本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地，涉及一種擴(kuò)散器。此外，本發(fā)明還涉及一種固定床反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

目前石油化工領(lǐng)域中許多催化反應(yīng)都采用帶有若干間隔固體顆粒床層的反應(yīng)器進(jìn)行(例如加氫裂化、加氫精制等裝置)。通常，在這種反應(yīng)器入口處設(shè)有擴(kuò)散器以消除或減緩高流速的物料帶來的動(dòng)量沖擊，并對氣體和液體進(jìn)行預(yù)混合分散?！吨袊鵁捰图夹g(shù)》(侯芙生主編，2011年出版，第401頁)中提到了擴(kuò)散器的作用：置于反應(yīng)器頂部，起預(yù)分配的作用，防止物料直接沖擊氣液分配盤，影響分配效果。當(dāng)反應(yīng)物料進(jìn)入擴(kuò)散器后，通過錐筒兩側(cè)的槽孔，進(jìn)入上、下兩層水平孔板，然后濺落到下部的頂層氣液分配盤上。

美國專利US4579647提出一種帶有氣相導(dǎo)流孔和液相分布管的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括側(cè)面設(shè)有開孔的筒體和位于底部的布液管，布液管上設(shè)有不同長短的流通支管，支管上設(shè)有開孔。氣液物料進(jìn)入設(shè)備后，液相向下流入布液管進(jìn)行分配，氣相則經(jīng)由筒體側(cè)面開孔流出。這種結(jié)構(gòu)的不足在于氣液兩相物料基本不發(fā)生混合，且對于液相來說由于流道分支較多、流道軌跡較長，液相在反應(yīng)器橫截面上均勻分配時(shí)，會產(chǎn)生較高的壓降，帶來額外的能耗。

公告號為CN100340331C的專利公開了一種帶有內(nèi)外錐筒的擴(kuò)散器。該結(jié)構(gòu)包括筒體、底板、外錐筒、蓋板和內(nèi)錐筒，其中蓋板和底板起到減緩流體沖力的作用，內(nèi)錐筒用于引導(dǎo)氣相物料流通，外錐筒用于引導(dǎo)液相物料流通。該擴(kuò)散器雖然能夠使氣液物料產(chǎn)生一定混合，但由于內(nèi)外錐筒間的液相 物料流道被完全液封，出口界面較小，因此存在壓降大、物料噴灑角度小的問題。

公告號為CN201832616U的專利公開一種反應(yīng)器入口預(yù)處理器。該處理器的圓柱形筒體下方設(shè)有兩側(cè)圓形碎流板，碎流板上設(shè)有圓形開孔。圓柱形筒體內(nèi)部設(shè)有帶有頂蓋板的截錐形筒體，截錐形筒體設(shè)有2個(gè)對稱開槽。當(dāng)氣液物料進(jìn)入該擴(kuò)散器后，由于液相的分配情況受氣速影響較大，因此容易發(fā)生偏流。

有鑒于此，需要提供一種物料分配效果好、壓降小的擴(kuò)散器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種擴(kuò)散器，該擴(kuò)散器具有物料分配效果好、壓降小的優(yōu)點(diǎn)。

此外，本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種固定床反應(yīng)器，該固定床反應(yīng)器的擴(kuò)散器具有物料分配效果好、壓降小的優(yōu)點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種擴(kuò)散器，該擴(kuò)散器包括：筒體，該筒體包括周壁，并且該筒體的頂部和底部分別設(shè)有氣液物料入口和氣液物料擴(kuò)散口；和導(dǎo)流部件，該導(dǎo)流部件設(shè)置在所述筒體內(nèi)并包括第一導(dǎo)流件、第二導(dǎo)流件和多個(gè)擴(kuò)散旋流板，所述第二導(dǎo)流件設(shè)置在所述筒體的底部，所述第二導(dǎo)流件的中心設(shè)有導(dǎo)流開口，并且其外邊緣接合于所述筒體的內(nèi)周壁上；所述第一導(dǎo)流件布置在所述第二導(dǎo)流件的上方并與所述氣液物料入口位置相對，所述第一導(dǎo)流件的外邊緣與所述筒體的內(nèi)周壁之間具有間隙；所述擴(kuò)散旋流板的頂端和底端分別連接所述第一導(dǎo)流件和第二導(dǎo)流件，多個(gè)所述擴(kuò)散旋流板沿所述筒體的周向間隔布置；其中，從氣液物料入口進(jìn)入的氣液物料經(jīng)由所述第一導(dǎo)流件導(dǎo)流至所述筒體的內(nèi)周壁，并通過所述擴(kuò)散旋流板后形成為旋流，該旋流從第二導(dǎo)流件的導(dǎo)流開口和所述氣液物料擴(kuò)散口向下 流出。

優(yōu)選地，各個(gè)所述擴(kuò)散旋流板均具有在所述筒體的徑向方向上的外端和內(nèi)端，并且從各個(gè)所述擴(kuò)散旋流板的外端到其內(nèi)端的布置方向相對于所述筒體的徑向方向朝向逆時(shí)針方向傾斜布置。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)流部件還包括多個(gè)設(shè)置于所述第一導(dǎo)流件上的導(dǎo)流旋流板，該導(dǎo)流旋流板沿所述筒體的周向間隔布置。

優(yōu)選地，各個(gè)所述導(dǎo)流旋流板均具有在所述筒體的徑向方向上的外端和內(nèi)端，并且從各個(gè)所述導(dǎo)流旋流板的外端到其內(nèi)端的布置方向相對于所述筒體的徑向方向朝向順時(shí)針方向傾斜布置。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)流件形成為圓形板件，所述氣液物料入口和所述導(dǎo)流開口均形成為圓形開口，所述第一導(dǎo)流件、所述氣液物料入口與所述導(dǎo)流開口同軸設(shè)置，且所述第一導(dǎo)流件的截面積均大于所述氣液物料入口與所述導(dǎo)流開口各自的面積。

優(yōu)選地，所述第二導(dǎo)流件形成為圓環(huán)板件。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)散旋流板為梯形板、矩形板或者圓弧板。

此外，在上述擴(kuò)散器的基礎(chǔ)之上，本發(fā)明還提供一種固定床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體和本發(fā)明的擴(kuò)散器，該擴(kuò)散器設(shè)置于所述反應(yīng)器本體的入口處。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的擴(kuò)散器能夠?qū)⑦M(jìn)入筒體的氣液物料導(dǎo)向筒體內(nèi)壁，然后通過多個(gè)擴(kuò)散旋流板的旋流作用對氣液物料進(jìn)行預(yù)混和分散。與此同時(shí)，本發(fā)明的擴(kuò)散器還具有結(jié)構(gòu)簡單，壓降小的優(yōu)點(diǎn)，適合用于固定床加氫反應(yīng)器中氣液物料在入口處的預(yù)混和分散。此外，本發(fā)明的固定床反應(yīng)器，由于包括本發(fā)明的擴(kuò)散器，因此其同樣具有以上優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的擴(kuò)散器的剖視圖；

圖3是圖2中沿A-A截面的剖視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式的擴(kuò)散旋流板的剖視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式的擴(kuò)散器的剖視圖；

圖6是圖5中的擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是沿圖5中的A-A的剖視圖；

圖8是沿圖5中的B-B的剖視圖；

圖9顯示的是本發(fā)明的擴(kuò)散器與公告號為CN201832616U的專利的反應(yīng)器入口預(yù)處理器的分配均勻性冷態(tài)模型試驗(yàn)(其中流量值的單位為mL/min)；

圖10顯示的是本發(fā)明的擴(kuò)散器與公告號為CN201832616U的專利的反應(yīng)器入口預(yù)處理器的壓降值冷態(tài)模型試驗(yàn)(其中流量值的單位為mL/min，壓降值的單位為kPa)。

附圖標(biāo)記說明

1、筒體 2、第一導(dǎo)流件

3、第二導(dǎo)流件 4、擴(kuò)散旋流板

5、導(dǎo)流旋流板

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種擴(kuò)散器，具體地，如圖1至圖8所示，該擴(kuò)散器包括：筒體1，該筒體1包括周壁和頂壁，該頂壁設(shè)有氣液物料入口，所述筒體1的底部開口以形成氣液物料擴(kuò)散口；和導(dǎo)流部件，該導(dǎo)流部件設(shè)置在所述筒體內(nèi)并包括第一導(dǎo)流件2、第二導(dǎo)流件3和多個(gè)擴(kuò)散旋流板4，所述第二導(dǎo)流件3設(shè)置在所述筒體1的底部，所述第二導(dǎo)流件3的中心設(shè)有導(dǎo)流開口，并且其外邊緣接合于所述筒體1的內(nèi)周壁上；所述第一導(dǎo)流件2布置在所述第二導(dǎo)流件3的上方并與所述氣液物料入口位置相對，所述第一導(dǎo)流件2的外邊緣與所述筒體1的內(nèi)周壁之間具有間隙；所述擴(kuò)散旋流板4的頂端和底端分別連接所述第一導(dǎo)流件2和第二導(dǎo)流件3，多個(gè)所述擴(kuò)散旋流板4沿所述筒體1的周向間隔布置；其中，從氣液物料入口進(jìn)入的氣液物料經(jīng)由所述第一導(dǎo)流件2導(dǎo)流至所述筒體1的內(nèi)周壁，并通過所述擴(kuò)散旋流板4后形成為旋流，該旋流從第二導(dǎo)流件3的導(dǎo)流開口和所述氣液物料擴(kuò)散口向下流出。

需要說明的是，筒體1、第一導(dǎo)流件2、第二導(dǎo)流件3和多個(gè)擴(kuò)散旋流板4的具體結(jié)構(gòu)形式可以根據(jù)需要設(shè)置，這些均屬于本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍之內(nèi)。具體地，第一導(dǎo)流件2可以形成為圓錐形件或者圓形平板件，第二導(dǎo)流件3可以形成為環(huán)形平板件或者倒置的圓環(huán)錐形件，所述擴(kuò)散旋流板4為梯形板、矩形板或者圓弧板(優(yōu)選為圓弧板)。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的擴(kuò)散器能夠?qū)⑦M(jìn)入筒體1的氣液物料導(dǎo)向筒體1內(nèi)壁，然后通過多個(gè)擴(kuò)散旋流板4的旋流作用對氣液物料進(jìn)行預(yù)混和分散。與此同時(shí)，本發(fā)明的擴(kuò)散器還具有結(jié)構(gòu)簡單，壓降小的優(yōu)點(diǎn)，適合用于固定床加氫反應(yīng)器中氣液物料在入口處的預(yù)混和分散。

在本發(fā)明的擴(kuò)散器中，優(yōu)選地，各個(gè)所述擴(kuò)散旋流板4均具有在所述筒 體1的徑向方向上的外端和內(nèi)端，并且從各個(gè)所述擴(kuò)散旋流板4的外端到其內(nèi)端的布置方向相對于所述筒體1的徑向方向朝向逆時(shí)針方向傾斜布置，從而便于使氣液物料形成為旋流。

在上述擴(kuò)散器中，優(yōu)選地來，所述導(dǎo)流部件還包括多個(gè)設(shè)置于所述第一導(dǎo)流件2上的導(dǎo)流旋流板5(如圖5至圖8所示)，該導(dǎo)流旋流板5沿所述筒體1的周向間隔布置，具體地，各個(gè)所述導(dǎo)流旋流板5均具有在所述筒體1的徑向方向上的外端和內(nèi)端，并且從各個(gè)所述導(dǎo)流旋流板5的外端到其內(nèi)端的布置方向相對于所述筒體1的徑向方向朝向順時(shí)針方向傾斜布置，從而形成兩級旋流板。

可以理解的是，本發(fā)明的擴(kuò)散器并不僅限于以上的具有一級或者兩級的旋流板的擴(kuò)散器，其可以形成為具有多級旋流板的擴(kuò)散器。

在上述擴(kuò)散器中，具體地，所述第一導(dǎo)流件2形成為圓形板件，所述氣液物料入口和所述導(dǎo)流開口均形成為圓形開口，所述第一導(dǎo)流件2、所述氣液物料入口與所述導(dǎo)流開口同軸設(shè)置，且所述第一導(dǎo)流件2的截面積均大于所述氣液物料入口與所述導(dǎo)流開口各自的面積，更具體地，所述第二導(dǎo)流件3形成為圓環(huán)板件，從而使得本發(fā)明的擴(kuò)散器結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造。

此外，本發(fā)明還提供一種固定床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體和本發(fā)明的擴(kuò)散器，所述擴(kuò)散器設(shè)置于所述反應(yīng)器本體的入口處。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的擴(kuò)散器能夠?qū)⑦M(jìn)入筒體1的氣液物料導(dǎo)向筒體1內(nèi)壁，然后通過多個(gè)擴(kuò)散旋流板4的旋流作用對氣液物料進(jìn)行預(yù)混和分散。與此同時(shí)，本發(fā)明的擴(kuò)散器還具有結(jié)構(gòu)簡單，壓降小的優(yōu)點(diǎn)，適合用于固定床加氫反應(yīng)器中氣液物料在入口處的預(yù)混和分散。

以下將通過冷態(tài)模型試驗(yàn)的方式檢測并對比本發(fā)明的擴(kuò)散器與公告號為CN201832616U的專利的反應(yīng)器入口預(yù)處理器的分配均勻性和壓降值，分配均勻性可通過將某流量值恒定的氣液物料通入到本發(fā)明的擴(kuò)散器與對比 專利的反應(yīng)器入口預(yù)處理器中，然后分別檢測多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的流量值(如圖9所示)并總體上總結(jié)得出，壓降值可通過分別檢測本發(fā)明的擴(kuò)散器與對比專利的反應(yīng)器入口預(yù)處理器的某個(gè)監(jiān)測點(diǎn)在不同流量值下的壓降(如圖10所示)而得出。需要說明的是，本發(fā)明的擴(kuò)散器與對比專利的反應(yīng)器入口預(yù)處理器各自的冷態(tài)模型試驗(yàn)中的上述監(jiān)測點(diǎn)需兩兩分別位于相對于擴(kuò)散器和反應(yīng)器入口預(yù)處理器相同的位置。

由圖9可以看出，本發(fā)明的擴(kuò)散器與對比專利的反應(yīng)器入口預(yù)處理器相比在各個(gè)測量點(diǎn)的流量值偏差處于較小范圍，流量值整體偏差較小，由此說明本發(fā)明的擴(kuò)散器具有較好的流體分配均勻性。由圖10可以看出，本發(fā)明的擴(kuò)散器與對比專利的反應(yīng)器入口預(yù)處理器相比具有更小的壓降值。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。