专利名称：反应沉降器油气快速导出防结焦装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工领域，特别涉及催化裂化工艺及其设备，具体是指一种反应沉降器油气快速导出防结焦装置。
背景技术：
在化工领域中，催化裂化装置反应提升管出口，均需要设置有气固快速分离装置以实现催化剂与油气的分离，终止不必要的过度反应。气固分离装置分为两大类一类是惯性分离装置，另一类是离心分离装置。
惯性分离装置的工作原理是依靠气固两相急剧改变流向时所产生的惯性差实现气固分离，典型的惯性气固快速分离装置有倒L型、T型、碟型等结构，它们的特点是压降很小，一般为5kPa，分离效率较低，只有70％～80％左右。
离心分离装置的原理是利用气固两相混合物高速旋转形成的强离心力场实现气固快速分离。典型的实例是在提升管的出口直联一级旋风分离器(或称粗旋)，其分离效率可高达98％以上。分离出大部分催化剂的油气从粗旋升气管排出，进入沉降器空间，以较慢的速度上升，经10秒以上才得以进入沉降器上部的二级旋风分离器内，进一步分离油气夹带的催化剂。粗旋料腿属正压差排料，所以除了催化剂颗粒间夹带部分油气从料腿带出外，在正压差的作用下一部分油气也会向下喷出，这些油气约占总油气量的6％～10％。这部分油气与汽提气体汇合，沿沉降器慢速上升进入二级旋风分离器。反应油气在沉降器内的平均停留时间仍高达10～20秒，在高温下仍存在过度裂化现象，沉降器内结焦的问题比较突出，对轻质油收率和装置的长周期安全生产影响很大。
为解决上述问题，美国专利US5158669(1992年)、US5314611(1994年)、欧洲专利EP0593827A1，中国专利CN92112441(1992年)等在粗旋下部设置了预汽提段，减少从粗旋料腿中向下喷出的反应油气量，进一步缩短了反应油气在沉降器内的平均停留时间，使油气返混率降到2％以下。美国专利US4482451(1984年)和日本特许公报(B2)昭61-25413(1986年)则在提升管末端采用了几根向下倾斜一定角度的圆弧弯管作为气固快速分离器，并在外面加一封闭罩以实现油气的快速引出。美国专利US5314611(1994年)提出了一种带封闭罩的旋流臂式气固快速分离结构，可实现催化剂的高效快速分离及油气快速引出。
中国专利CN96103419提出了针对外提升管的气固分离和导出结构粗旋下连接有预汽提段；反应气体和汽提气一起通过带有多道切向切口的带导流罩的逆向导流器，再进入顶旋风分离器。同时，CN96103420提出了适合于内提升管的旋流式气固快速分离器，用于提升管出口油气和催化剂的一级分离。随后，中国专利CN98204681在提升管出口采用了带密相环流预汽提器的分离设备，对预汽提段的结构作了较大改进，粗旋排气管和顶旋入口采用承插式导气管连接。
综上所述，国内外现有催化裂化装置中，第一类气固分离装置虽然沉降器基本不结焦，但因其油气停留时间长，干气产率很高；第二类常规的气固分离装置虽然着重解决了提升管出口大部分油气的快速导出问题，但仍有少量油气在沉降器停留时间长达120秒以上，而正是由于这些油气的存在，可能会造成沉降器的结焦现象。
实用新型内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的不足，提供一种用于反应油气与催化剂的快速分离的、可快速将沉降器中的油气充分导出而避免结焦的、从而可以保证生产正常进行的反应沉降器油气快速导出防结焦装置。
为了实现上述目的，本实用新型的反应沉降器油气快速导出防结焦装置具有如下构成该反应沉降器油气快速导出防结焦装置，包括提升管、一级旋分器、二级旋分器、稀释蒸汽管、汽提段和沉降器，其主要特点是，所述提升管的出口与一级旋分器相连通，且该一级旋分器通过一升气管与所述二级旋分器密闭连通，所述稀释蒸汽管位于所述沉降器的顶部；一导流管与所述升气管相连通，且在该导流管的下部设置一导流罩；所述汽提段位于所述一级旋分器料腿和二级旋分器料腿的下部；所述二级旋分器的升气管与所述沉降器的集气室的一个端口相连通，该集气室的另一个端口与油气管线相连通。
所述导流管的下部出口相对于所述二级旋风器料腿处于所述沉降器的下部位置。
所述二级旋分器料腿包裹于所述导流管下部出口处的导流罩内。
所述升气管上设置一柔性元件。
所述柔性元件为膨胀节。
所述稀释蒸汽管的结构为一个圆环。
所述的稀释蒸汽管的结构为二个独立的半圆环。
所述集气室为内集气室。
所述集气室为外集气室。
由于采用了该实用新型的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，使得反应油气与催化剂可以快速地分离，并且使得全部油气能够快速引出，使油气在沉降器内的平均停留时间降低到2～3秒以内，消除沉降器有害的油气滞留空间和绝大部分空间的油气氛围，从根本上免除沉降器内结焦的可能，使开工周期不再受沉降器结焦的影响，并进一步改善产品的分布。
图1为本实用新型的采用内提升管方式的主视图。
图2为本实用新型的采用外提升管方式的主视图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1所示，图中是按照本发明的第一种实施方案，即采用内提升管方式的主视图。图中有提升管1，一级旋分器2，升气管3，导流管4，导流罩5，柔性元件6，二级旋分器7，集气室8，油气管线9，沉降器10，料腿11，汽提段12，稀释蒸汽管13。其中，一级旋分器2与提升管1的出口相连通，一级旋分器2和二级旋分器7通过升气管3密闭连通，导流管4的出口是导流罩5，导流管4与升气管3连通在一起。升气管3上设置有一个柔性元件6，该柔性元件6为一个膨胀节。汽提段12位于料腿11的下部，在二级旋分器7的上方是集气室8，集气室8的一个端口与油气管线9相通。稀释蒸汽管13位于沉降器10的上部。该装置中的集气室8可以为内集气室，也可以为外集气室，同时该装置的稀释蒸汽管13的结构为一个圆环，也可以为两个独立的半圆环，其中的稀释蒸汽的温度范围为250℃-500℃。
并且，该反应沉降器油气快速导出防结焦装置的导流管4的下部出口相对于二级旋风器7料腿11处于沉降器10的下部位置，该装置的二级旋分器7的料腿11包裹于该导流管4下部出口处的导流罩5内，也可以不包裹于其中。
催化剂与油气的混合物经提升管1向上进入一级旋分器2进行离心分离(粗旋)，绝大部分催化剂在离心力场作用下被分离下来并沿料腿11下落到汽提段12的密相床层进行汽提。一次分离后的大部分油气夹带少量催化剂经升气管3进入二级旋分器7。稀释蒸汽通过盘管13进入沉降器10的上部并自上而下流动。从料腿11和汽提段12汽提出来的油气在导流罩5的抽吸作用和250℃-500℃稀释蒸汽的压制下经导流管4一起上升进入升气管3内。混合油气经二级旋分器7，在强旋流场作用下(单旋)，再次分离其中夹带的少量催化剂细颗粒。分离出来的催化剂沿料腿11下落到沉降器稀相或者汽提段12内。二次分离后的气体汇集到集气室8，再由油气管线9流向分馏塔。催化剂经过汽提后，进入再生器。
由于两级旋分器总的气固分离效率可高达99.992％以上，故可实现气固快速分离。同时由于采用了导流管和导流罩，可将旋分器外的油气快速导出沉降器，消除了现有沉降器内不可避免的有害的油气滞留空间，油气在沉降器内的平均停留时间可进一步缩短到2～3秒以内。从而消除沉降器内的结焦，并有效地改善产品分布。
请参阅图2所示，图中是按照本发明的第二种实施方案，即采用外提升管方式的主视图，图中有提升管1，一级旋分器2，升气管3，导流管4，导流罩5，柔性元件6，二级旋分器7，集气室8，油气管线9，沉降器10，料腿11，汽提段12，稀释蒸汽管13。其中，一级旋分器2与提升管1的出口相连通，一级旋分器2和二级旋分器7通过升气管3密闭连通，导流管4的出口是导流罩5，导流管4与升气管3连通在一起。升气管3上设置有一个柔性元件6，该柔性元件6为一个膨胀节。汽提段12位于料腿11的下部，在二级旋分器7的上方是集气室8，集气室8的一个端口与油气管线9相通。稀释蒸汽管13位于沉降器10的上部。该装置中的集气室8可以为内集气室，也可以为外集气室，同时该装置的稀释蒸汽管13的结构为一个圆环，也可以为两个独立的半圆环，其中的稀释蒸汽的温度范围为250℃-500℃。
并且，该反应沉降器油气快速导出防结焦装置的导流管4的下部出口相对于二级旋风器7料腿11处于沉降器10的下部位置，该装置的二级旋分器7的料腿11包裹于该导流管4下部出口处的导流罩5内，也可以不包裹于其中。
催化剂与油气的混合物经提升管1向上进入一级旋分器2进行离心分离(粗旋)，绝大部分催化剂在离心力场作用下被分离下来并沿料腿11下落到汽提段12的密相床层进行汽提。一次分离后的大部分油气夹带少量催化剂经升气管3进入二级旋分器7。稀释蒸汽通过盘管13进入沉降器10的上部并自上而下流动。从料腿11和汽提段12汽提出来的油气在导流罩5的抽吸作用和250℃-500℃稀释蒸汽的压制下经导流管4一起上升进入升气管3内。混合油气经二级旋分器7，在强旋流场作用下(单旋)，再次分离其中夹带的少量催化剂细颗粒。分离出来的催化剂沿料腿11下落到沉降器稀相或者汽提段12内。二次分离后的气体汇集到集气室8，再由油气管线9流向分馏塔。催化剂经过汽提后，进入再生器。
由于两级旋分器总的气固分离效率可高达99.992％以上，故可实现气固快速分离。同时由于采用了导流管和导流罩，可将旋分器外的油气快速导出沉降器，消除了现有沉降器内不可避免的有害的油气滞留空间，油气在沉降器内的平均停留时间可进一步缩短到2～3秒以内。从而消除沉降器内的结焦，并有效地改善产品分布。
在以上实施例中，实施例1适用于内提升管催化裂化装置，而实施例2适用于外提升管催化裂化装置。
本实用新型的装置和采用该装置的方法能实现气固高效快速分离和气体快速引出，既实现了气固99.992％以上的分离效率，同时可使油气在沉降器内的平均停留时间减少到3秒以下，消除了现有沉降器不可避免的有害的油气滞留空间，从而避免了由于催化剂与反应产物的过度接触和反应器油气在高温环境下长时间的滞留而引起的过裂化反应，消除沉降器内结焦，使产品分布得到进一步改善。
采用本实用新型的技术时，现有催化裂化装置的一级旋分器和二级旋分器本体仍可以利旧使用，只需要对连接部分做小量的改造即可实现本实用新型意图，动改工程量小，容易实施，因此可节省大量资金，并缩短改造工期。
对于100万吨/年重油催化裂化装置，停工损失高达100万元/天。若因结焦停工，则停工处理时间一般在5-7天，损失巨大。采用本实用新型的技术后，可从根本上消除因沉降器结焦而引起的装置非计划紧急停工事故，大大延长装置开工周期，提高装置产出效益。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种反应沉降器油气快速导出防结焦装置，包括提升管、一级旋分器、二级旋分器、稀释蒸汽管、汽提段和沉降器，其特征在于，所述提升管的出口与一级旋分器相连通，且该一级旋分器通过一升气管与所述二级旋分器密闭连通，所述稀释蒸汽管位于所述沉降器的顶部；一导流管与所述升气管相连通，且在该导流管的下部设置一导流罩；所述汽提段位于所述一级旋分器料腿和二级旋分器料腿的下部；所述二级旋分器的升气管与所述沉降器的集气室的一个端口相连通，该集气室的另一个端口与油气管线相连通。
2.根据权利要求1所述的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，其特征在于，所述导流管的下部出口相对于所述二级旋风器料腿处于所述沉降器的下部位置。
3.根据权利要求2所述的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，其特征在于，所述二级旋分器料腿包裹于所述导流管下部出口处的导流罩内。
4.根据权利要求2所述的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，其特征在于，所述升气管上设置一柔性元件。
5.根据权利要求4所述的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，其特征在于，所述柔性元件为膨胀节。
6.根据权利要求1所述的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，其特征在于，所述稀释蒸汽管的结构为一个圆环。
7.根据权利要求1所述的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，其特征在于，所述的稀释蒸汽管的结构为二个独立的半圆环。
8.根据权利要求1所述的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，其特征在于，所述集气室为内集气室。
9.根据权利要求1所述的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，其特征在于，所述集气室为外集气室。
专利摘要本实用新型涉及一种反应沉降器油气快速导出防结焦装置，包括提升管、一级和二级旋分器、导流管、稀释蒸汽管、汽提段和沉降器，所述提升管的出口与一级旋分器相连通，且该一级旋分器通过一升气管与相应的二级旋分器密闭连通，所述稀释蒸汽管位于所述沉降器顶部；所述的导流管的下部设置有一导流罩；所述二级旋分器的升气管经一个集气室与油气管线相连通。采用该种结构的反应沉降器油气快速导出防结焦装置，使得反应油气与催化剂可以快速地分离，并且使得全部油气能够快速引出，消除沉降器有害的油气滞留空间和绝大部分空间的油气氛围，从根本上免除沉降器内结焦的可能。
文档编号B01J8/24GK2716269SQ20042003742
公开日2005年8月10日 申请日期2004年7月9日 优先权日2004年7月9日
发明者张韩, 陈晨 申请人:张韩, 陈晨