[发明专利]一种气液分配系统

说明书

本发明公开了一种气液分配系统，包括自上而下设置的挡片、溢流管和分配盘；溢流管为两端敞口的竖直圆管，其上端与呈倾斜状设置的挡片固定连接，其下端固定于分配盘的安装孔上；挡片与溢流管上端之间的空隙为气相通道；溢流管管壁上设有溢流孔作为液相通道，溢流管内自上而下依次设置缩径管、内管和集液盘，缩径管上端与溢流管内壁固定连接，缩径管下端与内管上端固定连接，内管外壁与溢流管内壁之间形成环形混合空间，内管管壁上设有喷气孔；集液盘为凹形平底圆盘，以凸起的凹边与溢流管管壁固定连接，集液盘盘底均布分配孔，供气液两相通过。本发明可以增大气液两相的接触，促进气液两相的雾化效果，减少溢流管内的壁流现象。

技术领域

本发明属于石油炼制和化工设备领域，涉及一种反应器内构件，具体地说，涉及一种气液分配系统。

背景技术

近年来，随着石化产品质量标准的逐渐升级和环保法规的日益严格，加氢技术在炼油工业中发挥着越来越重要的作用，加之对原料油“吃干榨尽”的要求，国内外炼油企业为提高经济效益和应对环保的要求，迅速扩大各类油品加氢处理能力。

加氢处理关键核心设备为加氢反应器，在加氢反应器内部，一定比例氢气(气相)和原料油(液相)的混合物在一定温度和压力下，借助催化剂的作用，完成各类加氢反应。固定床加氢反应器作为加氢反应器一种重要的类型，气液混合物流并流向下通过催化剂床层进行反应。由于加氢反应是气、液、固三相存在的强放热反应，如果催化剂床层入口处的物流分配不均匀，催化剂床层物流就会形成“局部偏流”或“局部轴向沟流”，床层截面上各点反应快慢不一致，导致床层出现局部过热，影响产品的质量，催化剂在温度过高时会失活甚至结焦、板结。另外，液相流中氢气溶解度较低或液相物流接触不到氢气等“缺氢”条件下反应器内会发生缩聚、缩合等“有害反应”，导致催化剂失去活性，阻碍装置的平稳运行。因此，为了使催化剂性能稳定和装置平稳运行，需要在催化剂床层上方设置分配盘，分配盘上设置多组气液分配器，一方面提高氢气在液相流中的溶解度，另一方面将催化剂上方的气液两相均匀、快速地分配到整个反应器截面上。加之，目前反应器正朝着大型化的方向发展，对整个反应器截面气液均匀分配带来更大的挑战，气液均匀分布的要求更加迫切。

现有的气液分配器按液相进入气液分配器的方式，可分为三类：溢流型、抽吸型和二者混合型。溢流型气液分配器的主要特点是压降小，尺寸小，单位面积等效分配器个数多，气相与液相流动方向基本为垂直，结构简单，制造难度较低，适用于高粘度介质，缺点是对分配盘安装水平度的要求较苛刻。抽吸型分配器主要是泡帽型结构分配器，依靠气体在泡帽条缝处的抽吸作用，把液体冲碎成液滴并被气体携带进入中心管，实现气液混合和分配，但存在液相流通面积较小、分配盘压降较大、操作弹性较低的问题，并且对粘度大的介质适应性差。混合型气液分配器是在中心管的中下部下设溢流孔，其压降性能和操作弹性较单纯的溢流型和抽吸型气液分配器均有所改善，但是分配性能有所下降。

美国专利US3524731公开了一种溢流型长短管气液分配器，从局部看，气液分配不均匀，但通过整个气液分配盘上多对长短管的组合，气液两相基本上能实现均匀分布。中国专利CN200520032630.3公开了一种溢流型分配器，为V型开口气液分面器，更适用于大型加氢反应器使用；中国专利CN205216800U公开了一种溢流型分配器，以喉管状结构扩大气液相喷洒范围；中国专利CN201220737754.1公开了一种溢流-喷射管型分配器，促进了气液两相的混合，但分配器高度相对较高。

上述气液分配器都有各自的优点和使用范围，但总体来说存在气相雾化液相能力较差、气相与液相接触时间短、气在液相中溶解度低、气液两相喷洒面积小、喷洒液滴大、喷洒不均匀、气液分配器管内壁流严重等问题，需要进一步改进。

发明内容

为了解决现有技术存在的气相雾化液相能力较差、气相与液相接触时间短、气在液相中溶解度低、气液两相喷洒面积小、喷洒液滴大、喷洒不均匀、气液分配器管内壁流严重等技术问题，本发明提供了一种气液分配系统，以增大气液两相的接触，促进气液两相的雾化效果，减少气液分配器管内的壁流现象。