一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】一種外提升管旋流快分設(shè)計方法，屬于石油化工、流態(tài)化、烯烴芳烴生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，用于解決外提升管反應(yīng)沉降器停留時間長、結(jié)焦問題。包括外提升管、油氣與催化劑流出、氣固快速分離、催化劑排出、凈化氣排出，其特征是：采用上進氣及上排氣的多股旋流快速分離系統(tǒng)，與外提升管反應(yīng)器上端有機連接，并與頂旋及汽提段形成密閉連接系統(tǒng)。還提供了實現(xiàn)本發(fā)明方法的進氣套管、直插進氣管、旋流器、中心排氣管設(shè)備。該方法及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊、效率高，可實現(xiàn)全密閉快速分離、解決沉降器結(jié)焦問題，并降低干氣產(chǎn)率、提高產(chǎn)品收率。應(yīng)用于外單或雙提升管催化裂化裝置等。
【專利說明】
一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于流態(tài)化、石油化工、烯烴生產(chǎn)、芳烴生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]煉油廠催化裂化裝置提升管反應(yīng)器出口都設(shè)有氣固快速分離裝置，用于實現(xiàn)油氣與催化劑快速分離、終止裂化反應(yīng)。如同軸式催化裂化裝置(外提升管反應(yīng)器)通常采用粗旋，其效率可達95 %以上，粗旋料腿是在正壓差條件下排出催化劑，同時排出15 %?30 %油氣，這部分油氣在沉降器下部慢速上升到上部停留時間在30?90秒，在500°C高溫下存在明顯的過度熱裂化、縮合等反應(yīng)，干氣產(chǎn)率增加、輕質(zhì)油收率降低，加工重質(zhì)油時甚至導(dǎo)致沉降器結(jié)焦。有的裝置將粗旋排氣管向上延伸到頂旋入口附近，這種方案油氣主流停留時間縮短，但粗旋料腿排出的油氣在沉降器停留時間更長(達100秒)，沉降器有結(jié)焦更嚴重的趨勢。
[0003]為降低油氣在沉降器停留時間，專利ZL200420037425.1適用于外提升管反應(yīng)器，其出口采用粗旋快分，將粗旋與頂旋密閉連接，設(shè)置油氣導(dǎo)管將沉降器下部的油氣(粗旋料腿排出油氣、汽提氣體、防焦蒸汽混合氣體)導(dǎo)流至頂旋人口，降低油氣停留時間。這種方案在一定程度上可減輕過度熱裂化及結(jié)焦，但粗旋料腿仍是正壓差排料，仍會有油氣從料腿排出，沉降器下部有結(jié)焦機會，另外粗旋料腿排出的油氣速度較高，對沉降器下部催化劑擾動，使該區(qū)域催化劑密度增大，在此區(qū)域引出油氣會使頂旋入口催化劑密度增加，導(dǎo)致催化劑帶出量增加，另外該方案設(shè)計不當(dāng)容易導(dǎo)致催化劑大量跑損。目前迫切需要一種密閉快速分離技術(shù)，解決同軸式催化裂化裝置(外提升管反應(yīng)器)沉降器結(jié)焦問題，并避免沉降器過度熱裂化、縮合等反應(yīng)，降低干氣產(chǎn)率、提高輕質(zhì)油收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種外提升管旋流快分設(shè)計方法，解決同軸式催化裂化裝置外提升管沉降器結(jié)焦問題，并避免沉降器過度熱裂化、縮合等反應(yīng)，降低干氣產(chǎn)率、提高輕質(zhì)油收率。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方法是:包括外提升管、油氣與催化劑流出、氣固快速分離、催化劑排出、凈化氣排出，其特征是:采用上進氣及上排氣的多股旋流快速分離系統(tǒng)，與外提升管反應(yīng)器上端有機連接，并與頂旋及汽提段形成密閉連接系統(tǒng)。
[0006]—種外提升管旋流快分反應(yīng)器，包括沉降器、外提升管、頂旋、料腿、翼閥、汽提段及上進排氣旋流快速分離器，上進排氣旋流快速分離器由進氣管、中心排氣管、旋流器、密封罩組成；進氣管是I根進氣套管，自上向下沿軸心伸到密封罩內(nèi)部與多流道旋流器連接，或是若干直插進氣管，分別自上向下伸到密封罩內(nèi)部與單流道旋流器連接；中心排氣管下端與密封罩頂部連接或伸到其內(nèi)部，上端與頂旋密閉連接；外提升管上端折疊與進氣套管上端連接，或是經(jīng)三通管或進氣室與若干直插進氣管上端連接。
[0007]進一步，進氣室是圓筒結(jié)構(gòu)設(shè)置在密封罩上方，進氣室底部經(jīng)隔離板與密封罩頂部連接，其側(cè)面開口與外提升管出口連接，若干直插進氣管上端伸入其內(nèi)。
[0008]進一步，密封罩下端位于沉降器下部；或是密封罩下端與汽提段上端或沉降器底部連接，在密封罩下部設(shè)置氣窗。
[0009]進一步，還可以在沉降器下部設(shè)置密封板；或設(shè)置導(dǎo)流管，其下端與密封罩下部連接，其上端將翼閥包裹。
[0010]進一步，還可以另I外提升管反應(yīng)器上端同時與進氣套管上端或進氣室連接，或單獨與I根直插進氣管及其單流道旋流器連接。
[0011]進一步，還可以應(yīng)用于無沉降器方案。
[0012]本發(fā)明創(chuàng)新點和積極效果:
[0013]本發(fā)明創(chuàng)新點是:1、采用上進氣及上排氣的多股旋流快速分離系統(tǒng)，與外提升管反應(yīng)器上端有機連接，并與頂旋及汽提段形成密閉連接系統(tǒng)。2、設(shè)計了進氣套管、直插進氣管、多流道旋流器連接、單流道旋流器、中心排氣管設(shè)備，與外提升管反應(yīng)器及其相互間有機銜接。
[0014]本發(fā)明積極效果是:1、適用于外提升管反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)緊湊、效率高，可實現(xiàn)全密閉快速分離、解決沉降器結(jié)焦問題，降低干氣產(chǎn)率、提高輕質(zhì)油收率；2、解決了雙外提升管反應(yīng)器的快速分離系統(tǒng)難題。
【附圖說明】
[0015]圖1是一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器示意圖。
[0016]1-頂旋，2-中心排氣管，3-進氣套管，4-多流道旋流器，5-外提升管，6-密封罩，7-料腿，8-翼閥，9-氣窗，10-汽提段，12-沉降器，13-密封板，14-蒸汽環(huán)管。
[0017]圖2是另一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器示意圖。
[0018]1-頂旋，2-中心排氣管，3-進氣套管，4-多流道旋流器，5-外提升管，6-密封罩，7-料腿，8-翼閥，9-氣窗，10-汽提段，11-另I外提升管，12-沉降器，13-密封板，14-蒸汽環(huán)管。
[0019]圖3是另一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器示意圖。
[0020]1-頂旋，2-中心排氣管，3A-直插進氣管，4A-單流道旋流器，5-外提升管，6-密封罩，7-料腿，8-翼閥，9-氣窗，10-汽提段，12-沉降器，13-密封板，14-蒸汽環(huán)管，15-三通管。
[0021]圖4是另一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器示意圖。
[0022]1-頂旋，2-中心排氣管，3A-直插進氣管，4A-單流道旋流器，5_外提升管，6_密封罩，7-料腿，8-翼閥，9-氣窗，10-汽提段，12-沉降器，13-密封板，14-蒸汽環(huán)管，16-進氣室，17-隔離板。
[0023]圖5是另一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器示意圖。
[0024]1-頂旋，2-中心排氣管，3A-直插進氣管，4A-單流道旋流器，5_外提升管，6_密封罩，7-料腿，8-翼閥，9-氣窗，10-汽提段，11-另I外提升管，12-沉降器，13-密封板，14-蒸汽環(huán)管，16-進氣室，17-隔離板。
[0025]圖6是另一種外提升管旋流快分設(shè)計方法及反應(yīng)器示意圖。
[0026]1-頂旋，2-中心排氣管，3A-直插進氣管，4A-單流道旋流器，5-外提升管，6-密封罩，7-料腿，8-翼閥，9A-導(dǎo)流管，10-汽提段，16-進氣室，17-隔尚板。
【具體實施方式】
[0027]見圖1，密封罩6下端與汽提段10上端或沉降器12底部連接，其下部設(shè)有若干氣窗9。進氣套管3自上向下伸入密封罩6內(nèi)與多流道(推薦2?4)旋流器4連接，外提升管5上端折疊與進氣套管3上端連接；中心排氣管2自上向下沿中心線穿過進氣套管3伸入密封罩6內(nèi)，上端與頂旋I入口連接，頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接。沉降器12下部設(shè)有密封板13、頂部設(shè)有蒸汽環(huán)管14，料腿7下部及翼閥8伸到密封板13下方。
[0028]見圖2，密封罩6下端與汽提段10上端或沉降器12底部連接，其下部設(shè)有若干氣窗9。進氣套管3自上向下伸入密封罩6內(nèi)與多流道(推薦2?4)旋流器4連接，外提升管5及另I外提升管11上端折疊與進氣套管3上端連接；中心排氣管2自上向下沿中心線穿過進氣套管3伸入密封罩6內(nèi)，上端與頂旋I入口連接，頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接。沉降器12下部設(shè)有密封板13、頂部設(shè)有蒸汽環(huán)管14，料腿7下部及翼閥8伸到密封板13下方。
[0029]見圖3，密封罩6下端與汽提段10上端或沉降器12底部連接，其下部設(shè)有若干氣窗9。2根直插進氣管3A對稱布置自上向下伸入密封罩6內(nèi)與2只單流道旋流器4A連接，外提升管5上端折疊經(jīng)三通管15與2根直插進氣管3A上端連接；中心排氣管2下端與密封罩6頂部連接或伸入密封罩6內(nèi)，上端與頂旋I入口連接，頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接。沉降器12下部設(shè)有密封板13、頂部設(shè)有蒸汽環(huán)管14，料腿7下部及翼閥8伸到密封板13下方。
[0030]見圖4、圖5，密封罩6下端與汽提段10上端或沉降器12底部連接，其下部設(shè)有若干氣窗9。進氣室16是圓筒結(jié)構(gòu)設(shè)在密封罩6上方，進氣室16底部經(jīng)隔離板17與密封罩6頂部連接。3?4根直插進氣管3A沿截園對稱布置自上向下穿過隔離板17伸入密封罩6內(nèi)與3?4只單流道旋流器4A連接，其上端伸入進氣室16內(nèi)。外提升管5上端(圖5另I外提升管11上端同時)折疊與進氣室16側(cè)面連接并連通；中心排氣管2沿中心線自上向下穿過進氣室16、隔離板17伸入密封罩6內(nèi)部，其上端與頂旋I入口連接，頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接。沉降器12下部設(shè)有密封板13、頂部設(shè)有蒸汽環(huán)管14，料腿7下部及翼閥8伸到密封板13下方。
[0031]見圖6，密封罩6下端與汽提段10上端連接，其下部與導(dǎo)流管9A連接。進氣室16是圓筒結(jié)構(gòu)設(shè)在密封罩6上方，進氣室16底部經(jīng)隔離板17與密封罩6頂部連接。3?4根直插進氣管3A沿截園對稱布置自上向下穿過隔離板17伸入密封罩6內(nèi)與3?4只單流道旋流器4A連接，其上端伸入進氣室16內(nèi)。外提升管5上端折疊與進氣室16側(cè)面連接并連通；中心排氣管2沿中心線自上向下穿過進氣室16、隔離板17伸入密封罩6內(nèi)部，其上端與頂旋I入口連接，頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接，料腿7下部及翼閥8伸到導(dǎo)流管9A內(nèi)部。
[0032]參見圖1、圖2，反應(yīng)油氣與催化劑混合物從外提升管5上端流出，經(jīng)進氣套管3進入多流道(推薦2?4)旋流器4 (圖2，另I外提升管11的反應(yīng)油氣與催化劑同時進入)，多股旋流(推薦2?4)切線方向流出在密封罩6內(nèi)形成強力旋流、產(chǎn)生超強離心力，在超強離心力作用下進行氣固分離，分離效率達98.5%?99.9%。初級凈化油氣經(jīng)中心排氣管2引入頂旋1，在頂旋I進行2次離心分離，凈化油氣從頂旋I氣體出口排出。初級分離下來的催化劑沿密封罩6內(nèi)壁落入下方的汽提段10。頂旋I分離下來的催化劑從料腿7、翼閥8排出經(jīng)氣窗9進入下方的汽提段10。蒸汽環(huán)管14進入的防焦蒸汽、翼閥排出的少量油氣從氣窗9進入與汽提蒸汽一起從下口進入密封罩6。
[0033]參見圖3?圖6，反應(yīng)油氣與催化劑混合物從外提升管5上端流出，圖3經(jīng)三通管15及2根直插進氣管3A進入2只單流道旋流器4A，圖4?圖6經(jīng)進氣室16及3?4根直插進氣管3A進入3?4只單流道旋流器4A (圖5，另I外提升管11的反應(yīng)油氣與催化劑同時進入)，2?4股旋流切線方向流出在密封罩6內(nèi)形成強力旋流、產(chǎn)生超強離心力，在超強離心力作用下進行氣固分離，分離效率達98.5%?99.9%。初級凈化油氣經(jīng)中心排氣管2引入頂旋1，在頂旋I進行2次離心分離，凈化油氣從頂旋I氣體出口排出。初級分離下來的催化劑沿密封罩6內(nèi)壁落入下方的汽提段10。頂旋I分離下來的催化劑從料腿7、翼閥8排出經(jīng)氣窗9 (圖6經(jīng)導(dǎo)流管9A)進入下方的汽提段10。圖3?圖5蒸汽環(huán)管14進入的防焦蒸汽、翼閥排出的少量油氣從氣窗9進入與汽提蒸汽一起從下口進入密封罩6，圖6翼閥排出的少量油氣從導(dǎo)流管9A進入與汽提蒸汽一起從下口進入密封罩6。
【主權(quán)項】
1.一種外提升管旋流快分設(shè)計方法，包括外提升管、油氣與催化劑流出、氣固快速分離、催化劑排出、凈化氣排出，其特征是:采用上進氣及上排氣的多股旋流快速分離系統(tǒng)，與外提升管反應(yīng)器上端有機連接，并與頂旋及汽提段形成密閉連接系統(tǒng)。2.一種外提升管旋流快分反應(yīng)器，包括沉降器、外提升管、頂旋、料腿、翼閥、汽提段及上進排氣旋流快速分離器，上進排氣旋流快速分離器由進氣管、中心排氣管、旋流器、密封罩組成；進氣管是I根進氣套管，自上向下沿軸心伸到密封罩內(nèi)部與多流道旋流器連接，或是若干直插進氣管，分別自上向下伸到密封罩內(nèi)部與單流道旋流器連接；中心排氣管下端與密封罩頂部連接或伸到其內(nèi)部，上端與頂旋密閉連接；外提升管上端折疊與進氣套管上端連接，或是經(jīng)三通管或進氣室與若干直插進氣管上端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外提升管旋流快分反應(yīng)器，其特征是:進氣室是圓筒結(jié)構(gòu)設(shè)置在密封罩上方，進氣室底部經(jīng)隔離板與密封罩頂部連接，其側(cè)面開口與外提升管出口連接，若干直插進氣管上端伸入其內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外提升管旋流快分反應(yīng)器，其特征是:密封罩下端位于沉降器下部；或是密封罩下端與汽提段上端或沉降器底部連接，在密封罩下部設(shè)置氣窗。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外提升管旋流快分反應(yīng)器，其特征是:還可以在沉降器下部設(shè)置密封板；或設(shè)置導(dǎo)流管，其下端與密封罩下部連接，其上端將翼閥包裹。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外提升管旋流快分反應(yīng)器，其特征是:還可以另I外提升管反應(yīng)器上端同時與進氣套管上端或進氣室連接，或單獨與I根直插進氣管及其單流道旋流器連接。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外提升管旋流快分反應(yīng)器，其特征是:還可以應(yīng)用于無沉降器方案。
【文檔編號】B01D45/12GK105879794SQ201410751269
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月10日
【發(fā)明人】劉英聚
【申請人】劉英聚