一种防结焦气固分离方法和设备的制作方法
【专利摘要】一种防结焦气固分离方法和设备，属于石油化工、流态化【技术领域】，用于解决反应沉降器结焦及过度热裂化问题。包括气固快速分离、二级分离、二级料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是：采用密闭旋流快速分离，并设置催化剂导流设施，催化剂导流设施与密闭旋流快速分离、二级分离相互连接形成一个密闭分离系统，将二级料腿翼阀排出的催化剂、油气及防焦蒸汽导流至密闭分离系统内。该发明方法沉降器内只有蒸汽、没有油气和催化剂，实现了清洁化，彻底解决了沉降器结焦问题，并且减少油气过度热裂化反应，降低干气产率、提高产品收率。还提供了实现本发明方法的密闭旋流快速分离器和催化剂导流设备。用于重油催化裂化、催化裂解等装置。
【专利说明】一种防结焦气固分罔方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工、流态化【技术领域】，特别涉及一种防结焦气固分离方法和设备。
【背景技术】
[0002]炼油厂催化裂化装置提升管反应器出口都设有气固快速分离装置，用于实现油气与催化剂快速分离、终止裂化反应。早期有伞帽、倒L、T型等结构型式，分离效率一般在70%?80%，分离后的油气在直径较大的沉降器内慢速上升，然后进入沉降器顶部旋风分离器(简称顶旋)。这部分油气在沉降器停留时间在20?50秒，在500°C高温下仍存在过度热裂化、缩合等反应，影响轻质油收率，在加工重质油时甚至在沉降器结焦。有的装置提升管反应器出口设置I?4台初级旋风分离器(简称粗旋)，效率可达95%以上，粗旋料腿是在正压差条件下排出催化剂，同时排出15%?30%油气，这部分油气在沉降器下部慢速上升到上部停留时间在30?90秒，在500°C高温下存在明显的过度热裂化、缩合等反应，影响轻质油收率，加工重质油时甚至在沉降器结焦。有的装置将粗旋升气管向上延伸到顶旋入口附近，这种方案油气主流停留时间大幅度缩短，但粗旋料腿排出的少量油气在沉降器停留时间更长(达100秒)，沉降器有结焦更严重的趋势。
[0003]为降低油气在沉降器停留时间，专利ZL200420037425.1提升管出口采用粗旋快分，将粗旋与顶旋密闭连接，设置油气导管将沉降器下部的油气(粗旋料腿排出油气、汽提气体、防焦蒸汽混合气体)导流至沉降器上部的顶旋人口，降低油气停留时间。这种方案在一定程度上可减轻过度热裂化及结焦，但粗旋料腿仍是正压差排料，仍会有油气从料腿排出，沉降器下部有结焦机会，另外粗旋料腿排出的油气速度较高，对沉降器下部催化剂扰动，使该区域催化剂密度增大，在此区域引出油气会使顶旋入口催化剂密度增加，导致催化剂带出量增加，另外该方案设计不当容易导致催化剂大量跑损。
[0004]专利ZL01228805.5开发了带预汽提段的开式直联多臂旋流分离技术。提升管出口连接多臂旋流分离器，其外侧设置密封罩；密封罩下部设置数层预汽提挡板，密封罩上端升气管与顶旋入口开式软连接。该技术应用于并列式内提升管催化装置，密封罩流通面积为沉降器流通面积的20%?30%，油气在密封罩内的停留时间大幅度缩短。该方案翼阀排出的少量油气仍然从沉降器下部慢速上升到上部，在沉降器上部的开式软连接处进入顶旋，该少量油气在沉降器停留时间很长(> 100秒)，会在沉降器中结焦。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种防结焦气固分离方法，解决油气在沉降器中慢速流动停留时间过长而结焦，并避免油气过度热裂化。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的方法是:包括气固快速分离、二级分离、二级料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是:采用密闭旋流快速分离，并设置催化剂导流设施，催化剂导流设施与密闭旋流快速分离、二级分离相互连接形成一个密闭分离系统。
[0007]—种实现所述发明方法的设备，包括沉降器、提升管、汽提段、顶旋、顶旋料腿、翼阀、蒸汽环管、密闭旋流快速分离器及催化剂导流设施。
[0008]进一步，密闭旋流快速分离器包括密封罩、旋流器；密封罩是直筒结构或是锥体结构或是直筒与锥体组合结构，密封罩上端设有排气管，下端与沉降器壳体或汽提段连接；旋流器设有2?8个流道，流道是弯管结构或是蜗壳结构，截面是四边形，流道水平设置或向下倾斜设置，设置排气隔离筒或隔离锥或不设置；旋流器设置在密封罩内部，并与提升管上端连接。
[0009]进一步，催化剂导流设施是导流管，截面是几何形或组合形或渐变形或异形，立面是直形或折形或异形，下端或侧面与密封罩下部连接并连通，上端与翼阀连接或将翼阀包裹或部分包裹；或是导流筒，截面是圆形或多边形或组合形，导流筒上端与翼阀连接或将翼阀包裹或部分包裹，下端与沉降器底部壳体连接，侧面与密封罩下部连接并连通；或是导流槽，设置圆筒套在密封罩下部外侧，圆筒与密封罩之间形成圆圈状导流槽，翼阀或和其出口伸到圆圈导流槽中；或是导流窗，将密封罩下部扩大直径，在过渡段设置导流窗，翼阀或和其出口伸到导流窗内；导流管、导流筒、导流槽及导流窗顶部敞口或设置盖板或格栅，顶部盖板是平板或锥形板，开设若干圆孔或长条形孔。
[0010]进一步，顶旋料腿是直管或折管结构，下端安装翼阀。
[0011]进一步，沉降器顶部、下部、密封罩内部设置蒸汽环管或不设置。
[0012]进一步，提升管是原料油主提升管，或是回炼油提升管或是汽油提升管或是辅助提升管，或是其与原料油主提升管合并后的提升管。
[0013]本发明创新点和积极效果:
[0014]本发明创新点是:采用密闭旋流快速分离、设置催化剂导流设施，催化剂导流设施与密闭旋流快速分离、二级分离相互连接形成一个密闭分离系统，将翼阀排出的催化剂、油气及防焦蒸汽密闭导流至密闭分离系统内，沉降器充满蒸汽、没有油气和催化剂，实现了清洁化。
[0015]本发明积极效果是:1、彻底解决了沉降器结焦问题，有利于装置长周期运行。2、密闭旋流快分气固分离效率达98%以上，油气在沉降器内的停留时间小于5秒，减少过度热裂化反应，降低干气产率、提高产品收率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是一种防结焦气固分离方法和设备示意图。
[0017]1-顶旋排气管，2-顶旋进气管,3-顶旋,4-补偿器,5-密封罩排气管,6-旋流器，7-密封罩，8-料腿，9-翼阀，10-催化剂导流管，11-汽提段，12-出口管，13-集气室，14-防焦蒸汽环管，15-沉降器，16-提升管。
[0018]图2是另一种防结焦气固分离方法和设备示意图。
[0019]1-顶旋排气管，2-顶旋进气管,3-顶旋,4-补偿器,5-密封罩排气管,6-旋流器，7-密封罩，8-料腿，9-翼阀，10-催化剂导流筒，11-汽提段，12-出口管，13-集气室，14-防焦蒸汽环管，15-沉降器，16-提升管。
[0020]图3是另一种防结焦气固分离方法和设备示意图。
[0021]1-顶旋排气管，2-顶旋进气管,3-顶旋,4-补偿器,5-密封罩排气管,6-旋流器，7-密封罩，8-料腿，9-翼阀，10-催化剂导流槽，11-汽提段，12-出口管，13-集气室，14-防焦蒸汽环管，15-沉降器，16-提升管，17-翼阀导流管，18-气窗，19-盖板19。
[0022]图4是另一种防结焦气固分离方法和设备示意图。
[0023]1-顶旋排气管,2-顶旋进气管,3-顶旋,4-补偿器,5-密封罩排气管,6-旋流器，7-密封罩，8-料腿，9-翼阀，10-扩大直径段，11-汽提段，12-出口管，13-集气室，14-防焦蒸汽环管，15-沉降器，16-提升管，17-翼阀导流管，18-导流窗。
【具体实施方式】
[0024]见图1?图4，沉降器15上部有出口管12、集气室13、防焦蒸汽环管14，下端与汽提段11连接。提升管16出口与旋流器6连接，旋流器6的外侧设有密封罩7 ;密封罩7采用直筒与锥体混合结构，密封罩7下端与沉降器15底部壳体连接，上端通过密封罩排气管5 (设有补偿器4)、顶旋进气管2与顶旋3连接；顶旋3上端经顶旋排气管I与集气室13连接，下端连接料腿8及翼阀9。图1，催化剂导流管10采用折管结构，下端与密封罩7下部连接并连通，上端将翼阀9包裹。图2，催化剂导流筒10下端与沉降器15底部壳体连接，侧面与密封罩7下部连接并连通，上端将翼阀9包裹。图3，催化剂导流槽10与密封罩之间形成圆圈形导流槽，导流槽顶部设置带长条孔盖板19，翼阀导流管17上端与翼阀9连接下端伸到圆圈形导流槽中，密封罩7下部开设气窗18。图4，扩大直径段10下端与沉降器15底部连接，其过渡段器壁设有导流窗18，翼阀导流管17上端与翼阀9连接下端伸入导流窗18内部。
[0025]参见图1?图4，反应油气与催化剂的混合物从提升管16出口流出进入旋流器6，然后沿切线方向进入密封罩7中，油气和催化剂在密封罩7中做旋转运动，在离心力作用下进行气固分离，其分离效率达98%以上。初级净化油气从密封罩排气管5排出，经顶旋进气管2进入顶旋3 ;在顶旋3再次进行离心分离，净化油气经顶旋排气管I进入集气室13经出口管12排出。初级分离下来的催化剂沿密封罩7内壁落入下方的汽提段11中。在防焦蒸汽环管14中给入蒸汽，蒸汽充满沉降器15沿截面缓慢向下流动。图1、图2，顶旋3分离下来的催化剂落入料腿8经翼阀9排入催化剂导流管(或筒)10中，在重力作用下经密封罩7下部排入汽提段11 ;防焦蒸汽从催化剂导流管10上口进入，汇同翼阀9排出的少量油气、汽提蒸汽一起从下口进入密封罩7内。图3，顶旋3分离下来的催化剂落入料腿8经翼阀9、翼阀导流管17排入催化剂导流槽10内，在重力作用下经气窗18、密封罩7下部排入汽提段11 ;防焦蒸汽从催化剂导流槽10上口进入，汇同翼阀9排出的少量油气一起从气窗18进入密封罩7下部，再汇同汽提蒸汽一起从密封罩7下口进入。图4，顶旋3分离下来的催化剂落入料腿8经翼阀9、翼阀导流管17、导流窗18排入扩大直径段10中，在重力作用下排入汽提段11 ;防焦蒸汽从导流窗18上口进入，汇同翼阀9排出的少量油气、汽提蒸汽一起从下口进入密封罩?内。
【权利要求】
1.一种防结焦气固分离方法，包括气固快速分离、二级分离、二级料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是:采用密闭旋流快速分离，并设置催化剂导流设施，催化剂导流设施与密闭旋流快速分离、二级分离相互连接形成一个密闭分离系统。
2.一种实现权利要求1所述发明方法的设备，包括沉降器、提升管、汽提段、顶旋、顶旋料腿、翼阀、蒸汽环管、密闭旋流快速分离器及催化剂导流设施。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征是:密闭旋流快速分离器包括密封罩、旋流器；密封罩是直筒结构或是锥体结构或是直筒与锥体组合结构，密封罩上端设有排气管，下端与沉降器壳体或汽提段连接；旋流器设有2?8个流道，流道是弯管结构或是蜗壳结构，截面是四边形，流道水平设置或向下倾斜设置，设置排气隔离筒或隔离锥或不设置；旋流器设置在密封罩内部，并与提升管上端连接。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征是:催化剂导流设施是导流管，截面是几何形或组合形或渐变形或异形，立面是直形或折形或异形，下端或侧面与密封罩下部连接并连通，导流管上端与翼阀连接或将翼阀包裹或部分包裹；或是导流筒，截面是圆形或多边形或组合形，导流筒上端与翼阀连接或将翼阀包裹或部分包裹，下端与沉降器底部壳体连接，侧面与密封罩下部连接并连通；或是导流槽，设置圆筒套在密封罩下部外侧，圆筒与密封罩之间形成圆圈状导流槽，翼阀或和其出口伸到圆圈导流槽中；或是导流窗，将密封罩下部扩大直径，在过渡段设置导流窗，翼阀或和其出口伸到导流窗内；导流管、导流筒、导流槽及导流窗顶部敞口或设置盖板或格栅，顶部盖板是平板或锥形板，开设若干圆孔或长条形孔。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征是:顶旋料腿是直管或折管结构，下端安装翼阀。
6.根据权利要求2所述的设备，其特征是:沉降器顶部、下部、密封罩内部设置蒸汽环管或不设置。
7.根据权利要求2所述的设备，其特征是:提升管是原料油主提升管，或是回炼油提升管或是汽油提升管或是辅助提升管，或是其与原料油主提升管合并后的提升管。
【文档编号】C10G11/18GK104277865SQ201310288778
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】刘英聚 申请人:刘英聚