专利名称：一种内置式的立管式第三级旋风分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内置式的立管式第三级旋风分离器，用于石油化工和 煤化工行业流态化反应再生装置的油气中催化剂分离回收系统或再生烟气能量 回收系统中，将催化剂与油气或烟气进行分离。
背景技术：
在石油化工和煤化工行业的流态化反应再生装置中，油气中的催化剂分离 回收系统或再生烟气的能量回收系统是必不可少的一部分，这些系统中的第三 级旋风分离器又是关键设备之一。在第三级旋风分离器中，有一种类型是内置
式的，内置于反应器或再生器的上部。《炼油技术与工程》杂志2005年第11期 在"三级旋风分离器的设计新理念" 一文中介绍的一种内置式的立管式第三级 旋风分离器，设有干净气体出口管、催化剂排放管、吊筒、锥形筒、上隔板、 下隔板、立式分离单管。锥形筒的内部空间构成集尘室，上隔板、下隔板和吊 筒之间的空间构成进气室。反应器或再生器内环绕反应器或再生器的轴心线成 组设置有第一级旋风分离器和第二级旋风分离器，第二级旋风分离器的气体出 口管通过吊筒与进气室相连通。催化剂排放管设于内置式的立管式第三级旋风 分离器外部的下方，用于将立式分离单管排放至集尘室内的催化剂粉尘(以及泄 料气)从下部引出反应器或再生器外，送至设于反应器或再生器外部的第四级旋 风分离器。催化剂排放管的入口焊接连接于锥形筒的底部，与集尘室相连通； 并且催化剂排放管经过反应器或再生器的侧壁(连接处采用焊接)通向反应器或 再生器外部，出口与第四级旋风分离器相连。上述内置式的立管式第三级旋风 分离器(包括其所设的催化剂排放管)，在反应器或再生器运行过程中，因温差 等原因，与反应器或再生器侧壁之间存在着很大的轴向及径向热膨胀量差值， 设置催化剂排放管时需要考虑到这个问题。由于催化剂排放管分别与锥形筒的 底部和反应器或再生器的侧壁固定连接，所以催化剂排放管上需设置膨胀弯管， 或设置膨胀节，以吸收上述很大的轴向及径向热膨胀量差值。设置膨胀节时， 催化剂排放管上还需要设置转向弯头。膨胀节本身是一个易损件，易于损坏， 会影响装置正常操作，甚至造成装置停工。催化剂排放管上设置膨胀弯管时， 由于膨胀弯管的长度很长(一般为10米左右)，所以不易内衬隔热耐磨衬里。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种内置式的立管式第三级旋风分离器，以解决 现有内置式的立管式第三级旋风分离器所存在的催化剂排放管上设置的膨胀节 易于损坏、或是催化剂排放管上设置的膨胀弯管不易内衬隔热耐磨衬里的问题。
3为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是 一种内置式的立管式第 三级旋风分离器，内置于反应器或再生器的上部，设有干净气体出口管、催化 剂排放管、吊筒、锥形筒、上隔板、下隔板、立式分离单管，锥形筒的内部空 间构成集尘室，上隔板、下隔板和吊筒之间的空间构成进气室，反应器或再生 器内环绕反应器或再生器的轴心线成组设置有第一级旋风分离器和第二级旋风 分离器，第二级旋风分离器的气体出口管通过吊筒与进气室相连通，其特征在 于催化剂排放管由催化剂排放管直管段、催化剂排放管出口管段以及连接这 两个管段的转向弯头组成，设于内置式的立管式第三级旋风分离器内部，催化 剂排放管直管段设于集尘室下部至上隔板上方之间的区段，其底部为催化剂排 放管入口，催化剂排放管出口管段经内置式的立管式第三级旋风分离器的顶部 通向反应器或再生器外部，转向弯头内衬有隔热耐磨衬里。
本实用新型，催化剂排放管设于内置式的立管式第三级旋风分离器内部； 利用催化剂排放管出口处的压力比集尘室内压力低的特点，将集尘室内的催化 剂粉尘以及泄料气从内置式的立管式第三级旋风分离器的顶部排出(通常是排 放至设于反应器或再生器外部的第四级旋风分离器)。采用本实用新型，具有如 下的有益效果催化剂排放管直管段设于内置式的立管式第三级旋风分离器的 集尘室下部至上隔板上方之间的区段，与上隔板和下隔板焊接连接。催化剂排 放管入口位于集尘室的下部，为自由端。催化剂排放管出口管段则经内置式的 立管式第三级旋风分离器的顶部通向反应器或再生器外部。本实用新型的一种 内置式的立管式第三级旋风分离器，吊筒的顶部设有三旋顶部封头，位于反应 器或再生器顶部封头的外部。干净气体出口管设于三旋顶部封头上，催化剂排 放管出口管段经干净气体出口管的管壁或者经三旋顶部封头通向反应器或再生 器外部。催化剂排放管出口管段与干净气体出口管的管壁之间或与三旋顶部封 头之间采用焊接连接。内置式的立管式第三级旋风分离器位于反应器或再生器 之内的部分(主要是吊筒、上隔板和下隔板)和催化剂排放管，与反应器或再生 器顶部封头和位于反应器或再生器外部的干净气体出口管或者是三旋顶部封头 之间，轴向及径向的热膨胀量差值均极小，所以催化剂排放管上不必设置膨胀 节或膨胀弯管。本实用新型另一种内置式的立管式第三级旋风分离器，吊筒的 顶部连接于反应器或再生器顶部封头上。干净气体出口管设于反应器或再生器 顶部封头上，催化剂排放管出口管段经干净气体出口管的管壁或者经反应器或 再生器顶部封头通向反应器或再生器外部。催化剂排放管出口管段与干净气体 出口管的管壁之间或与反应器或再生器顶部封头之间采用焊接连接。内置式的 立管式第三级旋风分离器位于反应器或再生器之内的部分(主要是吊筒、上隔板 和下隔板)和催化剂排放管，与反应器或再生器顶部封头和位于反应器或再生器外部的干净气体出口管之间，或者是仅与反应器或再生器顶部封头之间，轴向 及径向的热膨胀量差值均极小，所以此种情况下催化剂排放管上也不必设置膨 胀节或膨胀弯管。
本实用新型内置式的立管式第三级旋风分离器，由于催化剂排放管上不设 置膨胀节或膨胀弯管，因而不存在膨胀节易于损坏、或是膨胀弯管不易内衬隔 热耐磨衬里的问题。催化剂排放管上所设的转向弯头，长度只有几百亳米，易 于内衬隔热耐磨衬里。
本实用新型内置式的立管式第三级旋风分离器，主要用于石油化工行业流 化催化裂化装置、流化催化裂解装置以及煤化工行业甲醇制烯烃装置的油气中 的催化剂分离回收系统或再生烟气能量回收系统中，进行催化剂与油气或烟气 的分离。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式
并不限制本实用新型要求保护的范围。
图l是本实用新型的一种内置式的立管式第三级旋风分离器(设有三旋顶部 封头)内置于反应器或再生器中的结构示意图。
图2是图1中的A-A阶梯剖视图。 一图3是催化剂排放管出口管段经三旋顶部封头通向反应器或再生器外部的
图4是本实用新型的另一种内置式的立管式第三级旋风分离器(不设置三旋 顶部封头)内置于反应器或再生器中的结构示意图。
具体实施方式
参见图1以及图2，本实用新型的一种内置式的立管式第三级旋风分离器(简 称为第三级旋风分离器)，内置于反应器或再生器13的上部，与反应器或再生器 13同轴。它设有干净气体出口管l、催化剂排放管、吊筒3、锥形筒4、上隔板6、 下隔板7、立式分离单管5。吊筒3的顶部设有三旋顶部封头2，三旋顶部封头2位 于反应器或再生器顶部封头14的外部。吊筒3在靠近三旋顶部封头2的筒体处与 反应器或再生器顶部封头14焊接连接，以此将内置式的立管式第三级旋风分离 器固定。所述的干净气体出口管1设于三旋顶部封头2上，采用焊接连接。立式 分离单管5安装于上隔板6和下隔板7上，安装多个，绕第三级旋风分离器的轴心 线布置若干圈(参见图2)。上隔板6和下隔板7固定于吊筒3上；它们可以是如图l 所示上凸的球冠形结构，也可以是下凹的球冠形结构(图略)。锥形筒4设于吊筒 3的底部，其内部空间构成集尘室ll。上隔板6、下隔板7和吊筒3之间的空间构 成进气室IO，三旋顶部封头2、吊筒3和上隔板6之间的空间构成集气室9。反应器或再生器13内环绕反应器或再生器13的轴心线成组设置有第一级旋 风分离器15和第二级旋风分离器16。反应器或再生器顶部封头14上设有支座台 18，通过吊杆19、吊架20将第一级旋风分离器15连同第二级旋风分离器16吊挂 于反应器或再生器13内。第二级旋风分离器的气体出口管17通过吊筒3与进气室 IO相连通。参见图2以及图1，多个第二级旋风分离器的气体出口管17沿进气室 IO的圆周方向与之连通，可以使第二级旋风分离器的气体出口管17排出的含尘 气体(指夹带有催化剂粉尘的油气或烟气)从多处均匀地进入进气室IO，然后再 均匀地分配到各个立式分离单管5进行气固分离，有利于提高第三级旋风分离器 的分离效率。
参见图l，催化剂排放管由催化剂排放管直管段81、催化剂排放管出口管段 82以及连接这两个管段的转向弯头83组成，设于内置式的立管式第三级旋风分 离器内部。催化剂排放管直管段81设于集尘室11下部至上隔板6上方之间的区段 (上隔板6上方的空间为集气室9)， 一般是沿第三级旋风分离器的轴心线设置。 催化剂排放管直管段81的底部为催化剂排放管入口84，位于集尘室ll的下部。 催化剂排放管出口管段82经干净气体出口管1的管壁通向反应器或再生器13外 部，催化剂排放管出口85—般是与设于反应器或再生器13外部的第四级旋风分 离器(图略)相连。转向弯头83内衬有隔热耐磨衬里21(厚度一般为20或25毫米)， 以防止催化剂排放管内高速流动的催化剂粉尘造成磨损。催化剂排放管直管段 81和催化剂排放管出口管段82不必内衬隔热耐磨衬里21，其直径一般相同，公 称直径一般均为DN400 DN600毫米。转向弯头83的长度通常为几百毫米(620 950毫米)；公称直径大于催化剂排放管直管段81和催化剂排放管出口管段82的 公称直径，与这两个管段之间分别通过小锥段焊接连接。转向弯头83的内直径 (按其内衬的隔热耐磨衬里21的表面计算)，则一般与催化剂排放管直管段81和 催化剂排放管出口管段82的内直径相等。
参见图3，催化剂排放管出口管段82也可以经三旋顶部封头2通向反应器或 再生器13外部。
催化剂排放管直管段81与上隔板6和下隔板7之间、催化剂排放管出口管段 82与干净气体出口管l的管壁之间(参见图l)或与三旋顶部封头2之间(参见图 3)，均采用焊接连接。
参见图1和图2，本实用新型的第三级旋风分离器，吊筒3在进气室10的区段 最好为直径扩大的凸出段31。凸出段31包括一段筒体和两个锥段，两个锥段分 别将该段筒体的两端与吊筒3的本体焊接连接。第二级旋风分离器气体出口管17 的出口端管壁与凸出段31的筒体也采用焊接连接，其出口通入进气室IO。凸出 段31筒体的内直径一般为吊筒3本体内直径的1.05 1. 15倍。采用凸出段31的结构，优点是当含尘气体从第二级旋风分离器的气体出口管17进入进气室10时， 可以增加含尘气体的缓冲空间、保证进气均匀，有利于提高第三级旋风分离器 的分离效率。同时，在第二级旋风分离器的气体出口管17的出口附近，最外圈 的立式分离单管5不安装立式分离单管(参见图2),以减少含尘气体的冲击并减 少进气室10内含尘气体分布的不均匀程度。
参见图l，三旋顶部封头2上以及锥形筒4的底部设有人孔12，供人员进入第 三级旋风分离器内进行检査、维修。
图l所示的第三级旋风分离器设有三旋顶部封头2。本实用新型还可以采用 如图4所示的第三级旋风分离器。与图l所示第三级旋风分离器的主要不同是， 图4所示的第三级旋风分离器不设置三旋顶部封头，而是借用反应器或再生器顶 部封头14将吊筒3顶部与干净气体出口管l之间的圆环形区域封闭。吊筒3的顶部 连接于反应器或再生器顶部封头14上，干净气体出口管l也设于反应器或再生器 顶部封头14上(一般均采用焊接)。反应器或再生器顶部封头14、吊筒3和上隔板 6之间的空间构成集气室9。图1中设于三旋顶部封头2上的人孔12，在图4中改设 于与第三级旋风分离器的位置相对应之处的反应器或再生器顶部封头14上。参 见图4，催化剂排放管出口管段82经干净气体出口管1的管壁通向反应器或再生 器13外部。催化剂排放管出口管段82也可经反应器或再生器顶部封头14通向反 应器或再生器13外部，附图省略。催化剂排放管出口管段82与干净气体出口管1 的管壁之间(参见图4)或与反应器或再生器顶部封头14之间(图略)，均釆用焊接 连接。
本实用新型图1至图4中，相同附图标记表示相同的技术特征；附图标记21 均表示隔热耐磨衬里。附图中，第一级旋风分离器15、第二级旋风分离器16、 吊架23等部件未剖视。
下面以图l所示的第三级旋风分离器为例，说明本实用新型的操作过程。在 反应器或再生器13内，夹带有大量催化剂粉尘的油气或烟气经第一级旋风分离 器15和第二级旋风分离器16分离之后，仍夹带有部分催化剂粉尘的油气或烟气 (含尘气体)从第二级旋风分离器的气体出口管17进入内置式的立管式第三级旋 风分离器的进气室IO，然后再分配到各个立式分离单管5进行进一步的气固分 离。立式分离单管5分离出的净化气体进入集气室9，然后经干净气体出口管l排 出第三级旋风分离器以及反应器或再生器13之外。立式分离单管5分离出的催化 剂粉尘和排出的泄料气(泄料气的体积流量一般为进入立式分离单管5内的含尘 气体总体积流量的3% 5%)进入集尘室11。集尘室11内的压力一般为0.2 0. 3MPa;催化剂排放管出口85与设于反应器或再生器13外部的第四级旋风分离 器相连，催化剂排放管出口85处的压力一般要比集尘室11内的压力低O. 008 0.015MPa。在上述压差的作用下，集尘室ll内的催化剂粉尘以及泄料气由催化 剂排放管入口84进入催化剂排放管，沿催化剂排放管直管段81向上流动，然后 流经转向弯头83、催化剂排放管出口管段82，排放至第四级旋风分离器，进一 步进行气固分离。
在上述的操作过程中，进入进气室10内的含尘气体中的催化剂粉尘浓度一 般为50 500毫克/立方米，催化剂粉尘的中位粒径一般为10 20微米。催化剂 排放管内催化剂粉尘和泄料气的流速一般为20 40米/秒。
权利要求1、一种内置式的立管式第三级旋风分离器，内置于反应器或再生器(13)的上部，设有干净气体出口管(1)、催化剂排放管、吊筒(3)、锥形筒(4)、上隔板(6)、下隔板(7)、立式分离单管(5)，锥形筒(4)的内部空间构成集尘室(11)，上隔板(6)、下隔板(7)和吊筒(3)之间的空间构成进气室(10)，反应器或再生器(13)内环绕反应器或再生器(13)的轴心线成组设置有第一级旋风分离器(15)和第二级旋风分离器(16)，第二级旋风分离器的气体出口管(17)通过吊筒(3)与进气室(10)相连通，其特征在于催化剂排放管由催化剂排放管直管段(81)、催化剂排放管出口管段(82)以及连接这两个管段的转向弯头(83)组成，设于内置式的立管式第三级旋风分离器内部，催化剂排放管直管段(81)设于集尘室(11)下部至上隔板(6)上方之间的区段，其底部为催化剂排放管入口(84)，催化剂排放管出口管段(82)经内置式的立管式第三级旋风分离器的顶部通向反应器或再生器(13)外部，转向弯头(83)内衬有隔热耐磨衬里(21)。
2、 根据权利要求l所述内置式的立管式第三级旋风分离器，其特征在于 吊筒(3)的顶部设有三旋顶部封头(2)，位于反应器或再生器顶部封头(14)的外 部，所述的干净气体出口管(1)设于三旋顶部封头(2)上，催化剂排放管出口管 段(82)经干净气体出口管(1)的管壁或者经三旋顶部封头(2)通向反应器或再生 器(13)外部。
3、 根据权利要求l所述内置式的立管式第三级旋风分离器，其特征在于 吊筒(3)的顶部连接于反应器或再生器顶部封头(14)上，所述的干净气体出口管 (1)设于反应器或再生器顶部封头(14)上，催化剂排放管出口管段(82)经干净气 体出口管(1)的管壁或者经反应器或再生器顶部封头(14)通向反应器或再生器 (13)外部。
4、 根据权利要求1或2或3所述内置式的立管式第三级旋风分离器，其特征 在于吊筒(3)在进气室(10)的区段为直径扩大的凸出段(31)。
专利摘要本实用新型公开了一种内置式的立管式第三级旋风分离器，以解决现有内置式的立管式第三级旋风分离器所存在的催化剂排放管上设置的膨胀节易于损坏、或是催化剂排放管上设置的膨胀弯管不易内衬隔热耐磨衬里的问题。本实用新型的催化剂排放管由催化剂排放管直管段(81)、催化剂排放管出口管段(82)以及连接这两个管段的转向弯头(83)组成，设于第三级旋风分离器内部。催化剂排放管直管段设于集尘室(11)下部至上隔板(6)上方之间的区段，催化剂排放管出口管段经第三级旋风分离器的顶部通向反应器或再生器(13)外部。本实用新型主要用于石油化工和煤化工行业流态化反应再生装置的油气中催化剂分离回收系统或再生烟气能量回收系统中。
文档编号B04C5/12GK201361583SQ200820238999
公开日2009年12月16日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者刘同喜, 张世成, 张卫华, 张聚越, 丽 李, 李群生, 郝希仁, 顾月章 申请人:中国石化集团洛阳石油化工工程公司