专利名称：一种烟气汽提器的制作方法
技术领域：
本发明属于石油烃催化转化设备，更具体地说，是一种脱除再生催化剂所夹带烟气的汽提器。
背景技术：
在催化裂化装置中，随着催化剂的循环流动，会有部分烟气被再生催化剂携带到提升管反应器中。据文献报道，这部分烟气约占催化剂循环量的1～3％。这部分烟气经提升管、沉降器后，最后伴随干气进入富气压缩机，使富气压缩机的负荷增大，影响装置的处理能力及能耗，所以应该在再生催化剂进入提升管反应器之前将这部分烟气脱除。
在炼油厂催化裂化装置(FCC)中，尤其是在重油催化裂化(RFCC)中，近年来随着掺渣比不断增加，原料油越来越重，在裂化反应中的升焦量也不断增加，这些焦炭燃烧，会在再生器中产生大量的热量。由于催化裂化反再系统是热平衡操作的，即再生产生的热量要补偿原料裂化反应所吸收的热量，如果再生过程产生过剩热量，将破坏反再系统热平衡，因此必须采取措施取走一部分热量，以保证工艺操作的平稳进行。设置外取热器就是一种通用的做法，它不仅可以取走装置中的过剩热量，而且可以利用这部分热量，产生蒸汽，从而成为装置一项重要的节能措施。外取热器由于取热量大，操作灵便，工业应用十分广泛。
CN1154400A中提出采用调温脱气罐对再生催化剂进行处理，调温脱气罐所用的汽提介质为催化干气。由于其主要目的是为了改变催化剂进入反应器的温度，所以调温脱气罐内的构件为垂直取热管。此种结构无法控制气泡的长大，因而会导致气固接触变差，汽提效率不高，而且干气的竞争吸附能力不强，置换效率不够高，要达到相同的汽提后再生催化剂含烟气量，消耗的干气量较多，并且在使用过程中干气与再生烟气混在一起，干气被稀释了，无法进一步利用，经济效益不够好。
CN1311060A提出了一种带有中心脱气管的挡板式再生催化剂烟气汽提结构，该结构中心设置了一根脱气管，可以使部分已脱附的烟气提前从脱气管中排出，同时在挡板上开孔，使水蒸汽和催化剂形成逆流和错流接触，以提高其传质效率。但这种结构也存在着操作弹性差和安装不便的问题。中心脱气管为了防止催化剂进入，一般采用具有微孔结构的陶瓷介质，要达到一定的排气量，陶瓷管不仅要占很大的体积，而且需要经常反吹，操作和控制比较复杂。另外在装置安装和运行过程中，陶瓷管易破裂，必须采用其他的强化措施。
CN2455355Y提出了一种气固环流再生催化剂烟气汽提器。该结构采取一定方法使内外环中具有不同的流化表观线速，从而使内外环间流化床具有不同的密度，由此产生了催化剂内外环之间的环流流动。通过环流实现了催化剂和新鲜汽提蒸汽的多次接触，可获得较高的汽提效率，而且该型汽提器结构也比较简单，尺寸比较紧凑。
USP 5,260,034中披露了一种具有多个环形套筒的汽提器结构，在该型汽提器中，多个不同半径的环形挡板将汽提器分成体积不等的多个环形小室，其体积由内向外依次减小，在汽提器下部布置多个汽提分布器，使催化剂依次从内向外经过各个环形室，最终离开汽提器，通过这种方式实现了多级汽提。这种结构的缺点在于结构复杂，特别不适合用于催化剂循环量比较大的工况。
CN2515637Y中披露了一种具有钉头传热管的催化裂化外取热器。在该型外取热器中，钉头传热管置于圆柱形壳体之内，每一根钉头传热管为一封闭式结构，由给水管和带钉头的蒸汽套管组成，构成一个具有独立水汽回路的传热元件。钉头传热管的一端固定在封头上，另一端定位在壳体内，可自由伸缩。这种新型的外取热器不仅具有较高的传热效率，而且具有良好的耐磨性和可靠性。
USP5,209,287中介绍了类似管壳换热器型式的外取热器，其传热管较细，水和蒸汽走管程，沿管壁纵向下流，下部设有流化风将催化剂流化。这种外取热器结构紧凑，传热面积大。缺点是传热管管壁较薄，很容易被催化剂磨穿，一旦一根传热管磨穿，整台外取热器失效，而且更换十分困难。
CN1045644A中介绍了一种单元管组联箱式外取热器，它由壳体和若干传热单元管组组成，传热管的直径略大，每个单元管组包括多根传热管，由上联箱和下联箱汇集在一起，然后从上部引出壳体。这种外取热器特点是催化剂流化状态良好，每个单元管组各有阀门控制，可自行开启和关闭，一个单元管组出了故障，不影响整台取热器的使用。缺点是上联箱、下联箱之间的传热管在高温下容易发生永久性的扭曲而影响其使用寿命。
尽管在烟气汽提和催化剂冷却方面已经有很多专利技术，但具有催化剂冷却功能的催化裂化再生剂烟气汽提器尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种兼有催化剂冷却功能的催化裂化再生剂烟气汽提器，不仅使再生剂尽可能地脱除其所夹带的烟气，而且还可以降低外取热器的取热负荷。
本发明所提供的烟气汽提器主要包括以下构件再生催化剂导入管1、烟气汽提器筒体2、汽提填料3、汽提介质分布器4、再生斜管5、汽提介质导出管6、取热管7；其中，再生催化剂导入管1和汽提介质导出管6分别设置于该烟气汽提器的上部，而再生斜管5设置于该烟气汽提器的底部；一层或一层以上的汽提填料设置于该汽提器中；汽提介质分布器4位于汽提填料的下方；取热管7的取热介质导入端和导出端设置于该烟气汽提器外部，其余部分位于烟气汽提器内部。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在以下方面1.FCC装置采用本发明所述的催化剂冷却功能的催化裂化再生剂烟气汽提器，不仅可解决再生剂夹带烟气的问题，而且由于本发明具有催化剂冷却的功能，因此可在一定程度上降低外取热器的取热负荷。
2.利用本发明所提供的具有催化剂冷却功能的再生剂汽提器、通过合理的工艺计算，在FCC反再系统的设计过程中可以取消常规的外取热器，替代以本发明所提供的汽提器，使该汽提器同时达到汽提再生剂和取出过剩热量的双重作用。
3.在FCC过程中，采用本发明可降低再生剂汽提器的操作温度，避免催化剂在高温下的水热失活。
4.本发明所提供设备烟气汽提效果好，且取热灵活、操作可靠。
图1是本发明所提供烟气汽提器的结构示意图。
图2为图1所示汽提器沿A-A向的剖面图。
图3是本发明所述取热管的结构示意图。
图4是CN2515637Y所披露的钉头取热管的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图进一步说明本发明所提供的再生剂烟气汽提器，但本发明并不因此而受到任何限制。
如图1所示，与再生器相连的再生催化剂导入管1位于该汽提器的上部，并与汽提器的筒体2固定连接。汽提介质导出管6也位于该汽提器的上部，并与汽提器的筒体2固定连接。再生催化剂导入管1和汽提介质导出管6最好位于该汽提器的上部两侧。
本发明所述汽提器中设置一层或一层以上的汽提填料。当设置多层汽提填料时，各层汽提填料之间相互平行。本发明对于所采用的汽提填料并没有特殊要求，任何现有技术中用以提高汽提效率的填料都可以采用。例如，本发明所述汽提器中可设置1-5层高效汽提填料，每层填料的高度可为100-400mm，填料开孔率优选40-80％。
汽提介质分布器4位于汽提填料3的下方，本发明对于所采用的汽提介质分布器的型式没有特殊要求，任何现有技术中常用的分布器，例如，枝状分布器、板式分布器、分布管等都可以采用。当采用枝状分布器时，其开孔率优选0.05-3％，射流速度优选10-50m/s。
与反应部分相连的再生斜管5设置于该烟气汽提器的底部，并与该汽提器的底部筒体固定连接。
图2是图1所示汽提器的A-A向剖面图，其中，所示取热管7垂直于汽提填料3且均匀地分布于汽提器中。
本发明所述取热管7的取热介质导入和导出端设置于该烟气汽提器顶部，而取热管的其余部分位于烟气汽提器内部。所述取热管7优选垂直且均匀地设置于汽提器中。取热管的数量可以是一根，也可以是多根，例如，3-40根，需根据装置的催化剂流量、取热负荷以及可利用的空间的大小等因素来确定。所述取热管最好形成独立的取热介质循环回路；取热管可以采用如图3所示的结构，也可以采用其它改进型的取热管，如CN2515637Y中所披露的钉头取热管，参见图4。
其中，图3所示为一种可形成独立的取热介质循环回路的取热管示意图，液态的取热介质经入口管1a进入，沿取热管的环形通道3a向下流动，在流动的过程中通过管壁间接地吸收汽提器内的高温再生催化剂所携带的热量，并逐渐由液态转变为气态。流动至取热管底部的取热介质改变流动方向，通过设置于取热管内部的中心管4a向上流动，最后经出口管2a引出。
图4为CN2515637Y中所披露的钉头取热管，其与图3的不同之处在于取热管外侧固定了许多钉头状的强化换热元件5a，以增大传热面积、提高传热效率。
本发明所提供的烟气汽提器的工作流程如下再生催化剂经导入管1进入该汽提器中，并在经汽提介质分布器4分布于该汽提器中的汽提介质的作用下自上而下地流经多层汽提填料3，再生催化剂与汽提介质逆流接触，使再生催化剂所夹带的烟气尽可能地被脱除；流动至该汽提器底部的再生催化剂通过再生斜管5输送至反应部分循环使用；汽提介质及所汽提出的再生烟气在该汽提器的顶部汇集，并通过汽提介质导出管6引出；在上述汽提过程中，取热介质，例如，水，最好是经过必要处理的软化水，经取热管7的取热介质入口注入取热管中，通过取热管的管壁吸收该汽提器中的热量，使取热介质由液态转变为气态；气态的取热介质由取热管的顶部取热介质出口引出。本发明所述的每一个取热管最好形成单独的控制回路，以便当其中一个取热管出现故障时不影响其它取热管的工作。
在本发明所述汽提器中，当采用蒸汽作为汽提介质时，其汽提蒸汽的消耗量为1-10kg/吨催化剂；汽提线速优选0.05-0.5m/s；该汽提器中催化剂质量流率优选10-120kg.(m2.s)-1，其催化剂平均停留时间优选0.2-4min。下面的实施例将对本发明所提供的方法予以进一步的说明，但本发明并不因此而受到任何限制。
实施例该实施例说明在FCC装置上采用本发明所述烟气汽提器后所带来的有益效果。
在处理能力为100×104吨/年的重油催化裂化装置进行改造，增设本发明所述烟气汽提器。该烟气汽提器直径为2400mm，高5650mm，内置三层USP6224833中所述的内构件，该填料开孔率为75％。该汽提器中共设置钉头取热管20根，取热管长度5.1m，单管传热面积为5.6m2，总传热面积为112m2，热负荷为1.56×107W。采用蒸汽作为汽提介质，汽提蒸汽的线速0.2m/s。经过工业应用试验，再生器密相床层温度由705°下降到698°，而干气中非烃气体含量从原来的18％降低到1.68％。
权利要求
1.一种烟气汽提器，其特征在于该汽提器主要包括以下构件再生催化剂导入管(1)、烟气汽提器筒体(2)、汽提填料(3)、汽提介质分布器(4)、再生斜管(5)、汽提介质导出管(6)、取热管(7)；其中，再生催化剂导入管(1)和汽提介质导出管(6)分别设置于该烟气汽提器的上部，而再生斜管(5)设置于该烟气汽提器的底部；一层或一层以上的汽提填料设置于该汽提器中；汽提介质分布器(4)位于汽提填料的下方；取热管(7)的取热介质导入端和导出端设置于该烟气汽提器外部，其余部分位于烟气汽提器内部。
2.按照权利要求1的烟气汽提器，其特征在于所述再生催化剂导入管(1)和汽提介质导出管(6)位于该汽提器的上部两侧。
3.按照权利要求1的烟气汽提器，其特征在于所述汽提器中设置1-8层用以提高汽提效率的汽提填料。
4.按照权利要求1的烟气汽提器，其特征在于所述汽提介质分布器采用枝状分布器。
5.按照权利要求1的烟气汽提器，其特征在于所述汽提器中设置多根取热管，且所述取热管垂直且均匀地分布于汽提器中。
6.按照权利要求5的烟气汽提器，其特征在于所述取热管为钉头取热管。
全文摘要
一种烟气汽提器主要包括以下构件再生催化剂导入管(1)、烟气汽提器筒体(2)、汽提填料(3)、汽提介质分布器(4)、再生斜管(5)、汽提介质导出管(6)、取热管(7)；其中，再生催化剂导入管(1)和汽提介质导出管(6)分别设置于该烟气汽提器的上部，而再生斜管(5)设置于该烟气汽提器的底部；一层或一层以上的汽提填料设置于该汽提器中；汽提介质分布器(4)位于汽提填料的下方；取热管(7)的取热介质导入端和导出端设置于该烟气汽提器外部，其余部分位于烟气汽提器内部。该烟气汽提器具有使再生剂脱除烟气和降低再生剂温度的双重功能。
文档编号C10G11/00GK1754626SQ200410080230
公开日2006年4月5日 申请日期2004年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者张永民, 侯栓弟, 李松年, 许克家, 张占柱, 张久顺, 龙军, 赵俊鹏 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院