一種同軸無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法及設備的制作方法
【專利摘要】一種同軸無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法，屬于石油化工、流態(tài)化【技術領域】，用于解決同軸式沉降器結焦及油氣過度熱裂化問題。包括兩級氣固分離、料腿翼閥排料、油氣導出過程，其特征是：同軸無沉降器，采用兩折疊提升管、外置兩級旋流分離串聯，并設計了催化劑導流設施；催化劑導流設施與兩級旋流分離相互連接形成一個密閉分離系統，將二級翼閥排出的催化劑、油氣密閉導流至密閉分離系統，二級料腿翼閥采用垂直排料。該發(fā)明方法優(yōu)點：1、消除了沉降器結焦問題；2、密閉旋流快分氣固分離效率達98％以上，油氣停留時間小于5秒，明顯減少油氣過度熱裂化反應，降低干氣產率、提高產品產率；3、料腿排料流暢、避免串氣；4、便于設備檢修、大幅降低設備投資。還提供了實現本發(fā)明方法的兩折疊提升管反應器、外置兩級旋流分離器、垂直二級料腿、催化劑導流設備。應用于催化裂化、催化裂解等裝置。
【專利說明】一種同軸無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法及設備

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于石油化工、流態(tài)化【技術領域】，特別涉及一種同軸無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法及設備。

【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，用于實現油氣與催化劑快速分離、終止裂化反應。早期有傘帽、倒L、T型等結構型式，分離效率一般在70%?80%，分離后的油氣在直徑較大的沉降器內慢速上升，然后進入沉降器頂部二級分離器。這部分油氣在沉降器停留時間在20?50秒，在500°C高溫下仍存在過度熱裂化、縮合等反應，影響輕質油收率，在加工重質油時甚至在沉降器結焦。有的裝置提升管反應器出口設置I?4臺初級旋風分離器(簡稱粗旋)，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，影響輕質油收率，加工重質油時甚至在沉降器結焦。有的裝置將粗旋升氣管向上延伸到二級分離器入口附近，這種方案油氣主流停留時間大幅度縮短，但粗旋料腿排出的少量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，并降低設備投資，專利200710000133.9開發(fā)了一種粗旋內置的管式沉降器催化裂化裝置、專利200710000132.4開發(fā)了一種粗旋外置的管式沉降器催化裂化裝置。這兩項技術采用管式沉降器，提升管出口快速分離設施采用常規(guī)粗旋風分離器，粗旋料腿出口設置在汽提段上方位置，粗旋料腿排出的油氣速度較高，對催化劑擾動使該區(qū)域催化劑密度增大，使二級分離器入口催化劑密度增加，最終導致催化劑帶出量增加。另外二級分離器料腿采用折管結構、沒有設置翼閥，不利于細粉流動、容易串氣。
[0004]專利200610162084.4 一種無沉降器催化裂化裝置，該技術方案取消了沉降器，提升管出口快速分離設施采用旋流分離器，二級分離器外置。該方案中二級分離器料腿采用折管結構、沒有設置翼閥，不利于細粉流動、容易串氣。專利200610162095.2無沉降器催化裂化裝置，該技術方案取消了沉降器，提升管出口快速分離設施采用常規(guī)粗旋風分離器，二級分離器外置。該方案中二級分離器料腿采用折管結構不利于細粉流動，翼閥置于汽提段中容易被催化劑掩埋而造成二級分離器料腿下料不暢、催化劑大量跑損。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于同軸式裝置的無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法，解決油氣在沉降器中結焦及油氣過度熱裂化，料腿排料流暢、避免串氣，并便于設備檢修、大幅降低設備投資。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的方法是:包括兩級氣固分離、料腿翼閥排料、油氣導出過程，其特征是:同軸無沉降器，采用兩折疊提升管、外置兩級旋流分離串聯，并設計了催化劑導流設施；催化劑導流設施與兩級旋流分離相互連接形成一個密閉分離系統，并且二級料腿翼閥采用垂直排料。
[0007]—種實現所述發(fā)明方法的設備，包括兩折疊提升管反應器、兩級外置旋流分離器、二級料腿、翼閥、催化劑導流設備。
[0008]進一步，一級外置旋流分離器I臺，二級外置旋流分離器I?10臺，二級外置旋流分離器布置在一級外置旋流分離器周圍。
[0009]進一步，旋流分離器包括密封罩和旋流器；密封罩是直筒結構或是直筒與錐體組合結構，密封罩上端設有排氣管，下端與汽提段或料腿連接；旋流器設2?8個流道，流道是彎管結構或是蝸殼結構，截面是矩形或是梯形，流道水平設置或向下傾斜設置，設置排氣隔離筒或隔離錐或不設置，旋流器設置在密封罩內部，并與提升管或進氣管上端連接。
[0010]進一步，兩折疊提升管反應器是提升管水平或傾斜伸到一級密封罩中心位置向上折疊與一級旋流器連接，提升管折彎采用弧形直角彎或帶氣墊結構直角彎。
[0011 ] 進一步，催化劑導流設施是通道，截面是幾何形或是組合形或漸變形或異形，通道數量與二級分離器臺數相同或不相同，通道下端與一級密封罩下部或汽提段上部連接，上端將翼閥包裹并封閉，導流通道設置蒸汽管嘴或不設置。
[0012]進一步，二級料腿采用垂直結構，并下端設置翼閥。
[0013]進一步，二級旋流分離器是I臺時，兩級旋流器重疊布置，二級密封罩下部設置料腿，料腿根數I?10。
[0014]進一步，用于有沉降器裝置改造時，可保留原沉降器下部一段殼體，設置外置兩級旋流分離器，保留的下段殼體內設置蒸汽環(huán)管或不設置。
[0015]進一步，提升管是原料油主提升管，或是回煉油提升管或是汽油提升管或是輔助提升管，或是其與原料油主提升管合并后的提升管。
[0016]本發(fā)明創(chuàng)新點和積極效果:
[0017]本發(fā)明創(chuàng)新點是:1、同軸無沉降器，采用兩折疊提升管、外置兩級旋流分離串聯，并設計了催化劑導流設施；催化劑導流設施與兩級旋流分離形成一個密閉分離系統，將翼閥排出的催化劑、油氣密閉導流至密閉分離系統。2、兩折疊提升管反應器與旋流快速分離器銜接。3、二級旋流分離器采用垂直料腿，下端安裝翼閥。
[0018]本發(fā)明積極效果是:1、消除了沉降器結焦問題。2、密閉旋流快分氣固分離效率達98%以上，油氣停留時間小于5秒，并明顯減少油氣過度熱裂化反應，降低干氣產率、提高產品產率。3、料腿排料流暢、避免串氣。4、便于設備檢修、大幅降低設備投資。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是一種同軸無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法及設備示意圖。
[0020]1-出口總管，2- 二級排氣管，3- 二級旋流器，4- 二級密封罩，5- 二級進氣管，6_ —級排氣管，7- 一級旋流器，8- 一級密封罩，9-料腿，10-翼閥，11-催化劑導流管，12-提升管，13-汽提段，14-再生器。
[0021]圖2是另一種同軸無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法及設備示意圖。
[0022]1-隔離板，2- 二級排氣管，3- 二級旋流器，4- 二級密封罩，5- 一級排氣管，6_流化介質環(huán)管，7- 一級旋流器，8- 一級密封罩，9-料腿，10-翼閥，11-催化劑導流管，12-提升管，13-汽提段，14-再生器。
[0023]圖3是另一種同軸無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法及設備示意圖。
[0024]1-隔離板，2- 二級排氣管，3- 二級旋流器，4- 二級密封罩，5- 一級排氣管，6_流化介質環(huán)管，7-—級旋流器，8-—級密封罩，9-料腿，10-翼閥，12-提升管，13-汽提段，14-再生器，15-蒸汽環(huán)管，16-原沉降器下段。

【具體實施方式】
[0025]見圖1?圖3，提升管12水平伸到一級密封罩8中心位置向上折疊與一級旋流器7連接。一級密封罩8采用直筒結構，上端經一級排氣管6、二級進氣管5與二級旋流器3連接；二級旋流器3外側設有二級密封罩4，二級密封罩4采用直筒結構，上端設有二級排氣管2，下端連接料腿9及翼閥10。
[0026]圖1是I臺一級旋流分離器，若干臺二級旋流分離器布置在其周圍，密封罩8下端與汽提段13及再生器14連接，催化劑導流管11下端與一級密封罩8下部連接，上端將翼閥10包裹。
[0027]圖2是一、二級旋流分離器各I臺，重疊式布置方案，二級密封罩4底部設有流化介質環(huán)管6，下部器壁連接2根料腿9，催化劑導流管11下端與一級密封罩8下部連接，上端將翼閥10包裹。
[0028]圖3是有沉降器的同軸式裝置改造方案；一級密封罩8中部與原沉降器下段16頂蓋連接，一級密封罩8、料腿9下部伸到原沉降器下段16內部，原沉降器下段16頂部設有蒸汽環(huán)管15。
[0029]參見圖1?圖3，反應油氣、催化劑的混合物從提升管12出口流出進入一級旋流器7，然后沿切線方向進入一級密封罩8中，油氣和催化劑在一級密封罩8中做旋轉運動，在離心力作用下進行氣固分離，其分離效率達98%以上。一級凈化氣經一級排氣管6、二級進氣管5進入二級旋流器3，氣體切線方向進入二級密封罩4中做旋轉運動，再次進行離心分離，凈化氣經二級排氣管2排出。一級分離下來的催化劑沿一級密封罩8內壁落入下方的汽提段13中，二級分離下來的催化劑沿二級密封罩4內壁落入料腿9中，經翼閥10排入催化劑導流管11，靠重力排入下方的汽提段13(圖3翼閥10排出催化劑直接排入汽提段13)。翼閥10排出的少量油氣和汽提氣一起從下口進入一級密封罩8。
【權利要求】
1.一種同軸無沉降器兩級旋流串聯氣固分離方法，包括兩級氣固分離、料腿翼閥排料、油氣導出過程，其特征是:同軸無沉降器，采用兩折疊提升管、外置兩級旋流分離串聯，并設計了催化劑導流設施；催化劑導流設施與兩級旋流分離相互連接形成一個密閉分離系統，二級料腿翼閥采用垂直排料。
2.一種實現權利要求1所述發(fā)明方法的設備，包括兩折疊提升管反應器、兩級外置旋流分離器、二級料腿、翼閥、催化劑導流設備。
3.根據權利要求2所述的設備，其特征是:一級外置旋流分離器I臺，二級外置旋流分離器I?10臺，二級外置旋流分離器布置在一級外置旋流分離器周圍。
4.根據權利要求2所述的設備，其特征是:旋流分離器包括密封罩和旋流器；密封罩是直筒結構或是直筒與錐體組合結構，密封罩上端設有排氣管，下端與汽提段或料腿連接；旋流器設2?8個流道，流道是彎管結構或是蝸殼結構，截面是矩形或是梯形，流道水平設置或向下傾斜設置，設置排氣隔離筒或隔離錐或不設置，旋流器設置在密封罩內部，并與提升管或進氣管上端連接。
5.根據權利要求2所述的設備，其特征是:兩折疊提升管反應器是提升管水平或傾斜伸到一級密封罩中心位置向上折疊與一級旋流器連接，提升管折彎采用弧形直角彎或帶氣墊結構直角彎。
6.根據權利要求2所述的設備，其特征是:催化劑導流設施是通道，截面是幾何形或是組合形或漸變形或異形，通道數量與二級分離器臺數相同或不相同，通道下端與一級密封罩下部或汽提段上部連接，上端將翼閥包裹并封閉，導流通道設置蒸汽管嘴或不設置。
7.根據權利要求2所述的設備，其特征是:二級料腿采用垂直結構，并下端設置翼閥。
8.根據權利要求2所述的設備，其特征是:二級旋流分離器是I臺時，兩級旋流器重疊布置，二級密封罩下部設置料腿，料腿根數I?10。
9.根據權利要求2所述的設備，其特征是:用于有沉降器裝置改造時，可保留原沉降器下部一段殼體，設置外置兩級旋流分離器，保留的下段殼體內設置蒸汽環(huán)管或不設置。
10.根據權利要求2所述的設備，其特征是:提升管是原料油主提升管，或是回煉油提升管或是汽油提升管或是輔助提升管，或是其與原料油主提升管合并后的提升管。
【文檔編號】C10G11/18GK104275131SQ201310288869
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權日:2013年7月9日
【發(fā)明者】劉英聚 申請人:劉英聚