專利名稱：分離裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改進的分離裝置，在其中顆粒能夠從氣體-顆?；旌衔镏杏行У胤蛛x出。本發(fā)明還涉及這種裝置在流體催化劑裂化方法中的使用。
背景技術：
流體催化劑裂化(FCC)的領域經歷了顯著的發(fā)展改進，這主要是由于催化劑技術以及由此技術獲得的產物分配的進步。隨著高活性催化劑，尤其是結晶的沸石裂解催化劑的到來，加工技術的新領域遭遇要求進一步改進處理技術，以取得高催化劑活性、選擇性和操作靈敏性的優(yōu)點。在此領域內特別關心的是在更有效的分離條件下從催化劑顆粒，尤其是從一種高活性的結晶的沸石裂解催化劑分離碳氫化合物產物用的方法和系統(tǒng)的發(fā)展，從而減少轉變產物的過度裂解，以及促進在一個FCC操作中回收要求的產物。專利文件EP-A-162978，EP-A629679，US-A5248411和EP-A604026全部描述有關從碳氫化合物產物快速分離和回收夾帶的催化劑顆粒的發(fā)展。快速分離達到的方式是催化劑在一個第一旋風集塵分離器即主集塵器內從反應器豎管溢流中分離，該第一旋風集塵分離器的氣體輸出管道與一個二次旋風集塵器流體上連接。安排在流體催化劑反應器內的這種旋風集塵器也稱為緊密接合旋風集塵器分離，只要主和二次旋風集塵器包容在一個較大的容器內。主和二次旋風集塵器的這種接合減少了碳氫化合物產物離開反應器豎管之后它與催化劑的接觸的駐留時間，從而限制不希望的后裂解。
在主和二次旋風集塵器之間的連接管道內可以設置一個開口或縫隙，通過它們氣體可以從旋風集塵器構造外面進入。在上述的相關的專利文件中公開的這樣一種縫隙使用于允許剝離氣體與碳氫化合物產物一起從FCC反應器排出。
已建議不同的設計使用于連接管道內的縫隙。一種普通使用的設計可參見EP-A-162978。在該設計中輸入管道的氣體輸入開口連接至二次旋風集塵器的氣體入口，該輸入管道的氣體輸入開口具有一個直徑大于輸出管道的氣體輸出開口的直徑，該輸出管道與主旋風集塵器的氣體出口連接。在上述的設計中，輸入管道搭接輸出管道。在兩個管道之間的環(huán)形間隙形成縫隙開口。此兩個管道部分能夠彼此相對地移動。這樣允許通常固定至反應器豎管的主旋風集塵器和通常固定至FCC反應器容器頂部的二次旋風集塵器在開始和結束工作時彼此相對地移動。這種相對的移動的產生是由于在上述的FCC反應器容器內列舉的不同的部件的不同的熱膨脹。
專利申請EP-A-162978和WO-A-0065269均描述這樣一個縫隙的一種設計，其中主旋風集塵器的氣體輸出管道具有一個直徑小于連接至二次旋風集塵器的管道的氣體輸入開口，兩條管道搭接，并在主旋風集塵器的輸出管道的外部和連接至二次旋風集塵器的管道的輸入部分之間的搭接段內設置隔片。
這種縫隙開口的缺點是在環(huán)形間隙內結焦可能增長，從而引起兩個管道部分變得彼此固定。在開始和結束工作時，不可接受的機械應力可能隨后在旋風集塵器構造上產生，它最終導致嚴重的損壞。本發(fā)明的目的是為該緊密接合的旋風集塵器構造提供一種更耐用的縫隙設計。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種從固體-氣體混合物分離固體用的兩個旋風集塵器的構造，其中一個第一旋風集塵器的氣體出口與一條輸出管道流體連通，該輸出管道設置一個氣體輸出開口，以及第二旋風集塵器的氣體入口與一條輸入管道連接，該輸入管道設置一個氣體輸入開口。該輸出和輸入管道安排為共軸線的，從而使離開輸出管道的輸出開口的氣體進入輸入管道的輸入開口。來自旋風集塵器構造外面的氣體能夠進入輸入管道的氣體輸入開口。借助引導器件，輸出管道和輸入管道保持在一個彼此共軸線的位置。該引導器件與輸出管道或輸入管道連接，并且延伸至相對的管道，從而允許輸入和輸出管道僅在軸向上彼此相對地移動。引導器件或連接至輸出管道或連接至輸入管道，以及延伸進入其它管道的開口。
申請人發(fā)現(xiàn)，借助引導器件的使用導致一個更限定的縫隙開口，該縫隙開口較少傾向于結焦，此結焦能夠固定兩個管道部分。此外，引導器件可以作為旋渦破碎器，它允許兩個管道在軸向上彼此有間距。當氣體離開主旋風集塵器時，在輸出管道內的氣體具有一個旋渦運動。在沒有旋渦破碎器的情況下，氣體將徑向地移動離開管道的中心，以及如果使用一個非搭接的縫隙，氣體將不會引導至輸入管道的輸入開口。本發(fā)明還涉及一個FCC反應器，該FCC反應器包括以上所述的旋風集塵器構造，F(xiàn)CC反應器豎管的下游端與主旋風集塵器的輸入開口流體連通，并且一個氣體出口與二次旋風集塵器的氣體出口以及在容器下端處的一個固體出口流體連通。
本發(fā)明還涉及上述的FCC反應器在催化劑裂化過程的應用。本發(fā)明將在下面借助某些優(yōu)選的實施例更詳細地說明。


圖1示出一個FCC反應器內一個緊密接合的旋風集塵器裝置的橫剖面圖；圖2示出主旋風集塵器的頂部和在一個搭接構造內連接管道的上游端的橫剖面圖；圖3示出沿圖2的主旋風集塵器的直線A、A′看的頂視圖；圖4示出主旋風集塵器和一個非搭接構造內的連接管道7的上游端的橫剖面圖；圖5示出沿圖4的主旋風集塵器的直線BB′看的頂視圖。
具體實施例方式
圖1示出按照本發(fā)明裝置的一個優(yōu)選的實施例。在圖中示出一個流體化催化劑裂化過程的反應器豎管10，該反應器豎管10通過管道11至與一個主旋風集塵器1流體連通。在圖中為了清晰的原因僅示出一個主旋風集塵器。典型地，多于一個，適當?shù)貫閮蓚€或三個主旋風集塵器分離器1與反應器豎管10的下游端12流體連通。主旋風集塵器1具有一個管形殼體，管形殼體設有一個切線安排的入口，用于接收離開反應器豎管10的催化劑顆粒和碳氫化合物蒸氣的懸浮物。管形殼體的下端借助一個截錐形壁段13流體上連接至一個浸入管14。通過浸入管14，大多數(shù)催化劑顆粒將排放向下。管形殼體的上端設有一個蓋子15。蓋子15設有一個軸向環(huán)形開口16，通過此開口凸出一條氣體輸出管道4。
在圖中，為了清晰的原因，僅示出一個二次旋風集塵器分離器2。多于一個，例如兩個二次旋風集塵器分離器2可以與一個主旋風集塵器分離器1流體連通。通過二次旋風集塵器2的一條氣體輸出管道17，含貧化的催化劑顆粒的碳氫化合物蒸氣，通過增壓室24和氣體出口18從FCC反應器容器排放出。蒸氣可以在下游產物分離設備內(未示出)進一步處理。二次旋風集塵器2還設有一個浸入管19，以排放分離的催化劑顆粒向下。
反應器容器20的下端還包括一個剝離區(qū)21，剝離區(qū)設有把剝離介質供到分離的催化劑顆粒的致密流態(tài)床的器件22，該流態(tài)床形成剝離區(qū)21。剝離介質可以是任何惰性氣體。蒸氣或含蒸氣的氣體適合使用作為剝離介質。
反應器容器20還包括從容器通過管道23排放剝離的催化劑顆粒的器件。通過管道23剝離的催化劑顆粒，或稱為消耗的催化劑被運輸至一個再生區(qū)(圖中未示出)。在該再生區(qū)內借助(部分的)燃燒從催化劑清除結焦。再生的催化劑運輸至反應器豎管的上游部分，在此處它與供給的一種碳氫化合物接觸，以便在反應器豎管的下游部分產生以上所述的催化劑顆粒和碳氫化合物產物蒸氣的懸浮物。
主旋風集塵器1和二次旋風集塵器2借助輸出管道4和輸入管道7流體連通。輸出管道4與主旋風集塵器1的一個氣體輸出開口3流體連通。輸出管道4在它的相對末端設置一個氣體輸出開口5。
輸入管道7與二次旋風集塵器2的氣體入口6流體連通。兩條管道4，7安排為共軸線的，從而使離開輸出管道4的輸出開口5的氣體進入輸入管道7的輸入開口8。還有從剝離區(qū)21剝離的氣體也能夠進入輸入管道7的氣體輸入開口8。氣體輸出開口5和氣體輸入開口8可以安排為這樣，使兩條管道4，7搭接，或它們可以平接或軸向上彼此有間距。第一實施例將涉及搭接的設計。
如圖1內所示，主旋風集塵器1固定至豎管10以及二次旋風集塵器2固定至容器20的上端。這樣導致的結果是，在開始和冷卻條件下，在開口5和開口8之間的相對距離可以改變，這是由于容器20的不同部分的不同的熱膨脹。涉及搭接和非搭接設計涉及在正常工作條件下的情況。
圖2示出主旋風集塵器1的上端和輸入管道7的下端。其標號具有的意義與圖1內相同。氣體輸出管道4的內部設有減少通過上述的輸出管道4的氣體的旋渦運動的器件28。這些器件28可以是固定至管道4的內表面的阻流板。優(yōu)選地，這些阻流板從管道的表面徑向地延伸至管道的中心。這些器件28可以沿著平行于軸25(圖中未示出)的壁定位。代替地，這些器件28可以相對于軸線25以一個角度定位，這樣使這些器件指向旋渦的方向，但此角度小于旋渦本身的角度，從而達到減少旋渦的目的。
輸入管道7設有引導器件9。這些引導器件固定至管道7的內部，而不是固定至管道4，從而允許在軸向上自由移動。引導器件固定至管道4并延伸至管道7也有可能。例如，引導器件9連接至管道4的外部。另一個實例是其中引導器件從管道的內部延伸出，并延伸至管道7的內表面。后者的優(yōu)點是因為這樣的引導器件隨后還具有減少通過上述的管道4的氣體的旋渦運動的功能。事實上，這樣一個引導器件是圖2的器件28和9的結合，其中引導器件優(yōu)選地固定至管道4。在一個優(yōu)選的實施例中，引導器件9延伸進入管道7比進入管道4長，因此，引導器件9也達到在管道7內的一個旋渦效果。
開口5優(yōu)選地設置有一個錐形開口27，這樣以進一步引導氣體進入開口8。開口8的直徑優(yōu)選大于開口5的直徑。
圖2的構造還示出，主旋風集塵器的蓋子15設有一個截錐形元件26，它進一步引導剝離氣體從剝離區(qū)21至開口8。
圖2還示出，定位在主旋風集塵器1和開口8之間的一個蒸氣環(huán)29，它使用于局部增加蒸氣以避免結焦沉積。
在圖1和2內，開口5和8定位在主和二次旋風集塵器的連接管道的垂直部分，此垂直部分是開口的一個優(yōu)選的位置。
圖3示出主旋風集塵器1的頂視圖，它示出切向的入口連接至管道11，引導器件9以及有旋渦減少阻流板28設在管道4的內部，它們是可通過開口5觀察的。還有，示出管道7的下端和管道4的上端。
圖4示出一個非搭接設計，在開口5和開口8之間的距離d為零或一個正值，從而達到一個非搭接的開口。此距離d優(yōu)選地在0和開口5的直徑的3倍之間。引導器件9是圓筒部分，固定至管道7的內部。圖5示出圖4的直線BB′的頂視圖。
能夠適當?shù)厥褂冒凑毡景l(fā)明的裝置的FCC過程的實例已在以上所述的專利出版物中描述，以及可以參見下列文獻CatalyticCracking of Heavy Petroleum Fractions，Daniel DeCroocq，InstitutFrancais du Petrole，1984(ISBN 2-7108-455-7)，100-114頁。優(yōu)選地裝置在一個FCC過程內使用，其中如果供給至主旋風集塵器的話，一種氣體-固體懸浮物具有一個固體含量在1至12kg/m3之間。
權利要求
1.一種從固體-氣體混合物中分離固體用的兩個旋風集塵器的構造，其中一個第一旋風集塵器(1)的氣體出口(3)與一條輸出管道(4)，流體連通該輸出管道(4)設有一個氣體輸出開口(5)，以及第二旋風集塵器(2)的氣體入口(6)與一條輸入管道(7)連接，該輸入管道(7)設有一個氣體輸入開口(8)，其中該輸出管道(4)和輸入管道(7)安排為共軸線的，從而使離開輸出管道(4)的輸出開口(5)的氣體進入輸入管道(7)的輸入開口(8)，來自旋風集塵器構造外面的氣體能夠進入輸入管道(7)的氣體輸入開口(8)，其中輸出管道(4)和輸入管道(7)是借助引導器件(9)保持彼此相對的一個共軸線的位置，該引導器件(9)與輸出管道(4)或輸入管道(7)連接，并延伸至相對的管道，從而允許輸出和輸入管道(4，7)僅在軸向上彼此相對地移動，以及其中引導器件(9)或連接至輸出管道(4)或連接至輸入管道(7)，并延伸進入其它管道的相對的開口。
2.按照權利要求1的旋風集塵器構造，其特征在于，輸入開口(8)的直徑大于輸出開口(5)的直徑，以及其中引導器件(9)或連接至輸入開口(8)的內部，或連接至輸出開口(5)的外部。
3.按照權利要求1-2中任何一項的旋風集塵器構造，其特征在于，輸出管道(4)和輸入管道(7)是沿著一個垂直的共軸線安排的。
全文摘要
從一種固體－氣體混合物中分離固體用的兩個旋風集塵器(1，2)的構造，其中一個第一旋風集塵器(1)的氣體出口(3)與一條輸出管道(4)流體連通，該輸出管道(4)設有一個氣體輸出開口(5)，以及第二旋風集塵器(2)的氣體入口(6)與一條輸入管道(7)連接，該輸入管道(7)設有一個氣體輸入開口(8)。
文檔編號C10G11/18GK1798614SQ200480015416
公開日2006年7月5日 申請日期2004年6月4日 優(yōu)先權日2003年6月4日
發(fā)明者H·A·德克斯, H·W·A·德里斯 申請人:國際殼牌研究有限公司