一种无沉降器气固分离方法及设备的制作方法
【专利摘要】一种无沉降器气固分离方法，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油气过度热裂化问题。包括气固快速分离、二级分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是：无沉降器，采用密闭旋流快速分离，配套二级旋风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，并将二级翼阀排出的催化剂、油气密闭导流至密闭分离系统。该方法优点：1、消除了沉降器结焦；2、密闭旋流快分气固快速分离效率达98％以上，油气停留时间小于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；3、料腿排料流畅、避免串气；4、便于设备检修、大幅降低设备投资。还提供了实现本发明方法的外置密闭旋流快速分离器、外置二级分离器及外置催化剂导流设备。应用于催化裂化、催化裂解等装置。
【专利说明】一种无沉降器气固分离方法及设备
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工、流态化【技术领域】，特别涉及一种无沉降器气固分离方法及设备。
【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二级分离器。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二级分离器入口附近，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，并降低设备投资，专利200710000133.9开发了一种粗旋内置的管式沉降器催化裂化装置、专利200710000132.4开发了一种粗旋外置的管式沉降器催化裂化装置。这两项技术采用管式沉降器，提升管出口快速分离设施采用常规粗旋风分离器，粗旋料腿出口设置在汽提段上方位置，粗旋料腿排出的油气速度较高，对催化剂扰动使该区域催化剂密度增大，使二级分离器入口催化剂密度增加，最终导致催化剂带出量增加。另外二级分离器料腿采用折管结构、没有设置翼阀，不利于细粉流动、容易串气。
[0004]专利200610162084.4 一种无沉降器催化裂化装置，该技术方案取消了沉降器，提升管出口快速分离设施采用旋流分离器，二级分离器外置。该方案中二级分离器料腿采用折管结构、没有设置翼阀，不利于细粉流动、容易串气。专利200610162095.2无沉降器催化裂化装置，该技术方案取消了沉降器，提升管出口快速分离设施采用常规粗旋风分离器，二级分离器外置。该方案中二级分离器料腿采用折管结构不利于细粉流动，翼阀置于汽提段中容易被催化剂掩埋而造成二级分离器料腿下料不畅、催化剂大量跑损。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种无沉降器气固分离方法，解决油气在沉降器中结焦及过度热裂化，料腿翼阀排料流畅、避免串气，并便于设备检修、大幅降低设备投资。
[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、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是:无沉降器，采用密闭旋流快速分离，配套二级旋风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，并将二级翼阀排出的催化剂、油气密闭导流至密闭分离系统。
[0007]—种实现所述发明方法的设备，包括提升管、汽提段、外置密闭旋流快速分离器、配套外置二级分离器、催化剂导流设施及二级料腿、翼阀。
[0008]进一步，旋流快速分离器包括旋流器和密封罩；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，催化剂导流设施是通道，截面是几何形或是组合形或渐变形或异形，通道数量与二级分离器台数相同或不相同，通道下端与密封罩下部或汽提段上部连接，上端将翼阀包裹，导流通道设置蒸汽管嘴或不设置。
[0010]进一步，二级料腿采用直管结构，下端伸入导流通道内并设置翼阀。
[0011]进一步，用于同轴式装置时，密封罩下端封闭，通过待生剂输送管及汽提气排出管与汽提段连接并连通；待生剂输送管及汽提气排出管是斜管或是折形管；密封罩底部设置流化介质环管或不设置。
[0012]进一步，用于有沉降器装置改造时，可保留原沉降器下部一段壳体，设置外置旋流分离器及二级分离器，保留的下段壳体内设置蒸汽环管或不设置。
[0013]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。
[0014]本发明创新点和积极效果:
[0015]创新点是:无沉降器，采用外置密闭旋流快速分离、外置二级旋风分离，并设置外置催化剂导流设施，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、油气密闭导流至密闭分离系统；二级分离采用直管翼阀排料，排料流畅、避免串气。
[0016]积极效果是:1、消除了沉降器结焦；2、密闭旋流快分气固快速分离效率达98%以上，油气停留时间小于5秒，明显减少油气过度热裂化反应，降低干气产率、提高产品收率；
3、料腿排料流畅、避免串气；4、便于设备检修、大幅降低设备投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是一种无沉降器气固分离方法及设备示意图。
[0018]1-出口总管，2-二级排气管，3-二级进口管，4-二级分离器，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-提升管，12-汽提段。
[0019]图2是另一种无沉降器气固分离方法及设备示意图。
[0020]1-出口总管，2- 二级排气管，3- 二级进口管，4- 二级分离器，5-密封罩排气管，
6-旋流器，7-密封罩，8-料腿，9-翼阀，11-提升管，12-汽提段，13-蒸汽环管，14-原沉降器下段。
[0021]图3是另一种无沉降器气固分离方法及设备示意图。
[0022]1-油气出口，2- 二级排气管，3- 二级进气管，4- 二级分离器，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-提升管，12-汽提段，13-汽提气排出管，14-待生剂输送管，15-流化介质环管，16-再生器。
【具体实施方式】
[0023]见图1，提升管11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采用直筒结构，密封罩7下端与汽提段12连接，上端通过密封罩排气管5、二级进口管3与二级分离器4连接。二级分离器4上端经二级排气管2与出口总管I连接，下端连接料腿8及翼阀9。催化剂导流管10下端与密封罩7下部连接，上端将翼阀9包裹。
[0024]见图2，有沉降器并列式装置改造方案，提升管11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采用直筒结构，密封罩7中部与原沉降器下段14顶盖连接，下部伸到原沉降器下段14内部，上端通过密封罩排气管5、二级进口管3与二级分离器4连接。二级分离器4上端经二级排气管2与出口总管I连接，下端与料腿8上端连接，料腿8下部伸到原沉降器下段14内部连接翼阀9。
[0025]见图3，同轴式装置改造方案，提升管11上部伸到密封罩7上部与旋流器6连接。密封罩7采用直筒结构，下部与汽提气排出管13及待生剂输送管14上端连接，上端经密封罩排气管5、二级进气管3与二级分离器4连接。二级分离器4上端经二级排气管2与油气出口 I连接，下端连接料腿8及翼阀9。催化剂导流管10下端与密封罩7下部连接，上端将翼阀9包裹。汽提气排出管13及待生剂输送管14下端与汽提段12上部连接。
[0026]参见图1?图3，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7，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，经二级进口管3进入二级分离器4。在二级分离器4再次进行离心分离，净化油气经二级排气管2至出口总管I排出。见图1、图2，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12中，二级分离器4分离下来的催化剂落入料腿8中，图2经翼阀9排入下方的汽提段12，图1翼阀9排出催化剂经催化剂导流管10排入下方的汽提段12，翼阀9排出的少量油气和汽提气一起从下口进入密封罩7内。见图3，初级分离下来的催化剂落入密封罩7下部，翼阀9排出的催化剂经催化剂导流管10落入密封罩7下部，在流化介质环管15给入流化蒸汽使催化剂处于流化状态，经待生剂输送管14排入汽提段12中；汽提段12顶部的汽提气由汽提气排出管13进入密封罩7下部，然后同流化蒸汽、翼阀9排出油气一起进入密封罩7上部。
【权利要求】
1.一种无沉降器气固分离方法，包括气固快速分离、二级分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是:无沉降器，采用密闭旋流快速分离，配套二级旋风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，并将二级翼阀排出的催化剂、油气密闭导流至密闭分离系统。
2.一种实现权利要求1所述发明方法的设备，包括提升管、汽提段、外置密闭旋流快速分离器、配套外置二级分离器、催化剂导流设施及二级料腿、翼阀。
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旋流器和密封罩；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:催化剂导流设施是通道，截面是几何形或是组合形或渐变形或异形，通道数量与二级分离器台数相同或不相同，通道下端与密封罩下部或汽提段上部连接，上端将翼阀包裹，导流通道设置蒸汽管嘴或不设置。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征是:二级料腿采用直管结构，下端伸入导流通道内并设置翼阀。
6.根据权利要求2或3所述的设备，其特征是:用于同轴式装置时，密封罩下端封闭，通过待生剂输送管及汽提气排出管与汽提段连接并连通；待生剂输送管及汽提气排出管是斜管或是折形管；密封罩底部设置流化介质环管或不设置。
7.根据权利要求2所述的设备，其特征是:用于有沉降器装置改造时，可保留原沉降器下部一段壳体，设置外置旋流分离器及二级分离器，保留的下段壳体内设置蒸汽环管或不设置。
8.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】B01D45/12GK104275036SQ201310288783
【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