催化剂颗粒预分离器和流化床反应器及其应用制造技术

本发明专利技术涉及含硫烃类脱硫领域，公开了一种催化剂颗粒预分离器和流化床反应器及其应用，该催化剂颗粒预分离器包括：预分离器主体；所述筒体上包括切向设置的导向进风口；出风管，插入所述预分离器主体的顶部中心，并向下延伸至预分离器主体的内部空间，向上伸出预分离器主体的顶部；出风管的下部设置有导向出风口，其中，导向出风口为在所述出风管的下部的侧壁上对称设置的至少三道通槽，用于连通所述出风管的内部空间和外部空间。本发明专利技术的流化床反应器能够对稀相含尘气颗粒预分离且对催化剂颗粒几乎不产生磨损破坏作用，降低含尘气的颗粒浓度，延缓催化剂细粉堵塞金属过滤器时间，实现脱硫装置与催化裂化装置同步检修周期的流化床反应器。

Catalyst particle pre separator and fluidized bed reactor and its application

The invention relates to the desulfurization field of sulfur containing hydrocarbons, and discloses a catalyst particle pre separator and a fluidized bed reactor and its application. The catalyst particle pre separator includes the main body of the pre separator, and the cylinder body includes a guiding air inlet with a tangential setting; the outlet pipe is inserted into the top center of the main body of the pre separator, and the top center of the pre separator main body is inserted. The inner space of the preseparator main body is extended downward and the top of the preseparator main body is extended upward; the lower part of the outlet pipe is provided with a guide vent, in which the guide vent is at least three channels arranged symmetrically on the side wall of the lower part of the exhaust pipe to connect the internal space and outer space of the vent pipe. . The fluidized bed reactor of the present invention can pre separate the dust particles of the dilute phase and hardly destroy the particles of the catalyst, reduce the particle concentration of the dust gas, delay the catalyst fine powder to plug the metal filter time, and realize the fluidized bed reactor with the synchronous maintenance period of the desulfurization unit and the FCC unit.

【技术实现步骤摘要】
催化剂颗粒预分离器和流化床反应器及其应用
本专利技术涉及含硫烃类脱硫领域，具体地，涉及一种催化剂颗粒预分离器，一种流化床反应器以及该流化床反应器在对含硫烃原料进行吸附脱硫中的应用。
技术介绍
石油烃类物质(如汽油和柴油)总是含有部分有机硫。这些有机硫在燃烧时会释放出SOx，其中，最主要的是二氧化硫(SO2)。二氧化硫是大气环境主要的污染源，是形成酸雨的直接原因。为了控制大气污染，各国相继立法对汽油中的硫含量提出了越来越严格的限制。欧、美等国家和地区最早提出了汽油硫含量≯10μg/g的“无硫汽油”标准，我国最近也在全面实施国Ⅳ、Ⅴ汽油标准(汽油硫含量≯10μg/g)。目前，油品的深度脱硫方法主要有加氢精制和吸附脱硫两种方法，但加氢脱硫普遍存在操作条件苛刻、氢耗高等不足。特别是对催化裂化汽油来说，加氢脱硫易于使汽油中的烯烃和芳烃饱和，从而造成汽油辛烷值的损失。因此，需要一种在保持汽油辛烷值的同时实现脱硫的方法。CN1110931A提出了一种用含有氧化锌、二氧化硅和氧化铝吸附剂的新型流化床工艺，吸附含硫烃原料中的硫组分，与氧化锌结合，能有效地脱除烃原料中的硫元素，可以实现在汽油辛烷值损失小的条件下脱硫的效果。CN1658965A提出了一种从含烃流体物流中脱硫的方法和装置，在流化床反应器内让烃类与吸附硫的固体颗粒催化剂接触，在流化床内设置导向内构件来约束烃类流体和固体催化剂颗粒的流动路径，强化气固两相的接触和反应，从而实现超低硫汽油的生产。从工业应用来看，通过吸附脱硫模式在深度脱硫的前提下，可大大缓解催化汽油在脱硫中的辛烷值损失。吸附脱硫工艺通过将硫化氢中的硫转化成为硫化锌来固定烃原料中的硫，在再生器中通入空气进行氧化反应，使催化剂颗粒中的ZnS与氧气反应生成氧化锌和二氧化硫，从而恢复催化剂吸附活性。现有的工业催化汽油吸附脱硫装置一般采用内置式金属过滤器回收催化剂。但是金属过滤器的孔径很小，当装置运行一段时间以后，装置内的细粉不断增加，金属过滤筒的孔径慢慢被堵塞，金属过滤筒阻力会不断增加，过滤器的反吹频率也随之增加，当增加到一定的频率后，再继续增加，对过滤器的阻力降(透气率)的恢复作用视乎很小，以至于最后反应系统中的压力平衡遭到破坏，造成催化剂流动推动力不足，无法使催化剂正常流入到反应接收器内，造成催化剂的流动不畅，影响装置的正常运转。目前的工业应用装置检修频繁，都无法实现与其配套的催化裂化装置4年一检修周期的同步运行。如果在反应器内增加一个分离构件，金属过滤器设置在反应器外，反应器内的稀相含尘气首先经过器内预分离器预分离，将会大大降低含尘气颗粒浓度，如果再对此含尘气进行过滤，从而大大降低金属过滤器的负荷，延缓过滤器压降升高过快的时间，将会实现与其配套的催化裂化装置4年一检修周期的同步运行的可能。这很容易让人想起采用旋风分离器解决此问题，然而相比于其它固体催化剂而言，吸附脱硫用催化剂的机械强度略低些，如果在吸附脱硫反应器中采用常规旋风分离器对脱硫吸附反应器内稀相悬浮含尘气体进行预分离处理，由于旋风分离器中气流的流速较高，因此在分离油气与催化剂颗粒时，颗粒与颗粒之间以及颗粒与旋风分离器器壁之间的强烈碰撞，极易造成催化剂破碎。反而加上大量催化剂破碎率，造成流化床反应器内细粉量更多，催化剂消耗更快。因此需要开发一种对吸附脱硫反应装置的稀相含尘气颗粒预分离的设备，同时对颗粒几乎不产生磨损破坏作用，可以降低含尘气的颗粒浓度，延缓催化剂细粉堵塞金属过滤器时间，可实现脱硫装置与催化裂化装置同步检修周期。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种能够对吸附脱硫反应装置的稀相含尘气颗粒预分离且对催化剂颗粒几乎不产生磨损破坏作用的催化剂颗粒预分离器。本专利技术的目的之二是提供一种能够对吸附脱硫反应装置的稀相含尘气颗粒预分离且对催化剂颗粒几乎不产生磨损破坏作用，降低含尘气的颗粒浓度，延缓催化剂细粉堵塞金属过滤器时间，实现脱硫装置与催化裂化装置同步检修周期的流化床反应器，以及提供该流化床反应器在对含硫烃原料进行吸附脱硫中的应用。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种催化剂颗粒预分离器，包括：顶部密封的预分离器主体，该预分离器主体自上而下包括筒体、倒置的锥体和底部出料管；所述筒体上包括切向设置的导向进风口，该导向进风口由至少3道切向矩形入口或至少3个蜗壳矩形入口组成；出风管，该出风管插入所述预分离器主体的顶部中心，并向下延伸至所述预分离器主体的内部空间，以及向上伸出所述预分离器主体的顶部；所述出风管的下部设置有导向出风口，其中，所述导向出风口为在所述出风管的下部的侧壁上对称设置的至少三道通槽，用于连通所述出风管的内部空间和外部空间。第二方面，本专利技术提供一种流化床反应器，包括：顶部密封的反应器主体，该反应器主体自上而下包括沉降区II和反应区I，所述沉降区II的上部设置有本专利技术前述的催化剂颗粒预分离器，该预分离器的底部出料管向下延伸至所述反应区I中，该预分离器的出风管向上延伸至与插入所述反应器主体的顶部的反应器顶部接管相连，该反应器主体的侧壁上设置有用于引入催化剂细粉的细粉返回管，以及所述反应器主体的底部设置有用于引入反应物料的入料口；催化剂细粉过滤器；其中，所述反应器主体中的细颗粒催化剂由所述反应器顶部接管引入至所述催化剂细粉过滤器中进行过滤以得到催化剂细粉，所述催化剂细粉通过所述细粉返回管引入至所述反应器主体中和/或引入至催化剂细粉存储罐中。第三方面，本专利技术提供一种流化床反应器在对含硫烃原料进行吸附脱硫中的应用。本专利技术提供的催化剂颗粒预分离器能够对吸附脱硫反应装置的稀相含尘气颗粒预分离且对催化剂颗粒几乎不产生磨损破坏作用。本专利技术提供的流化床反应器能够对吸附脱硫反应装置的稀相含尘气颗粒预分离且对催化剂颗粒几乎不产生磨损破坏作用，降低含尘气的颗粒浓度，延缓催化剂细粉堵塞金属过滤器时间，实现脱硫装置与催化裂化装置同步检修周期的流化床反应器。具体地，本专利技术提供的流化床反应器内安装一种对其沉降区中的含尘气颗粒进行预分离的催化剂颗粒预分离器，沉降区中绝大部分催化剂颗粒被此预分离器分离下来，返回到流化床反应器的反应区中，经此预分离后的气体携带未被分离下的少量的催化剂细粉由催化剂颗粒预分离器的出风管引出，经管路引入到过滤器内，含尘气经过滤器内的过滤管过滤，净化气体由过滤器顶部排出，由后续处理装置回收；被拦截在过滤管表面的催化剂细粉经一定的时间富集一定的厚度后，由过滤器顶部脉冲压缩气体反吹脱落下，汇集在过滤器的底部，经管路可以排入到催化剂细粉存储罐里，也可以根据流化床反应器内的催化剂细粉的含量适当地将部分催化剂细粉返回到流化床反应器的反应区中。催化剂颗粒经本专利技术的预分离过程中几乎不产生磨损破坏现象，经过预分离后的气体含尘浓度大大降低，可以有效地减轻过滤器的负荷，延缓过滤器的滤孔形成堵塞的时间，可以实现此工业装置与其相配套的装置(如催化裂化装置)同步运行周期。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的一种优选实施方式的催化剂颗粒预分离器的结构示意图；图2是本专利技术的一种优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂颗粒预分离器，包括：顶部密封的预分离器主体(2)，该预分离器主体(2)自上而下包括筒体(16)、倒置的锥体(17)和底部出料管(6)；所述筒体(16)上包括切向设置的导向进风口(15)，该导向进风口(15)由至少3道切向矩形入口或至少3个蜗壳矩形入口组成；出风管(19)，该出风管(19)插入所述预分离器主体(2)的顶部中心，并向下延伸至所述预分离器主体(2)的内部空间，以及向上伸出所述预分离器主体(2)的顶部；所述出风管(19)的下部设置有导向出风口(18)，其中，所述导向出风口(18)为在所述出风管(19)的下部的侧壁上对称设置的至少三道通槽，用于连通所述出风管(19)的内部空间和外部空间。

【技术特征摘要】
1.一种催化剂颗粒预分离器，包括：顶部密封的预分离器主体(2)，该预分离器主体(2)自上而下包括筒体(16)、倒置的锥体(17)和底部出料管(6)；所述筒体(16)上包括切向设置的导向进风口(15)，该导向进风口(15)由至少3道切向矩形入口或至少3个蜗壳矩形入口组成；出风管(19)，该出风管(19)插入所述预分离器主体(2)的顶部中心，并向下延伸至所述预分离器主体(2)的内部空间，以及向上伸出所述预分离器主体(2)的顶部；所述出风管(19)的下部设置有导向出风口(18)，其中，所述导向出风口(18)为在所述出风管(19)的下部的侧壁上对称设置的至少三道通槽，用于连通所述出风管(19)的内部空间和外部空间。2.根据权利要求1所述的预分离器，其中，所述出风管(19)自上而下包括直筒区和倒置的锥体区，所述锥体区的锥底与所述直筒区相连，所述通槽设置在所述锥体区中。3.根据权利要求2所述的预分离器，其中，各道所述通槽的中心平面与所述通槽的外切平面之间的夹角为α，且α为大于0°至小于等于65°；优选地，所述α为5～50°。4.根据权利要求2或3所述的预分离器，其中，所述通槽为3～36道；优选为10～26道；优选地，各道所述通槽的α相同，且各道所述通槽的长度与所述锥体区的母线的长度之比为1：(1.3～1.8)。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的预分离器，其中，形成各道所述通槽的通槽壁的面积总和与所述出风管(19)底部的开口A的内圆面积之和为所述筒体(16)的内圆面积的0.07～0.1倍；优选地，形成各道所述通槽的通槽壁的面积总和与所述出风管(19)底部的开口A的内圆面积之比为1：(5～8)。6.根据权利要求1-5中所述的预分离器，其中，所述通槽的设置方向与所述预分离器内的气流流动方向一致。7.根据权利要求1所述的预分离器，其中，所述导向进风口(15)为多个，多个所述导向进风口(15)在所述筒体(16)的上部呈周向分布；优选地，各个所述导向进风口(15)的入口的面积之和为所述筒体(16)的内圆面积的1/3～1/4；更优选地，所述导向进风口(15)...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志鸿，朱丙田，武雪峰，张同旺，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11