專利名稱：一種還原氣氛下的固態(tài)顆粒物取樣罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油煉制領(lǐng)域中的取樣裝置，更具體地說，涉及一種用于高溫下還原氣氛中的固體顆粒取樣裝置。
背景技術(shù)：
在石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域及環(huán)保行業(yè)中廣泛使用著氣-固流化床及移動(dòng)床操作模式。這些系統(tǒng)中一般含有氣態(tài)或液態(tài)的反應(yīng)物料，還含有固體顆粒狀的催化劑或吸附劑。部分為還原性操作環(huán)境，而且處于500°C以上的高溫狀態(tài)，如石油煉制過程中非常重要的二次加工裝置一流化催化裂化裝置的反應(yīng)系統(tǒng)，以及干法吸附脫除煙氣中硫氧化物、氮氧化物的還原再生部分。以流化催化裂化過程為例，重質(zhì)原料油經(jīng)過催化裂化、熱裂化等反應(yīng)將重?zé)N分子裂化成相對輕的烴分子從而提高汽油、柴油等輕餾分的產(chǎn)率，與此同時(shí)一些重?zé)N分子經(jīng)過縮合結(jié)焦而導(dǎo)致催化劑失活，只有通過燒焦再生才能恢復(fù)催化劑的活性。結(jié)焦失活后的催化劑稱為待生催化劑。在催化裂化操作過程中，通常需要對反應(yīng)器中的待生催化劑上的焦炭含量進(jìn)行控制。同時(shí)焦炭的形成是一個(gè)復(fù)雜的過程，由于形成的焦炭會使催化劑失活，因此開展對催化裂化待生催化劑的研究工作，對于研究催化劑的結(jié)焦失活機(jī)理和燒焦再生機(jī)理至關(guān)重要。無論是工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是科學(xué)研究工作中，能夠取到保持焦炭原貌和組成的待生劑是必要性的步驟。由于催化裂化反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度一般在500°C左右，傳統(tǒng)的取樣方式是在高溫不隔絕空氣條件下將待生催化劑通過卸劑口直接卸出，并暴露在空氣氣氛中，由于此時(shí)的待生催化劑溫度較高，卸劑過程中，待生催化劑上焦炭與空氣中的氧氣接觸發(fā)生反應(yīng)，從而引起焦炭組成和含量的變化。必然導(dǎo)致相關(guān)分析及研究結(jié)果的偏差。其它類的高溫還原性氣氛下待生催化劑或吸附劑的取樣過程面臨同樣的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫、還原氣氛下的固體顆粒取樣裝置。本實(shí)用新型提供的還原氣氛下的固態(tài)顆粒物取樣罐，包括取樣罐內(nèi)筒7，取樣罐外筒8，位于取樣罐內(nèi)筒7內(nèi)的冷卻盤管16和設(shè)置于取樣罐內(nèi)筒7的進(jìn)樣口1、出樣口 10、排氣口 2 ;其中，所述的出樣口 10與排氣口 2分別設(shè)在內(nèi)筒7的兩端，所述的進(jìn)樣口1、出樣口10、排氣口 2分別設(shè)有閥門，所述冷卻盤管16兩端穿過取樣罐內(nèi)筒7和取樣罐外筒8，分別為冷卻介質(zhì)入口 14和冷卻介質(zhì)出口 15。本實(shí)用新型提供的反應(yīng)器固態(tài)顆粒取樣罐的有益效果為本實(shí)用新型可以用于取出還原氣氛下的反應(yīng)器中的固體顆粒，例如反應(yīng)或再生過程中的催化劑或吸附劑，并能保持固體顆粒在反應(yīng)器中的狀態(tài)。
圖1為還原氣氛下的固態(tài)顆粒物取樣罐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-進(jìn)樣口 ；2_排氣口 ；3-排氣口閥門；4_壓力表；5_過濾管；6把手；7-取樣罐內(nèi)筒；8_取樣罐外筒；9_出樣口閥門；10_出樣口 ；11_進(jìn)樣口閥門；12，13-進(jìn)樣口支管閥門；14_冷卻介質(zhì)入口 ；15_冷卻介質(zhì)出口 ；16_冷卻盤管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型提供的高溫還原氣氛催化劑取樣罐,包括取樣罐內(nèi)筒7，取樣罐外筒8，位于取樣罐內(nèi)筒7內(nèi)的冷卻盤管16和設(shè)置于取樣罐內(nèi)筒7的進(jìn)樣口1、出樣口 10、排氣口 2 ;其中，所述的出樣口 10與排氣口 2分別設(shè)在內(nèi)筒7的兩端，所述的進(jìn)樣口1、出樣口10、排氣口 2分別設(shè)有閥門，所述冷卻盤管16兩端穿過取樣罐內(nèi)筒7和取樣罐外筒8，分別為冷卻介質(zhì)入口 14和冷卻介質(zhì)出口 15。本實(shí)用新型提供的取樣罐，所述的排氣口 2處末端設(shè)有過濾管5，所述的過濾管5可以裝配在取樣罐內(nèi)筒的內(nèi)部。即在所述的所述的排氣口 4的末端依次設(shè)有過濾管5、排氣口閥門3。過濾管的材質(zhì)可以選自金屬絲網(wǎng)、多孔燒結(jié)金屬管或多孔陶瓷等，本實(shí)用新型對此沒有限制。取樣罐在使用過程中，過濾管用于阻擋取樣罐內(nèi)的固態(tài)顆粒物流出取樣罐。本實(shí)用新型提供的取樣罐，所述的進(jìn)樣口閥門11之外設(shè)有兩個(gè)進(jìn)樣口支管，支管上設(shè)有支管閥門12、13，所述的進(jìn)樣口閥門和兩個(gè)支管閥門12、13組成進(jìn)樣口閥門組。其中，所述的進(jìn)樣口閥門組由三個(gè)閥門組成，三個(gè)閥門分別位于進(jìn)樣口和兩個(gè)支管的三股通路上，在取樣過程中控制取樣罐和反應(yīng)器連通方式。本實(shí)用新型提供的取樣罐，所述的排氣口處設(shè)置壓力表4。在優(yōu)選情況下，所述的排氣口末端依次設(shè)有過濾管5、外接壓力表4、排氣口閥門3。本實(shí)用新型提供的取樣罐，優(yōu)選地，所述的取樣罐外筒上設(shè)置把手6。所述的把手可以是至少一個(gè)，把手的形狀為圓弧狀或其他方便的形狀，本實(shí)用新型對此沒有限制。本實(shí)用新型提供的反應(yīng)器固態(tài)顆粒物取樣罐的使用方法如下，取樣前首先打開進(jìn)樣口閥門、出樣口閥門和排氣口閥門，然后從出樣口通入惰性氣體排除取樣罐內(nèi)的空氣，使惰性氣體充滿整個(gè)取樣罐內(nèi)筒以及內(nèi)筒與各個(gè)閥門之間的管路，隨后依次關(guān)閉進(jìn)樣口閥門、排氣口閥門和出樣口閥門。所述的惰性氣體優(yōu)選氮?dú)?。以設(shè)置進(jìn)樣口閥門組的取樣罐為例，將取樣罐進(jìn)樣口的一個(gè)支管與待取樣反應(yīng)器的待取顆粒物的卸出口連接，所述的待取樣裝置為處于還原氣氛的流態(tài)化反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器。關(guān)閉進(jìn)樣口閥門，打開進(jìn)樣口支管閥門12、13，開始卸下少量顆粒物以排除取樣罐進(jìn)樣口與待取樣反應(yīng)器卸出口的連接管路之間的空氣。隨后關(guān)閉進(jìn)樣口的旁路支管閥門，打開進(jìn)樣口閥門，使得取樣罐與待取樣反應(yīng)器連通。待取樣反應(yīng)器中固態(tài)顆粒物流進(jìn)取樣罐內(nèi)筒中。同時(shí)將外部冷卻介質(zhì)通入冷卻盤管下方的冷卻介質(zhì)入口，讓冷卻介質(zhì)在內(nèi)筒內(nèi)所設(shè)的冷卻盤管中流動(dòng)，對卸入內(nèi)筒的高溫固態(tài)顆粒物進(jìn)行快速降溫；顆粒物進(jìn)入的過程中同時(shí)也可能伴隨反應(yīng)器內(nèi)部一些還原性氣氛的氣體進(jìn)入取樣罐內(nèi)筒，會造成取樣罐內(nèi)筒內(nèi)部壓力升高，當(dāng)內(nèi)筒壓力達(dá)到一定程度，壓力表超過某一設(shè)定值時(shí)，打開排氣口的閥門進(jìn)行排氣泄掉一部分壓力，以保證高溫固態(tài)顆粒物能夠順利進(jìn)入，取樣完成后關(guān)閉進(jìn)樣口閥門，然后關(guān)閉排氣口閥門，最后關(guān)閉出樣口閥門。將取樣罐進(jìn)樣口與待取樣反應(yīng)器的顆粒物卸出口進(jìn)行分離，取下取樣罐，完成取樣。將取下的取樣罐放置直到罐內(nèi)顆粒物降至室溫，此時(shí)顆粒物上的易氧化物質(zhì)已經(jīng)不會被空氣中的氧氣氧化了，若需要取出顆粒物時(shí)，可打開出樣口閥門，令樣品由出樣口流出。本實(shí)用新型提供的還原氣氛下的固態(tài)顆粒物取樣罐適用于溫度特別高并且處于還原氣氛下的反應(yīng)器中的固體顆粒物取樣。取樣過程中采用向內(nèi)筒內(nèi)冷卻盤管通入冷卻介質(zhì)的方式來實(shí)現(xiàn)對高溫顆粒物進(jìn)行更好的降溫。所述的冷卻介質(zhì)可以是水、空氣或其他低溫流體。優(yōu)選冷水。本實(shí)用新型提供的還原氣氛下的固態(tài)顆粒物取樣罐結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可以解決對高溫還原氣氛下固體顆粒物隔絕空氣取樣的難題，同時(shí)取樣的過程中可對固體顆粒物進(jìn)行冷卻降溫，適用于在催化裂化反應(yīng)器中取出結(jié)焦的催化劑顆?；虼呋鸦療煔馕絼┰偕髦械奈絼╊w粒。也可應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)及環(huán)保領(lǐng)域中廣泛使用著的氣-固流化床及移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)的固態(tài)顆粒物取樣。
權(quán)利要求1.一種還原氣氛下的固態(tài)顆粒物取樣罐，其特征在于，所述的取樣罐包括取樣罐內(nèi)筒(7)，取樣罐外筒(8)，取樣罐內(nèi)筒(7)內(nèi)的冷卻盤管(16)，設(shè)置于取樣罐內(nèi)筒(7)的進(jìn)樣口(I)、出樣口(10)和排氣口(2);其中，所述的出樣口(10)與排氣口(2)分別設(shè)在內(nèi)筒(7)的兩端，所述的進(jìn)樣口(I)、出樣口(10)、排氣口(2)分別設(shè)有閥門，所述冷卻盤管(16)兩端穿過取樣罐內(nèi)筒和取樣罐外筒,分別為冷卻介質(zhì)入口( 14)和冷卻介質(zhì)出口( 15)。
2.按照權(quán)利要求1的取樣罐，其特征在于，所述的排氣口(2)末端設(shè)有過濾管(5)。
3.按照權(quán)利要求1或2的取樣罐，其特征在于，所述的進(jìn)樣口閥門(11)之外設(shè)有兩個(gè)進(jìn)樣口支管，支管上設(shè)有支管閥門(12、13)，所述的進(jìn)樣口閥門和兩個(gè)支管閥門(12、13)組成進(jìn)樣口閥門組。
4.按照權(quán)利要求1或2的取樣罐，其特征在于，所述的排氣口處設(shè)置外接壓力表(4)。
5.按照權(quán)利要求3的取樣罐，其特征在于，所述的排氣口處設(shè)置外接壓力表(4)。
6.按照權(quán)利要求1或2的取樣罐，其特征在于，所述的取樣罐外筒上設(shè)置把手(6)。
7.按照權(quán)利要求3的取樣罐，其特征在于，所述的取樣罐外筒上設(shè)置把手(6)。
專利摘要一種還原氣氛下的固態(tài)顆粒物取樣罐，所述的取樣罐包括取樣罐內(nèi)筒(7)，取樣罐外筒(8)，取樣罐內(nèi)筒(7)內(nèi)的冷卻盤管(16)，設(shè)置于取樣罐內(nèi)筒(7)的進(jìn)樣口(1)、出樣口(10)和排氣口(2)；其中，所述的出樣口(10)與排氣口(2)分別設(shè)在內(nèi)筒(7)的兩端，所述的進(jìn)樣口(1)、出樣口(10)、排氣口(2)分別設(shè)有閥門，所述冷卻盤管(16)兩端穿過取樣罐內(nèi)筒和取樣罐外筒，分別為冷卻介質(zhì)入口(14)和冷卻介質(zhì)出口(15)。本實(shí)用新型提供固體顆粒物取樣罐可用于高溫還原氣氛下固體顆粒物隔絕空氣取樣，取樣的過程中可同時(shí)對固體顆粒物進(jìn)行冷卻降溫，可應(yīng)用于氣-固流化床及移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑或者吸附劑取樣。
文檔編號G01N1/10GK202903533SQ20122062258
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者郭大為, 薛峰, 劉憲龍, 張久順 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院