專(zhuān)利名稱(chēng)：多級(jí)分離器容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種從夾帶有固體物的氣流中去除顆粒的分離器容
器，更具體地涉及一種通常稱(chēng)為第三級(jí)分離器(TSS)的用于從流化床催 化裂化(FCC)設(shè)備的熱再生器煙氣去除催化劑細(xì)塵的裝置。
背景技術(shù)：
很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，F(xiàn)CC技術(shù)一直是生產(chǎn)汽油的主要手段。在FCC工藝 中，汽油是對(duì)較重(即分子量較大)的、價(jià)值較小的烴類(lèi)原料例如柴油執(zhí) 行裂化而形成。盡管FCC是一種涉及很多因素的龐大且復(fù)雜的工藝，但由 于本發(fā)明與其相關(guān)，本文將對(duì)該技術(shù)的基本原理進(jìn)行描述。
FCC工藝一般包括與再生器緊密聯(lián)接的反應(yīng)器，該反應(yīng)器后面是下游 烴類(lèi)產(chǎn)品分離器。烴類(lèi)給料在反應(yīng)器中與催化劑接觸以將烴裂化為較小分 子量的產(chǎn)品。在此過(guò)程中，催化劑上將會(huì)積聚焦炭，該焦炭在再生器中燒 掉。
在再生器中的燃燒的熱量通常產(chǎn)生溫度極高的煙氣。希望提供一種能 量回收裝置例如膨脹渦輪從這些高溫?zé)煔庵谢厥漳芰?。例如，已知提供?夠聯(lián)接到空氣鼓風(fēng)機(jī)以便為再生器生產(chǎn)燃燒空氣的渦輪，以及用于產(chǎn)生電 能的發(fā)電機(jī)。
FCC工藝導(dǎo)致大量平均顆粒直徑為50到100微米的催化劑的連續(xù)流 態(tài)化和循環(huán)，該催化劑在尺寸和外觀上與非常細(xì)的沙粒相當(dāng)。每制造卯7kg 裂化產(chǎn)品，大約需要4536kg催化劑，因此對(duì)(催化劑的)循環(huán)具有相當(dāng)高 的要求。與這一需要小顆粒直徑的催化劑的大的總量和循環(huán)使用相關(guān)的挑 戰(zhàn)在于，防止該催化劑從反應(yīng)器/再生器系統(tǒng)進(jìn)入到排出流中。
美國(guó)環(huán)境保護(hù)署已經(jīng)將來(lái)自于FCC機(jī)組的催化劑的排放限制在每再 生lkg焦炭排放0.5kg催化劑。特殊情況下，排放標(biāo)準(zhǔn)可以限制在每再生 lkg焦炭排放0.4kg催化劑。希望降低煙氣中催化劑的濃度以滿(mǎn)足環(huán)保法 規(guī)排放標(biāo)準(zhǔn)并且同時(shí)提供余量以確保排放中的正常波動(dòng)仍然低于環(huán)保法規(guī) 標(biāo)準(zhǔn)。
另外，催化劑顆粒是磨蝕性的，因此能夠破壞并磨蝕位于再生器下游 的部件，例如渦輪。如果暴露在催化劑顆粒中，則渦輪的葉片會(huì)被磨蝕并 且導(dǎo)致能量回收效率的損失。而且，即^更催化劑細(xì)塵一一即尺寸小于10^m 的顆粒一一不會(huì)明顯磨蝕膨脹渦輪的葉片，它們?nèi)匀粫?huì)積聚在葉片和外殼 上。葉片積聚會(huì)導(dǎo)致葉尖磨蝕，外殼積聚可增加葉尖與膨脹渦輪的外殼摩 擦的可能性，該摩擦可導(dǎo)致膨脹器軸的高度振動(dòng)。因此，希望將催化劑顆 粒從再生器的煙氣中去除。
為了去除固體催化劑顆粒，通常在反應(yīng)器和再生器內(nèi)部采用旋風(fēng)分離 器。通常，為了防止再生器煙氣的催化劑污染，再生器包括第一級(jí)分離器 和第二級(jí)分離器(或者主分離器和次分離器)，所述再生器煙氣基本上是 催化劑焦炭在空氣中的燃燒產(chǎn)物。盡管正常尺寸的催化劑顆粒在再生器內(nèi) 部的旋流器中被有效去除，但細(xì)微的材料(一般是由于粗糙的、磨蝕性的 反應(yīng)器/再生器環(huán)境中的磨損和磨蝕而生成的小于50微米的催化劑碎粒) 則基本上很難收集。結(jié)果，F(xiàn)CC煙氣的樹(shù)^立濃度通常在100到500mg/Nm3 范圍內(nèi)。此固體水平相對(duì)于生效的法定排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)存在困難，并且仍然 高得足以存在對(duì)能量回收膨脹渦輪造成損壞的危險(xiǎn)。
因此，通常需要確保FCC煙氣中的細(xì)塵含量進(jìn)一步減少，并能夠通過(guò) 第三級(jí)分離器(TSS)實(shí)現(xiàn)此目的。TSS中的術(shù)語(yǔ)"第三，，通常假定在TSS 進(jìn)口的上游使用第一級(jí)旋流器和第二級(jí)旋流器進(jìn)行氣體-固體分離。這些旋 流器通常位于催化劑再生容器中?？梢栽赥SS的上游設(shè)置更多的分離器設(shè) 備或更少的分離器設(shè)備。因此，如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)TSS并不要求在 TSS容器的上游安置正好兩個(gè)分離器設(shè)備。TSS使載有顆粒的氣流產(chǎn)生向 心加速度以迫使密度較高的固體移動(dòng)到旋轉(zhuǎn)的漩渦外邊緣。用于FCC煙氣
排放的傳統(tǒng)的TSS容器通常包括帶有板層(deck)的單級(jí)旋風(fēng)分離器，在 該板層上多個(gè)單獨(dú)的旋流器安裝在單個(gè)容器中。該板層包括固定著旋流器 上端和下端的上部和下部管板，以將污染的氣體分配到旋流器的進(jìn)口，并 將容器內(nèi)的區(qū)域分成幾段以用于收集分離開(kāi)的氣相和固相。
在US 56卯709、 US 6673133、 US 6797026中公開(kāi)了具有單級(jí)旋風(fēng)分離 器的傳統(tǒng)的TSS設(shè)備的示例。盡管這種傳統(tǒng)的TSS設(shè)備能夠從氣流中去除 微粒的相當(dāng)一部分，但是仍期望提供一種能夠進(jìn)一步減少微粒細(xì)塵的TSS。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)置多級(jí)分離器(MSS)容器以用于在FCC再生器系統(tǒng)的下游實(shí)施。 該MSS容器在容器中包括至少主分離旋流器級(jí)或板層以及次分離旋流器 級(jí)或板層，所述級(jí)布置成串聯(lián)操作。每個(gè)級(jí)或板層包括第一和第二管板， 在該管板上安裝有多個(gè)旋流器，當(dāng)氣流流經(jīng)每個(gè)級(jí)時(shí)，氣流中的固體顆粒 從氣流中分離出來(lái)并在管板之間分配。該容器具有進(jìn)口以接收含有微粒的 氣流，并且流動(dòng)優(yōu)選地向下進(jìn)行，首先經(jīng)過(guò)第一級(jí)，然后經(jīng)過(guò)至少第二級(jí)。 當(dāng)在流化床催化裂化(FCC)再生器設(shè)備的下游實(shí)施時(shí)，已經(jīng)計(jì)算出，與 包括單級(jí)分離器的傳統(tǒng)的第三級(jí)分離器(TSS)相比，MSS可去除令人驚 訝的增長(zhǎng)量的微粒。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了 一種有利地改進(jìn)了從被顆粒污染的氣流中去 除微粒固體物的分離容器和方法。


該附圖為具有本發(fā)明的多級(jí)分離器的FCC 設(shè)備的簡(jiǎn)化示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明用于寬范圍的被固體污染的氣流，特別是那些包含在1到50^im 范圍內(nèi)的灰塵顆粒的氣流的凈化。許多商業(yè)性氣體凈化操作滿(mǎn)足此描述， 包括固體催化劑流化床工藝、燃煤加熱器、以M電設(shè)備的排出流的處理。
多種已知的操作依賴(lài)于流化床技術(shù)，例如US 6166282中描述的利用固體催 化劑組合物將曱醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的工藝的優(yōu)選實(shí)施例。另 一特別令人關(guān) 注的領(lǐng)域在于FCC排出流的凈化，該排出流包含在反應(yīng)器內(nèi)工藝條件下通 過(guò)摩擦、磨蝕和/或磨損產(chǎn)生的附帶的催化劑顆粒。
如前面所述，流化床催化裂化(FCC)是一種公知的石油煉化操作， 大多數(shù)情況下依賴(lài)該操作來(lái)生產(chǎn)汽油。工藝變量通常包括400"C到600"C的 裂化反應(yīng)溫度和500'C到900'C的催化劑再生溫度。裂化和再生均在低于5 個(gè)大氣壓的絕對(duì)壓力下發(fā)生。附圖示出典型的FCC工藝設(shè)備，其中管路 12中的重質(zhì)烴原料或原油與從再生催化劑豎管14 iiA的新再生的催化劑 接觸。此接觸可以在狹窄的反應(yīng)器管道16中發(fā)生，該反應(yīng)器管道16 (稱(chēng) 為反應(yīng)器提升管)向上延伸穿過(guò)反應(yīng)器容器10的底部。原料與催化劑的接 觸由來(lái)自流化管路8的氣體流化。來(lái)自催化劑的熱量使油汽化，此后，油 在存在催化劑的條件下、在二者沿反應(yīng)器管道16向上傳送進(jìn)入反應(yīng)器容器 10時(shí)裂化，該反應(yīng)器容器10本身在稍低于反應(yīng)器管道16的壓力下運(yùn)行。 其后，裂化的輕質(zhì)烴產(chǎn)品在反應(yīng)器管道16的端部、然后在反應(yīng)器容器10 中使用第一級(jí)內(nèi)部反應(yīng)器旋流器18和可選的第二級(jí)內(nèi)部反應(yīng)器旋流器(未 示出)從催化劑中分離，并通過(guò)管路22離開(kāi)反應(yīng)器容器10以便進(jìn)行隨后 的分餾操作。在反應(yīng)器容器IO中可以使用更多或更少的旋流器。在這一點(diǎn) 上，在反應(yīng)器管道16中發(fā)生的一些不可避免的副反應(yīng)會(huì)在催化劑上留下有 害的焦炭沉積物，該沉積物會(huì)降低催化劑的活性。因此該催化劑稱(chēng)為已用 過(guò)的(或至少部分用過(guò)的)并需要再生以繼續(xù)使用。用過(guò)的催化劑在從烴 類(lèi)產(chǎn)品中分離之后，落入汽提段24，這里蒸汽通過(guò)噴嘴26注入以清除掉 任何殘余的烴蒸汽。在汽提操作之后，用過(guò)的催化劑通過(guò)一用過(guò)的催化劑 豎管32供應(yīng)給催化劑再生容器30。
附圖示出被稱(chēng)為燃燒室的再生容器30。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可意識(shí)到， 各種類(lèi)型的再生容器都是合適的，本發(fā)明并不局限于所示出的示例性再生 容器30。在催化器再生容器30中，空氣流通過(guò)一空氣分配器28引入以與 用過(guò)的催化劑接觸，4吏沉積在催化劑上的焦炭燃燒，并提供再生的催化劑。
催化劑再生過(guò)程向催化劑提供了大量的熱量，提供能量以補(bǔ)償在反應(yīng)器管
道16中發(fā)生的吸熱裂化反應(yīng)。 一些新的催化劑在管路36中加入到催化劑 再生容器30的底部來(lái)補(bǔ)充作為細(xì)塵材料或附帶的顆粒離開(kāi)反應(yīng)器容器10 和再生器容器30的催化劑。催化劑和空氣沿著位于催化劑再生容器30內(nèi) 的燃燒室提升管38—起向上流動(dòng)，并且在再生(即焦炭燃燒)之后，通過(guò) 也位于催化劑再生容器30內(nèi)的沉降器40流出而初步分離。
離開(kāi)沉降器40的再生的催化劑和煙氣的更精細(xì)的分離通過(guò)^f吏用例如 附圖中所示的位于催化劑再生容器30內(nèi)的第一級(jí)旋風(fēng)分離器44和第二級(jí) 旋風(fēng)分離器46來(lái)完成。在再生容器30中可使用更多或更少的旋風(fēng)分離器。 煙氣通過(guò)進(jìn)口 44aii7v第一級(jí)旋風(fēng)分離器44。從煙氣分離出來(lái)的催化劑通 過(guò)浸入管44b分配，而催化劑中相對(duì)較輕的煙氣通過(guò)管道46a進(jìn)入第二級(jí) 旋風(fēng)分離器46。在第二級(jí)旋風(fēng)分離器46內(nèi)從煙氣中分離的附加催化劑通 過(guò)浸入管46b分配進(jìn)入催化劑再生容器30,而固體物中相對(duì)更輕的煙氣通 過(guò)出口管46c離開(kāi)笫二級(jí)旋風(fēng)分離器46。
再生的催化劑通過(guò)再生催化劑豎管14再循環(huán)回到反應(yīng)器容器10。作 為焦炭燃燒的結(jié)果，在噴嘴42中從催化劑再生容器30頂部離開(kāi)的煙氣蒸 汽包含N2、 CO、 C02、 02和1120，附帶較少量的其他成分。盡管第一級(jí) 旋風(fēng)分離器44和第二級(jí)旋風(fēng)分離器46可以從噴嘴42內(nèi)的煙氣中去除大多 數(shù)再生后的催化劑，但是主要由摩擦產(chǎn)生的細(xì)微的催化劑顆粒總是會(huì)污染 此排出流。被細(xì)塵污染的煙氣因此通常包含100到500mg/Nm3的微粒，其 中大多數(shù)微粒的直徑小于50微米。鑒于該污染水平，并且考慮到環(huán)保法規(guī) 以及從煙氣中回收能量的選擇，進(jìn)一步凈化相對(duì)污染的煙氣的動(dòng)機(jī)很迫切。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，為了使微粒固體物從被顆粒污染的氣流、例 如離開(kāi)FCC再生器設(shè)備的氣流中更好地分離，提供了 一種包括多個(gè)串聯(lián)的 旋流器級(jí)，即至少第一旋流器級(jí)和第二旋流器級(jí)的分離器容器。這樣的容 器在FCC系統(tǒng)中有效地提供多級(jí)分離，因此在這里稱(chēng)為多級(jí)分離器 (MSS)，該多級(jí)分離器用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的TSS。
例如，示出的MSS容器50具有才艮據(jù)本發(fā)明的特征。管道48將^f皮細(xì)塵
污染的煙氣從催化劑再生容器30輸送到MSS容器50。 MSS容器50包括 外壁86，該外壁86包括總體為圓筒形的側(cè)部86a、底部86b和頂部86c， 其限定了 一封閉的內(nèi)部。進(jìn)口 54由優(yōu)選地從頂部86c居中地延伸的進(jìn)口管 53形成。壁86內(nèi)表面的一部分例如在86c處通常村有耐火材料以減小由 附帶的催化劑顆粒造成的金屬表面的磨蝕?？梢允褂脭U(kuò)散器來(lái)分配通過(guò)氣 體進(jìn)口 54的煙氣的流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，MSS容器50包括多個(gè)旋流器板層或級(jí)。例 如，MSS容器50包括主分離器級(jí)A和次分離器級(jí)B。具體地，在進(jìn)口 54 的垂直下方，在MSS容器50內(nèi)部的中間位置，主分離器級(jí)A設(shè)置在容器 內(nèi)部，且次分離器級(jí)B在主分離器級(jí)A的垂直下方間隔開(kāi)。但是，也可以 設(shè)想其他的布置。
第一或主分離器級(jí)A包括固定對(duì)應(yīng)的旋流器51的第一端或頂端58的 第一、初級(jí)上部管板56a。在一個(gè)實(shí)施例中，上部管板56a以這種方式延 伸越過(guò)MSS容器50的整個(gè)橫截面，即上部管板分隔(MSS容器50的) 內(nèi)部以限定第一或上部進(jìn)口室57a，以便除了通過(guò)旋流器51之外限制從進(jìn) 口室57a到MSS容器50的其余部分的連通。特別地，各個(gè)旋流器51均具 有通向進(jìn)口室57a的旋流器進(jìn)口 60。管板56a可以包括用于可選人孔的蓋 59a，以提供經(jīng)過(guò)上部管板56a的通路。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可意識(shí)到， 本發(fā)明可以使用不同類(lèi)型的旋流器。被污染的氣體ii^相應(yīng)的旋流器進(jìn)口 60并且遇到靠近進(jìn)口 60的渦旋葉片64以使被顆粒污染的氣體產(chǎn)生向心加 速度。渦旋葉片64為圓筒形旋流器體部62內(nèi)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特征在于 限制進(jìn)氣可以通過(guò)其流動(dòng)的通道，由此使流動(dòng)的氣流加速。渦旋葉片64 還改變了被污染氣流的方向，使氣流在圓筒狀旋流器體部62的長(zhǎng)度上為螺 旋狀或渦流的形式。這種在氣體上施加的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將較高密度的固體相甩 向圓筒狀旋流器體部62的壁。在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋流器51包括環(huán)繞 清潔氣體出口管72的圓筒狀旋流器體部62的封閉妁底端66。在一個(gè)實(shí)施 例中，底端66在底端66和清潔氣體出口管72之間形成一間隙以適應(yīng)不同 的熱膨脹。因此，出口管72可相對(duì)于旋流器體部62可滑動(dòng)地定位。固體
顆粒通過(guò)至少一個(gè)開(kāi)口例如狹槽從主氣流中提取/分離出來(lái)，所述開(kāi)口構(gòu)造
成允許已經(jīng)被迫朝向圓筒狀旋流器體部62向外移動(dòng)的固體顆粒通過(guò)旋流 器51的向心力從其中離開(kāi)。在主分離器級(jí)A，被去除的顆粒落入位于初級(jí) 第一管板56a和初級(jí)第二管板74a之間的初級(jí)或第一級(jí)固體室68A中。第 一管板56a和第二管板74a限制了初級(jí)固體室68A和MSS容器50的其余 部分之間的連通。初級(jí)第二管板74a優(yōu)選地制成漏斗或倒置圓錐的形狀以 引導(dǎo)固體進(jìn)入初級(jí)固體出口管76a，固體和一小部分底流氣體通過(guò)該出口 管76a離開(kāi)初級(jí)固體室68A。在一個(gè)實(shí)施例中，初級(jí)固體出口管76a通過(guò) 由噴嘴83a限定的出口 84a從MSS容器50伸出。在另一實(shí)施例中，初級(jí) 固體出口管具有例如卯度的彎曲角度并延伸穿過(guò)MSS容器50的圓筒狀側(cè) 部86a。少量底流氣流也通過(guò)初級(jí)固體出口管76a去除。管板56a和74a 的相對(duì)高度可以顛倒過(guò)來(lái)，只要它們彼此相對(duì)以提供相應(yīng)的第一對(duì)相對(duì)的 管板56a和74a即可。
凈化后的氣體一一其中已經(jīng)通過(guò)主分離器級(jí)A從中去除了固體一一垂 直向下流動(dòng)經(jīng)過(guò)圓筒狀旋流器體部62，流經(jīng)優(yōu)選地在清潔氣體出口管72 頂部的進(jìn)口 70。該凈化后的氣體然后經(jīng)由穿過(guò)或低于第二或下部管板74a 的清潔氣體出口管72排放進(jìn)第二氣體進(jìn)口室57b。出口管72的出口75優(yōu) 選地位于其下端并優(yōu)選地通過(guò)焊接板式套管緊固于下部管板74a上。下部 管板74a優(yōu)選地形成第二氣體進(jìn)口室57b的上邊界并防止第二氣體進(jìn)口室 57b和初級(jí)固體室68A之間的連通。初級(jí)凈化的氣體可以選擇性地通過(guò)第 一級(jí)氣體出口 80a離開(kāi)MSS容器50。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體出口80a位 于下部管板74a的下方并通過(guò)氣體出口噴嘴81a，該噴嘴81a從MSS容器 50的垂直壁伸出。
基于通過(guò)出口 80a的閥調(diào)節(jié)流量的設(shè)定，第二氣體進(jìn)口室57b中的一 些或所有氣體優(yōu)選地向下流動(dòng)到次分離器級(jí)B以進(jìn)一步凈化。
次分離器級(jí)B包括固定對(duì)應(yīng)的旋流器51的第一端或頂端58的第一或 上部管板56b。在一個(gè)實(shí)施例中，上部管板56b以這種方式延伸越過(guò)MSS 容器50的整個(gè)橫截面，即該上部管板分隔(MSS容器50的)內(nèi)部以限定
下部或第二氣體進(jìn)口室57b，以便除了通過(guò)旋流器51之外限制從第二氣體 進(jìn)口室57b到MSS容器50的其余部分的連通。特別地，各個(gè)旋流器51 均具有通向第二氣體進(jìn)口室57b的旋流器進(jìn)口 60。第一管板56b可以包括 用于可選人孔的蓋59b,以便提供經(jīng)過(guò)第一管板56b的通路。
次分離器級(jí)B還包括第二或下部管板74b并配備有多個(gè)旋流器51。固 體顆粒從次氣流中提取出來(lái)，被去除的顆粒落入位于次級(jí)上部管板56b和 下部管板74b之間的次級(jí)固體室68b中。上部管板56b和下部管板74b限 制了次級(jí)固體室68b和MSS容器50的其余部分之間的連通。次級(jí)下部管 板74b優(yōu)選地制成漏斗或倒置圓錐的形狀以引導(dǎo)固體iiA第二出口管76b, 固體和少量底流氣體通過(guò)該出口管76b離開(kāi)次級(jí)固體室68b。在一個(gè)實(shí)施 例中，固體出口管76b通過(guò)由噴嘴83b限定的出口 84b從MSS容器50伸 出。優(yōu)選地，出口管76b通過(guò)MSS容器50的底部86b伸出。少量底流氣 流也通過(guò)第二出口管76b排出。管板56b和74b的相對(duì)高度可以顛倒過(guò)來(lái)， 只要它們彼此相對(duì)以提供相應(yīng)的第一對(duì)相對(duì)的管板56b和74b即可。
凈化后的氣體一一其中已經(jīng)在次分離器級(jí)B去除了固體一一優(yōu)選地垂 直并優(yōu)選地向下流動(dòng)經(jīng)過(guò)圓筒狀旋流器體部62，流經(jīng)清潔氣體出口管72 的進(jìn)口 70。該凈化后的氣體然后經(jīng)由低于或穿過(guò)下部管板74b的清潔氣體 出口管72排放至一出口或下部氣體室78。次分離器級(jí)B的下部管板74b 優(yōu)選地形成下部氣體室78的上邊界并防止下部氣體室78和次級(jí)固體室 68b之間的連通。次級(jí)凈化的氣體可以通過(guò)清潔氣體出口 80b、優(yōu)選地經(jīng) 過(guò)MSS容器50的底部86b離開(kāi)MSS容器50。氣體出口 80b位于次級(jí)下 部管板74b的下方并通過(guò)氣體出口噴嘴81b，該噴嘴81b從MSS容器50 的壁伸出?？梢允褂枚嘤谝粋€(gè)的氣體出口 ?？梢栽谇鍧崥怏w出口 80a或80b 中安裝攔污篩或柵欄(未示出)以阻止剝落的耐火材料通過(guò)。
因此，與傳統(tǒng)的單級(jí)TSS相比，MSS容器50在單個(gè)容器中增加了至 少一個(gè)分離級(jí)。在MSS容器50中的附加級(jí)設(shè)計(jì)為即使進(jìn)氣流包含為 475mg/Nm3的異常高的微粒含量時(shí)，排放水平也可減少到0.3kg顆粒/454kg 焦炭以下，這與傳統(tǒng)的單級(jí)TSS的分離性能相比有顯著改善。多個(gè)級(jí)A和
B中每一個(gè)的速度可以設(shè)計(jì)成在不同的速度下操作，以便在最優(yōu)化顆粒俘 獲的同時(shí)使摩擦最小。此外，內(nèi)部的多個(gè)級(jí)A和B可以具有單獨(dú)的底流， 所述每個(gè)底流優(yōu)選地具有單獨(dú)的底流阻擋過(guò)濾器，該阻擋過(guò)濾器提供雙重 保護(hù)防止來(lái)自FCC再生器，特別是在不良的FCC操作條件下的高催化劑 攜帶率。這種分離的底流系統(tǒng)還有利地提供查找故障的能力并單獨(dú)評(píng)價(jià)每 個(gè)級(jí)的性能。而且，通過(guò)出口 84a和84b離開(kāi)MSS容器50的底流的體積 流量可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)以改進(jìn)性能。管板56a、 74a、 56b、 74b以及主旋流 器級(jí)A和次旋流器級(jí)B的相對(duì)位置一一盡管自上而下顯示一一可以在不脫 離本發(fā)明范圍的情況下完全或部分改變。也可以設(shè)想在MSS容器50中使 用多于兩個(gè)的旋流器級(jí)。
示例
MSS在FCC應(yīng)用中的預(yù)計(jì)性能已經(jīng)與TSS的性能進(jìn)行比較。使用傳 統(tǒng)的單級(jí)TSS，其中進(jìn)入TSS的進(jìn)氣流包含微粒為30.8kg/hr,單級(jí)分離 器產(chǎn)生的凈化氣體的排放物為0.4kg/454kg焦炭。某些應(yīng)用可能要求確保 排放物低于0.4kg/454kg焦炭，在此情況下，這種單級(jí)分離器不能提供希 望的設(shè)計(jì)性能余量?；趤?lái)自操作單元的數(shù)據(jù)，我們預(yù)計(jì)，如果將來(lái)自具 有單個(gè)級(jí)的傳統(tǒng)TSS的微粒含量為6.4kg/hr的所有凈化氣體引入第二 級(jí)一一如本發(fā)明的MSS容器中發(fā)生的那樣，則產(chǎn)生的總排放物為 0.2kg/454kg焦炭，這在孩吏粒去除方面具有顯著的改進(jìn)，并且完全處于滿(mǎn)足 例如保證排放物低于0，4kg/454kg焦炭的設(shè)計(jì)余量之內(nèi)。與離開(kāi)TSS的傳 統(tǒng)的主分離器級(jí)的凈化氣體的純度相比，離開(kāi)次分離器級(jí)清潔氣體出口噴 嘴81b的清潔氣體純度的這種預(yù)計(jì)的30%的改進(jìn)是完全出乎意料的。
本文描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括發(fā)明人已知的實(shí)施本發(fā)明的最 佳方式。應(yīng)當(dāng)理解，所示出的實(shí)施例僅是示例性的，而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限制 本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于從被污染的氣流中分離微粒固體物的容器(50)，該容器包括限定總體為柱狀的內(nèi)部的壁(86)，該壁包括容器進(jìn)口(54)和容器出口(80b)，被顆粒污染的氣流通過(guò)該容器進(jìn)口(54)進(jìn)入該內(nèi)部；與該容器進(jìn)口流體連通的主旋流器級(jí)(A)，該主旋流器級(jí)(A)包括初級(jí)第一管板(56a)和初級(jí)第二管板(74a)，該初級(jí)第一和第二管板中的每一個(gè)均橫貫該內(nèi)部延伸；多個(gè)初級(jí)分離旋流器(51)，每個(gè)旋流器都具有基本垂直的旋流器體部(62)，該旋流器體部(62)具有相對(duì)于第一管板固定的第一端(58)和第二端(66)，該第一端限定用于接收被顆粒污染的氣流的旋流器進(jìn)口(60)，該旋流器可用于使該被顆粒污染的氣流產(chǎn)生向心加速度，并在對(duì)應(yīng)的初級(jí)第一管板和初級(jí)第二管板之間排放微粒，和第一氣體出口(75)，該第一氣體出口(75)延伸穿過(guò)初級(jí)第二管板以通過(guò)該初級(jí)第二管板排放第一凈化氣流；以及與該第一氣體出口(75)流體連通并與該主旋流器級(jí)(A)間隔開(kāi)的次旋流器級(jí)(B)，所述次旋流器級(jí)包括次級(jí)第一管板(56b)和次級(jí)第二管板(74b)，該次級(jí)第一和第二管板中的每一個(gè)均橫貫該內(nèi)部延伸；多個(gè)次級(jí)分離旋流器(51)，每個(gè)旋流器都具有基本垂直的旋流器體部(62)，該旋流器體部(62)具有相對(duì)于次級(jí)第一管板(56b)固定的第一端(58)和第二端(66)，該第一端限定用于接收該第一凈化氣流的旋流器進(jìn)口(60)，該旋流器可用于使被顆粒污染的該第一凈化氣流產(chǎn)生向心加速度，并在對(duì)應(yīng)的第一管板和第二管板之間排放微粒，和第二氣體出口，該第二氣體出口延伸穿過(guò)次級(jí)第二管板以通過(guò)第二下部管板排放第二凈化氣流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述第二氣體出口包 括氣體出口管(72)，所述氣體出口管的端部延伸穿過(guò)并固定于對(duì)應(yīng)的第 二管板(74b )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的容器，其特征在于，旋流器體部(62)還 包括至少一個(gè)用于從對(duì)應(yīng)的第 一和第二管板對(duì)之間排放微粒的排放開(kāi)口 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的容器，其特征在于，所述排放開(kāi)口允許少 量的底流和被排出的微粒一起離開(kāi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的容器，其特征在于，所述氣體出口管(72) 相對(duì)于所述旋流器體部(62)可滑動(dòng)地定位。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述進(jìn)口 (54)與催 化劑再生容器(30)連通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的容器，其特征在于，所述主旋流器級(jí)(A) 位于所述次旋流器級(jí)(B)的上方，并且在所述主旋流器級(jí)和次旋流器級(jí) 中，所述第一管板(56a， 56b)位于所述第二管板(74a， 74b)的上方。
8. —種系統(tǒng)，包括催化劑再生容器(30)，該催化劑再生容器(30)包括至少一個(gè)旋流 器(46)，以從被污染的氣流中去除至少一部分固體顆粒；用于從被污染的氣流中進(jìn)一步去除微粒固體物的分離器容器(50)， 該容器包括限定總體為柱狀的內(nèi)部的壁(86),該壁包括容器進(jìn)口 (54)和容器 出口 (80b)，被顆粒污染的氣流通過(guò)該容器進(jìn)口 (54)iiX該內(nèi)部；與該容器進(jìn)口 (54)流體連通的主旋流器級(jí)(A)，該主旋流器級(jí)(A) 包括初級(jí)上部管板(56a)和初級(jí)下部管板(74a)，該初級(jí)上部 和下部管板中的每一個(gè)均橫貫該內(nèi)部延伸；多個(gè)初級(jí)分離旋流器(51),每個(gè)旋流器都具有基本垂直的 旋流器體部(62)，該旋流器體部(62)具有相對(duì)于初級(jí)上部管 板(56a)固定的頂端(58)和底端(66),該頂端限定用于接收 被顆粒污染的氣流的旋流器進(jìn)口 (60)，該旋流器可用于使該被 顆粒污染的氣流產(chǎn)生向心加速度，并在對(duì)應(yīng)的初級(jí)上部管板(56a) 和初級(jí)下部管板(74a)之間排放微粒，和初級(jí)氣體出口 (75)，該初級(jí)氣體出口 (75)延伸穿過(guò)初級(jí) 下部管板以在該初級(jí)下部管板下方排放第一凈化氣流；以及 與該初級(jí)氣體出口 (75)流體連通并與該主旋流器級(jí)(A)間隔開(kāi)的 次旋流器級(jí)(B),所述次旋流器級(jí)包括次級(jí)上部管板(56b)和次級(jí)下部管板(74b),該次級(jí)上部 和下部管板中的每一個(gè)均橫貫該內(nèi)部延伸；多個(gè)次級(jí)分離旋流器(51),每個(gè)旋流器都具有基本垂直的 旋流器體部(62),該旋流器體部(62)具有相對(duì)于次級(jí)上部管 板(56b)固定的頂端(58)和底端(66)，該頂端限定用于接收 該第一凈化氣流的旋流器進(jìn)口 (60)，該旋流器可用于使被顆粒 污染的該第 一凈化氣流產(chǎn)生向心加速度，并在對(duì)應(yīng)的次級(jí)上部管 板和次級(jí)下部管板之間排放微粒，和次級(jí)氣體出口，該次級(jí)氣體出口延伸穿過(guò)次級(jí)下部管板以通 過(guò)該次級(jí)下部管板排放第二凈化氣流。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主旋流器級(jí)(A) 和次旋流器級(jí)(B)在進(jìn)口 (54)的垂直下方串聯(lián)安置并彼此垂直地間隔 開(kāi)。
10. —種用于從被污染的氣流中分離微粒固體物的方法，該方法包括 以下步驟通過(guò)進(jìn)口管將所述被污染的氣流傳送到具有限定內(nèi)部的壁的分離器容 器中；提供主分離器級(jí)，該主分離器級(jí)包括初級(jí)第一管板和初級(jí)第二管板， 該初級(jí)第一管板和初級(jí)第二管板中的每一個(gè)均橫貫該內(nèi)部延伸；多個(gè)初級(jí) 分離旋流器，每個(gè)旋流器都具有基本垂直的旋流器體部，該旋流器體部具 有相對(duì)于初級(jí)第一管板固定的第一端和第二端，該第一端限定用于接收被 顆粒污染的氣流的旋流器進(jìn)口 ，該旋流器可用于使該被顆粒污染的氣流產(chǎn)生向心加速度，并在該第一管板和第二管板之間排放微粒；以及第一氣體 出口 ，該第一氣體出口延伸穿過(guò)第二管板以通過(guò)該第二管板排放笫一凈化氣流；提供次分離器級(jí)，該次分離器級(jí)包括次級(jí)第一管板和次級(jí)第二管板， 該次級(jí)第一管板和次級(jí)第二管板中的每一個(gè)均橫貫該內(nèi)部延伸；多個(gè)次級(jí) 分離旋流器，每個(gè)旋流器都具有基本垂直的旋流器體部，該旋流器體部具 有相對(duì)于次級(jí)第一管板固定的第一端和第二端，該第一端限定用于接收被 顆粒污染的氣流的旋流器進(jìn)口 ，該旋流器可用于使該第一凈化氣流產(chǎn)生向 心加速度，并在該次級(jí)第一管板和次級(jí)第二管板之間排放微粒；以及第二 氣體出口 ，該第二氣體出口延伸穿過(guò)次級(jí)第二管板以通過(guò)該次級(jí)第二管板 排放第二凈化氣流；使-陂污染的氣流通過(guò)主分離器級(jí)，從^f皮污染的氣流中分離出一定量的 微粒固體物，并在主分離器級(jí)的對(duì)應(yīng)的初級(jí)第一管板和初級(jí)第二管板之間 分配該固體物；以及使來(lái)自主分離器級(jí)的第一凈化氣流的至少一部分通過(guò)次分離器級(jí)，從 該第一凈化氣流中進(jìn)一步分離出一定量的微粒固體物，并在次分離器級(jí)的 對(duì)應(yīng)的次級(jí)第 一管板和次級(jí)第二管板之間分配該固體物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多級(jí)分離器(MSS)容器(50)，其中，該容器包括至少第一和第二分離旋流器級(jí)(A、B)或板層，所述級(jí)布置為串聯(lián)操作。每個(gè)級(jí)或板層包括上部和下部管板(56、74)，該管板上安裝有多個(gè)旋流器(51)，當(dāng)氣流流經(jīng)每個(gè)級(jí)時(shí)，氣流中的固體顆粒從氣流中分離并在管板之間分配。該容器具有進(jìn)口(54)以接收包含微粒的氣流，并且流動(dòng)通常向下進(jìn)行，首先經(jīng)過(guò)第一級(jí)，然后經(jīng)過(guò)至少第二級(jí)。
文檔編號(hào)B01D45/00GK101365525SQ200680048690
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者D·N·麥爾斯, J·A·塞克斯頓, J·F·小希爾, P·D·瓦爾克 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司