旋流碎流式冷氢箱.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105921078A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610379312.7(22)申请日2016.05.31(71)申请人兰州兰石集团有限公司地址730050甘肃省兰州市兰州新区昆仑大道西段516号(72)发明人王密申玲范飞周予东周晴晴张彦秋(74)专利代理机构甘肃省知识产权事务中心62100代理人马小瑞(51)Int.Cl.B01J8/04(2006.01)C10G49/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称旋流碎流式冷氢箱(57)摘要本发明公开了一种旋流碎流式冷氢箱，它包括同轴连接的截流板和混合箱，混合箱与反应器筒体之间形成环形缝隙，所述混合箱的外壁底部均匀设有数个进料入口，混合箱中心的气液混合物出口上安装有溢流筒，溢流筒的中心高度高于进料入口的上边缘的高度，溢流筒顶端的气液进口面积小于所有进料入口的面积之和，气液混合物出口上设有多个碎流孔，溢流筒的周围设有数块首尾错位相接、呈圆圈状排布的导流板。本发明结构简单，设置了螺旋导流板、溢流筒和碎流孔，形成了扁平的混合结构，在降低冷氢箱高度的情况下，强化了气液两相的混合传热效果，能够有效改善现有冷氢箱物料停留时间短，混合不充分、降温不均匀、结构复杂、压降大等问题。CN105921078ACN105921078A权利要求书1/1页1.一种旋流碎流式冷氢箱，安装于加氢反应器中，位于冷氢管的下方，它包括同轴连接的截流板（1）和混合箱（2），混合箱（2）与加氢反应器筒体之间形成环形缝隙，混合箱（1）的侧壁底端与截流板（1）相连接，其特征在于：所述截流板（1）中心的气液混合物出口设有多个碎流孔（6），气液混合物出口上安装有两端开口的溢流筒（4），溢流筒（4）顶端的气液进口的高度高于混合箱（2）侧壁底部均匀设置的数个进料入口（3）上边缘的高度，溢流筒（4）顶端的气液进口面积小于所有进料入口（3）的面积之和，溢流筒（4）的周围设有数块首尾错位相接、呈圆圈状排布的导流板（5），溢流筒（4）、导流板（5）均安装在混合箱（2）的内腔中。2.根据权利要求1所述的旋流碎流式冷氢箱，其特征在于：所述溢流筒（4）的形状为两端开口的圆台形或者切除顶部的半球形或者切除顶部的半椭球形，溢流筒（4）的顶端设有气液进口，气液进口的面积小于底端的气液出口的面积。3.根据权利要求1或2所述的旋流碎流式冷氢箱，其特征在于：所述导流板（5）围绕溢流筒（4）排布有数圈，每圈导流板（5）的数量为2-8个。4.根据权利要求3所述的旋流碎流式冷氢箱，其特征在于：所述导流板（5）的形状为弧形或者波浪形中的一种或者二种的组合。5.根据权利要求4所述的旋流碎流式冷氢箱，其特征在于：所述碎流孔（6）的形状为圆形或者多边形或者放射形中的一种或者二种以上的组合，其流通面积由溢流筒（4）下边缘向截流板（1）中心逐渐减小。6.根据权利要求5所述的旋流碎流式冷氢箱，其特征在于：所述进料入口（3）的形状为圆形或者多边形或者扇形或者螺旋线形中的一种或者两种以上形状的组合。2CN105921078A说明书1/4页旋流碎流式冷氢箱技术领域[0001]本发明涉及石化行业加氢反应器设备技术领域，具体的说是一种旋流碎流式冷氢箱，尤其涉及一种用于冷氢气与高温烃类反应物和热氢气充分混合传热的冷氢箱。背景技术[0002]石油加工的加氢反应包括加氢裂化、加氢精制、加氢改质、加氢处理等反应，均为放热反应。随着加氢反应的进行，反应物料的温度不断上升，而反应物温度越高，反应速率越快，恶性循环，容易造成整个催化剂床层飞温，导致催化剂结焦，损害催化剂的性能。因此，加氢反应器通常设置多个催化剂床层，并在两个催化剂床层之间注入冷氢气，以控制反应物料的温度，确保催化剂性能稳定和装置安全。冷氢箱是加氢反应器的关键内构件之一，是冷氢气和热物流进行混合传热的场所。[0003]冷氢箱的结构比较复杂，一种冷氢箱带有多种技术特点，但其结构设计需要满足节流、碰撞、旋流和雾化的要求。冷氢箱的发展经历了蜂窝管式、歧管式、绕流式、旋叶式、折流式、抽吸式等结构，其性能主要从两方面来评价：混合传热性能和压降。气液两相接触越充分，反应器的径向温差越小，反应物料的温度越适宜下方催化剂床层的需求，说明冷氢箱的混合传热性能越好，性能得到充分的发挥。冷氢箱的压降越低，循环氢压缩机的负荷就越小，能量损耗就越少。此外，冷氢箱的结构还应简单、紧凑，占用空间小，以缩减昂贵的加氢反应器投资。[0004]专利CN200620134123.5公开了一种扁平式冷氢箱，由冷氢管、截流板、两个半圆形混合道、两个混合室、两个防冲板、两个开孔挡板和筛孔板组成。混合室的入口为截流板上对称设置的节流孔，与混合道相连