一种无沉降器两级旋流串联气固分离方法及设备的制作方法
【专利摘要】一种无沉降器两级旋流串联气固分离方法，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。包括两级气固分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是：无沉降器，设计两级旋流分离串联，并设计催化剂导流设施；催化剂导流设施与两级旋流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、油气密闭导流至密闭分离系统。该发明方法优点：1、消除了沉降器结焦问题；2、密闭旋流快分气固分离效率达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、提高产品产率；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两级外置旋流分离器、催化剂导流设备、料腿翼阀。应用于催化裂化、催化裂解等装置。
【专利说明】一种无沉降器两级旋流串联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两级旋流串联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两级旋流串联气固分离方法，解决油气在沉降器中结焦及油气过度热裂化，旋流分离器排料流畅、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:包括两级气固分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是:无沉降器，设计两级旋流分离串联，并设计催化剂导流设施；催化剂导流设施与两级旋流分离相互连接形成一个密闭分离系统，并且二级排料采用垂直翼阀排料。
[0007]—种实现所述发明方法的设备，包括提升管、两级外置旋流分离器、催化剂导流设施、汽提段、料腿及翼阀。
[0008]进一步，一级外置旋流分离器I?6台，二级外置旋流分离器I?10台，二级外置旋流分离器布置在一级外置旋流分离器周围。
[0009]进一步，外置旋流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，下端与汽提段或料腿连接；用于同轴式装置时，一级密封罩下端封闭，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；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，并与提升管或进气管上端连接。
[0010]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，通道下端与一级密封罩下部或汽提段上部连接，上端将翼阀包裹并封闭，导流通道设置蒸汽管嘴或不设置。
[0011]进一步，料腿采用垂直结构，并在下端设置翼阀。
[0012]进一步，二级旋流分离器与一级旋流分离器台数相等时，两级旋流分离器可重叠布置，每台二级密封罩下部设置I?6根料腿。
[0013]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，设置外置两级旋流分离器，保留的下段壳体内设置蒸汽环管或不设置。
[0014]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。
[0015]本发明创新点和积极效果:
[0016]本发明创新点是:1、无沉降器，设计外置两级旋流分离串联，并设计外置催化剂导流设施；催化剂导流设施与两级旋流分离相互连接形成一个密闭分离系统。
[0017]本发明积极效果是:1、消除了沉降器结焦问题；2、密闭旋流快分气固分离效率达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、提高产品产率；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】
[0018]图1是一种无沉降器两级旋流串联气固分离方法及设备示意图。
[0019]1-出口总管，2- 二级排气管，3- 二级旋流器，4- 二级密封罩，5- 二级进气管，6_ —级排气管，7- 一级旋流器，8- 一级密封罩，9-料腿，10-翼阀，11-催化剂导流管，12-提升管，13-汽提段。
[0020]图2是另一种无沉降器两级旋流串联气固分离方法及设备示意图。
[0021]1-出口总管，2- 二级排气管，3- 二级旋流器，4- 二级密封罩，5- 二级进气管，6_ —级排气管，7-—级旋流器，8-—级密封罩，9-料腿，10-翼阀，12-提升管，13-汽提段，14-蒸汽环管，15-原沉降器下段。
[0022]图3是另一种无沉降器两级旋流串联气固分离方法及设备示意图。
[0023]1-隔离板，2- 二级排气管，3- 二级旋流器，4- 二级密封罩，5- 一级排气管，6A-流化介质环管，7- 一级旋流器，8- 一级密封罩，9-料腿，10-翼阀，11-催化剂导流管，12-提升管，13-汽提段。
[0024]图4是另一种无沉降器两级旋流串联气固分离方法及设备示意图。
[0025]1-隔离板，2- 二级排气管，3- 二级旋流器，4- 二级密封罩，5- 一级排气管，6A-流化介质环管，7- 一级旋流器，8- 一级密封罩，9-料腿，10-翼阀，12-提升管，13-汽提段，14-蒸汽环管，15-原沉降器下段。
【具体实施方式】
[0026]见图1?图4，提升管12上端伸入一级密封罩8内部与一级旋流器7连接；一级密封罩8采用直筒结构，上端经一级排气管6及二级进气管5与二级旋流器3连接；二级旋流器3外侧设有二级密封罩4，二级密封罩4采用直筒结构，其下端与料腿9及翼阀10连接。
[0027]图1，是无沉降器典型方案，I台一级旋流分离器，若干台二级旋流分离器布置在其周围，一级密封罩8下端与汽提段13上端连接，催化剂导流管11下端与一级密封罩8下部连接，上端将翼阀10包裹。
[0028]图2，是有沉降器装置改造方案，一级密封罩8中部与原沉降器下段15顶盖连接，一级密封罩8、料腿9下部伸到原沉降器下段15内部，原沉降器下段15顶部设有蒸汽环管14。
[0029]图3，是无沉降器两级旋流分离器串联方案，二级密封罩4底部设有流化介质环管6A，设有2根料腿9，料腿9下端安装翼阀10，催化剂导流管11下端与一级密封罩8下部连接，上端将翼阀10包裹。
[0030]图4，是有沉降器装置采用两级旋流分离器串联改造方案，一级密封罩8中部与原沉降器下段15顶盖连接，下部伸到其内部；2根料腿9上端与二级密封罩4下部连接，下端伸到原沉降器下段15内部并与翼阀10连接。
[0031]参见图1?图4，反应油气、催化剂的混合物从提升管12出口流出进入一级旋流器7，然后沿切线方向进入一级密封罩8中，油气和催化剂在一级密封罩8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。一级净化气从一级排气管6排出，经二级进气管5进入二级旋流器3，气体切线方向进入二级密封罩4中做旋转运动，再次进行离心分离，净化气经二级排气管2排出；一级分离下来的催化剂沿一级密封罩8内壁落入下方的汽提段13中。二级旋流分离下来的催化剂沿二级密封罩4内壁落入下方的料腿9，经翼阀10、催化剂导流管11排入汽提段13 (图2、图4经翼阀10直接排入汽提段13)，翼阀10排出的少量油气和汽提气一起从下口进入一级密封罩8。
【权利要求】
1.一种无沉降器两级旋流串联气固分离方法，包括两级气固分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是:无沉降器，设计两级旋流分离串联，并设计催化剂导流设施；催化剂导流设施与两级旋流分离相互连接形成一个密闭分离系统，并且二级排料采用垂直翼阀排料。
2.一种实现权利要求1所述发明方法的设备，包括提升管、两级外置旋流分离器、催化剂导流设施、汽提段、料腿及翼阀。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征是:一级外置旋流分离器I?6台，二级外置旋流分离器I?10台，二级外置旋流分离器布置在一级外置旋流分离器周围。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征是:外置旋流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，下端与汽提段或料腿连接；用于同轴式装置时，一级密封罩下端封闭，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；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，并与提升管或进气管上端连接。
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，通道下端与一级密封罩下部或汽提段上部连接，上端将翼阀包裹并封闭，导流通道设置蒸汽管嘴或不设置。
6.根据权利要求2所述的设备，其特征是:料腿采用垂直结构，并在下端设置翼阀。
7.根据权利要求2所述的设备，其特征是:二级旋流分离器与一级旋流分离器台数相等时，两级旋流分离器可重叠布置，每台二级密封罩下部设置I?6根料腿。
8.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，设置外置两级旋流分离器，保留的下段壳体内设置蒸汽环管或不设置。
9.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】B01D45/16GK104275042SQ201310288855
【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