，進入固定床反應器的原料落在流體預分配盤上的流體預分配器之間，液相在盤面上累積，其高度低于過濾組件的內、外筒體高度。氣相存在于液相上方，大部分通過擋板與罩帽之間的縫隙以及內部組件的入口部進入內部組件內。液相通過外筒壁上的過濾網、除垢劑和內筒的過濾網進入內部組件與內筒的環隙中，雜質等污垢被攔截在外筒之外。液位開始在內部組件與內筒的環隙的盤板上累積，在壓力作用下，通過內部立管的開孔進入內部立管內。進入內部立管的液相和氣混合成氣液混合物,經過內部立管的出口，即流體預分配盤底板的開孔流出，形成預分配。同時，污垢被攔截在流體預分配盤盤板上。之后除去部分污垢的物流進入下層的氣液分配盤進行下一步分配，進一步均勻分配的物流進入催化劑床層進行加氫反應。
[0035]下面結合附圖具體說明本實用新型提供的流體預分配器和流體預分配盤，但本實用新型并不因此而受到任何限制。
[0036]附圖1為本實用新型提供的氣液分配器一種實施方式的結構示意圖。如附圖1所示，本實用新型提供的流體預分配器由上部的頂帽3、下部的過濾組件7和內部立管5組成。附圖1中的頂帽3為錐形帽結構。所述的內部立管5兩端開口，上端為入口，下端為出口，內部立管5上設有沿軸線方向分布的多個通孔6。所述的頂帽3與所述的內部立管5的入口之間有空隙。所述的過濾組件7是包括內筒、外筒的套筒結構，內筒和外筒之間形成環隙，內筒和外筒側壁設過濾網，內筒和外套形成的環隙內可以根據反應需要裝填料或除垢劑。所述的頂帽3與過濾組件7最上端之間有空隙。
[0037]附圖2為流體預分配盤安裝示意圖。如附圖1所示，本發明提供的流體預分配盤包括預分配盤底板2和預分配器1，所述的預分配盤底板上設置均勻分布的開孔，每個開孔上安裝所述的預分配器1，所述的流體預分配盤具有過濾與分配流體的雙重功能。
[0038]附圖3為流體預分配盤在固定床加氫反應器內安裝示意圖。如附圖3所示，流體預分配盤安裝在固定床反應器頂部氣液分配盤11的上方，入口擴散器的下方的固定床反應器剩余空間內。
【權利要求】
1.一種流體預分配器，其特征在于，由上部的頂帽(3)、下部的過濾組件(7)和內部立管(5)組成，所述的內部立管(5)位于過濾組件(7)的內部，所述的頂帽(3)通過支架(4)與過濾組件(7)和/或內部立管(5)連接，所述的頂帽(3)與所述的內部立管(5)和所述的過濾組件(7)頂部均留有空隙；所述的內部立管為(5)兩端開口的筒狀結構，頂端為入口，底部為出口，所述的內部立管上設有多個通孔出)；所述的過濾組件(7)是由外筒(8)、內筒(9)組成的具有環隙的套筒結構，所述的外筒(8)、內筒(9)側壁設過濾網。
2.按照權利要求1的流體預分配器，其特征在于，所述的頂帽是水平板或不同曲線連接形式的上凸板。
3.按照權利要求1的流體預分配器，其特征在于，所述的頂帽上開有條縫。
4.按照權利要求1的流體預分配器，其特征在于，所述的頂帽的橫截面積大于所述的內部立管的橫截面積，不小于所述的過濾組件的內筒的橫截面積。
5.按照權利要求4的流體預分配器，其特征在于，所述的頂帽的橫截面積大于過濾組件的外筒的橫截面積。
6.按照權利要求1的流體預分配器，其特征在于，所述的內部立管上沿軸線方向設有多個通孔。
7.按照權利要求1的流體預分配器，其特征在于，所述的過濾組件中，所述的外筒和內筒之間形成的環隙內裝填除垢劑。
8.一種流體預分配盤，其特征在于，包括預分配盤底板和預分配器，所述的預分配盤底板上設置均勻分布的開孔，每個開孔上安裝所述的預分配器，所述的預分配器由上部的頂帽(3)、下部的過濾組件(7)和內部立管(5)組成，所述的內部立管(5)位于過濾組件(7)的內部，所述的頂帽⑶通過支架⑷與過濾組件(7)和/或內部立管(5)連接，所述的頂帽(3)與所述的內部立管(5)和所述的過濾組件(7)頂部均留有空隙；所述的內部立管(5)兩端開口的筒狀結構，頂端為入口，底部為出口，所述的內部立管上設有多個通孔(6)；所述的過濾組件(7)是由外筒(8)、內筒(9)組成的具有環隙的套筒結構，所述的外筒(8)、內筒(9)側壁設過濾網。
9.按照權利要求8的流體預分配盤，其特征在于，所述的頂帽的橫截面積大于過濾組件的外筒的橫截面積。
10.按照權利要求1的流體預分配器盤，其特征在于，所述的內部立管上沿軸線方向設有多個通孔。
【文檔編號】B01J8/02GK204058374SQ201420434290
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】秦婭, 王少兵, 毛俊義, 王璐璐 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院