專利名稱：一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在排氣管設(shè)有不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，屬于化工分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于石油化工中的氣固分離技術(shù)。
背景技術(shù)：
催化裂化是重質(zhì)油輕質(zhì)化的核心加工手段，隨著反應(yīng)原料變重、變劣及摻渣比的增大、裂化反應(yīng)的深度不斷增加，反應(yīng)溫度逐步提高，沉降器無(wú)選擇性二次裂化和熱裂化反應(yīng)也顯著增加，不僅導(dǎo)致輕油收率降低、干氣和焦炭產(chǎn)率增加，還會(huì)引起反應(yīng)、分餾系統(tǒng)嚴(yán)重結(jié)焦，在有些煉廠這已成為影響重油催化裂化裝置(RFCCU)長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的制約因素。為抑制二次裂化和熱裂化反應(yīng)的發(fā)生，要求盡可能縮短油氣和催化劑在后反應(yīng)系統(tǒng)的接觸時(shí)間和油氣在沉降器內(nèi)的停留時(shí)間，即要求在同一設(shè)備中實(shí)現(xiàn)“三快”——油劑間的快速高效分離(效率等于或高于99%)、分離催化劑的高效預(yù)汽提(盡量減少高溫油氣在沉降器內(nèi)的返混和降低待生劑中的H/C比)、油氣的快速引出(平均停留時(shí)間小于4s)，以達(dá)到降低干氣和焦炭收率、改善產(chǎn)品分布，提高輕收和液收、抑制沉降器結(jié)焦、延長(zhǎng)裝置開(kāi)工周期的目的。在具備以上優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也要求氣固分離裝置具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、高分離效率、壓降低、彈性大、操作性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外氣固分離裝置的專利很多，按照分離機(jī)理可分為慣性分離、離心分離、慣性與離心協(xié)同作用的分離。傘帽式、倒L式、T型、彈射式和三葉型快分均是利用氣體和固體慣性力的差異達(dá)到氣固分離的目的，這些分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但分離效率只能達(dá)到70-80%左右，且油氣返混率高，油氣在沉降器中停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10-20S，很容易發(fā)生高溫?zé)崃鸦?，使輕質(zhì)油收率降低， 并造成沉降器內(nèi)嚴(yán)重結(jié)焦。專利CN01218480. 2提出了一種下行床弧面錐體氣固分離裝置，利用氣固慣性的差異和擋板的限制，實(shí)現(xiàn)氣固分離，在實(shí)驗(yàn)裝置上分離效率可以達(dá)到97. 5%以上，但由于其分離效率隨分離器直徑與下行管直徑的比值增大而升高，為保證較好的分離效果，工業(yè)裝置中分離器的尺寸必然很大，造成設(shè)備投資的急劇增加。專利CN00105781. 2提出了一種附壁切割式氣固快速分離裝置，用于提升管或下行床反應(yīng)器出口，結(jié)合了氣固兩相的慣性差、顆粒運(yùn)動(dòng)的附壁效應(yīng)、及空間位置上的切割分離作用，實(shí)現(xiàn)氣固間的分離，分離效率為97%左右。其優(yōu)勢(shì)在于顆粒在該裝置中為順重力場(chǎng)流動(dòng)，因而由顆粒相產(chǎn)生的靜壓非常小，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)壓降不超過(guò)lOOPa，但切割板等輔助設(shè)施的加入，增加了設(shè)備的復(fù)雜程度，在實(shí)際操作過(guò)程中動(dòng)力消耗很大，而且切割板等輔助設(shè)施極易被磨損，使分離效率急劇下降。離心分離器是依靠氣固兩相混合物急速旋轉(zhuǎn)形成的強(qiáng)離心力場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)氣固分離的，旋風(fēng)分離器是一種典型的離心分離器。專利CN96103420. 3是一種用于提升管反應(yīng)器的旋流式氣固快速分離器，催化劑與油氣混合物從提升管向上進(jìn)入旋流式氣固快速分離器， 經(jīng)分離器周圍的多個(gè)切向噴出口，以一定速度沿切向噴出，大部分催化劑在離心力場(chǎng)的作用下被甩到旋流頭外氣提罩的內(nèi)壁上下落，實(shí)現(xiàn)與反應(yīng)后油氣的分離，其分離效率能達(dá)到約99%以上。專利US5662868的“羊角”(Rams horn)的旋流快分系統(tǒng)是在慣性與離心協(xié)同作用下實(shí)現(xiàn)氣固分離的。油氣和催化劑從提升管中向上流動(dòng)，到達(dá)末端時(shí)分成兩部分進(jìn)入快分系統(tǒng)。在每部分中，催化劑和油氣繞水平軸線旋轉(zhuǎn)180°左右，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，根據(jù)氣固之間慣性的巨大差異，實(shí)現(xiàn)氣固分離。由于僅在半周旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)大部分油氣便引出，因而油氣的停留時(shí)間較短，只有0. 1-0. 2s，在不同操作參數(shù)下分離效率保持在95-99%之間。專利CN200510077578. 8的具有中心排氣管的氣固分離裝置，借助慣性與離心的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)氣固的快速高效分離。該裝置通過(guò)在中心排氣管均勻設(shè)置多條開(kāi)縫，氣流均勻的沿開(kāi)縫排出，流場(chǎng)分布均勻，從而實(shí)現(xiàn)較低的分離器的壓降和較高的分離效率。但是沿中心管圓周均勻設(shè)置多條開(kāi)縫也帶來(lái)了諸多缺點(diǎn)(1)在慣性和離心作用較小的區(qū)域(如中心管和底部水平擋板間的區(qū)域)，其流通面積較小，且顆粒有向中心管擴(kuò)散的趨勢(shì)，顆粒容易被氣體攜帶經(jīng)開(kāi)縫進(jìn)入中心排氣管，使分離效率下降。( 目前80萬(wàn)噸/年規(guī)模催化裂化裝置提升管出口直徑約為2000mm，若采用分離器長(zhǎng)度為MOOmm，中心排氣管直徑為 800mm的結(jié)構(gòu)尺寸，按照該專利要求開(kāi)縫寬度為l_20mm，則需要在中心排氣管上開(kāi)40-800 條縫，這將給制造施工帶來(lái)巨大的難度；C3)在圓管上開(kāi)這么多條縫，加工時(shí)排氣管極易產(chǎn)生變形，考慮到排氣管上需要做襯里，每一個(gè)縫的四周都需要做襯里擋圈，焊接工作極其繁瑣，這些都給制造、施工帶來(lái)了巨大的難度。(4)經(jīng)歷了裝置開(kāi)停工時(shí)低溫、高溫間的反復(fù)轉(zhuǎn)換，窄縫極易發(fā)生變形，即使開(kāi)停工時(shí)窄縫不變形，在正常操作時(shí)也會(huì)由于開(kāi)縫過(guò)多造成中心排氣管強(qiáng)度低、磨損嚴(yán)重，難以長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。( 該專利對(duì)中心管開(kāi)縫長(zhǎng)度未做出明確定義，實(shí)際操作中縫長(zhǎng)過(guò)短導(dǎo)致的顆粒在端板附近堆積，縫長(zhǎng)過(guò)大導(dǎo)致施工難度增加、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低等問(wèn)題。因此，這種“寬度小、數(shù)量多、均勻分布”的中心管開(kāi)縫方式不能很好的滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。針對(duì)專利CN200510077578. 8提出的分離器的多開(kāi)縫、窄縫寬、均勻布置在工業(yè)化中所遇到的問(wèn)題，本專利提出了一種少開(kāi)縫、大縫寬、不均勻布置的超短臥式快分，不但提高了快分的分離性能，而且使施工難度大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，通過(guò)在中心排氣管設(shè)有不均勻開(kāi)縫，實(shí)現(xiàn)氣固的快速高效分離，其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單緊湊，且具有更好的強(qiáng)度、易于加工，尤其適用于提升管反應(yīng)器出口。本發(fā)明提出的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，如附圖1、附圖2 所示，該氣固分離裝置包括氣固混合物入口段1、分離器腔體2、顆粒相出口段3、中心排氣管4，其中分離器腔體由拱門(mén)形外殼6、前端板7、后端板8、底板9圍成；氣固混合物入口段1和顆粒相出口段3分別連接至分離器腔體2兩側(cè)；中心排氣管4上設(shè)有3-5條開(kāi)縫5， 使氣體經(jīng)由開(kāi)縫流入中心排氣管4 ；中心排氣管4與前端板7和后端板8垂直，中心排氣管 4的一端插入分離器腔體2并與前端板7連接，另一端伸出分離器腔體連接后續(xù)分離系統(tǒng)。 中心管4開(kāi)縫具有“寬度大、數(shù)量少、不均勻分布”的特點(diǎn)。本發(fā)明提出的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，通過(guò)慣性分離與離心分離作用協(xié)同作用進(jìn)行分離。氣固混合物經(jīng)過(guò)氣固混合物入口段垂直向上進(jìn)入分離器腔體內(nèi)，由于氣固兩相流中顆粒相的慣性遠(yuǎn)大于氣相，顆粒以較大的切向速度沿分離器壁轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)慣性作用下的氣固分離，從氣固混合物入口到氣固混合物碰撞的區(qū)域稱為慣性分離區(qū)，之后的區(qū)域內(nèi)主要是離心分離起主要作用，稱為離心分離區(qū)。碰撞后的顆粒在離心作用下沿拱門(mén)形外殼的圓弧段經(jīng)180°圓周運(yùn)動(dòng)，從顆粒相出口排出，而大部分氣體流經(jīng)開(kāi)縫時(shí)由于擴(kuò)散作用從開(kāi)縫進(jìn)入中心排氣管中。綜合考慮分離效率、壓降和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，本發(fā)明提出的一種不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置要求中心排氣管在分離器腔體內(nèi)的部分，管壁上開(kāi)設(shè)3-5條開(kāi)縫，分離器腔體以外的部分不開(kāi)縫。以目前催化裂化裝置規(guī)模估算，開(kāi)縫寬度約為200-1600mm。在中心排氣管開(kāi)設(shè)3-5條不均勻開(kāi)縫是本發(fā)明的關(guān)鍵特征之一。氣固混合物在分離器內(nèi)，大部分顆粒沿分離器拱形殼壁做圓周運(yùn)動(dòng)，大部分氣體沿中心排氣管運(yùn)動(dòng)并從開(kāi)縫進(jìn)入排氣管，實(shí)現(xiàn)氣固兩相的分離。但過(guò)多的開(kāi)縫對(duì)結(jié)構(gòu)的耐熱、耐磨及強(qiáng)度造成較大影響，且增加了固體顆粒從開(kāi)縫進(jìn)入中心管的幾率，從而降低了分離效率；而過(guò)少的開(kāi)縫使大部分氣體快速?gòu)闹行呐艢夤芘懦?，從而降低效率?dǎo)致效率降低、停留時(shí)間延長(zhǎng)，此外開(kāi)縫面積較小還會(huì)引起壓降增加。根據(jù)各條開(kāi)縫位置對(duì)分離效率和壓降的貢獻(xiàn)不同，規(guī)定中心管開(kāi)縫的定位角是本發(fā)明的關(guān)鍵特征之一。若中心排氣管上第一條開(kāi)縫中心線與入口側(cè)水平方向上的夾角，即定位角α過(guò)小，固體顆粒與氣體尚未在其慣性差異下完全分離，此時(shí)顆粒易被氣體攜帶進(jìn)入中心排氣管，從而降低分離效率。由分析分離器內(nèi)速度場(chǎng)得，在拱門(mén)形外殼內(nèi)，切向速度由氣固混合物入口向顆粒相出口逐漸減小，如果中心排氣管上最后一條開(kāi)縫中心線與入口側(cè)水平方向所構(gòu)成的夾角β太大，則切向速度很小的顆粒相易被氣體攜帶進(jìn)入最后一條縫，導(dǎo)致分離效率降低。第一條開(kāi)縫和最后一條開(kāi)縫對(duì)分離效率和壓降均有顯著的影響。優(yōu)選定位角α不小于20°，中心排氣管上最后一條開(kāi)縫中心線與入口側(cè)水平方向所構(gòu)成的夾角β不大于，中心排氣管上每相鄰兩個(gè)開(kāi)縫中心線在中心排氣管界面上所構(gòu)成的圓心角Y為15-90°。由于開(kāi)縫寬度和長(zhǎng)度對(duì)分離效率和壓降的影響，對(duì)開(kāi)縫寬度和長(zhǎng)度的規(guī)定是本發(fā)明的關(guān)鍵特點(diǎn)之一。在開(kāi)縫面積一樣的情況下，顆粒容易從縫寬較大的開(kāi)縫進(jìn)入中心排氣管引起分離效率降低，而過(guò)小的縫寬易產(chǎn)生變形、磨損，加工難度也很大，通過(guò)分析開(kāi)設(shè)3-5 條等縫結(jié)構(gòu)的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)及分離效率發(fā)現(xiàn)，采用開(kāi)縫條數(shù)、開(kāi)縫位置和開(kāi)縫寬度的合理匹配，可使分離器內(nèi)流量、壓力分布更均勻，從而進(jìn)一步降低分離器壓降。優(yōu)選出開(kāi)縫寬度 a與分離器圓弧段外殼的半徑R比值為0. 2-0. 7，開(kāi)縫方向與排氣管軸線方向平行。各條縫的長(zhǎng)度b為0. 7-0. 9R，避免了縫長(zhǎng)過(guò)短導(dǎo)致的顆粒在端板附近堆積和縫長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的施工難度增加、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低的問(wèn)題。中心排氣管上開(kāi)縫可以與氣固混合物流動(dòng)方向呈正切向、反切向或與中心管壁垂直開(kāi)設(shè)是本發(fā)明的另一關(guān)鍵特征。由于氣體沿中心管運(yùn)動(dòng)時(shí)可能夾帶少量固體顆粒進(jìn)入開(kāi)縫，影響分離效率。反切向的開(kāi)縫增加了顆粒進(jìn)入開(kāi)縫時(shí)與壁面發(fā)生碰撞反彈回分離器腔體內(nèi)的幾率，從而提高分離效率，但反切向開(kāi)縫的結(jié)構(gòu)施工難度較大。而垂直開(kāi)縫的結(jié)構(gòu)更易于施工，且通過(guò)改變開(kāi)縫寬度和位置可達(dá)到與切向開(kāi)縫的相同的分離效率。本發(fā)明的氣固超短快分裝置尤其適用于提升管反應(yīng)器出口的氣固混合物的初級(jí)分離裝置。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，入口氣速在13-22m/s條件下，分離效率可達(dá)99. 6%以上，分離器的總壓降不大于3700 ，氣體在分離器內(nèi)的停留時(shí)間不超過(guò)0. ^。中心排氣管伸出分離器腔體的一端可以與二次氣固分離系統(tǒng)，如旋風(fēng)系統(tǒng)連接，而催化劑顆粒則通過(guò)顆粒出口返回常規(guī)再生器或者進(jìn)入汽提裝置。氣固混合物入口段下端口與提升管反應(yīng)器相適應(yīng)，顆粒相出口段的下端口可與催化劑再生器或汽提器的端口相適應(yīng)?？梢钥闯?，本發(fā)明提出的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置與現(xiàn)有的氣固分離裝置相比，裝置更加簡(jiǎn)單緊湊、耐高溫、耐磨損、易于加工，其性能優(yōu)于現(xiàn)有的氣固分離裝置。拱門(mén)形的外殼和設(shè)有不均勻切向開(kāi)縫的中心管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有利于氣固兩相在慣性力與離心力協(xié)同作用分離，整個(gè)分離過(guò)程顆粒停留時(shí)間短、分離效率高、分離器壓降小，且操作彈性大。


圖1為本發(fā)明的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置左視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置中心排氣管結(jié)構(gòu)局部示意圖。圖3A為圖3的A-A截面示意圖(反切向開(kāi)縫結(jié)構(gòu))。圖;3B為圖3的A-A截面示意圖(正切向開(kāi)縫結(jié)構(gòu))。圖3C為圖3的A-A截面示意圖(垂直于管壁開(kāi)縫結(jié)構(gòu))。圖4A為本發(fā)明用于普通流化床裝置的實(shí)施例示意圖。圖4B為本發(fā)明用于外置提升管循環(huán)流化床的實(shí)施例示意圖。圖4C為本發(fā)明用于內(nèi)置提升管循環(huán)流化床的實(shí)施例示意圖。圖5為分別利用本發(fā)明的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置和專利CN200510077578. 8的具有中心排氣管的氣固分離裝置的分離效率曲線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施和產(chǎn)生的有益效果作進(jìn)一步的說(shuō)明，旨在幫助閱讀者更好的理解本發(fā)明的設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)所在，但不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)施范圍的限定。說(shuō)明附1、圖2、圖3、圖3A、圖;3B和圖3C為本發(fā)明優(yōu)選的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置(開(kāi)縫方向?yàn)榉辞?、正切和垂直于管?示意圖，包括氣固混合物入口段1、由拱門(mén)形外殼6、前端板7、后端板8、底板9圍成分離器腔體2、顆粒相出口段 3、帶有中心管開(kāi)縫5的中心排氣管4。氣固混合物入口段和顆粒相出口段分別連接至分離器腔體兩側(cè)；中心排氣管上設(shè)有3-5條開(kāi)縫，使氣體經(jīng)由開(kāi)縫流入中心排氣管；中心排氣管與前端板和后端板垂直，中心排氣管的一端插入分離器腔體并與前端板連接，另一端伸出分離器腔體連接后續(xù)分離系統(tǒng)。其中氣固混合物入口段1與提升管反應(yīng)器主體相連，顆粒相出口段7可與再生器或汽提裝置相連，中心排氣管4與后續(xù)氣固分離系統(tǒng)相連。在實(shí)際應(yīng)用中，來(lái)自提升管反應(yīng)器的氣固混合物從氣固混合物入口段1垂直向上進(jìn)入臥式氣固超短快分裝置內(nèi)，由于氣固兩相流中顆粒相的慣性遠(yuǎn)大于氣相，顆粒以較大的速度撞擊分離器壁，而后在離心作用下沿拱門(mén)形外殼的圓弧段經(jīng)180°圓周運(yùn)動(dòng)，從顆粒相出口 3排出，而大部分氣體流經(jīng)中心管開(kāi)縫5時(shí)由于擴(kuò)散作用從開(kāi)縫進(jìn)入中心排氣管4 中，使氣固兩相借助慣性力和離心力的協(xié)同作用而被分離。該過(guò)程中，會(huì)有少量小顆粒易跟隨氣體，有向中心管開(kāi)縫5內(nèi)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而優(yōu)選的反切向開(kāi)縫結(jié)構(gòu)增大了顆粒與壁面碰撞反彈回分離器外殼空間的幾率，有利于分離效率的提高。此外，也會(huì)有部分氣體隨顆粒一起經(jīng)過(guò)180°圓周運(yùn)動(dòng)，并夾帶少量顆粒繞中心排氣管4從中心排氣管4下方空間返回到氣固混合物入口段1 一側(cè)重新參加分離，返回的氣固兩相流對(duì)入口段1的氣固混合物有一個(gè)向入口段外殼的推動(dòng)作用，使顆粒相趨于沿外殼運(yùn)動(dòng)，有助于氣固兩相的分離。下面結(jié)合附圖4A、4B和4C說(shuō)明本發(fā)明的一種不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置的應(yīng)用實(shí)例。實(shí)施例1參見(jiàn)附圖4A，該實(shí)例中將本發(fā)明的臥式超短快分用于普通流化床裝置。在流化床 12上方稀相區(qū)13內(nèi)設(shè)置有臥式超短快分15，根據(jù)操作氣速的不同和設(shè)備尺寸的大小，可以采用一個(gè)或多個(gè)臥式超短快分。臥式超短快分顆粒相出口與料腿20相連，并伸入密相區(qū) 16，中心排氣管17可直接將分離出的氣體導(dǎo)出流化床，若固體中存在細(xì)粉，可將中心排氣管與二旋18相連，進(jìn)一步將細(xì)粉分離掉。由于本發(fā)明的臥式超短快分與旋風(fēng)分離器相比， 垂直高度較小，可大大縮短沉降器35稀相空間高度，從而降低了設(shè)備投資成本。氣體從輸氣管10引入，經(jīng)氣體分布器11進(jìn)入流化床12，使固體顆粒流化，部分細(xì)小的顆粒被氣體夾帶進(jìn)入稀相區(qū)13。稀相區(qū)13中的氣固混合物由氣固混合相入口段14進(jìn)入臥式超短快分15進(jìn)行分離。分離出的固體顆粒經(jīng)料腿20返回到密相區(qū)16，分離出的氣體和未被分離的小顆粒和細(xì)粉經(jīng)中心排氣管17進(jìn)入旋風(fēng)分離器18進(jìn)一步分離。分離出的小顆粒和粉末經(jīng)料腿19返回到密相區(qū)16，分離出的氣體由排氣管21排出。實(shí)施例2參見(jiàn)附圖4B，本發(fā)明所提出的的臥式超短快分可用于外置提升管循環(huán)流化床，如煉油工業(yè)中的外置提升管催化裂化裝置。臥式超短快分15的入口與外置提升管反應(yīng)器22 的出口連接，臥式超短快分15的顆粒相出口通過(guò)料腿20與汽提器23連接，氣相出口 17與二級(jí)旋風(fēng)分離器入口連接。位于提升管反應(yīng)器22出口的臥式超短快分15可以為單獨(dú)的臥式超短快分，也可將兩個(gè)臥式超短快分組合使用對(duì)氣固進(jìn)行分離。油氣和催化劑顆粒經(jīng)外提升管反應(yīng)器22進(jìn)入臥式超短快分15，在慣性力與離心力協(xié)同作用下，實(shí)現(xiàn)催化劑與油氣的快速高效分離。分離出來(lái)的油氣夾帶著未被分離的催化劑從中心排氣管17經(jīng)二級(jí)旋風(fēng)分離器分離后進(jìn)入后續(xù)工藝，分離出來(lái)的催化劑顆粒通過(guò)料腿20進(jìn)入汽提器23的密相床層M進(jìn)行汽提。汽提后的催化劑經(jīng)循環(huán)管線25進(jìn)入再生器。實(shí)施例3 參見(jiàn)附圖4C，該實(shí)例是將兩個(gè)本發(fā)明的臥式超短快分組合應(yīng)用于內(nèi)置提升管循環(huán)流化床，如煉油工業(yè)中的內(nèi)置提升管催化裂化裝置。組合式臥式超短快分32安裝于沉降器 31上部的稀相區(qū)內(nèi)，入口與內(nèi)置提升管反應(yīng)器沈出口相連，顆粒相出口與料腿20相連，伸入密相床30，中心排氣管17通過(guò)承插結(jié)構(gòu)33與二旋18入口相連。在應(yīng)用中，也可選用一
7個(gè)臥式超短快分對(duì)氣固進(jìn)行分離。油氣和催化劑經(jīng)內(nèi)置提升管反應(yīng)器沈進(jìn)入組合式臥式超短快分32進(jìn)行分離。分離出來(lái)的催化劑顆粒經(jīng)料腿20進(jìn)入沉降器31下部的密相床30。分離后的油氣夾帶著未被分離的催化劑顆粒通過(guò)中心排氣管17經(jīng)承插結(jié)構(gòu)33或者直接進(jìn)入二旋18，進(jìn)一步分離。 油氣、烴類和蒸汽經(jīng)二旋18后從氣相管線21進(jìn)入后續(xù)工藝。被二旋18分離出的催化劑粉末經(jīng)料腿19進(jìn)入密相床30。在汽提段四中，催化劑沿?fù)醢?4向下運(yùn)動(dòng)，與來(lái)自氣體分布器27的向上運(yùn)動(dòng)的蒸汽充分接觸后，通過(guò)斜管觀排出進(jìn)行再生。為考察本發(fā)明提出的不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，在大型冷模實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行了分離效率的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)采用催化裂化平衡劑(FCC平衡劑)作為實(shí)驗(yàn)顆粒，顆粒平均粒徑為68 μ m,堆積密度916. 7kg/m3，顆粒密度1500kg/m3。所得到的效率曲線如圖5所示。從該曲線圖中可以看出，采用本發(fā)明的氣固分離裝置的分離效率可達(dá)到99. 96%以上， 在大大簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了比專利CN200510077578. 8分離裝置略高分離效率(約 0. )。
權(quán)利要求
1.一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，其特征在于一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置包括氣固混合物入口段1、分離器腔體2、顆粒相出口段3、中心排氣管4，其中分離器腔體由拱門(mén)形外殼6、前端板7、后端板8、底板9圍成；氣固混合物入口段1和顆粒相出口段3分別連接至分離器腔體2兩側(cè)；中心排氣管4上設(shè)有多條不均勻開(kāi)縫5，使氣體經(jīng)由開(kāi)縫流入中心排氣管。
2.如權(quán)利要求1所述的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，其特征在于中心排氣管4與前端板7和后端板8垂直，中心排氣管的一端插入分離器腔體2并與前端板7連接，另一端伸出分離器腔體2連接后續(xù)分離系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1和2所述的中心排氣管4，其特征在于中心排氣管只有在分離器腔體 2內(nèi)的部分，管壁上開(kāi)設(shè)3-5條開(kāi)縫5，位于分離器腔體以外的部分不開(kāi)縫；開(kāi)縫寬度a為 0. 2-0. 7R，R為分離器拱門(mén)形外殼6的半徑，采用與氣固混合物旋流方向相反的切向開(kāi)縫， 各條縫寬度可相同也可不同，各條縫的長(zhǎng)度b為0. 6-0. 9R ；
4.如權(quán)利要求1所述的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，其特征在于中心排氣管上開(kāi)縫沿中心排氣管周向不均勻分布。
5.如權(quán)利要求1、2、3、4所述的中心排氣管4，其特征在于中心排氣管4上第一條開(kāi)縫中心線與入口側(cè)水平方向上的夾角，即定位角α不小于20°，中心排氣管4上最后一條開(kāi)縫中心線與入口側(cè)水平方向所構(gòu)成的夾角β不大于，每相鄰兩個(gè)開(kāi)縫5中心線在中心管截面上所構(gòu)成的圓心角、為15-90°，各開(kāi)縫間隔相等或不相等。
6.權(quán)利要求3所述的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，其特征在于 所述的開(kāi)縫5方向與氣固混合物流動(dòng)的方向相同或相反或垂直于管壁。
7.如權(quán)利要求1所述的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，其特征在于中心管半徑r為0. 3-0. 8R。氣固混合物入口段1的截面為矩形，根據(jù)工業(yè)實(shí)施方案的不同，采用多個(gè)并聯(lián)的臥式氣固超短快分；顆粒相出口段3截面為矩形，矩形總面積與入口段總面積之比為0. 3-1。
8.如權(quán)利要求1所述的一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，其特征在于根據(jù)工業(yè)實(shí)施方案的不同，臥式氣固超短快分可應(yīng)用于內(nèi)提升管裝置、外提升管裝置和流化床裝置，排布方式可采用一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)臥式超短快分。
全文摘要
發(fā)明名稱一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置一種排氣管不均勻開(kāi)縫的臥式氣固超短快分裝置，包括氣固混合物入口段、分離器腔體、顆粒相出口段及中心排氣管。分離器腔體由一個(gè)拱門(mén)形分離器外殼、底板、前端板和后端板圍成，圓弧的兩端分別與氣固混合物入口段和顆粒相出口段相連；氣固混合物入口段和顆粒出口段分別連接至分離器腔體兩側(cè)；中心排氣管一端在分離器腔體內(nèi)與前端板連接，另一端伸出分離器腔體連接后續(xù)分離系統(tǒng)，中心排氣管在分離器腔體內(nèi)的部分管壁上不均勻地開(kāi)設(shè)3-5條開(kāi)縫，供氣體排出。本發(fā)明的裝置可用于提升管出口和流化床稀相的氣固混合物分離，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、效率高、壓降低、操作彈性大，且實(shí)際操作過(guò)程中耐高溫、耐磨損。
文檔編號(hào)B01D45/16GK102397725SQ20101028184
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者劉夢(mèng)溪, 盧春喜, 周嬋, 曾慶峰, 王祝安, 謝君 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)