催化裂化提升管出口的快分设备

摘要

本发明提供了一种催化裂化提升管出口的快分设备，所述催化裂化提升管出口的快分设备包括：反应器外壳；提升管，伸入到所述反应器外壳中；旋流快分头，设置在所述反应器外壳中并连接在所述提升管的顶端；气固密相环流预汽提器，设置在所述反应器外壳中，所述气固密相环流预汽提器连接在所述旋流快分头的下方，并且所述气固密相环流预汽提器套设在所述提升管之外。本发明能实现油气和催化剂的高效快速分离、油气的快速引出及催化剂的高效预汽提，又能有效降低设备的占用空间，减小沉降器体积，降低沉降器内的结焦场所。

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，具体涉及流化催化裂化技术领域，特别是流化催化裂 化设备中催化裂化提升管出口气固快速分离和带有密相环流预汽提段的提升管出口快分系 统，即一种催化裂化提升管出口的快分设备。

背景技术

炼油化工的催化裂化装置提升管出口一般都有气固快速分离装置以实现催化剂与油气 的快速分离、油气的快速引出，终止不必要的反应，提高目的产品收率，降低生产成本， 增加效益。此外还需将快分装置分离下来的催化剂进行快速的预汽提以回收催化剂夹带的 部分油气和减轻沉降器内的结焦

目前，国内外应用较多的带有预汽提结构的提升管出口快分系统主要有美国UOP公司 开发的VDS(美国专利US5,314,611)系统和VSS(美国专利US4,482,451)系统，国内中 国石油大学(北京)开发的FSC系统(中国专利ZL96103419.X)、VQS系统(中国专利 ZL96103478.5、ZL96103420.3、ZL01228805.5)、CSC系统(中国专利ZL98102166.2、 ZL98204681.2)和SVQS系统(中国专利ZL02159408.2)。

以上技术虽然各有优点,但也均存在一些不足之处：例如，CSC系统中，油气和催化 剂的分离效率低、系统占用空间大、结焦严重。

综上所述，现有技术中至少存在以下问题：现有的催化裂化提升管出口的快分设备油 气和催化剂的分离效率低、系统占用空间大、结焦严重。

发明内容

本发明提供一种催化裂化提升管出口的快分设备，以解决现有的催化裂化提升管出口 的快分设备油气和催化剂的分离效率低、系统占用空间大、结焦严重的问题。

为此，本发明提出一种催化裂化提升管出口的快分设备，所述催化裂化提升管出口的 快分设备包括：

反应器外壳；

提升管，伸入到所述反应器外壳中；

旋流快分头，设置在所述反应器外壳中并连接在所述提升管的顶端；

气固密相环流预汽提器，设置在所述反应器外壳中，所述气固密相环流预汽提器连接 在所述旋流快分头的下方，并且所述气固密相环流预汽提器套设在所述提升管之外；

从所述提升管出口的出来的油气和催化剂首先由旋流快分头进行分离并将油气快速引 出，分离的催化剂再经气固密相环流预汽提器进行汽提。

进一步地，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：分流筒和分流挡板，所述分 流筒连接在所述旋流快分头之下并且套设在所述提升管上，所述分流挡板位于所述旋流快 分头之上并且沿所述提升管的径向斜向下延伸。

进一步地，所述气固密相环流预汽提器还包括：容纳所述气固密相环流预汽提器的封 闭罩，设置在反应器外壳中。

进一步地，所述气固密相环流预汽提器包括：依次连接在所述旋流快分头之下的下料 汽提挡板、环流筒、和内环汽提蒸气分布板，所述环流筒套设在所述提升管上。

进一步地，所述气固密相环流预汽提器包括：依次连接在所述旋流快分头之下的下料 汽提挡板、环流筒、和内环汽提蒸气风管，所述环流筒套设在所述提升管上。

进一步地，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：外环汽提蒸气风管，设置在 所述封闭罩之内，并位于所述环流筒之外。

进一步地，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：连接在所述封闭罩顶部的平 衡管，设置在反应器外壳中，所述平衡管的数目为多个，对称设置。

进一步地，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：连接在各所述平衡管顶部的 导流管，所述导流管竖直设置。

进一步地，所述下料汽提挡板的形状为锥形，所述下料汽提挡板上开有多个圆孔，开 孔孔径为φ10～φ35mm，开孔率为5％～15％。

进一步地，所述下料汽提挡板下方串联设置多个所述环流筒。

本发明的目的是提供一种能实现油气和催化剂的高效快速分离、油气的快速引出及催 化剂的高效预汽提快分系统，而且还能有效降低快分系统的占用空间，减小沉降器的体积， 降低沉降器内的结焦场所。本发明的催化裂化提升管出口快分系统的上部为SVQS系统采用 的带分流筒和分流挡板的旋流快分头，下部为可实现催化剂高效预汽提的气固密相环流预 汽提器。提升管出口的油气和催化剂首先由旋流快分头进行分离并将油气快速引出，分离 的催化剂再经气固密相环流预汽提器进行高效汽提。本发明，既能实现油气和催化剂的高 效快速分离、油气的快速引出及催化剂的高效预汽提，又能有效降低设备的占用空间，减 小沉降器体积，降低沉降器内的结焦场所。

附图说明

图1为本发明第一实施例的催化裂化提升管出口的快分设备的内部结构示意图；

图2为本发明第二实施例的催化裂化提升管出口的快分设备的内部结构示意图；

图3为本发明第三实施例的催化裂化提升管出口的快分设备的内部结构示意图；

图4为本发明第四实施例的催化裂化提升管出口的快分设备的内部结构示意图。

附图标号说明：

1分流筒2旋流快分头3分流挡板4顶旋5沉降器顶部集气室6反应器引出管7 反应器外壳8导流管9平衡管10封闭罩11翼阀12待生斜管13提升管14汽提 蒸气风管15挡板16内环汽提蒸气风管17环流筒18下料汽提挡板19外环汽提蒸 气风管90槽孔160内环汽提蒸气分布板

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

图1、图2、图3和图4提供了四种实施例的催化裂化提升管出口的快分设备(简称快 分设备)，这四种实施例的快分设备的总体设计原理和工作原理相同，只是在具体部件的设 置上有所不同。如图1至图4所示，本发明的催化裂化提升管出口的快分设备都包括：

反应器外壳7，具有中空的腔体，容纳快分设备中的各种部件；

提升管13，从反应器外壳7的底部伸入到所述反应器外壳7中；

旋流快分头2，设置在所述反应器外壳7中并连接在所述提升管13的顶端；

气固密相环流预汽提器，设置在所述反应器外壳7中，所述气固密相环流预汽提器连 接在所述旋流快分头的下方，并且所述气固密相环流预汽提器套设在所述提升管13之外；

从所述提升管13出口的出来的油气和催化剂首先由旋流快分头2进行分离并将油气快 速引出，分离的催化剂再经气固密相环流预汽提器进行汽提。

进一步地，如图1至图4所示，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：分流筒 1和分流挡板3，所述分流筒1连接在所述旋流快分头2之下并且套设在所述提升管13上， 所述分流挡板1位于所述旋流快分头2之上并且沿所述提升管的径向斜向下延伸。也就是， 本发明的催化裂化提升管出口快分系统的上部为SVQS系统采用的带分流筒和分流挡板的 旋流快分头，这样，能实现油气和催化剂的高效快速分离，能有效降低设备的占用空间， 减小沉降器体积，降低沉降器内的结焦场所。

进一步地，如图1至图4所示，所述气固密相环流预汽提器还包括：容纳所述气固密 相环流预汽提器的封闭罩10，设置在反应器外壳7中，以实现油气和催化剂的高效快速分 离。气固密相环流预汽提器为可实现催化剂高效预汽提的气固密相环流预汽提器。

进一步地，如图2至图3所示，所述气固密相环流预汽提器包括：依次连接在所述旋 流快分头之下的下料汽提挡板18、环流筒17、和内环汽提蒸气分布板160，所述环流筒17 套设在所述提升管13上。采用内环汽提蒸气分布板160，有利于合理增大环流预汽提器内 气固环流的空间，提高汽提效果。

进一步地，如图1和图4所示，所述气固密相环流预汽提器包括：依次连接在所述旋 流快分头之下的下料汽提挡板18、环流筒17、和内环汽提蒸气风管16，所述环流筒17套 设在所述提升管13上。采用内环汽提蒸气风管16，便于制作安装。

如图2所示，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：外环汽提蒸气风管19，设 置在所述封闭罩10之内，并位于所述环流筒17之外，提高汽提效果。

进一步地，如图1至图4所示，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：汽提蒸 气风管14，设置在所述封闭罩10之外，并位于所述气固密相环流预汽提器之下。

进一步地，如图1至图4所示，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：连接在 所述封闭罩10顶部的平衡管9，设置在反应器外壳中，所述平衡管9的数目为多个，对称 设置，以利于油气和催化剂的高效快速和均衡的分离。例如，平衡管9的数目为两个，对 称设置在提升管13的两侧。

进一步地，所述催化裂化提升管出口的快分设备还包括：连接在各所述平衡管9顶部 的导流管8，所述导流管8竖直设置。导流管8连接封闭罩10。

进一步地，如图1、图2和图3所示，所述下料汽提挡板18的形状为锥形，锥形下料 板的作用：1、对旋流快分分离的催化剂进行初步汽提，同时将初步汽提后的催化剂引入环 流预汽提段的中心区域。2、具有整流作用，即将封闭罩内催化剂的旋流流动转化为顺重力 流动，从而利于进行汽提过程。

所述下料汽提挡板上开有多个圆孔，开孔孔径为φ10～φ35mm，开孔率为5％～15％。 在该开孔范围内，系统的压降最小、催化剂的汽提效率最高，同时能使系统下料顺畅并进 入环流预汽提段的中心区域。

进一步地，所述下料汽提挡板下方串联设置多个所述环流筒，以提高快速分离效果。

进一步地，旋流快分头的旋流臂外侧距封闭罩内壁5～50mm，其顶部环形分流挡板与 封闭罩内壁的间隙2～5mm，分流筒与提升管外壁形成的环形截面积与分流筒和封闭罩内壁 形成的环隙截面积之比为1～2，分流筒高度与提升管外径之比为4.4。这样，可消除旋流 快分头喷出口附近的短路流，利于分离效率的提高。

进而，旋流快分头2的旋流臂穿过分流筒，沿周向均匀布置3～5个，旋流臂向下弯曲 成一定弧度，向下弯曲的角度为0～45°，旋流臂喷出口截面一般为高宽比在1～5之间的 矩形、喷出口截面也可以为圆形或其它形状。

环流筒与提升管外壁间的内环截面积与环流筒与封闭罩间的外环截面积的比值为 0.25～0.5，内环下部设置汽提蒸气分布板或汽提蒸气分布管，外环下部可设置汽提蒸气分 布管也可不设置汽提蒸气分布管。

封闭罩的顶部采用锥形缩口，锥形缩口上端与导流管联接，导流管上可设置多根平衡 管。

汽提段汽提置换出的油气及汽提蒸汽既可由沉降器(反应器外壳)中与导流管相连的 多根平衡管引出，也可由沿封闭罩筒壁周向开设的多个槽孔引出，封闭罩筒壁上槽孔的轴 向高度与平衡管下端端面的轴向高度相同，二者均位于环流筒上端面与锥形下料汽提挡板 之间。

旋流快分头喷出口与环流筒上端面间的距离为1.0m～10m。在该距离范围内，既可保 证旋流快分的分离效率，又可减少油气的停留时间、降低二次裂化反应。

下面再详细介绍一下各实施例的结构和工作原理。

实施例一

如图1所示，提升管13出口的油气和催化剂颗粒由带有分流筒1和分流挡板3旋流 快分头2的旋流臂喷出后在封闭罩10内快速旋转对油剂二相进行快速分离，分离下来的催 化剂颗粒沿封闭罩边壁旋转向下流动，经锥形下料汽提挡板18进入密相环流预汽提器的环 流筒17与提升管外壁间的内环，在内环汽提蒸气风管16的作用下，环流筒内外环间所产 生的密度差实现催化剂颗粒的密相环流预汽提，预汽提后的催化剂颗粒进入下部的汽提段， 在盘环形挡板15和汽提蒸气风管14的作用下继续汽提。汽提蒸气风管14位于内环汽提蒸 气风管16之下。旋流快分头2分离出的大量油气、少量的细催化剂颗粒以及来自预汽提器 的汽提蒸汽和汽提置换出的油气在分流挡板的作用下沿分流筒与提升管间的环形通道向上 流动经导流管8进入顶旋4(沉降器顶部旋风分离器)。由顶旋分离出的油气进入沉降器顶 部集气室5，被分离下来的细催化剂颗粒沿顶旋料腿经翼阀11进入汽提段进行汽提，汽提 段汽提置换出的油气和汽提蒸气依次经过位于沉降器稀相空间的平衡管9、导流管8、顶旋 后进入集气室，气体从反应器引出管6引出，汽提后的催化剂颗粒经待生斜管12进入再生 器进行再生。这样，不仅实现了油气和催化剂的高效快速分离、油气的快速引出及催化剂 的高效预汽提，而且还降低了快分系统的占用空间，减小了沉降器的体积和结焦空间。

实施例二

如图2所示，实施例二的实施工艺流程与实施例一类似。实施例二与实施例一主要存 在两方面不同，一是实施例二采用在封闭罩10上设置的多个槽孔90代替了实施例一中沉 降器内设置的平衡管9，槽孔90的轴向位置在锥形下料汽提挡板18与环流筒17之间，这 样，结构更简单，空间更紧凑，更有利于降低沉降器内的结焦。汽提段汽提置换出的油气 和汽提蒸气由槽孔进入封闭罩，再依次经锥形下料汽提挡板和分流筒后进入导流管。二是 实施例二在环流预汽提器的外环设置了外环汽提蒸气风管，并且用内环汽提蒸气分布板160 替代了实施例一中设置的内环汽提蒸气风管16。

实施例三

如图3所示，实施例三的实施工艺流程与实施例二类似，二者不同的是：实施例三没 有在封闭罩之内、以及环流预汽提器的外环设置外环汽提蒸气风管19，结构相对比较简单。 为了能达到比较顺畅的密相环流流动，发明人经过长期的实验以及计算得出密相环流预汽 提器的内环截面积与外环截面积(环流筒与提升管外壁间的内环截面积与环流筒与封闭罩 间的外环截面积)的比值在0.3～0.4之间(这样可使催化剂形成顺畅的密相环流流动，同 时提高密相环流的操作弹性)。

实施例四

如图4所示，实施例四的实施工艺流程与实施例三类似，二者主要存在两方面差异： 一是实施例四没有设置锥形的下料汽提挡板18，也就是，气固密相环流预汽提器包括：依 次连接在所述旋流快分头之下的环流筒17、和内环汽提蒸气风管16，所述环流筒17套设 在所述提升管13上，结构进一步简化，封闭罩10内分离下来的催化剂颗粒直接进入环流 预汽提段的外环进行预汽提；二是实施例四采用内环汽提蒸气风管16取代实施例三中的内 环分布板(内环汽提蒸气分布板)，这样有利于合理增大环流预汽提器内气固环流的空间， 提高汽提效果。

本发明能实现油气和催化剂的高效快速分离、油气的快速引出及催化剂的高效预汽提， 又能有效降低设备的占用空间，减小沉降器体积，降低沉降器内的结焦场所。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明 的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明 的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。