專利名稱：一種便于清焦的催化裂化固定流化床評價裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油烴類的催化裂化轉(zhuǎn)化裝置，特別是一種便于清焦的催化裂化固定流化床評價裝置。
背景技術(shù)：
隨著新燃料油標準的實施，我國劣質(zhì)原油加工量增加和煉油產(chǎn)能不斷提高，2005 年中國原油年加工能力達到了 3. 12億噸，超過俄羅斯和日本，成為僅次于美國的世界煉油大國，其中催化裂化年加工能力超過9300萬噸，F(xiàn)CC催化劑市場正在強勁增長。國內(nèi)原油品質(zhì)較差，重質(zhì)化和劣質(zhì)化趨勢十分明顯，大于350°C的餾分超過70%。隨著油田開采深度進一步增大，原油重質(zhì)化的趨勢會更加嚴重，大部分國產(chǎn)原油中減壓渣油所占的比例在 50%以上。與加工蠟油及常壓渣油相比，減壓渣油殘?zhí)恐蹈?，在裂化過程中直接形成焦炭； 同時由于減壓渣油中膠質(zhì)和浙青質(zhì)含量高，而其主要由大量多環(huán)、稠環(huán)芳烴組成，在與催化劑接觸時其主要是吸附在催化劑的外表面，因此在整個催化反應(yīng)過程中，膠質(zhì)、浙青質(zhì)主要發(fā)生熱裂化和非選擇性裂化反應(yīng)因而會產(chǎn)生大量焦炭和干氣；而富含在減壓渣油中的重金屬M也會導(dǎo)致原料脫氫反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生焦炭與干氣。因此，需要研究開發(fā)出便于清焦的催化裂化實驗裝置，延長裝置的使用周期和設(shè)備備件的使用壽命，提高催化劑評價效率和評價準確度，以滿足原油日趨重質(zhì)化和劣質(zhì)化的催化劑成套技術(shù)開發(fā)提供技術(shù)支持。然而，不管是工藝開發(fā)，還是催化劑研制，或者是原料油、催化劑的反應(yīng)性能評價，都離不開試驗裝置。催化裂化領(lǐng)域常用的試驗裝置主要包括輕油微反、重油微反、固定流化床、中型提升管催化裂化裝置等。其中，固定流化床反應(yīng)實驗裝置具有造價低，傳熱效率高，床層等溫，操作和維修費用少等優(yōu)點，在催化裂化實驗研究中得到了廣泛的應(yīng)用，在催化裂化固定流化床裝置中，最容易結(jié)焦的部分為預(yù)熱爐入口處和油氣反應(yīng)出口處，所以針對原料的日趨重質(zhì)化，需要開發(fā)出便于清焦的催化裂化固定流化床裝置。CN2512495公布了一種用于催化裂化試驗研究的固定流化床反應(yīng)器，與之相配套的固定流化床裝置，如圖1所示。該裝置中由于原料油進油管線采用彎管進入預(yù)熱爐，從而使預(yù)熱爐入口處很容易結(jié)焦，并且增加了原料在彎管處的停留時間，另外，反應(yīng)油氣出口處與油氣收集管線也采用的彎管直接連接，增加了彎管處油氣停留時間，從而也加大了油品在此處結(jié)焦的可能性。CN201042664Y公布了一種固定流化床反應(yīng)器，與之相配套的固定流化床裝置，如圖3所示。該裝置中油氣出口管線采用U型管19設(shè)計，增大了油氣出口的阻力，從而在此處容易結(jié)焦，由于是彎管，結(jié)焦后則不便于清理。綜上所述，現(xiàn)有的固定流化床裝置在預(yù)熱爐入口和油氣出口處等有一定的局限性，從而會影響裝置的運行周期和使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的反應(yīng)裝置中預(yù)熱爐進口和油氣出口容易結(jié)焦并且不便于清焦等問題，提供一種便于清焦的催化裂化固定流化床評價裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種便于清焦的催化裂化固定流化床評價裝置，依次主要包括化油箱3、汽化爐5、反應(yīng)器8、油氣收集罐9、過濾器 10、預(yù)熱爐11，過濾器10裝于反應(yīng)器8的上部頂端的法蘭上或裝于法蘭上并與穿過法蘭的管材相接，其特征在于原料油進油管線12與進霧化水管線13、預(yù)熱爐11的入口管線14采用直管三通接頭17連接，其中原料油進油管線12與預(yù)熱爐11的入口管線14呈直線連接， 預(yù)熱爐11的入口管線14為直管，直接進入預(yù)熱爐11。本實用新型中，經(jīng)化油箱3加熱為流化狀態(tài)的原料油通過直管三通接頭17進入預(yù)熱爐11時，實現(xiàn)直線連接，直接進入預(yù)熱爐11無需再經(jīng)過彎管，減少了原料油在此處的停留時間，從而減少了此處結(jié)焦的可能性，并且當預(yù)熱爐11入口處結(jié)焦時，可直接將直管三通接頭17卸出進行清焦，清焦時，將直管三通接頭17卸出后，與三通三端連接的原料油進油管線12、霧化水管線13、以及預(yù)熱爐11的入口管線14均為直管，采用簡單機械工具即可方便快速清焦。本實用新型中還對反應(yīng)器8的油氣出口管線提出了優(yōu)選方案反應(yīng)器8的上部頂端裝有法蘭，過濾器10安在反應(yīng)器8的內(nèi)部接于法蘭上，反應(yīng)后的油氣通過過濾器10、法蘭或穿過法蘭的管材后經(jīng)油氣出口管線15、油氣收集罐入口管線16進入至油氣收集罐9，油氣出口管線15、油氣收集罐入口管線16之間采用三通球閥18 連接，三通球閥18的另一端為反吹管線6。與法蘭或穿過法蘭的管材(如有的采用法蘭下半部分為空芯；有的由過濾器10直接接U型彎管)連接的油氣出口管線15，與油氣收集罐入口管線16之間采用三通球閥18 連接，而并非彎管連接，從而減小了反應(yīng)油氣在此處的氣阻，并且當油氣出口管線處15結(jié)焦時可直接將三通卸出進行清焦。清焦時，將三通球閥18卸出后，與三通兩端連接的油氣出口管線15、油氣收集罐入口管線16、均為直管，采用簡單機械工具即可方便快速清焦。三通球閥18的另一端為反吹管線6，待裝置停工后，用壓縮風(fēng)通過反吹管線6吹掃反應(yīng)器內(nèi)殘留的催化劑和殘渣等，減少了由于殘渣帶來結(jié)焦的可能性。本實用新型中還可對穿過反應(yīng)器8的上部頂端法蘭的管材做進一步改進穿過反應(yīng)器8的上部頂端法蘭的管材接有交叉管7，交叉管兩個下端管與兩個過濾器10連接，上端管與油氣出口管線連接，形成帶有一定角度φ的交叉管，角度φ為 30° 120°。如圖4所示過濾器10與穿過反應(yīng)器8的上部頂端法蘭的管材相接，再與帶有一定角度Φ的交叉管7相聯(lián)，角度Φ為30° 120°。采用交叉管而并非U型彎管能減少氣阻，從而減少了反應(yīng)后的油氣在此處的停留時間，并且當油氣在此處結(jié)焦時，將交叉管7 卸出，采用機械除焦的方法，因交叉管7的三個不同方向相對都為直管，所以采用一定的工具(如鋼絲等)便可清焦，而U型管結(jié)焦時，機械工具無法達到所有的結(jié)焦部位，所以只能采用乙炔焰等其它辦法進行燒焦，從而減少了 U型管的使用周期。本實用新型所提供的便于清焦的實驗室用催化裂化固定流化床評價裝置具有以下優(yōu)點原料油進油管線12、霧化水管線13、以及預(yù)熱爐11的入口管線14采用直管三通連接，反應(yīng)油氣出口處的方案一中油氣出口管線15、油氣收集罐入口管線16與反吹管線采用三通球閥連接，既減少了結(jié)焦的可能性又方便清焦，反應(yīng)油氣出口處的方案二采用一定角度的交叉管設(shè)計既能減少氣阻從而縮短了油氣停留時間，減少結(jié)焦，又方便結(jié)焦，所以可以延長裝置的使用周期同時提高評價效率，更加適應(yīng)目前油品重質(zhì)化的需要。

圖1、3傳統(tǒng)的催化裂化固定流化床評價裝置。圖2應(yīng)用本實用新型的一種催化裂化固定流化床評價裝置。圖4應(yīng)用本實用新型的另一種催化裂化固定流化床評價裝置。附圖中1-流化空氣，2-再生氧氣，3-化油箱，4-霧化水，5-汽化爐，6-反吹管線， 7-交叉管，8-反應(yīng)器，9-油氣收集罐，10-過濾器，11-預(yù)熱爐，12-原料油進油管線，13-霧化水管線，14-預(yù)熱爐入口管線，15-油氣出口管線，16-油氣收集罐入口管線，17-直管三通接頭，18-三通球閥，19-U型管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步進行詳細說明。附圖和具體實施方式
并不限制本實用新型要求保護的范圍。1裝置加熱前，加入一定量的催化劑，送入流化空氣1后，設(shè)定反應(yīng)條件，打開裝置電源開關(guān)，使整個裝置加熱，待裝滿重質(zhì)原料的化油箱3和汽化爐5以及預(yù)熱爐11和反應(yīng)器8等各部分溫度等條件均達到一定要求便可進行進油操作，進油時，加熱為流體的重質(zhì)原料通過原料油泵從化油箱3中將原料抽出至原料油進油管線12，與從汽化爐5轉(zhuǎn)化的過熱水蒸汽經(jīng)過霧化水管線13在直管三通17處混合向下通過預(yù)熱爐入口管線14進入預(yù)熱爐11后，進入反應(yīng)器8，與流化的催化劑顆粒進行氣固反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后的油氣經(jīng)過濾器10 過濾后通過油氣出口管線15和油氣收集罐入口管線16進入油氣收集罐9，待反應(yīng)油氣經(jīng)過一定時間大部分被油氣收集罐9收集后，給裝置送入再生氧氣2進行再生。2進油過程中，霧化水管線13與原料油進油管線12在預(yù)熱爐11入口處通過直管三通17混合后向下流動經(jīng)過預(yù)熱爐入口管線14直接進入預(yù)熱爐11，無需經(jīng)過彎管，減少了原料油在此處的停留時間，從而使此處結(jié)焦的可能性變小。3反應(yīng)的油氣經(jīng)過濾器10后，通過油氣出口管線15，經(jīng)過三通閥、油氣收集罐入口管線16直接進入油氣收集罐9，此處采用兩個直管通過三通閥相聯(lián)，不用彎管，可減少氣阻，油氣在此處的停留時間變短，使此處結(jié)焦的可能性變小。4裝置運行一段時間后，由于原料油劣質(zhì)化，預(yù)熱爐11進口管線相聯(lián)處容易結(jié)焦， 此處結(jié)焦后，將直管三通接頭17卸出，原料油進油管線12，霧化水管線13與隨之卸下，因所有管線均為直管，即可分別采用簡單機械工具進行清焦操作，清焦后相應(yīng)管線用壓縮風(fēng)反復(fù)吹掃，去除管內(nèi)松動的殘渣后可連續(xù)使用。5裝置運行一段時間后，由于原料劣質(zhì)化，所以產(chǎn)品中油漿的含量會有相應(yīng)的提高，所以油氣出口處相對容易結(jié)焦，當油氣出口部分如圖2所示連接時，結(jié)焦時，將三通球閥18卸出，三通兩邊連接管線油氣出口管線15與油氣收集罐入口管線16也可隨即卸下， 由于三通球閥兩邊連接的管線均為直管，所以可采取機械除焦的辦法，直接進行清焦，清焦完畢后用壓縮風(fēng)反復(fù)吹掃，去除管內(nèi)松動的殘渣后可連續(xù)使用。[0026]6當油氣出口部分采用圖4中的方案2時，油劑反應(yīng)結(jié)束后，油氣直接通過角度為 Φ的交叉管7，交叉管部位結(jié)焦后，可將交叉管直接卸出后，采用常用的機械工具便可達到所有的結(jié)焦部位，進行清焦，清焦完畢后用壓縮風(fēng)反復(fù)吹掃，去除管內(nèi)松動的殘渣后可連續(xù)使用。下表為同樣條件下，傳統(tǒng)的固定流化床裝置與使用本實用新型的催化裂化固定流化床評價裝置(附圖2所示)清焦周期與一次清焦時間的對比表。清焦周期與清焦時間對比表
名稱清焦周期一次清焦時間
傳統(tǒng)固定流化床裝置1個月本實用新型3個月
2個工作日 30分鐘
權(quán)利要求1.一種便于清焦的催化裂化固定流化床評價裝置，依次主要包括化油箱(3)、汽化爐 (5)、反應(yīng)器(8)、油氣收集罐(9)、過濾器(10)、預(yù)熱爐(11)，過濾器(10)裝于反應(yīng)器(8) 的上部頂端的法蘭上或裝于法蘭上并與穿過法蘭的管材相接，其特征在于原料油進油管線 (12)與進霧化水管線(13)、預(yù)熱爐的入口管線(14)采用直管三通接頭(17)連接，其中原料油進油管線(12)與預(yù)熱爐的入口管線(14)呈直線連接，預(yù)熱爐的入口管線(14)為直管，直接進入預(yù)熱爐(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化固定流化床評價裝置，其特征在于反應(yīng)器(8)的上部頂端裝有法蘭，過濾器(10)安在反應(yīng)器(8)的內(nèi)部接于法蘭上，反應(yīng)后的油氣通過過濾器(10)、法蘭或穿過法蘭的管材后經(jīng)油氣出口管線(15)、油氣收集罐入口管線(16)進入至油氣收集罐(9)，油氣出口管線(15)、油氣收集罐入口管線(16)之間采用三通球閥(18)連接，三通球閥(18)的另一端為反吹管線(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的催化裂化固定流化床評價裝置，其特征在于穿過反應(yīng)器 (8)的上部頂端法蘭的管材接有交叉管(7)，交叉管兩個下端管與兩個過濾器(10)連接，上端管與油氣出口管線連接，形成帶有一定角度Φ的交叉管，角度Φ為30° 120°。
專利摘要本實用新型涉及一種便于清焦的催化裂化固定流化床評價裝置，依次主要包括化油箱3、汽化爐5、反應(yīng)器8、油氣收集罐9、過濾器10、預(yù)熱爐11，其特征在于原料油進油管線12與進霧化水管線13、預(yù)熱爐11的入口管線14采用直管三通接頭17連接，其中原料油進油管線12與預(yù)熱爐11的入口管線14呈直線連接，預(yù)熱爐11的入口管線14為直管，直接進入預(yù)熱爐11。主要解決現(xiàn)有的催化裂化固定流化床反應(yīng)裝置在實驗過程中因局部易結(jié)焦且不方便清焦而減少實驗裝置開工率、加大設(shè)備磨損，縮短設(shè)備使用壽命的問題。本實用新型能夠減小結(jié)焦的可能性，并且能方便的清除反應(yīng)裝置中易結(jié)焦部位的焦炭，延長設(shè)備的使用周期。
文檔編號C10G49/16GK201959781SQ20102068580
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉璞生, 婁來銀, 張忠東, 張艷惠, 柳召永, 樊江濤, 汪毅, 王智峰, 王林, 田愛珍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司