一种粗旋内置的管式沉降器催化裂化装置制造方法及图纸

一种涉及流化催化裂化工艺的油气和催化剂的快速分离装置，主要用于解决现有沉降器内油气停留时间长，结焦严重等问题。其特征在于：提升管１０的出口端与粗旋８连接，粗旋８位于管式沉降器５的内部，汽提器３的上方；管式沉降器５的下部是汽提器３，汽提器３的下端连接待生催化剂立管或者待生斜管２与再生器１相通；顶旋６位于管式沉降器５的外部。本发明专利技术的催化裂化装置能实现气固高效快速分离，气固分离效率高达９９．９９％，使油气的平均停留时间缩短到２～３秒以下，减小了结焦焦体滞留的可能，且结构简单紧凑，大大节省了设备费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油化工
，涉及炼油化工工艺及其设备，特别是流化催化裂化工艺的油气和催化剂的快速分离过程和油气的快速引出过程。
技术介绍
流化催化裂化工艺是炼油工业重要的油品轻质化工艺之一。催化裂化工艺主要包括反应系统、再生系统和分馏系统，以及分馏系统下游的吸收稳定系统。流化催化裂化装置的反应系统和再生系统是其核心，主要设备包括提升管反应器、沉降器、再生器等。在催化裂化工艺中，提升管反应器是原料油气发生催化裂化的主要场所，催化剂与原料油气的混合物通过提升管反应器的时间2～4秒。但油气与催化剂的接触和反应并非仅仅局限于提升管反应器内，离开提升管反应器后，如果不及时进行油气与催化剂的分离或采取其它措施终止反应，油气在催化剂的作用下依然会继续反应，即发生二次过裂化反应，目的产物汽油和柴油转化成非目的产物，导致目的产品的损失，并造成反应系统的结焦。因此，要求催化剂与反应后的油气快速分离。此外，与催化剂分离后的反应油气在高温环境下停留时间过长，也会发生二次过裂化反应，同样导致目的产物的损失和反应系统的结焦，需要快速引出。-->为解决分离问题需要在炼油厂流化催化裂化装置提升管反应器顶端出口处安装气固快速分离装置，以实现油气与催化剂的分离，一方面终止不必要的二次过裂化反应，另一方面回收贵重的催化剂进行再生。这类分离装置目前有两大类，第一类是惯性气固分离装置，它是依靠含有大量催化剂颗粒的油气急剧改变流动方向所产生的气固两相惯性差异实现气固分离的，典型的惯性气固分离装置有倒L型、T型、三叶型等多种结构，其特点是压降小，一般不超过5kPa，但分离效率较低，只有70％～80％，油气与催化剂的接触几率大。分离后的油气在直径较大的沉降器内慢速上升，一般约20秒才能进入沉降器顶部的旋风分离器(简称顶旋)，在顶旋内进一步分离油气夹带的催化剂颗粒，之后进入集气室汇总，再经油气管线引出。被惯性气固分离装置分离的催化剂落入沉降器下部的汽提器，被顶旋捕集的催化剂沿料腿也进入沉降器下部的汽提器，这些分离下来的催化剂黏附和夹带着一定量的油气，需要在汽提器内用蒸汽汽提出来，汽提出来的这部分油气需要约60秒以上的时间从沉降器的底部上升到沉降器的顶部，进入顶旋入口。由于这部分油气在沉降器大空间内的停留时间较长，结果使反应后的油气在沉降器内的总平均停留时间可长达20～30秒，油气的返混率高，易于发生高温二次过裂化反应，使轻质油收率降低，并造成沉降器内部严重结焦，影响装置长周期运转。尤其是加工重质原料油(如渣油)的催化裂化装置，此问题更显突出。-->第二类是离心式气固分离装置，它依靠气固两相混合物旋转形成的强离心力场实现气固快速分离。典型的应用实例是在提升管反应器的出口直联一组旋风分离器(简称粗旋)，它的气固分离效率可高达98％以上，降低了油气与催化剂之间的接触几率。分离出大部分催化剂的油气从粗旋升气管排出进入沉降器空间，以较慢的速度上升，经10秒以上的时间进入沉降器顶部的顶旋，油气通过顶旋将夹带的催化剂进一步分离后进入集气室汇总，再经油气管线引出。被粗旋分离的催化剂和顶旋分离的催化剂落入沉降器下部汽提器，这些分离下来的催化剂黏附和夹带着一定量的油气，同样需要在汽提器内用蒸汽汽提出来。由于粗旋料腿是正压差下排出催化剂，所以在排出催化剂的同时，不仅有催化剂颗粒之间夹带的油气向下流动，还有正压差下从粗旋料腿中向下喷出的油气，这部分油气量约占总油气量的6％～10％。这些油气与汽提出来的油气汇合，在沉降器大空间慢速上升进入沉降器上部的顶旋内。油气在沉降器内的总平均停留时间约10～20秒，在高温下仍存在二次过裂化反应问题，影响轻质油收率，同时造成沉降器内结焦，影响装置的长周期安全运转。为解决第一类惯性气固快速分离装置分离效率低的问题，美国专利US4,495,063(1985)开发了弹射式气固快速分离方法及装置，它的气固分离效率为80％～90％，气体返混率降低到20％左右，但压降高达数千帕，操作弹性较小，工业上应用有一定的困难。美国专利-->4,364,905(1982)、US5,294,331(1994)、US5,364,515(1994)、US5,393,414(1995)对弹射式气固快速分离装置又做了改进，主要是为了进一步缩短油气在沉降器内的平均停留时间。但弹射式气固快速分离装置的分离效率仍不高，而且操作弹性小的缺点并未解决。为解决第二类离心式气固分离装置存在的问题，主要是针对旋风分离器和旋流臂式快分器两种进行的。对旋风分离器，主要进行结构和尺寸优化，同时对旋风分离器的升气管出口和料腿出口进行改进。美国专利US4,502,947(1985)、US4,579,716(1986)、US4,624,772(1986)等开发了闭式直联旋风分离系统，将粗旋升气管直接与沉降器上部旋风分离器入口相连，避免了油气和催化剂在沉降器内的扩散，大大缩短了油气在沉降器内的停留时间，使气体的返混率进一步降到6％～10％，但抗压力波动的性能较差，开工时要特别小心。日本特许公报(B2)昭61-25413(1986)和美国专利US4,482,451(1984)则在提升管末端采用了几根向下倾斜一定角度的圆弧弯管形成旋流臂式快分器作为气固快速分离器，并在外面加一封闭罩以实现油气的快速引出。在美国专利US5,314,611(1994)中，也附有一种带封闭罩的旋流臂式气固快速分离，可实现催化剂的高效快速分离及油气快速引出，但是该专利未具体说明该旋流臂式气固快速分离装置的具体结构，而且封闭罩外的油气滞留空间大，使油气的停留时间过长。中国专利CN01100418.5(2004)公开了一种采用多级旋流式快分器串-->联形成紧凑型气固快速分离系统。中国专利CN02159408.2(2005)公开了一种带分流筒的旋流式快分器，但旋流臂式快分器的分离效率一般低于旋风分离器，结构也比旋风分离器复杂。上述这些专利的应用前提均保留了传统的沉降器，是在沉降器的内部大空间进行的。为解决油气快速引出存在的问题，即解决油气在沉降器内停留时间过长的问题。针对采用粗旋作为提升管出口的快速分离装置，上述美国专利US4,502,947(1985)、US4,579,716(1986)、US4,624,772(1986)等采用闭式直联旋风分离系统，通过将粗旋上部升气管直接与沉降器顶部旋风分离器入口相连，减少粗旋出口处油气在沉降器内的扩散，减小油气在沉降器内的停留时间，但这并未解决粗旋下部料腿排出油气的问题，这部分油气在沉降器内缓慢上升才能进入顶旋，存在停留时间过长的问题。随后美国专利US5,158,669(1992)、US5,314,611(1994)、欧洲专利EP0593827A1，中国专利CN92112441(1992)等又在粗旋下部直接联接了一个汽提段，改变反应油气从粗旋料腿向下喷出的不利情况，进一步缩短了反应后油气在沉降器内的平均停留时间，使油气返混率进一步降到2％以下。近年来，国内中国石油大学(北京)公开了一种在旋风分离器下部加消涡流挡板和汽提挡板的汽提段的气固快速分离系统(中国专利CN96103419.X(2000))，但汽提气由粗旋内部上行，这会影响粗旋分离效率。中国石油大学(北京)公开了一种采用旋风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗旋内置的管式沉降器催化裂化装置，包括再生器１，汽提器３，管式沉降器５，提升管１０，一级旋风分离器（简称粗旋）８，二级旋风分离器（简称顶旋）６，集气室７，下料管４，其特征在于：提升管１０的出口端与粗旋８通过管道连接，粗旋８位于管式沉降器５的内部，汽提器３的上方；管式沉降器５的下部是汽提器３，汽提器３的下端连接待生催化剂立管或者待生斜管２与再生器１相通；顶旋６位于管式沉降器５的外部，顶旋６的入口端与管式沉降器５的上部相连，顶旋６的出口上部接集气室７。

【技术特征摘要】
1、一种粗旋内置的管式沉降器催化裂化装置，包括再生器1，汽提器3，管式沉降器5，提升管10，一级旋风分离器(简称粗旋)8，二级旋风分离器(简称顶旋)6，集气室7，下料管4，其特征在于：提升管10的出口端与粗旋8通过管道连接，粗旋8位于管式沉降器5的内部，汽提器3的上方；管式沉降器5的下部是汽提器3，汽提器3的下端连接待生催化剂立管或者待生斜管2与再生器1相通；顶旋6位于管式沉降器5的外部，顶旋6的入口端与管式沉降器5的上部相连，顶旋6的出口上部接集气室7。2、根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于：所述的管式沉降器5可以采用直筒结构，或者上大下小，上小下大，中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋健斐，魏耀东，卢春喜，张锴，张静，时铭显，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]