[发明专利]用于浆态床反应器的气体分布器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气液固三相浆态床反应器的气体分布器。

背景技术

气液固三相浆态床反应器在石油化工领域的费托合成反应过程中大量使用。浆态床反应器操作时，气体进料自反应器的底部进入反应器内，经气体分布器分布后鼓入含有固体催化剂颗粒的浆液中参与反应。气相反应产物和未反应的气体进料在反应器的上部分离，液体反应产物分离出催化剂后进一步精加工，反应热量通过换热设施移除。其中，气体分布器是保证气体进料在浆态床中均匀分布和提高浆液气含率的重要部件，主要包括孔板分布器、填充式分布器、烧结金属板分布器、喷嘴分布器、管式分布器和泡帽分布器等。

中国专利CN201735386U公开了一种用于费托合成的浆态床反应器，使用的是泡帽分布器；泡帽分布器均匀地布置在合成气分布板上。该专利没有对泡帽分布器的具体结构和功能做详细说明。美国专利US4874583公开了一种泡帽分布器，主要由泡帽、上升管、止逆球(作为止逆元件)和阀芯等部件组成。泡帽筒体的底部开设有条缝，上升管上部和阀芯中部设有流体出口，阀芯下部设有阀座，阀座带有阀座孔；多个泡帽分布器均匀地设置于分布板上。这种泡帽分布器是用于沸腾床反应器的气液分布器，进料为气液混合进料。因此，上升管的下部为带有进气槽的气液预混合结构，上升管内设有用于气液混合的孔板混合器。如果将这种泡帽分布器直接引用到浆态床反应器以分配气体进料(去掉气液预混合结构和孔板混合器)，则会产生如下问题：(1)止逆球正常浮起时，球体的大部分处于流体出口上方的阀芯内腔。阀芯内腔的顶端是封闭的，进入到浮起的止逆球上方、阀芯内腔顶部死区的气体会形成回旋流(气体向下回旋流动)，冲击止逆球的上部。止逆球将在气流中频繁跳动，引起气体进料流量的波动，并造成止逆球与阀芯之间的碰撞损伤。(2)止逆球在正常浮起位置时，若气体进料进气中断或进气压力降低，浆液将从流体出口进入止逆球下方的阀芯内腔；止逆球会因下方逆流浆液瞬间压力过大而不能迅速落回密封位置实现密封，存在滞后。(3)止逆球的直径和材料一定时，如果要调节其重量，需要将止逆球制成空心球。空心止逆球的重心往往难以与止逆球外部球面的几何球心重合，从而也可以引起止逆球在气流中的频繁跳动。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于浆态床反应器的气体分布器，以解决现有的泡帽分布器用于浆态床反应器分配气体进料时所存在的止逆元件会在气流中频繁跳动、止逆元件不能迅速落回密封位置实现密封等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种用于浆态床反应器的气体分布器，设有泡帽、带有流体出口的上升管、止逆元件、带有阀座孔的阀座，泡帽的筒体与上升管之间形成环形通道，流体出口位于阀座的上方，其特征在于：上升管为进气管，阀座固定于进气管的内壁上，环形通道为形成于泡帽的筒体与进气管之间的环形通道，流体出口为气体出口，止逆元件为浮阀，浮阀设有阀顶板、阀腿以及浮阀行程控制件，阀腿插入阀座孔内。

采用本发明，具有如下的有益效果：(1)浮阀设有浮阀行程控制件，可以使浮阀处于最高浮起位置时阀顶板位于气体出口高度的上部。进入到阀顶板上方、进气管内腔顶部的气体向下回旋流动时，可以经气体出口位于阀顶板上方的出口流出一部分(至环形通道)，减少了对阀顶板上表面的冲击，由此减轻了浮阀在气流中的跳动以及所引起的气体进料流量的波动，并减轻了浮阀与进气管内腔和阀座之间的碰撞损伤。(2)浮阀处于浮起位置时，若气体进料进气中断或进气压力降低，进入环形通道内的一部分浆液将从气体出口位于阀顶板上方的出口逆流进入阀顶板上方的进气管内腔，抵消了从气体出口位于阀顶板下方的出口逆流进入阀顶板下方的进气管内腔的浆液(后一部分浆液)所形成的瞬间过大压力；后一部分浆液对阀腿也会产生向下的冲击分力。因此，浮阀可以迅速落回密封位置，使阀顶板下表面与阀座上表面接触实现密封。(3)浮阀的尺寸和材料一定时，可以通过改变阀顶板和阀腿的厚度调节浮阀重量。浮阀为几何对称结构，从而也可以减轻浮阀在气流中的跳动。浮阀可以冲压制造，比较简单。

本发明的气体分布器，气体扩散面积广、结构简单合理、浮阀升降平稳、使用安全可靠；可用于浆态床反应器、分配气体进料。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明用于浆态床反应器的气体分布器的结构示意图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是浮阀处于密封位置的示意图。