一種外提升管旋流快分設計方法及反應器的制造方法
【專利摘要】一種外提升管旋流快分設計方法,屬于石油化工、流態(tài)化、烯烴芳烴生產設備技術領域,用于解決外提升管反應沉降器停留時間長、結焦問題。包括外提升管、油氣與催化劑流出、氣固快速分離、催化劑排出、凈化氣排出,其特征是:采用上進氣及上排氣的多股旋流快速分離系統(tǒng),與外提升管反應器上端有機連接,并與頂旋及汽提段形成密閉連接系統(tǒng)。還提供了實現(xiàn)本發(fā)明方法的進氣套管、直插進氣管、旋流器、中心排氣管設備。該方法及反應器結構緊湊、效率高,可實現(xiàn)全密閉快速分離、解決沉降器結焦問題,并降低干氣產率、提高產品收率。應用于外單或雙提升管催化裂化裝置等。
【專利說明】
一種外提升管旋流快分設計方法及反應器
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于流態(tài)化、石油化工、烯烴生產、芳烴生產設備技術領域,特別涉及一種外提升管旋流快分設計方法及反應器。
【背景技術】
[0002]煉油廠催化裂化裝置提升管反應器出口都設有氣固快速分離裝置,用于實現(xiàn)油氣與催化劑快速分離、終止裂化反應。如同軸式催化裂化裝置(外提升管反應器)通常采用粗旋,其效率可達95 %以上,粗旋料腿是在正壓差條件下排出催化劑,同時排出15 %?30 %油氣,這部分油氣在沉降器下部慢速上升到上部停留時間在30?90秒,在500°C高溫下存在明顯的過度熱裂化、縮合等反應,干氣產率增加、輕質油收率降低,加工重質油時甚至導致沉降器結焦。有的裝置將粗旋排氣管向上延伸到頂旋入口附近,這種方案油氣主流停留時間縮短,但粗旋料腿排出的油氣在沉降器停留時間更長(達100秒),沉降器有結焦更嚴重的趨勢。
[0003]為降低油氣在沉降器停留時間,專利ZL200420037425.1適用于外提升管反應器,其出口采用粗旋快分,將粗旋與頂旋密閉連接,設置油氣導管將沉降器下部的油氣(粗旋料腿排出油氣、汽提氣體、防焦蒸汽混合氣體)導流至頂旋人口,降低油氣停留時間。這種方案在一定程度上可減輕過度熱裂化及結焦,但粗旋料腿仍是正壓差排料,仍會有油氣從料腿排出,沉降器下部有結焦機會,另外粗旋料腿排出的油氣速度較高,對沉降器下部催化劑擾動,使該區(qū)域催化劑密度增大,在此區(qū)域引出油氣會使頂旋入口催化劑密度增加,導致催化劑帶出量增加,另外該方案設計不當容易導致催化劑大量跑損。目前迫切需要一種密閉快速分離技術,解決同軸式催化裂化裝置(外提升管反應器)沉降器結焦問題,并避免沉降器過度熱裂化、縮合等反應,降低干氣產率、提高輕質油收率。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種外提升管旋流快分設計方法,解決同軸式催化裂化裝置外提升管沉降器結焦問題,并避免沉降器過度熱裂化、縮合等反應,降低干氣產率、提高輕質油收率。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的方法是:包括外提升管、油氣與催化劑流出、氣固快速分離、催化劑排出、凈化氣排出,其特征是:采用上進氣及上排氣的多股旋流快速分離系統(tǒng),與外提升管反應器上端有機連接,并與頂旋及汽提段形成密閉連接系統(tǒng)。
[0006]—種外提升管旋流快分反應器,包括沉降器、外提升管、頂旋、料腿、翼閥、汽提段及上進排氣旋流快速分離器,上進排氣旋流快速分離器由進氣管、中心排氣管、旋流器、密封罩組成;進氣管是I根進氣套管,自上向下沿軸心伸到密封罩內部與多流道旋流器連接,或是若干直插進氣管,分別自上向下伸到密封罩內部與單流道旋流器連接;中心排氣管下端與密封罩頂部連接或伸到其內部,上端與頂旋密閉連接;外提升管上端折疊與進氣套管上端連接,或是經三通管或進氣室與若干直插進氣管上端連接。
[0007]進一步,進氣室是圓筒結構設置在密封罩上方,進氣室底部經隔離板與密封罩頂部連接,其側面開口與外提升管出口連接,若干直插進氣管上端伸入其內。
[0008]進一步,密封罩下端位于沉降器下部;或是密封罩下端與汽提段上端或沉降器底部連接,在密封罩下部設置氣窗。
[0009]進一步,還可以在沉降器下部設置密封板;或設置導流管,其下端與密封罩下部連接,其上端將翼閥包裹。
[0010]進一步,還可以另I外提升管反應器上端同時與進氣套管上端或進氣室連接,或單獨與I根直插進氣管及其單流道旋流器連接。
[0011]進一步,還可以應用于無沉降器方案。
[0012]本發(fā)明創(chuàng)新點和積極效果:
[0013]本發(fā)明創(chuàng)新點是:1、采用上進氣及上排氣的多股旋流快速分離系統(tǒng),與外提升管反應器上端有機連接,并與頂旋及汽提段形成密閉連接系統(tǒng)。2、設計了進氣套管、直插進氣管、多流道旋流器連接、單流道旋流器、中心排氣管設備,與外提升管反應器及其相互間有機銜接。
[0014]本發(fā)明積極效果是:1、適用于外提升管反應器,結構緊湊、效率高,可實現(xiàn)全密閉快速分離、解決沉降器結焦問題,降低干氣產率、提高輕質油收率;2、解決了雙外提升管反應器的快速分離系統(tǒng)難題。
【附圖說明】
[0015]圖1是一種外提升管旋流快分設計方法及反應器示意圖。
[0016]1-頂旋,2-中心排氣管,3-進氣套管,4-多流道旋流器,5-外提升管,6-密封罩,7-料腿,8-翼閥,9-氣窗,10-汽提段,12-沉降器,13-密封板,14-蒸汽環(huán)管。
[0017]圖2是另一種外提升管旋流快分設計方法及反應器示意圖。
[0018]1-頂旋,2-中心排氣管,3-進氣套管,4-多流道旋流器,5-外提升管,6-密封罩,7-料腿,8-翼閥,9-氣窗,10-汽提段,11-另I外提升管,12-沉降器,13-密封板,14-蒸汽環(huán)管。
[0019]圖3是另一種外提升管旋流快分設計方法及反應器示意圖。
[0020]1-頂旋,2-中心排氣管,3A-直插進氣管,4A-單流道旋流器,5-外提升管,6-密封罩,7-料腿,8-翼閥,9-氣窗,10-汽提段,12-沉降器,13-密封板,14-蒸汽環(huán)管,15-三通管。
[0021]圖4是另一種外提升管旋流快分設計方法及反應器示意圖。
[0022]1-頂旋,2-中心排氣管,3A-直插進氣管,4A-單流道旋流器,5_外提升管,6_密封罩,7-料腿,8-翼閥,9-氣窗,10-汽提段,12-沉降器,13-密封板,14-蒸汽環(huán)管,16-進氣室,17-隔離板。
[0023]圖5是另一種外提升管旋流快分設計方法及反應器示意圖。
[0024]1-頂旋,2-中心排氣管,3A-直插進氣管,4A-單流道旋流器,5_外提升管,6_密封罩,7-料腿,8-翼閥,9-氣窗,10-汽提段,11-另I外提升管,12-沉降器,13-密封板,14-蒸汽環(huán)管,16-進氣室,17-隔離板。
[0025]圖6是另一種外提升管旋流快分設計方法及反應器示意圖。
[0026]1-頂旋,2-中心排氣管,3A-直插進氣管,4A-單流道旋流器,5-外提升管,6-密封罩,7-料腿,8-翼閥,9A-導流管,10-汽提段,16-進氣室,17-隔尚板。
【具體實施方式】
[0027]見圖1,密封罩6下端與汽提段10上端或沉降器12底部連接,其下部設有若干氣窗9。進氣套管3自上向下伸入密封罩6內與多流道(推薦2?4)旋流器4連接,外提升管5上端折疊與進氣套管3上端連接;中心排氣管2自上向下沿中心線穿過進氣套管3伸入密封罩6內,上端與頂旋I入口連接,頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接。沉降器12下部設有密封板13、頂部設有蒸汽環(huán)管14,料腿7下部及翼閥8伸到密封板13下方。
[0028]見圖2,密封罩6下端與汽提段10上端或沉降器12底部連接,其下部設有若干氣窗9。進氣套管3自上向下伸入密封罩6內與多流道(推薦2?4)旋流器4連接,外提升管5及另I外提升管11上端折疊與進氣套管3上端連接;中心排氣管2自上向下沿中心線穿過進氣套管3伸入密封罩6內,上端與頂旋I入口連接,頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接。沉降器12下部設有密封板13、頂部設有蒸汽環(huán)管14,料腿7下部及翼閥8伸到密封板13下方。
[0029]見圖3,密封罩6下端與汽提段10上端或沉降器12底部連接,其下部設有若干氣窗9。2根直插進氣管3A對稱布置自上向下伸入密封罩6內與2只單流道旋流器4A連接,外提升管5上端折疊經三通管15與2根直插進氣管3A上端連接;中心排氣管2下端與密封罩6頂部連接或伸入密封罩6內,上端與頂旋I入口連接,頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接。沉降器12下部設有密封板13、頂部設有蒸汽環(huán)管14,料腿7下部及翼閥8伸到密封板13下方。
[0030]見圖4、圖5,密封罩6下端與汽提段10上端或沉降器12底部連接,其下部設有若干氣窗9。進氣室16是圓筒結構設在密封罩6上方,進氣室16底部經隔離板17與密封罩6頂部連接。3?4根直插進氣管3A沿截園對稱布置自上向下穿過隔離板17伸入密封罩6內與3?4只單流道旋流器4A連接,其上端伸入進氣室16內。外提升管5上端(圖5另I外提升管11上端同時)折疊與進氣室16側面連接并連通;中心排氣管2沿中心線自上向下穿過進氣室16、隔離板17伸入密封罩6內部,其上端與頂旋I入口連接,頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接。沉降器12下部設有密封板13、頂部設有蒸汽環(huán)管14,料腿7下部及翼閥8伸到密封板13下方。
[0031]見圖6,密封罩6下端與汽提段10上端連接,其下部與導流管9A連接。進氣室16是圓筒結構設在密封罩6上方,進氣室16底部經隔離板17與密封罩6頂部連接。3?4根直插進氣管3A沿截園對稱布置自上向下穿過隔離板17伸入密封罩6內與3?4只單流道旋流器4A連接,其上端伸入進氣室16內。外提升管5上端折疊與進氣室16側面連接并連通;中心排氣管2沿中心線自上向下穿過進氣室16、隔離板17伸入密封罩6內部,其上端與頂旋I入口連接,頂旋I下端與料腿7、翼閥8連接,料腿7下部及翼閥8伸到導流管9A內部。
[0032]參見圖1、圖2,反應油氣與催化劑混合物從外提升管5上端流出,經進氣套管3進入多流道(推薦2?4)旋流器4 (圖2,另I外提升管11的反應油氣與催化劑同時進入),多股旋流(推薦2?4)切線方向流出在密封罩6內形成強力旋流、產生超強離心力,在超強離心力作用下進行氣固分離,分離效率達98.5%?99.9%。初級凈化油氣經中心排氣管2引入頂旋1,在頂旋I進行2次離心分離,凈化油氣從頂旋I氣體出口排出。初級分離下來的催化劑沿密封罩6內壁落入下方的汽提段10。頂旋I分離下來的催化劑從料腿7、翼閥8排出經氣窗9進入下方的汽提段10。蒸汽環(huán)管14進入的防焦蒸汽、翼閥排出的少量油氣從氣窗9進入與汽提蒸汽一起從下口進入密封罩6。
[0033]參見圖3?圖6,反應油氣與催化劑混合物從外提升管5上端流出,圖3經三通管15及2根直插進氣管3A進入2只單流道旋流器4A,圖4?圖6經進氣室16及3?4根直插進氣管3A進入3?4只單流道旋流器4A (圖5,另I外提升管11的反應油氣與催化劑同時進入),2?4股旋流切線方向流出在密封罩6內形成強力旋流、產生超強離心力,在超強離心力作用下進行氣固分離,分離效率達98.5%?99.9%。初級凈化油氣經中心排氣管2引入頂旋1,在頂旋I進行2次離心分離,凈化油氣從頂旋I氣體出口排出。初級分離下來的催化劑沿密封罩6內壁落入下方的汽提段10。頂旋I分離下來的催化劑從料腿7、翼閥8排出經氣窗9 (圖6經導流管9A)進入下方的汽提段10。圖3?圖5蒸汽環(huán)管14進入的防焦蒸汽、翼閥排出的少量油氣從氣窗9進入與汽提蒸汽一起從下口進入密封罩6,圖6翼閥排出的少量油氣從導流管9A進入與汽提蒸汽一起從下口進入密封罩6。
【主權項】
1.一種外提升管旋流快分設計方法,包括外提升管、油氣與催化劑流出、氣固快速分離、催化劑排出、凈化氣排出,其特征是:采用上進氣及上排氣的多股旋流快速分離系統(tǒng),與外提升管反應器上端有機連接,并與頂旋及汽提段形成密閉連接系統(tǒng)。2.一種外提升管旋流快分反應器,包括沉降器、外提升管、頂旋、料腿、翼閥、汽提段及上進排氣旋流快速分離器,上進排氣旋流快速分離器由進氣管、中心排氣管、旋流器、密封罩組成;進氣管是I根進氣套管,自上向下沿軸心伸到密封罩內部與多流道旋流器連接,或是若干直插進氣管,分別自上向下伸到密封罩內部與單流道旋流器連接;中心排氣管下端與密封罩頂部連接或伸到其內部,上端與頂旋密閉連接;外提升管上端折疊與進氣套管上端連接,或是經三通管或進氣室與若干直插進氣管上端連接。3.根據(jù)權利要求2所述的外提升管旋流快分反應器,其特征是:進氣室是圓筒結構設置在密封罩上方,進氣室底部經隔離板與密封罩頂部連接,其側面開口與外提升管出口連接,若干直插進氣管上端伸入其內。4.根據(jù)權利要求2所述的外提升管旋流快分反應器,其特征是:密封罩下端位于沉降器下部;或是密封罩下端與汽提段上端或沉降器底部連接,在密封罩下部設置氣窗。5.根據(jù)權利要求2所述的外提升管旋流快分反應器,其特征是:還可以在沉降器下部設置密封板;或設置導流管,其下端與密封罩下部連接,其上端將翼閥包裹。6.根據(jù)權利要求2所述的外提升管旋流快分反應器,其特征是:還可以另I外提升管反應器上端同時與進氣套管上端或進氣室連接,或單獨與I根直插進氣管及其單流道旋流器連接。7.根據(jù)權利要求2所述的外提升管旋流快分反應器,其特征是:還可以應用于無沉降器方案。
【文檔編號】B01D45/12GK105879794SQ201410751269
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月10日
【發(fā)明人】劉英聚
【申請人】劉英聚