專利名稱：液-氣分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于兩相并流式向下流容器的液-氣分配裝置。特別是， 本發(fā)明涉及公用總管結(jié)合多氣體提升管(稱為箱式氣體提升管 (BOXVLT))形式的液體分配裝置，該裝置當(dāng)許多這樣的BOXVLT裝配
在容器的橫截面上時(shí)改進(jìn)液體和氣體相的分配從而在催化反應(yīng)中獲得 熱量和組份的平衡。該裝置在加氫操作的反應(yīng)器中特別有用。
背景技術(shù)：
液體分配裝置已知的設(shè)計(jì)有5種。第1種是一串槽和溢流堰用于 在液體接觸催生床之前將液體對(duì)稱地細(xì)分成多個(gè)液流。在液體壓力機(jī) 或逆流吸收器中常使用這種類型。在美國(guó)專利5,192,465號(hào)中描述了這 種類型的一個(gè)例子。
液體分配裝置的第2種類型是篩板的水平塔盤。這種可能有或者 可能沒有圍繞篩板的有凹口的溢流堰。這種類型的分配裝置可以用于 和更新穎的最終液體分配塔盤一起的初步液體分配。在美國(guó)專利 4,836,989號(hào)中公開了這種類型的例子。
液體分配裝置第3種通用類型是升氣管塔盤。這種裝置使用許多 直立管按規(guī)則的方形或三角形間矩圖案布置在水平塔盤上。直立管通 常在側(cè)壁中有孔用于液體通過(guò)。直立管的頂端是開口的以便允許氣體 通過(guò)升氣管中心向下流動(dòng)。某些設(shè)計(jì)使用特殊的氣體降液管升氣管來(lái) 處理大量的氣體流動(dòng)。從美國(guó)專利4,126,540號(hào)和3,353,924號(hào)已知這 種類型。
液體分配裝置的第4種類型是泡罩塔盤。這種裝置使用在水平塔
盤上按規(guī)則間距的圖形布置的許多泡罩。用罩同心地中心定位在直立
管上構(gòu)成泡罩。罩的側(cè)邊開槽用于氣體流動(dòng)。液體在罩下面流動(dòng)，并 和氣體 一 起在環(huán)形區(qū)域內(nèi)向上流動(dòng)然后通過(guò)直立管的中心向下流動(dòng)，
如在美國(guó)專利5,158,714號(hào)中描述的那樣。
已知的槽型分配裝置機(jī)械上很復(fù)雜和對(duì)水平度非常敏感。取決于 各槽之間過(guò)渡區(qū)的設(shè)計(jì)，分配的質(zhì)量也可能對(duì)結(jié)污很敏感。已知的篩板設(shè)計(jì)類似于升氣管設(shè)計(jì)。升氣管設(shè)計(jì)是優(yōu)選的因?yàn)榭?以設(shè)計(jì)它用于更寬范圍的液體/氣體負(fù)荷和對(duì)結(jié)污敏感較低。
液體分配裝置別的已知類型是篩板塔板裝有氣體提升管，形式為 長(zhǎng)腿降液管裝有 一根或多根短腿的升氣管以便在管內(nèi)形成向上流區(qū)和 向下流區(qū)。短腿升氣管的側(cè)邊是開槽的和通過(guò)在向上流區(qū)內(nèi)向上流動(dòng) 的氣體^t是升液體與氣體并流，和與氣體 一 起均勻地分配通過(guò)向下流區(qū)
到下面的催化劑床，如在美國(guó)專利5，942，162號(hào)進(jìn)一步描述的那樣。
氣體提升管裝置比升氣管類設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是用氣體提升管顯然可以 有更寬的調(diào)節(jié)范圍。當(dāng)液體流量減小時(shí)，適當(dāng)設(shè)計(jì)的升氣管必須變成 或者更高或者在側(cè)邊上鉆更小的孔。由于制造公差，裝置的檢修和由 于操作負(fù)荷的偏差，使所有分配裝置并不是全都在容器中處于同一水
平。在向下調(diào)節(jié)的某些水平，有些孔可能有液體而另一些孔可能沒有。 這造成在斜盤下面的表面上不均勻的液體分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用于在向下流的容器中分配并流的兩相物流的液-氣分配 裝置，它包括
作用如支持梁和料盤板的許多水平的自我支持結(jié)構(gòu)和當(dāng)安裝成料 盤時(shí)在各結(jié)構(gòu)的接合處和在構(gòu)成的料盤和容器內(nèi)壁之間將基本上沒有 泄漏；
每個(gè)所述水平的自我支持結(jié)構(gòu)包括打孔成至少一行等尺寸孔的底 板，其中每個(gè)孔裝有細(xì)長(zhǎng)的向下流的成管子形式的通道或有與所述底 板中孔的幾何橫截面形狀相同的其他幾何形狀的通道，和每個(gè)向下流 的通道裝有并流的兩相物流的入口，和其中至少2個(gè)所述向下流通道 裝有一個(gè)公用的升氣管帽罩，該帽罩連接在和沿著每個(gè)向下流的通道 的至少一個(gè)壁部分和安裝在每個(gè)向下流通道的入口上面并與入口有一 定間隔。
向下流通道和公用的升氣管帽罩的組合稱為箱式氣體提升管 (BOXVLT)。
按照本發(fā)明的自我支持結(jié)構(gòu)是水平地支持在容器中和它的邊緣用 墊片或其他密封緊壓在相鄰的自我支持結(jié)構(gòu)或料盤板的邊緣，以便提 供覆蓋該容器橫截面積基本上無(wú)泄漏的表面。自我支持結(jié)構(gòu)/料盤板的底板打孔成橫跨它的表面的均勻間隔的 孔，各孔在底板上分布成至少一行。孔可以是圓的、方形、矩形的或 任何其他的幾何形狀。在所有的情況下，使用最優(yōu)化的圖案以便在所 有篩孔之間提供近似的均勻間隔和提供孔面積對(duì)跨過(guò)整個(gè)料盤的水平
料盤面積近似均勻的比，整個(gè)料盤是由多行的BOXVLT組成。
用公用的升氣管帽罩覆蓋的2個(gè)向下流通道組成的至少一個(gè) BOXVLT在每個(gè)自我支持結(jié)構(gòu)/料盤板上形成有至少2個(gè)下降點(diǎn)的氣體 提供管裝置。
按照本發(fā)明的氣體提升管裝置在概念上類似于泡罩裝置但有幾個(gè) 優(yōu)點(diǎn)。由于氣體提升管裝置比較小，完全可以設(shè)置在分配料盤上以便 獲得液體更好地分配，分配料盤是將許多梁肩并肩地布置在反應(yīng)器內(nèi) 部制成。較小的間距與較大的間距相比料盤下的整個(gè)潤(rùn)濕效率更好。
按照本發(fā)明的分配裝置的 一 個(gè)特殊優(yōu)點(diǎn)是它的簡(jiǎn)單性，這使它更 容易和節(jié)省成本地制造和安裝在工藝條件不允許的最優(yōu)尺寸上。
在將使用本發(fā)明的許多過(guò)程中，如加氫操作的反應(yīng)器，在一段時(shí) 間內(nèi)和停車操作期間氣相和液相的速率和物理特性可以有寬廣的變 化。由于制造公差和裝置的檢修，分配料盤的水平度將有不可避免的 變化。從入口分配器或急冷區(qū)混合器降落到分配料盤上的液體可能是 不均勻地分布和由于'踐落、波動(dòng)或液壓頭可能造成跨過(guò)料盤的液體高 度梯度。使用蒸汽提升管概念可以有最優(yōu)的液體分配器設(shè)計(jì)，它將提 供比槽式分配器、簡(jiǎn)單的篩板分配料盤、升氣管型分配料盤或同心泡 罩分配料盤最優(yōu)化設(shè)計(jì)所可能獲得的在料盤下的液體分配更好的液體 分配。
通常在加氫操作的反應(yīng)器中將使用本發(fā)明的分配裝置。通過(guò)在整
平面丄^^有催化劑。因此，在給定平面二的所有催:劑;作在相同 的效率下，它增加了反應(yīng)器總效率。另外，均勻的液體分布保持反應(yīng) 器內(nèi)均勻的徑向溫度分布。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，至少2個(gè)向下流的通道用公用的升氣 管帽罩覆蓋，泡罩連接在和沿著向下流通道的2個(gè)相反的壁使氣體提 升管有像T形狀的橫截面。
在別的實(shí)施例中，通過(guò)裝配至少2個(gè)向下流通道有公用的升氣管
5帽罩，使氣體提升管的形狀有像倒U形的橫截面，帽罩是連接在和沿 著每個(gè)向下流通道的一個(gè)壁部分。
在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使向下流通道穿過(guò)梁或通過(guò)在梁上附連 分離的通道件為每個(gè)孔生成在梁下側(cè)上的下降邊緣。該下降邊緣還可 以通過(guò)梁上擠壓或等價(jià)的機(jī)構(gòu)生成。
在水平的自我支持結(jié)構(gòu)上的所有點(diǎn)處向下流的通道有相同的高度 是優(yōu)選的。
升氣管帽罩在它的側(cè)邊切有1個(gè)或多個(gè)垂直的狹槽而狹槽的高度 終止在或在向下流通道入口高度之下也是優(yōu)選的。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，升氣管帽罩的入口端終止在水平梁的 平面之上從而不會(huì)妨礙兩相物流中的液體流入到升氣管帽罩的下部中。


圖1表示自我支持結(jié)構(gòu)的透視圖，它包括最少的一根梁，該梁有 升氣管帽罩、降液管和底板，其組合在下面的描述中表示為箱式氣體
提升管或BOXVLT。
圖2表示有3根BOXVLT的自我支持結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖3 (A-D)表示該BOXVLT的橫剖面圖(從下面看)，有各種
形狀和各種圖案的降液管的不同布置的例子。
具體實(shí)施例方式
在圖l和圖2中表示液-氣分配設(shè)計(jì)的概念(稱為自我支持結(jié)構(gòu))。 該裝置包括從反應(yīng)器內(nèi)壁的 一側(cè)伸展到反應(yīng)器內(nèi)壁另 一側(cè)的 一個(gè)或幾 個(gè)BOXVLT 1，有與反應(yīng)器內(nèi)壁(未表示)曲率對(duì)應(yīng)的曲率彎成曲線 的裙邊2以便能氣密地安裝。自我支持結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)邊7是線性的適合與 或者另一個(gè)自我支持結(jié)構(gòu)(未表示)或者裝備有一個(gè)或幾個(gè)BOXVLT (未表示)的非自我支持的料盤板裝配在一起。所有的連接基本上是 無(wú)泄漏的。每個(gè)BOXVLT包括一個(gè)公用的升氣管帽罩(riser cap), 它覆蓋2根或多根降液管(down-comer) 4。降液管4在尺寸、形狀和 布置的圖案上可以變化(見圖3的例子)。每根降液管裝配到底板3 中鉆的孔內(nèi)。在每根降液管4之間在升氣管帽罩5的側(cè)壁中切出一個(gè)或多個(gè)垂直的窄槽6。窄槽的頂端是在降液管4入口端(未表示)處或 在其下面。
圖3是通過(guò)BOXVLT向上看到升氣管帽罩內(nèi)的橫剖面(剖面B-B )。 圖3A是有方形降液管以直線圖案對(duì)齊和緊固在升氣管帽罩2壁上的 BOXVLT。圖3B有矩形的降液管也是以直線圖案對(duì)齊和緊固在升氣管 的僅一個(gè)壁上。圖3C類似于圖3A但是用圓形的降液管。圖3D表示 用在三角形圖案中的圓形降液管。
如在圖3A-C中表示的通過(guò)在向下流通道之間安裝隔板8可以獲得 進(jìn)一 步改進(jìn)兩相流動(dòng)分配的效率即降低對(duì)雄性分配的敏感性。
在本發(fā)明的操作中，在料盤上將建議起液面，料盤由許多梁組成， 每根梁裝有自我支承結(jié)構(gòu)形式的BOXVLT和如料盤板那樣。將各部件 沿著它們的邊和沿著反應(yīng)器壁以氣體/液體密封的方式裝配在 一起。在 這樣構(gòu)成的料盤上的液面將在公用的升氣管帽罩5的底部的上面，但 在升氣管帽罩窄槽6頂端的下面。氣體將通過(guò)窄槽，形成在由公用升 氣管帽罩和許多向下流通道組成的該BOXVLT的內(nèi)部和外部之間的壓 力降。由于BOXVLT內(nèi)部壓力低，BOXVLT內(nèi)部的液面將比其外部液 面高。因氣體提升液體向上流動(dòng)和在向下流通道入口處的壁上流動(dòng)使 氣體和液體將在升氣管帽罩內(nèi)部混合。液體在入口處壁上流動(dòng)和向下 流入向下流通道4的同時(shí)液體將部分分離。在底才反3下面的開口處， 隨著液體排出降液管4的下落邊緣液體和氣體將進(jìn)一步分離。
權(quán)利要求
1. 液-氣分配裝置，用于分配在向下流的容器中并流的兩相物流，包括作為支持梁和料盤板的多個(gè)水平的自我支持結(jié)構(gòu)，當(dāng)安裝成料盤時(shí)在各結(jié)構(gòu)的接合處和在形成的料盤和容器內(nèi)壁之間將基本上沒有泄漏；每個(gè)所述的水平的自我支持結(jié)構(gòu)包括打孔有至少一行等尺寸孔的底板，其中每個(gè)孔裝有細(xì)長(zhǎng)的向下流的通道，該通道成管子形式或有與所述底板中孔的幾何橫截面形狀相同的任何其他幾何形狀，每個(gè)向下流的通道裝有并流兩相物流的入口，和其中至少2個(gè)所述向下流通道裝有一個(gè)公用的升氣管帽罩，該帽罩連接在和沿著每個(gè)向下流通道的至少一個(gè)壁部分并且安裝在每個(gè)所述向下流通道的入口上面并與入口間隔開。
2. 如權(quán)利要求1所述的液-氣分配裝置，其特征在于向下流通道在水平的自我支持結(jié)構(gòu)上的所有點(diǎn)處都有相同的高度。
3. 如權(quán)利要求1所述的液-氣分配裝置，其特征在于升氣管帽罩有切入其側(cè)邊的一個(gè)或多個(gè)垂直的槽，槽的高度終止在向下流通道的入口水平處或在其之下。
4. 如權(quán)利要求1所述的液-氣分配裝置，其特征在于升氣管帽罩的入口端終止在自我支持結(jié)構(gòu)的底板水平之上。
5. 如權(quán)利要求1所述的液-氣分配裝置，其特征在于公用的升氣管帽罩是連接在每個(gè)向下流通道的兩個(gè)相反的壁上。
6. 按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液-氣分配裝置，其特征在于在一個(gè)或多個(gè)所述向下流通道之間設(shè)置隔板。
7. 兩相物流并流向下流的容器，包括按照前述纟又利要求中任一項(xiàng)所述的液-氣分配裝置。
8. 反應(yīng)器，裝有按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的一個(gè)或多個(gè)液-氣分配裝置。
全文摘要
本發(fā)明的用于兩相物流并流式向下流容器中的液-氣分配裝置包括許多以自我支持結(jié)構(gòu)(梁)形式制造的BOXVLT和料盤板，安裝時(shí)構(gòu)成的料盤在連接處和料盤與容器壁之間將基本上沒有泄漏；所述水平的自我支持結(jié)構(gòu)包括打孔成至少一行等尺寸孔的底板，其中每個(gè)孔裝有細(xì)長(zhǎng)的向下流的成管子形式的通道(降液管)或有與所述梁中孔的幾何橫截面形狀相同的其他幾何形狀的通道，和向下流通道裝有并流的兩相物流的入口，和其中至少2個(gè)所述向下流通道裝有一個(gè)公用的升氣管帽罩，該帽罩連接在和沿著每個(gè)向下流通道的至少一個(gè)壁部分和安裝在每個(gè)向下流通道的入口上面并與入口有一定間隔。
文檔編號(hào)B01D3/00GK101480535SQ20091000204
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者K·R·賈爾科夫 申請(qǐng)人:赫多特普索化工設(shè)備公司