催化裂化设备防结焦的装置及防结焦的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油机械技术领域，具体涉及一种催化裂化设备防结焦的装置，本发明还涉及催化裂化设备防结焦的方法。
【背景技术】
[0002]催化裂化设备是石油加工企业炼化一体化发展的重要生产单元，肩负着油品轻质化和获取化工原料的重任。催化裂化设备长周期满负荷运行，对炼化企业的效益增长起着举足轻重的作用。但是，近十多年来催化原料重质化，即高密度、高粘度、高碳氢比的趋势日益加剧，因此催化装置不可避免地面临着提升管反应器、沉降器和反应油气系统结焦的困扰，由于结焦导致的设备能力降低、非计划停工与生产安全问题十分严重。调查发现反应油气管线出口端处结焦的问题尤其严重，油气管线出口端处结焦的主要原因有:催化裂化反应油气中除了比原料油烃类分子量低的气体物质外，客观上还存在少量高沸点组分，十分容易冷凝形成焦核，同时催化裂化反应过程中也会产生双、多烯烃及不饱和多环高分子芳烃的缩合物及聚合反应产物，这些重质反应产物与原料中未被反应完的高沸点组分一起都会导致焦炭的形成。进入油气管线的反应油气尽管在管线中停留的时间很短，但它在这个时间内处在降温过程中，具有极高生焦因素的物质随着温度的降低，生焦速度也越快。反应油气中还包括有大量的水蒸汽和催化剂细粉颗粒，高温水蒸气的存在降低了烃类油气分压，是有利于减少结焦的，但凝结在细粉催化剂颗粒上的焦会以此为核心形成更大的焦碳粒，最后凝结在油气线内出口端处。油气管线出口端的焦层是很坚硬的，因为坚硬而难以被油气流破坏，因此焦层将愈来愈厚，直至达到油气流速增大到限制其结焦层不易增厚的平衡状态。高温油气进入分馏塔前会在油气管线出口端处形成涡流，涡流中的油气速度低，停留时间长，另外由于气体在进入分馏塔时绝热膨胀，气体膨胀过程中的能量转换将使油气温度有所降低，温度降低的同时油气分压迅速下降，这将促使油气中的高沸点组分凝析出来，是结焦的主要因素之一。由于涡流总是向着流体中心挤压收缩，油气管线出口端处焦块的形成，也总是从管端开始并逐渐向管内长大，最后就在管端长成一个“喇叭”形状的焦层，焦层厚度不等，一般在20?30mm。伴随着结焦，油气管线出口端面积不断变小，结焦严重处的管线截面积甚至会减少90%左右。油气管线出口端处结焦不仅会影响装置的运行效果，严重时甚至会导致装置的停工。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种催化裂化设备防结焦的装置，解决油气管线出口端处结焦现象严重、影响催化裂化设备运行的问题。
[0004]本发明的另一目的是提供催化裂化设备防结焦的方法。
[0005]本发明所采用的技术方案是:催化裂化设备防结焦的装置，包括油气管线和蒸汽环管，蒸汽环管安装在油气管线的外壁上，油气管线的内径从入口端到出口端逐渐增大，在蒸汽环管的外表面安装有进气管。
[0006]本发明的特点还在于:
[0007]蒸汽环管的内侧固接有环形板，环形板伸出蒸汽环管的端面，环形板在靠近油气管线出口端的方向上逐渐减薄，油气管线中靠近入口端的一段与环形板相切，油气管线中靠近出口端的一段与环形板平行并且与环形板之间存在间隙；在蒸汽环管靠近油气管线出口端的端面上均布若干通孔，通孔的中心线与环形板平行。
[0008]蒸汽环管的中心线与油气管线的出口端距离为70?120mm。
[0009]油气管线纵截面的侧边与水平方向的夹角为2.5° -3.5°。
[0010]蒸汽环管的材质为0Crl8Ni9，壁厚为3mm。
[0011]本发明所采用的另一个技术方案是:
[0012]催化裂化设备防结焦的方法，所使用的防结焦装置结构如下:包括油气管线和蒸汽环管，蒸汽环管安装在油气管线的外壁上，油气管线的内径从入口端到出口端逐渐增大，在蒸汽环管的外表面安装有进气管；
[0013]具体的实施步骤为:
[0014]在将原料加入到催化裂化设备的反应器之前，从进气管向蒸汽环管内注入防焦蒸汽，防焦蒸汽注入的时间与催化裂化设备的分馏塔底搅拌蒸汽的通入时间相同，即完成催化裂化设备油气管线出口处的防结焦。
[0015]本发明另一个技术方案的特点还在于:
[0016]防焦蒸汽为温度彡400°C的过热蒸汽，防焦蒸汽的用量为150?1000kg/h。
[0017]本发明的有益效果是:本发明通过渐开的油气管线能够适当降低油气出口端的速度，同时在距油气出口端一定距离处安装蒸汽环管，过热蒸汽通过环管高速喷出，形成蒸汽幕屏，包裹油气流，并破坏出口端管端的涡流，从而抑制管线出口端的结焦。并且蒸汽的高速冲击力也能有效防止管线出口端结焦。
【附图说明】
[0018]图1为本发明催化裂化设备防结焦的装置的结构示意图；
[0019]图2是图1中标号A部分的放大图。
[0020]图中，1.蒸汽环管，2.环形板，3.进气管，4.油气管线，5.通孔。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
[0022]本发明催化裂化设备防结焦的装置结构如图1、图2所示:包括油气管线4和蒸汽环管1，蒸汽环管I安装在油气管线4的外壁上，蒸汽环管I的中心线与油气管线4的出口端距离为70?120_，油气管线4的内径从入口端到出口端逐渐增大，其纵截面的侧边与水平方向的夹角为2.5° -3.5°。蒸汽环管I的内侧固接有环形板2，环形板2伸出蒸汽环管I中靠近油气管线4出口端的端面，并且伸出的这一段在靠近油气管线4出口端的方向上逐渐减薄。油气管线4以蒸汽环管I为界分为两段，其中靠近入口端的一段与环形板2相切，靠近出口端的一段与环形板2平行并且与环形板2之间存在间隙。在蒸汽环管I靠近油气管线4出口端的端面上均布若干个直径为3_左右的通孔5，通孔5的中心线与环形板2平行，且距环形板2越近越好。蒸汽环管I的材质为0Crl8Ni9，壁厚为3mm。在蒸汽环管I的外表面安装有进气管3。
[0023]本发明的防结焦方法具体按照以下步骤实施:在将原料加入到催化裂化设备的反应器之前，从进气管3向蒸汽环管I内注入防焦蒸汽，防焦蒸汽注入的时间与催化裂化设备的分馏塔底搅拌蒸汽的通入时间相同。防焦蒸汽在整个蒸汽环管I内循环流动，并且从通孔5处喷出，喷出的蒸汽经过逐渐减薄的环形板2产生高速冲击力并形成蒸汽幕屏，包裹从油气管线4中通过的油气流，并破坏油气管线4出口端的涡流，即完成催化裂化设备的防结焦。防焦蒸汽为温度多400°C的过热蒸汽，防焦蒸汽的用量为150?1000kg/h，约为进料量的1%。
[0024]本发明所用装置安装于分馏塔前的一段管线处，具体安装位置根据油气管径大小和蒸汽环管安装处油气流速确定。本发明的方法简单易行，防结焦效果良好。
【主权项】
1.催化裂化设备防结焦的装置，其特征在于，包括油气管线(4)和蒸汽环管(1)，蒸汽环管(I)安装在油气管线(4)的外壁上，油气管线(4)的内径从入口端到出口端逐渐增大，在蒸汽环管(I)的外表面安装有进气管(3)。2.根据权利要求1所述的催化裂化设备防结焦的装置，其特征在于，所述蒸汽环管(I)的内侧固接有环形板(2)，环形板(2)伸出蒸汽环管(I)的端面，环形板(2)在靠近油气管线(4)出口端的方向上逐渐减薄，油气管线(4)中靠近入口端的一段与环形板(2)相切，油气管线(4)中靠近出口端的一段与环形板(2)平行并且与环形板(2)之间存在间隙；在蒸汽环管(I)靠近油气管线(4)出口端的端面上均布若干通孔(5)，通孔(5)的中心线与环形板⑵平行。3.根据权利要求2所述的催化裂化设备防结焦的装置，其特征在于，所述蒸汽环管(I)的中心线与油气管线(4)的出口端距离为70?120mm。4.根据权利要求2所述的催化裂化设备防结焦的装置，其特征在于，所述油气管线(4)纵截面的侧边与水平方向的夹角为2.5° -3.5°。5.根据权利要求2所述的催化裂化设备防结焦的装置，其特征在于，所述蒸汽环管(I)的材质为0Crl8Ni9，壁厚为3mm。6.催化裂化设备防结焦的方法，其特征在于，所使用的防结焦装置结构如下:包括油气管线(4)和蒸汽环管(I)，蒸汽环管(I)安装在油气管线(4)的外壁上，油气管线(4)的内径从入口端到出口端逐渐增大，在蒸汽环管(I)的外表面安装有进气管(3); 具体的实施步骤为: 在将原料加入到催化裂化设备的反应器之前，从进气管(3)向蒸汽环管(I)内注入防焦蒸汽，防焦蒸汽注入的时间与催化裂化设备的分馏塔底搅拌蒸汽的通入时间相同，即完成催化裂化设备油气管线出口处的防结焦。7.根据权利要求6所述的催化裂化设备防结焦的方法，其特征在于，所述的防焦蒸汽为温度彡400°C的过热蒸汽，防焦蒸汽的用量为150?1000kg/h。
【专利摘要】本发明公开了一种催化裂化设备防结焦的装置，包括油气管线和蒸汽环管，蒸汽环管安装在油气管线的外壁上，油气管线的内径从入口端到出口端逐渐增大，在蒸汽环管的外表面安装有进气管。本发明还公开了催化裂化设备防结焦的方法，即在将原料加入到催化裂化设备的反应器之前，从进气管向蒸汽环管内注入防焦蒸汽，防焦蒸汽注入的时间与催化裂化设备的分馏塔底搅拌蒸汽的通入时间相同。本发明通过渐开的油气管线能够适当降低油气出口端的速度，同时在距油气出口端一定距离处安装蒸汽环管，过热蒸汽通过环管高速喷出，形成蒸汽幕屏，包裹油气流，并破坏出口端管端的涡流，从而抑制管线出口端的结焦。并且蒸汽的高速冲击力也能有效防止管线出口端结焦。
【IPC分类】C10G75/00
【公开号】CN105062561
【申请号】CN201510419254
【发明人】王庆元, 高瑞
【申请人】陕西双翼石油化工有限责任公司, 王庆元
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月16日