直接汽提旋风分离器的制作方法

专利名称：直接汽提旋风分离器的制作方法
技术领域：
本发明的实施方案通常涉及用于分离微粒-流体悬浮液的设备和方法。更具体 的，本发明的实施方案涉及这样的设备和方法，其用于在单个容器中分离微粒-流体悬浮 液和汽提沉降的微粒。相关领域描述
旋风分离已经被用于分离含有至少两种不同密度的成分的混合物或者悬浮液，例如微 粒在载流体中的悬浮液。该分离典型的是如下来完成的将固体/流体悬浮液与分离器轴 相切的引入到通常圆柱形分离器中。该悬浮液相切引入到分离器中所产生的离心力导致了 稠密的固体相沿着分离器壁的聚集，和通过向心运动，不太稠密的流体相处于分离器的中 心。在传统的旋风分离器中，固体可以沿着分离器壁流动，聚集在分离器的低点用于除去， 而相对无固体的流体可以从分离器的中心收回。这样的旋风分离方法可以用于净化固体或 者流体相，用于浓缩固体或者流体相，用于终止混合相之间的化学和物理相互作用，或者其 任意的组合。当使用大部分的分离方法时，将悬浮液旋风分离成独立的流体和固体相，会导致 流体携带和吸附到分离器中的聚集固体中。因此，因为在催化裂化应用中的高反应速率，在 从焦炭覆盖的微粒催化剂中旋风分离轻质烃产物中一个重要的考虑因素是从分离的微粒 催化剂中置换出所携带的和/或吸附的轻质烃。从分离的微粒催化剂中置换出任何所携带 的或吸附的轻质烃将使得催化剂与沉降的微粒催化剂中存在的任何残留的轻质烃之间的 副反应最小，由此有助于控制转化产物曲线和使得该微粒催化剂表面上另外的“ S焦化”最 小。所以，这里需要新的设备和方法，用于分离含有流体和固体微粒的悬浮液，同时在 从分离器除去之前，从该分离的固体中汽提所携带的流体和吸附的烃。


因此在其中能够更详细的理解本发明上述特征的方式，本发明更具体的说明，上 述的简要总结可以参考实施方案来进行，该实施方案中的一些表示在附图中。但是，应当注 意的是该附图仅仅表示了本发明典型的实施方案，因此不认为是对它范围的限制，因为本 发明可以用于其他同等有效的实施方案。图1表示了根据所述的一种或多种实施方案的示例性分离器的正交截面图。图2表示了根据所述的一种或多种实施方案的另外一种示例性分离器的正交截 面图。图3表示了根据所述的一种或多种实施方案的运行中的一种示例性分离器的局 部的横截面图。图4表示了根据所述的一种或多种实施方案的带有一种或多种分离器的示例性 流化催化裂化器的局部横截面图。图5表示了根据所述的一种或多种实施方案，流体向上的速度对于旋风分离器收集效率的影响。图6表示了根据所述的一种或多种实施方案，汽提流体向上的速度对于蒸汽包含 效率的影响。
具体实施例方式现在将提供详细的说明。每个从属权利要求定义了单独的本发明，从侵权保护的 目的，其被认为包括了该权利要求中所述的不同元件或者限制的等价物。根据上下文，全部 下面提到的“本发明”在某些情况中可以仅仅指的是某些具体的实施方案。在其他情况中 提到“本发明”被认为是在一种或多种，但不必是全部的权利要求中所述的主题。现在在下 面将更详细的描述每个本发明，包括具体的实施方案，版本和实施例，但是本发明不限于这 些实施方案，版本或者实施例，其被包括来使得当本专利的信息与可利用的信息和工艺相 结合时，本领域技术人员能够制造和利用本发明。提供了一种用于分离微粒-流体悬浮液的设备和方法。在一种或多种实施方案 中，一种用于分离微粒-流体悬浮液的设备可以包括封闭容器，该容器具有两个或者多个 沿着共同的纵向中心线同轴布置的区域，其中第一区域具有第一横截面积，和第二区域具 有第二横截面积。多个孔隙可以布置在第二区域的周围。该设备可以具有圆柱形表面，平 行于该设备的纵向中心线，布置在第一区域中。具有多个孔隙的分配通道可以布置在该设 备外表面周围。多个流体管道可以在分配通道与多个分布在第二区域周围的孔隙之间提供 流体连通。图1表示了根据一种或多种实施方案的示例性分离器100的正交截面图。分离器 100可以是一种封闭容器110，具有整合的分离(“第一”)区域120，汽提(“第二”)区域 130，和倒转的截头圆锥体底部140，该底部具有布置穿过其中的一个或多个孔隙180。在一 种或多种实施方案中，一个或多个喷嘴可以布置在每个孔隙180中。在一种或多种实施方 案中，流体分配通道170可以布置在分离器100的周围。在一种或多种实施方案中，流体分 配通道170可以经由一个或多个流体管道190与一个或多个孔隙180和/或喷嘴185流体 连通。在一种或多种实施方案中，汽提流体可以经由流体分配通道170，和喷嘴185引入到 分离器100的汽提区域130中。该汽提流体经由一个或多个喷嘴185的引入会有助于从分 离器100的汽提区域130中的分离的固体中除去所携带的或者截留的气体。在一种或多种实施方案中，分离器100可以包括第一分离区域120和第二汽提区 域130。在一种或多种实施方案中，第一和第二区域120，130的直径可以是固定的，来提供 圆柱形元件。在一种或多种实施方案中，第一和第二区域120，130的直径可以是变化的，来 提供圆锥形或者截头圆锥形区域。在一种或多种实施方案中，可以使用任意组合或者频次 的固定和变化区域，来提供分离器100。在一种或多种实施方案中，第一区域120的内径可 以等同于第二区域130的内径。在一种或多种实施方案中，分离器100的第一区域120可 以是一种延长的圆柱形元件，具有恒定的直径(“d12Q”)和横截面积(“A12Q”)，其限定出一 个具有第一(“上”)端和第二( “下”)端的开放的圆形横截面区域。在一种或多种实施 方案中，第一区域120可以由任何耐热金属来制作，包括但不限于碳钢，碳钢合金，不锈钢， 不锈钢合金，镍，镍合金或者请任意的组合。在一种或多种实施方案中，层合体可以粘合，附着，层合或者布置到分离器100第一区域120的全部或者一部分的内表面上，该层合体含有一种或多种耐磨材料，包括一 种或多种高强度金属，例如钨或者市售的耐磨合金，包括但不限于Manganol，MangalIoy, Hadfield, Tufloy, FormalIoy, Chapalloy 和 / 或 Ultramet。在一种或多种实施方案中， 一种或多种非金属层合体例如一种或多种含有一种或多种耐磨陶瓷和/或难熔材料的层 合体，可以布置到分离器100第一区域120的全部或者一部分的内壁上。在一种或多种实 施方案中，第一区域120的直径可以是大约0. Im(4英寸)_大约10m(32英尺)；大约 0. 3m(12英寸)-大约3m(10英尺)；或者大约0. 5m(l. 6英尺)_大约2m(6. 5英尺)。作为此处使用的，术语“上”和“下”；“上部”和“下部”；“向上”和“向下”；“上游” 和“下游”；“高于”和“低于”；和其它类似术语指的是相互之间的相对位置，并且目的并非 表示特定的方向或者空间方位。一种或多种接头(“入口接头”)160可以布置形成的第一区域120的壁之上、之中 或者周围。在一种或多种实施方案中，入口接头160可以相切的进入第一区域120，即，该流 体入口接头的至少一个面或者边正切于第一区域120的外径。在一种或多种实施方案中， 入口接头160的至少一个面或者边可以与第一区域120的第一上端排成一排。接头160可 以是四边的，具有正方形或者矩形横截面，并且平行于第一区域120的纵向中心线的尺寸 是大约 0. Id120-大约 0. 75d120 ；大约 0. 2d120-大约 0. 6d120 ；或者大约 0. 25d120-大约 0. 5d120。 接头160垂直于第一区域120纵向中心线的尺寸可以是大约0. 05d120-大约0. 5d120 ；大约 0. 05d120-大约0. 15d120 ；或者大约0. 05d120-大约0. 15d120O在一种或多种具体的实施方案 中，接头160平行于第一区域120纵向中心线的尺寸可以是0. 5d12(l。在一种或多种具体的 实施方案中，接头160垂直于第一区域120纵向中心线的尺寸可以是0. ld12(l。第一区域120的第一上端可以使用端板，帽或者塞子105进行局部或者完全密封。 在一种或多种实施方案中，接头(“流体出口接头”)155可以同心布置穿过端板105。接头 155可以提供流路，来将分离器100的第一区域120内部与分离器100外部相连。接头155 可以是任何封闭形状，其适于提供流体连接分离器100内部和外部的管道或者通道。在一 种或多种实施方案中，接头155可以是具有恒定直径(“d155”)的管子或者管道，即，圆形横 截面区域。在一种或多种实施方案中，全部的或者一部分的接头155可以从外面或者从内 面伸入到分离器100的第一区域120中。在一种或多种实施方案中，接头155可以向第一 区域120中伸入下面的距离大约0. 25d12(1-大约0. 9d120 ；大约0. 35d12(1-大约0. 75d120 ；或者 大约0. 4d120-大约0. 65d120O在一种或多种实施方案中，流体卸料接头155的直径d155可以 是大约 0. Id120-大约 0. 75d120 ；大约 0. 2d120-大约 0. 6d120 ；或者大约 0. 25d120-大约 0. 5d120。 在一种或多种实施方案中，接头的直径d155可以是0. 5d_。第二区域130可以形成为伸长的圆柱形元件，具有恒定内径(“d13(l”)和横截面 积(“A13(l”)。分离器100的第二区域130可以限定出具有第一上端和第二下端的开放的 圆形横截面。在一种或多种实施方案中，第一区域120和第二区域130可以沿着分离器100 的共同的纵向中心线同轴排列。在一种或多种实施方案中，第一区域的内径可以等于 第二区域的内径d13Q，如图1所示。这里第一区域120和第二区域130共有共同的内径，第 一区域120和第二区域130可以直接连接或者联接。在一种或多种实施方案中，第二区域 130可以使用一种或多种金属和/或非金属的耐热材料来制作，包括但不限于碳钢，碳钢合 金，不锈钢，不锈钢合金，镍，镍合金或者其任意的组合。在一种或多种实施方案中，第二区域130的内径d13Q可以是大约0. 1πΚ4英寸)-大约IOm(32英尺)；大约0. ;3m(12英寸)-大 约;3m(10英尺)；或者大约0. 5m(l. 6英尺)_大约^ii(6. 5英尺)。一种或多种稳定器135可以布置在分离器100中。在一种或多种实施方案中，一 种或多种稳定器可以内部布置，与分离器100的纵向中心线同轴排列。在一种或多种具体 的实施方案中，稳定器135可以布置在分离器100的内部，在第一和第二区域120，130的交 叉点。在一种或多种实施方案中，稳定器135可以是一种中空的正圆锥形区域，具有大约 20° -大约180° ；大约45° -大约135° ；或者大约45° -大约90°的开度角。在一种或 多种具体的实施方案中，稳定器135可以是一种中空的正圆锥形区域，具有大约90°的开 度角。在一种或多种实施方案中，可以布置稳定器135，并且该圆锥稳定器的顶点朝着第一 区域120布置。在一种或多种实施方案中，可以布置稳定器135，并且稳定器135的底部形 成了相对于分离器100的纵向中心线所测量的大约60° -大约90°的角度。在一种或多种 实施方案中，稳定器135的底部可以形成相对于分离器100纵向中心线所测量的大约90° 的角度。在一种或多种实施方案中，稳定器135在分离器100中的横向布置能够在稳定器 135底部外周和分离器100的内表面和/或壁之间形成连续的或者分段的环形通道。在一 种或多种实施方案中，稳定器135可以具有外部连接到锥体顶点的中心棒，从稳定器135伸 出了一定的距离，该距离是形成稳定器135的锥体整体高度的0. 25-10倍。稳定器135的底 部直径可以是大约0. 25d13Q-大约0. 8d130 ；大约0. 3d13Q-大约0. 75d130 ；或者大约0. 5d13(1-大 约 0. 75d130。过渡区域140可以沿着分离器100的纵向中心线，同轴布置在第二区域130和一 种或多种接头(“微粒卸料接头”)150之间。在一种或多种实施方案中，过渡区域140可以 具有截头圆锥体构造，该构造具有直径等于第二区域130直径(d13(l)的第一上端和直径等 于接头150直径(d15Q)的第二下端。在一种或多种实施方案中，过渡区域140的上端可以连 接到第二区域130的第二下端，而过渡区域140的下端可以连接到一种或多种接头150上。 在一种或多种实施方案中，过渡区域140的长度(沿着分离器100的纵轴测量)可以是大 约 0. 75d120-大约 0. 5d120 ；大约 0. Id120-大约 0. 4d120 ；或者大约 0. Id120-大约 3d120。一个或多个孔隙180可以以任何数目，次序，排列，频次或者构造布置在形成过渡 区域140的壁周围。在一种或多种实施方案中，一种或多种结合装置，例如一种或多种焊接 凸台，螺纹凸台或者其任意的组合，可以布置在过渡区域140的外表面上，每个孔隙180周 围。在一种或多种实施方案中，孔隙180可以是均勻直径的。在一种或多种实施方案中，孔 隙180可以具有两种或多种不同的直径。在一种或多种实施方案中，一个或多个喷嘴185可 以安装在一个或多个孔隙180中。在一种或多种实施方案中，孔隙180的直径可以是大约 0.6 cm (0.25英寸)-大约7. 5 cm (3英寸)；大约1.3 cm(0. 5英寸)-大约5 cnK2英寸)； 或者大约1.3 cm(0. 5英寸)-大约3. 7 cm(1.5英寸)。在一种或多种实施方案中，一种或多种接头150可以连接到过渡区域140的下端。 在一种或多种实施方案中，一种或多种接头150可以与分离器100的纵向中心线同轴排列。 在一种或多种实施方案中，沉降的固体可以从分离器100的第二区域130，经由一种或多种 接头150除去。接头150可以是任何封闭的形状，其能够提供流体管道或者通道，来连接分 离器100的内部和外部。在一种或多种实施方案中，接头150可以圆形横截面的管子或者 管道，具有直径d15(l。在一种或多种实施方案中，接头150的直径可以是大约0. Id12tl-大约0. 75d120 ；大约0. 2d120-大约0. 6d120 ；或者大约0. 25d120-大约0. 5d1K1。在一种或多种具体的 实施方案中，接头150的直径可以是0. 4d12Q。在一种或多种实施方案中，分配集管(“流体分配通道”)170可以外部布置在分离 器100的第二区域130周围。流体分配通道170可以具有任何封闭形状，其能够提供连续 的流体管道，来将一个或多个流体入口 175连接到布置在分离器100周围的一个或多个流 体管道190上。在一种或多种实施方案中，分配通道170可以直接连接到分离器100外壁 上的正压室，例如三面的，U形的正压室，使用分离器壁100的外表面作为分配通道170的第 四面。在一种或多种实施方案中，分配通道170可以由任何可利用的管子或者管道制成，选 择其直径来使得分配通道170中的压力降低最小。在一种或多种实施方案中，一种或多种 入口 175(其将分配通道170连接到一种或多种外部流体供应源)可以以任何次序或者构 造布置在分配集管170的周围。在一种或多种实施方案中，分配通道170的直径可以是大 约2. 5 cm(l英寸)-大约15 cm(6英寸)；大约3. 7 cm(1.5英寸)-大约10 cnK4英寸)； 或者大约3. 7 cm(1.5英寸)-大约7. 5 cm(3英寸)。在一种或多种实施方案中，一种或多种流体管道190可以将分配通道170连接到 一个或多个喷嘴185。在一种或多种实施方案中，可以选择一种或多种流体管道190的直 径，来使得外部流体供应源与喷嘴185之间的整体压力降低最小。在一种或多种实施方案 中，一种或多种流体管道190可以经由螺纹，法兰，快接头例如凸轮锁紧接头和/或焊接而 连接到分配集管170上。在一种或多种实施方案中，一种或多种流体管道190可以经由螺 纹，法兰，快接头和/或焊接而连接到一个或多个喷嘴185上。在一种或多种实施方案中， 一种或多种直角转弯隔离阀(未示出)可以布置在一些或者全部的流体管道190中。在一 种或多种实施方案中，一种或多种针型阀或者类似类型的节流阀(未示出)可以布置在一 些或者全部的流体管道190中。在一种或多种实施方案中，一种或多种流体管道190可以 使用金属和/或非金属硬管，硬管道，软管道，软管金属丝增强的软管或者其任意组合来制 成。在一种或多种实施方案中，流体管道190的直径可以是大约0.6 cm(0.25英寸)-大约 5 cnK2英寸)；大约1.3 cm(0. 5英寸)-大约3. 8 cm(1.5英寸)；或者大约1.3 cm(0.5英 寸)-大约2. 5 cm(l英寸)。一个或多个喷嘴185可以布置在位于过渡区域140中的每个孔隙180中。该一个 或多个喷嘴可以经由第二区域130中的一种或多种流体管道190，将流体通道170所供给的 流体均勻分配到喷嘴185中。在一种或多种实施方案中，布置在过渡区域中的喷嘴185可 以是相同的。在一种或多种实施方案中，布置在过渡区域中的喷嘴185可以包括两种或者 多种不同类型的分配喷嘴。在一种或多种实施方案中，喷嘴185可以包括一种或多种非堵 塞类型的喷嘴，其能够防止固体从过渡区域进入到喷嘴185中。典型的流体分配喷嘴185 可以包括但不限于Bete NF扇形喷嘴，Bete FF扇形喷嘴，和/或Bete MP旋转型喷嘴。图2表示了根据一种或多种实施方案的另外一种示例性分离器200的正交截面 图。图2所示的分离器200可以一种封闭容器110，具有整合的具有第一直径的分离 (“第一”)区域120，具有第二直径d13(l的汽提(“第二”)区域130，和倒转的截头圆锥体 底部140，该底部具有布置穿过其中的一个或多个孔隙180。在一种或多种实施方案中，一 个或多个喷嘴185可以布置在每个孔隙180中。在一种或多种实施方案中，流体分配通道 170可以布置在分离器100的第二区域130外周的周围。在一种或多种实施方案中，流体分配通道170可以经由一个或多个流体管道190与一个或多个孔隙180和/或喷嘴185流体连通。如图2所示，分离器200的第一和第二区域120，130可以具有两种或者多种内径。 在一种或多种具体的实施方案中，第一区域120的内径d12(l可以大于第二区域130的内径 Cl1300第二区域130的上端可以通过一个种或多个过渡区域125连接到第一区域120的下 端。在一种或多种实施方案中，过渡区域125可以是截头圆锥体元件，布置在第一区域120 下端和第二区域130上端之间。在一种或多种具体的实施方案中，过渡区域125可以环形 元件，其外径等于第一区域120第二下端的直径d12。，其内径等于第二区域130第一上端的 直径d13Q。图3表示了根据一种或多种实施方案的运行中的一种示例性分离器的局部横截 面图。在运行中，微粒-流体悬浮液310可以经由接头160引入到分离器100中。相对无 微粒的流体相330可以经由接头155收回，而相对无流体的微粒相370可以经由接头150 收回。在第一区域120中，由微粒-流体悬浮液310相切进入所施加的离心力，能够将微 粒-流体悬浮液310中所包含的高密度微粒朝着分离器100的外壁推动。该微粒(其具有 比管线310中的流体更大的密度)可以沉降到分离器的第二区域130中，在其中形成微粒 床350。较低密度的流体相可以经由向心运动流向直接汽提分离器100的第一区域120中 心，用于经由接头155除去。在一种或多种实施方案中，经由接头155从分离器100中除 去的流体相330中的固体浓度可以小于大约25%wt固体；小于大约20%wt固体；小于大约 15%wt固体；小于大约10%wt固体；小于大约5%wt固体；或者小于大约l%wt固体。在一种或多种实施方案中，一种或多种流体360可以经由一个或多个入口 175从 外部供应源(未示出)引入到分配通道170中。流体360可以经由一种或多种流体管道 190和喷嘴185在过渡区域140的一个或多个点引入。适当的流体360的选择会取决于多 种因素，包括微粒组成，以及与加工流体和产品的相容性。例如，在催化裂化使用中，水蒸气 可以用来提供至少一部分的该汽提流体360。在一种或多种实施方案中，该汽提流体可以向 上流过沉降的微粒(“微粒床”)350，将该沉降的微粒所携带的任何残留的加工流体汽提到 第一区域120中，用于经由流体卸料接头155除去。在一种或多种实施方案中，将一种或多 种流体360引入到沉降的微粒350中能够流化该沉降的微粒350，由此形成高度紊流的，“翻 滚着的”悬浮于流体中的微粒的悬浮液。在一种或多种实施方案中，来自第二区域130的微 粒卸料370中的微粒浓度可以是大约40%wt或者更高；大约60%wt或者更高；大约80%wt或 者更高；大约90%wt或者更高；大约95%wt或者更高；或者大约99%wt或者更高。图4表示了根据一种或多种实施方案，并入有一种或多种分离器100的一种示例 性流化催化裂化器(“FCC”)400的局部横截面图。虽然图4中未示出，但是在一种或多种 实施方案中，烃供料，水蒸气和微粒催化剂可以引入到提升管反应器(“提升管”)410中。 在该提升管410中，烃供料可以裂化，形成一种或多种气态轻质烃产物和一种或多种重质 烃副产物，其可以作为含碳的焦炭层，沉积到微粒催化剂表面上。该气态轻质烃和焦炭覆盖的微粒催化剂可以作为微粒-流体悬浮液，经由管道 415离开提升管410。在一种或多种实施方案中，管道415中的微粒-流体悬浮液可以经由 接头160引入到位于分离器420中的一种或多种分离器100的第一区域120中。在该第一区域120中，焦炭覆盖的微粒催化剂可以从一种或多种气态轻质烃产物中选择性分离。在 一种或多种实施方案中，该一种或多种气态轻质烃产物可以从分离器100中经由卸料管道 460收回。在一种或多种实施方案中，如图4所示，分离器100可以与分离器420中的卸料 管道460滑动配合。分离器100与卸料管道460的滑动配合能够消除对于分离器100和卸 料管道460之间的伸缩连接的需要。来自第一区域120的焦炭覆盖的微粒催化剂可以沉降到分离器100的第二区域 130和过渡区域140中。一种或多种汽提流体例如水蒸气可以经由位于一个或多个孔隙180 中的一个或多个喷嘴185引入到分离器100中，180布置在分离器100的过渡区域140的壁 中。经由一个或多个喷嘴185引入的汽提流体可以与聚集在第二区域130和过渡区域140 中的焦炭覆盖的微粒催化剂混合，在其中形成紊流的流化床。沉降的焦炭覆盖的微粒催化剂与一种或多种汽提流体在分离器100的第二区域 130中的紊流混合能够从该焦炭覆盖的微粒催化剂中汽提，分离或者除去任何残留的轻质 烃产物。该焦炭覆盖的微粒催化剂可以从分离器100中经由接头150除去。在一种或多种 实施方案中，分离器100可以运行在正压，S卩，大于包围着分离器100的分离器420中的环 境压力这样的压力。在一种或多种实施方案中，在通过卸料155之后，焦炭覆盖的微粒催化剂可以穿 过管道430下降到卸料阀440中。在一种或多种实施方案中，卸料阀440可以是调节的，即， 循环的开闭，来控制焦炭覆盖的微粒催化剂在分离器100中的聚集。通过阀440的该焦炭 覆盖的微粒催化剂会落入分离器容器420的再生器区域450中。在该再生器区域450中， 覆盖微粒催化剂的焦炭会燃烧或者被从该微粒催化剂上除去，由此形成含有一氧化碳和二 氧化碳的废气以及清洁的再生过的催化剂。该再生过的催化剂可以从分离器容器420经由 一种或多种卸料接头485除去。废气可以从分离器容器420排放用于另外的处理和/或回 收(未示出)。经由一种或多种卸料接头485所除去的全部或者一部分的该再生的微粒催 化剂可以再循环用于提升管410中。在一种或多种实施方案中，一种或多种气态轻质烃是从分离器100经由卸料管道 460除去的。分离器100可以安装到卸料管道460上，不需使用伸缩接头。在分离器100和 管道460没有伸缩接头能够消除对于在分离器100上的一种或多种过压保护装置的需要， 因为分离器100和管道460是不密闭的。经由卸料管道460除去的气态轻质烃可以引入到 一种或多种第二级旋风分离器470中。在该一种或多种第二级旋风分离器470中，任何存 在的残留微粒催化剂可以与一种或多种气态轻质烃产物选择性分离。在第二级旋风分离器 470中除去的任何微粒催化剂会下降穿过该第二级旋风分离器470，进入卸料管道490，然 后进入分离器420的再生区域450中。在一种或多种实施方案中，该一种或多种气态轻质 烃产物可以从第二级旋风分离器470中收回，并且经由卸料管道490离开分离器420。
实施例前述讨论可以参考下面的非限定性实施例进一步描述。实施例1表示了使用相当的直接汽提和自汽提分离器，汽提流体向上的速度对于 催化剂收集效率(经由入口 160进入分离器100和经由接头150离开的固体的百分比)的 影响。在测试持续期间，供料速度保持在恒定的10. 7m/s(35ft/s)，供料微粒填加量保持在恒定的大约16kg/m3(l. 2 lb/ft3)。在每种情况中，汽提流体向上的速度在0. 2m/s(0. 5 ft/ s)到1. lm/s (3. 5ft/s)之间变化，并且测量了催化剂收集效率。图5表示了流体向上的速 度与旋风分离器收集效率相关的作用。如图5所示的数据所证实的那样，在大约0. 2m/s (0. 5ft/s)_大约0. 7m/s (2. 2ft/ s)的相对低的向上速度时，直接汽提和自汽提分离器的催化剂收集效率是相当的。在较大 的向上速度(即，大约0. 9m/s(3. Oft/s)或者更大)时，与运行在相当的入口速度和固体填 加量的自汽提旋风分离器相比，直接汽提旋风分离器100提供了明显(5%-7%)性能改进的 收集效率。实施例2表示了汽提流体向上的速度对于直接汽提旋风分离器100的蒸汽包含效 率(经由入口 160进入分离器和经由管线155离开的气体的百分比)的影响。在该直接汽 提旋风分离器100中，汽提流体经由一个或多个喷嘴185引入到汽提区域130中。将向该直接汽提旋风分离器的供料速度保持在10. 7m/s(35ft/s)，同时供料微粒 填加量在大约10. 4 kg/m3(0. 65 lb/ft3)到大约Μ. Okg/m3 (1. 51b/ft3)之间变化。汽提流 体向上的速度是从大约0. 06m/s (0. 2ft/s)到大约0. 8m/s (2. 7ft/s)变化的。图6表示了 汽提流体向上的速度与蒸汽包含效率相关的作用。如图6所示，通过提高直接汽提旋风分离器100中的汽提流体向上的速度，蒸汽收 集效率明显提高，即，提高了大约30%，这分离了供料中大部分的气体。同样，通过提高直接 汽提旋风分离器100的分离区域120的气体分离率，令人惊讶的降低了汽提区域130中所 收集的沉降固体中所携带的气体量。此外，提高直接汽提旋风分离器100中的汽提流体向 上的速度基本上不影响该直接汽提旋风分离器100的固体收集效率。已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和特征。应当理解除 非另有指示，否则从任何下限到任何上限之间的范围都是可以预期的。某些下限，上限和范 围出现在下面的一个或多个权利要求中。全部的数值是“大约”或者“大致”的所示值，并 且考虑了本领域技术人员能够预想到的试验误差和偏差。已经在上面定义了不同的术语。在权利要求所用的术语没有在上面定义的情况 中，它应当被赋予相关领域技术人员能够给出的、在至少一个印刷的出版物或者公开的专 利中涉及该术语的最宽的含义。此外，本申请中所引用的全部的专利，测试方法和其他文献 完全引入作为参考和用于允许这样的引入的全部权限中，所述的参考到这样的程度，即，这 样的公开内容与本申请不矛盾。虽然前面涉及到本发明的实施方案，但是本发明的其他和另外的实施方案也可以 设计，而不脱离其基本的范围，并且其范围是通过随后的权利要求来确定的。
权利要求
1.一种用于分离微粒-流体悬浮液的设备，其包含 具有第一内径的圆柱形第一区域；具有第二内径的圆柱形第二区域，其中该第一和第二区域是沿着共同的纵向中心线同 轴布置的；在该第一和第二区域之间沿着所述共同的纵向中心线同轴布置的正圆锥形稳定器，其 中该稳定器顶点朝着第一区域布置，和其中该稳定器的底部直径小于第二内径；环形流体分配通道，其具有穿过所述环形流体分配通道形成的多个孔隙，其中该流体 分配通道布置在第二区域的外径周围；布置在第二区域下部周围的多个孔隙；和多个流体管道，每个流体管道将流体分配通道上的一个或多个孔隙连接到第二区域下 部的一个或多个孔隙上。
2.权利要求1的设备，其中该第一内径等于第二内径。
3.权利要求1的设备，其中该第一内径大于第二内径。
4.权利要求1的设备，其中一个或多个流体分配喷嘴布置在第二区域周围布置的每个 孔隙中。
5.权利要求1的设备，其中外部流体分配通道包含布置在第二区域周围的环形的成环 状的流体管道。
6.权利要求1的设备，其中该多个孔隙对称地分布在第二区域周围。
7.权利要求1的设备，其中该多个孔隙不对称地分布在第二区域周围。
8.权利要求1的设备，其进一步包含布置在第一区域上的相切接头。
9.权利要求1的设备，其进一步包含布置在该分离器外表面上的接头，其中该接头是 沿着第一区域的纵向中心线同轴布置的。
10.权利要求1的设备，其进一步包含布置在该分离器外表面上的接头，其中该接头是 沿着第二区域的纵向中心线同轴布置的。
11.一种从微粒-流体悬浮液中汽提微粒的方法，其包含将该微粒流体-悬浮液引入到容器中，该容器包含两个或多个沿着共同的纵向中心线 同轴布置的内部区域，其中第一区域具有第一横截面积，和第二区域具有第二横截面积；在第一区域中选择性分离该微粒流体-悬浮液，来提供在第一方向上流动的基本上无 微粒的流体部分，和在第二方向上流动的基本上无流体的微粒部分；将该基本上无流体的微粒部分沉降到第二区域中，来在其中提供一种或多种沉降的微粒；从外部流体供应源供给一种或多种汽提流体； 将该一种或多种汽提流体引入到分配通道中；将该一种或多种汽提流体经由多个流体管道，从该分配通道流到布置在分离器第二区 域上的多个孔隙中；和使该一种或多种汽提流体流过第二区域，来在其中形成流化床，该床包含一种或多种 汽提流体和一种或多种沉降的微粒。
12.权利要求11的方法，其中将该第一和第二区域的内部压力保持为等于或者大于环 境的外部压力。
13.权利要求11的方法，其中该第一横截面积等于第二横截面积。
14.权利要求11的方法，其中该第一横截面积大于第二横截面积。
15.权利要求11的方法，其中从第二区域中收回至少一部分的该一种或多种沉降的微粒。
16.权利要求15的方法，其中通过控制从第二区域中收回一种或多种沉降微粒的速 率，来保持第二区域中的流化床的水平。
17.权利要求11的方法，其中该分离器位于流体催化裂化器(FCC)容器中，并且该微 粒-流体悬浮液包含一种或多种裂化催化剂，该催化剂悬浮于包含一种或多种裂化的烃的 气体中。
18.权利要求11的方法，其中该汽提流体包含水蒸气。
19.一种改进容器来分离微粒-流体悬浮液的方法，该容器为具有第一横截面积的第 一区域提供了外壳，该方法包含将第二区域安装在该容器中，该第二区域具有第二横截面积和含有一个或多个穿透其 壁的孔隙，并且位于第一区域和微粒卸料接头之间； 将一个或多个流体分配喷嘴安装到每个孔隙中；在该第一和第二区域之间安装涡流稳定器，该涡流稳定器沿着该分离器纵向中心线同 轴布置；将外部流体分配通道安装到第二区域外面的周围，该外部流体分配通道在其上布置有 一个或多个孔隙；和安装一个或多个流体管道，来将布置在流体分配通道周围的一个或多个孔隙连接到布 置在穿透第二区域壁的每个孔隙中的一个或多个喷嘴。
20.权利要求19的方法，其中该第一横截面积大于第二横截面积。
全文摘要
提供了一种用于分离微粒-流体悬浮液的系统和方法。一种用于分离微粒-流体悬浮液的设备可以包括封闭容器，该容器具有两个或者多个沿着共同的纵向中心线同轴布置的区域，其中第一区域具有第一横截面积，和第二区域具有第二横截面积。多个孔隙可以布置在第二区域的周围。该设备可以具有圆柱形表面，平行于该设备的纵向中心线，布置在第一区域中。具有多个孔隙的流体分配通道可以布置在该设备的外表面周围或者内部。多个流体管道可以在流体分配通道与多个分布在第二区域周围的孔隙之间提供流体连通。
文档编号B04C3/00GK102076421SQ200980124060
公开日2011年5月25日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年7月17日
发明者格博尔泽 E., 杨勇林 申请人:凯洛格·布朗及鲁特有限责任公司