一種催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的難以實(shí)時(shí)測(cè)量、計(jì)算困難等問題。本實(shí)用新型設(shè)有保溫管(2)、流量控制器、溫度傳感器和計(jì)算機(jī)。催化裂化裝置的待生斜管(1)沿保溫管的軸向從保溫管穿過，與保溫管之間形成傳熱通道(11)。保溫管在傳熱通道下部的位置設(shè)有流體介質(zhì)入口管(3)，在傳熱通道上部的位置設(shè)有流體介質(zhì)出口管(4)。待生斜管在傳熱通道中的管段所設(shè)的襯里為導(dǎo)熱耐磨襯里(7)，傳熱通道中設(shè)有擾流元件(8)。第一測(cè)溫點(diǎn)(9)、第二測(cè)溫點(diǎn)(10)、第三測(cè)溫點(diǎn)(5)和第四測(cè)溫點(diǎn)(6)分別安裝有所述的溫度傳感器。本實(shí)用新型可用于多種類型流化催化裂化裝置的催化劑循環(huán)量測(cè)定。
【專利說明】一種催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油加工領(lǐng)域的一種催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]催化裂化是石油加工的過程之一，是在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，生成裂化氣、汽油和柴油等產(chǎn)物的過程。劑油比是催化劑循環(huán)量與進(jìn)料量的質(zhì)量之比，是催化裂化裝置的主要操作參數(shù)。劑油比大，原料油就能與更多的催化劑接觸，催化劑上的積炭少、失活程度小，從而使轉(zhuǎn)化率提高，但也會(huì)使焦炭產(chǎn)率增加；劑油比太小，會(huì)增加熱裂化反應(yīng)的比例，使產(chǎn)品質(zhì)量變差。劑油比是通過控制催化裂化裝置的催化劑循環(huán)量與新鮮原料量之比而得到控制調(diào)節(jié)的；催化劑循環(huán)量是全裝置操作和控制的關(guān)鍵變量，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作及控制的一個(gè)重要依據(jù)。
[0003]長(zhǎng)期以來，工程技術(shù)人員都是通過兩器熱平衡計(jì)算法、碳平衡法及滑閥壓降法等方法來估計(jì)催化劑循環(huán)量的大小，這些方法存在著如下問題:(I)兩器熱平衡計(jì)算法，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，難以由過程儀表在線實(shí)時(shí)測(cè)量。傳統(tǒng)的熱平衡計(jì)算方法只能應(yīng)用在裝置的工藝標(biāo)定中，無法滿足過程實(shí)時(shí)控制催化劑循環(huán)量和劑油比的要求。(2)碳平衡法，由于再生催化劑與待生催化劑含碳量相差不太大，因此要求含碳分析可靠，略有誤差或取樣代表性不好，便會(huì)引起計(jì)算結(jié)果的大幅度波動(dòng)。且該方法只能通過離線化驗(yàn)和計(jì)算得到結(jié)果，有很大的時(shí)間滯后，不能滿足生產(chǎn)監(jiān)控及控制的實(shí)時(shí)性要求。(3)滑閥壓降法，由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中滑閥的開度是變化的，流通面積計(jì)算起來比較難確定，計(jì)算的可靠性差。(4)采用提升管動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型在線計(jì)算催化裂化反應(yīng)熱得到催化裂化裝置催化劑的循環(huán)量，由于過程本身的復(fù)雜性，使提升管反應(yīng)器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的某些模型參數(shù)存在著不確定性，只能估計(jì)大概的數(shù)值,并要通過實(shí)際數(shù)據(jù)來修正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置，以解決現(xiàn)有的催化劑循環(huán)量測(cè)定技術(shù)分別存在的難以實(shí)時(shí)測(cè)量、計(jì)算困難等問題。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置，其特征在于:它設(shè)有保溫管、流量控制器、溫度傳感器和計(jì)算機(jī)，保溫管的頂部和底部分別設(shè)有頂部端板和底部端板，保溫管安裝于催化裂化裝置的待生斜管上，待生斜管沿保溫管的軸向從保溫管穿過，待生斜管與保溫管之間形成傳熱通道，保溫管在傳熱通道下部的位置設(shè)有流體介質(zhì)入口管，在傳熱通道上部的位置設(shè)有流體介質(zhì)出口管，待生斜管在傳熱通道中的管段所設(shè)的襯里為導(dǎo)熱耐磨襯里，傳熱通道中設(shè)有擾流元件，待生斜管位于保溫管頂部端板和底部端板位置的管內(nèi)分別設(shè)有第一測(cè)溫點(diǎn)和第二測(cè)溫點(diǎn)，流體介質(zhì)入口管內(nèi)設(shè)有第三測(cè)溫點(diǎn)，流體介質(zhì)出口管內(nèi)靠近保溫管外壁的位置設(shè)有第四測(cè)溫點(diǎn)，各測(cè)溫點(diǎn)分別安裝有所述的溫度傳感器，流量控制器以及各溫度傳感器均通過信號(hào)線與計(jì)算機(jī)相連。[0006]采用本實(shí)用新型，具有如下的有益效果:可以快速地在線實(shí)時(shí)測(cè)定催化裂化催化劑的循環(huán)量，方法實(shí)用簡(jiǎn)單；不存在計(jì)算上的困難、計(jì)算結(jié)果精確可靠，能為實(shí)時(shí)控制催化劑循環(huán)量和劑油比提供數(shù)據(jù)。詳細(xì)的說明，見本說明書【具體實(shí)施方式】部分本實(shí)用新型的操作過程。
[0007]本實(shí)用新型可用于多種類型連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的流化催化裂化工業(yè)生產(chǎn)裝置(例如常規(guī)提升管催化裂化裝置、下行床催化裂化裝置、油劑短接觸時(shí)間的催化裂化裝置)，進(jìn)行催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定，為指導(dǎo)生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)催化裂化裝置的優(yōu)化操作及控制提供重要的依據(jù)。本實(shí)用新型還可以用于流化催化裂化模擬試驗(yàn)裝置，進(jìn)行流化催化裂化試驗(yàn)研究。
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖和【具體實(shí)施方式】并不限制本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置安裝于催化裂化裝置待生斜管上的示意圖。
[0010]圖2是圖1中的K一K剖面圖。
[0011]圖1和圖2中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參見圖1和圖2，本實(shí)用新型催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置(簡(jiǎn)稱為測(cè)定裝置，催化裂化催化劑簡(jiǎn)稱為催化劑)設(shè)有保溫管2、流量控制器(圖略)、溫度傳感器(圖略)和計(jì)算機(jī)(圖略)。保溫管2的頂部和底部分別設(shè)有頂部端板和底部端板。保溫管2由內(nèi)、外層金屬殼體以及填充于這兩層金屬殼體之間的保溫材料組成；內(nèi)、夕卜層金屬殼體的材料一般為不銹鋼，保溫材料一般為硅酸鋁。
[0013]保溫管2安裝于催化裂化裝置的待生斜管I上，待生斜管I由金屬管和襯里組成。待生斜管I沿保溫管2的軸向從保溫管2穿過，待生斜管I與保溫管2之間形成傳熱通道
11。保溫管2在傳熱通道11下部的位置設(shè)有流體介質(zhì)入口管3，在傳熱通道11上部的位置設(shè)有流體介質(zhì)出口管4。待生斜管I在傳熱通道11中的管段所設(shè)的襯里為導(dǎo)熱耐磨襯里7，導(dǎo)熱耐磨襯里7的材料一般為碳化硅、剛玉等。傳熱通道11中設(shè)有擾流元件8，擾流元件8的材料一般為不銹鋼。
[0014]待生斜管I位于保溫管2頂部端板和底部端板位置的管內(nèi)分別設(shè)有第一測(cè)溫點(diǎn)9和第二測(cè)溫點(diǎn)10，流體介質(zhì)入口管3內(nèi)(不限制具體位置)設(shè)有第三測(cè)溫點(diǎn)5，流體介質(zhì)出口管4內(nèi)靠近保溫管2外壁的位置設(shè)有第四測(cè)溫點(diǎn)6 ;各測(cè)溫點(diǎn)分別安裝有所述的溫度傳感器。流量控制器以及各溫度傳感器均通過信號(hào)線與計(jì)算機(jī)相連(圖略)。
[0015]擾流元件8的作用是對(duì)在傳熱通道11中流動(dòng)的流體介質(zhì)進(jìn)行擾流，防止流體介質(zhì)從流體介質(zhì)入口管3到流體介質(zhì)出口管4走短路，強(qiáng)化流體介質(zhì)與待生斜管I內(nèi)的待生催化劑進(jìn)行熱交換。本實(shí)用新型的優(yōu)選方案是，如圖1、圖2所示，擾流元件8為若干個(gè)帶有內(nèi)孔的弓形折流板，沿待生斜管I的軸向設(shè)置(最好是等距離設(shè)置)且垂直于待生斜管I ;待生斜管I從各弓形折流板的內(nèi)孔穿過。各弓形折流板的內(nèi)孔與待生斜管I的外壁相連(與待生斜管I金屬管的外壁焊接連接)，圓弧邊與保溫管2的內(nèi)壁相連(與保溫管2的內(nèi)層金屬殼體焊接連接)，弦邊與保溫管2的內(nèi)壁之間形成流道12。相鄰的兩個(gè)弓形折流板，其中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)繞待生斜管I旋轉(zhuǎn)180度設(shè)置。本實(shí)用新型還可以使用其它各種常用的擾流元件，例如繞待生斜管I設(shè)置的螺旋形翅片，等等；詳細(xì)說明從略。
[0016]保溫管2的長(zhǎng)度L 一般為3?6米，內(nèi)直徑B —般為待生斜管I外直徑A的1.2?3倍，厚度C 一般為0.5?0.8米。.[0017]本實(shí)用新型催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置，主要由上述的保溫管2、流體介質(zhì)入口管
3、流體介質(zhì)出口管4、流量控制器、溫度傳感器和計(jì)算機(jī)組成。
[0018]下面結(jié)合圖1和圖2說明采用本實(shí)用新型測(cè)定裝置測(cè)定催化劑循環(huán)量的操作過程。待生催化劑在待生斜管I內(nèi)傾斜向下流動(dòng)。流體介質(zhì)(空氣和氮?dú)?從流體介質(zhì)入口管3進(jìn)入傳熱通道11中，經(jīng)弓形折流板之間的空間以及流道12向上折流流動(dòng)，最后從流體介質(zhì)出口管4流出。在上述的過程中，待生催化劑與流體介質(zhì)逆向流動(dòng)，通過待生斜管I的金屬管壁、導(dǎo)熱耐磨襯里7以及弓形折流板進(jìn)行熱交換；待生催化劑放熱后溫度下降，流體介質(zhì)吸熱后溫度升高。安裝在第一測(cè)溫點(diǎn)9和第二測(cè)溫點(diǎn)10的溫度傳感器測(cè)得的待生催化劑的溫度分別是Tl和T2，安裝在第三測(cè)溫點(diǎn)5和第四測(cè)溫點(diǎn)6的溫度傳感器測(cè)得的流體介質(zhì)的溫度分別為T3和T4。進(jìn)入流體介質(zhì)入口管3的流體介質(zhì)的流量，由流量控制器控制。
[0019]流量控制器以及各溫度傳感器分別通過信號(hào)線將流體介質(zhì)流量以及T1、T2、T3、T4的數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)由局部熱平衡計(jì)算出催化劑的循環(huán)量，計(jì)算公式為:催化劑循環(huán)量=流體介質(zhì)流量X [流體介質(zhì)比熱X (Τ4-Τ3)] +[待生催化劑比熱X (Τ1-Τ2)]。這樣，就可以快速地在線實(shí)時(shí)測(cè)定出催化裂化裝置的催化劑循環(huán)量。催化劑循環(huán)量偏離設(shè)定值時(shí)，計(jì)算機(jī)可以快速地向催化裂化裝置的再生滑閥發(fā)出指令，實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)催化劑循環(huán)量以及劑油比。上述的計(jì)算公式中，催化劑循環(huán)量和流體介質(zhì)流量的單位均為千克/小時(shí)，溫度的單位為。C，流體介質(zhì)比熱和待生催化劑比熱的單位均為千焦/ (千克.。C)。流體介質(zhì)比熱和待生催化劑比熱是已知數(shù)。
[0020]在上述的催化劑循環(huán)量測(cè)定過程中，待生催化劑在待生斜管I內(nèi)流動(dòng)的過程中沒有反應(yīng)熱產(chǎn)生，流體介質(zhì)在傳熱通道11中流動(dòng)的過程中沒有相變化。而且流體介質(zhì)從待生斜管I中的待生催化劑吸收部分熱量，并不影響催化裂化反應(yīng)的進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置，其特征在于:它設(shè)有保溫管(2)、流量控制器、溫度傳感器和計(jì)算機(jī)，保溫管(2)的頂部和底部分別設(shè)有頂部端板和底部端板，保溫管(2)安裝于催化裂化裝置的待生斜管(I)上，待生斜管(I)沿保溫管(2)的軸向從保溫管(2)穿過，待生斜管(I)與保溫管(2)之間形成傳熱通道(11)，保溫管(2)在傳熱通道(11)下部的位置設(shè)有流體介質(zhì)入口管(3)，在傳熱通道(11)上部的位置設(shè)有流體介質(zhì)出口管(4)，待生斜管(I)在傳熱通道(11)中的管段所設(shè)的襯里為導(dǎo)熱耐磨襯里(7)，傳熱通道(11)中設(shè)有擾流元件(8)，待生斜管(I)位于保溫管(2)頂部端板和底部端板位置的管內(nèi)分別設(shè)有第一測(cè)溫點(diǎn)(9)和第二測(cè)溫點(diǎn)(10)，流體介質(zhì)入口管(3)內(nèi)設(shè)有第三測(cè)溫點(diǎn)(5)，流體介質(zhì)出口管(4)內(nèi)靠近保溫管(2)外壁的位置設(shè)有第四測(cè)溫點(diǎn)(6)，各測(cè)溫點(diǎn)分別安裝有所述的溫度傳感器，流量控制器以及各溫度傳感器均通過信號(hào)線與計(jì)算機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置，其特征在于:擾流元件(8)為若干個(gè)帶有內(nèi)孔的弓形折流板，沿待生斜管(I)的軸向設(shè)置且垂直于待生斜管(1)，待生斜管(I)從各弓形折流板的內(nèi)孔穿過，各弓形折流板的內(nèi)孔與待生斜管(I)的外壁相連，圓弧邊與保溫管(2)的內(nèi)壁相連，弦邊與保溫管(2)的內(nèi)壁之間形成流道(12)，相鄰的兩個(gè)弓形折流板，其中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)繞待生斜管(I)旋轉(zhuǎn)180度設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求 1或2所述的催化裂化催化劑循環(huán)量的測(cè)定裝置，其特征在于:保溫管(2)的長(zhǎng)度為3~6米，內(nèi)直徑為待生斜管(I)外直徑的1.2~3倍，厚度為0.5~0.8米。
【文檔編號(hào)】G01F1/00GK203772321SQ201420133237
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】樊麥躍, 王文柯, 陳曼橋, 湯海濤 申請(qǐng)人:中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司