气固分离及换热装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种气固分离及换热装置，包括气固分离器，气固分离器包括：外筒，具有第一介质入口和第一催化剂出口；内筒，设置在外筒内，内筒的第一端为封闭端，内筒的第二端从外筒的底部穿出并形成第一介质出口；中间筒，套设在外筒和内筒之间，中间筒将外筒和内筒之间的空间分隔成相互隔离的第一空间和第二空间，第二空间位于第一空间的外侧；分离器，安装在第一空间内，分离器具有第二介质入口、第二催化剂出口和第二介质出口，第一催化剂出口与第二空间连通，第一介质出口与内筒的内腔连通，其中，第一介质入口与第一空间连通，第一催化剂出口设置在第一介质出口的周向外侧。本实用新型有效地解决了催化剂出口容易堵塞的问题。
【专利说明】气固分离及换热装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工设备【技术领域】，具体而言，涉及一种气固分离及换热装置。
【背景技术】
[0002]随着我国工农业经济的持续快速发展，市场对乙烯、丙烯等有机原料的需求越来越大。我国乙烯和大部分丙烯是通过蒸汽裂解石脑油或轻柴油加工而成，部分丙烯是通过催化裂化石油液化气再经精馏加工而得。
[0003]但是，由于石油资源的短缺、蒸汽裂解能力不足等原因，长期以来我国的乙烯和丙烯一直是供不应求，因而以乙烯、丙烯生产的化学品例如聚乙烯、聚丙烯、乙二醇等的进口数量一直居高不下。为了降低化学品的进口率，我国开启了以煤炭等为原料生产甲醇，再将甲醇经催化转化生产乙烯、丙烯等轻质烯烃的新篇章。甲醇是现代煤化工的重要产品和中间体，是联系煤化工与炼油产品及化工的主要纽带。甲醇生产装置的大型化和产品规模化将成为煤化工发展的重要特征。煤经甲醇制烯烃成为发展现代煤化工产业、实现国家〃以煤代油〃战略的必然选择。
[0004]DMTO (二甲醚/甲醇制烯烃)是以煤或天然气替代石油做原料生产乙烯和丙烯的技术，DMTO中的反应后气体第三级旋风分离器分为沉降段和离心分离段。第三级旋风分离器的底部催化剂细粉量很小，离心分离段的设备散热会造成气体中的烃类和水蒸气凝结，造成催化剂出口堵塞，排卸催化剂比较困难。
实用新型内容
[0005]本实用新型旨在提供一种气固分离及换热装置，以解决现有技术中催化剂出口容易堵塞的问题。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种气固分离及换热装置包括气固分离器，气固分离器包括:外筒，具有第一介质入口和第一催化剂出口 ；内筒，设置在外筒内，内筒的第一端为封闭端，内筒的第二端从外筒的底部穿出并形成第一介质出口；中间筒，套设在外筒和内筒之间，中间筒将外筒和内筒之间的空间分隔成相互隔离的第一空间和第二空间，第二空间位于第一空间的外侧；分离器，安装在第一空间内，分离器具有第二介质入口、第二催化剂出口和第二介质出口，第一催化剂出口与第二空间连通，第一介质出口与内筒的内腔连通，其中，第一介质入口与第一空间连通，第一催化剂出口设置在第一介质出口的周向外侧。
[0007]进一步地，分离器安装在内筒和中间筒之间并且倾斜设置。
[0008]进一步地，沿第一空间的周向方向上设置有多个分离器。
[0009]进一步地，沿第一空间的竖直方向上均匀设置多个分离器。
[0010]进一步地，沿外筒的周向方向均匀设置有多个第一催化剂出口。
[0011]进一步地，分离器为旋风分离器。
[0012]进一步地，气固分离及换热装置还包括换热器，换热器设置在气固分离器的的下方，换热器的进气口与第一介质出口连通。
[0013]进一步地，换热器与气固分离器之间通过法兰连接。
[0014]进一步地，换热器为立式换热器。
[0015]应用本实用新型的技术方案，待分离的介质从第一介质入口进入第一空间，以一定的速度从第二介质入口进入分离器中，根据离心力和重力的作用实现介质和催化剂的分离。分离后的催化剂颗粒进入到第二空间从第一催化剂出口排出，分离后的介质进入到内筒的内腔中，从外筒底部的第一介质出口排出。由于待分离的介质的温度比较高，介质从外筒的底部排出，设置在第一介质出口的周向外侧的第一催化剂出口的温度受到待分离介质温度的影响，保证了第一催化剂出口的温度。这样有效地避免了第一催化剂出口的水蒸气和烃类凝结造成催化剂结块堵塞管道的问题。将第一介质出口设置在外筒的底部也可以使待分离介质的进入到外筒中的介质流量和介质压力比较均匀，也使介质的温度分布更均匀，更好地避免催化剂容易堵塞管道的问题。这样也进一步地提高了分离器的分离效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017]图1示出了根据本实用新型的气固分离及换热装置的实施例的结构示意图；以及
[0018]图2示出了图1的气固分离及换热装置的部分结构示意图。
[0019]上述附图包括以下附图标记:
[0020]10、外筒；11、第一介质入口 ； 12、第一催化剂出口 ；20、内筒；21、第一介质出口 ；30、中间筒；40、第一空间；50、第二空间；60、分离器；61、第二催化剂出口 ；62、第二介质出口 ；70、换热器。
【具体实施方式】
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0022]如图1和图2所示，本实施例的气固分离及换热装置包括气固分离器，气固分离器包括外筒10、内筒20、中间筒30和分离器60。外筒10具有第一介质入口 11和第一催化剂出口 12，内筒20设置在外筒10内，内筒20的第一端为封闭端，内筒20的第二端从外筒10的底部穿出并形成第一介质出口 21，中间筒30设置在外筒10和内筒20之间，中间筒30将外筒10和内筒20之间的空间分隔成相互隔离的第一空间40和第二空间50，第二空间50位于第一空间40的外侧,分离器60安装在第一空间40内，分离器60具有第二介质入口、第二催化剂出口 61和第二介质出口 62，第一催化剂出口 12与第二空间50连通，第一介质出口 21与内筒20的内腔连通，其中，第一介质入口 11与第一空间40连通，第一催化剂出口 12设置在第一介质出口 21的周向外侧。内筒的20内腔为介质收集区，第二空间50为催化剂收集区。
[0023]应用本实施例的气固分离及换热装置，待分离的介质从第一介质入口 11进入第一空间40，以一定的速度从第二介质入口进入分离器60中，根据离心力和重力的作用实现介质和催化剂的分离。分离后的催化剂颗粒进入到第二空间50从第一催化剂出口 12排出，分离后的介质进入到内筒20的内腔中，从外筒10的底部的第一介质出口 21排出。由于待分离的介质的温度比较高，介质从外筒10的底部排出，设置在第一介质出口 21的周向外侧的第一催化剂出口 12的温度受到待分离介质的温度的影响，保证了第一催化剂出口12的温度。这样有效地避免了第一催化剂出口 12的水蒸气和烃类凝结造成催化剂结块堵塞管道的问题。将第一介质出口 21设置在外筒10的底部也可以使待分离的介质进入到外筒10中的介质流量和介质压力比较均匀，也使介质的温度分布更均匀，更好地避免催化剂容易堵塞管道的问题。这样也进一步地提高了分离器60的分离效果。
[0024]优选地，第一介质入口 11设置在外筒10的顶部。待分离的介质包括水蒸气、烃类和固体催化剂。这样待分离的介质从外筒10的顶部进入，从外筒10的底部排出，更好地保证了介质流量和压力的均匀。
[0025]在本实施例中，分离器60安装在内筒20和中间筒30之间并且倾斜设置。这样可以根据重力的作用将固体催化剂颗粒从待分离的介质中分离出来，分离效果更好。
[0026]在本实施例中，为了进一步提高分离器60的分离效果，沿第一空间40的周向方向上设置有多个分离器60。在本实施例中，沿第一空间40的竖直方向上均勻设置多个分离器60。
[0027]在本实施例中，为了更好地将催化剂颗粒排出，沿外筒10的周向方向均匀设置有多个第一催化剂出口 12。
[0028]在本实施例中，分离器60为旋风分离器。现有技术中，气固分离装置包括沉降段和离心分离段。由于DMTO介质中催化剂的粒度较小，不需要沉降分离，沉降段分离效果比较差。而在本实施例中，取消了沉降段，离心分离段为外筒10及外筒10内部的结构。这样使气固分离装置的总高度减少了，设备尺寸大大地减小了，设备的制造成本也大大降低。
[0029]气固分离及换热装置的第一介质出口 21的气体温度较高，其中还存有少量催化齐U，存在生焦反应，需尽快进入降温设备。而目前DMTO的第三级旋风分离器的出口是在设备顶部，设备的位置很高，距换热设备较远，管线较长。如图1所示，在本实施例中，气固分离及换热装置还包括换热器70，换热器70设置在气固分离器的的下方，换热器70的进气口与第一介质出口 21连通。换热器70的进气口与第一介质出口 21连通，这样可以减少气固分离器与换热器70之间的管道线路，并及时给高温介质降温。
[0030]在本实施例中，换热器70与气固分离器之间通过法兰连接。在本实施例中，换热器70为立式换热器。气固分离器的轴线与换热器70的轴线重合，换热器70与气固分离器之间通过法兰连接，连接后的气固分离器与换热器70这两个设备的总高度降低了。这样换热器70不需要框架支撑，大大地节省了立式换热器的支撑框架和两个设备之间的连接管道线路。现有技术中，离心分离段的高度大约为35米，沉降段的高度大约为19米。而本实施例中，气固分离器与换热器70的总高度为34米，与现有技术中的气固分离装置相比高度低了 I米，节省了立式换热器的支撑框架(40米高，占地206平方米)和两个设备之间的连接管道线路。
[0031]在本实施例中，换热器70为立式换热器。这样可以合理地配置外筒10与换热设备的位置关系，减少了管道的使用长度、设备的占用面积以及支撑框架。
[0032]以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种气固分离及换热装置，包括气固分离器，其特征在于，所述气固分离器包括: 外筒(10)，具有第一介质入口( 11)和第一催化剂出口( 12); 内筒(20)，设置在所述外筒(10)内，所述内筒(20)的第一端为封闭端，所述内筒(20)的第二端从所述外筒(10)的底部穿出并形成第一介质出口(21)； 中间筒(30)，套设在所述外筒(10)和所述内筒(20)之间，所述中间筒(30)将所述外筒(10)和所述内筒(20)之间的空间分隔成相互隔离的第一空间(40)和第二空间(50)，所述第二空间(50)位于所述第一空间(40)的外侧； 分离器(60)，安装在所述第一空间(40)内，所述分离器(60)具有第二介质入口、第二催化剂出口(61)和第二介质出口(62)，所述第一催化剂出口( 12)与所述第二空间(50)连通，所述第一介质出口(21)与所述内筒(20)的内腔连通， 其中，所述第一介质入口(11)与所述第一空间(40)连通，所述第一催化剂出口(12)设置在所述第一介质出口(21)的周向外侧。
2.根据权利要求1的气固分离及换热装置，其特征在于，所述分离器(60)安装在所述内筒(20 )和所述中间筒(30 )之间并且倾斜设置。
3.根据权利要求1的气固分离及换热装置，其特征在于，沿所述第一空间(40)的周向方向上设置有多个所述分离器(60)。
4.根据权利要求1或3的气固分离及换热装置，其特征在于，沿所述第一空间(40)的竖直方向上均匀设置多个所述分离器(60 )。
5.根据权利要求1的气固分离及换热装置，其特征在于，沿所述外筒(10)的周向方向均匀设置有多个所述第一催化剂出口(12)。
6.根据权利要求4的气固分离及换热装置，其特征在于，所述分离器(60)为旋风分离器。
7.根据权利要求1的气固分离及换热装置，其特征在于，还包括换热器(70)，所述换热器(70)设置在所述气固分离器的下方，所述换热器(70)的进气口与所述第一介质出口(21)连通。
8.根据权利要求7的气固分离及换热装置，其特征在于，所述换热器(70)与所述气固分离器之间通过法兰连接。
9.根据权利要求7的气固分离及换热装置，其特征在于，所述换热器(70)为立式换热器。
【文档编号】B01D45/02GK203790719SQ201420154435
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】赵良, 高文刚, 何源, 王勇, 程广伟, 肖健, 李国锋, 杜善明, 关丰中, 王鹤鸣 申请人:神华集团有限责任公司, 中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司