專利名稱：一種帶有密相環(huán)流預(yù)汽提器的提升管出口的氣固快分設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬石油化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及氣固分離，氣固環(huán)流流化技術(shù)。
隨著催化裂化反應(yīng)原料的變重，裂化反應(yīng)的深度不斷增加，反應(yīng)溫度在逐步提高，反應(yīng)沉降空間內(nèi)無選擇性二次裂化和熱裂化的趨勢也越來越顯著。其結(jié)果將引起輕油收率降低，干氣和焦炭產(chǎn)率增加以及沉降器頂部嚴(yán)重結(jié)焦等情況。針對這些問題，必須設(shè)計出更加先進(jìn)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(yīng)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(jìn)一步提離輕油收率，還要求有先進(jìn)的預(yù)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(yīng)沉降器。
目前國內(nèi)外較先進(jìn)的帶預(yù)汽提器的提升管出口快分系統(tǒng)主要有美圖UOP公司的VDS和VSS系統(tǒng)(Maximizin9 Gasoline Yield,1995 UOPRefining Conference,1995)，國內(nèi)石油大學(xué)(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(yù)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(nèi)的返混。它的預(yù)汽提器的結(jié)構(gòu)特點是在初旋的錐體下部設(shè)置一個圓筒，在圓筒內(nèi)布置環(huán)形汽提蒸汽分布管，催化劑在簡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(gòu)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(fēng)分離空間，下部是催化劑的預(yù)汽提段。油劑混合物從旋流頭的彎臂中噴出后在封閉罩內(nèi)快速旋轉(zhuǎn)將催化劑分離下來，然后油氣由上部升氣管直接進(jìn)入頂旋，催化劑沿邊壁滑落到下部預(yù)汽提器中進(jìn)行預(yù)汽提。旋流式快分預(yù)汽提器的特點是在封閉罩的下部設(shè)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(shè)環(huán)形擋板的預(yù)汽提器相結(jié)合的提升管出口結(jié)構(gòu)。由于在預(yù)汽提器中加設(shè)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(jié)構(gòu)和下部環(huán)形擋板結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺點由于VDS系統(tǒng)的預(yù)汽提器是靠在初旋錐體下部設(shè)置的圓筒內(nèi)布置環(huán)形汽提蒸汽分布管來實現(xiàn)的。固體在預(yù)氣提器內(nèi)是以旋轉(zhuǎn)的方式沿圓筒邊壁向下流落，因此汽提效果較差。VSS,FSC,VQS系統(tǒng)的預(yù)汽提器是通過加設(shè)不同結(jié)構(gòu)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(nèi)布置層層擋板，使得其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于制造和檢修，另一方面分離后的催化劑在預(yù)汽提器內(nèi)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(yù)汽提蒸汽僅有一次接觸，因此汽提效果不理想。
本實用新型的目的是提供一種帶有密相環(huán)流預(yù)汽提器的提升管出口氣固快分方法及設(shè)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(yù)汽提蒸汽多次接觸，可獲得較高的汽提效果。
本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)本實用新型采用了全新的汽固密相環(huán)流技術(shù)，這樣即可實現(xiàn)密相汽提，同時又可使催化劑在內(nèi)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(yù)汽提器的工作原理是調(diào)整內(nèi)環(huán)氣速高于外環(huán)汽速，這樣就使得內(nèi)環(huán)密度低于外環(huán)密度，依靠內(nèi)外環(huán)之間的密度差的不同實現(xiàn)固體的密相環(huán)流。調(diào)整內(nèi)外環(huán)氣速比可改變內(nèi)外環(huán)密度差，從而可實現(xiàn)調(diào)節(jié)內(nèi)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，本實用新型設(shè)備采用如下設(shè)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(fēng)分離器9(簡稱“初旋”)，在初旋下部直聯(lián)預(yù)汽提器6，在初旋排氣管13上罩一段與頂部旋風(fēng)分離器(簡稱“頂旋”)11直聯(lián)的承插式導(dǎo)氣管10。由于初旋的氣固分離效率高達(dá)99％以上，故可實現(xiàn)氣固快速分離。同時由于增設(shè)了預(yù)汽提器使得初旋料腿1由于正壓差進(jìn)料而向下夾帶的油氣減少到最小程度。此外增設(shè)初旋與頂旋之間的承插式導(dǎo)氣管可把油氣在沉降空間內(nèi)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(yù)汽提及油氣的快速引出。本實用新型設(shè)備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(jìn)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(jìn)入預(yù)汽提器，油氣則經(jīng)導(dǎo)氣管直接進(jìn)入頂旋進(jìn)一步分離后快速從反應(yīng)沉降器15中引出。
(3)進(jìn)入預(yù)汽提器的催化劑先經(jīng)上部設(shè)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(jìn)八預(yù)汽提器下部的內(nèi)筒5。
(4)在內(nèi)筒的底部設(shè)置一氣體內(nèi)環(huán)分布板4，預(yù)汽提蒸汽經(jīng)內(nèi)環(huán)預(yù)汽提蒸汽進(jìn)氣管2再經(jīng)此分布板后使落入內(nèi)筒的催化劑流化。
(5)流化后的催化劑經(jīng)內(nèi)筒上端溢流到內(nèi)筒與預(yù)汽提器外壁之間的環(huán)形空間，在此環(huán)形空間的底部設(shè)置一氣體外環(huán)分布管3，少量預(yù)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(yù)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(jìn)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(dǎo)氣管的環(huán)形空間進(jìn)入頂旋。
環(huán)流汽提器下部的料腿設(shè)計有兩種結(jié)構(gòu)，其中一種為直管式(圖1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為本實用新型設(shè)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(nèi)提升管；2、采用旋流快分頭23取代實施例(1)的初旋旋風(fēng)分離器；3、預(yù)汽提器采用外環(huán)流區(qū)別于實施例(1)的內(nèi)環(huán)流，外環(huán)流即指催化劑由內(nèi)筒與預(yù)汽提器外壁之間的環(huán)形空間環(huán)流到內(nèi)筒的流動；4、內(nèi)環(huán)采用內(nèi)環(huán)氣體分布管24取代實施例(1)的內(nèi)環(huán)氣體分布板。
圖2中17為外環(huán)分布管，18為內(nèi)筒，19為預(yù)汽提器，20為承插式導(dǎo)氣管，21為頂旋，22為內(nèi)提升管，25為下級汽提器擋板，26為下級汽提器。
本實用新型的積極效果本實用新型能較好地實現(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(yù)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(diào)節(jié)。預(yù)汽提氣從初旋內(nèi)部直接上升通過初旋升氣管及承插式導(dǎo)氣管進(jìn)入頂旋入口，這樣可縮短汽提油氣的上升時間，本實用新型可實現(xiàn)油氣在沉降器內(nèi)的停留時間在5-6秒以下，油漿固含量2-49/l，輕油收率提高一個百分點。


圖1為本實用新型設(shè)備結(jié)構(gòu)圖(實施例(1))圖2為本實用新型設(shè)備(適于內(nèi)提升管)結(jié)構(gòu)圖(實施例(2))
權(quán)利要求1.一種帶有密相環(huán)流預(yù)汽提器的提升管出口氣固快分設(shè)備由初旋旋風(fēng)分離器、頂旋旋風(fēng)分離器、預(yù)汽提器及承插式導(dǎo)氣管組成，其特征在于(1)預(yù)汽提器設(shè)計成套筒式結(jié)構(gòu)，即預(yù)汽提器外壁為外筒，其內(nèi)設(shè)置一內(nèi)筒，(2)在預(yù)汽提器上部設(shè)置一個帶有消渦板的環(huán)形擋板，(3)在內(nèi)筒底部設(shè)置一內(nèi)環(huán)分布板，(4)在內(nèi)筒與預(yù)汽提器外壁之間設(shè)置外環(huán)分布管，(5)在初旋旋風(fēng)分離器排氣管上方罩式設(shè)置一承插式導(dǎo)氣管。
專利摘要本實用新型為一種帶有密相環(huán)流預(yù)汽提器的提升管出口氣固快分設(shè)備。設(shè)備包括初旋旋風(fēng)分離器、頂旋旋風(fēng)分離器、預(yù)汽提器及承插式導(dǎo)氣管。快分設(shè)備中之預(yù)汽提器為套筒式結(jié)構(gòu),形成密相環(huán)流預(yù)汽提器,可以做到密相汽提,同時可使催化劑在內(nèi)外環(huán)間與新鮮汽提蒸汽多次接觸,以獲得較好汽提效果。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單合理,解決了油氣與催化劑快速分離和催化劑攜帶油汽的快速預(yù)汽提問題。
文檔編號B01D3/00GK2340498SQ9820468
公開日1999年9月29日 申請日期1998年5月21日 優(yōu)先權(quán)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(xué)(北京)