專利名稱：一種高效再生催化劑汽提設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油化工技術(shù)領(lǐng)域的一種高效再生催化劑汽提設(shè)備。
催化裂化反應(yīng)一再生兩器間的催化劑循環(huán)流動是催化裂化裝置得以連續(xù)操作的保證。然而，在催化劑循環(huán)流動的過程中，會有部分煙氣隨從再生器流出的再生催化劑攜帶到提升管反應(yīng)器。這部分煙氣經(jīng)提升管--沉降器后，最后伴隨著干氣進入氣壓機，使氣壓機的負荷增大，影響裝置的處理能力及能耗指標，應(yīng)該把它在再生劑提升管前就加以脫除。據(jù)文獻報導(dǎo)，這部分煙氣的量約占催化劑循環(huán)量的1～3‰(重)左右。
有關(guān)汽提器方面的專利大多集中在催化裂化待生劑的汽提方面，主要目的是利用蒸汽置換掉待生劑顆粒間和孔隙中攜帶的油氣。有代表性的專利有1、Hartley Owen等在U.S.Pat.No.5,284,575中采用了一種新的應(yīng)用于外提升管的汽提器結(jié)構(gòu)。催化劑自提升管出來后進入一個旋風(fēng)分離器，分離出來的催化劑沿料腿進入一個汽提器。該汽提器分為兩個區(qū)域，中間的圓形區(qū)域為快速床，四周的環(huán)型區(qū)域為鼓泡床。提升管出口旋風(fēng)分離器的料腿浸沒在快速床中，催化劑從料腿中出來后在快速床中得到良好的混合和汽提。然后大部分催化劑沿著出口流入再生器，剩下的催化劑被汽提蒸汽夾帶到達汽提器頂部，然后溢流入鼓泡床，再從出口流入再生器。與傳統(tǒng)汽提器相比，該汽提器雖然沒有環(huán)形擋板，但由于采用了一個快速床，催化劑能得到比傳統(tǒng)汽提器更好的汽提，從而提高了汽提效率。
2、為了提高汽提效率，Hartley Owen等在U.S.Pat.No.5,032,252中，在傳統(tǒng)的汽提器下部設(shè)置了一個熱汽提器。他們將傳統(tǒng)汽提器置于再生器中，并在傳統(tǒng)汽提器下部設(shè)置了一個熱汽提器，以達到汽提、取熱的雙重目的。催化劑自外提升管出來后，先經(jīng)過一個旋風(fēng)分離器，然后依靠重力流入傳統(tǒng)多級汽提器，與向上的汽提蒸汽逆向接觸，進行第一次汽提；然后落入一個熱汽提器，在熱汽提器中與來自再生器的熱再生催化劑混合加熱，并進行第二次汽提，最后由汽提器下部落入再生床層。該設(shè)計雖然提高了汽提溫度，但再生催化劑和待生催化劑直接混合，降低了汽提器中的油氣分壓，不利于汽提效果的提高。因此，該專利又進行了進一步改進，在上述的熱汽提器外部罩了一個燒焦罐，汽提器內(nèi)的催化劑和燒焦罐內(nèi)高溫燃燒的催化劑進行間接熱交換。由于燒焦罐內(nèi)的溫度較高且處于快速流化床操作狀態(tài)下，燒焦罐和汽提器間的熱交換已足夠滿足汽提需要，因而由再生器引入的催化劑很少。但是上述型式都存在一個共同的弊病，即熱汽提器的換熱面積不足，不能達到很好的換熱效果，因此又出現(xiàn)了該專利的又一步改進，即將熱汽提器改進為列管換熱，催化劑自旋風(fēng)分離器料腿出來后，經(jīng)過一個導(dǎo)流裝置進入熱汽提器的料斗，然后均勻的進入換熱管，在管中一邊換熱一邊和向上的汽提蒸汽逆向接觸，該專利提高了催化劑的汽提溫度，有利于油氣的汽提，從而達到較好的汽提效果。
3、David L.Johnson等在U.S.Pat.No.5,531,884中對傳統(tǒng)的汽提擋板作了一些改進。由于傳統(tǒng)汽提器的汽、固接觸效率不高，人們紛紛對其結(jié)構(gòu)作了改進，如采用新的氣體分布器結(jié)構(gòu)、將汽提擋板改短、以30°-60°的銳角來布置汽提擋板、加大汽提蒸汽量或采用更大的汽提器等方法，但都造價昂貴或效果不好。該專利改進了汽提擋板的設(shè)計，在傳統(tǒng)的斜向下的汽提擋板上加了一個類似于降液管的裝置，當(dāng)催化劑在板上向下流動時，一部分催化劑由“降液管”流下，而由下層擋板上來的汽提蒸汽則由該管向上流動，與催化劑在管中逆向接觸，從而提高了汽提擋板的汽提效率。
4、David A.Pappal等人在U.S.Pat.No.5,062,945中采用了一種新式結(jié)構(gòu)，催化劑自內(nèi)提升管出來后，進入出口旋風(fēng)分離器，從分離器出來的催化劑落入一個料斗，該料斗內(nèi)通有蒸汽，對催化劑進行初步汽提，而后催化劑由料腿落入汽提器，該汽提器的不同之處在于在傳統(tǒng)的帶擋板的汽提器內(nèi)加入了一個環(huán)型換熱管，換熱介質(zhì)是從再生器底部引出的高溫再生催化劑，另外還從再生器集氣室引出一股再生煙氣以維持高溫再生催化劑的流化。催化劑在汽提器中換熱后，直接引出汽提器進入再生斜管。通過調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)高溫再生催化劑和再生煙氣的流量進而控制汽提器內(nèi)的溫度。雖然汽提器內(nèi)的待生催化劑由于吸熱溫度升高，有利于油氣的汽提，但換熱面積較小，汽提溫度難以獲得較大提高，有待于進一步改善。
5、Joseph A.Herbst等在U.S.Pat.NO.5,073,349中提出用微波來加熱汽提器中的催化劑和油氣的溫度，他們在汽提器的不同高度安裝了多個微波源以提高溫度。由于安裝方便，不用對裝置進行改動，且能耗小，所以經(jīng)濟實用。
6、David A.Van Kleeck等在U.S.Pat.No.5,260,034中采用了具有同心圓結(jié)構(gòu)的汽提器。在汽提器中，多個不同半徑的環(huán)型擋板將汽提器分成體積不等的多個環(huán)型小室，其體積由內(nèi)到外依次減小，在每個小室(汽提室)下部設(shè)有氣體分布器。催化劑從中心下料管進入汽提器，在下料管下端改變方向環(huán)流進入第一個汽提室，催化劑一邊被汽提一邊向上流動，到達頂部后由擋板上部的小孔或擋板上部進入第二個汽提室，又改為向下流動，如此循環(huán)至最后一個汽提室，然后排出汽提器。汽提室的個數(shù)可根據(jù)所要求的汽提效果的不同，設(shè)計成2個到10個不等。該專利的實質(zhì)是使催化劑在汽提器中經(jīng)過多級汽提，從而達到要求的汽提效果，但該專利結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于設(shè)備的檢修和維護。
本實用新型目的在于提供一種用于脫除再生劑中攜帶煙氣的且具有高效的一種高效再生催化劑汽提設(shè)備，該裝置通過環(huán)流可實現(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，汽提器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸也較緊湊。
本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)包括內(nèi)環(huán)蒸汽進氣管1，內(nèi)環(huán)分布板2，外環(huán)分布管3，內(nèi)筒4，再生劑下料管5，密相環(huán)流汽提器6，脫氣管7，該裝置為套筒式，由直立容器的內(nèi)壁和內(nèi)筒組成，內(nèi)環(huán)蒸汽進氣管1置于內(nèi)環(huán)分布板2下部的錐體內(nèi)，內(nèi)環(huán)分布板2和外環(huán)分布管3位于內(nèi)筒4的下部，內(nèi)筒4置于密相環(huán)流汽提器6的下部，再生劑下料管5位于內(nèi)筒4內(nèi)。
再生劑下料管5的出口位于內(nèi)筒4中心距內(nèi)筒4的上端300～1000mm。
再生劑下料管5從密相環(huán)流汽提器6的器壁傾斜插入。
內(nèi)筒4上下敞口，可以是一段，也可以是兩段以上。
內(nèi)環(huán)分布板2也可以是分布管。
內(nèi)筒4與直立容器的內(nèi)壁之間有外環(huán)分布管3本實用新型的優(yōu)點在于采用了全新的氣固密相環(huán)流技術(shù)，這樣既可實現(xiàn)密相汽提，同時又可使催化劑在內(nèi)外環(huán)流空間實現(xiàn)可控環(huán)流比的流動過程中與新鮮汽提蒸汽多次接觸。
密相環(huán)流汽提器的工作原理是調(diào)整內(nèi)環(huán)氣速高于外環(huán)氣速，這樣就使得內(nèi)環(huán)流化床密度低于外環(huán)流化床密度，依靠內(nèi)外環(huán)流化床之間的密度差的不同實現(xiàn)催化劑的密相環(huán)流。調(diào)整內(nèi)外環(huán)氣速比可改變內(nèi)外環(huán)流化床密度差，從而可實現(xiàn)調(diào)節(jié)內(nèi)外環(huán)間顆粒環(huán)流速率的目的。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2-6之間。通過改變內(nèi)、外環(huán)汽提蒸汽量可靈活調(diào)節(jié)環(huán)流比及料位高度，盡而可控制汽提效果。汽提效率可高達98％以上。


圖1是本實用新型設(shè)備的第一種實施方案的主視圖；圖2是本實用新型設(shè)備的第二種實施方案的主視圖。
如
圖1所示，再生劑下料管5從密相環(huán)流汽提器6的器壁傾斜插入。下料管5的出口位于內(nèi)筒4中心距內(nèi)筒4的上端300~1000mm。內(nèi)筒4置于密相環(huán)流汽提器6的下部，內(nèi)環(huán)分布板2和外環(huán)分布管3位于內(nèi)筒4的下部，內(nèi)環(huán)蒸汽進氣管1的出口置于內(nèi)環(huán)分布板2下部的錐體內(nèi)。脫氣管7與密相環(huán)流汽提器6的上部錐體相聯(lián)。
攜帶部分煙氣的再生劑由下料管5進入內(nèi)筒4中，并由內(nèi)筒4下部的內(nèi)環(huán)分布板2噴出的汽提蒸汽使下落的催化劑流化，流化后的催化劑經(jīng)內(nèi)筒4上端溢流到內(nèi)筒與密相環(huán)流汽提器6外壁之間的環(huán)形空間，在此環(huán)形空間的底部少量預(yù)提蒸汽經(jīng)外環(huán)分布管3噴出使進入此環(huán)形空間的催化劑流化并向下環(huán)流。催化劑在內(nèi)、外環(huán)間作環(huán)流流動的過程中，顆粒間和顆?？紫秲?nèi)夾帶的煙氣被汽提蒸汽置換出來，置換出的煙氣在密相環(huán)流預(yù)汽提器6內(nèi)上升經(jīng)脫氣管7返回到再生器的稀相。經(jīng)環(huán)流汽提后的催化劑再經(jīng)過密相環(huán)流預(yù)汽提器6下部的立管及斜管進入提升管。
如圖2所示與第一種實施方案的主要區(qū)別是密相環(huán)流預(yù)汽提器6中的內(nèi)筒4設(shè)計成兩段或多段，進一步提高了催化劑在內(nèi)外環(huán)之間的環(huán)流速率，汽提效率優(yōu)于第一方案。
權(quán)利要求1．一種高效再生催化劑汽提設(shè)備，包括內(nèi)環(huán)蒸汽進氣管(1)，內(nèi)環(huán)分布板(2)，外環(huán)分布管(3)，內(nèi)筒(4)，再生劑下料管(5)，密相環(huán)流汽提器(6)，脫氣管(7)，其特征在于該裝置為套筒式，由直立容器的內(nèi)壁和內(nèi)筒組成，內(nèi)環(huán)蒸汽進氣管(1)置于內(nèi)環(huán)分布板(2)下部的錐體內(nèi)，內(nèi)環(huán)分布板(2)和外環(huán)分布管(3)位于內(nèi)筒(4)的下部，內(nèi)筒(4)置于密相環(huán)流汽提器(6)的下部，再生劑下料管(5)位于內(nèi)筒(4)內(nèi)，密相環(huán)流汽提器(6)的上方是脫氣管(7)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效再生催化劑汽提設(shè)備，其特征在于再生劑下料管(5)的出口位于內(nèi)筒(4)中心距內(nèi)筒(4)的上端300～1000mm。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效再生催化劑汽提設(shè)備，其特征在于再生劑下料管(5)從密相環(huán)流汽提器(6)的器壁傾斜插入。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效再生催化劑汽提設(shè)備，其特征在于內(nèi)筒(4)上下敞口。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效再生催化劑汽提設(shè)備，其特征在于內(nèi)筒(4)可以是一段，也可以是兩段以上。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效再生催化劑汽提設(shè)備，其特征在于內(nèi)環(huán)分布板(2)也可以是分布管。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效再生催化劑汽提設(shè)備，其特征在于內(nèi)筒(4)與直立容器的內(nèi)壁之間有外環(huán)分布管專利摘要一種涉及石油化工技術(shù)領(lǐng)域的高效再生催化劑汽提設(shè)備,包括內(nèi)環(huán)分布板2,外環(huán)分布管3,內(nèi)筒4等,內(nèi)環(huán)蒸汽進氣管1置于內(nèi)環(huán)分布板2下部的錐體內(nèi),內(nèi)環(huán)分布板2和外環(huán)分布管3位于內(nèi)筒4的下部,內(nèi)筒4置于密相環(huán)流汽提器6的下部,再生劑下料管5位于內(nèi)筒4內(nèi),用于脫除再生劑中攜帶煙氣,該裝置通過環(huán)流可實現(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,汽提器結(jié)構(gòu)簡單,尺寸也較緊湊。
文檔編號B01J38/00GK2455355SQ0025907
公開日2001年10月24日 申請日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者盧春喜, 劉夢溪, 時銘顯 申請人:石油大學(xué)(北京)