一種乙炔加氫制乙烯漿態床的氣體分布器和具有其的漿態床的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于化工設備領域，具體涉及一種有催化劑參與的化學反應的設備。
【背景技術】
[0002]隨著石油資源日益枯竭，發展煤化工為原料的化工過程成為替代石油化工路線的重要過程，得到廣泛關注，并取得快速發展。在煤化工技術中，以煤為原料通過電石工藝制取乙炔，已廣泛應用，以乙炔為原料，在選擇性加氫催化劑作用下，通過加氫制備乙烯產品，可進一步拓展煤化工路線。且近些年來乙炔主要的下游產品聚氯乙烯(PVC)已經供大于求，PVC產業利潤不高，急需拓展乙炔下游產品產業鏈。
[0003]乙烯是石油化工中最重要的基礎原料，被稱為“石化工業之母”。廣泛用于塑料、潤滑油、聚合物以及一些中間體，目前主要由石油或低碳烷烴通過裂解制取。乙烯下游產品如乙二醇，丁二醇、丙烯酸、聚乙烯醇等也有很好的經濟價值。因此，開發乙炔加氫制乙烯的新工藝技術可以為乙烯工業提供一種新原料來源，并降低乙烯對石油資源的依賴程度及乙烯生產成本，具有廣闊的應用前景。乙炔選擇加氫工藝最核心設備是漿態床加氫反應器，因為乙炔加氫是反應放熱量很大的催化反應過程，只有實現反應器的等溫操作，才能保證加氫反應器的正常運行。在三相漿態床加氫反應器中，氣體分布器是保證氣體在漿態床層中均勻分布的核心部件，能將催化劑與溶劑呈現均勻漿態分布，可大大提高催化劑的效能，在催化反應強放熱的情況下獲得較高的傳熱速率，防止催化劑局部過熱而引起催化劑燒結、失活等現象，從而實現反應器的等溫操作。氣體分布器設計的好壞會影響催化反應的進行，目的產物乙烯選擇性的高低。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種乙炔加氫制乙烯漿態床反應器氣體進料分布器，具有鼓泡效果好，形成的漿液不分相，催化劑沿反應器軸線分布基本均勻，催化劑能充分到達漿態床的各個床層，能極大地發揮催化劑的活性，進而延長催化劑壽命和裝置開車時間，提高乙炔的轉化率及乙烯收率。也能有效緩解氣流壓力不穩或供氣中斷時的阻塞、逆流和固體沉淀問題。
[0005]本實用新型的另一目的是提出設置有所述氣體分布器的漿態床。
[0006]實現本實用新型上述目的的技術方案為:
[0007]—種乙炔加氫制乙烯漿態床的氣體分布器，包括隔板、多根氣體上升管、兩組斜向交叉的氣體分布管組；
[0008]所述隔板水平放置在漿態床內，隔板上開有多個管口，管口上安裝氣體上升管，所述氣體上升管與所述氣體分布管組連通；所述氣體分布管組由位于同一平面的多根氣管組成，氣管上設置有噴嘴；氣體分布管組所在平面與水平面間的夾角為銳角。
[0009]其中，所述的隔板形狀和漿態床橫截面形狀相同，所述隔板表面光滑。反應器底部設置的隔板底面進行拋光處理，表面呈現光滑狀，以確保沉積在其上的催化劑易于被吹起，設置的朝下的噴嘴與隔板之間的距離最近端為單個噴嘴總長度的2倍，這種設置使得催化劑不易在底部沉積，保持了漿態床中催化劑的懸浮狀態，從而避免了對乙炔制乙烯的強放熱反應過程由于催化劑的沉積出現局部過熱的情況。
[0010]氣體分布管組通過支撐板固定于隔板和漿態床內壁上。
[0011]隔板設置于反應器的封頭與筒體連接處，直徑與反應器內徑相同，氣體通過設置在底部的氣體進氣總管進入隔板與封頭形成的氣體空間，通過設置的擋板，改變氣體進口方向，使得氣體均勻進入氣體空間，避免進氣直接進入氣體上升管。由于入口氣體總管不是與上升管直接相連，在氣量減少或者短暫氣體中斷時倒吸的漿液會先進入封頭內緩沖，不會立即倒流進入氣體進氣總管。
[0012]其中，所述氣體分布管組所在平面與水平面間有10?55度夾角；每個氣體分布管組包括處于同一平面、互相連通的氣體分布總管、氣體分布支管和氣體分布環管，所述氣體分布總管與氣體分布支管直角交叉設置，氣體分布環管環繞在氣體分布總管和氣體分布支管外；所述氣體上升管與所述氣體分布管組的氣體分布支管連通。
[0013]優選地，所述隔板上開有四個管口，管口上安裝垂直于隔板的氣體上升管。
[0014]優選地，所述氣體分布支管和氣體分布環管上分布有不同開口方向的噴嘴；噴嘴與隔板之間的距離為噴嘴長度的二倍以上。
[0015]更優選地，兩組氣體分布管組的氣體分布總管在中間連通。位于中間連通位置之上的噴嘴向斜下方開口，位于中間連通位置之下的噴嘴向下開口。位于中間連通位置之上的噴嘴與水平面夾角可設置為30?70°。
[0016]分布器底部的氣體沿噴頭均向下流動，氣體碰到溶劑隔板后氣流反向向上，形成湍流流動并卷吸附近的液流及催化劑向上流動。這時由于流動截面逐漸擴大，氣流中心速度快，在射流周圍會形成漩渦，導致夾帶的催化劑顆粒(10?ΙΟΟμπι)會隨著氣泡的增大而快速上升到上層液面，在到達分布器中部時會受到本發明特別設置的側向氣流沖擊，破碎了催化劑顆粒氣泡，破壞了射流周圍的漩渦，催化劑受重力的作用，有部分折流向下，減少了氣體對催化劑的液沫夾帶現象，這樣催化劑顆粒可以更均勻的流動，氣體分布可以更均勻，從而實現了氣體分布器均布的首要性能。
[0017]其中，所述噴嘴由固定接管和噴氣縮口管組成，固定接管一端固定在所述氣體分布支管或氣體分布環管上，固定接管另一端連接直徑逐漸縮小的噴氣縮口管。
[0018]噴嘴開口相對于隔板垂直朝下或斜向，分布器上部的噴嘴開口朝向反應器的內壁，其角度視溶劑粘度及催化劑流化分布形式可做調整，分布器下部的噴嘴開口垂直朝下，由固定接管與噴氣縮孔管組成。其中固定接管的作用是將整個噴嘴固定在氣體分布支管上，噴氣縮孔管作用主要是導引氣體向下均勻噴出，在低流速時阻止催化劑顆粒返流到氣體分布管而形成阻塞、固定沉淀。噴氣縮孔管則是整個噴嘴的核心部分，在一定的操作條件下，其直徑大小決定了通過整個噴嘴的壓降大小。噴嘴直徑大小的范圍在0.001?0.005米。
[0019]其中，所述的噴嘴布置的數量為30?200個。
[0020]噴嘴布置的數量和開口方向，由氣體分布管組型式、漿態床的床層高度、反應器的直徑而定；對應于乙炔加氫制乙稀楽態床反應器，其操作線速范圍為0.01m/s?0.5m/so按照以上條件確定噴嘴個數，噴嘴數量的范圍在為30?200個。可保證氣體通過縮孔管的壓降不低于0.02MPa，確保氣流均勻分布。
[0021]—種用于乙炔加氫制乙烯的漿態床，漿態床內設置有本發明所述的氣體分布器，漿態床底部設置有氣體入口總管，氣體入口總管上方設置有擋板。
[0022]應用所述乙炔加氫制乙烯的漿態床進行乙炔加氫制乙烯反應時，催化劑漿液液面位于氣體分布管組上方，控制楽態床的操作線速為0.01m/s?0.5m/s，氣體通過噴嘴的壓降不低于0.02MPa。
[0023]本實用新型的有益效果在于:
[0024]本實用新型提出的氣體分布器是兩組斜向交叉、中央連通的氣體分布管組。通過漿態床底部設置的氣體擋板，改變氣體進口方向，使得氣體均勻進入氣體空間，避免進氣直接進入氣體上升管，造成氣體偏流情況。
[0025]斜向布置的氣體分布器可獲得更大的氣體分布面積，分布器上開孔更多，漿態流動形式更好，氣泡破碎率好。氣體分布噴嘴設置了噴氣縮口孔，在分布管的下部各個噴嘴是向下開口，在分布管的上部各個噴嘴是斜向下開口，其縮口的形式可以有效防止了在氣量減少或氣壓降低時固體的堵塞問題。本實用新型氣體分布器能將催化劑與溶劑呈現均勻漿態分布，可大大提高催化劑的效能，在催化反應強放熱的情況下獲得較高的傳熱速率，防止催化劑局部過熱而引起催化劑燒結、失活等現象，從而實現反應器的等溫操作。氣體分布噴嘴設置了噴氣縮口孔，減少了催化劑在氣體噴口處集聚而導致的吸附乙炔自聚合，提高了乙炔加氫制乙烯的選擇性。
【附圖說明】
[0026]圖1為布置了實施例1氣體分布器的漿態床的局部結構圖。
[0027]圖2為實施例1氣體分布器結構圖。
[0028]圖3為噴嘴的結構示意圖。
[0029]圖中，1.氣體入口總管，2.進