專利名稱：一種帶有密相環(huán)流預汽提器的提升管出口的氣固快分方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬石油化工技術領域，尤其涉及氣固分離，氣固環(huán)流流化技術。
隨著催化裂化反應原料的變重，裂化反應的深度不斷增加，反應溫度在逐步提高，反應沉降空間內無選擇性二次裂化和熱裂化的趨勢也越來越顯著。其結果將引起輕油收率降低，干氣和焦炭產率增加以及沉降器頂部嚴重結焦等情況。針對這些問題，必須設計出更加先進的提升管末端催化劑和油氣快速分離裝置，將油氣和催化劑快速和高效地分離開來，然后快速引出反應沉降器以縮短油氣在高溫環(huán)境下的平均停留時間。同時為了進一步提高輕油收率，還要求有先進的預汽提系統(tǒng)高效地將催化劑顆粒間和孔隙中夾帶的那部分油汽置換出來，并快速引出反應沉降器。
目前國內外較先進的帶預汽提器的提升管出口快分系統(tǒng)主要有美國UOP公司的VDS和VSS系統(tǒng)(Maximizing Gasoline Yield，1995 UOPRefining Conference，1995)，國內石油大學(北京)開發(fā)的FSC(中國專利96103419.X)和VQS(中國專利96103478.5)系統(tǒng)。VDS系統(tǒng)的特點是在直聯(lián)式初旋下部加了一個預汽提器。它通過將初旋的升氣管與頂旋入口管直聯(lián)來消除油氣在沉降器內的返混。它的預汽提器的結構特點是在初旋的錐體下部設置一個圓筒，在圓筒內布置環(huán)形汽提蒸汽分布管，催化劑在筒體中下落的過程中得到汽提。VSS系統(tǒng)的特點是在提升管出口端有幾個彎成一定角度的彎臂構成的旋流快分頭，在此旋流快分頭外罩了一個封閉罩，罩的上部是油劑旋風分離空間，下部是催化劑的預汽提段。油劑混合物從旋流頭的彎臂中噴出后在封閉罩內快速旋轉將催化劑分離下來，然后油氣由上部升氣管直接進入頂旋，催化劑沿邊壁滑落到下部預汽提器中進行預汽提。旋流式快分預汽提器的特點是在封閉罩的下部設置幾層環(huán)形擋板，催化劑在擋板上流動的過程中得到汽提。FSC系統(tǒng)采用了初旋與加設環(huán)形擋板的預汽提器相結合的提升管出口結構。由于在預汽提器中加設了環(huán)形擋板，汽提效果比VDS系統(tǒng)有較大改善。VQS系統(tǒng)與VSS系統(tǒng)的主要區(qū)別是在旋流頭結構和下部環(huán)形擋板結構的改進。
現(xiàn)有技術所存在的缺點由于VDS系統(tǒng)的預汽提器是靠在初旋錐體下部設置的圓筒內布置環(huán)形汽提蒸汽分布管來實現(xiàn)的。固體在預氣提器內是以旋轉的方式沿圓筒邊壁向下流落，因此汽提效果較差。VSS，F(xiàn)SC，VQS系統(tǒng)的預汽提器是通過加設不同結構的環(huán)形擋板的方式改善氣固接觸效果的。這種方法一方面由于在快分系統(tǒng)的有限空間內布置層層擋板，使得其結構復雜，不利于制造和檢修，另一方面分離后的催化劑在預汽提器內是在稀相灑落的過程中得到汽提的，不僅不利于催化劑的脫氣，同時催化劑與新鮮預汽提蒸汽僅有一次接觸，因此汽提效果不理想。
本發(fā)明的目的是提供一種帶有密相環(huán)流預汽提器的提升管出口氣固快分方法及設備。該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了油氣和催化劑快速分離，同時可使分離下來的催化劑在密相床層中及時得到汽提，而且通過環(huán)流還可實現(xiàn)催化劑與新鮮預汽提蒸汽多次接觸，可獲得較高的汽提效果。
本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)本發(fā)明采用了全新的汽固密相環(huán)流技術，這樣即可實現(xiàn)密相汽提，同時又可使催化劑在內外環(huán)間環(huán)流過程中與新鮮汽提蒸汽多次接觸。
密相環(huán)流預汽提器的工作原理是調整內環(huán)氣速高于外環(huán)汽速，這樣就使得內環(huán)密度低于外環(huán)密度，依靠內外環(huán)之間的密度差的不同實現(xiàn)固體的密相環(huán)流。調整內外環(huán)氣速比可改變內外環(huán)密度差，從而可實現(xiàn)調節(jié)內外環(huán)間環(huán)流速率的目的。
為實現(xiàn)上述密相環(huán)流的目的，本發(fā)明設備采用如下設計，如圖1所示為本發(fā)明實施例(1)外提升管12出口直聯(lián)初級旋風分離器9(簡稱“初旋”)，在初旋下部直聯(lián)預汽提器6，在初旋排氣管13上罩一段與頂部旋風分離器(簡稱“頂旋”)11直聯(lián)的承插式導氣管10。由于初旋的氣固分離效率高達99％以上，故可實現(xiàn)氣固快速分離。同時由于增設了預汽提器使得初旋料腿1由于正壓差進料而向下夾帶的油氣減少到最小程度。此外增設初旋與頂旋之間的承插式導氣管可把油氣在沉降空間內的停留時間縮小到5秒以下。這三者的組合就可實現(xiàn)“三快”，即油汽與催化劑的快速分離，催化劑中夾帶油汽的快速預汽提及油氣的快速引出。
本發(fā)明的氣固快分方法包括以下步驟(1)催化劑和油氣通過提升管出口進入初旋分離器使油汽和催化劑快速分離。
(2)分離后的催化劑沿初旋的錐體進入預汽提器，油氣則經(jīng)導氣管直接進入頂旋進一步分離后快速從反應沉降器15中引出。
(3)進入預汽提器的催化劑先經(jīng)上部設置的帶有消渦板的一層環(huán)形擋板8及與之相連的中心下料管7進入預汽提器下部的內筒5。
(4)在內筒的底部設置一氣體內環(huán)分布板4，預汽提蒸汽經(jīng)內環(huán)預汽提蒸汽進氣管2再經(jīng)此分布板后使落入內筒的催化劑流化。
(5)流化后的催化劑經(jīng)內筒上端溢流到內筒與預汽提器外壁之間的環(huán)形空間，在此環(huán)形空間的底部設置一氣體外環(huán)分布管3，少量預汽提蒸汽經(jīng)此分布管使此環(huán)形空間的催化劑流化并向下環(huán)流。從而實現(xiàn)了預汽提器的密相環(huán)流流動。
(6)經(jīng)環(huán)流汽提后的催化劑再經(jīng)過汽提器下部的料腿進入下一級汽提段16。下一級汽提段的汽提氣經(jīng)沉降器及承插式導氣管的環(huán)形空間進入頂旋。
環(huán)流汽提器下部的料腿設計有兩種結構，其中一種為直管式(圖中1所示)，另一種為彎管氣控式(圖1中14虛線所示)。直管式料腿適用于下一級汽提段料位較高的情況，而彎管氣控式料腿適用于下一級汽提段料位較低的情況。
圖2為本發(fā)明設備實施例(2)該實施例(2)與實施例(1)的主要區(qū)別在于1、適用于內提升管；2、采用旋流快分頭23取代實施例(1)的初旋旋風分離器；3、預汽提器采用外環(huán)流區(qū)別于實施列(1)的內環(huán)流，外環(huán)流即指催化劑由內筒與預汽提器外壁之間的環(huán)形空間環(huán)流到內筒的流動；4、內環(huán)采用內環(huán)氣體分布管24取代實施例(1)的內環(huán)氣體分布板。
圖2中17為外環(huán)分布管，18為內筒，19為預汽提器，20為承插式導氣管，21為頂旋，22為內提升管，25為下級汽提器擋板，26為下級汽提器。
本發(fā)明的積極效果本發(fā)明能較好地實現(xiàn)密相環(huán)流汽提，使催化劑在密相環(huán)流流動過程中與新鮮預汽提蒸汽多次接觸，汽提效果極佳。一般環(huán)流比(環(huán)流量與系統(tǒng)催化劑循環(huán)量之比)可在2-4之間，并可靈活調節(jié)。預汽提氣從初旋內部直接上升通過初旋升氣管及承插式導氣管進入頂旋入口，這樣可縮短汽提油氣的上升時間，本發(fā)明可實現(xiàn)油氣在沉降器內的停留時間在5-6秒以下，油漿固含量 2-4g/l，輕油收率提高一個百分點。


圖1為本發(fā)明設備結構圖(實施例(1))圖2為本發(fā)明設備(適于內提升管)結構圖(實施例(2))
權利要求
1.一種帶有密相環(huán)流預汽提器的提升管出口氣固快分方法，其特征在于按下列步驟進行(1)油汽與催化劑從提升管進入初旋旋風分離器。(2)在初旋旋風分離器內油汽與催化劑快速分離。(3)催化劑與預汽提蒸汽多次接觸。(4)在預汽提器內筒流化催化劑。(5)在內筒與預汽提器外壁構成的環(huán)形空間底部，少量預汽提蒸汽流化催化劑并向下密向環(huán)流。(6)催化劑經(jīng)料腿進入下一級汽提器。
2.一種帶有密相環(huán)流預汽提器的提升管出口氣固快分設備由初旋旋風分離器、頂旋旋風分離器、預汽提器及承插式導氣管組成，其特征在于(1)預汽提器設計成套筒式結構，即預汽提器外壁為外筒，其內設置一內筒。(2)在預汽提器上部設置一個帶有消渦板的環(huán)形擋板。(3)在內筒底部設置一內環(huán)分布板。(4)在內筒與預汽提器外壁之間設置外環(huán)分布管。(5)在初旋旋風分離器排氣管上方罩式設置一承插式導氣管。
全文摘要
本發(fā)明為一種帶有密相環(huán)流預汽提器的提升管出口氣固快分方法和設備,設備包括初旋旋風分離器、頂旋旋風分離器、預汽提器及承插式導氣管。本發(fā)明采用全新的氣固密相環(huán)流技術,這樣既可實現(xiàn)密相汽提,同時又可使催化劑在內外環(huán)間環(huán)流過程中與新鮮預汽提蒸汽多次接觸。從而獲得了較高的提汽效果。本發(fā)明以簡單合理的結構,以及密相環(huán)流的科學方法,解決了油氣和催化劑的快速分離和催化劑攜帶油氣的快速預汽提問題。
文檔編號B01J8/24GK1200945SQ9810216
公開日1998年12月9日 申請日期1998年5月21日 優(yōu)先權日1998年5月21日
發(fā)明者盧春喜, 時銘顯, 許克家 申請人:石油大學(北京)