[发明专利]滴流床反应装置气液分布器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滴流床反应装置气液分布器，具体为一种固定床反应器中的气液两相流分布的气液分布器，广泛应用于煤化工、炼油、石油化工、精细化工、制药、油脂等行业。

背景技术

工业上应用滴流床规模最大的是炼油工业中的加氢过程，如重油或渣油的加氢脱硫、加氢裂解以及柴油、润滑油的加氢精制等。床层中液体分布状况是滴流床反应器的重要特性参数之一，工业反应器对液体分布非常敏感，液体分布不均会引起催化剂润湿不完全，在床层形成沟流和热点等，会降低催化剂的利用效率，缩短使用寿命，并导致产品性质变差。在清洁燃料油生产过程中，采用一套好的内构件技术（ 例如气液分布器）所得到的效果决不亚于换用一种活性更好的催化剂。

众所周知，影响液体分布的因素主要有：液体预分布状况、气/液操作速度、液体性质、催化剂颗粒形状、床层直径和颗粒直径之比值以及固体颗粒和反应器材料润湿性能等。随着世界范围内环保法规定的日益严格、清洁燃料在全球的推广和应用以及未来生产超低硫柴油的要求，传统的炼油技术必须进行升级换代的技术改进。其中关键技术之一就是反应器必须有良好的液体、气体初始分布及床层间再分布以实现催化剂的最大利用率，否则不可能生产出超低硫柴油。

在催化剂床层上面，通常布置入口扩散器、分布盘、气液分布器，扩散器和分布盘的主要作用是粗分布和减少气液高速流动对气液分布器的冲击，催化剂床层正上方的气液分布器的分布器性能至关重要。对于精馏和吸收用塔器，气液逆流比较常见，常用的气液分布器有槽盘式气液分布器、排管式气液分布器、槽式液体分布器、盘式液体分布器等，这些分布器使用的工况大多液体流量相对较大，容易形成稳定、均匀的分布效果，对于气液并流的工况，既要把气液混合均匀，也要把两相同时分布均匀，同时还要具有很好的操作弹性、抗堵及抗污垢性能。

随着装置规模的扩大，反应器的直径在不断加大，气液分布越来越重要。气液分布不均会严重影响反应器操作性能，直接影响滴流床反应器的效率。评价气液分布器性能的几个重要指标包括：1、在较大的气液负荷范围内保持稳定、良好的性能；2、布液点之间距离小、数量足够多；3、对分布器水平度敏感性低；4、压降小；5、不容易被堵塞；目前国内外所用的分配器有多种形式：液流式分配器、筛板式分配器、烟囱式分布盘、长短管分配器、斜口管分配器、V型缺口分配器、泡罩式分配器、气举式分配器等，这些分布器在操作弹性、抗堵性能方面不断改进，但是仍然有提高的空间；在布液点的数量、密度增加方面仍然有不足。面对装置不断大型化的趋势，在气液均匀分布的前提下，如何使气液形成喷射状态成为研究开发的热点。

文献US4708852 介绍了一种滴流床反应器。此反应器包括一进口预分布器，一气液分布器，瓷球床层，催化剂床层。该文献的气液分布器采用开孔波纹板的结构，在波谷内保持一定的液位，谷底、谷坡、峰顶都开孔，液体从谷底的孔以及处于液面下的谷坡上的孔穿出，形成横向流，而气体则从峰顶和处于液面之上的谷坡的孔穿过。气体与液体在波纹板下方接触，提高企业分布均匀性。此气液分布器能够提供气液在不同角度的分布均匀性，但谷中的液位不能控制，如果初始气体或液体分布不均匀，则此气液分布器难于形成均匀的谷内液位，达不到均匀分布的目的，反应器内部滴流效果不佳，影响滴流床反应器的反应效率。

中国专利CN101279229A公布了一种滴流床反应器，在分布板上安装有气体通道管和液体通道管，气体通道管由圆锥顶盖和直立短管组成，液体通道管为垂直短管，垂直短管的上端伸出分布板上方10-100毫米，下端伸出分布板下方200-1000mm，在沿轴向不同位置的横截面上均匀地开有小孔。CN103212345A公布了一种悬空结构的气液分布器，分布器由外管和内管组成，外管和内管靠支撑板连接，外管通过盖板使其顶端封闭，外管壁上开有作为气液流体入口的孔道，外管为支撑管，安装在分布器塔盘上，内管为悬空结构，其下部里塔盘的距离为30-50毫米，通过支撑板安置在外管上；支撑板为内管与外管之间的一块环形板，将内管固定，使其为悬空结构，并阻止流体沿内管与外管之间的环隙向下流动。此分布器的缺陷在于属于适合低压、大气液比工况条件下的应用，对于高压反应装置，大多数情况下气体的动能较低，无法很好地实现抽吸功能和喷射分散功能。

上述滴流床反应器的气液得到一定程度的均布，但是气液相互作用较少，液体分布主要是小流股集中流动，无法以液滴状态喷洒，进而液体在催化剂床层的初始理想均布无法实现。

发明内容