[发明专利]侧线进料分布器及包括其的甲醇制丙烯反应器

说明书

本发明提供一种侧线进料分布器及包括其的甲醇制丙烯反应器，侧线进料分布器包括：气相管，其具有适于输送气相物料的中空结构；喷嘴，间隔地设置于气相管管壁上，包括筒体和面板；筒体包括连通的第一管段和第二管段，第一管段为中空柱体，第二管段为中空椎体；中空椎体的第一开口作为喷嘴的进气口与中空结构连通，第一开口为直径较小的一个开口；第一管段的第一开口与中空椎体的第二开口连接，第一管段的第二开口设置有底板，底板上开设有多个出气孔；面板设置于第一管段内，其上开设有多个通孔；面板通过弹性伸缩件与底板连接。通过上述结构设计，侧线进料分布器有效解决了现有技术中气液混合进料器的膨胀节破解和液相物料中夹带的杂质堵塞孔道的问题。

技术领域

本发明涉及天然气化工和煤化工设备应用技术领域，具体涉及一种侧线进料分布器及包括其的甲醇制丙烯反应器。

背景技术

在甲醇制丙烯(MTP)反应器运行过程中，催化剂使用寿命和丙烯收率，除与催化剂的物理化学性质有关外，还受反应器内冷-热反应物分布的影响。MTP反应器采用多段激冷式固定床，各床层之间安装有侧线进料分布器，其冷-热反应物料经分布器由雾化喷嘴实现分配。

在现有技术中，侧线进料分布器结构为气液外混合式，如图1所示，具体包括液相管102、气相管101、雾化喷嘴103，液相管102上还连续设有膨胀节104。将上述结构固定在催化剂床层的上方，在工作过程中，高速流动的气体在气相通道内呈射流状喷出；相对气体而言，液体通过喷口低速流出，最终气体通过快速地膨胀实现液体的剪切、液滴的破碎，进而实现雾化过程。

发明人在实现本发明创造的过程中发现，现有技术中的气液混合式的进料器其不但对固定床的降温效果并不突出，而且还存在以下问题：

(1)侧线进料分布器结构为气液外混合式，结构复杂，维护成本高；(2)膨胀节设计不合理，结构为内外套筒嵌套式，外套筒尺寸较短，膨胀节轴向定位环容易直接被拉出套筒，不能恢复原位，且经过多周期升温-降温-升温疲劳运行后，膨胀节易拉断；(3)雾化喷嘴进料为气液外混合式，如图2所示，高速流动的气相反应物在气相喷嘴201处呈射流状喷出，相对气相反应物而言，液相反应物通过小尺寸液相喷嘴202低速流出，最终气相反应物通过快速地膨胀实现液相反应物的剪切、液滴的破碎，进而实现雾化过程。在工作过程中，气相反应物流入两个喷嘴之间的环隙通道，经液相喷嘴202外壁上的旋流槽实现旋转，从气相喷嘴201高速喷出；液相反应物经旋流器203旋转喷出后在外部与高速旋转的气体混合，最终形成气液混合均匀的锥形喷雾场。然而，由于液相反应物相比于气相反应物来说，存在颗粒形物质的几率很高，因此长时间使用后容易在液相喷嘴202处造成残留，容易导致喷嘴堵塞和磨损，影响雾化效果。

发明内容

本发明旨在提供一种侧线进料分布器及包括其的甲醇制丙烯反应器，以解决现有技术中气液混合方式的进料分布器所存在的上述技术问题。

本发明提供一种侧线进料分布器，包括：

气相管，其具有适于输送气相物料的中空结构；

喷嘴，间隔地设置于所述气相管管壁上；所述喷嘴包括筒体和面板：

所述筒体，其包括连通的第一管段和第二管段，所述第一管段为中空柱体，所述第二管段为中空椎体；所述第二管段的第一开口作为所述喷嘴的进气口与所述中空结构连通，所述第二管段的第一开口为所述第二管段中直径较小的一个开口；所述第一管段的第一开口与所述第二管段的第二开口连接，所述第一管段的第二开口设置有底板，所述底板上开设有多个出气孔；

所述面板设置于所述第一管段内，所述面板上开设有多个通孔；所述面板通过弹性伸缩件与所述底板连接；所述弹性伸缩件的弹性系数沿远离所述气相管进口的方向依次减小。

可选地，上述的侧线进料分布器中，所述弹性伸缩件的弹性系数采用如下方式进行设置：