一种自动加剂装置的制作方法

本发明属于一种粉末添加装置，特别是一种用于催化裂化评价装置的能够实现粉末状颗粒物稳定均匀地、自动地添加至反应器中的加剂装置。

背景技术：

流化催化裂化工艺是炼油技术中的核心工艺，这不仅是因为它是重油加工的主要手段，生产轻质油组分的主要来源，而且在提供轻质烯烃和石油化工一体化技术方面，具有不可取代的地位。因此实验室规模的中小型催化裂化评价装置在催化剂研发及工艺的开发等方面具有举足轻重的作用。

中国专利CN 2512495公布了一种用于催化裂化实验研究的固定流化床反应器，以及中国专利CN103570520 B公布了一种催化裂化试验装置，与之相配套的加剂过程是通过在进料管口连接一段塑料软管，利用真空泵人工地将催化剂桶内的催化剂抽入反应器中；这种采用单一的、人工的催化剂添加方法，无法避免人工操作的不稳定性和不均匀性，且塑料软管易产生静电，在炼油环境中为极其不安全因素，同时增加了操作人员的劳动强度。

中国发明专利CN 102941039 A公开了一种催化剂添加装置，利用滑轮将催化剂添加到催化剂配制罐中，解决催化剂添加过程中大量催化剂粉末吸入人体危害人体健康的问题，并且减少了劳动力，降低了人工成本；该装置同时涉及卷扬机、减速机、电动机等，成本较高且需消耗电力能源以及维护费用，并且在催化剂添加过程中需要人工手动启动“上升”和“下降”按钮，不能实现自动加剂。

中国专利95213395.4公开了助燃剂自动加料装置，该装置利用负压装填料和自动控制加料系统实现小计量颗粒物料的自动加料。其中，助燃剂从料斗V₁通过管道L₆利用负压吸入立式容器V₂，该方法适于料斗V₁处于较高位置，而不适于料斗V₁在较低位置时的进料过程。

中国发明专利CN 102631870 A公开了一种催化剂自动加料器和催化剂自动加料方法，该方法是用于工业装置上每日需要补充新鲜催化剂的添加，利用流化输送气将催化剂从非流化状态的催化剂储罐(容器1)输送至处于流化状态的目的容器(容器2)，以确保不影响现有流化状态下连续自动输送催化剂。但是该方法只涉及由容器1输送至容器2的方法，没有涉及催化剂如何输送至非流化状态的催化剂储罐(容器1)的方法。

中国专利CN 204251560 U公开了一种用于催化裂化装置的加剂装置，该装置采用稀相输送管输送催化剂，先将催化剂送入稀相输送管底部，再由下至上经预提升气流化，有效地降低稀相输送管内催化剂密度，是催化剂能够均匀地进入反应器。该装置是在流化状态下将催化剂由一个反应器输送至另一反应器，并没有涉及流化状态之前催化剂加入到反应器的过程。

技术实现要素：

本实发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种能够实现催化剂自动添加的装置，该自动加剂装置，能够实现粉末状颗粒物稳定均匀地、自动地添加至反应器中，降低了操作人员的劳动强度，且无需消耗电力等资源，保持反应装置平稳操作，提高效率，降低成本。

一种自动加剂装置，该自动加剂装置包括底座1、垫片9、加料斗2、水平圆面10、进料管4、进料管口11，底座1自下至上由弹性支撑部分I和移动部分II组成，弹性支撑部分I和移动部分II为长宽相等的长方体，即弹性支撑部分I的上表面为移动部分II的下表面，弹性支撑部分I内部设有多根弹性材料7，所述弹性材料7的弹性刚度为0.004kg/mm～0.07kg/mm，该弹性刚度能够保证进料管口11与催化剂上界面3处于合适的距离，弹性材料7上下两端与弹性支撑部分I的上下两个底面相连接，弹性支撑部分I垂直于水平面的四个表面为可伸缩性波纹表面8；移动部分II上部中间位置为下凹的中空半圆锥形结构；加料斗2为半圆锥形结构并且与移动部分II下凹的中空半圆锥形结构相契合；移动部分II下凹的中空半圆锥形结构通过垫片9与加料斗2相连，加料斗2夹角为α，加料斗2下部为一水平圆面10，加料斗2内装有催化剂3，加料斗2上方为进料管4，进料管4最下方的进料管口11与催化剂3上界面之间的距离为-22mm～4mm，(进料管口11在催化剂3上界面以上为正数值，以下为负数值)避免进料管堵塞，进料管口11有一定的角度β；进料管4最上方通向反应器5，进料管4与反应器5之间设有进料阀6，反应器5上方设有真空泵12。

一种自动加剂装置，所述弹性支撑部分I和移动部分II为两个长宽相等的长方体，其长与宽为150mm～600mm。

一种自动加剂装置，其特征在于，所述弹性材料7为压缩弹簧。

一种自动加剂装置，所述弹性材料7的数量为2～8根。

一种自动加剂装置，所述弹性材料7的长度300mm～600mm。

一种自动加剂装置，所述移动部分II的高等于弹性材料7的长度。

一种自动加剂装置，所述可伸缩性波纹表面(8)的伸缩强度为弹性材料7伸缩强度的1～1.5倍，高度等于弹性材料7的长度，弹性刚度等于弹性材料7的弹性刚度。

一种自动加剂装置，所述加料斗2的重量为500g～1000g。

一种自动加剂装置，所述加料斗2的圆锥形结构所展开的扇形圆心角α为180°～280°。

一种自动加剂装置，所述移动部分II下凹的中空半圆锥形结构所展开的扇形圆心角等于α。

一种自动加剂装置，所述加料斗2圆锥形结构的高为150mm～550mm。

一种自动加剂装置，所述进料管口11的外径为7mm～18mm，角度β为35°～85°。

一种自动加剂装置，所述水平圆面(10)的内径为进料管口11外径的1～1.3倍。

一种自动加剂装置，所述催化剂3为各种类型的颗粒状粉末，颗粒粒径为30目～200目，催化剂的量为0.5kg～30kg，堆比为0.70g/ml～0.80g/ml。

一种自动加剂装置，所述反应器5选自催化裂化再生反应器、循环流化床反应器、固定流化床反应器、固定床反应器、鼓泡床反应器、沸腾床反应器、悬浮床反应器中的一种。

本发明的有益效果：

1.本发明采用弹性材料，利用弹簧原理，通过催化剂或样品质量减少，对弹性材料的压力减少，弹性材料压缩量减少，从而推送催化剂向上移动，实现自动加剂。

2.本发明采用不锈钢材质的进料管，其连接在具有接地连接的反应装置上，加剂过程中无静电产生，增加了炼油环境的安全性。

3.本发明进料管口设有一定的角度，通过调节进料管口的角度，能够实现不同堆比催化剂的自动添加。

4.本发明无需能耗，实现自动加剂过程，克服人工加剂随意性大、不均匀的缺陷，降低操作人员的劳动强度，降低成本。

附图说明

图1为现有技术催化裂化评价装置所使用的人工加剂方法示意图。

其中，附图标记：13—加剂桶，14—催化剂，15—塑料软管，16—进料阀，17—进料管，18—反应器，19—真空泵

图2为本发明自动加剂装置沿轴向的剖视图。

其中，附图标记：1—底座，I—弹性支撑部分，II—移动部分，2—加料斗，3—催化剂，4—进料管，5—反应器，6—进料阀，7—弹性材料，8—可伸缩性波纹表面，9—垫片，10—水平圆面，11—进料管口，12—真空泵

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行详细说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

实施例1

采用本发明一种自动加剂装置，参见图2，其中，弹性支撑部分I长600mm，宽600mm，高600mm；移动部分II长600mm,宽600mm,高500mm，弹性材料7为弹性刚度为0.0696kg/mm的压缩弹簧，弹簧7的数量为4根，加料斗2的圆锥形结构的高为470mm，加料斗2的扇形圆心角α为200°，加料斗2的重量为1000g，可伸缩性波纹表面8与弹性材料7的高度为500mm，进料管口11的外径为18mm，角度β为35°。

采用XTL-5型提升管催化裂化评价装置吹扫结束，进油喷嘴等安装完毕后，将已过40目筛的30kg催化剂3加入到加料斗2内，催化剂3的堆比为0.80g/ml，催化剂3加入到加料斗2之前，进料管口11与加料斗2底部相接触，30kg催化剂3加入到加料斗2后，进料管口11距离催化剂3的上表面4mm，打开进料阀6，确保反应器5为密封状态，开启真空泵12，催化剂3被抽入再生反应器5内，随着催化剂3被不断抽入到反应器5中，加料斗2内催化剂3的质量不断减少，移动部分II在弹性材料7的作用下不断地向上移动，催化剂3的上界面及时与进料管口11保持-21mm～4mm的距离，直至加剂完成，关闭进料阀6，关闭真空泵12，从而实现自动加剂的过程。试验进行两次平行试验：试验a和试验b。LPC-70催化剂：兰州石化公司催化剂厂生产，原料油取自兰州石化公司300万吨/年催化裂化装置的重质原料油(性质见表1)，操作条件与评价结果见表2

对比例1

采用现有技术催化裂化评价装置所使用的人工加剂方法(见图1)，

采用实施例1中的XTL-5型提升管催化裂化评价装置吹扫结束，进油喷嘴等安装完毕后，将已过40目筛的30kg催化剂14加入到加剂桶13内，开启真空泵19，人工手拿塑料软管15并插入催化剂14内，使催化剂14被抽入再生反应器18内，随着催化剂14被不断抽入到反应器18中，直至加剂完成，关闭进料阀16，关闭真空泵19，从而实现人工加剂的过程。试验进行两次平行试验：试验c和试验d。LPC-70催化剂：兰州石化公司催化剂厂生产，原料油取自兰州石化公司300万吨/年催化裂化装置的重质原料油(性质见表1)，操作条件与评价结果见表2

实施例2

采用本发明一种自动加剂装置，其中，弹性支撑部分I长200mm，宽200mm，高300mm；移动部分II长200mm,宽200mm,高300mm，弹性材料7为弹性刚度为0.004kg/mm的压缩弹簧，弹簧7的数量为2根，加料斗2的圆锥形结构的高为150mm，加料斗2的扇形圆心角α为180°，加料斗2的重量为500g，可伸缩性波纹表面8与弹性材料7的高度为300mm，进料管口11的外径为9mm，角度β为45°。

采用DCR催化裂化评价装置吹扫结束，进油喷嘴及测压过滤器等安装完毕后，将已过60目筛的0.5kg催化剂3加入到加料斗2内，催化剂3的堆比为0.70g/ml，催化剂3加入到加料斗2之前，进料管口11与加料斗2底部相接触，0.5kg催化剂3加入到加料斗2后，进料管口11距离催化剂3的上表面4mm，打开进料阀6，确保反应器5为密封状态，开启真空泵12，催化剂3被抽入再生反应器5内，随着催化剂3被不断抽入到反应器5中，加料斗2内催化剂3的质量不断减少，移动部分II在弹性材料7的作用下不断地向上移动，催化剂3的上界面及时与进料管口11保持-5mm～4mm的距离，直至加剂完成，关闭进料阀6，关闭真空泵12，从而实现自动加剂的过程。试验进行两次平行试验：试验e和试验f。LDR-300催化剂：兰州石化公司催化剂厂生产，原料油取自兰州石化公司300万吨/年催化裂化装置的重质原料油(性质见表1)，操作条件与评价结果见表3

对比例2

采用现有技术催化裂化评价装置所使用的人工加剂方法(见图1)，

采用实施例2中的DCR催化裂化评价装置吹扫结束，进油喷嘴及测压过滤器等安装完毕后，将已过60目筛的0.5kg催化剂14加入到加剂桶13内，开启真空泵19，人工手拿塑料软管15并插入催化剂14内，使催化剂14被抽入再生反应器18内，随着催化剂14被不断抽入到反应器18中，直至加剂完成，关闭进料阀16，关闭真空泵19，从而实现人工加剂的过程。试验进行两次平行试验：试验g和试验h。LDR-300催化剂：兰州石化公司催化剂厂生产，原料油取自兰州石化公司300万吨/年催化裂化装置的重质原料油(性质见表1)，操作条件与评价结果见表3。

实施例3

采用本发明一种自动加剂装置，其中，弹性支撑部分I长300mm，宽300mm，高400mm；移动部分II长300mm,宽300mm,高380mm，弹性材料7为弹性刚度为0.019kg/mm的压缩弹簧，弹簧7的数量为2根，加料斗2的圆锥形结构的高为300mm，加料斗2的扇形圆心角α为180°，加料斗2的重量为1000g，可伸缩性波纹表面8与弹性材料7的高度为380mm，进料管口11的外径为18mm，角度β为60°。

采用XTL-6型提升管催化裂化评价装置吹扫结束，进油喷嘴等安装完毕后，将已过60目筛的5kg催化剂3加入到加料斗2内，催化剂3的堆比为0.75g/ml，催化剂3加入到加料斗2之前，进料管口11与加料斗2底部相接触，5kg催化剂3加入到加料斗2后，进料管口11距离催化剂3的上表面4mm，打开进料阀6，确保反应器5为密封状态，开启真空泵12，催化剂3被抽入再生反应器5内，随着催化剂3被不断抽入到反应器5中，加料斗2内催化剂3的质量不断减少，移动部分II在弹性材料7的作用下不断地向上移动，催化剂3的上界面及时与进料管口11保持-8mm～4mm的距离，直至加剂完成，关闭进料阀6，关闭真空泵12，从而实现自动加剂的过程。试验进行两次平行试验：试验i和试验j。LDO-70催化剂：兰州石化公司催化剂厂生产，原料油取自兰州石化公司300万吨/年催化裂化装置的重质原料油(性质见表1)，操作条件与评价结果见表4。

对比例3

采用现有技术催化裂化评价装置所使用的人工加剂方法(见图1)，

采用实施例3中的XTL-6型提升管催化裂化评价装置吹扫结束，进油喷嘴等安装完毕后，将已过60目筛的5kg催化剂14加入到加剂桶13内，开启真空泵19，人工手拿塑料软管15并插入催化剂14内，使催化剂14被抽入再生反应器18内，随着催化剂14被不断抽入到反应器18中，直至加剂完成，关闭进料阀16，关闭真空泵19，从而实现人工加剂的过程。试验进行两次平行试验：试验k和试验m。LDO-70催化剂：兰州石化公司催化剂厂生产，原料油取自兰州石化公司300万吨/年催化裂化装置的重质原料油(性质见表1)，操作条件与评价结果见表4。

表1原料油性质

表2评价结果

表3评价结果

表4评价结果

由表2、3、4可知，对比例试验采用现有技术人工加剂方法，两个平行试验最大差值大于0.7，误差较大，不符合平行试验的规定，需要进行多次重复试验；人工加剂过程中有静电产生，试验过程中流化性能较差，影响装置的平稳性。实施例采用本发明一种自动加剂装置，两个平行试验最大差值小于0.09；试验过程中流化性能良好，装置操作过程中较为平稳。且本发明同样能够进行不同堆比的催化剂的加剂过程。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。