用于冷却产品气体的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了用于冷却产品气体的系统，所述系统包括用于使循环固体与产品气体接触以便冷却高温产品气体的气固接触器，设置有循环固体进料口、高温产品气体进料口和固气混合物出料口；用于将离开所述气固接触器的所述循环固体和所述产品气体分离的气固分离器，设置有与所述气固接触器的所述出料口耦连的进料口，循环固体出口和产品气体出口；用于使用冷却剂冷却来自所述气固分离器的循环固体的循环固体冷却器，设置有与所述气固分离器的循环固体出口耦连的循环固体入口、与所述气固接触器的循环固体进料口耦连的循环固体出口、分布气气体入口、分布气气体出口、冷却剂入口和冷却剂出口。

【技术实现步骤摘要】

本文描述的实施方案一般涉及流化催化裂化或煤的气化。更具体地，这些实施方案涉及用于来自流化催化裂化或气化工艺的产品冷却的系统。
技术介绍
流体催化裂化(FCC)是生产运输燃料、气态烃产品和包括来自低值原料的焦炭的副产品的技术。气化是生产气态混合物的技术，所述气态混合物包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和来自含碳原料的甲烷。来自这两种工艺的产品由于工艺要求都处于高温中并且必须冷却到低温以便进一步的产品处理。目前冷却热产品气体的方法是使用传统的管壳式换热器。通过与管中的冷却剂换热，热产品气体冷却到设计温度并流向下游工艺。由于分离设备例如旋风分离器的效率，热产品气体中存在痕量固体(催化剂或煤灰分)。取决于工艺的类型，一些副产品以不同浓度存在于热产品气体中，诸如二烯烃、烟灰分和焦油而。在用于高轻烯烃生产的FCC相关工艺的热产品气体中的高含量二烯烃将在传统的管壳式换热器中形成焦炭并沉积。这将导致换热器堵塞并在严重情况下导致单元关闭。由于烟尘和焦油副产品，可在煤的气化工艺观察到相似的现象。在管壳式换热器中的高气体速度会减少堵塞问题，但由于气流中存在的固体，管腐蚀将显著增加。冷却热产品气体的另一种方法是使用流化床冷却器。产品的热气体进入流化床冷却器的底部并且与冷却器中的流化固体交换热量。流化固体之后将热量传给管内的液体并完成传热过程。冷却后的产品气体离开流化床冷却器的上部并向下游流动。流化床冷却器是小规模例如中试工厂冷却产品气体的有效装置。对于大型单位或商业单元，这种方法由于冷却器中所需表观气体速度导致散热器尺寸巨大，由此在经济上是不适用的。因此有对用于冷却从FCC或煤的气化工艺回收的产品气体的新的设备、系统和方法的需要。
技术实现思路
如上所述，在现有技术的基础上，本技术的目的在于提供冷却热的气体产品的新型循环系统和设备，所述系统和设备主要用于1)使用重质原料和/或轻质/中质原料的FCC。适合的FCC原料的实例包括但不限于任何碳氢化合物或碳氢化合物的组合，诸如C3/C4LPG，直馏轻质石脑油、直馏重质石脑油、焦化石脑油、FCC轻质石脑油、FCC重质石脑油、瓦斯油、真空瓦斯油、焦化瓦斯油、加氢处理的真空瓦斯油、常压渣油、常压塔釜残液、真空塔釜残液或其任意混合物；2)采用含碳材料的气化器。适合的含碳材料的实例包括但不限于，生物质(即，植物和/或动物物质或植物和/或动物来源的物质)；煤(例如，高钠和低钠褐煤、褐煤、次烟煤和/或无烟煤)；油页岩；焦炭；焦油；沥青质；低灰分或无灰分聚合物；碳氢化合物、碳氢化合物基聚合材料；生物质衍生材料；或来自制造作业的副产品。在本技术中，提供了一种用于冷却产品气体的系统，包括：气固接触器，用于使循环固体与产品气体接触以便冷却高温产品气体，所述气固接触器设置有循环固体进料口、高温产品气体进料口和固气混合物出料口；气固分离器，用于将离开所述气固接触器的所述循环固体和所述产品气体分离，所述气固分离器设置有进料口，循环固体出口和产品气体出口，所述气固分离器的进料口与所述气固接触器的所述出料口耦连；循环固体冷却器，用于使用冷却剂冷却来自所述气固分离器的循环固体，所述循环固体冷却器设置有循环固体入口、循环固体出口、分布气气体入口、分布气气体出口、冷却剂入口和冷却剂出口，所述循环固体冷却器的循环固体入口与所述气固分离器的循环固体出口耦连，所述循环固体冷却器的循环固体出口与所述气固接触器的循环固体进料口耦连。可选地，根据本技术的上述实施方案，所述气固接触器是向下/向上接触器，所述向下/向上接触器顺次包括：具有第一端和第二端的第一管道，所述第一管道与垂直方向成小于45°的夹角，并且所述所述第一管道的第一端设置有所述循环固体进料口和所述高温产品气体进料口；和具有第一端和第二端的第二管道，所述第二管道与水平方向成小于 45°的夹角，并且所述所述第二管道的第二端设置有所述固气混合物出料口；所述第一管道的第二端与所述第二管道的第一端流体连通。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述气固分离器为旋风分离器、过滤分离器或固体沉降器。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述循环固体冷却器是流化床冷却器或移动床冷却器。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，在所述循环固体冷却器中，所述循环固体流经所述循环固体冷却器的壳程，所述冷却剂流经所述循环固体冷却器的管程。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，在所述循环固体冷却器中，所述循环固体的至少一部分与所述循环固体冷却器的管束接触。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述循环固体冷却器是一个或多个循环固体冷却器。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述固气分离器是一个或多个旋风分离器。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述产品气体是来自石油化工工艺、煤化工工艺、精细化工工艺、有机化工工艺或制药工艺的产品气体。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述石油化工工艺是催化裂化工艺或气化工艺。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述产品气体在进入所述固气接触器前处于约400℃至约1,400℃的温度范围。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述产品气体在离开所述固气分离器时处于约250℃至约550℃的温度范围。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述循环固体冷却器的循环固体出口处设置有控制阀。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述循环固体冷却器上还设置有循环固体补充入口和循环固体卸载出口。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述循环固体冷却器和所述向下/向上接触器之间设置有固体传输管道。可选地，根据本技术的上述任一实施方案，所述循环固体为砂、二氧化硅颗粒、催化剂颗粒、粉煤灰分，炉渣、金属颗粒或其任何组合。有益效果：(1)本技术的冷却系统将高温气体冷却过程与循环固体的冷却过程分离，从而使得高温气体的冷却可以通过管线等方式实现，避免了对大体积散热器的需要；(2)便于装置的改造升级，由于能够运用循环固体返回温度和循环量两个变量控制冷却效果，所以可调节范围大；(3)可以与传统的管-壳式换热器串联使用：高温反应气先通过本技术的冷却系统，然后再通过传统的管-壳式换热器，而作为冷却剂的水先过传统的管-壳式换热器，再经过本技术的冷却系统，由此同时得到高温高压蒸汽，和冷却的反应气，并且由于能够将大部分易结焦的物质及携带颗粒去除，因此使得串联使用的管-壳式换热器也能长期运行。附图说明图1描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的带有向下固气接触器的循环固体冷却系统的具体示意图。图2描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的带有向上固气接触器的循环固体冷却系统的具体示意图。图3描绘了根据所描述的一个或多个实施方案结合图1/图2中描绘的循环固体冷却系统的示意性FCC系统的示意视图。图4描绘了根据所描述的一个或多个实施方案结合图1/图2中描绘的循环固体冷却系统的示意性气化系统的示意视图。具体实施方式提供了用于冷却热产品气体的系统和设备。用于冷却热产品气体的系统和设备，其特征在于，冷却来自将重质原料催化裂解为轻质碳氢化合物的FCC工艺，或者将含碳原料转化为包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷却产品气体的系统，包括：气固接触器，用于使循环固体与产品气体接触以便冷却高温产品气体，所述气固接触器设置有循环固体进料口、高温产品气体进料口和固气混合物出料口；气固分离器，用于将离开所述气固接触器的所述循环固体和所述产品气体分离，所述气固分离器设置有进料口，循环固体出口和产品气体出口，所述气固分离器的进料口与所述气固接触器的所述出料口耦连；循环固体冷却器，用于使用冷却剂冷却来自所述气固分离器的循环固体，所述循环固体冷却器设置有循环固体入口、循环固体出口、分布气气体入口、分布气气体出口、冷却剂入口和冷却剂出口，所述循环固体冷却器的循环固体入口与所述气固分离器的循环固体出口耦连，所述循环固体冷却器的循环固体出口与所述气固接触器的循环固体进料口耦连。

【技术特征摘要】
1.一种用于冷却产品气体的系统，包括：气固接触器，用于使循环固体与产品气体接触以便冷却高温产品气体，所述气固接触器设置有循环固体进料口、高温产品气体进料口和固气混合物出料口；气固分离器，用于将离开所述气固接触器的所述循环固体和所述产品气体分离，所述气固分离器设置有进料口，循环固体出口和产品气体出口，所述气固分离器的进料口与所述气固接触器的所述出料口耦连；循环固体冷却器，用于使用冷却剂冷却来自所述气固分离器的循环固体，所述循环固体冷却器设置有循环固体入口、循环固体出口、分布气气体入口、分布气气体出口、冷却剂入口和冷却剂出口，所述循环固体冷却器的循环固体入口与所述气固分离器的循环固体出口耦连，所述循环固体冷却器的循环固体出口与所述气固接触器的循环固体进料口耦连。2.如权利要求1所述的系统，其中所述气固接触器是向下/向上接触器，所述向下/向上接触器顺次包括：具有第一端和第二端的第一管道，所述第一管道与垂直方向成小于45°的夹角，并且所述所述第一管道的第一端设置有所述循环固体进料口和所述高温产品气体进料口；和具有第一端和第二端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永超，
申请(专利权)人：李永超，
类型：新型
国别省市：湖北;42