專利名稱：一種塔盤式催化裂化汽提器內(nèi)構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于在不存在氫的情況下石油烴的催化裂化設(shè)備，更具體地說，是一種催化裂化汽提器內(nèi)構(gòu)件。
背景技術(shù)：
在常規(guī)地催化裂化過程中，原料油用水蒸汽霧化并噴入提升管內(nèi)，在其中與來自再生器的高溫催化劑(600～700℃)接觸，隨即汽化并進(jìn)行反應(yīng)。油氣在提升管內(nèi)的停留時間很短，一般只有幾秒鐘。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)旋風(fēng)分離器分離出夾帶的催化劑后離開反應(yīng)器去分餾塔。積有焦炭的催化劑(稱待生催化劑)由沉降器落入下面的汽提段。汽提段內(nèi)裝有多層人字型檔板并在底部通入過熱水蒸氣，待生催化劑上吸附的油氣和顆粒之間的油氣被水蒸氣置換出而返回上部。經(jīng)汽提后的待生催化劑通過待生斜管進(jìn)入再生器。再生器的主要作用是燒去催化劑上因反應(yīng)而生成的積炭、使催化劑的活性得以恢復(fù)。再生后的催化劑(稱再生劑)落入溢流管，經(jīng)再生斜管送回反應(yīng)器循環(huán)使用。
在石油烴催化裂化過程中，由于催化劑是多孔性物質(zhì)，反應(yīng)過程產(chǎn)生的焦炭、碳?xì)錃怏w等易吸附在催化劑上，影響了催化劑的活性，需要進(jìn)行汽提和再生。
傳統(tǒng)的催化劑汽提器是在汽提段加入擋板或填料以提高汽提效果。針對擋板類汽提器及其改進(jìn)有許多專利。
USP5531884采用的汽提器，由筒體、蒸汽盤管、內(nèi)提升管以及帶裙帶的內(nèi)環(huán)擋板和外環(huán)擋板等部件構(gòu)成。內(nèi)外擋板沿筒體軸線方向交替布置，分別固定在內(nèi)提升管和筒體上。裙體連接在擋板的下方。擋板上設(shè)有多個下料管，向下流動的部分催化劑從此通過。另外一部分催化劑從內(nèi)外擋板的環(huán)隙通過。這些催化劑與上升的汽提蒸汽逆流接觸，進(jìn)行油氣置換，與傳統(tǒng)的擋板上不開孔(管)的汽提器相比，汽提效果有所提高，但擋板下方仍有大量空間未被利用。
基于‘在擋板上開孔’的思想，CN70950Y公開了洛陽石化公司對汽提器的進(jìn)一步改進(jìn)，即，在擋板上開孔，使向下流經(jīng)開孔的催化劑進(jìn)一步填充了擋板下方的孔腔，增加了氣固接觸面積。此外還對擋板裙體及擋板傾角進(jìn)行了改進(jìn)，提高了汽提效率。盡管如此，大部分催化劑及蒸汽從擋板的環(huán)隙中流過，易形成一股股的流體，產(chǎn)生較大的氣泡，在擋板與邊壁的夾角處氣固流動受到限制，影響著氣固接觸效率。
USP6248298提出的汽提器包括內(nèi)外擋板，在擋板上開孔，另外在擋板上安上導(dǎo)向板，促使催化劑在向下運(yùn)動的同時進(jìn)行繞內(nèi)管旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，增加了氣固接觸效率，在內(nèi)外擋板的縫隙中，氣體易形成大的氣泡，造成氣固接觸面積減少。
USP5716585是一種流化催化填料式汽提器，其填料是一種波浪式的板，按照一定的要求進(jìn)行排列，分成幾層放置在汽提器中，氣固兩相流體在填料之間的通道中進(jìn)行運(yùn)動、接觸。
USP6224833是一種填料式汽提器，其填料是由不同柵板交叉構(gòu)成。不同柵板之間構(gòu)成類似網(wǎng)格狀的空間，氣固流體就是在此空間中運(yùn)動接觸。
在擋板式汽提器中，催化劑在運(yùn)動時易形成溝流，這主要是由于催化劑向下運(yùn)動，密相中的氣體內(nèi)被壓縮，此時如果沒有額外氣體，催化劑發(fā)生非流態(tài)化，彼此聚集，氣泡不能穿過催化劑聚集體，當(dāng)氣壓增加到一定程度，就形成溝流；填料式汽提器易形成催化劑流動的死區(qū)，減少了氣固接觸的機(jī)會。
以上幾種汽提器都是在汽提器底部通入水蒸汽，水蒸汽濃度高有利于解析，隨著汽提高度的增加，水蒸汽濃度降低，解析出的烴類濃度增加，影響催化劑中吸附氣的解析。結(jié)果造成汽提器越向上，汽提效果越低。
USP5601787利用再生器中的熱催化劑與待生催化劑直接混合、加熱或者間接加熱，以提高汽提溫度達(dá)到提高汽提效果的目的，多級汽提也有利于改善汽提效果。但其擋板式汽提器限制了其汽提效果的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種新型的催化裂化汽提器內(nèi)構(gòu)件，以提高催化裂化汽提器的汽提效率。
本發(fā)明所提供的塔盤式催化裂化汽提器內(nèi)構(gòu)件主要由2組或2組以上的擋板以及設(shè)置在各組擋板之間的垂直隔板組成，其中，所述的每組擋板均由一組傾斜角相同且與垂直隔板固定連接的擋板片組成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面
1、本發(fā)明所提供的汽提器內(nèi)構(gòu)件為改變催化劑和汽提介質(zhì)的流動方向提供了有利條件。通過采用本發(fā)明所述的內(nèi)構(gòu)件可加劇氣固兩相的運(yùn)動程度，抑制大氣泡的產(chǎn)生，防止流動死區(qū)的形成，從而使催化劑顆粒有更多的機(jī)會接觸汽提介質(zhì)、使汽提效果得到加強(qiáng)。試驗(yàn)研究證明，采用該內(nèi)構(gòu)件可使汽提效率提高20％以上。
2、利用本發(fā)明所提供的汽提器內(nèi)構(gòu)件可為多級汽提創(chuàng)造有利條件，使汽提效果得到進(jìn)一步的優(yōu)化。
3、本發(fā)明所提供的汽提器內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和加工。由于該內(nèi)構(gòu)件在汽提器內(nèi)逐層水平放置，因此，具有易于安裝的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明所提供汽提器內(nèi)構(gòu)件的截面示意圖。
圖2是本發(fā)明所提供汽提器內(nèi)構(gòu)件的截面示意圖。
圖3是本發(fā)明所提供內(nèi)構(gòu)件在汽提器中的安裝示意圖。
圖4是本發(fā)明所提供內(nèi)構(gòu)件在汽提器中的安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所提供的塔盤式催化裂化汽提器內(nèi)構(gòu)件主要由2組或2組以上的擋板以及設(shè)置在各組擋板之間的垂直隔板組成，其中，優(yōu)選由2-16組擋板組成所述的內(nèi)構(gòu)件，最優(yōu)選由3-9組擋板組成所述的內(nèi)構(gòu)件。
本發(fā)明所述的每組擋板均由一組傾斜角相同且與垂直隔板固定連接的擋板片組成。所述傾斜角為擋板片的下沿與水平方向所形成的夾角。本發(fā)明對所述擋板片的形狀沒有限制，它們既可以是弧形板，也可以是平板，或者是由呈一定角度的兩片或兩片以上的平板所構(gòu)成的折板。各擋板片之間的水平距離為汽提器內(nèi)徑的0.1-5％，優(yōu)選0.5-4％。擋板片的長度小于或等于汽提器內(nèi)徑的1/2，擋板片的高度為汽提器內(nèi)徑的1-5％，優(yōu)選1.5-4.5％。所述擋板片上最好適當(dāng)開孔，其開孔率為1-30％，優(yōu)選3-25％。
每兩組擋板之間均設(shè)置有垂直隔板。垂直隔板的長度小于或等于汽提器的內(nèi)徑。垂直隔板的高度略小于或等于傾斜布置的擋板片的垂直高度。
為了使本發(fā)明所述內(nèi)構(gòu)件具有更高的強(qiáng)度，可沿該內(nèi)構(gòu)件的外側(cè)設(shè)置環(huán)形側(cè)壁。各擋板片的一側(cè)與垂直隔板固定連接，而另一側(cè)與環(huán)形側(cè)壁或垂直隔板固定連接。本發(fā)明對所述固定連接的具體方式?jīng)]有限制，焊接、鉚接等均可。環(huán)形側(cè)壁的垂直高度略大于或等于傾斜布置的擋板片的垂直高度。
本發(fā)明所述汽提器內(nèi)構(gòu)件在催化裂化汽提器中的設(shè)置方法如下本發(fā)明所述內(nèi)構(gòu)件在催化裂化汽提器中逐層水平放置，且相鄰兩層內(nèi)構(gòu)件沿垂直方向相互對應(yīng)的擋板片的傾斜角度不同。這樣，物流在由上層內(nèi)構(gòu)件流入下層內(nèi)構(gòu)件時，其流動方向發(fā)生改變。汽提器中所設(shè)置的內(nèi)構(gòu)件的數(shù)量根據(jù)具體的工程設(shè)計要求而定，例如，汽提器的垂直高度、汽提效率以及是否采用多段汽提等等。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明所提供的汽提器內(nèi)構(gòu)件，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
如圖1所示，所述汽提器內(nèi)構(gòu)件由圖中所示的A、B、C、D 4組擋板組成。每組擋板均由傾斜角相同的一組固定的擋板片組成。例如在B組擋板中，包括一組固定的擋板片1，且擋板片上設(shè)有開孔。每組擋板之間均設(shè)有垂直隔板2。內(nèi)構(gòu)件的最外側(cè)即為環(huán)形側(cè)壁3。
如圖2所示，所述汽提器內(nèi)構(gòu)件由圖中所示的E、F、G、H、I、J、K、L、M 9組擋板組成。各組擋板在內(nèi)構(gòu)件中所占區(qū)域的形狀和大小可以是不同的。每組擋板均由傾斜角相同的一組固定的擋板片組成，擋板片上設(shè)有開孔。每組擋板之間均設(shè)有垂直隔板2。內(nèi)構(gòu)件的最外側(cè)即為環(huán)形側(cè)壁3。
如圖3所示，在汽提器5中，內(nèi)構(gòu)件逐層水平設(shè)置。反應(yīng)后的催化劑及其所夾帶的石油烴由汽提器的上方進(jìn)入，汽提介質(zhì)，例如，汽提蒸汽從汽提器的底部注入。在汽提器中，催化劑與汽提介質(zhì)逆流接觸。由于汽提器中設(shè)置了本發(fā)明所述的內(nèi)構(gòu)件，因此，在上述物流流經(jīng)每一層內(nèi)構(gòu)件時，其流動方向均發(fā)生改變，從而延長了催化劑在汽提器內(nèi)的停留時間，為汽提介質(zhì)與催化劑的充分接觸創(chuàng)造了有利條件。
圖4也是本發(fā)明所提供內(nèi)構(gòu)件在汽提器中的安裝示意圖，它與圖3的不同之處在于，內(nèi)構(gòu)件中的擋板片不是平板，而是由呈一定角度的兩片平板所構(gòu)成的折板。
下面的實(shí)施例將對本發(fā)明所提供的汽提器內(nèi)構(gòu)件予以進(jìn)一步的說明，但并不因此而使本發(fā)明受到任何限制。
實(shí)施例
該實(shí)施例說明采用本發(fā)明所提供的汽提器內(nèi)構(gòu)件可使汽提器的汽提效率得到明顯提高。
對中型提升管催化裂化裝置的汽提器進(jìn)行改造、采用本發(fā)明所述的內(nèi)構(gòu)件，內(nèi)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)如圖1所示。汽提器內(nèi)徑為500mm，汽提器中設(shè)有4個內(nèi)構(gòu)件。內(nèi)構(gòu)件高100mm，每個內(nèi)構(gòu)件均分成4個區(qū)，每個區(qū)內(nèi)的擋板片與水平方向成45°，各內(nèi)構(gòu)件沿軸向自上而下依次水平放置，并且使得軸向相鄰的內(nèi)構(gòu)件中上下對應(yīng)的擋板片的傾斜方向不同，若上層按順時針方向傾斜，則下層按逆時針方向傾斜，反之亦然。每兩層內(nèi)構(gòu)件之間的間隔均為50mm。
試驗(yàn)所用原料油的主要性質(zhì)見表1，所用催化劑是長嶺催化劑廠工業(yè)生產(chǎn)的，商品牌號為DOCR-1，其性質(zhì)見表2。來自提升管反應(yīng)器的催化劑經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后進(jìn)入汽提器進(jìn)行汽提，汽提介質(zhì)為水蒸氣，汽提后的催化劑送入再生器再生，再生后的催化劑返回提升管反應(yīng)器循環(huán)使用。所得到的試驗(yàn)結(jié)果及汽提器的汽提效率見表3。
對比例
該對比例也是在中型提升管催化裂化裝置上進(jìn)行的，所采用的汽提器內(nèi)設(shè)置人字形擋板。
試驗(yàn)步驟與實(shí)施例基本相同，所得到的試驗(yàn)結(jié)果及汽提器的汽提效率見表3。將表3中試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比可以看出，采用本發(fā)明所提供的汽提器內(nèi)構(gòu)件后，不僅汽提效率明顯提高，產(chǎn)品分布也得到一定程度的改善。
表1
表2
表3
*汽提效率的計算方法如下
m2為進(jìn)入汽提器的烴流量，m1為進(jìn)入再生器的烴流量
ρ1為反應(yīng)器床層密度，ρ2為催化劑的骨架密度，G為催化劑的循環(huán)量，V1為汽提器入口的摩爾體積，m3為反應(yīng)器塔頂烴流量，m4為進(jìn)入反應(yīng)器的蒸汽流量
ρ3為汽提器料腿中待生催化劑的密度，V2為汽提器料腿的摩爾體積，c1為汽提器出口蒸汽中烴濃度
c2為反應(yīng)器蒸汽(不包括汽提氣)中烴濃度，m5為汽提氣流量，a為汽提因子，b為理論汽提塔板數(shù)
權(quán)利要求
1、一種塔盤式催化裂化汽提器內(nèi)構(gòu)件，其特征在于該內(nèi)構(gòu)件主要由2組或2組以上的擋板以及設(shè)置在各組擋板之間的垂直隔板組成，所述的每組擋板均由一組傾斜角相同且與垂直隔板固定連接的擋板片組成。
2、按照權(quán)利要求1的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于該內(nèi)構(gòu)件由2-16組擋板組成。
3、按照權(quán)利要求2的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于該內(nèi)構(gòu)件由3-9組擋板組成。
4、按照權(quán)利要求1的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于所述各擋板片之間的水平距離為汽提器內(nèi)徑的0.1-5％。
5、按照權(quán)利要求4的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于所述各擋板片之間的水平距離為汽提器內(nèi)徑的0.5-4％。
6、按照權(quán)利要求1的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于所述擋板片的長度小于或等于汽提器內(nèi)徑的1/2，擋板片的高度為汽提器內(nèi)徑的1-5％。
7、按照權(quán)利要求1的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于所述擋板片的開孔率為1-30％。
8、按照權(quán)利要求1的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于所述垂直隔板的長度小于或等于汽提器的內(nèi)徑；垂直隔板的高度略小于或等于傾斜布置的擋板片的垂直高度。
9、按照權(quán)利要求1的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于該內(nèi)構(gòu)件的外側(cè)設(shè)置環(huán)形側(cè)壁，使各擋板片的一側(cè)與垂直隔板固定連接，而另一側(cè)與環(huán)形側(cè)壁或垂直隔板固定連接。
10、按照權(quán)利要求1的內(nèi)構(gòu)件，其特征在于所述內(nèi)構(gòu)件在汽提器中逐層水平放置，且相鄰兩層內(nèi)構(gòu)件沿垂直方向相互對應(yīng)的擋板片的傾斜角度不同。
全文摘要
一種塔盤式催化裂化汽提器內(nèi)構(gòu)件主要由2組或2組以上的擋板以及設(shè)置在各組擋板之間的垂直隔板組成，其中，所述的每組擋板均由一組傾斜角相同且與垂直隔板固定連接的擋板片組成。試驗(yàn)研究證明，在催化裂化汽提器中采用該內(nèi)構(gòu)件可使汽提效率提高20％以上。
文檔編號B01J8/08GK1485406SQ02130790
公開日2004年3月31日 申請日期2002年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月28日
發(fā)明者朱丙田, 侯拴弟, 龍軍, 許克家, 李松年, 鐘孝湘, 何峻, 汪燮卿 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院