用于具有外部提升管的催化裂化单元的新式气固分离器制造技术

本发明专利技术涉及一种特别适应于催化裂化单元的外部提升管的气固分离装置。该装置包括相对于提升管（2）而基本上形成90°的角度的管道（19），所述管道（19）划分成两个管状区段（4），在这两个管状区段之间形成角度2*γ，γ在5°与85°之间。该装置同时使得有可能引导汽提气并且凭借对接触时间的更好控制来改进整体的分离效率。本发明专利技术还涉及一种使用所述气固分离装置的催化裂化方法。

New gas-solid separator for FCCU with external riser

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有外部提升管的催化裂化单元的新式气固分离器
本专利技术是在用于催化裂化重馏分的单元的范围内。本专利技术涉及分离和汽提装置及其在烃的催化裂化转化方法中的用途，所述烃可以是真空馏出物、较轻的残渣或馏分（诸如，汽油，例如来自用于转化或常压蒸馏原油和可选的木质纤维素生物质的各种方法）。
技术介绍
催化裂化方法（“流体催化裂化”，缩写为FCC）使得有可能通过在酸催化剂的存在下裂化重质进料的分子来将重质烃进料（其沸点一般地大于340℃）转化成较轻的烃级分（fraction）。FCC方法基本产生汽油和LPG（液化石油气的缩写）以及被表示为LCO和HCO的较重馏分。催化裂化单元中使用的反应器是输送流化床反应器，其一般地被称为提升管。用于重馏分的FCC单元的主进料一般地是包含基本至少80%的分子的烃或烃混合物，其沸点大于340℃。这种进料包含：有限量的金属（基本为镍和钒（Ni+V）），其一般地少于50ppm，优先地少于20ppm；以及氢含量，其一般大于11%（按重量）。它还优选地将氮含量限制为低于0.5％（按重量）。取决于进料的康拉逊残炭含量（由标准ASTMD482定义），焦炭产率需要对单元进行特定的尺寸确定以便满足热平衡。这是因为，沉积在催化剂上的碳随后在再生区中被焚烧而释放出热量，该热量用于满足以液滴形式通过喷射器引入的进料的汽化热以及裂化反应的吸热性。因此，如果进料的康拉逊残炭小于3％（按重量），则有可能通过以总燃烧法在流化床中焚烧焦炭来满足单元的热平衡。对于较重进料（与单元的需求相比，其一般地产生过量热），有可能采用使得有可能满足热平衡的其他解决方案，诸如部分燃烧中的再生、或空气不足时的部分再生与空气过量时的再生的组合（例如，R2R方法的双重再生），或者还有将再循环的裂化馏分喷射到提升管（裂化馏分通过汽化将吸收过量热）。最后，将处于流化状态的交换器（一般地被称为“催化剂冷却器（catcooler）”）安装在再生区中或与该区并行，使得有可能例如通过产生低压或中压蒸气并通过冷却催化剂来吸收过量热的一部分。现有技术的审查在催化裂化（FCC）单元的提升管顶部进行气固分离这一领域中的现有技术非常广泛，我们将保留与本专利技术特别相关的以下文献：专利EP0852963描述了一种用于气体混合物中所包含的颗粒的直接卷绕式气固分离器及其在流化床催化裂化或热裂化中的用途。装置适用于这样的提升管，即该提升管的上部分出现在汽提区中，本专利技术不是这种情况。专利FR2767715描述了一种用于FCC单元的主提升管的分离和汽提装置。在所引用的文献中，它是这样的提升管，即它的上部分出现在汽提区中。气态流出物的路径示出了侧向偏移，因为在室2中发生的气体倒转之后是室3中的移位，如在所引用的文献的图3中所见。专利US8383051描述了一种气固分离装置，其适用于外部提升管（也就是说，至少部分地未被包含在汽提器的罩壳中的提升管）。气固悬浮物的主流被划分为两部分，并且装置包括撞击板（在所引用的文本中称为“分割挡板”），该撞击板使得有可能通过突然降低其速度来回收固体。所描述的装置连接到汽提室。本专利技术可以被认为是对所引用的文献的改进。专利EP1017762描述了一种气固分离系统，其包括围绕提升管交替地布置的一组分离室和汽提室。该系统使得有可能同时实施以下操作：-在分离室中分离气体和颗粒，-通过最小化烃夹带的管道将在分离室处分离出的大部分催化剂引入到汽提器中，-使气体从分离室通入汽提室中，这使得有可能完成气体与催化剂颗粒之间的分离并将气体与来自汽提器的流出物混合，-将由提升管和汽提室产生的所有气态流出物快速排放到反应器的旋风分离器，以在离开反应器之前进行最终分离。
技术实现思路
本专利技术可以被定义为一种用于气固悬浮物中所包含的颗粒的气固分离装置，该气固悬浮物由催化裂化（FCC）单元的外部提升管产生。外部提升管被理解为意指提升管与汽提室完全分离的事实。该外部提升管要么是单元的主提升管，因此转化不同的可能进料（单独地或作为混合物），要么是与中央主提升管相关联的次级提升管。在后一种情况下，一种可能的构型是：中央主提升管，其处理常规进料；以及平行于主提升管但相对于主提升管在外部位置中的次级提升管，其处理较轻进料（例如，石脑油类型）。这样的构型也是可能的，即其中在外部提升管和处于中央位置中的主提升管中分别处理（一种或多种）重质进料和（一种或多种）轻质进料。来自两个提升管的流出物被收集在公共汽提器中。提升管（2）的上端凭借相对于提升管（2）而基本上形成90°的角度的管道（19）连接到根据本专利技术的分离装置（5），所述管道（19）划分成两个管状区段（4），在这两个管状区段之间形成角度2*γ，γ在5°与85°之间、优选地在25°与65°之间、并且以优选的方式在40°与50°之间。此外，每个管道（4）连接到位于竖直平面中的弯管（12），在该弯管中颗粒通过离心力与气体分离并压靠壁，分离出的颗粒在返回支管（13）中向下流动，这些返回支管本身连接到基本上竖直的部分（14），该部分用于重新结合来自两个支管（13）的两个颗粒流。根据本领域技术人员的词汇，返回支管被理解为意指竖直管道，催化剂在其内部以密的流化流流动，该流的密度一般地在400与800kg/m3之间。回收固体的流终止于出现在汽提室的流化床中或附近的返回支管（6）中。来自提升管的气体在弯管（12）中与固体分离，在支管（13）中转向大约180°以便随后行进到室（15），这些室本身连接到管道（18），来自下游流化床的流化/汽提气被引导于该管道中。因此，在与催化剂分离之后，汽提气重新结合由提升管（2）产生的气态流出物。源自提升管（2）的气体和源自流化汽提床的气体随后经由排放管道（16）被送到旋风分离器层（9）。从以下意义上说，管道（18）在根据本专利技术的分离装置中起着重要的作用：使得有可能在与催化剂分离之后将汽提气收集在专用管道（18）中并使这些汽提气在室（15）中与由提升管产生的气态流出物接触。因此，这使得有可能将分离器密封，以便防止由提升管产生的流出物进入汽提器并经历过度裂化，这将不利于产率。过度裂化是发生的总体来说不利于汽油的一系列反应。一般地，待分离的催化剂颗粒具有的直径分布在从1μm至1mm的范围内且颗粒密度在从500kg/m3至5000kg/m3的范围内，其中小于40微米的细颗粒的百分比一般地在按重量的10％与30％之间。在根据本专利技术的气固分离装置中，计算弯管（12）的直径d，以便使气体速度在0.5V与10V之间、优选地在V与5V之间、并且以优选的方式在V与2V之间，V是在外部提升管中的气体的平均速度。在根据本专利技术的气固分离装置中，弯管（12）的曲率半径r是在d与10d之间、优选地在2d与5d之间、并且以优选的方式等于2d。室（15）被尺寸确定为以便使具有的水平气体速度一般地在0.5V与10V之间、优选地在V与5V之间、并且以优选的方式在V与2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气固悬浮物中所包含的颗粒的气固分离装置，气固悬浮物由催化裂化单元的外部提升管产生，其中：/n-所述外部提升管（2）的上端凭借相对于所述提升管（2）而基本上形成90°的角度的管道（19）连接到所述分离装置（5），/n-每个管道（4）连接到位于竖直平面中的弯管（12），在弯管中所述颗粒通过离心力与气体分离并压靠壁，然后分离出的颗粒在返回支管（13）中向下流动，返回支管本身连接到基本上竖直的部分（14），所述部分用于重新结合来自两个支管（13）的两个颗粒流，然后分离出的颗粒进入返回支管（6）中，并且来自所述外部提升管（2）的气体在所述弯管（12）中与固体分离，在支管（13）中转向大约180°以便随后朝向室（15）行进，所述室本身连接到收集管道（18），来自流化汽提床的流化/汽提气被引导于所述收集管道中，/n-来自所述提升管（2）的气态流出物和来自下游流化床的气体随后经由排放管道（16）被送到旋风分离器层（9），该装置的特征在于，所述管道（19）划分成两个管状区段（4），在所述两个管状区段之间形成角度2*γ，γ在5°与85°之间、优选地在25°与65°之间、并且以优选的方式在40°与50°之间。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171108 FR 17605101.一种用于气固悬浮物中所包含的颗粒的气固分离装置，气固悬浮物由催化裂化单元的外部提升管产生，其中：
-所述外部提升管（2）的上端凭借相对于所述提升管（2）而基本上形成90°的角度的管道（19）连接到所述分离装置（5），
-每个管道（4）连接到位于竖直平面中的弯管（12），在弯管中所述颗粒通过离心力与气体分离并压靠壁，然后分离出的颗粒在返回支管（13）中向下流动，返回支管本身连接到基本上竖直的部分（14），所述部分用于重新结合来自两个支管（13）的两个颗粒流，然后分离出的颗粒进入返回支管（6）中，并且来自所述外部提升管（2）的气体在所述弯管（12）中与固体分离，在支管（13）中转向大约180°以便随后朝向室（15）行进，所述室本身连接到收集管道（18），来自流化汽提床的流化/汽提气被引导于所述收集管道中，
-来自所述提升管（2）的气态流出物和来自下游流化床的气体随后经由排放管道（16）被送到旋风分离器层（9），该装置的特征在于，所述管道（19）划分成两个管状区段（4），在所述两个管状区段之间形成角度2*γ，γ在5°与85°之间、优选地在25°与65°之间、并且以优选的方式在40°与50°之间。


2.根据权利要求1所述的气固分离装置，其中待分离的催化剂颗粒具有的直径分布在从1μm至1mm的范围内且颗粒密度在从500kg/m3至5000kg/m3的范围内。


3.根据权利要求1所述的气固分离装置，其中计算所述弯管（12）的直径d，以便使气体速度在0.5V与10V之间、优选地在V与5V之间、并且以优选的方式在V与2V之间，V表示在所述外部提升管中的气体的平均速度。


4.根据权利要求1所述的气固分离装置，其中所述弯管（12）的曲率半径r是在d与10d之间、优选地在2d与5d之间、并且以优选的方式等于2d。


5.根据权利要求1所述的气固分离装置，其中所述室（15）被尺寸确定为以便使具有的水平气体速度在0.5V与10V之间、优选地在V与5V之间、并且以优选的方式在V与2V之间，V表示在所述外部提升管中的气体的平均速度。


6.根据权利要求1所述的气固分离装置，其中在竖直平面（xz）中所述支管（13）的上部分与元件（14）之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：B安布拉尔，F费涅，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR