[实用新型]补充物料预分配装置、流体混合分配设备及多段进料式反应器

说明书

本公开涉及一种补充物料预分配装置、流体混合分配设备及多段进料式反应器。该补充物料预分配装置，用于布置在多段进料式反应器的上下两级固体颗粒床层之间，包括用于与反应器的补充物料入口连通的环形管(5)，所述环形管(5)与所述反应器同轴布置，且该环形管(5)的管壁设有均匀分布的多个喷孔(18)，以用于与从上一级固体颗粒床层(2)得到的上层反应物料混合。本公开的补充物料预分配装置能够明显提高补充物料在床层截面的分布均匀性。本公开的流体混合分配设备采用补充物料变质量流预分配及旋流抽吸强化混合方式，显著提高了混合效率，可有效消除床层截面物料组成浓度分布梯度，流体通过压降低。

技术领域

本公开涉及石油化工设备领域，具体地，涉及一种补充物料预分配装置、流体混合分配设备及多段进料式反应器。

背景技术

目前，炼油工业的最主要任务之一是提供运输燃料，汽油作为一种重要的运输燃料，被广泛的应用于交通运输等行业中。随着汽油消耗量的增加和环保标准的日益严格，围绕着如何解决汽油清洁化生产的问题成为研究和讨论的热点。

在强酸的作用下，以异构烷烃(主要是异丁烷)和烯烃(C3～C5烯烃)为原料生成烷基化油的技术为汽油的清洁化生产提供了可能。烷基化油具有较高的辛烷值和较低的蒸汽压，主要由饱和烃组成，且不含硫、氮、烯烃和芳烃等物质，因而被称为清洁化汽油，是航空汽油和车用汽油理想的调和组分。烷基化技术按催化剂形式可以分为液体酸烷基化和固体酸烷基化。目前，世界范围内约90％的烷基化产能是由液体酸烷基化技术(硫酸法和氢氟酸法)提供的，虽然液体酸烷基化技术比较成熟，且具有较好的反应选择性，但是也存在很多问题，比如液体酸烷基化过程都存在设备腐蚀严重的问题。除此之外，对于硫酸法而言，其过程耗酸量巨大，大量的废酸在运输和处理上都存在一定的安全隐患，对于氢氟酸法而言，由于氢氟酸具有较强的腐蚀性和毒性，而且容易挥发，会对人体造成很大的伤害。因此，与之对比，采用固体酸作为催化剂，不仅不会对环境造成污染，而且不存在设备腐蚀的问题，可以视为一种绿色的烷基化工艺技术，具有很好的发展前景。

为了保持一定的反应活性周期，固体酸烷基化过程需要在较大的烷烯比条件下操作以避免固体酸催化剂过快失活，但烷烯比过高会增加过程能耗且影响反应的选择性。研究发现，固定床反应器中催化剂活性和物料浓度随物料流动方向逐渐发生变化。因此，可采用与固体酸烷基化工艺相匹配的多段进料式反应器技术，合理设置催化剂床层结构并在催化剂床层间补充消耗掉的新鲜烯烃原料以维持适宜的物料浓度，既可以满足每段催化剂床层内的烷烯比需求也可显著降低整个反应器内过大的烷烯比，对于有效延长催化剂寿命、降低装置操作能耗和提高固体酸烷基化工艺技术经济性具有重要意义。

CN 1123372C公开了一种流体分配-收集系统，该设备包括用于混合、分配或抽出流体的若干分配盘和若干板条。该系统具有两个腔室，一个腔室进行外部流体的引入，另一个腔室进行容器内流体的抽出。该设备能提供有比较好的流体分配效果，但补充物料与主流体整体混合效果欠佳，且复杂的腔室结构增加了流体通过设备时的压降。

CN 101056684B公开了一种用于多段进料式固定床塔器中固体粒子床之间的混合器-分布器-收集器设备。该设备包括用于保持固体粒子的上部床层，并且容许流体向下流经所述混合器-分布器-收集器设备的上边界；位于上边界之下并与该上边界间隔开的流体分布器；上述两者之间并且和两者分别隔开的流体偏转板；贯穿偏转板的至少一个通道；还包括选自穿孔板、丝网、栅格、多孔固体、蜂窝状物体及其组合的流量控制器。该设备对低床层塔器内流体有良好的分配效果，但补充物料进入塔器内易出现整体性偏流和局部高速射流，用于高烷烯比烷基化工艺装置会造成催化剂过早失活和过高的能耗损失；且固体颗粒支撑与流体混合分配部件一体化用于烷基化工艺装置难以工程实施。

CN 201592090U公开了一种液体收集混合分配装置。该设备的特点是内部设置若干用于强化流体混合的迷宫构件，但压降偏高，用于高烷烯比烷基化工艺装置易出现整体性偏流问题。