氣體分布器的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型設及一種氣體分布器。
【背景技術】
[0002] 乙二醇化G)是一種重要的石油化工基礎有機原料，主要用于生產聚醋、防凍液、潤 滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑W及炸藥等，用途十分廣泛。近年來，隨著下游聚醋產品市 場需求的增加，世界乙二醇產量和需求量都不斷擴大，而我國是世界上第一大乙二醇消費 國，據統計年消費量達到1000萬噸W上，進口依存度達70 % W上。
[0003] 目前乙二醇的生產路線主要有石油路線和非石油路線兩大類，傳統石油路線生產 乙二醇需要消耗大量原油，且此生產工藝的經濟效益由于受石油價格的制約，波動較大。而 W天然氣或煤制得的合成氣生產乙二醇的非石油路線因符合我國富煤少油的能源特點，且 此生產工藝具有反應條件溫和、選擇性高等優點，成為國內眾多研究者和研究機構研發的 熱點。特別是近幾年煤制乙二醇在國內發展勢頭強勁，目前國內工業生產技術已日漸成熟， 數個煤制乙二醇商業化裝置已投產或正在大規模建設階段，如內蒙通迂的20萬t/a煤制乙 二醇工業示范裝置已于2009年12月打通流程，經過=年的試運行，于2012年底實現乙二醇 產品220皿紫外透光率穩定達標，產品各項指標均已達到國家規定的優等品標準。由通迂金 煤和河南煤業合資的永金化工在河南規劃了分別位于新鄉、濃陽、安陽、洛陽和永城的5個 20萬噸/年煤制乙二醇項目。其中新鄉項目于2012年3月打通流程，濃陽項目于2012年8月投 料成功，安陽項目于2012年12月產出合格優等品。而洛陽和永城項目將于2014年投產。另 夕h采用中石化上海石油化工研究院自主研發的合成氣制乙二醇技術，由上海工程公司和 中國石化工程建設公司共同完成工程設計的20萬t/a合成氣制乙二醇工業示范裝置于2012 年8月30日在湖北化肥開工建設，并于2013年已建成投產，成功打通全流程，產出合格優等 品。高化學和日本余部及華東科技大學合作在新疆天業W電石爐尾氣為原料，建設5萬噸/ 年乙二醇和3萬噸/年1，4下二醇項目，乙二醇項目于2012年底進入試生產，并于2013年1月 成功生產出優等品乙二醇，且5月中旬，新疆天業25萬噸乙二醇項目二期工程的開工儀式正 式開始。
[0004] 總體來說，近年來，國內W合成氣氣相反應合成草酸醋，草酸醋再加氨到乙二醇的 兩步法合成氣制乙二醇工業生產技術已日漸成熟，但在工業化的歷程中，還有諸多需完善 優化的問題。特別是W合成氣氣相反應合成草酸醋部分的反應主要分為CO氣相偶聯和氧化 醋化兩步，而氧化醋化反應比較復雜。從目前已公開發表的文章、論文或專利可知，關于NO 氧化醋化生成亞硝酸醋多采用填料塔作為主反應器。但是受填料塔內氣液接觸特點的限 審IJ，在氧化醋化反應生成亞硝酸醋的同時，很難避免副產物硝酸的生成。該部分硝酸的生成 不僅增大了偶聯系統氮氧化物補給成本，增加了物耗，同時增加了設備的腐蝕，在設備投資 及操作成本上帶來較大的負擔；同時，在硝酸后續處理系統上的物耗和能耗也是不可忽視 的。為此，如何最大限度降低氮氧化物補充，開發副產硝酸的高效利用技術，變廢為寶，簡化 流程，大幅降低物耗和能耗，對于進一步提升合成氣制乙二醇技術的競爭力具有極為重大 意義。
[0005] 根據硝酸、甲醇和NO反應生成亞硝酸甲醋的反應機理
[0006] (2N0+3C出細+HN化一2C曲ONO+出0)，該反應中既有液體又有氣體，對于運類反應的 反應器形式一般采用氣-液-固=相固定床反應器。在氣-液-固=相固定床鼓泡反應器內， 由于氣-液-固=相的存在，流動極為復雜。反應物在反應器內的均勻分布程度直接影響床 層內氣-液-固=相的接觸效率，影響催化劑作用的發揮，影響反應產物的質量。因而，大量 液體(液相)送入氣-液固定床鼓泡反應器底部的同時，氣體(氣相)也必須在反應器底部W 氣泡的形式適當分配。氣-液固定床鼓泡反應器內流體的均布問題特別是入口處氣體的均 勻分布問題則是至關重要的，它直接影響到床層中部和出口處的分布效果。當然，固定鼓泡 床本身也是一種良好的分配器，但只有在小直徑的反應器中才能僅僅依靠床層分配氣體。 在大直徑的反應器中，單靠床層是無法實現床層的均勻分布的，需要在床層下面的整個橫 截面上安裝足夠數量的氣體分布器，然后再靠床層實現良好的分配。因此，氣體分布器起著 十分重要的作用。它消除了氣體分布不均的問題，從而消除反應器內的短路和溝流現象，保 證了催化劑作用的充分發揮，從而確保反應產物的質量。文獻CN200920073896.0公開了一 種氣-液-固立相固定鼓泡床反應器，在反應器的氣相進口安裝有氣體分布器，氣體分布器 為總管尺寸均一的樹枝狀、福射狀或環狀氣體分布器，由于受氣體分布器總管內阻力的影 響，運種分布器應用于大直徑的反應器時，存在氣體分布器邊緣分布氣量小的缺點，導致反 應效果不理想。《催化反應器設計》(北京-科學技術文獻出版社，1998)-書，介紹了固定鼓 泡床反應器內的氣體分布器僅是一根在其上開有若干小孔的管子，把氣體分散于液體中。 但是，運種結構形式的分布器過于簡單，不能保證氣體的均勻分布。
【發明內容】
[0007] 本實用新型所要解決的技術問題是現有技術存在氣體分布不均的問題，提供一種 新的氣體分布器。該氣體分布器具有分布均勻的特點。
[000引為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：一種氣體分布器，包括： 氣體主管和多個支管;所述多個支管設置于所述主管的兩側，并與所述主管流體流通;所述 支管上設置有至少1排小孔;其中，所述氣體支管的管徑從與氣體主管相連接處至支管末端 呈漸縮式。
[0009] 上述技術方案中，優選地，所述主管為一字型排列或十字型排列。
[0010] 上述技術方案中，優選地，所述主管與所述支管呈十字相交分布，各支管之間平行 安裝，各支管之間間距相等，呈樹枝狀。
[0011] 上述技術方案中，優選地，所述支管末端的直徑D2與所述支管與所述主管相連接 處的直徑Dl之比為(0.75:1)~(0.99:1)。更優選地，所述支管末端的直徑D2與所述支管與 所述主管相連接處的直徑Dl之比為(0.8:1)~(0.95:1)。
[0012] 上述技術方案中，優選地，所述支管上的小孔為1排時，沿反應器軸向開孔。
[0013] 上述技術方案中，優選地，所述支管上的小孔為2排時，每排開孔角度與反應器軸 向成25~50°的夾角，且小孔在支管上并列均勻分布或交錯均勻分布。
[0014] 上述技術方案中，優選地，所述支管上的小孔為圓形，開孔總面積為反應器床層截 面積的20~30 %。
[0015] 上述技術方案中，優選地，所述支管的長度小于反應器直徑的0.4倍。
[0016] 與現有技術氣體支管為尺寸均一的等徑管相比，本發明氣體支管為變徑管，氣體 支管的管徑從與氣體主管相連接處至支管末端呈漸縮式。眾所周知，對于管式氣體分布器 的要求是支管上小孔的出口流量盡可能均勻一致，W達到均勻布氣的效果。小孔的出口流 量和過孔壓降的關系為碳Ivf霉自'，其中，第i個小孔的出口流量化，Px為支管沿程靜壓，P 為反應器內的靜壓，由上式可W看出，要使小孔的出口流量盡可能一致，必須使各個小孔的 壓降(Px-P)盡可能一致。因為反應器內的靜壓P是一樣，因而要使各個小孔的壓降(Px-P)盡 可能一致，只需使支管沿程靜壓Px的值盡可能一致。而支管沿程靜壓Px為支管入口靜壓Pj和 支管的沿程壓差A Px之和，對于同一支管，支管入口靜壓門是一定值，因而要使支管沿程靜 壓Px值盡可能一致，應使支管的沿程壓差A Px盡量小。實驗表明，多管式分布器支管內的氣 體流動存在著分流過程，屬于變質量流動，壓差主要由動量交換控制，其流動狀態屬于"動 量交換控制模型"，即支管的沿程壓差A Px與成正比，其中，K、A為常數，X為支管長 度，D為支管直徑。由上述公式可知，當支管總長X = L時，A扣與(K.... 成正比，當支管長 度一定時，支管直徑D越大支管的壓差A Pl越小，即支管入口靜壓門和支管末端靜壓Pl則相 差越小，則支管內沿程壓力分布越均勻，所W小孔的出口流量分布也越一致。因而，本發明 通過將支管設置為變徑管，適當增大支管當量直徑，從而大大改善支管內沿程壓力分布的 均勻性，確保小孔的出口流量分布的盡可能一致性，從而大大改善了反應器內氣體的分布 效果。將本實用新型的氣體分布器設置于氣-液-固=相固定鼓泡床反應器內，將合成氣制 乙二醇技術中氧化醋化塔塔蓋排出的含有硝酸、甲醇和水的混合液體通入所述氣-液-固= 相固定鼓泡床反應器內，將CO偶聯系統中含有NO的循環氣體通過本實用新型氣體分布器均 勻分布后通入所述氣-液-固S相固定鼓泡床反應器內，較好地保證了含有NO的氣體和含有 硝酸、甲醇的液體進入反應器后在整個床層截面上的均勻分布和有效接觸，充分發揮了催 化劑的作用，較好地保證了硝酸的轉化率，達到了變廢為寶和降耗減腐的目的。采用本實用 新型的氣體分配器，在反應器內儀催化劑或鈕催化劑的作用下，在反應溫度為70~120°C， 反應壓力為0~1.5MPa，液時空速為0.5~8小時^,NO與硝酸的摩爾比為2.5~10的條件下反 應生成亞硝酸甲醋，硝酸轉化率含95%，取得了較好的技術效果。
【附圖說明】
[0017] 圖1為配置有本實用新型氣體分布器