组合式催化剂汽提器的制作方法

专利名称：组合式催化剂汽提器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式催化剂汽提设备，属于石油化工领域。
背景技术：
在石油化工领域，经常需要对固体颗粒进行汽提，以除去固体颗粒吸附、
夹带的杂质气体。如流化催化裂化(FCC)沉降器内，催化剂颗粒之间和颗粒 孔道内部充满着油气，约占产品总量的2wt%~4wt%,这些油气只有一部分被用 来维持装置的热平衡，还有一大部^^皮催化剂携带到再生器烧掉，既增加了再 生器的热负荷又减少了轻质油收率。通常这部分油^A通过蒸汽汽提的方式除 去的，汽提效果的好坏直接影响着装置的产品收率和能耗高低，对于重油催化 裂化而言，甚至会影响到装置的处理能力。
进入汽提器内的待生催化剂所夹带的油气主要分为两部分1、催化剂颗 粒间夹带的油气；2、催化剂微孔内吸附的油气。汽提器内汽固两相的接触效 果直接影响着油气被置换和脱附的效率，而汽固接触效果则主要由汽提器结构 决定。目前国内外^^]的汽提器主要有三种结构形式，即人字挡板、盘形挡板 和无内构件三种，其中由S&W公司引进的RFCC (渣油催化裂化)装置采用的即 为无内构件汽提器。从理论上讲，有内构件的汽提器汽固接触效果好于无内构 件的汽提器，因此汽提效率也高于无内构件的汽提器。
对于用于FCC工艺的催化剂汽提器而言，U0P和Mobil两家公司拥有了主 要的专利技术。UOP汽提器工艺的特点是在内锥盘的裙板上开有许多小孔或短 管，用以加强汽固接触。在此基础上，也产生了一些以进一步加强汽固接触为 目的的改进专利。如USP 5910240在内锥盘上附加了许多三角形旋转叶片，对
向下流动的催化剂产生导向作用；USP 5549814则用多层^^l代替内锥盘，每 层格4射象车辐条一样布置，每根辐条上开有小窗；USP 2001/0027938 Al提出 了一种汽提器，其特点是挡板水平布置，板上开有小孔，或是由水平布置的格 栅代替挡板，以破碎气泡。这类汽提器的共同特点是在操作中催化剂是垂直流 过挡板(格栅)，导致汽固接触时间短、汽提效率有限。
中国专利申请CN 200420075014.1、 CN 93247744等也公开了一些FCC汽 提器，其采用了锥盘式的汽提挡板。CN 93247744公开的汽提器结构中，在与 汽提挡板相连的裙体设置开孔，这样汽提蒸汽由裙体上的喷嘴分布到催化剂流 道内，该装置的汽提机理为汽提蒸汽与催化剂在催化剂流道内接触，置换出催 化剂间夹带的油气。CN 200420075014. 1提出了另一种交错布置锥盘式汽提挡 板结构，在多层汽提挡板间还布置有2层导流板(内环导流板和外环导流板)， 为开3L^反或格栅结构，而汽提挡板上不开孔，催化剂由内、外环汽提挡板上自 上而下依次流过，该过程中催化剂还经过设有开孔或格栅的导流板，汽提蒸汽 的流动通道则与催化剂相同，与催化剂实现逆伊u4姿触。由于导流板的设置，减 少了催化剂的返;財呈度，并可破碎气泡。上述汽提器结构虽然可提高汽提效率， 但由于汽提挡板上没有开孔，汽提蒸汽与催化剂在该部位不能充分接触，汽提 蒸汽和催化剂的接触效率会P争低，同时还会浪费一部分汽提器空间，因而总体 来讲汽提效率的提高是有限的。
中国专利98250779.8提出了一种汽提挡板开孔而裙体不开孔的汽提挡板 结构，通过设置较大的开孔率，使挡板上的催化剂有一大部分由挡板上的孔流 入挡板下方，类似于穿流操作。在这种结构中，汽提蒸汽与催化剂通过催化剂 通道以及汽提挡板的孔而逆流接触，实现油气的汽提。然而，由于这种结构在 裙体上没有设置开孑L或喷嘴，限制了一部分維化剂与蒸汽的接触，实际上只有 小部分催化剂能和蒸汽充分接触，因而汽提效率的提高受到一定限制。
另夕卜，上述几种汽提器只采用了挡板形式，催化剂的停留时间较短，只能 汽提掉催化剂间夹带的油气，难以充分置换催化剂孔道内吸附的油气，因而影
响了汽提效率的提高。
中国专利CN 98102166.2提出了一种适用于再生催化剂的密相环流的新 型汽提器，用以去除再生催化剂中的烟气；CN 98204681. 2提出了一种与提升 管出口快分系统配套的环流汽提器，适用于待生催化剂。这种汽提器内汽固接 触效率高、催化剂停留时间长，能够充分将催化剂微孔内的油气置换掉。但这 种汽提器也存在一些缺点，如压降相对较大、不能应用于高度较大的汽提段 等，在工业应用中受到限制。

发明内容
本发明所要解决的技术问题就是在现有技术公开和使用的催化剂汽提装 置的勤出上，研究提出一种新型的组合式催化剂汽提装置，用于催化剂的再生 处理中，既能汽提掉催化剂间油气，又能置换出催化剂微孔内油气，并具有高 效、〗氐压降的特点。
本发明提供了一种组合式催化剂汽提器结构，包4射殳置于汽提器筒体内的 挡板段和环流段，其中
挡板段位于汽提器筒体的上部，包括沿筒体轴向呈交替设置的内环挡板与 外环挡板，内环挡板和外环挡板下端分别连设有裙板，内环挡板及所连设的 裙板与汽提器筒体内壁间形成外通道，外环挡板的内缘及所连设的裙板围 成内通道；内环挡板和外环挡板均开设有供汽提蒸汽流通的通道，裙板上均水 平交错布置有供汽提蒸汽流动的孔和喷嘴；该挡板段的筒体内还设有一段蒸汽 分布器；
环流段位于汽提器筒体下部，设有承接来自挡板段的催化剂的锥形筛板， 该锥形筛板设置于汽提器筒体的内壁并成倒锥台，底部连通中心下料管；环流 段还设置有至少一级导流筒，该导流筒的外壁与汽提器内壁间形成环隙通道， 中心下料管下部伸入导流筒；该环《^殳内还分别设置有内环蒸汽分布器和外环 蒸汽分布器。
本发明的组合式催化剂汽提器，内环挡板和外环挡净反的i殳置可以与现有4支 斜目似，内环挡板设于筒体中心，外缘向下倾斜成锥板(本发明也称其为锥板)， 其中心线(纵向)与汽提器轴向中心线重合，最好使母线与7jC平线的夹角设置 为25° -45° ,优选30° ~ 40° ;外环挡板绕汽提器筒体内壁设置，内缘向 下倾斜成锥盘(本发明也称其为锥盘)，其中心线(纵向)与汽提器轴向中心 线重合，最好使母线与水平线的夹角设置为25° ~45° ，优选30。 ~ 40° 。
所述裙板为筒状，分别垂直焊接于内环挡板和外环挡M部，裙板上水平 交4ti更置的孔和喷嘴的面积之和为汽提器有效截面积的1%~20%。孔和喷嘴的 当量直径为10 150mrn。
筒体的挡板段可以设置1 ~ 20组挡板，每层内环挡板及其裙板和外环挡板 及其裙板成为一组挡板，在设计上，各组挡板之间具有适当间距，也可以是重 叠设置，即，下一组挡板中内环挡板可伸入上一组挡板中外环挡板的裙板内。
根据本发明的组合式催化剂汽提器，挡板段与环力ta通过一个维形筛板连
接，该锥形筛板与水平线的夹角为25° ~60° ，优选30° ~45° ，该锥形筛 板开设有当量直径10 ~ 150mm的孔和/或喷嘴，该锥形筛板上的孔和/或喷嘴的 面积之和与汽提器有效截面积之比为1% ~ 30% (即0. 01 ~ 0. 3 )。锥形筛M部 与中心下料管相连，用以4，化剂汇集到中心下料管。
环流段还设置有1-10级导流筒，每级导流筒的高度为500 - 2000mm，导 流筒的有效截面积与汽提器的有效截面积之比为0. 5 ~ 0. 8。
根据本发明的组合式催化剂汽提器，内环蒸汽分布器设于环流段下部，位 于最下级导流筒底部至伸入该导流筒内0 500mm处，或者位于最下级导流筒 底部以下0 - 500mm处；外环蒸汽分布器设于导流筒与汽提器筒壁之间的环隙 通道，位于最下级导流筒底部向上0~ 500mm处，或者位于最下级导流筒底部 向下0~ 500mm处。
与其他目前使用的汽提器一样，本发明的组合式催化剂汽提器也可以有适 用于内提升管反应器的设计和适用于外提升管反应器的设计。
本发明的最大特点是提供了一种组合式汽提器，在挡板段的内、外环挡板
(锥板和锥盘)及裙板上均设置供汽提蒸汽流通的气体通道，并iUt裙板上使
孔和喷嘴交错布置，配合挡板段的一段蒸汽分布器和环流段的内环蒸汽分布
器、外环蒸汽分布器i殳计，催化剂在汽提器的挡板段内呈s形顺重力流动，同
时与汽提蒸汽实现错流流动；在环; 内则通#导流筒(多级)内部和外部 环隙之间多次循环流动。催化剂在挡板段的流动过程中，流经内环挡板和外环
挡板以及裙板附近时，都能与汽提蒸汽充分接触；而催化剂在环流段的循环流
动所需增加的压降负荷很小。所以，在整个汽提过程中既可提高汽提器的汽提 效率，又能降低能耗(即降低汽提蒸汽用量、减少生焦量，降低外取热器负荷)。 本发明所述的组合式汽提器，可以在确保催化剂环流的前提下延长催化剂 在汽提器中的汽提膝f呈，因此既能实现催化剂夹带油气的高效汽提，又能提供 足够的停留时间，以充分置换掉催化剂孔道内吸附的油气。通过在小型热模实 验装置中的对比实验发现，相对于同样的汽提器体积，经普通环形挡板结构汽
提器汽提后，催化剂上焦炭中H含量为8体积%左右，而经本发明所提出的组 合式汽提器汽提后，催化剂上焦炭中H含量可降至5体积％以下，说明催化剂 孔道内吸附的油气也被汽提掉。
本发明既可用于FCC (流化催化裂化工艺)、DCC (多产低分子烯烃的催化裂 化工艺)、ARGG(最大量生产液化气和高辛烷值的工艺)、FDFCC(灵活双效流化 催化裂化工艺)、MIP(生产清洁汽油组分的流化催化裂化工艺)、MGD(多产液化 气和柴油、降低汽油烯烃含量的技术)等工艺的沉降器汽提段夹带油气的待生 催化剂的汽提，又可用于HCC(重油直接裂解制烯烃工艺)、DCC(多产低分子烯 烃的催化裂解工艺)等工艺的夹带杂质气体的再生催化剂的汽提，通过提高再 生催化剂汽提效率，可达到多回收目的产品、降低干气收率、减少生焦、减少 产品中杂质含量、降低再生器负荷、提高处理量的目的。
本发明还可广泛用于新建或 iJt的催化裂化装置中，才艮据生产规^莫可灵活 确定汽提器的高度和内径。


图l是本发明组合式汽提器第一种实施方案的结构示意图，适合于内提升 管的装置。
图2是本发明组合式汽提器第二种实施方案的结构示意图，适合于外提升 管的装置。
图3a 图3c是适合于内提升管的不同锥板型式，分别为篩板结构、菱形 ^"栅结构和矩形档_栅结构。
图4a 图4d是适合于外提升管设置的不同锥板型式，分别为筛板结构、 菱形格栅结构和矩形格栅结构；图4e和图4f分别显示该方案中锥板与锥帽的 不同设计。
图5a 图5c是适合于内提升管的不同型式的锥盘结构，分别为筛板结构、 菱形格栅结构和矩形格栅结构。
图6a 图6c是适合于外提升管的不同型式的锥盘，分别为筛板结构、菱 形祐4册结构和矩形格4册结构。
图7a和图7b是适合于内提升管的内环气体分布器结构横截面和轴向示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明，旨在帮助阅 读者理解本发明的特点和实质，但附图和具体实施方式
内容并不限制本发明方 案的可实施范围。
说明本发明在对汽提器内^当板和裙板设置的孔和喷嘴的描述中使用了 "当量直径"来说明尺寸，当孔为圓孔时，当量直径即为圓孔的直径，而对于 非圓形小孔，当量直径为面积与^目等的圓形小孔的直径(喷嘴是将钢管安装 在这些小孔而形成，为保证由喷嘴和小孔喷出的蒸汽量相同，需根据压力降进
行衡算，适当扩大喷嘴内径)。本发明所述的汽提器"有效截面积"对于外提
升管式汽提器即为以其筒体内径计算出的截面积，而对于内損:升管式汽提器则 指以其筒体内径计算出的截面积与以提升管外径计算出的截面积的差值。
如图1和图2所示，本发明的组合式催化剂汽提器可以分别适用于内提升 管反应器和外提升管反应器，由提升管出来的催化剂被一 ^1分离器(或快 分)和二^itK分离器分离，并由料腿i^v汽提器内，这部，化剂又被称作 待生催化剂。现对二种方案分别描述如下。
图1的实施方案中组合式汽提器设置于提升管出口以下的汽提段内，该组 合式汽提器包括筒体l、内环挡板2(锥板2)、外环挡板3(锥盘3)、裙板 4、锥形筛板5、中心下料管6、导流筒7、外环蒸汽分布器8、内环蒸汽分布 器9、内提升管IO、 一段蒸汽分布器ll。该组合式汽提器可分为两个部分，上 部挡板段包括多级内环挡板2 (锥板)与外环挡板3 (锥盘)；下部环流段由锥 形筛板5、中心下料管6和导流筒7 (可以包括多级)组成；在组合式汽提器 的上部和下部分别设置有一段蒸汽分布器11和内环蒸汽分布器9、外环蒸汽分 布器8。与其他常规换作相同，该组合式汽提器的底部还设置有待生斜管或待 生立管(图中未显示)。
参见图1,该组合式汽提器的挡板段由多层内环挡板2和外环挡板3沿筒 体l的轴向交替布置而成，且分别设置了裙板4。内环挡板2内缘与筒体中心 的内提升管IO外壁相焊接，外缘向下倾斜成锥板(也称锥板2),其中心线与 汽提器轴向中心线重合，母线与水平线的夹角a为25° -45° ，优选30° ~ 40° ,锥板2与筒体1内壁之间形成可^f崔化剂流动的环隙空间为外通道12; 外环挡板3绕汽提器筒体1内壁设置，外缘与汽提器器壁焊接，内缘向下倾斜 成锥盘(也称锥盘3)，其中心线与汽提器轴向中心线重合，母线与水平线的夹 角b为25。 -45° ，优选30。 ~ 40° ，锥盘3所连设的裙板4内壁与提升管 10外壁围成可^f崔化剂流动的环隙空间为内通道13 。优选的外通道12和内通 道13的截面积分别为汽提器有效截面积的0. 2 ~ 0. 4倍，对于图1所示的汽提
器，汽提器有效截面积为以筒体1的内壁计算出的截面积与以提升管10外壁 计算出的提升管10的截面积之差。
裙板4为圆筒状，分别垂直焊接于锥板2和和锥盘3底部，裙板4上水平 交餘没置了孔和喷嘴14 (连通于孔上的钢管)，同时参考图4e和图4f,裙板4 上的一排开孔中，孔和喷嘴交错布置，根据裙板高度不同和开孔面积的需要， 可以有一排以上的开孔，此时在轴向上也优选孔和喷嘴交错设置，这些孔和喷
嘴的当量直径为10 ~ 100mm，它们的面积之和为汽提器有效截面积的1 ~ 20%。 裙板高度为50 ~ 300mm,优选100 ~ 200咖。锥板2和锥盘3所连接的裙板4的 内径和高度可相同或不相同。如图中所示，为控制汽提蒸汽的喷射方向，裙板 上i殳置的喷嘴14出口均朝向催化剂通道，即，锥板2所连的裙板4上的喷嘴 14朝向外通道，而锥盘3所连裙板4上的喷嘴14朝向内通道(该图仅为示意 性结构，^^见图之间有可能不完全对应)。
一层锥板2和下面的一层锥盘3的组合称为一组挡板(包括分别与^目连 的裙板4),依据工艺条件的要求和汽提器空间的限制，挡板段可布置1~20 组挡板。锥板2和锥盘3的形式可分别为筛板式、菱形格栅式及矩形格栅式(参 见图3a 图3c和图5a-图5c )，也可为百叶窗或导向页片结构。图3a和图 5a显示为筛板式结构，即，锥板2和锥盘3开设的供汽提蒸汽流通的通道为多 数个孔和/或喷嘴，使挡板成为筛板，所述孔/或喷嘴的面积之和为汽提器有效 截面积的8%~30%，优选值为10%~20%,这些孔和/或喷嘴的当量直径为50-150mm， 4皮设置成1 20排。图3b、图3c和图5b、图5c示意了格栅式的挡板， 即，供汽提蒸汽流通的通道为矩形或菱形格栅狭缝，使挡板成为格栅，格栅狭 缝的面积之和为档4册在水平面上投影面积的8%~30%,优选为10%~20°/。，格栅 厚度2 30咖，矩形或菱形格栅狭缝的边长为10~ 500mm (以各格栅狭缝相对 两边的钢板带厚度中心之间的距离计)。
为了更好的^t催化剂，组合式汽提器最上部的第一层挡板最好为锥板2。 依据工艺务泮的要求和汽提器空间的限制，每组挡板之间的间距Li为-200 -
500mm,所述间距是上一组挡板中外环挡板3的裙板4下沿到下一組挡板内 环挡板2上沿间的距离Li，该间距L,为负值表示下一组内环挡板2伸入上 一组外环挡板3的裙板内，如图1所示。依据工艺条件的要求和汽提器空间 的限制，锥板2所连^板下沿到下部相邻锥盘3之间的法线距离1>2为50 ~ 400mm,表示为每组挡板中锥板2与锥盘3之间的距离。依据工艺^f牛的要求 和汽提器空间的限制，其中一层锥盘3的裙板4与汽提器器壁间的环隙内设置 有一段蒸汽分布器11，该一段蒸汽分布器11可为环管式蒸汽分布器(分布管), 管上开设有多个小孔和/或多个喷嘴，开孔率为0.1%~10%，该分布管直径为 10 500mrn，所通蒸汽流率依据工艺条件确定。
挡板段最下部的一层挡板优选为锥板2，与^目承接的是锥形筛板5和中 心下料管6。该锥形筛板5与水平线的夹角c为25° ~60° ,优选30° ~ 45。，该锥形筛板5开设有当量直径10 150mm的孔和/或喷嘴，孔面积之和 (包括所述的孔和用于设置喷嘴的开孔)与汽提器有效截面积之比为1%~ 30%,这些孔和/或喷嘴设置成l-20排。锥形筛板5底部的中心下料管6的有 效截面积(其与提升管10外壁之间的环行面积)与汽提器有效截面积之比为 0. 05 ~ 0. 4。中心下料管6伸入导流筒7的距离与导流筒7的高度之比为0， 2 ~ 5。导流筒7的设置可以是1 ~ 10级，每级导流筒的高度为500 ~ 2000mm,导流 筒的有效截面积与汽提器的有效截面积之比为0. 5 ~ 0. 8。优选地，中心下料管 6伸入导流筒7的距离为200 ~ 3000mm。
环^l更的下部设置有内环蒸汽分布器9和外环蒸汽分布器8，传j居工艺条 件和流化质量的要求，以最下级导流筒7的底部为基准，内环蒸汽分布器9可 伸入导流筒0 ~ 500ram,也可设置于导流筒7以下距离为0 ~ 500咖处；外环蒸 汽分布器8设置于导流筒7与汽提器器壁1之间的环隙，可高于导流筒0~ 500mm，也可低于导流筒7约0 ~ 500咖。如图7a和图7b所示，所述内环蒸汽 分布器9为环形莲蓬头式，朝向导流筒内的顶板16为莲蓬头形的钢板，也可 以为碟形、锥形或采用水平布置的钢板，开有孔和/或喷嘴，开孔率O. 1°/。~5%，
当量直径为1 -200mm;外环蒸汽分布器8的形式为环管式蒸汽分布器或多个喷 嘴式蒸汽分布器(分布管)，分布管直径为10 ~ 3Q0mm，管上开有孔和/或喷嘴， 开孔率为0. 1% ~ 5%，孔和/或喷嘴的当量直径为1 ~ 200咖。
图1所示的汽提器的操作过程为需进行汽提的催化剂由汽提器上部駄， 依次经过锥板2、外通道12、锥盘3、内通道13呈S形顺重力流下，来自一段 蒸汽分布器ll的汽提蒸汽与来自于环流段的汽提蒸汽汇合，由锥板2、锥盘3 上的小孔(喷嘴)或格栅的狭缝喷出，通过控制适宜的开孔率、开孔直径以及 汽提蒸汽的压力，使催化剂不能穿过小孔，而只有蒸汽能够通过小孔，因而可 控制催化剂与汽提蒸汽在锥板2和锥盘3上呈错沭^触。由于裙板4上交4ti殳 置了若干小孔和喷嘴14，催化剂流过外通道12和内通道13时，接近裙板4 壁面和远离裙板4壁面的催化剂都能与喷出的蒸汽充分接触。通过多组挡板和 裙板开孔、喷嘴的特殊设置，不但能够使催化剂在汽提器内呈S形顺重力流动， 有效降低催化剂的返混，而且能够破碎汽提器内的大气泡，大大增加了催化剂 和汽提蒸汽之间的接触面积与接触效率。另夕卜，由于催化剂和汽提蒸汽在锥板 2和锥盘3上呈错流流动，强化了汽固之间的接触效率，从而大大提高了汽提 器的汽提效率。
催化剂流过挡板段的多层锥板2和锥盘3后经过一个具开孔的锥形筛板5， 被汇集到其下部的中心下料管6,即，流入环流段内，由于环济^殳设置有至少 一级导流筒7，催化剂经过中心下料管6 M续i^导流筒7,在下部的外环 蒸汽分布器8和内环蒸汽分布器9喷出的汽提蒸汽作用下，催化剂将在导流筒 7内部和外部环隙之间多次循环流动，以保证催化剂孔道内吸附的WL除的气 体得到充分的置换。
汽提完毕的催化剂最后由汽提器底部流出汽提器。
本发明另一种实施方案为适用于外提升管的汽提器设计，如图2所示。与 图1不同的3—提升管置于汽提器的外部(图中^示提升管)。
锥板2和锥盘3的设置方式与内提升管式汽提器可以相同，二者的不同之
处有内环挡板(锥板2)的俯视图为圓环形(外通道12仍为环隙形式)，中 心设置有可拆卸的锥帽15，挡板段的内通道13为外环挡板(锥盘3 )的裙板4 内壁所围成的圓形通道(截面为圓形)。参见图2、图4a 图4f和图6a 图 6c。对于较大规模的汽提器，锥板2顶部可以设置一个锥帽15和利于取下锥 帽的部件，例如图中的锥帽把手16,锥帽15和锥帽把手16相焊接，而锥帽 15与锥板2可用螺丝相连，当检修时可拆卸下来作为人孔(参见图4a、图4c、 图4d和图4e);对于小型汽提装置则可直接在锥板2的锥顶设置锥帽把手16 或其他才赠设置，方便#^时直接##板取出(参见图4b和图4f )。由于汽提 器中心没有提升管，中心下料管6的直径可大大缩小，其流通面积也由实施方 案1的圆环形变为圆形，即由中心下料管6内壁所构成的通道。锥板2与锥盘 3同样可采用筛板或是格栅(参见图4a ~图4d、图6a ~图6c),筛才^Ji的开孔 同样可以是圆形，也可以是椭圓形或其他形状，格栅狭缝的形状可以是矩形或 是菱形。在该方案中，内环蒸汽分布器9可以由实施方案1的环形分布器改为 筛板式蒸汽分布器、莲蓬头式蒸汽分布器、树枝状蒸汽分布器或多个喷嘴组成 的蒸汽分布器。
图2所示的汽提器显示的其余未提及部件的结构、结构M等，例如篩板 5上开孔的当量直径、筛板5的开孔率、格栅狭缝的边长、##狹缝的面积、 锥板2与锥盘3的距离、锥盘3与锥板2的距离、中心下料管6伸入内导流筒 7的距离、内环蒸汽分布器9和外环蒸汽分布器8的轴向位置等，均可与图1 所示的汽提器相同。本发明的优选方案是挡板段的外通道12与内通道13的面 积分别为汽提器有效横截面积的0. 2 ~ 0. 4倍，对于图2所示的汽提器而言， 汽提器的有效横截面积是以筒体1的内径计算出的横截面积。
图2所示的汽提器的操作过程与图1所示的汽提器的操作过程^M目同， 说明从略。
本发明各种汽提器的锥板2与锥盘3以及导流筒7等所有内构件，均可采 用各种常见的部件及方法固定于汽提器内。所有内构件可采用各种常见的金属
材料制造，为防止磨损，可在其表面喷涂抗高温耐磨涂层。
本发明在操作过程中，导流筒7内线速为0.1 ~ 0. 6m/s，导流筒7与汽提 器壁间环隙内的线速为0. 01 ~ 0. 2m/s。依据工艺条件的不同，汽提介质可为水 蒸汽、空气或干气等气体。
本发明汽提器适用于各种催化转化工艺夹带油气或杂质气体的固体颗粒 的汽提。
可以看出，本发明所提出的组合式汽提器并不是锥盘式和环流式两种汽提 方式的简单叠力口，而是在综合了诸多因素后的有才/l^合。例如，由于采用了两 段式的组合结构，并分别设置了蒸汽分布器，挡板段和环流敬的高度比，以及 挡板)爻和环沐段汽提蒸汽用量的分配，均可以针对不同催化剂的处理根据工艺 务f牛的不同而相应变化。
以催化裂化待生催化剂为例，对于原料的残渣比例高、再生器烧焦效果不 好、装置能耗高的装置，催化剂间与催化剂微孔内吸附的油气往往组分较重， 仅采用单独的挡板式汽提器或环流式汽提器处理时，多采取增加汽提器高度和 增加汽提蒸汽供给量，增加了装置的能耗，仍难以实现高效汽提。采用本发明 的组合式汽提器，可选择适当的结构参数，包括在挡板段缩小挡板的间距，由 于内环挡板和外环挡板具有较小的角度，必要时内环挡板甚至可伸入相邻的外 环挡板的裙板内，以尽量增加挡^i且的数量，而挡板段中不仅内环挡板和外环 挡^Ji均开设蒸汽通道，在裙^Ji交替设置了喷嘴与开孔，即^A直径较大的 汽提器，也可保证靠近裙板壁与远离裙板壁的催化剂都能得到充分的汽提，使 催化剂在挡板段汽提器中的路程和停留时间延长，提高汽提效率，而汽提器的 有效空间利用率也显著提高；同时适当增加挡板段与环流敬的高度比，环^^殳 高度则相对减小，通过适当增加环《濃与挡板段汽提蒸汽量的比值，增加内环 汽提蒸汽量与外环汽提蒸汽量的比值，以提高环itii度，这样不但能够提高催 化剂与汽提蒸汽的接触效率，还能尽量保证催化剂与新鲜汽提蒸汽的接触次 数，弥补了环流段高度减小，催化剂在环流段停留时间相对减少所带来的损失；
所以，利用本发明的组合式汽提器，利于提高汽絲率，IW高了轻油收率又 緩解了再生器负荷。另一方面，待生催化剂在挡板段的汽提过程中，汽提蒸汽 可来自挡板段的一^殳蒸汽分布器和环流段的蒸汽分布器，有利于减轻汽提器的 热负荷，节省^^能耗。
由此可见，将挡板和环流两种汽提方式有^i4禹合在"-^，不但保证了催化
剂和汽提蒸汽间的高效接触，而且使催化剂和汽提蒸汽间的接触时间大大延 长，在不增加蒸汽用量的情况下保证了催化剂与汽提蒸汽的充分接触，使催化 剂颗粒间和孔道内吸附的油气被最大程度地汽提出来。组合式汽提器的另 一个
显著的特点就是可以根据工艺条件的不同对结构进行灵活的调节，以尽可能地 提高汽提效率。这样不但能够提高轻油收率、降低再生器负荷、提高再生催化 剂活性，而且能够降低再生器外取热器负荷、降低装置能耗。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述 的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详 细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修 改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其 文进，其 均应涵盖在本发明的保护范围当中。
权利要求
1、一种组合式催化剂汽提器，其特征在于包括挡板段和环流段，其中挡板段位于汽提器筒体的上部，包括沿筒体轴向呈交替设置的内环挡板与外环挡板，内环挡板和外环挡板下端分别连设有裙板，内环挡板及所连设的裙板与汽提器筒体内壁间形成外通道，外环挡板的内缘及所连设的裙板围成内通道；内环挡板和外环挡板均开设有供汽提蒸汽流通的通道，裙板上均水平交错布置有供汽提蒸汽流动的孔和喷嘴；该挡板段的筒体内还设有一段蒸汽分布器；环流段位于汽提器筒体下部，设有承接来自挡板段的催化剂的锥形筛板，该锥形筛板设置于汽提器筒体的内壁并成倒锥台，底部连通中心下料管；环流段还设置有至少一级导流筒，该导流筒的外壁与汽提器筒体内壁间形成环隙通道，中心下料管下部伸入导流筒；该环流段内还分别设置有内环蒸汽分布器和外环蒸汽分布器。
2、 如权利要求1所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环挡板 设于筒体中心，外缘向下倾斜成锥板，其中心线与汽提器轴向中心线重合， 母线与水平线的夹角为25° ~45° ;外环挡板绕汽提器筒体内壁设置，内 缘向下倾斜成锥盘，其中心线与汽提器轴向中心线重合，母线与水平线的 夹角为25° ~45° 。
3、 如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，所述 裙板为筒状，分别垂直焊接于内环挡板和外环挡板底部，裙板上交错设置 的孔和喷嘴的面积之和为汽提器有效截面积的1%~ 20°/。。
4、 如权利要求3所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，裙板上设 置的孔和喷嘴的当量直径为10~100mm。
5、 如权利要求3所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，裙板高度 为50~ 300咖。
6、 如权利要求1或2所述的組合式催化剂汽提器，其特征在于，内环 挡板和外环挡板开设的供汽提蒸汽流通的通道为多数个孔和/或喷嘴，使挡 板成为筛板，所述孔/或喷嘴的面积之和为汽提器有效截面积的8%~ 30%。
7、 如权利要求6所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，设于挡板 上的孔和/或喷嘴的当量直径为50~150mm。
8、 如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环 挡板和外环挡板开设的供汽提蒸汽流通的通道为矩形或菱形格栅狭缝，使挡 板成为格栅，格栅狭缝的面积之和为格栅在水平面上投影面积的8%~30%。
9、 如权利要求8所述组合式催化剂汽提器，其特征在于，所述矩形或 菱形格栅狭缝的边长为10~ 500mm。
10、 如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，挡 板段的筒体内设置有1~20组挡板，每组挡板包括一层内环挡板及其裙板 和外环挡板及其裙板，每组挡板之间的间距厶为-200 ~ 500mm,所述间距Z, 是上一组挡板中外环挡板^君板的下沿到下一组挡板内环挡板上沿间的距离。
11、 如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内 环挡;f反与外环挡;ll之间的间距A为50 - 400mm,所述间距A是指内环挡板 所连裙板下沿至下部相邻的外环挡板的法线距离。
12、 如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内 通道和外通道的截面积分别为汽提器有效截面积的0. 2 ~ 0. 4倍。
13、 如权利要求1所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，环流段 中的锥形篩板与水平线的夹角为25°~60°，该锥形筛板开设有当量直径 10 ~ 150mm的孔和/或喷嘴，孔和/或喷嘴面积之和与汽提器有效截面积之比 为1%~ 30°/0。
14、如权利要求l或13所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，中 心下料管的有效截面积与汽提器有效截面积之比为0. 05 ~ 0. 4。 15、 如权利要求14所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，中心下 料管向下伸入导流筒的距离与导流筒的高度之比为0. 2-5。16、 如权利要求1所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，环流段 设置有1-10级导流筒，每级导流筒的高度为500 2000tnm,导流筒的有效 截面积与汽提器的有效截面积之比为0. 5 ~ 0. 8。17、 如权利要求1或16所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内 环蒸汽分布器设于环流段下部，位于最下级导流筒底部至伸入该导流筒内 0~ 500咖处，或者位于最下级导流筒底部以下0 500mm处。18、 如权利要求1或16所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，外 环蒸汽分布器设于导流筒与汽提器筒壁之间的环隙通道，位于最下级导流 筒底部向上0- 500ran处，或者位于最下级导流筒底部向下0 500mm处。19、 如权利要求17所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，所述内 环蒸汽分布器为莲蓬头式，朝向导流筒内的顶板开有孔和/或喷嘴，开孔率 0. 1% ~ 5%。20、 如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，该 汽提器内还设置提升管，内环挡板的内缘与提升管外壁相连，内通道为外 环挡板的裙板内壁与提升管外壁所围成的环隙通道；锥形筛板、中心下料 管、导流筒及内环蒸汽分布器均同轴套设于提升管外。21、 如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内 环挡板为圓环形，中心设置有锥帽把手或可拆卸的锥帽，挡板段的内通道 为外环挡板的裙板内壁所围成的圆形通道。22、 如权利要求21所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环挡 板中心设置有可拆卸的锥帽，该锥帽上还设置有锥帽把手。
全文摘要
本发明公开了一种组合式催化剂汽提器，适用于石油炼制领域。由挡板段和环流段组合而成，挡板段包括内环挡板、外环挡板和一段蒸汽分布器，内环挡板和外环挡板底部均分别设置有裙板，内环挡板和外环挡板上开设有供汽提蒸汽流通的通道(可以是孔、狭缝等)，而裙板上交错设置了多个孔和喷嘴；环流段则设有承接挡板段的锥形筛板、导流筒及内环和外环蒸汽分布器，锥形筛板底部连接有下端伸入导流筒的中心下料管。本发明采用了锥盘式和环流式两种汽提方式的有机组合，因此该设备可实现气-固两相间的高效接触，并能够保证催化剂与蒸汽有足够长的接触时间。本汽提器适用于各种催化转化工艺夹带油气的待生催化剂以及夹带杂质气体的固体颗粒的汽提。
文档编号C10G11/00GK101112679SQ20061008892
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月26日 优先权日2006年7月26日
发明者刘梦溪, 卢春喜, 张永民, 时铭显, 王祝安 申请人:中国石油大学(北京)