反應(yīng)氣體中催化劑的高效洗滌裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反應(yīng)氣體中催化劑的高效洗滌裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在甲醇制低碳烯烴裝置中，流化床反應(yīng)器出口的反應(yīng)氣體中夾帶催化劑細(xì)粉，在急冷塔中必須被除去，否則進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)將造成塔器、換熱器、管線等的堵塞，導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增加，塔器分離效率下降，換熱器換熱效果下降，裝置消耗增加，運行周期縮短，影響裝置的正常運行，嚴(yán)重時必須停車進(jìn)行清洗。
[0003]在甲醇制低碳烯烴裝置中，急冷塔是一關(guān)鍵設(shè)備，流化床反應(yīng)器出口的反應(yīng)氣體從450?500 °C先預(yù)冷卻至240?280 V左右后，在急冷塔中進(jìn)一步了冷卻到100?150 V左右，同時除去反應(yīng)氣體中夾帶的催化劑細(xì)粉。由于目前甲醇制低碳烯烴裝置中的急冷塔氣液分布不均勻，對催化劑細(xì)粉的洗滌去除效果不好，一部分催化劑細(xì)粉隨著反應(yīng)氣體進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)，積聚在設(shè)備、管線內(nèi)壁，隨著運行時間的延長，后續(xù)塔器、換熱器、管線中的催化劑垢層逐漸增加，設(shè)備、管線通道逐漸減小，導(dǎo)致管道不暢，增加系統(tǒng)阻力，當(dāng)垢層達(dá)到一定厚度時，塔器的分離效率下降，換熱器的換熱效果下降，系統(tǒng)壓力明顯升高，惡化裝置的操作狀況，裝置操作負(fù)荷下降，使裝置消耗增加，運行周期縮短。對于甲醇制低碳烯烴裝置一般運行6個月后，塔器、換熱器、管線就將造成堵塞，系統(tǒng)阻力增加，裝置負(fù)荷下降，消耗增加，影響裝置的正常運行，直至被迫停車清洗。
[0004]反應(yīng)氣體中催化劑細(xì)粉在急冷塔中洗滌去除效率不高造成的系統(tǒng)堵塞是甲醇制低碳烯烴裝置長周期運行的主要瓶頸，不僅影響裝置的整體運行周期，也增加了設(shè)備清洗費用和停、開車過程中原料及產(chǎn)品的損失浪費，影響裝置的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在急冷塔中將催化劑細(xì)粉去除，避免進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)造成堵塞，延長裝置的運行周期，具有十分重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]文獻(xiàn)CN1100851C介紹了烴類流化催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)物的急冷塔及急冷方法。急冷塔從上到下依次為氣相分離區(qū)、急冷傳熱及催化劑粉塵洗滌區(qū)、液位控制區(qū)，適合于對高溫帶催化劑粉塵反應(yīng)物的急冷。自沉降器來的高溫反應(yīng)物流引入急冷塔底部，急冷液引入急冷傳熱及催化劑粉塵洗滌區(qū)上部，反應(yīng)物流向上通過急冷傳熱及催化劑粉塵洗滌區(qū)與向下移動的急冷液直接接觸進(jìn)行熱交換，反應(yīng)物流攜帶的少量催化劑粉塵被急冷液帶走，與反應(yīng)物流接觸后的急冷液由含塵急冷液排出口出急冷塔，降溫后的反應(yīng)氣體向上通過氣相分離區(qū)自氣體出口出急冷塔。該方法在急冷塔殼體中部設(shè)有擋板作為催化劑洗滌區(qū)，急冷液與反應(yīng)氣體的接觸不充分，催化劑粉塵不能全部被洗滌下來，隨反應(yīng)氣體進(jìn)入上部的氣相分離區(qū)，影響裝置正常運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一，是對現(xiàn)有技術(shù)中存在的在甲醇制低碳烯烴裝置中，存在急冷塔設(shè)計不合理，氣液分布不均勻，氣液接觸不充分，催化劑細(xì)粉洗滌去除效率不高，催化劑細(xì)粉進(jìn)入后續(xù)塔器、換熱器和管線系統(tǒng)，造成后續(xù)設(shè)備、管線堵塞，導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增加，運行負(fù)荷下降，裝置消耗增加，運行周期縮短的問題，提供一種新的反應(yīng)氣體中催化劑的高效洗滌裝置。該高效洗滌裝置具有結(jié)構(gòu)合理，氣液接觸充分，催化劑細(xì)粉洗滌去除效率高，有效降低進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)的催化劑細(xì)粉，穩(wěn)定系統(tǒng)的阻力，維持裝置的較低消耗水平，延長裝置運行周期的優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二，是對現(xiàn)有技術(shù)中存在的在甲醇制低碳烯烴裝置中，存在急冷塔催化劑的洗滌方法和工藝條件不合理，催化劑細(xì)粉洗滌去除效率不高，催化劑細(xì)粉進(jìn)入后續(xù)塔器、換熱器和管線系統(tǒng)，造成后續(xù)設(shè)備、管線堵塞，導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增加，運行負(fù)荷下降，裝置消耗增加，操作運行成本高，運行周期縮短的問題，提供一種新的反應(yīng)氣體中催化劑的高效洗滌方法。該方法具有工藝條件合理，洗滌方法高效、有針對性，催化劑細(xì)粉洗滌去除效率高，有效降低進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)的催化劑細(xì)粉，穩(wěn)定系統(tǒng)的阻力，維持裝置的較低消耗水平，延長裝置運行周期的優(yōu)點。
[0008]為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種反應(yīng)氣體中催化劑的高效洗滌裝置，高效洗滌裝置由殼體、反應(yīng)氣體入口和出口、反應(yīng)氣體洗滌液入口和催化劑洗滌液出口組成，在洗滌裝置內(nèi)反應(yīng)氣體入口上方、反應(yīng)氣體洗滌液入口設(shè)置至少兩層由噴頭按幾何形狀排布組成的洗滌液噴淋層，上下相鄰噴淋層噴頭噴出方向中心線的夾角為(Γ180°，反應(yīng)氣體入口設(shè)置在高效洗滌裝置下部，反應(yīng)氣體出口設(shè)置在高效洗滌裝置頂部，反應(yīng)氣體洗滌液入口設(shè)置在于反應(yīng)氣體入口上方，催化劑洗滌液出口設(shè)置在高效洗滌裝置底部。
[0009]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述的反應(yīng)氣體洗滌液入口設(shè)置的反應(yīng)氣體洗滌液噴淋層的優(yōu)選范圍為3?10層，更優(yōu)選范圍為3?4層；每層噴淋層噴頭的排布密度的優(yōu)選范圍為Γ4個噴頭/m2，更優(yōu)選范圍為Γ2個噴頭/m2 ;上下相鄰噴淋層噴頭噴出方向中心線的夾角的優(yōu)選范圍為0?50°或130?180°，更優(yōu)選范圍為(Γ30°或15(Tl80° ;每層噴頭排布的幾何形狀是正方形、長方形、正三角形、同心圓環(huán)形中的至少一種；所述的噴頭是空心錐、實心錐、螺旋型、空氣霧化噴頭中的至少一種。
[0010]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案為，在高效洗滌裝置反應(yīng)氣體入口設(shè)置氣體分布器，氣體分布器型式是半圓管型、管式分布器、樹枝狀多孔型、雙列葉片式中的至少一種。
[0011]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案為，在噴淋層上方設(shè)置除沫器，除沫器是板式除沫器、絲網(wǎng)除沫器、泡罩板、篩板、填料中的至少一種；除沫器為泡罩板、篩板的理論板數(shù)的優(yōu)選范圍為I飛塊，更優(yōu)選范圍為廣2塊；除沫器為填料的理論板數(shù)的優(yōu)選范圍為I飛塊，更優(yōu)選范圍為2塊。
[0012]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案為，在反應(yīng)氣體洗漆液入口噴淋層下方、反應(yīng)氣體入口上方設(shè)置塔板或填料；塔板或填料的理論板數(shù)的優(yōu)選范圍為廣10塊，更優(yōu)選范圍為2飛塊；所述的塔板是浮閥、篩孔、泡罩、導(dǎo)向篩孔、旋轉(zhuǎn)塔板中的至少一種；所述的填料是格柵、規(guī)整波紋填料、拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、矩鞍填料中的至少一種。
[0013]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案為，在高效洗滌裝置底部催化劑洗滌液出口設(shè)置催化劑回收裝置，回收裝置包括催化劑沉降槽和催化劑過濾機(jī)，高效洗滌裝置底部洗滌液出口與催化劑沉降槽進(jìn)口連接，催化劑沉降槽出口與催化劑過濾機(jī)進(jìn)口連接；催化劑過濾機(jī)是過濾器、離心式過濾機(jī)、加壓過濾機(jī)、葉片式過濾機(jī)、真空式過濾機(jī)、板筐式壓濾機(jī)中的至少一種。
[0014]為解決上述技術(shù)問題之二，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種反應(yīng)氣體中催化劑的高效洗滌方法，采用上述的任意一種反應(yīng)氣體中催化劑的高效洗滌裝置，洗滌方法包括以下幾個步驟:
a)將溫度為1(T300°C、與反應(yīng)氣體的重量比為0.3^18的反應(yīng)氣體洗滌液，從洗滌塔的噴淋層中對噴噴出，與反應(yīng)氣體接觸洗滌；
b)洗滌后的反應(yīng)氣體以0.2^50m/s的速度進(jìn)入噴淋層上方后去分離塔