专利名称：流化床气固接触设备的制作方法
技术领域：
本发明属于烃油催化转化领域，涉及石油化工催化转化装置所用的一种流化床气固接触设备。
背景技术：
流化床经常被用于石油化工、化工、燃烧和其它类型的过程中，来促进流体与固体颗粒强有力的混合与接触。这种紧密的接触可用于流体与固体颗粒之间，以获得高效的传热、传质和化学反应，或者脱除固体颗粒夹带的流体。流化床一般是用一股流体(如水蒸汽)向上通过固体颗粒组成的床层，并且使其流速能悬浮起这些小颗粒，从而能使固体颗粒强烈混合。在某些类型的流化床中，固体颗粒以悬浮的形式保持在床层中，而没有固体颗粒被导出。而在其它一些类型的流化床中，固体颗粒不断地从顶部加入，同时从底部移出，这样就形成了一个固体颗粒与向上流动的流体的对流接触。在这两种类型的流化床中，一般来说是想减少流体(例如水蒸汽、空气)的沟流、气固(流体与固体颗粒)返混和固体颗粒与流体所形成的死区。因为沟流、返混和死区的有害作用能够体现在效率上，特别是在应用流化床的工艺过程中。
在石油化工行业，流化床气固接触设备用作FCC(流化催化裂化工艺)、HCC(重油直接裂解制烯烃工艺)等催化转化工艺过程中的流化床汽提器。流化床汽提器内的流动呈现为典型的气固逆流接触，在此过程中用水蒸汽将催化剂夹带的油气、烃类或气体杂质(烟气)置换出来。汽提蒸汽和催化剂之间的接触状况直接影响汽提的效率，而汽提蒸汽与催化剂之间的接触主要取决于流化床汽提器的结构形式。目前国内外使用的流化床汽提器主要有三种结构形式即人字形挡板、盘环形挡板和无构件(空筒)三种。国内大多数FCC装置汽提蒸汽用量为23～50千克/吨原料(或3～6千克/吨催化剂)，汽提后待生催化剂上焦炭中氢含量多数在8w％左右(w％表示重量百分数)。自上世纪九十年代以来，为了延长气固接触时间、改善汽提效果，在新设计的催化裂化装置中，汽提段高度有逐渐加长的趋势。
CN2370950Y、CN2463042Y、CN2736056Y公开的流化床汽提器，提高了流化床汽提器的有效空间利用率，改进了挡板下方的催化剂填充率。但由于是采用盘环形挡板式结构，气固接触效率仍有限，限制了汽提效率的提高。汽提效率一般为85％左右。美国专利USP6224833 B1提供的是一种填料式流化床气固接触设备，其填料由交叉的条形板组成，改善了气固接触。但在实际应用中存在设备的安装、检修、维护较困难的问题。CN1191111C提供的是一种塔盘式流化床汽提器内构件，可以起到减少床层流体沟流的作用；但气固接触时间较短，接触效率和汽提效率不够理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种流化床气固接触设备，以解决现有的流化床气固接触设备所存在的汽提效率不高以及安装、检修、维护较困难的问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种流化床气固接触设备，包括筒体，筒体内设有填料层、气体分布器，其特征在于沿筒体的轴向至少设置2组填料层，相邻两组填料层之间留有空间，每组填料层设有带倾斜通道的填料层，支撑于支撑架上，带倾斜通道的填料层由两排与水平面相倾斜并相互交叉的条形板组成，两排相互交叉的条形板构成与水平面相倾斜的倾斜通道。
本发明流化床气固接触设备可用于FCC(流化催化裂化工艺)、DCC(多产低分子烯烃的催化裂解工艺)、ARGG(以常压渣油为原料，最大量生产液化气和高辛烷值汽油的工艺)、FDFCC(灵活双效流化催化裂化工艺)、MIP(生产清洁汽油组分的流化催化裂化工艺)、MGD(多产液化气和柴油、降低汽油烯烃含量的技术)、MTO(甲醇制低碳烯烃[乙烯]工艺)、MTP(甲醇制低碳烯烃[丙烯]工艺)等工艺过程，用作汽提器，用于来自沉降器的夹带油气或烃类的待生催化剂的汽提(说明夹带油气是对石油炼制工艺而言，夹带烃类是对生产化学品的化工工艺而言)。本发明还可用于HCC(重油直接裂解制烯烃工艺)、DCC(多产低分子烯烃的催化裂解工艺)等工艺过程，用作汽提器，用于夹带气体杂质(烟气)的再生催化剂的汽提。此外，本发明还可用作流化床再生器，用于FCC等装置的催化剂高效再生。在上述的应用中，固体催化剂颗粒在接触设备内自上而下流动，流化介质(指汽提气体或烧焦空气)自下而上流动。上述各种工艺过程采用本发明，具有如下的有益效果(1)本发明流化床气固接触设备的每组填料层中，带倾斜通道的填料层的作用是强化气固接触、增加固体催化剂颗粒的停留时间(使催化剂停留时间长于现有的盘环形挡板式结构)、提高气固接触效率；固体催化剂颗粒在接触设备内分布均匀，与流化介质接触充分，提高了传质效率，进而提高了接触设备的汽提效率或烧焦效率；(2)由于倾斜通道的作用，使接触设备内气泡的直径减小，降低了气泡相向乳化相的传质阻力，提高了密相催化剂中流化介质的利用率，使得汽提气体或烧焦空气的用量减少；(3)在相邻两组填料层之间的空间内，气固的径向流动均匀，传质传热作用被进一步强化。在该空间，任何碎片(例如脱落的衬里碎片)在径向上从一个单元通道流过另一个单元通道，进而经倾斜通道从上面一组填料层流向下面一组填料层，最终排出接触设备，防止了碎片在填料层内堆积堵塞通道；(4)由于汽提效率或烧焦效率提高，采用本发明还可以降低能耗，或提高处理量。例如用于夹带油气的待生催化剂的汽提，如果接触设备的操作负荷不变，那么汽提蒸汽的用量就可以减少，从而节约能耗；如果汽提蒸汽的用量不降低，那么汽提效率提高后，就可以增加接触设备的负荷，相当于提高了接触设备的处理量；(5)本发明带倾斜通道的填料层，形状规则、强度好，下表面为平面，并且其上可开设通道孔，这样使其安装、检修、维护都比较方便。
将本发明用作FCC装置的沉降器汽提器，用于来自沉降器的夹带油气的待生催化剂的汽提，汽提效率可提高到92％以上(汽提效率计算方法参见《催化裂化工艺与工程》第七章，中国石化出版社，2005年3月第一版)，比现有的盘环形挡板式汽提器提高12个百分点以上；汽提后待生催化剂上焦炭中的氢含量可降至6w％左右，汽提蒸汽用量可以降低到2.2千克/吨催化剂以下。
将本发明应用于HCC工艺来自再生器的夹带气体杂质(烟气)的再生催化剂的汽提，汽提后再生催化剂的烟气脱除率可以达到91w％，比现有的盘环形挡板式汽提器提高13个百分点左右。汽提蒸汽用量可以降低到2.2千克/吨催化剂以下；与现有的盘环形挡板式汽提器相比，在相同的操作条件下，汽提蒸汽用量可减少25％以上。在夹带气体杂质的再生催化剂汽提的场合，汽提效率一般用烟气脱除率表示。烟气脱除率定义为汽提前再生催化剂夹带气体杂质含量(w％)减去汽提后再生催化剂夹带气体杂质含量(w％)，所得差值与汽提前再生催化剂夹带气体杂质含量的比值，以w％表示。
将本发明用作FCC装置的再生器，再生后催化剂的含碳量最多可降低到0.09w％，烧焦耗风指标可以降低到9.5以下(烧焦耗风指标计算方法参见《催化裂化工艺设计》第六章，石油工业出版社，1983年北京第一版)。相对于现有的再生器(没有安装填料层的空筒型再生器，其底部设有一个主风分布器)，还可减少烧焦空气用量5w％以上，并可提高烧焦效率。
本发明具有实用性强、适用范围广等优点，可广泛应用于石油化工、化工行业新建或改造的各种催化转化工艺装置中。本发明用于夹带油气或烃类的待生催化剂的汽提，可以多回收目的产品、降低焦炭产率；用于夹带气体杂质的再生催化剂的汽提，可以减少产品中的杂质含量。用于催化剂的再生，可以进行强化再生，提高再生器的烧焦强度与烧焦效率。
下面结合附图具体实施方式
和实施例对本发明作进一步详细的说明。附图具体实施方式
和实施例并不限制本发明要求保护的范围。
图1是本发明的一种流化床气固接触设备沿轴向的剖视图，每组填料层设置一层带倾斜通道的填料层。
图2是本发明的另一种流化床气固接触设备沿轴向的剖视图，每组填料层设置一层带倾斜通道的填料层和一层带竖直通道的填料层。
图3是带倾斜通道的填料层单元网格的立体结构示意图，倾斜通道在水平剖面上的形状为矩形。
图4是图1和图2中的A-A局部剖视图，倾斜通道在水平剖面上的形状为矩形。
图5是图1和图2中的A-A局部剖视图，倾斜通道在水平剖面上的形状为菱形。
图6是图2中的B-B局部剖视图，竖直通道在水平剖面上的形状为矩形。
图7是图2中的B-B局部剖视图，竖直通道在水平剖面上的形状为菱形。
图8是本发明用作外提升管式FCC装置汽提器、用于夹带油气的待生催化剂汽提的示意图。
图9是本发明用作HCC装置汽提器、用于夹带气体杂质的再生催化剂汽提的示意图。
图10是本发明用作FCC装置再生器的示意图。
具体实施例方式
参见图1所示本发明的一种流化床气固接触设备(简称接触设备)。该接触设备包括筒体5，筒体5内设有填料层、气体分布器4。沿筒体5的轴向至少设置2组填料层，相邻两组填料层之间留有空间。每组填料层设有带倾斜通道的填料层1，支撑于支撑架3上。带倾斜通道的填料层1由两排与水平面相倾斜并相互交叉的条形板组成，两排相互交叉的条形板构成与水平面相倾斜的倾斜通道，参见图1、图3、图4和图5。相邻两组填料层之间的空间，是指上面一组填料层支撑架3的下表面与下面一组填料层带倾斜通道的填料层1的上表面之间的空间。
带倾斜通道的填料层1中两排条形板与水平面的夹角α与β均为30～75度，参见图3；α与β的具体数值可相同或不同。两排条形板构成的倾斜通道在水平剖面上的形状为矩形或菱形。参见图3与图4，矩形两个邻边的边长e为30～500毫米，f为30～500毫米。参见图5，菱形两个邻边的夹角γ为30～75度，该夹角γ所对的菱形对角线的长度g为30～500毫米。e、f均从条形板在水平剖面上厚度的中心计算，g从条形板在水平剖面上厚度中心的交叉点计算，夹角γ在水平剖面上计算。对于矩形倾斜通道的情况，如果规定带倾斜通道的填料层1中任意一排条形板与水平面的夹角为α、矩形的一个邻边的边长为e，则另一排条形板与水平面的夹角为β、矩形的另一个邻边的边长为f。当e与f的具体数值相同时，倾斜通道在水平剖面上的形状变为正方形。构成菱形通道的两排条形板与水平面的夹角分别也是α与β，附图省略，可参照图3。参见图1，带倾斜通道的填料层1的高度a为筒体5内直径D的0.02～2倍。
每组填料层的带倾斜通道的填料层1的外观形状为圆柱形，直径d略小于筒体5的内直径D，使其圆柱形的侧面与筒体5的内壁之间留有间隙，以便安装，并作为填料层与筒体5的内壁之间预留的膨胀缝，如图1所示。带倾斜通道的填料层1的下表面为平面，焊接于支撑架3上，支撑架3固定在筒体5的内壁上(一般是采用焊接)。支撑架3可以设计成支撑圈形式，也可以设计成悬臂梁形式。带倾斜通道的填料层1中的两排条形板，在交叉之处均采用焊接连接。为便于安装、检修和维护，在带倾斜通道的填料层1上可以沿填料层的高度方向开设出通道孔(图略)。通道孔相当于检修人孔，每组填料层开设一个，开设于填料层的中央，或开设于填料层的中央至填料层边缘之间的位置。通道孔的顶部设有盖板；盖板上带有若干开孔，供气固流过。
图1所示的流化床气固接触设备，相邻两组填料层中的带倾斜通道的填料层1，相互之间最好是绕筒体5的轴心线相对旋转90～180度设置。图1中，旋转角度为180度；以下图2、图8、图9和图10中的同此。这样设置的优点是，可以使固体催化剂颗粒与流化介质的流动方向发生改变，增加气固接触时间，从而提高汽提效率或烧焦效率。本发明的流化床气固接触设备，筒体5内一般设置2～10组所述的填料层，最好是设置2～6组填料层。相邻两组填料层之间的距离c为筒体5内直径D的0.1～1倍(c从相邻两组填料层中上面一组填料层支撑架3的下表面至下面一组填料层带倾斜通道的填料层1的上表面计算)，参见图1。筒体5内一般设置1～3个气体分布器4；其中的1个设置于底部一组填料层的下方，其余的设置于各组填料层之间，参见图1、图9、图10。气体分布器4采用现有各种催化转化工艺装置中所常用的形式，如环管或树枝形。设置多个气体分布器4时，气体分布器4之间最少间隔一组填料层。气体分布器4至填料层的距离以及其它未说明的设置位置，本发明无严格限制。
本发明流化床气固接触设备的一种优选方案是，每组填料层在所述的带倾斜通道的填料层1的下方设有带竖直通道的填料层2，也就是说每组填料层由位于上部的带倾斜通道的填料层1和位于下部的带竖直通道的填料层2组成，参见图2。两层填料层相接触，支撑于支撑架3上。带竖直通道的填料层2由两排与水平面相垂直并相互交叉的条形板组成，两排相互交叉的条形板构成与水平面相垂直的竖直通道。操作过程中，带竖直通道的填料层2可将流化床层均分成多个小流动单元(竖直通道)，气固在每个单元内进行质量和热量交换，各单元之间的气固没有返混，有助于进一步提高汽提效率或烧焦效率。
带竖直通道的填料层2中两排条形板构成的竖直通道在水平剖面上的形状为矩形或菱形。参见图6，矩形两个邻边的边长m为30～500毫米，n为30～500毫米。当m与n的具体数值相同时，竖直通道在水平剖面上的形状变为正方形。参见图7，菱形两个邻边的夹角δ为30～75度，该夹角δ所对的菱形对角线的长度p为30～500毫米。m、n均从条形板在水平剖面上厚度的中心计算，p从条形板在水平剖面上厚度中心的交叉点计算，夹角δ在水平剖面上计算。参见图2，带竖直通道的填料层2的高度b为筒体5内直径D的0.02～2倍。带竖直通道的填料层2的外观形状与直径d与带倾斜通道的填料层1相同，参见对图1的说明。带竖直通道的填料层2也具有形状规则、强度好的特点；上、下表面均为平面，易于与带倾斜通道的填料层1组合并安装于支撑架3上。这层填料层中的两排条形板在交叉之处也均采用焊接连接。
参见图2，对于上述由两层填料层(带倾斜通道的填料层1和带竖直通道的填料层2)组成的填料层，其在筒体5内设置的组数、相邻两组填料层之间的距离c、筒体5内气体分布器4的设置个数与设置方式，以及相邻两组填料层中带倾斜通道的填料层1相互之间绕筒体5的轴心线相对旋转90～180度设置的方式，均与仅设置一层带倾斜通道的填料层1的填料层相同。带倾斜通道的填料层1本身的结构与结构参数保持不变，与图1所示的相同。相邻两组填料层之间的空间、相邻两组填料层之间的距离c的定义，也与仅设置一层带倾斜通道的填料层1的填料层的类同，参见图1中的有关说明。带倾斜通道的填料层1和带竖直通道的填料层2一般是采用焊接连接；例如使用连接板，将连接板的两端焊接于上述两层填料层的侧面而将二者连接。带竖直通道的填料层2的下表面焊接于支撑架3上；支撑架3的结构以及固定于筒体5内壁上的方式与图1中的相同。为便于安装、检修和维护，在每组填料层(包括带倾斜通道的填料层1和带竖直通道的填料层2)上可以沿填料层的高度方向开设出一个通道孔(图略)，在通道孔的顶部(位于带倾斜通道的填料层1上)设置带有若干开孔的盖板；详见对带倾斜通道的填料层1的相应说明。
本发明带倾斜通道的填料层1和带竖直通道的填料层2中的条形板的厚度一般均为3～30毫米；条形板的厚度在垂直于条形板板面的方向计算。
本发明流化床气固接触设备适用于各种催化转化工艺夹带油气或烃类的待生催化剂的汽提以及夹带气体杂质的再生催化剂的汽提，催化剂可以是各种类型的催化转化催化剂。
如图8所示，本发明用作外提升管式FCC装置汽提器，用于来自沉降器的夹带油气的待生催化剂的汽提。本发明的流化床气固接触设备6安装在FCC沉降器81的底部，提升管反应器设于接触设备6的外部(图中未示出)；接触设备6的底部设有待生立管或待生斜管82，与再生器相连通。接触设备筒体5内设置6组填料层，每组填料层由位于上部的带倾斜通道的填料层1和位于下部的带竖直通道的填料层2组成。接触设备筒体5内设置2个气体分布器4；其中，设置于底部一组填料层下方的气体分布器4作为一级汽提蒸汽分布器，设置于6组填料层之间的气体分布器4作为二级汽提蒸汽分布器，分别与一级汽提蒸汽管和二级汽提蒸汽管相连。
图8所示接触设备6的操作过程是这样的夹带油气的待生催化剂从沉降器81进入接触设备6的顶部，同时经一级汽提蒸汽管、一级汽提蒸汽分布器和二级汽提蒸汽管、二级汽提蒸汽分布器分别向接触设备6内通入一级汽提蒸汽701和二级汽提蒸汽702。待生催化剂首先在接触设备6的顶部与顶部的一组填料层接触，然后自上而下经过各组填料层向下流动，依次与上升的一、二级汽提蒸汽逆流接触。催化剂均匀地与汽提蒸汽接触进行传质、传热，同时汽提蒸汽与催化剂夹带的油气接触也进行传质、传热，将待生催化剂中夹带的油气置换出来。置换出的油气和汽提蒸汽向上流动进入沉降器81，再经沉降器81去分馏塔进行分离。汽提后的待生催化剂进入接触设备6底部的待生立管或待生斜管82，最后送入再生器进行再生。
在上述的汽提过程中，待生催化剂通过各组填料层带倾斜通道的填料层1中的倾斜通道和带竖直通道的填料层2中的竖直通道以及填料层的侧面与筒体5内壁之间的间隙向下流动，一、二级汽提蒸汽按相同路径向上流动。汽提蒸汽与固体催化剂颗粒逆流接触，通过各组填料层，使待生催化剂分布均匀，减小了汽提蒸汽与待生催化剂的返混程度，破碎了接触设备6内的大气泡，提高了待生催化剂与汽提蒸汽的接触效率，同时延长了气固接触时间。在相同的操作条件下，本发明接触设备6的汽提效率较现有的盘环形挡板式汽提器有明显提高。
本发明的流化床气固接触设备用于各种催化转化工艺夹带油气或烃类的待生催化剂的汽提，其主要操作条件与一些相关的操作条件一般如下沉降器的顶部压力为0.15～0.18MPa，温度为450～550℃；流化床气固接触设备的汽提蒸汽采用水蒸汽，各级汽提蒸汽的压力为1.0MPa、温度为250～350℃，汽提线速为0.1～0.2米/秒。
如图9所示，本发明用作HCC装置汽提器，用于夹带气体杂质的再生催化剂的汽提。本发明的流化床气固接触设备6安装在HCC装置再生器的侧面，其上部与再生器9的下部(催化剂密相段)之间设有催化剂下料管12，接触设备6的顶部与再生器9的催化剂稀相段之间设有气体返回管14，再生器9的底部设有主风分布器10。接触设备6的底部与提升管反应器11的下部之间设有催化剂流出管13。接触设备筒体5内设置4组填料层，每组填料层仅设置一层带倾斜通道的填料层1。筒体5内设置2个气体分布器4；与图8所示的类同，2个气体分布器4分别作为一级汽提蒸汽分布器和二级汽提蒸汽分布器，分别与一级汽提蒸汽管和二级汽提蒸汽管相连(图略)。
操作过程中，再生器9内夹带气体杂质(即烟气)的再生催化剂经催化剂下料管12进入接触设备6，然后自上而下经过各组填料层向下流动，依次与由2个气体分布器4通入的上升的一、二级汽提蒸汽逆流接触。汽提蒸汽与再生催化剂及其所夹带的气体杂质进行传质、传热，再生催化剂中夹带的气体杂质被水蒸汽置换出来。汽提出的气体杂质和汽提蒸汽向上流动，经接触设备6顶部的气体返回管14返回再生器9内的催化剂稀相段。汽提后的夹带有水蒸汽的再生催化剂由接触设备6的底部流出，经催化剂流出管13流入提升管反应器11的下部，与原料油混合进行催化裂解反应。在上述的汽提过程中，由于带倾斜通道的填料层1的作用(参见本发明说明书“有益效果”部分的说明)，使本发明的流化床气固接触设备与现有的盘环形挡板式汽提器相比，也提高了汽提效率(即烟气脱除率)。
本发明的流化床气固接触设备用于各种催化转化工艺夹带气体杂质的再生催化剂的汽提，其主要操作条件与一些相关的操作条件一般如下再生器的顶部压力为0.16～0.20MPa，催化剂密相床层温度为630～670℃；流化床气固接触设备的汽提蒸汽采用水蒸汽，各级汽提蒸汽的压力为1.0MPa、温度为250～350℃，汽提线速为0.1～0.2米/秒。
本发明还可用作FCC等装置的高效流化床再生器，进行强化再生，提高再生器的烧焦强度与烧焦效率。图10中，本发明的流化床气固接触设备6用作FCC装置的再生器。接触设备筒体5内设置2组填料层，2组填料层设置于催化剂密相段；每组填料层仅设置一层带倾斜通道的填料层1。在底部一组填料层的下方设置1个气体分布器4，作为主风分布器，与主风机风管线相连。接触设备6的底部设有再生斜管15。操作过程中，待生催化剂经待生斜管或待生立管进入接触设备6，自上而下经过2组填料层向下流动；同时经主风分布器向接触设备6内通入烧焦空气，烧焦空气自下而上经过2组填料层向上流动。待生催化剂与烧焦空气逆流接触，进行烧焦再生。再生后的再生催化剂由接触设备6底部的再生斜管15流出。再生产生的烟气携带部分催化剂向上进入催化剂稀相段，经旋风分离器(图略)分离出催化剂后排出。接触设备6用作再生器，其所设的本发明的各组填料层以及各气体分布器均设于催化剂密相段。由于带倾斜通道的填料层1的作用(参见本发明说明书“有益效果”部分的说明)，使本发明的流化床气固接触设备与现有的空筒型结构的再生器相比，在相同的操作条件下，可提高再生器的烧焦效率，使再生后催化剂的含碳量降低、烧焦空气用量减少。
本发明的流化床气固接触设备用于各种催化转化工艺待生催化剂的再生，其主要操作条件与一些相关的操作条件一般如下待生催化剂含碳量为1.0～1.3w％，再生器的顶部压力为0.12～0.18MPa，催化剂密相床层温度为630～660℃，再生器气体线速为0.6～0.8米/秒。
以上结合附图对本发明流化床气固接触设备的结构进行了说明，并列举了几种典型的应用，以及主要的操作条件。本发明图1至图10中，相同的附图标记表示相同的技术特征。
实施例实施例1本发明流化床气固接触设备用作外提升管式FCC装置汽提器，用于来自沉降器的夹带油气的待生催化剂的汽提。本实施例采用如图8所示的流化床气固接触设备，其结构与操作过程参见对图8的有关说明。填料层参数见表1；表1(以及下文实施例2表2和实施例3表3)中结构参数的符号参见图1至图7以及相关说明。
FCC装置为常规的外提升管式FCC装置，所加工原料油的密度为912千克/立方米(20℃)，残炭为3.5w％。所用催化剂为LBO-12 FCC催化剂。沉降器的顶部压力为0.17MPa，温度为500℃。流化床气固接触设备的一、二级汽提蒸汽(水蒸汽)压力为1.0MPa、温度为250℃，汽提线速为0.11米/秒。
来自于沉降器的夹带油气的待生催化剂，汽提前焦炭中的氢含量为10w％。采用本发明的流化床气固接触设备汽提后，待生催化剂上焦炭中的氢含量为6.2w％。汽提蒸汽用量为2.2千克/吨催化剂，汽提效率达到92％。
实施例2本发明流化床气固接触设备用作HCC装置汽提器，用于夹带气体杂质的再生催化剂的汽提。本实施例采用如图9所示的流化床气固接触设备，其结构与操作过程参见对图9的有关说明。填料层参数见表2。
HCC装置所加工原料油的密度为910千克/立方米(20℃)，残炭为3.76w％。所用催化剂为LCM-5 HCC催化剂。再生器的顶部压力为0.17MPa，催化剂密相床层温度为640℃。流化床气固接触设备的一、二级汽提蒸汽(水蒸汽)压力为1.0MPa、温度为350℃，汽提线速为0.13米/秒。
来自于再生器的夹带气体杂质的再生催化剂，汽提前夹带气体杂质含量为1.12千克/吨催化剂。采用本发明的流化床气固接触设备汽提后，再生催化剂夹带气体杂质含量为0.1千克/吨催化剂，烟气脱除率为91w％。汽提蒸汽用量为2.1千克/吨催化剂。
实施例3本发明流化床气固接触设备用作FCC装置的再生器，对催化剂进行强化再生。本实施例采用如图10所示的流化床气固接触设备，其结构与操作过程参见对图10的有关说明。填料层参数见表3。
FCC装置为常规的外提升管式FCC装置，所加工原料油的密度为913.6千克/立方米(20℃)，残炭为4.9w％。所用催化剂为LRC-99 FCC催化剂。再生器的顶部压力为0.14MPa，催化剂密相床层温度为640℃，气体线速为0.73米/秒。
来自于待生斜管的待生催化剂，再生前含碳量为1.1w％。采用本发明的流化床气固接触设备再生后，再生催化剂的含碳量为0.1w％；烧焦耗风指标为9.3。
表1
表2
表3
权利要求
1.一种流化床气固接触设备，包括筒体(5)，筒体(5)内设有填料层、气体分布器(4)，其特征在于沿筒体(5)的轴向至少设置2组填料层，相邻两组填料层之间留有空间，每组填料层设有带倾斜通道的填料层(1)，支撑于支撑架(3)上，带倾斜通道的填料层(1)由两排与水平面相倾斜并相互交叉的条形板组成，两排相互交叉的条形板构成与水平面相倾斜的倾斜通道。
2.根据权利要求1所述的流化床气固接触设备，其特征在于每组填料层在带倾斜通道的填料层(1)的下方设有带竖直通道的填料层(2)，两层填料层相接触，支撑于支撑架(3)上，带竖直通道的填料层(2)由两排与水平面相垂直并相互交叉的条形板组成，两排相互交叉的条形板构成与水平面相垂直的竖直通道。
3.根据权利要求1或2所述的流化床气固接触设备，其特征在于带倾斜通道的填料层(1)中两排条形板与水平面的夹角α与β均为30～75度，两排条形板构成的倾斜通道在水平剖面上的形状为矩形或菱形，矩形两个邻边的边长e为30～500毫米，f为30～500毫米，菱形两个邻边的夹角γ为30～75度，该夹角γ所对的菱形对角线的长度g为30～500毫米，带倾斜通道的填料层(1)的高度a为筒体(5)内直径D的0.02～2倍。
4.根据权利要求2所述的流化床气固接触设备，其特征在于带竖直通道的填料层(2)中两排条形板构成的竖直通道在水平剖面上的形状为矩形或菱形，矩形两个邻边的边长m为30～500毫米，n为30～500毫米，菱形两个邻边的夹角δ为30～75度，该夹角δ所对的菱形对角线的长度p为30～500毫米，带竖直通道的填料层(2)的高度b为筒体(5)内直径D的0.02～2倍。
5.根据权利要求1或2所述的流化床气固接触设备，其特征在于相邻两组填料层中的带倾斜通道的填料层(1)，相互之间绕筒体(5)的轴心线相对旋转90～180度设置。
6.根据权利要求1或2所述的流化床气固接触设备，其特征在于筒体(5)内设置2～10组填料层，相邻两组填料层之间的距离c为筒体(5)内直径D的0.1～1倍。
7.根据权利要求6所述的流化床气固接触设备，其特征在于筒体(5)内设置2～6组填料层。
8.根据权利要求6所述的流化床气固接触设备，其特征在于筒体(5)内设置1～3个气体分布器(4)，其中的1个设置于底部一组填料层的下方，其余的设置于各组填料层之间。
全文摘要
本发明公开了石油化工催化转化装置所用的一种流化床气固接触设备，以解决现有的接触设备所存在的汽提效率不高以及安装、检修、维护较困难的问题。本发明接触设备沿筒体(5)的轴向至少设置2组填料层，相邻两组填料层之间留有空间。每组填料层设有带倾斜通道的填料层(1)，支撑于支撑架(3)上。带倾斜通道的填料层(1)由两排与水平面相倾斜并相互交叉的条形板组成，两排相互交叉的条形板构成与水平面相倾斜的倾斜通道。本发明的优选方案是，每组填料层在带倾斜通道的填料层的下方设有带竖直通道的填料层。本发明可用作汽提器以汽提催化剂夹带的油气、烃类或气体杂质，还可用作再生器以进行催化剂的再生。
文档编号B01J8/24GK101053808SQ20071005400
公开日2007年10月17日 申请日期2007年2月16日 优先权日2007年2月16日
发明者张振千, 田耕, 雷世远 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石化集团洛阳石油化工工程公司