一種催化裂化汽提器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種催化裂化汽提器。以解決現(xiàn)有催化裂化汽提設備所存在的汽提效率不高、催化劑流化時易出現(xiàn)大氣泡和汽提裝置空間利用率低的問題。該催化裂化汽提器包括垂直設置的汽提器筒體，汽提器筒體內(nèi)設置汽提擋板和汽提蒸汽分布器，汽提擋板設置4～10層，分內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板，內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板交替安裝，每層內(nèi)環(huán)汽提擋板和每層外環(huán)汽提擋板上均有孔，孔上設有噴嘴，所述噴嘴分為兩種結(jié)構(gòu)，一種是內(nèi)徑為的第II噴嘴，另一種是內(nèi)徑的第I噴嘴，兩種噴嘴沿每層汽提擋板徑向交替排列，每層汽提擋板上設置2～6圈噴嘴。
【專利說明】一種催化裂化汽提器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于石油化工流化催化裂化反應領域，特別涉及一種催化裂化汽提器。
【背景技術】
[0002]在流化催化裂化(FCC)沉降器汽提段(或稱汽提器)內(nèi)，由于催化劑是多孔性物質(zhì)，催化劑顆粒之間和顆粒的微孔內(nèi)部都充滿著油氣，這部分油氣約占產(chǎn)品總量的2%?4%，若不除去相當于增加了 2%?4%的焦炭，減少了輕質(zhì)油收率；研究結(jié)果表明，如果從催化劑上汽提出全部可汽提的油氣，焦炭量將減少20%?40% ;由于汽提不完全而使焦炭產(chǎn)率升高，增加了再生器的燒焦負荷，特別是對于重油催化裂化，再生器的燒焦能力可能成為限制裝置處理能力的控制因素。汽提蒸汽和催化劑之間的接觸狀況直接影響汽提的效率，而汽提蒸汽與催化劑之間的接觸主要取決于汽提器的結(jié)構(gòu)形式。自二十世紀九十年代以來，在新設計的催化裂化裝置中，汽提器的高度有增加的趨勢，其目的是為了延長汽固接觸時間，改善汽提效果。
[0003]目前國內(nèi)外使用的汽提器主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，盤環(huán)形擋板和格柵填料式兩種。國外汽提器的專利主要集中于U0P、EXXOnmObil兩家公司，UOP汽提器的特點是在內(nèi)外環(huán)擋板的裙板上開有許多小孔或短管，用以加強汽固交換。例如美國專利USP6248298公開了一種內(nèi)外環(huán)擋板，在擋板上開孔的汽提器，美國專利USP6224833提供了一種帶網(wǎng)眼的板狀格柵和一種波紋板填料。美國專利USP5531884采用了內(nèi)外擋板沿筒體的軸線方向交替分布，分別固定在內(nèi)提升管和筒體上，擋板上設有多個下料管，向下流動的催化劑一部分從空中通過，另一部分從內(nèi)環(huán)擋板間隙通過。這幾種內(nèi)構(gòu)件同樣都可以減小汽提段內(nèi)的氣泡平均直徑，在一定程度上提高流化床內(nèi)氣固傳質(zhì)效率。Exxonmobil的汽提器擋板形式與UOP基本雷同，但內(nèi)外環(huán)擋板上的微觀結(jié)構(gòu)有所不同。美國專利USP5910240在內(nèi)外環(huán)擋板上附加了許多三角形旋轉(zhuǎn)板(葉片)，對向下流動的催化劑有旋轉(zhuǎn)導流作用，用以改善汽固接觸。但它們共同的缺點是:汽提器的有效空間利用率較低，容易產(chǎn)生一股股的氣流，因此汽提器的汽提效率尚不夠理想，格柵填料式汽提器則存在結(jié)構(gòu)復雜，安裝、檢修、維護較困難等問題。
[0004]國內(nèi)FCC汽提器專利，參見中國專利CN202036974U，其采用了一種汽提器內(nèi)構(gòu)件，包括防焦格柵，錐形擋板和環(huán)形擋板，還有導流格柵，中國專利CN1485405A汽提器水平設置有4層或者4層以上的塔盤式汽提器、中國專利CN2370950Y采用了塔盤式汽提器，擋板上開孔，不設置噴嘴等。以上所述汽提器在有效空間利用率和擋板下方催化劑的填充率方面有一定改進，但也存在很多問題，仍需進一步提高。在現(xiàn)有的盤環(huán)形擋板式汽提器中，催化劑在流動時易出現(xiàn)溝流，在內(nèi)環(huán)擋板和外環(huán)擋板之間的間隙易形成一股股的流體，產(chǎn)生大氣泡，造成汽提氣體分布不均，影響汽固接觸效率。
實用新型內(nèi)容[0005]本實用新型的目的是提供一種催化裂化汽提器，以解決現(xiàn)有催化裂化汽提設備所存在的汽提效率不高、催化劑流化時易出現(xiàn)大氣泡和汽提裝置空間利用率低的問題。
[0006]本實用新型提供一種催化裂化汽提器，其技術方案是:該催化裂化汽提器包括垂直設置的汽提器筒體，汽提器筒體內(nèi)設置汽提擋板和汽提蒸汽分布器，其特征在于:汽提擋板分內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板，在汽提器筒體內(nèi)從上至下設置多層內(nèi)環(huán)汽提擋板和多層外環(huán)汽提擋板，一般設置4?10層汽提擋板。內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板交替安裝，每層內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板上均有孔，孔上設有噴嘴，所述噴嘴分為兩種結(jié)構(gòu)，一種是內(nèi)徑為Φ 20?50mm的第II噴嘴，另一種是內(nèi)徑Φ 100?250mm的第I噴嘴，兩種噴嘴沿每層汽提擋板徑向交替排列，一圈第II噴嘴均布，接下來是一圈第I噴嘴均布，每層汽提擋板上設置多圈交替排列的第I噴嘴和第II噴嘴，第I噴嘴的中部安裝有一層高度為IO-1OOmm格柵。每層汽提擋板上設置2?6圈噴嘴。
[0007]本實用新型進一步技術特征在于:所述第I噴嘴和第II噴嘴均帶有耐磨襯里或陶瓷襯里。
[0008]本實用新型進一步技術特征在于:所述格柵內(nèi)孔可以是四邊形或五邊形等多邊形，孔的內(nèi)切圓的直徑在Φ 30?80mm之間。
[0009]本實用新型具有實用性強、結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、適用范圍廣、設備投資少等優(yōu)點，可以廣泛應用于石油煉制及石油化工中催化裂化裝置的改造和新裝置設計。
[0010]采用本實用新型，具有如下的有益效果:
[0011]與現(xiàn)有的汽提器相比，本實用新型采用多段汽提，在汽提器筒體內(nèi)交替設置多層內(nèi)環(huán)汽提擋板和多層外環(huán)汽提擋板。擋板上可設有兩種尺寸的噴嘴，帶耐磨襯里或陶瓷襯里的第I噴嘴內(nèi)徑為Φ 100?250mm，且中部設置有一層高度為IO-1OOmm的格柵，格柵內(nèi)孔可以是四邊形、五邊形等多邊形，孔的內(nèi)切圓的直徑在Φ30?80mm之間。帶耐磨襯里或陶瓷襯里的第II噴嘴內(nèi)徑為Φ20?50mm。兩種噴嘴沿擋板徑向交替排列，帶油氣的催化劑從第I噴嘴中通過，第I噴嘴中部設有格柵，可以更好的破碎催化劑中停留的大氣泡，使流化更均勻，汽固接觸更為充分。汽提蒸汽和汽提出的油氣則從第II噴嘴中通過，被汽提出的油氣能迅速離開汽提器，同時使擋板下方的汽提蒸汽通過第II噴嘴向上流動，增加了催化劑與汽提蒸汽間的錯流流動，噴嘴將聚集在擋板下方的汽提蒸汽均勻的分配在向下流動的催化劑上，提升了汽提器擋板下方的空間利用率，有利于汽提效率的提升。
[0012]本實用新型采用兩種噴嘴共同作用以增加催化劑和汽提蒸汽之間錯流接觸和交換，同時增大汽提器的有效利用空間。內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板均設有向下的裙板，汽提器內(nèi)設有一段或兩段汽提蒸汽分布器。
[0013]本實用新型用于沉降器汽提段夾帶油氣的待生催化劑汽提，可使汽提效率提高到96%以上，焦炭中的氫含量可降至6重量將本實用新型用于來自再生器的夾帶氣體雜質(zhì)(煙氣)的再生催化劑汽提，可使進入到提升管反應器的再生煙氣量減少95重量％以上，裂解氣中的非烴含量減少55重量％以上。同時，由于汽提效率提高，增加了汽提器的有效空間，可使汽提器的處理能力提高5?15重量％。有效的提高產(chǎn)品回收產(chǎn)率。
[0014]本實用新型既可提高汽提器的汽提效率，又能降低裝置能耗5?10% (即降低汽提蒸汽用量)。本實用新型既可用于FCC、DCC、ARGG, FDFCC, MIP等工藝的沉降器汽提段夾帶油氣的待生催化劑的汽提，又可用于DCC、MTO等工藝的夾帶氣體雜質(zhì)的再生催化劑的汽提，可達到多回收目的產(chǎn)品、降低干氣產(chǎn)率、減少產(chǎn)品中雜質(zhì)含量的目的。
[0015]下面結(jié)合附圖、【具體實施方式】和實施例對本實用新型做進一步詳細的說明。但附圖、【具體實施方式】和實施例并不限制本實用新型要求保護的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的一種外提升管式汽提器沿軸向的剖視圖；
[0017]圖2是圖1外提升管式汽提器中內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板沿軸向設置的局部放大圖；
[0018]圖3是圖1中內(nèi)環(huán)擋板的俯視圖；
[0019]圖4是圖2中A-A剖視圖，外環(huán)擋板的設置；
[0020]圖5是擋板上的第II噴嘴的放大結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖6是擋板上帶格柵的第I噴嘴的放大結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖7是圖6中帶格柵的第I噴嘴的俯視圖；
[0023]圖8是本實用新型的一種內(nèi)提升管式汽提器沿軸向的剖視圖；
[0024]圖1至圖8中的附圖標記為:
[0025]1.汽提器，2.內(nèi)環(huán)汽提擋板，3.外環(huán)汽提擋板，401.—段汽提蒸汽分布器，402.二段汽提蒸汽分布器，5.裙板，601.—段汽提蒸汽管，602.二段汽提蒸汽管，7.汽提器筒體，
8.沉降器，9.待生立管，9'.待生斜管，10.提升管，11.第I噴嘴，12.格柵，13.第II噴嘴
具體實施方
[0026]如圖1所示，本實用新型是一種催化裂化汽提器I，這種汽提器I是一種外提升管式汽提器I (提升管設于汽提器I的外部，圖中未示出)，用于沉降器8汽提段夾帶油氣的待生催化劑的汽提；如圖1所示，該催化裂化汽提器I包括垂直設置的汽提器筒體7，汽提器筒體7內(nèi)設置汽提擋板和汽提蒸汽分布器，汽提擋板分內(nèi)環(huán)汽提擋板2和外環(huán)汽提擋板3，內(nèi)環(huán)汽提擋板2和外環(huán)汽提擋板3由支撐架(未畫出)焊接在汽提器筒體7的內(nèi)壁上。汽提蒸汽分布器包括一段汽提蒸汽分布器401和二段汽提蒸汽分布器402，分別與一段汽提蒸汽管601和二段汽提蒸汽管602相連。在汽提器筒體7內(nèi)從上至下設置多層內(nèi)環(huán)汽提擋板2和多層外環(huán)汽提擋板3，內(nèi)環(huán)汽提擋板2和外環(huán)汽提擋板2交替安裝，每層內(nèi)環(huán)汽提擋板2和外環(huán)汽提擋板3上均有孔，孔上設有噴嘴，所述噴嘴分為兩種結(jié)構(gòu)，一種是內(nèi)徑為Φ20?50mm的第II噴嘴13，另一種是內(nèi)徑Φ 100?250mm的第I噴嘴11，兩種噴嘴沿每層汽提擋板徑向交替排列，一圈第II噴嘴13均布，接下來是一圈第I噴嘴11均布，每層汽提擋板上設置多圈交替排列的第I噴嘴11和第II噴嘴13，第I噴嘴11的中部安裝有一層高度為IO-1OOmm格柵12。
[0027]所述第I噴嘴11和第II噴嘴13均可帶有耐磨襯里或陶瓷襯里。
[0028]所述格柵12的內(nèi)孔可以是四邊形或五邊形等多邊形，孔的內(nèi)切圓的直徑在Φ 30?80mm之間。詳圖見圖6和圖7。
[0029]圖1所示的汽提蒸汽分布器為環(huán)狀的汽提蒸汽分布器，也可以采用樹枝狀的汽提蒸汽分布器。汽提器I的底部設有待生立管9或待生斜管9'。
[0030]汽提器筒體7內(nèi)設置二組以上的汽提擋板，每組汽提擋板是由內(nèi)環(huán)汽提擋板2和外環(huán)汽提擋板3組成。圖1所示汽提器共設置了四組汽提擋板(即8層汽提擋板)，內(nèi)環(huán)汽提擋板上設置了 5圈噴嘴，外環(huán)汽提器擋板上設置了 2圈噴嘴。所述汽提器的汽提擋板中的錐形擋板與水平夾角為α (參見圖2)，α的變化范圍為30°?50°，優(yōu)選為35°?45°。相鄰錐形汽提擋板之間的距離為H，H的變化范圍為汽提器高度的0.05?0.3倍。
[0031]圖1所示汽提器的操作過程是這樣的:夾帶油氣的待生催化劑從沉降器8進入汽提器1，同時經(jīng)一段汽提蒸汽管601、一段汽提蒸汽分布器401和二段汽提蒸汽管602、二段汽提蒸汽分布器402分別向汽提器I內(nèi)通入一級汽提蒸汽和二級汽提蒸汽。待生催化劑首先在汽提器I的上方與頂部的內(nèi)環(huán)汽提擋板2接觸，然后自上而下由催化劑通道經(jīng)過各層外環(huán)汽提擋板3和內(nèi)環(huán)汽提擋板2，依次與上升的一、二級汽提蒸汽逆流接觸，將催化劑中夾帶的油氣置換出來。置換出來的油氣和汽提蒸汽向上流動進入沉降器8，再經(jīng)沉降器8去分餾塔進行分離。汽提過的待生催化劑進入設于汽提器I底部的待生立管9或待生斜管9'，最后進入再生器進行再生。在上述汽提過程中，一部分待生催化劑經(jīng)過汽提擋板上的帶格柵12的第I噴嘴向下流動，另一部分從內(nèi)外環(huán)擋板的間隙向下流動，汽提蒸汽則經(jīng)過汽提噴嘴向上流動，這些交替排列的兩種噴嘴使得待生催化劑與汽提蒸汽的逆流和錯流接觸更加充分，使得待生催化劑和汽提蒸汽在汽提器床層截面上的分布更加均勻，汽提擋板下方的空間得到了充分的利用。該過程減小了待生催化劑的返混程度，破碎了現(xiàn)有汽提器鼓泡床內(nèi)的大氣泡，大大提高了待生催化劑與汽提蒸汽的接觸效率，從而使整個汽提器的汽提效率明顯提高。如果汽提器的操作負荷不變，那么汽提蒸汽的用量就可以減少，從而節(jié)約能耗；如果汽提蒸汽用量不降低，那么汽提效率和汽提器有效使用空間的提高就可以增加汽提器內(nèi)催化劑的循環(huán)量，相當于可提高汽提器裝置的處理量。
[0032]圖8所示，是本實用新型的一種內(nèi)提升管的催化轉(zhuǎn)化催化劑汽提器。與圖1所示汽提器的主要不同之處是，提升管10設于汽提器I內(nèi)；一段汽提蒸汽管601和二段汽提蒸汽管602由汽提器的外部直接伸入汽提器I內(nèi)，分別與一段汽提蒸汽分布器401和二段汽提蒸汽分布器402相連。圖8所述汽提器I的內(nèi)環(huán)汽提擋板2是一個圓環(huán)狀錐形擋板，可以直接焊接于內(nèi)提升管上；外環(huán)汽提擋板3由支撐架固定于汽提器筒體7上。圖8所示汽提器的操作過程與圖1所示汽提器的操作過程基本相同，說明從略。
[0033]本實用新型的汽提器I及其內(nèi)的內(nèi)環(huán)汽提擋板2和外環(huán)汽提擋板3，均可采用各種金屬材料制造；汽提器I內(nèi)的內(nèi)環(huán)汽提擋板2和外環(huán)汽提擋板3均可采用各種常用部件及方法固定于汽提器內(nèi)。
[0034]本實用新型的各種汽提器，汽提器的高度為3?15m，直徑(內(nèi)徑)為0.6?6m。在操作過程中，操作線速為0.1?0.3m / S，采用一段或兩段汽提的方式，汽提介質(zhì)采用水蒸汽。
[0035]本實用新型圖1至圖8中，所有未說明的附圖標記的意義均參見本說明書“【專利附圖】

【附圖說明】”部分的說明。
[0036]本實用新型汽提器適用于各種催化裂化工藝夾帶油氣的待生催化劑的汽提以及夾帶氣體雜質(zhì)的再生催化劑的汽提，催化劑可以是各種類型的催化裂化催化劑。
【權利要求】
1.一種催化裂化汽提器，包括垂直設置的汽提器筒體，汽提器筒體內(nèi)設置汽提擋板和汽提蒸汽分布器，其特征在于:汽提擋板分內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板，在汽提器筒體內(nèi)從上至下設置多層內(nèi)環(huán)汽提擋板和多層外環(huán)汽提擋板，內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板交替安裝，每層內(nèi)環(huán)汽提擋板和外環(huán)汽提擋板上均有孔，孔上設有噴嘴，所述噴嘴分為兩種結(jié)構(gòu)，一種是內(nèi)徑為Φ20?50mm的第II噴嘴，另一種是內(nèi)徑Φ 100?250mm的第I噴嘴，兩種噴嘴沿每層汽提擋板徑向交替排列，一圈第II噴嘴均布，接下來是一圈第I噴嘴均布，每層汽提擋板上設置多圈交替排列的第I噴嘴和多圈交替排列的第II噴嘴，第I噴嘴的中部安裝有一層高度為IO-1OOmm格柵。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種催化裂化汽提器，其特征在于:汽提器筒體內(nèi)設置2?10層汽提擋板。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種催化裂化汽提器，其特征在于:所述第I噴嘴和第II噴嘴均帶有耐磨襯里或陶瓷襯里。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種催化裂化汽提器，其特征在于:汽提擋板沿徑向設置2?6圈噴嘴。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種催化裂化汽提器，其特征在于:所述格柵內(nèi)孔是多邊形，孔的內(nèi)切圓的直徑在Φ30?80mm之間。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種催化裂化汽提器，其特征在于:所述格柵內(nèi)孔是四邊形或五邊形。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種催化裂化汽提器，其特征在于:所述汽提器的汽提擋板由錐形汽提擋板組成，錐形汽提擋板中的錐形擋板與水平夾角為α，α的變化范圍為30。?50°。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種催化裂化汽提器，其特征在于:所述α為35°?45°。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種催化裂化汽提器，其特征在于:所述相鄰錐形汽提擋板之間的距離為H，H的變化范圍為汽提器高度的0.05?0.3倍。
【文檔編號】C10G11/16GK203653494SQ201320848483
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權日:2013年12月13日
【發(fā)明者】李國智, 馬艷梅, 張振千, 王松江, 田耕, 夏金法, 雷世遠, 張軍 申請人:中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司