旋流式急冷箱性能试验研究.pdf

第43卷第3期
石油化工.设备
Vol 43
2014年5月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
文章编号:1000-7466(2014)03-0015-05
旋流式急冷箱性能试验研究
庞晶晶,蔡连波
(中石化洛阳工程有限公司,河南洛阳471003)
摘要:介绍了中石化洛阳エ程有限公司开发的一种新型旋流式急冷箱,并将其与UOC型急冷箱
进行了比较。对比分析了2种急冷箱的结构特点与エ作原理,旋流式急冷箱设置的内混合环板和
外混合环板强化了气液混合物的碰撞接触效果。在同一试验装置上从压降、传热和传质3个方面
对旋流式急冷箱和UOC型急冷箱的性能进行了试验研究,运用气液混合物的温度分布不均匀度o
及液相体积传质系数KL来量化衡量2种急冷箱的性能。研究結果表明,旋流式急冷箱的综合性
能优于UOC型急冷箱。
关键词:急冷箱;加氢反应器;旋流式;UOC型,综合性能;试验
中图分类号:TE966.03;TQ052.4文献标志码:Adoi:10.3969/j.jssn.10007466,2014.03.004
Performance Experiment Study on Cyclone Quench Box
PANG Jing-jing, CAI Lian-bo
( SINOPEC, Luoyang Petrochemical Engineering Corporation, Luoyang 471003, China)
Abstract: A new cyclone quench box of SINOPEC Luoyang Petrochemical Engineering Corpora-
tion was introduced, the comparison was made between the cyclone quench box and UOC type
quench box. The structure and working mechanism of the two boxes are expounded, the contact
effect of gas-liquid mixture is strengthened because of the interior mixed ring plate and exterior
mixed ring plate in the cyclone quench box. The performance of the quench boxes has been tested
in pressure drop, heat transfer and mass transfer at a pilot unit. The distribution of temperature
and liquid volumetric mass transfer coefficient of gas-liquid mixture was used to evaluate the per
formance of the quench box. The result show that the cyclone quench box is better than UOC
type quench box in comprehensive performance.
Key words: quench box; hydrogenation reactor; cyclone; UOC type; comprehensive perform
ance; experiment
随着经济的发展和环保意识的增强,对加氢反箱的传统设计在1989年以前作为标准设计,多年的
应器内构件技术的要求越来越高,如何保证大型加生产操作情况表明,用在许多加氢装置上效果都很
氢反应器的急冷箱具有良好的两相混合与传热性能好。但其结构简单,物流的流道短,气液两相的接触
成为工程设计的一个难点
时间比较短,混合不够充分,用在原料油密度大、粘
国内从20世纪80年代开始重视加氢反应器内度高和气液比大的加氢裂化反应器中时,曾经出现
构件的研究,曾经引进了一些国外公司的专利技催化剂床层的径向温差超过设计许可值(17C)的
术,其中引进的美国UOC型急冷箱在加氢反应器异常情况[5?。
中使用比较多,应用的时间也比较长。UOC型急冷
为了适应我国加氢技术的发展,中石化洛阳工
收稿日期:2013-12-11
作者简介:庞晶晶(1983-),女,河南焦作人,工程师,硕士,从事石油化工设备研究工作。
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石油化工设备
2014年第43卷
程有限公司针对现有急冷箱普遍存在的气液混合物入试验塔顶部。液相由水箱经水泵、液体流量计进
汇合时接触时间较短、混合后反应物流温度不均匀人试验塔上部后经喷淋管喷出。氧气由氧气瓶经流
的现象,在试验的基础上开发出了一种新型旋流式量计进入水管路与水一起进入试验塔。气相、液相
急冷箱。文中对比分析了新型旋流式急冷箱和在急冷箱中混合后分配到分配盘上,塔内气相由放
UOC型急冷箱的结构特点与工作原理,并且进行了空管线排入大气,液相返回水箱循环使用。气、液流
性能研究。
量计前均设有测温点和测压点,以校正气相、液相的
1急冷箱试验装置
体积流量。用测压探头将急冷箱的压降信号导入控
制柜,再由电脑测量显示,其余流量、温度和压力均
急冷箱试验装置的主体选用的是直径为由电脑测控。
1000mm的透明有机玻璃试验塔,具体的试验流程
热态试验时,用电脑控制电热管将水箱中的水
示意图见图1。
加热到一定的温度,恒定进塔的气、液温度。所有测
试验过程中,液相介质选用水,气相介质选用空温点处均设有温度探头,试验数据由电脑显示,并打
气。试验时,气相由风机经缓冲罐、气体流量计后进印出结果
扩散器
喷淋管
气体流量计
急冷
測压点
控(流量
气体流量计
分配盘
制压力、
柜温度)
液体流量计
绶冲
放空管
分配器
电脑
水箱
氧气瓶
反应器
风机
水泵
图1急冷箱试验流程示图
2旋流式急冷箱与UOC型急冷箱结构及工
致均匀地分布,然后穿过筛孔流到下层分配盘进行
作原理
再分配。
器槳.
顶板泥合方箱节流孔
2.1UOC型急冷
UOC型急冷箱结构见图2,其主要由顶板、混
合方箱和底板组成,顶板上开有圆形节流孔,混合方
整流挡板
底板
箱两侧设置2块整流挡板,整流挡板上开有均匀圆
孔,底板上开有圆形筛孔
p
根据两相流混合原理,UOC型急冷箱混合传热
性能与箱内流动状态有直接关系,具体过程是,从上
部流下来的气液混合物在进入节流孔之前,大部分
°。°。°。。°i。°。°
液相先在顶板上聚集,然后被气相携带经过节流孔
进人混合方箱。在节流孔处,气液混合物速度突增,
产生了飞溅及旋涡,然后折转90°,在混合方箱的收
缔流道处涴速进一步增大。气液混合物在混合方箱
图2UOC型急冷箱结构示图
的中心区域产生强烈的对冲碰撞,进行再混合后分2.2旋流式急冷箱
两路从急冷箱两侧流出。经整流挡板时,部分气液
旋流式急冷箱包括顶板、底板和位于