用于从气体中分离出固体的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种方法和设备，其在容器内利用旋流器从气体中分离出固体。旋流器的中心离容器中心的距离不相等，但旋流器的入口离中心的距离相等，以平衡进入各旋流器的催化剂细粒的比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于从气体中分离出固体颗粒的设备和方法。本专利技术特别涉及在 流化催化裂化(FCC)领域从产品气体或燃烧气体中分离出催化剂颗粒。
技术介绍
FCC为烃类转化过程，其通过将烃类在流化反应区域中和由细分的颗粒材料组成 的催化剂接触来实现。与氢化裂解相反地，催化裂化反应的进行不需要大量加入氢或消耗 氢。在裂化反应进行时，大量被称为焦炭的高含碳物质沉积在催化剂上。在反应器容器中， 从废催化剂中分离出汽状产物。废催化剂通过诸如蒸汽的惰性气体进行汽提，以从废催化 剂中汽提出夹带的含烃气体。在再生区域内与氧气的高温再生操作从汽提的催化剂中燃烧 掉焦炭。催化剂颗粒通过不同气态流的流化允许催化剂在反应区域和再生区域之间传送。在FCC工艺中，从产品蒸汽和燃烧气体中有效地分离出催化剂颗粒是非常重要 的。在FCC单元中，未从气态流体有效分离出的催化剂颗粒必须在下游通过过滤法、或者通 过附加的分离装置——其增加了在FCC单元中使用的分离装置——来进行分离。此外，未 从FCC工艺回收的催化剂代表着双重损失。催化剂必须更换，这是材料损失；损失的催化剂 将腐蚀下游设备。严重的腐蚀会使设备失效，伴随着生产/运行时间的浪费。因此，在FCC 工艺中，从气态流体中有效地分离出催化剂颗粒材料的方法是非常有用的。用于从气体中 分离固体的旋流法是公知的，并得到了广泛使用。在FCC工艺中，在从导管排出时，气态流体与催化剂颗粒固体部分地分离。一般在 称为反应器容器的装置中进行这样的分离。反应器容器一般具有入口、上部出口和下部出 口，其中，入口用于使废催化剂和气态裂解产品通过提升管反应器、或从提升管反应器进入 反应器容器，上部出口用于气态裂解产物，下部出口用于废催化剂。在FCC单元中，气体与 固体的再次分离在再生器中进行。常规的再生器一般包括具有废催化剂入口、再生催化剂 出口和分配器的容器，该分配器将空气输送到位于容器内的催化剂床中。在两阶段再生器 中，提升管可将催化剂和燃烧气体从下部腔室传送到一腔室中——在该腔室中催化剂将被 进一步地生成。当催化剂和燃烧气体进入再生器容器或其腔室时，部分分离器可从燃烧气 体分离出催化剂。然而，在反应器容器和再生器容器中，有必要进行额外的分离操作，以将 夹带的固体催化剂从气体中分离出。从气流中分离固体颗粒的最常见的方法是离心分离。离心分离器是众所周知的， 其操作如下赋予含有夹带固体颗粒的气体一个切向速度，迫使较重的固体颗粒向外远离 较轻的气体，从而向上回收气体并向下收集固体。用于从气态材料中分离颗粒材料的旋流 器对于FCC加工领域的技术人员来说是众所周知的。旋流器通常包括入口导管，入口导管 与形成旋流器外壁的圆柱形桶的外侧相切。在旋流器操作中，入口导管和桶的内表面配合 以形成气态材料和催化剂的螺旋形流动路径，这在旋流器中产生一涡流。与涡流外部相关 的离心加速度使催化剂颗粒移向桶的外侧，而气态材料进入涡流内部以用于通过上部气体 出口最终排放。气体出口可向下延伸入桶内，以使得气体只能向下运行然后向上离开旋流器。当气体改变方向向上时，气体中夹带的大量较重催化剂颗粒继续向下移动。这些较重 催化剂以及其他较重催化剂颗粒在失去角动量后绕旋流器桶的内壁旋转，并最终落到旋流 器的底部。之后，催化剂颗粒通过下料腿出口导管离开旋流器，以通过FCC设备再循环。美 国专利4，670，410和2，535，140整体上公开了旋流器的布置及其改进。旋流器经常成对布 置。主旋流器从容器接收气体和催化剂的混合物，并将部分净化的气体通过气体出口送到 次级旋流器以用于进一步分离。当对FCC单元有更大需求时，要求再生器和反应器容器处理更多的催化剂通过 量。更多的燃料气体加入再生器容器以燃烧更多的催化剂。反应器容器也经受相同的增长， 导致更多的气体产物和催化剂。此外，这些容器中需要更多的旋流器以从容器内的气体中 分离出夹带的催化剂。旋流器可以交错布置的方式进行组装，以在容器中安装更多的旋流ο因为旋流器处理大量的小固体与气体的混合物，金属旋流器的内部将受到腐蚀， 这会损害旋流器。通常将耐火材料安装在旋流器和包含旋流器的容器的内部表面，以减轻 腐蚀作用。在本领域中也在寻找减轻腐蚀和催化剂损失的其他方法。
技术实现思路
本专利技术发现，当再生器容器变大且催化剂再生器中的通过量增加时，以交错方式 布置且较靠近容器中心的旋流器将不成比例地吸入较多的催化剂细粒。不成比例的较多较 小的催化剂颗粒腐蚀旋流器的内部，并由离开气体带走。本专利技术发现，通过将交错旋流器的 旋流器入口布置在与容器中心等距的位置，内侧旋流器和外侧旋流器吸入的催化剂细粒将 更为均衡。附图说明图1显示结合有本专利技术的FCC单元的示意性正视图，图2是本专利技术的容器的俯视图，图3是本专利技术的一个可替代的容器的俯视图。具体实施例方式虽然本专利技术的设备和方法可用于任何固体-气体分离设备中，但其在FCC单元中 可立即投入应用。图1示出包括反应器容器10和再生器容器50的FCC单元。再生器竖管 12将催化剂以一通过滑阀14调节的速率从再生器容器50传送到反应器提升管18。流化 介质——比如来自喷嘴16的蒸汽——将催化剂以较高的密度向上传送通过提升管18，直 到多个进料注射喷嘴20 (只显示了一个)横向于催化剂颗粒的流动流注射进料。合适的进料为常规的FCC原料或较高沸点的烃类原料。这种常规原料中最常见的 一种是“减压瓦斯油”(VGO)，该减压瓦斯油一般是沸点在343至552°C (650至1025° F)之 间、通过真空分馏常压渣油进行制备的烃类材料。在这种组分中，通常焦炭前体和可能污染 催化剂的重金属污染物较少。本专利技术可应用的重烃原料包括来自原油的渣油、重质浙青原 油、页岩油、浙青砂提取物、脱浙青渣油、来自煤炭液化的产品、常压和真空蒸馏后的原油。 本专利技术的重质原料也包括以上烃类的混合物，上文的清单并不全面。产生的混合物继续向上穿过提升管18到达顶部，在顶部处，一对分离臂22切向水 平地将气体和催化剂的混合物从提升管18的顶部通过出口 24 (只显示一个)排入分离容 器沈，该分离容器沈实现气体与催化剂的部分分离。传送管道观将烃类蒸气——其包括 汽提的烃、汽提的介质和夹带的催化剂——送到一个或多个位于反应器容器10中的旋流器 30，该旋流器将废催化剂从烃类气流中分离出。虽然本专利技术可在反应器容器10中使用，但 是，其未在反应器容器中进行说明，而是在再生器容器50中进行说明。反应器容器10中的 收集室34收集从旋流器30分离出的烃类气体流以通往出口喷嘴36，最终进入分馏回收区 (未显示)。下料腿38将催化剂从旋流器30排入反应器容器10的较低部分，最终使催化 剂和吸附或夹带的烃类穿过限定于分离容器26的壁上的开口 42进入汽提区段40。在分 离容器26中分离的催化剂直接进入汽提区段40。汽提区段40包括导流片43，44或其他 设备，以促进汽提气体和催化剂之间的混合。汽提气体穿过至少一个出口 46进入汽提区段 40的较低部分并抵达一个或多个分配器(未显示)。废催化剂穿过废催化剂管道48离开 汽提区段40，并以一通过滑阀52调节的速率进入再生器容器50。FCC工艺中的提升管18维持在较高的温度条件下——通常包括高于 425本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于从气体中分离出固体颗粒的方法，所述方法包括：将气流排入容器内；将固体颗粒流排入所述容器内；将携带固体颗粒的气流送入位于所述容器中的至少两个旋流器的各自入口，所述两个旋流器的入口的入口中心离所述容器的中心的距离基本相等；使携带固体的气体在与所述入口连通的桶中旋转，以在所述旋流器中实现所述固体颗粒与所述气体的向心分离，所述两个旋流器的所述桶的桶中心离所述容器的容器中心的距离显著不同；将分离出的气体通过与所述桶连通的气体出口从所述旋流器排出；以及将分离出的固体通过与所述桶连通的下料腿从所述旋流器分配到所述容器的底部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·梅尔柏格，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US