CN205042424U - 一种氢气与反应进料混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气与反应进料混合器，它设有氢气管(1)、反应进料管(2)、混合物流出管(3)、稳流器(4)、支撑环(9)、分配管(6)、定位板(10)、弯管组件。稳流器设有中心孔，底部设有凹槽。分配管外壁的顶部和底部均焊接有定位环(8)；分配管上设有分配孔(60)，分配管内设有中心棒(5)，分配管内壁的顶部和底部与中心棒之间均焊接有支撑板(7)。混合物流出管的底部焊接有混合物流出管出口侧法兰(11)。弯管组件由弯管(13)以及与弯管焊接连接的弯管入口侧法兰(12)和弯管出口侧法兰(14)组成。本实用新型在使用时安装于石油化工行业加氢装置反应系统的管道上，供氢气与反应进料进行混合。

Description

一种氢气与反应进料混合器

技术领域

本实用新型涉及一种氢气与反应进料混合器。氢气与反应进料混合器安装于石油化工行业加氢装置反应系统的管道上，供氢气与反应进料进行混合。

背景技术

在石油化工行业中，一些加氢装置(例如加氢裂化、渣油加氢等装置)反应系统的管道上安装有氢气与反应进料混合器，供氢气与反应进料进行混合。氢气的温度一般为100℃左右，反应进料的温度一般为400～450℃。现用的氢气与反应进料混合器通常是三通混合器，由氢气管、反应进料管和混合物流出管组成，在使用过程中主要存在以下两个问题。(1)氢气和反应进料在反应进料管与氢气管和混合物流出管的连接部位即开始接触、混合。由于氢气与反应进料的温差较大且同反应进料管与氢气管和混合物流出管的连接部位直接接触，往往会造成上述连接部位出现热疲劳破坏现象，引起泄漏和非计划停工。三通混合器是与反应系统中的相关管道焊接连接的，取下损坏的三通混合器并换上新的三通混合器比较困难。(2)氢气与反应进料混合得不均匀，从而使三通混合器产生振动。三通混合器的振动能进一步引起与三通混合器相连的反应系统中的管道也发生振动。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种氢气与反应进料混合器，以解决现有的氢气与反应进料混合器存在的出现热疲劳破坏、氢气与反应进料混合不均匀从而引起振动的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种氢气与反应进料混合器，设有氢气管、反应进料管和混合物流出管，氢气管和混合物流出管自上而下同轴、垂直设置，其特征在于：氢气管内设有稳流器，稳流器焊接于氢气管的内壁上，混合物流出管内设有圆环形的支撑环，支撑环焊接于混合物流出管的内壁上，稳流器设有中心孔，底部设有圆环形的凹槽，氢气管和混合物流出管内设有分配管，分配管外壁的顶部和底部均焊接有圆环形的定位环，两个定位环的外圆柱面分别与凹槽和支撑环的内圆柱面之间过盈配合、形成金属硬密封，分配管上设有分配孔，分配管内设有中心棒，分配管内壁的顶部和底部与中心棒之间均焊接有支撑板，分配管的下方设有定位板，定位板焊接于混合物流出管的内壁和/或支撑环上，混合物流出管的底部焊接有混合物流出管出口侧法兰，氢气与反应进料混合器设有弯管组件，弯管组件由弯管以及与弯管焊接连接的弯管入口侧法兰和弯管出口侧法兰组成，混合物流出管出口侧法兰与弯管入口侧法兰相连。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：(1)氢气和反应进料在分配管的内壁与中心棒之间的氢气与反应进料混合区接触并混合，反应进料管与氢气管和混合物流出管的连接部位只与温度较高的反应进料接触，不接触温度较低的氢气，因此不会出现热疲劳破坏现象。(2)稳流器的任何部位都不与氢气和反应进料同时接触，不会出现热疲劳破坏现象。(3)分配管、中心棒、定位环和支撑板组成分配管—中心棒组件，其中的分配管有可能出现热疲劳破坏现象。但是因为分配管的内外压差小，即使出现热疲劳破坏现象，对混合器和管道安全性的影响也较小。此外，卸下弯管组件以及定位板，可以将分配管—中心棒组件抽出，进行检查或更换。上述的过程比较简单、易于进行。(4)本实用新型可使氢气与反应进料均匀混合(详见本说明书具体实施方式部分的说明)，从而能够避免氢气与反应进料混合器及与其相连的管道产生振动。(5)本实用新型的结构坚固、可靠性好，能耐高压介质冲击，实用性强。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型氢气与反应进料混合器的结构示意图。

图2是图1所示的氢气与反应进料混合器中部分构件的立体分解示意图。

图1和图2中，相同附图标记表示相同的技术特征。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型的氢气与反应进料混合器设有氢气管1、反应进料管2和混合物流出管3，它们均是横截面形状为圆形的管。氢气管1和混合物流出管3自上而下同轴、垂直设置，反应进料管2水平设置。氢气管1、混合物流出管3和反应进料管2通常制成整体式构件。

氢气管1内设有稳流器4，稳流器4焊接于氢气管1的内壁上。混合物流出管3内设有圆环形的支撑环9，支撑环9焊接于混合物流出管3的内壁上。稳流器4设有中心孔，底部设有圆环形的凹槽40。氢气管1和混合物流出管3内设有分配管6。稳流器4的中心孔和凹槽40与分配管6同轴，中心孔与分配管6相通。稳流器4的整体形状为设有中心孔和凹槽40的圆柱形，其外圆柱面与氢气管1的内壁相接触。稳流器4的中心孔一般由上部的倒置圆台形开孔和下部的圆柱形开孔组成(如图1所示)，倒置圆台形开孔可以减少氢气的流动阻力。倒置圆台形的母线与水平面之间的夹角一般为55～70度。稳流器4的中心孔也可以仅仅是圆柱形开孔，图略。

分配管6是横截面形状为圆形的管，与氢气管1和混合物流出管3同轴设置。分配管6外壁、氢气管1内壁、混合物流出管3内壁之间形成反应进料流动通道，反应进料管2与反应进料流动通道相通。分配管6外壁的顶部和底部均焊接有圆环形的定位环8，两个定位环8的外圆柱面分别与凹槽40和支撑环9的内圆柱面之间过盈配合、形成金属硬密封。可在两个定位环8的外圆柱面、凹槽40和支撑环9的内圆柱面上均堆焊耐磨损、耐腐蚀、抗高温氧化的硬质合金(例如司太立合金)，以形成所述的金属硬密封。

分配管6上设有多个分配孔60。分配孔60一般为圆形孔，直径一般为10～15毫米。分配管6内设有中心棒5，中心棒5的横截面形状为圆形，与分配管6同轴设置。中心棒5的顶部一般为圆锥形，以减少氢气的流动阻力。圆锥的母线与水平面之间的夹角一般为55～70度。中心棒5的顶部也可以为圆柱形，图略。分配管6内壁的顶部和底部与中心棒5之间均焊接有支撑板7；支撑板7为长方形平板，两端分别焊接于分配管6的内壁和中心棒5上。分配管6内壁的顶部和底部与中心棒5之间通常均焊接3～4块支撑板7，绕分配管6和中心棒5的轴心线均匀分布。如图2所示，分配管6内壁的底部与中心棒5之间焊接的是4块支撑板7。分配管6的壁厚较薄(一般为10～16毫米)，设置中心棒5和支撑板7是为了对分配管6进行支撑。

分配管6、中心棒5、定位环8和支撑板7组成分配管—中心棒组件。分配管6的内壁与中心棒5之间形成氢气与反应进料混合区，氢气与反应进料混合区的横截面形状为圆环形。

分配管6的下方设有定位板10，定位板10为长方形平板，焊接于混合物流出管3的内壁和/或支撑环9上。图2所示的定位板10为两块，两块定位板10在中部相交(焊接连接)，交线与氢气管1和混合物流出管3的轴心线同轴。定位板10的顶部与分配管—中心棒组件的底部、支撑环9的底部相接触，对分配管—中心棒组件具有支撑作用。混合物流出管3的底部焊接有混合物流出管出口侧法兰11。

本实用新型氢气与反应进料混合器设有弯管组件，弯管组件由弯管13以及与弯管13焊接连接的弯管入口侧法兰12和弯管出口侧法兰14组成。混合物流出管出口侧法兰11与弯管入口侧法兰12相连。

本实用新型，氢气管1、反应进料管2、混合物流出管3、稳流器4、支撑环9、定位板10、混合物流出管出口侧法兰11、弯管13、弯管入口侧法兰12和弯管出口侧法兰14通常使用耐高温抗氢不锈钢(例如TP347H、TP321)制造。中心棒5、分配管6、支撑板7和定位环8通常使用镍基合金钢(例如ALLOYNO8800)制造。

本实用新型在使用时安装于石油化工行业加氢装置反应系统的管道上。其中氢气管1的顶部与反应系统中的氢气管道焊接连接，反应进料管2的端部与反应系统中的反应进料管道焊接连接，弯管出口侧法兰14与反应系统中的混合物管道法兰连接，图略。

在氢气与反应进料进行混合的过程中，氢气16由稳流器4的中心孔向下流动，进入氢气与反应进料混合区。反应进料15由反应进料管2进入反应进料流动通道，再经分配管6上的多个分配孔60进入氢气与反应进料混合区。反应进料15流经多个分配孔60时被分割成多股，能够与氢气16充分接触并均匀混合。氢气16与反应进料15形成的混合物17向下流动，流经混合物流出管出口侧法兰11、弯管入口侧法兰12、弯管13，最后从弯管出口侧法兰14流出。

在上述的混合过程中，氢气16的温度一般为100℃左右，操作压力一般为18MPa左右。反应进料15的温度一般为400～450℃，操作压力一般为18MPa左右。

Claims (3)

1.一种氢气与反应进料混合器，设有氢气管(1)、反应进料管(2)和混合物流出管(3)，氢气管(1)和混合物流出管(3)自上而下同轴、垂直设置，其特征在于：氢气管(1)内设有稳流器(4)，稳流器(4)焊接于氢气管(1)的内壁上，混合物流出管(3)内设有圆环形的支撑环(9)，支撑环(9)焊接于混合物流出管(3)的内壁上，稳流器(4)设有中心孔，底部设有圆环形的凹槽(40)，氢气管(1)和混合物流出管(3)内设有分配管(6)，分配管(6)外壁的顶部和底部均焊接有圆环形的定位环(8)，两个定位环(8)的外圆柱面分别与凹槽(40)和支撑环(9)的内圆柱面之间过盈配合、形成金属硬密封，分配管(6)上设有分配孔(60)，分配管(6)内设有中心棒(5)，分配管(6)内壁的顶部和底部与中心棒(5)之间均焊接有支撑板(7)，分配管(6)的下方设有定位板(10)，定位板(10)焊接于混合物流出管(3)的内壁和/或支撑环(9)上，混合物流出管(3)的底部焊接有混合物流出管出口侧法兰(11)，氢气与反应进料混合器设有弯管组件，弯管组件由弯管(13)以及与弯管(13)焊接连接的弯管入口侧法兰(12)和弯管出口侧法兰(14)组成，混合物流出管出口侧法兰(11)与弯管入口侧法兰(12)相连。

2.根据权利要求1所述的氢气与反应进料混合器，其特征在于：稳流器(4)的中心孔由上部的倒置圆台形开孔和下部的圆柱形开孔组成。

3.根据权利要求1或2所述的氢气与反应进料混合器，其特征在于：中心棒(5)的顶部为圆锥形。