專利名稱：流化催化裂化裝置待生催化劑分配器及分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油加工領(lǐng)域，具體涉及一種用于石油化工行業(yè)流化催化裂化裝置的待生催化劑分配器及其在流化催化裂化裝置再生器內(nèi)的應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
流化催化裂化工藝是現(xiàn)代煉油企業(yè)最核心的輕質(zhì)油品生產(chǎn)工藝之一，它利用分子篩催化劑將低價值的重質(zhì)原料(蠟油和渣油)裂化成高價值的輕質(zhì)油品，如汽油、柴油和液化石油氣等。在我國，流化催化裂化工藝的核心地位更加突出，主導(dǎo)著70% 80%的商品汽油、約30%的商品柴油以及約30%的丙烯的生產(chǎn)。因此，發(fā)展新技術(shù)改善催化裂化的產(chǎn)品分布或提高催化裂化裝置運(yùn)行的可靠性，對提高其盈利能力具有重要意義。反應(yīng)-再生系統(tǒng)是一套流化催化裂化裝置的核心。除提升管反應(yīng)器為核心的反應(yīng)系統(tǒng)外，再生系統(tǒng)是其另一個不可或缺的有機(jī)組成部分，其主要功能是完成強(qiáng)放熱的燒焦再生反應(yīng)，燒掉反應(yīng)過程中催化劑上沉積的焦炭以恢復(fù)催化劑的活性，同時通過催化劑的循環(huán)供給反應(yīng)系統(tǒng)所需的反應(yīng)熱，維持系統(tǒng)的熱平衡。催化裂化的再生過程是催化劑上沉積的焦炭和空氣中的氧氣之間的燃燒反應(yīng)過程。高效的再生器要求用最少量的空氣燒掉最大量的焦炭，再生器實(shí)際上是一個要求氣固相反應(yīng)物都具有高轉(zhuǎn)化率的流化床反應(yīng)器。為實(shí)現(xiàn)再生器內(nèi)高效的燒焦再生過程，需要空氣中的氧氣能夠和待生催化劑(即進(jìn)入再生器的催化劑，也稱待生劑)上的焦炭高效地接觸。對于細(xì)顆粒的催化裂化催化劑流化床，這需要床層內(nèi)氣泡的平均尺寸要小，即乳相和氣泡相之間的相際傳質(zhì)阻力要小。另外，還要求焦炭的分布和氧氣的分布要匹配，即待生催化劑流量大的地方空氣流量要大，待生催化劑流量小的地方空氣流量要小。這一問題的解決看似容易，實(shí)則非常困難。曾有人提出通過不均勻布?xì)鈦韺?shí)現(xiàn)，即在待生催化劑進(jìn)口處多注入空氣，但由于流化床中氣體和顆粒分布的不可控性，要如此實(shí)現(xiàn)空氣和待生催化劑分布的匹配實(shí)際上是不可行的。唯一可行的思路就是設(shè)法使空氣和待生催化劑都在再生器橫截面上實(shí)現(xiàn)均勻分布。優(yōu)化主風(fēng)分布器設(shè)計(jì)以及增設(shè)高效擋板內(nèi)構(gòu)件可以使氣體分布更均勻，但如果待生催化劑分布不均勻，焦炭和氧氣分布的匹配依然難以實(shí)現(xiàn)，實(shí)際的再生效果也是打折扣的。因此，必須配置高效的待生催化劑分配器，尤其是在大型工業(yè)催化裂化再生器中。目前，在我國很大一部分催化裂化裝置中，待生催化劑往往不經(jīng)過任何分配就直接經(jīng)待生催化劑立管引入到再生器中，造成待生催化劑的橫向分布極不均勻，也使再生器內(nèi)的燒焦負(fù)荷很不均勻，這嚴(yán)重影響再生器的燒焦效果。其結(jié)果一方面是再生催化劑的平均含碳量較高、活性較低，使催化裂化裝置的產(chǎn)品分布變差；另一方面還可能導(dǎo)致再生器稀相空間的尾燃，造成稀相空間內(nèi)設(shè)備的損壞。隨著煉油廠催化裂化裝置不斷向大型化方向發(fā)展，國內(nèi)催化裂化裝置處理量已經(jīng)由原來的1. OMton/a發(fā)展到3. 5Mton/a，較大的再生器直徑已經(jīng)超過10m，如何實(shí)現(xiàn)催化劑的橫向均勻分配已成為一個直接影響再生效果的重要問題。尤其是采用單器床層再生的并列式催化裂化裝置，在沒有設(shè)置待生催化劑分配器時， 通常其待生催化劑被注入到再生器床層的一側(cè)，要想使待生催化劑快速均勻地分配到整個橫截面上(特別是分配到最遠(yuǎn)端的一側(cè))，難度極大。現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于催化裂化裝置待生催化劑分配器的專利技術(shù)較少，主要是國外公司的專利，如美國專利 US4150090、US5773378A、US5635140A、US6797239B1、US6809054BU US7745365B2等，國內(nèi)相關(guān)的專利僅檢索到CN1208433C?？傮w上，根據(jù)實(shí)現(xiàn)顆粒流動和分配方式的不同，這些現(xiàn)有的待生催化劑分配器的技術(shù)主要可以分為兩類，一類主要利用稀相輸送方式，另一類則主要利用密相流態(tài)化方式。稀相輸送是利用較高氣速實(shí)現(xiàn)顆粒在氣流中的夾帶，從而實(shí)現(xiàn)顆粒的流動和分配。顆粒在分配管中濃度一般較小，因此稱之為稀相輸送，這種分配器通常稱為管式分配器。管式分配器所需氣體流量很高，由于氣速高，對設(shè)備和催化劑顆粒自身的磨損嚴(yán)重。另外，管式分配器的使用也增加了待生催化劑輸送管路的阻力，可能會降低待生催化劑輸送管路的顆粒輸送能力。而且，一旦輸送氣量出現(xiàn)波動，會對待生催化劑輸送管路顆粒的流量造成很大的波動，不利于裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。管式分配器的例子如US5773378A和 US6797239B1。密相流態(tài)化方式是指利用較少的氣體流量實(shí)現(xiàn)顆粒密相流態(tài)化狀態(tài)(主要是鼓泡流態(tài)化狀態(tài))、從而實(shí)現(xiàn)顆粒流動和分配的方式，這類分配器通常稱為船型分配器。船型分配器的例子如 US4150090、US5635140A、US6809054BU US7745365B2 和 CN1208433C，其不同之處在于實(shí)現(xiàn)顆粒密相流化的方式不同。相比管式分配器，船型分配器所需氣體流量小， 對顆粒和設(shè)備的磨損小，對待生催化劑顆粒輸送管路阻力和穩(wěn)定性的影響也小得多。但是， 目前已有的船型分配器在設(shè)計(jì)上存在的最大不足是很難使分配器內(nèi)大部分空間的顆粒維持較好的流化狀態(tài)，因此催化劑分配的均勻性較差。在上述提及的待生劑分配器現(xiàn)有技術(shù)中，US4150090、US68090MB1、US7745365B2和CN1208433C采用了管式氣體分布器實(shí)現(xiàn)顆粒的密相流化狀態(tài)，由于待生分配器一般長度很長，且內(nèi)部空間一般較小，這種管式氣體分布器的布?xì)饩鶆蛐砸话愫茈y保證，因而導(dǎo)致顆粒流化質(zhì)量不佳，使顆粒的流動和分配效果變差。另外，氣體分布器噴嘴的射流還容易造成附近設(shè)備的磨損。要避免設(shè)備磨損并兼顧待生劑分配效果非常困難。US5635140A采用了一種所謂的“自流化”密相流化方式，實(shí)際這是一種底部開孔的槽狀結(jié)構(gòu)，其開孔兼做催化劑下料口和流化風(fēng)口之用，所需流化風(fēng)是來自床層上升的氣泡，無需額外提供流化風(fēng)。這種分配槽底部開孔面積一般較高，操作時部分開孔是顆粒下料口，部分則是流化風(fēng)口，它們往往集中分布在不同區(qū)域中，不可能實(shí)現(xiàn)均勻匹配，因此，流化風(fēng)和顆粒分配分布均勻性都很差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于針對現(xiàn)有催化裂化待生催化劑分配器技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種新型的待生催化劑分配器，以使待生催化劑更加均勻地實(shí)現(xiàn)分配。本發(fā)明的另一目的在于提供利用所述的待生催化劑分配器進(jìn)行催化劑均勻分配的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供安裝了所述待生催化劑分配器的再生器以及催化裂
化裝置。
本發(fā)明借鑒了水泥、電力等行業(yè)中使用的一種稱為“氣墊輸送”的顆粒輸送裝置的原理。這種顆粒輸送裝置又稱空氣輸送斜槽，主要由上下兩個平行的槽體組成，兩個槽體中間由一層類似于篩網(wǎng)的多孔板或編織物隔開，空氣由下槽均勻地流過多孔板或編織物，使上槽體內(nèi)一淺層固體顆粒流化，整個雙層槽體與水平面有一定角度的傾角，固體顆粒依靠重力沿輸送器平滑地向前流動。本發(fā)明的待生催化劑分配器雖然借鑒了水泥、電力等行業(yè)中所用的“氣墊輸送”顆粒輸送的原理，將其應(yīng)用于催化裂化裝置再生器中的待生催化劑分配，但本發(fā)明應(yīng)用的環(huán)境條件與水泥、電力等行業(yè)輸送顆粒的情況顯著不同，并且本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題主要是如何實(shí)現(xiàn)待生催化劑的均勻分配，而非僅僅局限于利用“氣墊輸送”輸送顆粒，需要同時解決待生催化劑顆粒的平穩(wěn)流動和均勻分配問題。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的待生催化劑分配器，其結(jié)構(gòu)與水泥、電力等行業(yè)中的“氣墊輸送”顆粒輸送裝置的結(jié)構(gòu)已存在本質(zhì)差異。一方面，本發(fā)明提供了一種用于流化催化裂化裝置的待生催化劑分配器，該分配器包括至少一根待生催化劑分配槽，該待生催化劑分配槽具有基本上平行設(shè)置的上、下雙層槽體結(jié)構(gòu)，上槽體和下槽體之間由氣體分布板隔開；其中，所述上槽體為待生催化劑分配腔，與催化裂化裝置的待生催化劑輸送立管連通， 并且，該上槽體兩側(cè)開設(shè)有多個催化劑分配孔；所述下槽體為流化風(fēng)緩沖腔，設(shè)有流化風(fēng)入口 ；所述氣體分布板上設(shè)置有連通待生催化劑分配腔與流化風(fēng)緩沖腔的布?xì)饪?，進(jìn)入流化風(fēng)緩沖腔的流化風(fēng)經(jīng)所述布?xì)饪拙鶆蜻M(jìn)入待生催化劑分配腔，使進(jìn)入待生催化劑分配腔內(nèi)的待生催化劑固體顆粒層流化，并從上槽體兩側(cè)設(shè)置的各催化劑分配孔流出。從而，將本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的待生催化劑分配器設(shè)置在流化催化裂化裝置的催化劑再生器內(nèi)，使分配器的多個分配孔在再生器橫截面內(nèi)較為均勻地散落分布，即可實(shí)現(xiàn)催化劑顆粒在再生器橫截面內(nèi)的更為均勻地分布。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案，所述待生催化劑分配器是包括多根待生劑分配槽，以能夠更好地基本覆蓋整個再生器橫截面，并且，該待生催化劑分配器設(shè)置一待生催化劑預(yù)分配腔，多根待生器分配槽的待生催化劑分配腔均與該預(yù)分配腔連通，待生催化劑先進(jìn)入該預(yù)分配腔，再分流進(jìn)入各待生器分配槽的待生催化劑分配腔內(nèi)，從各分配孔流出。更具體地，根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的待生催化劑分配器是應(yīng)用于并列式流化催化裂化裝置的再生器中，其中所述多根待生劑分配槽呈扇形分布(具體可以是以所述預(yù)分配腔為中心)，以能夠基本覆蓋整個再生器橫截面；或者所述多根待生劑分配槽呈樹枝狀分布，設(shè)置有主分配槽以及與主分配槽連通的多根支分配槽，以基本覆蓋整個再生器橫截面。可以理解，當(dāng)多根待生劑分配槽呈扇形分布時，在離預(yù)分配腔較遠(yuǎn)的末端，如果分配槽的分布已較為稀疏而使所述催化劑分配孔在再生器橫截面上的分布比較稀疏，可以在分配槽的適當(dāng)位置設(shè)置分支槽體結(jié)構(gòu)，增加分配槽在再生器橫截面覆蓋范圍的分布均勻性。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的待生催化劑分配器是應(yīng)用于同軸式流化催化裂化裝置中，其中，所述預(yù)分配腔環(huán)繞同軸式流化催化裂化裝置再生器內(nèi)的待生立管設(shè)置，所述多根待生劑分配槽以預(yù)分配腔為中心呈放射狀向周圍分散分布，以基本覆蓋整個再生器橫截面。同樣，可以在分配槽體遠(yuǎn)離預(yù)分配腔的適當(dāng)位置設(shè)置支分配槽的結(jié)構(gòu)以增加分布均勻性。在該實(shí)施方案中，可以在流化催化裂化裝置再生器內(nèi)的待生立管的待
5生劑出口端，設(shè)置經(jīng)塞閥套筒結(jié)構(gòu)，方便調(diào)節(jié)待生立管的待生劑出口流量，還可利用套筒結(jié)構(gòu)將待生催化劑提升至再生器密相料面附近，進(jìn)入所述分配器的預(yù)分配腔內(nèi)后再分流到各分配槽。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案，所述待生催化劑分配器中，所有分配孔的總面積與待生催化劑輸送立管截面積的比例為1 0.5 1 2。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案，所述待生催化劑分配器中，所述待生劑分配槽雙層槽體結(jié)構(gòu)的上槽體可以是呈水平設(shè)置；或者，所述上槽體與水平面可以呈適當(dāng)角度的傾斜設(shè)置，例如，呈大于0°小于等于10°的角度傾斜設(shè)置，所述待生催化劑是從分配槽較高一端進(jìn)入待生催化劑分配腔。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案，所述待生催化劑分配器中，所述流化風(fēng)分配腔可以包括多個隔斷的小緩沖腔，每個小緩沖腔長度為Im 5m，分別設(shè)有流化風(fēng)入口。所述的流化風(fēng)入口連接流化風(fēng)管，以引入流化風(fēng)。另一方面，本發(fā)明還提供了所述的待生催化劑分配器在流化催化裂化裝置中的應(yīng)用。更具體地說，是將所述的待生催化劑分配器設(shè)置在流化催化裂化裝置的再生器中。所述的流化催化裂化裝置可以是任何型式的催化裂化裝置，例如可以是并列式流化催化裂化裝置，也可以是同軸式流化催化裂化裝置。除所述待生催化劑分配器外，流化催化裂化裝置的其他結(jié)構(gòu)均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明不再進(jìn)行贅述。另一方面，本發(fā)明還提供了一種流化催化裂化裝置的待生催化劑分配方法，該方法包括將本發(fā)明的待生催化劑分配器設(shè)置于流化催化裂化裝置的再生器中；將待生催化劑經(jīng)待生催化劑輸送立管引入待生催化劑分配腔；將流化風(fēng)引入流化風(fēng)緩沖腔并經(jīng)氣體分布板的布?xì)饪走M(jìn)入待生催化劑分配腔，使待生催化劑分配腔內(nèi)的待生催化劑固體顆粒層流化并從上槽體兩側(cè)設(shè)置的各分配孔流出，實(shí)現(xiàn)均勻分布。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案，在實(shí)際應(yīng)用時，是將所述待生催化劑分配器設(shè)置在再生器內(nèi)密相床面附近(可以是在略高于密相料面的稀相空間內(nèi)，也可以是埋在在密相床層內(nèi))。另一方面，本發(fā)明還提供了一種流化催化裂化裝置的催化劑再生器，更進(jìn)一步，本發(fā)明還提供了一種流化催化裂化裝置。所述流化催化裂化裝置的催化劑再生器中設(shè)置了本發(fā)明所述的待生催化劑分配器。優(yōu)選地，所述待生催化劑分配器設(shè)置在再生器內(nèi)密相床面附近。利用本發(fā)明的流化催化裂化催化劑再生器，待生催化劑從所述分配孔流出后，從上往下流動，與再生器內(nèi)主風(fēng)流動方向相反以實(shí)現(xiàn)逆流接觸，逐漸完成再生，再生后的催化劑劑由再生器底部的出口引出。綜上所述，本發(fā)明提供了一種新型結(jié)構(gòu)的催化裂化待生催化劑分配器，其設(shè)置有多個催化劑分配孔作為催化劑顆粒出口，能較為均勻地分布在再生器橫截面內(nèi)，實(shí)現(xiàn)催化劑從各分配孔流出而在再生器橫截面內(nèi)均勻散落。本發(fā)明提供的催化裂化待生催化劑分配器是一種利用密相流化方式實(shí)現(xiàn)顆粒流動和分配的待生催化劑分配器，但與現(xiàn)有技術(shù)中利用密相流態(tài)化方式的船型分配器設(shè)計(jì)不同的是，本發(fā)明的待生催化劑分配器采用了一種更為有效的密相流化實(shí)現(xiàn)方式，只需少量的流化風(fēng)即可實(shí)現(xiàn)待生催化劑非常均勻地分配。通過大型冷模實(shí)驗(yàn)證實(shí)，本發(fā)明的待生催化劑分配器具有分配均勻性好、所需氣量流量小、對設(shè)備和顆粒磨損小、對待生催化劑顆粒輸送管路阻力和穩(wěn)定性的影響小等眾多優(yōu)點(diǎn)。


圖IA和圖IB為本發(fā)明的待生催化劑分配器的分配槽結(jié)構(gòu)及分配原理示意圖；其中圖IA為正視圖，圖IB為俯視圖。圖2為本發(fā)明的待生催化劑分配器在并列式催化裂化裝置中的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的待生催化劑分配器分配槽在并列式催化裂化裝置中的一種水平布置方式示意圖。圖4為本發(fā)明的待生催化劑分配器分配槽在并列式催化裂化裝置中的另一種水平布置方式示意圖。圖5為本發(fā)明的待生催化劑分配器在同軸式催化裂化裝置中的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明的待生催化劑分配器分配槽在同軸式催化裂化裝置中的一種水平布置方式示意圖。圖7為采用本發(fā)明的待生催化劑分配器的性能測試實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖8為不同類型待生催化劑分配器分配均勻性的對比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明所提供的待生催化劑分配器及采用該型待生催化劑分配器的催化裂化再生器的特點(diǎn)，旨在幫助閱讀者更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)， 不作為對本案可實(shí)施范圍的限定。實(shí)施例一本實(shí)施例提供了一種用于流化催化裂化裝置的待生催化劑分配器，該分配器包括多根待生催化劑分配槽。請參見圖IA和圖IB所示，示意了本發(fā)明的待生催化劑分配器的結(jié)構(gòu)及分配原理，圖中所示結(jié)構(gòu)在實(shí)際工業(yè)裝置中代表著待生催化劑分配器的一根催化劑分配槽。其中，圖IA為正視圖，圖IB為俯視圖。如圖所示，該分配器的催化劑分配槽具有基本上平行設(shè)置的上槽體、下槽體的雙層槽體結(jié)構(gòu)，上槽體為待生催化劑分配腔5，一端與催化裂化裝置的待生催化劑輸送立管1連通，且上槽體兩側(cè)開設(shè)有多個催化劑分配孔6 ；下槽體為流化風(fēng)緩沖腔3，設(shè)置流化風(fēng)入口，與流化風(fēng)管2連接；上槽體、下槽體之間由氣體分布板4隔開。待生催化劑由輸送立管1從一端進(jìn)入待生催化劑分配腔5中，在流經(jīng)氣體分布板4的流化風(fēng)的作用下，催化劑通過分配腔5兩側(cè)的分配孔6流出，如圖IB所示。本實(shí)施例中，上槽體(分配腔幻的寬度和高度以及分配孔6的大小和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)測得的規(guī)律、由催化劑的輸送量確定。通常，本發(fā)明的分配器上所有分配孔6的總面積和待生催化劑輸送立管1截面積的比例為50% 200%。流化風(fēng)緩沖腔3和一根流化風(fēng)管2連接，在實(shí)際應(yīng)用中，如果分配槽的長度較長，流化風(fēng)緩沖腔3可采用多個隔斷的小緩沖腔3，每個小緩沖腔長度為Im 5m，分別連接一根流化風(fēng)管2，以保證流化風(fēng)分配的均勻性。流化風(fēng)采用催化裂化裝置常采用的增壓風(fēng)。氣體分布板4可采用本領(lǐng)域中常用的分布板，其設(shè)計(jì)首要確保布?xì)獾木鶆蛐?，一般?yīng)采用壓降較高的分布板以及密孔分布板，但需要能夠長期(一般需要一兩個檢修周期，即3 6年)承受再生器內(nèi)高溫、高壓、高磨蝕的苛刻工況。為了使催化劑顆粒能夠更加順暢地流到分配槽的末端(遠(yuǎn)離輸送立管1的那端)， 可將分配槽略加傾斜地放置，分配槽與水平面的夾角α的范圍為0 10°。實(shí)施例二圖2和圖3示意了本發(fā)明待生催化劑分配器在并列式催化裂化裝置中的一種整體結(jié)構(gòu)布置方式，在該實(shí)施方式中，待生催化劑分配器設(shè)置有一待生催化劑預(yù)分配腔8，多根待生器分配槽13的待生催化劑分配腔均與該預(yù)分配腔8連通，如圖3所示。每根待生催化劑分配槽13均采用圖IA和圖IB所示的結(jié)構(gòu)，其底部流化風(fēng)緩沖腔3都連接有一根或多根流化風(fēng)管2。待生催化劑分配槽13的根數(shù)和長度可根據(jù)要應(yīng)用的再生器10的大小而確定， 應(yīng)盡可能覆蓋所有的橫截面積，以實(shí)現(xiàn)待生催化劑更加均勻地分布。待生催化劑分配槽13 設(shè)置的高度應(yīng)在再生器密相料面附近，既可以在略高于密相料面的稀相空間內(nèi)，也可以埋在在密相床層內(nèi)。來自待生立管(待生催化劑輸送立管)7的待生催化劑首先進(jìn)入預(yù)分配腔8中，該預(yù)分配腔8是一個小型流化床，其底部設(shè)置有一個氣體分布器9，圖中所示的是一個多管式氣體分布器，也可以采用其他任何能使催化劑顆粒較好流化的氣體分布器型式。流化的待生催化劑顆粒經(jīng)預(yù)分配腔8再分流進(jìn)入各待生器分配槽13的待生催化劑分配腔內(nèi)，從各分配孔流出。經(jīng)分配后的待生催化劑均勻進(jìn)入到再生器密相床層中，在主風(fēng)分布器12的作用下，處于流態(tài)化燒焦?fàn)顟B(tài)，完成再生后從再生立管11入口流出再生器，進(jìn)入提升管反應(yīng)器。在并列式催化裂化裝置中，本發(fā)明的待生催化劑分配器也可以采用如圖4所示的水平布置方式，即預(yù)分配腔8和一根待生催化劑主分配槽13-1相連，該主分配槽13-1又和多根支分配槽13-2相連，待生催化劑首先進(jìn)入主分配槽13-1，再分流到各支分配槽13-2。 主分配槽13-1和支分配槽13-2上均設(shè)有待生催化劑分配孔6，以實(shí)現(xiàn)待生催化劑在再生器 10橫截面上的均勻分布。實(shí)施例三圖5和圖6給出了本發(fā)明待生催化劑分配器在同軸式催化裂化裝置中的一種整體結(jié)構(gòu)布置方式。該實(shí)施方式中，分配器的預(yù)分配腔14是環(huán)繞再生器內(nèi)的待生立管7設(shè)置， 多根待生劑分配槽13的水平布置方式如圖6所示，以預(yù)分配腔14為中心呈放射狀向周圍分散分布，以基本覆蓋整個再生器橫截面，每根待生催化劑分配槽13均采用圖IA和圖IB 所示的結(jié)構(gòu)，其底部流化風(fēng)緩沖腔3都連接有一根或多根流化風(fēng)管2。如圖5所示，在再生器內(nèi)的待生立管17的待生劑出口端，設(shè)置塞閥17及塞閥套筒18結(jié)構(gòu)。來自待生立管7的待生催化劑首先進(jìn)入塞閥套筒18中，待生催化劑流量的大小由塞閥17和待生立管7出口的相對距離調(diào)節(jié)，塞閥套筒18內(nèi)設(shè)有流化風(fēng)管16，用以將待生催化劑提升至塞閥套筒18頂部進(jìn)入所連通的環(huán)形截面的預(yù)分配腔14內(nèi)，通常在密相床面附近的位置。為了防止塞閥套筒18內(nèi)高速上升的待生催化劑對一些內(nèi)構(gòu)件的沖蝕作用，可在塞閥套筒18頂部出口設(shè)置一個防沖傘帽15，防沖傘帽15同時有助于待生催化劑向各分配槽13內(nèi)的均勻分流。待生催化劑經(jīng)預(yù)分配腔14分配至各待生催化劑分配槽13后，在流化風(fēng)的作用下，經(jīng)各分配口 6均勻地散落到再生器中。經(jīng)分配后的待生催化劑均勻進(jìn)入到密相床層中，在主風(fēng)分布器12的作用下，處于流態(tài)化狀態(tài)，完成再生后從再生立管11入口流出再生器，進(jìn)入提升管反應(yīng)器。對比例一
在圖7所示的待生催化劑分配器性能測試裝置上測試了本發(fā)明待生催化劑分配器和現(xiàn)有技術(shù)中常用的兩種待生催化劑分配器型式——管式分配器和船型分配器的性能。 測試中所用的管式分配器和船型分配器的長度均為2m，開孔尺寸均參考工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中所用管式分配器是一根內(nèi)徑90mm的有機(jī)玻璃管，管下側(cè)部開設(shè)有10個催化劑放料口，開孔的直徑為22mm ；所用的船型分配器是一根內(nèi)徑90mm的有機(jī)玻璃半管，管側(cè)部開設(shè)有10個22mm寬、20mm深的催化劑放料口。本發(fā)明的槽式分配器長度也為2m，催化劑分配槽高150mm，寬度100mm，兩側(cè)設(shè)有10個80mmX 20mm的催化劑放料口 ；底部流化風(fēng)緩沖腔高 50mm，中部設(shè)有一塊密孔型板式氣體分布器，以確保氣體分布的均勻性。實(shí)驗(yàn)時，待生催化劑分配器性能測試裝置中對應(yīng)每個放料口下部均設(shè)置有一個催化劑收料倉，待生催化劑從分配器一端進(jìn)入，然后經(jīng)放料口流入到10個收料倉中。根據(jù)測得的10個收料倉內(nèi)催化劑
的質(zhì)量巧，可利用如下公式計(jì)算出各待生催化劑分配器的分配均勻指數(shù)Φ ￠= , 1其中W是10個收料倉內(nèi)催化劑的總質(zhì)量。Φ的值大于0，Φ越大，代表分配的均勻性越好，越接近于0，代表分配的均勻性越差。圖8對比了不設(shè)分配器、分別設(shè)置上述現(xiàn)有技術(shù)管式分配器和船型分配器以及本發(fā)明的待生催化劑分配器四種情況下待生催化劑分配的均勻性。其中不設(shè)分配器時，典型的均勻指數(shù)為0. 5，采用船型分配器后，典型的均勻指數(shù)為0. 71，采用管式分配器時，在較大的輸送風(fēng)量時，典型的均勻指數(shù)可升至2. 0，而采用本發(fā)明的待生催化劑分配后，只要待生催化劑分配槽的表觀氣速(總流化風(fēng)量與分配槽橫截面積之比)大于0. 03m/s后，其均勻指數(shù)就可達(dá)到10.0以上，而且隨表觀氣速的影響較小，而其所用的流化風(fēng)量僅是管式分配器的約1/5。另外，相比其他類型的待生催化劑分配器，本發(fā)明的待生催化劑分配器還具有非常好的操作彈性，即分配均勻性隨流化風(fēng)量的影響非常小，這有利于保證分配器以及整個裝置的平穩(wěn)操作。
9
權(quán)利要求
1.一種用于流化催化裂化裝置的待生催化劑分配器，該分配器包括至少一根待生催化劑分配槽，該待生催化劑分配槽具有基本上平行設(shè)置的上、下雙層槽體結(jié)構(gòu)，所述上槽體、 下槽體之間由氣體分布板隔開；其中，所述上槽體為待生催化劑分配腔，與催化裂化裝置的待生催化劑輸送立管連通，并且， 該上槽體兩側(cè)開設(shè)有多個催化劑分配孔；所述下槽體為流化風(fēng)緩沖腔，設(shè)有流化風(fēng)入口 ；所述氣體分布板上設(shè)置有連通待生催化劑分配腔與流化風(fēng)緩沖腔的布?xì)饪?，進(jìn)入流化風(fēng)緩沖腔的氣體經(jīng)布?xì)饪拙鶆蜻M(jìn)入待生催化劑分配腔，使進(jìn)入待生催化劑分配腔內(nèi)的待生催化劑固體顆粒層流化，并從上槽體兩側(cè)設(shè)置的各分配孔流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的待生催化劑分配器，該待生催化劑分配器包括多根待生劑分配槽，且該待生催化劑分配器設(shè)置一待生催化劑預(yù)分配腔，多根待生器分配槽的待生催化劑分配腔均與該預(yù)分配腔連通，待生催化劑先進(jìn)入該預(yù)分配腔，再分流進(jìn)入各待生器分配槽的待生催化劑分配腔內(nèi)，從各分配孔流出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的待生催化劑分配器，該分配器是應(yīng)用于并列式流化催化裂化裝置的再生器中，其中所述多根待生劑分配槽呈扇形分布，以基本覆蓋整個再生器橫截面；或者所述多根待生劑分配槽呈樹枝狀分布，設(shè)置有主分配槽以及與主分配槽連通的多根支分配槽，以基本覆蓋整個再生器橫截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的待生催化劑分配器，該分配器是應(yīng)用于同軸式流化催化裂化裝置中，其中，所述預(yù)分配腔環(huán)繞同軸式流化催化裂化裝置再生器內(nèi)的待生立管設(shè)置，所述多根待生劑分配槽以預(yù)分配腔為中心呈放射狀向周圍分散分布，以基本覆蓋整個再生器橫截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的待生催化劑分配器，其中，所有分配孔的總面積與待生催化劑輸送立管橫截面積的比例為1 0.5 1 2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的待生催化劑分配器，其中，所述待生劑分配槽雙層槽體結(jié)構(gòu)的上槽體呈水平設(shè)置；或者，所述上槽體與水平面呈大于0°小于等于10°的角度傾斜設(shè)置，所述待生催化劑是從分配槽較高一端進(jìn)入待生催化劑分配腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的待生催化劑分配器，其中，所述流化風(fēng)分配腔包括多個隔斷的小緩沖腔，每個小緩沖腔長度為Im 5m，分別設(shè)有流化風(fēng)入口。
8.—種流化催化裂化裝置的待生催化劑分配方法，該方法包括將權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的待生催化劑分配器設(shè)置于流化催化裂化裝置的再生器中；優(yōu)選地，是將所述待生催化劑分配器設(shè)置在再生器內(nèi)密相床面附近；將待生催化劑經(jīng)待生催化劑輸送立管引入待生催化劑分配腔；將流化風(fēng)引入流化風(fēng)緩沖腔并經(jīng)氣體分布板的布?xì)饪走M(jìn)入待生催化劑分配腔，使待生催化劑分配腔內(nèi)的待生催化劑固體顆粒層流化并從上槽體兩側(cè)設(shè)置的各分配孔流出，實(shí)現(xiàn)均勻分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流化催化裂化裝置的待生催化劑分配方法，其中，控制待生催化劑分配槽的表觀氣速大于等于0. 03m/s。
10.一種流化催化裂化裝置的催化劑再生器，其中設(shè)置了權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的待生催化劑分配器；優(yōu)選地，所述待生催化劑分配器設(shè)置在再生器內(nèi)密相床面附近。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于流化催化裂化裝置的待生催化劑分配器及分配方法。所述分配器包括至少一根待生催化劑分配槽，分配槽具有基本平行設(shè)置的上、下結(jié)構(gòu)，上、下槽體間由氣體分布板隔開；上槽體為待生催化劑分配腔，與待生催化劑輸送立管連通，上槽體兩側(cè)開設(shè)有多個催化劑分配孔；下槽體為流化風(fēng)緩沖腔，設(shè)有流化風(fēng)入口；氣體分布板上設(shè)置有連通待生催化劑分配腔與流化風(fēng)緩沖腔的布?xì)饪?，進(jìn)入流化風(fēng)緩沖腔的氣體經(jīng)布?xì)饪拙鶆蜻M(jìn)入待生催化劑分配腔，使分配腔內(nèi)的催化劑固體顆粒層流化并從上槽體兩側(cè)的各分配孔流出。本發(fā)明的分配器催化劑分配均勻性好，所需氣體流量少，對設(shè)備和顆粒磨損小，對待生催化劑顆粒輸送管路阻力和穩(wěn)定性的影響小。
文檔編號C10G11/18GK102504861SQ201110339768
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者盧春喜, 張永民, 禹淞元 申請人:中國石油大學(xué)(北京)