一种同轴式旋流气固分离方法和设备的制作方法
【专利摘要】一种同轴式旋流气固分离方法，属于石油化工、流态化【技术领域】，用于解决同轴式装置沉降器结焦及过度热裂化问题。包括油气与催化剂快速分离、二级分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是：采用两折叠提升管、旋流快速分离，并设置催化剂导流设施，催化剂导流设施与旋流快速分离、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。该发明方法优点：1、彻底解决了同轴式沉降器结焦问题，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两折叠提升管反应器、旋流快速分离器及催化剂导流设备。用于同轴式重油催化裂化、催化裂解等装置。
【专利说明】一种同轴式旋流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】，特别涉及一种同轴式旋流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)，在沉降器中有结焦的机会。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种同轴式旋流气固分离方法，解决油气在沉降器慢速流动、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:包括油气与催化剂快速分离、二级分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是:采用两折叠提升管、旋流快速分离，并设置催化剂导流设施，两折叠提升管与旋流快速分离衔接，旋流快速分离与二级分离密闭连接，催化剂导流设施与旋流快速分离、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，包括同轴式结构的沉降器、汽提段，密闭连接管、顶旋、料腿、翼阀、蒸汽环管、两折叠提升管、旋流快速分离器及催化剂导流设施。
[0008]进一步，旋流快速分离器包括密封罩和旋流器；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，下端与沉降器或汽提段连接；旋流器设2?8个流道，流道是弯管结构或是蜗壳结构，截面是矩形或是梯形，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，两折叠提升管是提升管水平或倾斜伸到密封罩中心位置向上折叠与旋流器连接，提升管折弯采用弧形结构或带气垫结构。
[0010]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，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；或不设置催化剂导流设施，在沉降器下部设置隔离板。
[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:采用两折叠提升管、旋流快速分离，并设置催化剂导流设施，两折叠提升管与旋流快速分离衔接，旋流快速分离与二级分离密闭连接，催化剂导流设施与旋流快速分离、二级分离相互连接形成一个密闭分离系统。
[0015]本发明积极效果是:彻底解决了同轴式沉降器结焦问题，有利于装置长周期运行；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，有效降低干气产率、提高产品收率；可应用于同轴式装置，并可大型化。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是一种同轴式旋流气固分离方法和设备不意图。
[0017]1-油气出口，2-顶旋排气管，3-顶旋进气管，4-顶旋，5-密封罩排气管，6_旋流器，7-密封罩，8-料腿，9-翼阀，10-汽提段，11-提升管，12-集气室，13-蒸汽环管，14-补偿器，15-沉降器，16-催化剂导流管，17-再生器。
[0018]图2是另一种同轴式旋流气固分离方法和设备不意图。
[0019]1-油气出口，2-顶旋排气管，3-顶旋进气管，4-顶旋，5-密封罩排气管，6_旋流器，7-密封罩，8-料腿，9-翼阀，10-汽提段，11-提升管，12-集气室，13-蒸汽环管，14-补偿器，15-沉降器，16-隔离板，17-再生器，18-通气窗。
【具体实施方式】
[0020]见图1、图2，图1是设置催化剂导流管方案，图2是设置隔离板方案。沉降器15上部有油气出口 1、集气室12及防焦蒸汽环管13。提升管11水平进入沉降器15内部，伸到密封罩7中心位置再向上折叠与旋流器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上端经密封罩排气管5、顶旋进气管3与顶旋4连接。顶旋4上端经顶旋排气管2与集气室12连接，下端连接料腿8及翼阀9。图1，催化剂导流管16下端与密封罩7下部连接，上端将翼阀8包裹。图2，沉降器下部设置隔离板16，密封罩7下部设有通气窗18。
[0021]参见图1、图2，反应油气与催化剂的混合物从提升管11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。初级净化油气经密封罩排气管5、顶旋进气管3进入顶旋4，在顶旋4中再次进行离心分离，净化油气经顶旋排气管2排入集气室12经油气出口I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10中。图1，翼阀9排出的催化剂落入催化剂导流管16中，靠重力流入汽提段10中，在防焦蒸汽环管13中给入蒸汽，蒸汽充满沉降器15截面缓慢向下流动，从催化剂导流管16上口进入汇同翼阀9排出的少量油气、汽提气一起从密封罩7下口进入密封罩7内。图2，翼阀9排出的催化剂落入沉降器底部，经通气窗18进入汽提段10中；在防焦蒸汽环管13中给入蒸汽，蒸汽充满沉降器15，从隔离板16与沉降器、料腿、密封罩的缝隙流至隔离板16下方，汇同翼阀9排出的少量油气经通气窗18进入密封罩7下部，汇同汽提气从下口进入密封罩7内。
【权利要求】
1.一种同轴式旋流气固分离方法，包括油气与催化剂快速分离、二级分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是:采用两折叠提升管、旋流快速分离，并设置催化剂导流设施，两折叠提升管与旋流快速分离衔接，旋流快速分离与二级分离密闭连接，催化剂导流设施与旋流快速分离、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，包括同轴式结构的沉降器、汽提段，密闭连接管、顶旋、料腿、翼阀、蒸汽环管、两折叠提升管、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:旋流快速分离器包括密封罩和旋流器；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，下端与沉降器或汽提段连接；旋流器设2?8个流道，流道是弯管结构或是蜗壳结构，截面是矩形或是梯形，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:两折叠提升管是提升管水平或倾斜伸到密封罩中心位置向上折叠与旋流器连接，提升管折弯采用弧形结构或带气垫结构。
5.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；或不设置催化剂导流设施，在沉降器下部设置隔离板。
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】C10G11/18GK104277866SQ201310288824
【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