流化床聚合反應器分布器設計

李曉霞,吳黎濤

(中國石化工程建設有限公司，北京 100101)

流化床反應器廣泛應用于聚乙烯、聚丙烯的生產過程，是聚合反應過程的核心設備。流化床反應器一般由筒體、分布器和擴大段三部分組成【1】。其中，為實現流化床反應器的流態化操作，分布器是必不可少的主要構件。雖然分布器在整個流化床上方的直接作用范圍僅0.2～0.3 m，然而其對反應器獲得良好的流化效果、穩定的操作以及傳質、傳熱效果、氣泡的生成長大等過程均起著決定性的作用【2】。尤其在聚合反應過程中，如因分布器結構設計不當使得分布器上方存在顆粒不動的死區，將會引發局部過熱現象乃至出現熔融結塊【1】。

在流化床聚合反應器中，分布器的主要作用包括：1)優化流體的分布，并使得流體通過分布器的能耗最小；2)在分布器附近形成良好的氣固接觸，使得所有粒子都處于運動狀態，從而消除死區；3)支撐數十噸到數百噸聚乙烯或聚丙烯粉料的長周期操作，尤其是在緊急停車后，需保證聚乙烯或聚丙烯粉料不會通過分布器漏入下方的氣室中。

流化床聚合反應器內的分布器有多種結構形式，例如多孔板形分布器、泡罩形分布器、錐形分布器、兩對頂圓錐組成的氣體分布器、由固定和活動分布器組成的分布器、在多孔板上安裝氣流再分布構件的分布器等【2-3】。文獻研究結果表明，多孔板上會存在死區，而死區高度隨氣體速度的增加和銳孔間距的減小會明顯降低。在多孔板上安裝氣流再分布部件，對于防止、消除死區和強化傳熱、傳質具有顯著效果【4】。……