[发明专利]一种降低水平敏感度的气液分配盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低水平敏感度的气液分配盘，属于石油化工领域，尤其适用于固定床加氢反应器内气液两相物流的均匀分配。

背景技术

随着石油化工机械技术水平的不断进步，炼油工业的塔器设备逐渐向大型化、复杂化发展。目前，固定床加氢反应器的直径已可以超过5000mm，但是随之而来的诸如径向温差较大、催化剂床层出现热点等反应工程问题也逐渐显现。

固定床加氢反应器传质的理想状态为：原料油均匀分布在催化剂颗粒表面上，氢气在催化剂床层空隙中穿过。所以氢气需要溶解在原料油中，才能与催化剂接触，参与加氢反应。为了更好地发挥催化剂的性能，必须设置合理的反应器内构件，使得气液物流分配均匀，并且能够促使氢气最大量的溶解在原料油中，并保证液相物流的均匀分配。气液分配盘就是一种可以将气液两相物流充分混合，同时均匀地分配到催化剂床层的反应器内构件。根据其上分布的气液分配器工作原理可以分为抽吸型、溢流型以及二者的混合型气液分配盘。

抽吸型气液分配器（又称泡帽气液分配器）有中心管和开有条缝的泡帽组成，当气液物流由上而下时，液体滴落至分配盘，气体则由泡帽和中心管的夹缝中穿过，分配盘的液面接近或高于泡帽下边缘时，气体通道的截面积减小，气速急剧增加，会将液体抽吸至中心管，引到气液分配盘的下面。在抽吸型气液分配器中心管上部和出口可以设置碎流器和简单的分布板，增加气液混合和分布效果。

大型固定床加氢反应器的抽吸型气液分配盘安装时（其它大型设备也是如此），需要特别关注水平度，一般要求水平偏差应控制在±6mm内。以内径为4800mm的反应器为例，气液分配盘水平偏差一度，其外边缘的偏差为±42mm。这样就会使部分气液分配器失效，气液分布和混合的效果大大降低，催化剂床层径向温差过大和局部热点等问题更加突出。气液分配盘的水平偏差要求严格，对设计和施工的要求很高。另外，气液分配盘在设备安装时水平度良好，但在设备使用过程中，由于工况条件与安装时相差较大（高温、高压等），由于应力及其它因素会使得汽液分配盘的水平状态稍有改变，而轻微的改变就会造成严重的气液分配不均匀的结果。

US3218249、US5158714、CN2111789都属于典型的抽吸型气液分配器专利。为使气液较好地混合，设计了不同的碎流器和泡帽开口，但是没有考虑分配盘的水平度问题，安装时水平较敏度较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种降低水平敏感度的气液分配盘，可以降低气液分配盘设计安装的水平敏感度。

本发明降低水平敏感度的气液分配盘，包括塔板，在塔板上设置适宜数量的气液分配器，在塔板上设置液相围堰，液相围堰将塔板分割为若干个比塔板面积小的区域。

本发明的气液分配盘中，气液分配器可以是常规的各种形式，如抽吸型气液分配器、溢流型气液分配器、混合型气液分配器等（混合型同时具有抽吸作用和溢流作用）。优选气液混合效果好的抽吸型气液分配器，抽吸型气液分配器包括贯通塔板的中心管和中心管上部的泡帽构成。

本发明的气液分配盘中，液相围堰将塔板分割区域数量的最大值与塔板上设置的气液分配器数量相等，即每个气液分配器均用液相围堰与其它气液分配器隔开。液相围堰将塔板分割区域数量的最小值可以根据塔板的规模相关，一般来说不应小于3个分割区域，一般来说设置3～15个分割区域即可。一般来说，将3～30个气液分配器用一个液相围堰围在一个区域中即可以达到一定的效果。优选每个液相围堰围成的区域中包括的气液分配器数量相同。本发明所述的液相围堰围成的区域包括下述两种：（1）仅由液相围堰围成的区域；（2）由液相围堰和反应器内壁围成的区域。

本发明的气液分配盘中，液相围堰将塔板分割区域的形状可以是任意的，如可以是方形、三角形、菱形、六边形、圆形、扇形和不规则形状等一种或几种形状的组合。可以根据气液分配盘塔板的结构具体设置。

本发明所述的气液分配盘中，液相围堰采用与气液分配盘相同材质的钢板制造，液相围堰的高度最好高于气液分配器的高度。对于具有泡帽结构的抽吸型气液分配器来讲，液相围堰的高度为气液分配器泡帽底沿距气液分配盘面高度的0.5～2.0倍，优选为0.8～1.5倍，最优选为1.0～1.5倍。具体高度根据泡帽的结构做适当调整。

本发明所述的气液分配盘在使用时，在该气液分配盘上部最好设置液相初步分配器，将液相均匀地分布在每个分割区域上。