專利名稱:流化顆粒再生和冷卻同時(shí)進(jìn)行的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域：
涉及與可燃物質(zhì)燃燒有關(guān)的流化顆粒的冷卻或從顆粒固體中除去可被除去的物質(zhì)，顆粒固體為流化催化劑等，其上受沉積了焦炭等可燃燒或可除去的沾污。
本發(fā)明對(duì)于被焦炭污染的流體裂化催化劑再生并同時(shí)使再生顆粒冷卻的工藝過(guò)程最為有用，但本發(fā)明對(duì)于從可流態(tài)化的固體顆粒上燒去可燃物質(zhì)或解吸掉可解吸物質(zhì)，并且需要使生成的顆粒得到受控冷卻的任何工藝過(guò)程都會(huì)是有用的。
流體催化裂化工藝過(guò)程(以下簡(jiǎn)稱FCC)廣泛地用于把諸如減壓瓦斯油和其它比較重的油類原料轉(zhuǎn)化成比較輕的和更有價(jià)值的產(chǎn)品。在FCC工藝中包含有烴類原料與粉碎得很細(xì)的或顆粒狀的固體催化劑在反應(yīng)區(qū)中相接觸、當(dāng)這種催化劑與氣體或蒸汽混合時(shí)，其行為就象流體一樣。這種催化劑物料具有促進(jìn)裂化反應(yīng)的能力，并在發(fā)生催化反應(yīng)時(shí)，催化劑表面被裂化反應(yīng)的副產(chǎn)物焦炭所覆蓋。這種焦炭是由氫、碳和其它諸如硫等物質(zhì)組成的。并且這種焦炭會(huì)影響FCC催化劑的催化活性。用于從FCC催化劑上除去焦炭的設(shè)備稱為再生設(shè)備或再生器，通常都是裝設(shè)在FCC裝置之內(nèi)。在再生器中，受焦炭污染的催化劑與含氧氣體在一定條件下相接觸以致焦炭被氧化，同時(shí)釋放出相當(dāng)大的熱量。這種熱量的一部分由過(guò)量再生用氣和焦炭氧化的氣體產(chǎn)物組成的廢氣帶出再生器，其余的熱量則留在裝有經(jīng)過(guò)再生的、即相對(duì)說(shuō)來(lái)設(shè)有焦炭的催化劑再生器中。在高于大氣壓下操作的再生器，通常裝有回收能量的透平機(jī)。由再生器排出的廢氣在透平機(jī)中進(jìn)行膨脹，膨脹時(shí)釋放出的能量部分得到回收。
流化的催化劑從反應(yīng)區(qū)到再生區(qū)，然后又到反應(yīng)區(qū)，連續(xù)不斷地進(jìn)行循環(huán)。這種流化的催化劑，在提供催化作用的同時(shí)，也用作由一個(gè)區(qū)到另一個(gè)區(qū)進(jìn)行傳熱的載熱體。從反應(yīng)區(qū)排出來(lái)的催化劑稱為“失活催化劑”，也就是說(shuō)，這些催化劑上面沉積有焦炭而部分地失去了活性。脫除了大部分焦炭的催化劑則稱為“再生催化劑”。
在反應(yīng)區(qū)中原料的轉(zhuǎn)化率是由反應(yīng)區(qū)中溫度的調(diào)節(jié)、催化劑的活性和催化劑用量(即催化劑與油料的比率)來(lái)控制的。最常用的溫度調(diào)節(jié)方法是調(diào)節(jié)催化劑由再生區(qū)到反應(yīng)區(qū)的循環(huán)量同時(shí)加大催化劑與油料的比率。這也就是說(shuō)，如果希望增加轉(zhuǎn)化率，則可由增加從再生器到反應(yīng)器的循環(huán)催化劑流量來(lái)達(dá)到。由于在正常操作條件下再生區(qū)中的溫度要比反應(yīng)區(qū)中的溫度高得相當(dāng)多，所以催化劑由較熱的再生區(qū)到較冷的反應(yīng)區(qū)的流量增加就會(huì)引起反應(yīng)區(qū)溫度增高。
FCC裝置進(jìn)料的化學(xué)性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)將會(huì)影響在失活催化劑上焦炭的含量。一般來(lái)說(shuō)，分子量越高，康拉遜殘?zhí)贾翟礁?，康烷不溶物越高以及碳?xì)浔仍礁?，則在失活催化劑上焦炭的含量也越高。同時(shí)，結(jié)合氮的含量高時(shí)，例如在用頁(yè)巖得到油類時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況那樣，也會(huì)增加在失活催化劑上焦炭的含量。加工越來(lái)越重質(zhì)的原料油，特別是加工脫瀝青油類或直接加工來(lái)自原油蒸餾裝置中的常壓蒸餾殘油(通常稱為拔頂油)都會(huì)使上述幾個(gè)因素中的全部或部分因素增高，因而會(huì)使在失活催化劑上的焦炭含量增加。
失活催化劑上焦炭的增加導(dǎo)致每一磅循環(huán)催化劑有較多數(shù)量的焦炭在再生器中燒掉。在常規(guī)的FCC裝置中，熱量是由廢氣流和主要由熱再生催化劑流帶出再生器。在失活催化劑上焦炭含量的增加將會(huì)使反應(yīng)器和再生器之間的溫度差增加，并且增加再生催化劑的溫度。因此這時(shí)為了保持相同的反應(yīng)器溫度，就需要減少催化劑的循環(huán)量。但是由于反應(yīng)器與再生器之間較高的溫度差而要求的這種較低的催化劑循環(huán)量將導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率的下降，從而為了使轉(zhuǎn)化率維持在所希望的水平上，就必須在較高的反應(yīng)器溫度下進(jìn)行操作。而這樣做又將使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。這種改變可能是希望的，也可能是不希望的，這取決于由這一工藝過(guò)程所要求得到的產(chǎn)品是什么。同時(shí)，F(xiàn)CC催化劑所能容忍的、不致對(duì)催化劑活性發(fā)生重大有害影響的溫度也是有極限的。一般來(lái)說(shuō)，采用通?？少I到的新式FCC催化劑時(shí)，再生催化劑的溫度一般都維持在1400°F(760℃)以下，因?yàn)樵诳拷?400°F(760℃)時(shí)其活性將會(huì)嚴(yán)重下降。
如果常規(guī)FCC裝置的原料采用普通的拔頂油，例如從輕質(zhì)阿拉伯原油得到的拔頂油，并且在輕質(zhì)產(chǎn)品高轉(zhuǎn)化率所要求的溫度下，即在類似于粗柴油裝料的溫度下操作的話，則再生器將要在1500至1800°F(816至982℃)的溫度下操作。對(duì)于這種催化劑來(lái)說(shuō)，這一溫度是過(guò)高的，這一溫度也將需要很昂貴的結(jié)構(gòu)材料和非常低的催化劑循環(huán)量。因此，當(dāng)加工那些能產(chǎn)生過(guò)高的再生器溫度的物料時(shí)，必須要有某種手段來(lái)從再生器移走熱量，使得能有較低的再生器溫度和在反應(yīng)器與再生器之間能有較低的溫度差。
一種移走熱量的普通現(xiàn)有技術(shù)是在再生器內(nèi)裝設(shè)充滿冷卻劑的蛇管，這些蛇管與正在脫除焦炭的催化劑相接觸。例如，麥德林(Medlin)等人的美國(guó)專利第2，819，915號(hào)、麥金內(nèi)(Mckinney)的美國(guó)專利第3，990，992號(hào)以及維克爾斯(Vickers)的美國(guó)專利第4，219，442號(hào)公開了采用帶有安裝在第二區(qū)中的冷卻蛇管的雙區(qū)再生器的流態(tài)化催化裂化工藝過(guò)程。因?yàn)檫@些蛇管的常用金屬材料如果沒(méi)有冷卻劑來(lái)維持相對(duì)較冷而暴露在高的再生器溫度(高達(dá)1350°F或732℃)中就會(huì)發(fā)生損壞，所以這些冷卻蛇管必須經(jīng)常充滿著冷卻劑，因而即使是在特別不希望移走熱量的開工階段，這些冷卻蛇管也要從再生器移走熱量。第二再生區(qū)也是為了在從系統(tǒng)中排出廢氣之前把催化劑分離出來(lái)，并可能含有密相催化劑(麥德林等人的專利和維克爾斯的專利)，或含有稀相催化劑(麥金內(nèi)的專利)。流過(guò)蛇管的冷卻劑從再生器吸收熱量，并從再生器移走這些熱量。
這種現(xiàn)有技術(shù)也充滿了FCC工藝的公開專利，這些工藝采用密相或稀相的再生流化催化劑熱移出區(qū)或采用在再生器容器外部的遠(yuǎn)程換熱器來(lái)冷卻熱的再生催化劑，催化劑再返回再生器使用。這些公開專利是在哈珀(Harper)的美國(guó)專利第2，970，117號(hào)、歐文斯(Owens)的美國(guó)專利第2，873，175號(hào)、麥金內(nèi)(Mckinney)的美國(guó)專利第2，862，798號(hào)、活森(Watson)等人的美國(guó)專利第2，596，748號(hào)、杰尼(Jahnig)等人的美國(guó)專利第2，515，156號(hào)、伯杰(Berger)的美國(guó)專利第2，492，948號(hào)、沃森(Watson)的美國(guó)專利第2，506，123號(hào)和赫庭格爾(Hettinger)等人的美國(guó)專利第4，434，044號(hào)中公布的。至少上述美國(guó)專利之一(哈珀)公開了冷卻催化劑返回再生器的流量可由再生器(密催化劑相)溫度來(lái)控制。同時(shí)，注意到在杰尼等人的說(shuō)明書中談到催化劑的流態(tài)化是用空氣通過(guò)冷卻器進(jìn)行的這一點(diǎn)是適當(dāng)?shù)?。這些空氣接著進(jìn)入再生區(qū)。在伯杰的說(shuō)明書中談到催化劑的流態(tài)化也是用通到催化劑再生區(qū)的空氣進(jìn)行的。
在上述各種包含再生器熱量移走技術(shù)的FCC工藝中的一個(gè)需要考慮的重要問(wèn)題，是控制移走熱量的方法。例如，在前面引用的維克爾斯的美國(guó)專利第4，219，442號(hào)中，這種方法包括控制冷卻蛇管在密相再生催化劑流化床層中浸沒(méi)程度的技術(shù)。在前面引用過(guò)的哈珀的美國(guó)專利第2，970，117號(hào)和赫庭格爾等人的美國(guó)專利第4，434，044號(hào)中，這種方法包括調(diào)節(jié)通過(guò)外部冷卻器的再生催化劑流量的技術(shù)。上述第一種移走熱量方法的缺點(diǎn)已在前面討論過(guò)，即冷卻蛇管對(duì)裝置開車和催化劑分離的干擾問(wèn)題。上述第二種移走熱量的方法，即采用外部冷卻器并改變催化劑通過(guò)冷卻器的循環(huán)速率作為控制換熱器熱負(fù)荷的唯一手段的方法，牽涉到連續(xù)而顯著地改變?cè)偕髦写呋瘎┑难b載量，但難于或不可能維持方便的穩(wěn)態(tài)操作。
熟悉化學(xué)工程技術(shù)的人都知道，對(duì)流化系統(tǒng)而言，換熱器表面的傳熱系數(shù)隨橫向流過(guò)這一表面的質(zhì)量速度而改變。例如，可參看論文“流化床的傳熱普遍化的密相關(guān)聯(lián)方法”;A.I.Ch.E.Journal;1956，12月，第2卷，第4期，第482頁(yè)至488頁(yè)。在美國(guó)專利第4，364，849號(hào)中，維克爾斯等人對(duì)這一原理作了很好的應(yīng)用，這一專利用實(shí)施例說(shuō)明了一個(gè)“返混”催化劑冷卻區(qū)。在洛馬斯(Lomas)的美國(guó)專利第4，396，531號(hào)、維克爾斯的美國(guó)專利第4，425，301號(hào)和洛馬斯等人的美國(guó)專利第4，434，245號(hào)中都采用流態(tài)化氣體來(lái)控制“穿流”催化劑冷卻區(qū)的傳熱。在這些書中談到包括管殼式換熱器在內(nèi)的外部催化劑顆粒冷卻器的熱負(fù)荷是由控制進(jìn)入冷卻器的流化氣體的流速和通過(guò)冷卻器的熱催化劑顆粒量來(lái)控制的。
本發(fā)明使得流態(tài)化顆粒冷卻器的操作效率和操作彈性能夠達(dá)到更高的程度，特別是對(duì)裝有遠(yuǎn)程冷卻器的FCC再生器是這樣，但與FCC工藝的現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明不僅以基于包含傳熱系數(shù)與質(zhì)量速度關(guān)系的原理的方式利用換熱器來(lái)控制冷卻速率，而且還使進(jìn)一步利用流化氣體成為可能。特別是，將用作流化氣體的空氣導(dǎo)入較低的燃燒區(qū)，以用于燃燒焦炭。
本發(fā)明的根本目標(biāo)是提供一種裝置，它不僅能通過(guò)控制流化氣體和顆粒的流速來(lái)控制顆粒冷卻器的熱負(fù)荷，而且達(dá)到接著利用流化氣體的目的。本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是提供一種冷卻FCC催化劑的設(shè)備，如在開工期間不需要這種冷卻設(shè)備時(shí)，可以將其暫時(shí)與裝置隔開而不至損壞換熱管系。
在本發(fā)明中，換熱蛇管安裝在位置低于冷卻區(qū)催化劑出口的催化劑冷卻室的下部。因此，換熱蛇管可通過(guò)切斷流化氣體的流動(dòng)，使之被停滯不動(dòng)的催化劑所覆蓋。
因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明為燃燒存在于流化固體顆粒上的可燃物質(zhì)的一種方法，該方法包括下列步驟把第一股含氧燃燒氣和所述流態(tài)化固體顆粒流導(dǎo)入溫度維持在足以使所述可燃物質(zhì)氧化的燃燒區(qū)中，并在該處氧化所述可燃物質(zhì)以生成熱的流化固體顆粒;利用流態(tài)化作用將固體顆粒由燃燒區(qū)向上送入位于燃燒區(qū)上方的第二區(qū)中，并在位于所述的第二區(qū)的底部的顆粒收集段內(nèi)集聚密相床的熱固體顆粒;通過(guò)一顆粒流動(dòng)控制裝置和一鉛垂方向的第一顆粒輸送導(dǎo)管，將一股固體顆粒流由所述的顆粒集中段向下輸送至一返混顆粒冷卻室的上端;采用整個(gè)放置在顆粒冷卻室下部的換熱器，來(lái)冷卻位于顆粒冷卻室下部的返混密相流態(tài)化顆粒床層中的顆粒;通過(guò)控制第二股含氧燃燒氣流的向上流動(dòng)，以一種受控方式，使所述的密相流化顆粒床發(fā)生流化;將第二股燃燒氣流從冷卻室通過(guò)在換熱器上方某處與冷卻室連通的第二顆粒輸送導(dǎo)管，送入燃燒區(qū)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明為燃燒存在于流態(tài)化固體顆粒上的可燃物質(zhì)的一種裝置，該裝置包括下列部分一個(gè)立式燃燒室;一個(gè)緊接在所述燃燒室上方而且與之連通的分離室，在該分離室底部有一熱流化顆粒集中段;一個(gè)至少包圍著一臺(tái)立式換熱器的立式冷卻室，該冷卻室緊靠在燃燒室的下部，冷卻室具有一個(gè)上部顆粒進(jìn)口和一個(gè)下部顆粒出口，整個(gè)換熱器位于顆粒出口之下;一個(gè)連接分離室的熱顆粒收集段與冷卻室顆粒進(jìn)口的熱顆粒垂直導(dǎo)管，以使熱顆粒能由分離室向下流至冷卻室;一個(gè)裝在熱顆粒導(dǎo)管內(nèi)的顆粒流量限制器;一個(gè)自由通道，使冷卻室顆粒出口與燃燒室連接、并為冷卻顆粒和流化的燃燒氣從換熱器流至燃燒室提供了手段;一個(gè)連接于冷卻室底部的流化用燃燒氣進(jìn)口導(dǎo)管，為流化氣體通至換熱器的管際空間提供了手段，并在冷卻室內(nèi)維持流態(tài)化催化劑床層;還有一個(gè)裝在流態(tài)化用氣進(jìn)口導(dǎo)管上的流量控制閥。
圖1為屬于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的FCC再生裝置的立面示意圖，圖中示出了燃燒區(qū)1、分離區(qū)2和立式冷卻區(qū)3。上述示意圖是為了示意地說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
圖2為FCC再生裝置的一個(gè)立面圖，除了冷卻區(qū)3不是象圖1中那樣立式布置而是臥式布置之外，其余結(jié)構(gòu)都與圖1相同。
本發(fā)明在工藝方面是由用于冷卻流化顆粒固體的若干步驟組成。本發(fā)明的一個(gè)重要應(yīng)用，將是用在從含有可燃物質(zhì)的流化固體顆粒上燒掉可燃物質(zhì)的工藝上，這一應(yīng)用包括把含氧燃燒氣和流態(tài)化固體顆粒導(dǎo)入溫度維持在足以氧化可燃物質(zhì)的燃燒區(qū)這一步驟?？扇嘉镔|(zhì)在燃燒區(qū)中將被氧化，而生成由本發(fā)明工藝進(jìn)行冷卻的熱流化固體顆粒。燃燒區(qū)的操作可以使得顆粒以稀相存在，并使得熱顆?？奢斔椭烈环蛛x區(qū)，在該分離區(qū)中熱顆粒被收集并作為第一床層維持在那里，或者燃燒區(qū)也可以在顆粒成密相的狀態(tài)下進(jìn)行操作，并在燃燒區(qū)本身之內(nèi)組成第一床層。
本發(fā)明的一個(gè)特別重要的實(shí)施方案，將包括下列步驟使來(lái)自反應(yīng)區(qū)、受焦炭污染的催化劑，在燃燒區(qū)內(nèi)進(jìn)行再生性燃燒，以形成熱的廢氣和熱的再生催化劑;分離和收集熱的再生催化劑;使熱的催化劑返混和連續(xù)循環(huán)、或使熱的催化劑通過(guò)除熱區(qū)亦即冷卻區(qū)的辦法，來(lái)冷卻熱的再生催化劑;以及使用至少是一部分冷卻再生催化劑來(lái)控制燃燒區(qū)溫度。正在再生的催化劑可應(yīng)用于常規(guī)的FCC工藝過(guò)程中。但是，本發(fā)明除了處理對(duì)FCC工藝過(guò)程的常規(guī)裝料之外，還在處理高沸點(diǎn)范圍的殘余燃料油的工藝中找到了特殊的用途。下面將采用RCC這一術(shù)語(yǔ)來(lái)描述常規(guī)FCC技術(shù)的這一發(fā)展。在這里采用的諸如“熱再生催化劑”或“熱顆粒”等術(shù)語(yǔ)指的是接近于離開燃燒區(qū)催化劑的正常溫度，〔大約為1300至1450°F(704至788℃)〕的催化劑或顆粒。而相應(yīng)的術(shù)語(yǔ)“冷再生催化劑”或“冷顆粒”等所指的顆粒，其溫度為顆粒離開冷卻區(qū)時(shí)所要求的溫度，這一溫度要比熱再生催化劑的溫度大約低50至200°F(28至111℃)。因此，冷再生催化劑可能的溫度是從大約1100至1400°F(593至760℃)。
下面參考附圖1來(lái)討論屬于本發(fā)明的再生工藝過(guò)程實(shí)施方案和有關(guān)設(shè)備的實(shí)施例?？諝饣蛩N含氧氣體的再生用氣(燃燒氣)的主氣流進(jìn)入管道7，并與進(jìn)入導(dǎo)管8的受焦炭污染的催化劑相混合。雖然這兩股流能夠各自流入燃燒區(qū)1，但在圖中這兩股流是畫成在混合導(dǎo)管11中一起流動(dòng)的。受焦炭污染的催化劑和再生用氣的混合物通過(guò)導(dǎo)管11和分布器13分布到燃燒區(qū)1內(nèi)部的下部。受焦炭污染的催化劑通常含有大約0.1%至0.5%(重量)焦炭形式的碳。焦炭主要含碳，但是它也可含有大約5%至15%(重量)的氫以及硫和其它物質(zhì)。再生用氣和進(jìn)入的催化劑以稀相從燃燒區(qū)1的下部向上流至其上部。在此處采用的“稀相”這一術(shù)語(yǔ)意味著催化劑/氣體混合物低于30磅/英尺3(480公斤/米3)，而“密相”意味著這種混合物等于或大于30磅/英尺3(480公斤/米3)。稀相條件經(jīng)常是由大約2至10磅/英尺3(32至160公斤/米3)的催化劑/氣體混合物組成。當(dāng)催化劑/氣體混合物在燃燒區(qū)1內(nèi)上升時(shí)，焦炭燃燒被釋放出來(lái)并被現(xiàn)在是相對(duì)地不含碳的催化劑，亦即由再生催化劑吸收。
上升的催化劑/氣體流流經(jīng)通道10并撞擊在表面12上。這種撞擊改變了這股流體的流動(dòng)方向。在這一技術(shù)中，眾所周知的是流態(tài)化顆粒流撞擊某一表面而使流動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)某一角度時(shí)，能引起其中部分固體物質(zhì)從顆粒流中分離出來(lái)。催化劑/氣體流在表面12上的撞擊會(huì)使幾乎全部從燃燒區(qū)流入的熱的再生催化劑從廢氣中分離出來(lái)并降落到分離區(qū)2的底部，分離區(qū)2包括一個(gè)流態(tài)化顆粒收集段的熱顆粒集中室。分離區(qū)中的催化劑集中區(qū)域可以是象圖中所示的那樣，為一錐形環(huán)狀接受器，也可以是適合于收集催化劑顆粒的任何其它形狀。焦炭氧化的氣態(tài)產(chǎn)品和過(guò)量的再生用氣，即廢氣，以及熱的再生催化劑的非常細(xì)小的未收集下來(lái)的部分都向上流經(jīng)分離區(qū)2并經(jīng)由進(jìn)口14進(jìn)入分離裝置15。熱的再生催化劑則通過(guò)導(dǎo)管33返回FCC反應(yīng)器。
這些分離裝置可以是象圖中示意地表示的，為旋風(fēng)分離器，也可以是任何其它種從氣流中分離催化劑的有效裝置。由廢氣中分離出的催化劑通過(guò)導(dǎo)管16和17降落至分離區(qū)2的底部。廢氣通過(guò)導(dǎo)管18排出分離區(qū)2。通過(guò)導(dǎo)管18可將廢氣導(dǎo)入輔助的能量回收系統(tǒng)。將氣體/催化劑混合物向上流入一個(gè)相對(duì)地為密相的熱量移出區(qū)的方案與前述方案比較，把分離區(qū)連接在燃燒區(qū)上方是有利的，在這種布置方案中，再生器旋風(fēng)分離器的負(fù)荷有相當(dāng)大的降低，這在實(shí)際上可消除在操作失誤時(shí)FCC裝置中催化劑大量損失的現(xiàn)象。
進(jìn)一步參照?qǐng)D1，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，作為第一密相流態(tài)化床層收集在分離區(qū)中的一部分催化劑，以密相的形式通過(guò)熱催化劑循環(huán)導(dǎo)管4向下進(jìn)入包含著許多鉛垂換熱管42的冷卻區(qū)3。冷卻區(qū)，或冷卻室3是立式的，催化劑流入該室的下部，而換熱介質(zhì)經(jīng)由管線9和9′通過(guò)換熱管。優(yōu)先選用的換熱介質(zhì)是水，當(dāng)水通過(guò)換熱管時(shí)，至少一部分水會(huì)由液相變?yōu)闅庀?。換熱器中的管束最好是“插入式”結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，管束的一端是自由的，因而可使由于換熱器部件在接觸很高的再生催化劑溫度和從該高溫冷卻下來(lái)時(shí)發(fā)生膨脹和收縮而引起的問(wèn)題達(dá)到最小。發(fā)生的傳熱是由催化劑經(jīng)管壁傳到傳熱介質(zhì)。
第二股較小的流化用燃燒氣流，最好是空氣，經(jīng)由管線27通入冷卻區(qū)3的底部，因而在冷卻室內(nèi)維持一個(gè)密相流態(tài)化催化劑冷卻床層。控制閥20裝在管線27上。導(dǎo)管4上的控制閥24調(diào)節(jié)通過(guò)導(dǎo)管4向下流入冷卻區(qū)3的催化劑流量。一個(gè)輔助控制系統(tǒng)將包括下列裝置裝置21，檢測(cè)燃燒區(qū)1中某部位(例如圖中所示的上部)的溫度;溫度控制裝置22，它具有一個(gè)可調(diào)整的設(shè)定點(diǎn)，該設(shè)定點(diǎn)與溫度檢測(cè)裝置21相連，而且產(chǎn)生輸出信號(hào);裝置23和23′是用來(lái)把輸出信號(hào)分別發(fā)送到控制閥20和控制閥24去，從而使這些閥對(duì)燃燒區(qū)1上部的溫度作出調(diào)整響應(yīng)。溫度控制裝置22可以和模擬計(jì)算機(jī)或數(shù)字計(jì)算機(jī)結(jié)合起來(lái)，將有能力來(lái)選擇流化用氣流量與催化劑流量的最佳組合。對(duì)給定的系統(tǒng)而言，這種能力可以由熟悉工藝的人員建立或?qū)懗沙绦蚍湃胙b置22中，而且也許可能根據(jù)由觀察到的系統(tǒng)操作情況導(dǎo)出的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系來(lái)得到這種能力。
流化用氣流入冷卻區(qū)3的流量以及催化劑通過(guò)導(dǎo)管4和冷卻區(qū)3的流量因而將得到調(diào)節(jié)。這樣就通過(guò)影響床層的湍動(dòng)程度和質(zhì)量流量來(lái)調(diào)節(jié)換熱管外表面周圍流態(tài)化床層的質(zhì)量速度。這樣一來(lái)又調(diào)節(jié)了通過(guò)換熱器表面的傳熱系數(shù)，從而調(diào)節(jié)了傳熱量。在冷卻區(qū)3的流態(tài)化床層中產(chǎn)生的湍動(dòng)程度和返混程度將保證來(lái)自導(dǎo)管4的熱催化劑將不會(huì)發(fā)生“短路”通過(guò)冷卻室3最上部和不經(jīng)冷卻就進(jìn)入燃燒室1等情況。在冷卻區(qū)內(nèi)可以采用擋板來(lái)保證適當(dāng)?shù)某跏蓟旌?。冷卻過(guò)的催化劑將由冷卻區(qū)3經(jīng)由換熱催化劑卸料導(dǎo)管5水平地流入燃燒室1的下部。用于使在冷卻器中顆粒流化的燃燒氣將象冷卻催化劑一樣經(jīng)由同一導(dǎo)管橫向流入燃燒區(qū)。
圖1中示出了換熱器3以及換熱器3與分離區(qū)2和燃燒區(qū)1的連接方式優(yōu)選實(shí)施方案的詳情。換熱器3的管際空間填滿了密相流態(tài)化催化劑床層。催化劑由在收集室2底部的催化劑收集段流入導(dǎo)管4的入口，并經(jīng)由導(dǎo)管4通過(guò)控制閥24流入換熱器3。由于控制閥24將有效地?cái)r阻催化劑和流化用氣混合物沿導(dǎo)管4向上溢出，所以這一混合物將通過(guò)導(dǎo)管5排出換熱器3。
本發(fā)明的一個(gè)重要特征是在換熱器3中使用的流化燃燒氣將經(jīng)由導(dǎo)管5離開換熱器3，進(jìn)入燃燒區(qū)1。在燃燒區(qū)1中，這一氣體將作為燃燒用氣的附加來(lái)源。這是與前面談到過(guò)的各專利截然不同的。在那些專利中，因?yàn)槔鋮s區(qū)流化用氣是送入分離區(qū)，所以在某種意義上這些氣體是浪費(fèi)了的，因?yàn)檫@樣一來(lái)這些流化用氣就不能用來(lái)再生燃燒區(qū)的催化劑。進(jìn)入分離區(qū)的氧氣還能在分離區(qū)內(nèi)幫助燃燒。但是在正常條件下，并不希望在分離區(qū)內(nèi)進(jìn)行焦炭的燃燒。
在冷卻室3中畫出的管束，是屬于插入式結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，換熱管42固定在換熱器的底上，也即其“頭”上，但不在其它任何位置固定。插入式管束中常用的管子形狀為1英寸(2.54厘米)的管子，每根管子從進(jìn)口管箱40處向上伸入到換熱器殼體中，在一根端部封死的3英寸(7.62厘米)直徑的套管內(nèi)部。每根較細(xì)的管子插入較粗的管子中，使細(xì)管正好低于粗管封死的管端。某種液體，例如水，將送入細(xì)管中并將流入粗管，且當(dāng)它向下流過(guò)粗管的環(huán)形空間時(shí)，就通過(guò)粗管管壁從熱催化劑吸收熱量，最后至少部分地汽化，而從換熱器頭部的出口管箱41排出換熱器。圖中所示的鉛垂換熱管也能用具有各種斜度的管子來(lái)代替。例如，象圖2所示，換熱管可以是水平的，也可以對(duì)水平成45°的傾角。
一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)特征，是本發(fā)明的冷卻蛇管整個(gè)地裝在冷卻室內(nèi)的下部，并且正好低于冷卻顆粒的導(dǎo)出管與冷卻室的連接點(diǎn)。這個(gè)連接點(diǎn)把冷卻室分成上部和下部?jī)刹糠?。僅僅作為一個(gè)實(shí)施例，在圖1的實(shí)施方案中，換熱管上端至少應(yīng)低于通向燃燒區(qū)的卸料導(dǎo)管大約2至3英尺(0.61至0.91米)。這是本發(fā)明的一個(gè)重要特性，因?yàn)檫@樣做就使換熱管能完全地被密集沉積的催化劑顆粒層覆蓋住。這也就是說(shuō)，通過(guò)終止或大大地減少進(jìn)入冷卻室底部的流化用氣的流量，可允許顆粒沉積在冷卻室底部。這將導(dǎo)致有非流化的、不循環(huán)的催化劑處于冷卻室底部并覆蓋住冷卻蛇管。因此冷卻蛇管是與進(jìn)入到冷卻室上部的熱催化劑顆粒隔開的。本發(fā)明的換熱器管子因而得以保持足夠低的溫度，以防止它們?cè)跊](méi)有冷卻劑流過(guò)這些管子時(shí)由于過(guò)熱而發(fā)生損壞。因此在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以不用換熱器，不會(huì)使換熱管遭受嚴(yán)重?fù)p壞。這在開工或處理含焦炭很少的物料，不需要用換熱管時(shí)，很有用。在換熱管被停滯的顆粒覆蓋著時(shí)，也保護(hù)了換熱管不受循環(huán)顆粒的磨損。本發(fā)明的這種用法，并不排斥在整個(gè)裝置內(nèi)部的其它位置上采用附加的換熱蛇管。例如，其它先有技術(shù)的冷卻蛇管可以裝設(shè)在熱催化劑循環(huán)導(dǎo)管內(nèi)、燃燒室內(nèi)或冷卻室內(nèi)的較高處。
圖2示出了本發(fā)明的一種應(yīng)用，在此應(yīng)用中采用了結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)修改的裝置。圖2中采用的部件，除了換熱管束是臥式而不是如圖1所示立式的外，其余均與圖1中的相同。圖2中也盡量采用與圖1中相同的數(shù)字來(lái)標(biāo)號(hào)。為了區(qū)別圖1和圖2中不同方位的相同設(shè)備，圖2中的數(shù)字標(biāo)號(hào)將在右上角加上“撇”號(hào)以資區(qū)別。圖2與圖1不同處還在于圖1中所示的附加下降管45，在圖2的設(shè)備中則不存在。因此，在圖2的設(shè)備中，從高位分離區(qū)流入低位燃燒區(qū)的全部催化劑必須通過(guò)熱催化劑循環(huán)導(dǎo)管4。
現(xiàn)在專門對(duì)照?qǐng)D2來(lái)看，可以看到，除了未裝下降管45之外，燃燒區(qū)1和分離區(qū)2都與圖1中所示的完全相同。熱催化劑循環(huán)導(dǎo)管4和控制系統(tǒng)也都與圖1中所示的完全相同。因此，圖2中設(shè)備所有操作與圖1中設(shè)備的操作是類似的，失活催化劑通過(guò)管線8進(jìn)入，而與來(lái)自管線7的空氣形成混合物，失活催化劑上的焦炭在燃燒室內(nèi)燃燒，催化劑和生成的廢氣向上進(jìn)入分離區(qū)2。再生催化劑則通過(guò)管線33排出。
在這種實(shí)施方案中，通常都希望有一些催化劑通過(guò)導(dǎo)管4向下流入燃燒區(qū)。這是為了對(duì)燃燒區(qū)提供熱催化劑，以保證在該區(qū)中有適當(dāng)?shù)臏囟取Ｔ谇耙环N實(shí)施方案中，一些熱催化劑可通過(guò)下降管45進(jìn)行流動(dòng)。而在圖2中，流到區(qū)1中的所有熱催化劑的流速由閥24控制。熱催化劑降入冷卻區(qū)亦即室3中，室3被通向再生區(qū)的水平附件30部分地包圍著。供給管線9的冷卻水進(jìn)入水進(jìn)口管箱40′并分配到各換熱管42′中。冷卻水通過(guò)這些插入式換熱管的內(nèi)管，而從中心管的開口端排出，并在換熱管的外形空間中轉(zhuǎn)化為蒸汽。接著，蒸汽收集在管箱41′中，并通過(guò)管29′從本工藝過(guò)程中排出。換熱管中生成的蒸汽，就從冷卻室中流通的熱催化劑中取走了熱量。因此，由冷卻室30經(jīng)垂直擋板31上部溢流進(jìn)入燃燒區(qū)的催化劑已得到冷卻，并比由導(dǎo)管4降下的熱催化劑的溫度低。
冷卻區(qū)的熱量移出速率是由進(jìn)入冷卻區(qū)的流態(tài)化用氣的流量來(lái)控制的。這是對(duì)調(diào)節(jié)流過(guò)循環(huán)導(dǎo)管4的熱催化劑流量所可提供的控制的一種補(bǔ)充控制手段?？諝馐莾?yōu)選的流化氣體，空氣通過(guò)管線27′進(jìn)入冷卻區(qū)，其流量由閥20′控制。然后，空氣經(jīng)過(guò)三個(gè)導(dǎo)管25、26和27′分配在水平換熱管42′下方的多個(gè)位置處。流化氣體可用多種方式分布到在換熱管下方的多個(gè)位置處。例如，流化氣體可通過(guò)多于三個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)管引入冷卻區(qū)，而每個(gè)導(dǎo)管又具有為此目的安裝的四個(gè)或更多導(dǎo)管。另一種方法可通過(guò)與換熱管下方的分布裝置相連的單根導(dǎo)管，將流化氣體送入冷卻區(qū)。在本實(shí)施方案中，流化氣體接著則將流入裝在冷卻區(qū)內(nèi)的一個(gè)單層氣體分布格柵或管子復(fù)合結(jié)構(gòu)，并由格柵上的許多小孔中流出。也可設(shè)想對(duì)各個(gè)不同的流化氣體入口導(dǎo)管，分別提供流量控制裝置，以使流過(guò)保持在冷卻室內(nèi)的密相催化劑床層的流化氣體的流動(dòng)，和由于流化而引起的催化劑混合作用，都進(jìn)一步達(dá)到最佳化。催化劑的流態(tài)化作用使催化劑在換熱管間循環(huán)。流態(tài)化作用也使冷卻的催化劑與通過(guò)循環(huán)導(dǎo)管下來(lái)的熱催化劑混合起來(lái)。下降催化劑料流的卸下也將使催化劑混合。
圖2中的熱催化劑循環(huán)導(dǎo)管4的底部是朝燃燒室傾斜的。這是為了把下降的催化劑導(dǎo)向位于檔板31上方的溢流處即通道處，以使催化劑不會(huì)堵塞導(dǎo)管4與燃燒區(qū)之間的催化劑流道。必須注意使催化劑進(jìn)入冷卻區(qū)的入口位置與催化劑進(jìn)入燃燒室的位置之間的距離不超過(guò)根據(jù)冷卻區(qū)內(nèi)未流化的催化劑的靜止角決定的距離。
在不需要使用間接換熱管42′從催化劑再生區(qū)移出熱量的期間，就切斷流態(tài)化用氣的流動(dòng)。這樣就能使催化劑顆粒積聚在冷卻區(qū)(室)下部之內(nèi)。沉積的顆粒覆蓋著換熱管，從而保護(hù)了換熱管，并使換熱管不接觸熱催化劑。流過(guò)換熱管的水流還可以繼續(xù)流動(dòng)，但在冷卻區(qū)進(jìn)行的熱量移除將大大減少，因?yàn)閾Q熱管本身將由基本上是靜止的催化劑床層所包圍。因此，盡管對(duì)換熱管附近的催化劑仍有局部的冷卻作用，但這些冷卻的催化劑將不與存在于冷卻區(qū)內(nèi)的或通過(guò)再生區(qū)進(jìn)行循環(huán)的其余催化劑發(fā)生混合。
本發(fā)明中的顆粒冷卻區(qū)(室)在此稱為“返混”冷卻器。這是與“穿流”顆粒冷卻器相比而言的。象在這里采用的那樣，返混冷卻器這一術(shù)語(yǔ)指的是一種間接式換熱器，在其中，利用通入該冷卻器下部的，即至少低于大多數(shù)蛇管位置的流化氣體，在鉛垂方向?qū)⒈焕鋮s的顆粒進(jìn)行翻騰或混合。顆粒流動(dòng)用的所有導(dǎo)管都是設(shè)置在冷卻室的上部。熱量是借助在冷卻室內(nèi)流態(tài)化密相顆粒床層中運(yùn)動(dòng)的催化劑向下傳遞的。在前面引用過(guò)的美國(guó)專利第4，364，849號(hào)中所示的催化劑冷卻器就是返混冷卻器。在通過(guò)催化劑冷卻器的流動(dòng)中，催化劑通常是向下單向地流過(guò)換熱區(qū)。例如，美國(guó)專利第4，425，301號(hào)的冷卻器就是一種穿流冷卻器(圖2所示為一向上流動(dòng)的冷卻器)。象在本說(shuō)明書中所示的那樣，可以采用流態(tài)化用氣來(lái)調(diào)節(jié)穿流冷卻器的傳熱?；镜囊稽c(diǎn)是必須有足夠數(shù)量的顆?；虼呋瘎┍Ａ粼诶鋮s室3中，以維持完全淹沒(méi)換熱管的密相流態(tài)化催化劑床層的深度。有許多種方法來(lái)達(dá)到這一目的，圖中所示即為方法中的一種。
假設(shè)進(jìn)入分離區(qū)的熱催化劑的流量總是超過(guò)循環(huán)流量和熱再生催化劑排出(通過(guò)導(dǎo)管33)流量的要求，并且假設(shè)操作將建立起來(lái)，因而實(shí)際上情況就是這樣。在圖1中示出了帶有底部活瓣閥46和上部收集槽44的浸入管或豎立管45。收集槽的上邊緣用作限制催化劑流入浸入管的溢流堰。不流過(guò)換熱器3和導(dǎo)管33的那些催化劑將越過(guò)溢流堰并充入浸入管45。當(dāng)填充在下降管45中的催化劑的壓頭，作用在活瓣閥46上的力，超過(guò)了打開閥門46所需要的壓力時(shí)，亦即克服了由保持閥門關(guān)閉的彈簧或配重所作用的力時(shí)，催化劑將由浸入管卸入燃燒室1中?；畎觊y和/或浸入管中催化劑的壓頭同時(shí)也起防止發(fā)生不希望出現(xiàn)的沿浸入管向上的反向流動(dòng)的作用。因此，密相床層高度以及加在換熱器3的催化劑壓頭，將保持在收集槽44頂部的高度上。
在需要保持最高燃燒區(qū)溫度時(shí)，上述設(shè)計(jì)方案具有由FCC再生器移除熱量的能力，與此同時(shí)，這一設(shè)計(jì)方案可使穩(wěn)態(tài)操作維持在可接受的程度上，這對(duì)再生器的可控性和效率是有益的。因此始終可以得到外部催化劑冷卻器或換熱器的操作彈性和操作簡(jiǎn)易帶來(lái)的好處。特別是在開工時(shí)或在不需要冷卻蛇管的正常操作中，本發(fā)明可不用操作冷卻蛇管。本發(fā)明也保持了催化劑與廢氣分離的效率，它是由一個(gè)不受密相催化劑和移除熱量的附屬設(shè)備阻礙的分離區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而且這一設(shè)計(jì)方案達(dá)到了到現(xiàn)在為止尚未達(dá)到過(guò)的優(yōu)點(diǎn)-將流化氣體接著用于燃燒。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，用本圖說(shuō)明的FCC實(shí)施方案僅僅是屬于本發(fā)明的一種可能的應(yīng)用。本發(fā)明在廣義上是一種在任何場(chǎng)合下冷卻任何種類熱的流化顆粒的工藝過(guò)程。進(jìn)一步說(shuō)，盡管附圖包含了細(xì)節(jié)以說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)先的實(shí)施方案，即與FCC再生器有關(guān)的冷卻裝置，通過(guò)冷卻裝置，催化劑發(fā)生凈流動(dòng)，并且導(dǎo)管4和控制閥24也可能充滿熱流化顆粒，這些熱流化顆粒是作為第一密相流態(tài)化床層維持在燃燒區(qū)的一個(gè)較低的位置上的，而在冷卻區(qū)和燃燒區(qū)之間有如由導(dǎo)管5提供的物料的自由流動(dòng)，這些發(fā)生在第一密相流態(tài)化床層上界面以下。于是第一床層和冷卻區(qū)3中的冷卻了的床層，將構(gòu)成一個(gè)連續(xù)體，顆粒將穿過(guò)它不斷地循環(huán)和返混。
本發(fā)明的這一實(shí)施方案，可以稱為一種燃燒存在于流化固體顆粒上的可燃物質(zhì)的裝置，這一裝置包括下列部分一個(gè)立式燃燒室;一個(gè)緊接在該燃燒室上方并與之相通的第二處理室，以及使顆粒流化并將其從燃燒室向上輸送至第二處理室的裝置;一個(gè)包圍著至少一臺(tái)立式換熱器的立式冷卻室，冷卻室有顆粒輸送孔，并且整個(gè)換熱器在該顆粒輸送孔之下;一個(gè)水平自由通道，連接著所述冷卻器上的所述顆粒輸送孔與所述燃燒室，并提供了顆粒在所述換熱器和所述燃燒室之間流動(dòng)，以及流化用燃燒氣從冷卻室到燃燒室流動(dòng)的手段;一個(gè)連接到冷卻室底部的流化用燃燒氣進(jìn)口導(dǎo)管以及控制該流態(tài)化用氣通過(guò)進(jìn)口導(dǎo)管流量的裝置，該導(dǎo)管提供了流化氣體進(jìn)到所述換熱器管際空間的手段，并在冷卻室內(nèi)維持一個(gè)流化催化劑床層。上部處理室可以是如圖所示的顆粒分離室。另外，上部處理室也可能是第二燃燒室或第二燃燒段。如果上區(qū)用于燃燒，最好也要提供一種手段，對(duì)上室供應(yīng)含氧的燃燒和流態(tài)化用氣。
具有至少一個(gè)類似于圖中所示的、與燃燒區(qū)相連的冷卻區(qū)的附加冷卻區(qū)的結(jié)構(gòu)，也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。因此，圖中的裝置可以想象成具有一個(gè)類似于冷卻區(qū)3的第二冷卻區(qū)，并帶有全部有關(guān)導(dǎo)管、管線和閥門。通過(guò)附加冷卻器的顆粒流量最好是固定不變的，以使通過(guò)該附加區(qū)的顆粒流量和流態(tài)化用氣的流量將導(dǎo)致這一附加區(qū)所移走的熱量約占這兩個(gè)冷卻區(qū)要從燃燒區(qū)移走的總熱量的50%。用一個(gè)裝在附加冷卻區(qū)的導(dǎo)管上的具有固定尺寸的限制孔板來(lái)代替控制閥，則在孔板兩側(cè)壓降一定時(shí)可以使顆粒流動(dòng)達(dá)到所要求的恒定流速?？装鍍蓚?cè)的壓力降可通過(guò)使孔板上方的密相流化床層深度恒定的辦法基本上固定下來(lái)，而床層深度可采用例如圖中所示的收集槽44的溢流堰等方法達(dá)到恒定。
權(quán)利要求
1.一種用于燃燒在流化固體顆粒上的可燃物質(zhì)，并同時(shí)冷卻生成的熱流化顆粒的裝置，其特征在于包括(a)一個(gè)立式燃燒室；(b)一個(gè)緊接在該燃燒室上方并與之連通的分離室，在該分離室底部有一熱流化顆粒收集段；(c)一個(gè)至少包圍著一臺(tái)立式換熱器的立式冷卻室，緊靠所述燃燒室的下部，該冷卻室有一個(gè)上部的顆粒進(jìn)口和一個(gè)下部的顆粒出口，且整個(gè)換熱器位于所述顆粒出口之下；(d)一個(gè)鉛垂方向的熱顆粒導(dǎo)管，使分離室的熱顆粒收集段與冷卻室顆粒進(jìn)口連接，以使熱顆粒能由分離室向下流至冷卻室；(e)在熱顆粒導(dǎo)管上的顆粒流動(dòng)限制器；(f)一連接冷卻室的顆粒出口與所述燃燒室，并為冷卻顆粒和流化氣體從換熱器流至燃燒室提供手段的自由通道；(g)一個(gè)連接于冷卻室底部，為流化氣體流通至換熱器管際空間并維持冷卻室內(nèi)的流化催化劑床層的流化氣體進(jìn)口導(dǎo)管；以及(h)一個(gè)裝在該流化氣體進(jìn)口導(dǎo)管上的流量控制閥。
2.按照權(quán)利要求
1的裝置，其特征還在于它也包括一溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括下列部分在燃燒室中選定位置處的溫度檢測(cè)裝置;具有可調(diào)節(jié)的設(shè)定點(diǎn)與溫度檢測(cè)裝置相連并產(chǎn)生輸出訊號(hào)的控制裝置;以及一個(gè)裝置，該裝置把該輸出訊號(hào)發(fā)送至裝在流化氣體進(jìn)口導(dǎo)管上的流量控制閥，據(jù)此使控制閥對(duì)溫度發(fā)生響應(yīng)而受到調(diào)整，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入冷卻室的流化氣體流速，并調(diào)節(jié)顆粒通過(guò)低于顆粒出口的冷卻室進(jìn)行循環(huán)的量和速度，從而調(diào)節(jié)換熱器外表面與流化顆粒床層間的傳熱系數(shù)。
3.按照權(quán)利要求
1的裝置，其特征還在于一個(gè)第二流量控制閥安裝在熱顆粒導(dǎo)管上，并且把第二輸出訊號(hào)從溫度控制系統(tǒng)發(fā)送至該第二控制閥的裝置，據(jù)此第二流量控制閥對(duì)所述溫度發(fā)生響應(yīng)而受到調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)通過(guò)換熱器的熱顆粒的流量，并且提供了另一種手段來(lái)調(diào)節(jié)換熱器外表面與流化顆粒床層間的傳熱系數(shù)。
4.一種用于燃燒在流化固體顆粒上的可燃物質(zhì)并用于同時(shí)冷卻生成的熱流化顆粒的方法，該方法的特征包括下列各步驟(a)把第一股含氧燃燒氣和流化固體顆粒流導(dǎo)入溫度維持在足以使可燃物質(zhì)氧化的燃燒區(qū)中，并在該處氧化可燃物質(zhì)以生成熱流化固體顆粒;(b)利用流化作用將固體顆粒由燃燒區(qū)向上送入位于燃燒區(qū)上方的第二區(qū)中，并在位于該第二區(qū)底部的顆粒收集段內(nèi)集聚成一熱固體顆粒的密相床層;(c)將固體顆粒流通過(guò)一顆粒流量控制器和一鉛垂方向的第一顆粒輸送導(dǎo)管由顆粒收集段送入一返混顆粒冷卻室的上端;(d)使所述固體顆粒流混入位于顆粒冷卻室下部的返混密相流化顆粒床層中;(e)利用流量受到控制的向上流動(dòng)的第二含氧燃燒氣流，使密相流化顆粒床層以一種受控方式發(fā)生流化;(f)采用一位于顆粒冷卻室下部的換熱器來(lái)冷卻存在于返混密相流化床層中的顆粒;(g)把第二燃燒氣流和催化劑顆粒，通過(guò)在換熱器上方某處與冷卻室連通的第二顆粒輸送導(dǎo)管，從冷卻室排入燃燒區(qū)。
5.按照權(quán)利要求
4的方法，其特征還在于第二股燃燒氣流進(jìn)入冷卻區(qū)的流速是根據(jù)燃燒區(qū)內(nèi)測(cè)得的溫度來(lái)控制的。
6.按照權(quán)利要求
5的方法，其特征還在于向下通過(guò)第一顆粒輸送導(dǎo)管的顆粒流的流速，是由可變流量控制閥根據(jù)在燃燒區(qū)測(cè)得的溫度進(jìn)行控制的。
專利摘要
一種可燃物呈流化固體顆粒和控制生成熱流化固體顆粒冷卻(如FCC石油煉制中的催化劑)的同時(shí)燃燒之方法和設(shè)備。顆粒從第一密相流化床流向冷卻室，在立式管殼換熱器的殼程與管程循環(huán)的冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻。冷卻程度由換熱器中的管子和顆粒間傳熱系數(shù)的改變來(lái)控制。該系數(shù)隨送入換熱器中流化床層的流化氣量而變化。換熱器處于冷卻室的下部，完全低于顆粒進(jìn)出口導(dǎo)管。因此維修時(shí)能移出換熱器并由埋在未流化相當(dāng)冷的催化劑從而保護(hù)它。流化氣在下部燃燒區(qū)內(nèi)保障燃燒作用。
文檔編號(hào)C10G11/18GK86101915SQ86101915
公開日1987年10月7日 申請(qǐng)日期1986年3月25日
發(fā)明者伊斯梅爾·伯坎·塞廷卡亞, 丹尼爾·諾爾·邁爾斯 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan