一种无翼阀的催化裂化二级旋风料腿卸料方式的制作方法

本发明涉及一种催化裂化二级旋风料腿的卸料方式，属石油化工装备技术领域。

技术背景

催化裂化装置中，料腿-翼阀系统是沉降器或再生器内气体中催化剂分离回收的关键设备，如图1所示。其工作状态的好坏直接影响着旋风分离器的工作效率。如果料腿-翼阀系统出现故障，会造成大量的催化剂跑损，增加生产成本，污染大气环境，还会对烟气轮机、余热锅炉等后路系统设备的安全工作造成影响，当催化剂跑损非常严重时甚至会直接导致装置的停工。因此，设计高质量的料腿-翼阀锁气排料结构是很多科研人员的研究方向。

目前，翼阀使用过程中最为突出的问题是沉降器顶旋或再生器二级旋风分离器料腿翼阀的磨损，翼阀磨损的主要部位是阀座的密封面和阀板与阀座接触的椭圆形区域内，与阀座接触的阀板表面出现磨损状的沟槽，其深度可达5mm以上，严重的部位甚至直接被磨透见图2，使得阀板和阀座闭合时已经不能满足锁气的要求。研究认为，翼阀磨损的主要原因是料腿-翼阀系统卸料本身是一种典型的负压差卸料过程，一旦翼阀打开或翼阀密封不严或者操作条件变化剧烈时，沉降器或再生器内的部分高压气体就会向料腿中反窜，而这些高压气体携带颗粒高速通过阀板与阀座之间的缝隙时，就会对阀座和阀板造成冲蚀磨损，且这种磨损的磨损量与颗粒速度的2～3次方成正比，当冲击角 度在30°～40°时磨损最为严重。

为了解决翼阀磨损问题，研究人员采取了各种办法，包括在翼阀表面镶嵌硬质合金，这样能提高翼阀的耐冲蚀能力；提高翼阀的安装角度，由原来的3°～5°提高到8°～9°，以此来提高密封的平衡力，但翼阀安装角度的提高，隐含着翼阀开启灵敏度的降低，增加设备的运行风险。此外，还有在阀座上增加一圈导流板，通过导流板的导流作用，使得携带着颗粒的高速气体不会在阀板与阀座接触位置发生急转，有效的控制了颗粒在阀板表面的冲蚀磨损。但是，以上解决翼阀磨损问题的所有方案都仅仅是在一定程度上减缓了翼阀的磨损过程，并没有从根本上消除翼阀的磨损。

技术实现要素：

本发明是在现有技术的基础上，提出一种沉降器或再生器内二级旋风料腿无翼阀的卸料方式，该方式是将传统二级旋风的料腿和一级旋风的料腿在一定高度上连接，省去二级旋风料腿的翼阀。通过一级旋风料腿内高颗粒浓度的持续卸料来带动二级料腿的卸料，实现二级旋风料腿的无翼阀卸料，从根本上解决了翼阀磨损问题对装置运行安全的影响。

采用的技术方案是：

(1)拆掉传统二级旋风分离器分离系统中二级料腿末端的翼阀，将二级旋风的料腿和一级旋风料腿通过一倾斜管在一定高度上连接，如图3所示。可以通过调节连接一、二级旋料腿的倾斜管的倾斜角度，以及倾斜管与一级旋风料腿相接位置，来保证二级料腿卸料的 通畅，同时做到不影响一级料腿的卸料。为了达到二级料腿很好的卸料效果，倾斜连接管与水平方向的夹角一般为60°到-60°，与一级旋风料腿的连接位置应靠近一级旋风料腿的中下部。因为一级旋风料腿的卸料是一种高颗粒浓度的持续卸料过程，且料腿的末端一般置于床层的密相段，颗粒的下行作用力及床层的密封作用，使得一级料腿中几乎没有气体反窜上来，因此，该卸料方式可以充分利用一级料腿卸料的密封优势，来达到二级旋风料腿的无翼阀卸料。

(2)将倾斜管与一级旋风料腿的连接处采用一扩径段，并且将一级料腿以原直径内插一段，如图4所示，以保证二级料腿中颗粒进入一级料腿后不影响一级料腿卸料的通畅，同时可避免当操作条件变化时，二级料腿中颗粒流率降低或二级料腿出现半管卸料时，一级料腿中气体向二级旋风中的反窜。

(3)另外，当倾斜连接管与水平方向的夹角为0°到60°之间时，需要在倾斜连接管的左端某一位置设置一松动风送入点，如图5所示，通过松动风来带动斜管中颗粒的流动，同时控制松动风输入量，还可以提高料腿卸料的操作弹性。此外，松动风的压力还可以起到阻止当操作条件变化剧烈时，一级料腿中的气体向二级料腿中反窜。

本发明的优点是能够充分利用一级料腿卸料的密封优势，实现二级旋风料腿的无翼阀卸料，完全避免翼阀的磨损问题，彻底解决由翼阀密封不严引起的二级旋风分离效率下降，催化剂跑损严重等一系列问题，延长装置运行周期，提高了装置的可靠性。另一方面，该发明 还具有结构简单，改造，维修方便的特点。此外，装置省去翼阀的使用，还降低了企业的生产成本。

附图说明

图1是传统料腿-翼阀系统的典型结构型式。

图2是某一工业装置中翼阀的磨损情况。

图3是本发明的无翼阀的催化裂化二级旋风料腿卸料方式的一种典型结构型式。

图4是一级旋风料腿与倾斜连接管连接位置的结构示意图。

图5是本发明的无翼阀的催化裂化二级旋风料腿卸料方式的另一种典型结构型式。

图中1.一旋入口，2.一级旋风分离器(简称，一旋)，3.沉降器，4.一级旋风料腿，5.防倒吹锥，6.床层，7.阀板，8.阀座，9.翼阀，10.二级旋风料腿，11.二级旋风分离器(简称，二旋)，12.二旋出口，13.倾斜连接管，14.内插管，15.变径段，16.松动风送入点。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明所提出的一种无翼阀的催化裂化二级旋风料腿卸料方式的具体实施方法，但本发明并不因此而受到任何限制。

对比例1

图1给出了催化裂化装置中传统料腿-翼阀系统的典型结构型式，如图所示，传统料腿翼阀系统采用将翼阀(9)安装在二级旋风料腿 (10)末端，通过翼阀(9)的锁气密封作用，实现二级旋风料腿(10)的负压差卸料。翼阀(9)的工作原理是当二级旋风料腿(10)内堆积颗粒的静压力与二级旋风(10)内气体压力之和大于沉降器或再生器(3)内气体压力与阀板(7)自重力沿垂直于阀板(7)表面方向的分量之和时，阀板(7)打开，开始卸料。反之，则阀板(7)关闭，起到锁气密封作用。翼阀(9)的存在能够起到保持料腿内催化剂的一定静压，防止沉降器(3)或再生器内已沉降颗粒的反窜，但是，当翼阀(9)排料的颗粒质量流率比较低时，翼阀(9)的排料状态有连续式滴流状和周期性节涌状排料，由于存在着内外负压差，阀外部的气体会进入翼阀(9)，形成漏风。翼阀(9)出现漏风时，沉降器(3)或再生器内高压气体就会携带颗粒以很高的速度通过阀板(7)与阀座(8)之间的间隙，对阀板(7)和阀座(8)造成不同程度的冲蚀磨损，形成沿密封口附近深浅不一的沟槽，时间很长时，阀板(7)甚至会直接磨穿。

实施例1

图3给出了本发明一种无翼阀的催化裂化二级旋风料腿卸料方式的一种典型型式，它和图1中传统料腿翼-阀系统的不同地方在于：本发明中去掉传统二级旋风分离器(11)分离系统中二级旋风料腿(10)末端的翼阀(9)，并且将二级旋风料腿(10)和一级旋风料腿(4)通过一倾斜管(13)在一定高度上连接。可以通过调节连接一、二级旋风料腿(4)(10)的倾斜管(13)的倾斜角度，以及倾斜连接管(13)与一级旋风(2)相接的位置，来保证二级旋风料腿(10)卸料的通 畅，同时做到不影响一级旋风料腿(4)的卸料。为了达到很好的卸料效果，倾斜连接管(13)与水平方向的夹角一般为60°到-60°之间，与一级旋风料腿(4)的连接位置应靠近一级旋风料腿(4)的中下部，并将倾斜管(13)与一级旋风料腿(4)连接处采用一扩径段，还将一级旋风料腿(4)以原直径内插一段，如图4所示，以保证二级旋风料腿(10)中颗粒进入一级旋风料腿(4)后不影响一级旋风料腿(4)卸料的通畅。同时可避免操作条件变化时，二级旋风料腿(10)中颗粒流率降低或二级旋风料腿(10)出现半管卸料时，一级旋风料腿(4)中的气体向二级旋风(11)的反窜。由于一级旋风料腿(4)的卸料是一种高颗粒浓度的持续卸料过程，且料腿的末端一般置于床层(6)的密相段，颗粒的下行作用力及床层(6)的密封作用，使得一级旋风料腿(4)中几乎没有气体窜上来，因此，该卸料方式能够充分利用一级旋风料腿(4)卸料的密封优势，来达到二级旋风料腿(10)在负压差条件下的无翼阀(9)卸料。

实施例2

(4)图5给出了本发明一种无翼阀的催化裂化二级旋风料腿卸料方式的另一种典型型式，总体上和图3所示的结构型式一致，不同之处在于，当倾斜连接管(13)与水平方向的夹角为0°到60°之间时，需要在倾斜连接管(13)的左端某一位置设置一松动风送入点(14)，通过松动风来带动倾斜管(13)中颗粒的流动，同时，控制松动风的输入量，还可以提高料腿(10)卸料的操作弹性。此外，松动风的压力还可以起到阻止当操作条件变化剧烈时，一级旋风料腿(4)中的 气体向二级旋风料腿(10)中反窜。