一种催化转化汽提器的制作方法

专利名称：一种催化转化汽提器的制作方法
技术领域：
本发明属于石油炼制与石油化工行业的催化转化反应领域，涉及催化转化装置所
用的一种催化转化汽提器。
背景技术：
在流化催化裂化(FCC)沉降器内，由于催化剂是多孔性物质，催化剂颗粒之间和颗粒的微孔内部充满着油气；这部分油气约占产品总量的2w^ 4w^ (w^表示重量百分数)，若不除去相当于增加了 2w^ 4w^的焦炭，减少了轻质油收率。Exxon公司的研究结果表明，如果从催化剂上汽提出全部可汽提的油气，焦炭量将减少20w^ 40w^;由于汽提不完全而使焦炭产率升高，将增加再生器的烧焦负荷；特别是对于重油催化裂化，再生器的烧焦能力可能成为限制装置处理能力的控制因素。 汽提器内是一个典型的汽固逆流接触过程，在逆流流动过程中实现油气的置换和脱附。因此，汽提蒸汽和催化剂之间的接触状况直接影响着汽提器的效率，而汽提蒸汽与催化剂之间的接触主要取决于汽提器的结构形式。国内外使用的汽提器主要有三种结构形式，即人字形挡板、盘环挡板和格栅填料式三种。目前国内大多数FCC装置汽提蒸汽用量在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的氢含量多数在8v^左右(v^表示体积百分数)，有的甚至高达10v^以上。自二十世纪九十年代以来，在新设计的催化裂化装置中，汽提段的高度有加长的趋势；其目的是为了延长汽固接触时间，改善汽提效果。 对用于FCC工艺的催化剂汽提器而言，国外专利主要集中于UOP、Mobil两家公司。UOP汽提器的特点是在内外环挡板的裙板上开有许多小孔或短管，用以加强汽固交换。美国专利US5， 549， 814提出了多层格栅结构，每层格栅象车辐条一样布置，每根辐条上开有窗口，以便于汽固交换。Mobil的汽提器挡板形式与UOP基本雷同，但内外环挡板上的微观结构有所不同。US5，910，240在内外环挡板上附加了许多三角形旋转板(叶片)，对向下流动的催化剂有旋转导流作用，以改善汽固接触。上述专利除应用在沉降器下部的常规汽提段外，还应用于沉降器闭路旋风系统中，如UOP的外提升管涡流沉降器汽提器和涡流分离系统、Mobil的粗旋风分离器内。它们共同的缺点是汽提器的有效空间利用率较低，在55% 85%之间，各层挡板下方催化剂的填充率小于30%，催化剂在流动时易出现沟流，因此汽提器的汽提效率尚不够理想。 国内FCC汽提器专利，参见中国专利CN2370950Y、 CN2463042Y、 CN1136295C、CN2736056Y、CN1191111C等。所述汽提器在有效空间利用率和挡板下方催化剂的填充率方面有重大改进，但汽提器的汽提效率仍需进一步提高。 在现有的挡板式汽提器中，催化剂在流动时易出现沟流，在内环挡板和外环挡板
之间的间隙易形成大气泡，造成汽提气体分布不均，影响汽固接触效率。格栅填料式汽提器
易形成催化剂流动死区，减少了汽固接触机会。这都会影响到汽提效率。 对于其它的在FCC工艺基础上开发出来的催化转化工艺，例如HCC (重油直接裂解
4制烯烃工艺)、DCC (多产低分子烯烃的催化裂解工艺)等，其沉降器汽提段的油气汽提过程基本上与FCC工艺相同。该类工艺因产品分离的要求，需要对再生催化剂夹带的气体杂质(烟气)进行脱除。例如HCC工艺，其产品乙烯、丙烯的纯度要求很高，气体分离非常重要，因此在再生催化剂进入提升管反应器前需设置烟气汽提器，以减少进入到提升管反应器的再生催化剂夹带的烟气量，从而降低烯烃产品中的杂质(例如N2、 C02、 C0、 S0x、 N0x等)的含量。采用上述现有的各种汽提器，同样存在汽提效率不高的问题。

发明内容
本发明的目的是提供一种催化转化汽提器，以解决现有催化转化汽提器所存在的汽提效率不高的问题。 为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种催化转化汽提器，包括筒体，筒体内设有汽提蒸汽分布器和成组的汽提挡板，其特征在于每组汽提挡板由一个叠式内环汽提挡板和一个位于其下方的叠式外环汽提挡板组成，沿筒体的轴向至少设置2组所述的汽提挡板，叠式内环汽提挡板由至少2层单层内环汽提挡板组成，顶层的单层内环汽提挡板为圆锥面形或截头圆锥面形，其余各层单层内环汽提挡板为截头圆锥面形，各层单层内环汽提挡板的径向尺寸自上而下逐层增大，上一层单层内环汽提挡板的底部边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的顶部开孔边缘区域在水平面上的投影相重叠、之间设有连接筋板并形成水平通道，底层单层内环汽提挡板的底部边缘设有垂直向下的裙板，叠式外环汽提挡板由至少2层单层外环汽提挡板组成，各层单层外环汽提挡板均为倒置截头圆锥面形，径向尺寸自上而下逐层减少，上一层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的顶部边缘区域在水平面上的投影相重叠、之间设有连接筋板并形成水平通道，底层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘设有垂直向下的裙板。 作为本发明特例的一种催化转化汽提器，包括筒体，筒体内设有汽提蒸汽分布器
和成组的汽提挡板，其特征在于每组汽提挡板由一个叠式内环汽提挡板和一个位于其下
方的叠式外环汽提挡板组成，沿筒体的轴向至少设置2组所述的汽提挡板，叠式内环汽提
挡板由至少2层单层内环汽提挡板组成，顶层的单层内环汽提挡板为圆形或圆环形，其余
各层单层内环汽提挡板为圆环形，各层单层内环汽提挡板的径向尺寸自上而下逐层增大，
上一层单层内环汽提挡板的外边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的中心孔边缘区域在
水平面上的投影相重叠、之间设有连接筋板并形成水平通道，底层单层内环汽提挡板的外
边缘设有垂直向下的裙板，叠式外环汽提挡板由至少2层单层外环汽提挡板组成，各层单
层外环汽提挡板均为圆环形，径向尺寸自上而下逐层减少，上一层单层外环汽提挡板的中
心孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的外边缘区域在水平面上的投影相重叠、之间设
有连接筋板并形成水平通道，底层单层外环汽提挡板的中心孔边缘设有垂直向下的裙板。
采用本发明，具有如下的有益效果本发明催化转化汽提器采用叠式内环汽提挡
板和叠式外环汽提挡板，其上均带有水平通道。 一部分催化剂和汽提蒸汽通过水平通道、改
变为在水平方向上流动，使全部催化剂和汽提蒸汽在汽提器内的径向分布更加均匀；可以
加剧催化剂与汽提蒸汽的流动程度，消除催化剂流动死区，增加催化剂与汽提蒸汽的逆流
和错流接触，避免汽提器内催化剂流动时出现沟流以及大气泡的形成，减小催化剂与汽提
蒸汽的返混程度，提高催化剂与汽提蒸汽的接触效率和传质效率，从而提高汽提器的汽提效率。汽提效率提高，可以增加汽提器内催化剂的流通量、提高汽提器的处理能力，并降低汽提蒸汽用量、节约能耗。 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，可使汽提效率提高到98. 3% ;汽提蒸汽用量可以降低到1. 8千克/吨催化剂左右，汽提后待生催化剂上焦炭中的氢含量可降至5. 8v % 。 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)、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)等工艺过程，用作汽提器，用于来自沉降器的夹带油气的待生催化剂的汽提。所达到的效果与用于FCC装置时的类似。 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，用于来自再生器的夹带气体杂质(烟气)的再生催化剂的汽提。可以将进入到提升管反应器的再生催化剂夹带的烟气量减少95. 5w^以上，使提升管反应器所产裂解气中的非烃含量减少58w^以上；汽提蒸汽用量可以降低到1.8千克/吨催化剂左右。 总之，本发明催化转化汽提器可以达到较高的汽提效率。本发明用于夹带油气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，可以大量减少产品中的杂质含量。本发明具有实用性强、结构简单、易于实现、适用范围广、设备投资少等优点，可广泛应用于石油炼制与石油化工行业中新建或改造的各种催化转化工艺装置中。 下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细的说明。附图和具体实施方式
并不限制本发明要求保护的范围。


图1是本发明的一种外提升管式催化转化汽提器沿轴向的剖视图。
图2是图1中的一组汽提挡板的局部放大图。
图3是图2中的A-A剖视图。 图4是本发明的一种内提升管式催化转化汽提器沿轴向的剖视图。 图5是本发明另外一种外提升管式催化转化汽提器的局部放大图，示出了其所用
的一组汽提挡板。 图6是本发明的一种外提升管式催化转化汽提器用于夹带气体杂质的再生催化剂汽提的示意图(再生立管位于再生器的侧面)。 图7是本发明的一种外提升管式催化转化汽提器用于夹带气体杂质的再生催化
剂汽提的示意图(再生立管位于再生器的下方)。 图1至图7中，相同附图标记表示相同的技术特征。
具体实施例方式
参见图1所示本发明的一种催化转化汽提器1。这种催化转化汽提器是一种外提升管式催化转化汽提器(催化转化装置的提升管反应器设于催化转化汽提器外部，图1中未示出)，用作催化转化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。催化转化汽提器简称为汽提器。图1所示汽提器1设于沉降器10的下方，汽提器1包括筒体9，筒体9内设有汽提蒸汽分布器和成组的汽提挡板。筒体9的顶部与沉降器10的底部相连；筒体9的底部设有封头(一般为半球形封头或圆锥形封头)，封头底部设有待生立管或待生斜管ll，与再生器相连(图1中未示出)。 本发明，每组汽提挡板由一个叠式内环汽提挡板2和一个位于其下方的叠式外环汽提挡板3组成，沿筒体9的轴向至少设置2组所述的汽提挡板。叠式内环汽提挡板2由至少2层单层内环汽提挡板组成；顶层的单层内环汽提挡板为圆锥面形，其余各层单层内环汽提挡板为截头圆锥面形。各层单层内环汽提挡板的径向尺寸自上而下逐层增大；上一层单层内环汽提挡板的底部边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的顶部开孔边缘区域在水平面上的投影相重叠(投影重叠部分为圆环形)、之间设有连接筋板4并形成水平通道5。底层单层内环汽提挡板的底部边缘设有垂直向下的裙板7。 叠式外环汽提挡板3由至少2层单层外环汽提挡板组成。各层单层外环汽提挡板均为倒置截头圆锥面形，径向尺寸自上而下逐层减少；上一层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的顶部边缘区域在水平面上的投影相重叠(投影重叠部分为圆环形)、之间设有连接筋板4并形成水平通道5。底层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘设有垂直向下的裙板7，顶层单层外环汽提挡板的顶部边缘与筒体9的内壁相连，参见图1、图2。 单层内环汽提挡板和单层外环汽提挡板以及裙板7的结构和结构参数，分别与现有盘环挡板式汽提器中所设的内环汽提挡板和外环汽提挡板以及裙板基本相同。设置裙板7的目的是为了使汽提蒸汽聚集于底层单层内环汽提挡板和底层单层外环汽提挡板的下方，并分别通过叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3向上流动。
参见图1和图2，所示本发明催化转化汽提器的主要结构参数一般如下一个叠式内环汽提挡板2由2 6层单层内环汽提挡板组成；水平通道5 (以及连接筋板4)的层数比单层内环汽提挡板的层数少1层。图1和图2所示，一个叠式内环汽提挡板2由3层单层内环汽提挡板组成，水平通道5(以及连接筋板4)的层数为2层。单层内环汽提挡板的圆锥底角a大于0度、小于等于50度；a最好为25 45度。相邻两层单层内环汽提挡板之间的距离H为30 400毫米；H最好为50 300毫米。上一层单层内环汽提挡板的底部边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的顶部开孔边缘区域在水平面上投影的重叠部分的径向宽度L为30 300毫米；L最好为50 200毫米。底层单层内环汽提挡板的底圆面积占催化转化汽提器有效横截面积的30% 85% ，上一层单层内环汽提挡板的底圆面积占下一层单层内环汽提挡板底圆面积的30% 80%。 —个叠式外环汽提挡板3由2 4层单层外环汽提挡板组成；水平通道5 (以及连接筋板4)的层数比单层外环汽提挡板的层数少l层。图l和图2所示，一个叠式外环汽提挡板3由2层单层外环汽提挡板组成，水平通道5(以及连接筋板4)的层数为l层。单层外环汽提挡板的圆锥底角a大于0度、小于等于50度；a最好为25 45度。相邻两层单层外环汽提挡板之间的距离H为30 400毫米；H最好为50 300毫米。上一层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的顶部边缘区域在水平面上投影的重叠部分的径向宽度L为30 300毫米；L最好为50 200毫米。 一个叠式外环汽提挡板3在水平面上的总投影面积占汽提器1有效横截面积的20% 70%，各层单层 外环汽提挡板在水平面上的投影面积占该总投影面积的10% 50%。
本发明说明书中，所述顶层单层内(外)环汽提挡板和底层单层内(外)环汽提挡 板，是对于一组汽提挡板中叠式内(外)环汽提挡板的单层内(外)环汽提挡板而言。所 述上一层单层内(外)环汽提挡板和下一层单层内(外)环汽提挡板，是对于上下相邻两 层的单层内(外)环汽提挡板而言。 叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3中各层单层内环汽提挡板和单层外环 汽提挡板的层数(或水平通道5的层数)，主要是根据汽提器的处理量确定；处理量较大时 设置较多的层数。单层水平通道5的流通面积根据所要通过单层水平通道5的催化剂流量 和汽提蒸汽流量来确定；该流通面积与催化剂流量和汽提蒸汽的流量基本上成正比。叠式 内环汽提挡板2上相邻两层单层内环汽提挡板之间单层水平通道5的流通面积，为下一层 单层内环汽提挡板的顶部开孔边缘的周长(圆周长)与H值的乘积，再减去连接筋板4占 据的面积。叠式外环汽提挡板3上相邻两层单层外环汽提挡板之间单层水平通道5的流通 面积，为上一层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘的周长(圆周长)与H值的乘积，再减去 连接筋板4占据的面积。各单层水平通道5的高度按H计算。 足够的L值可以使通过叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3上水平通道5 的催化剂和汽提蒸汽改变为在水平方向上流动，并且能在水平通道5内更加充分地接触。
—个叠式内环汽提挡板2和一个叠式外环汽提挡板3组成本发明的一组汽提挡 板。在一组汽提挡板中，叠式内环汽提挡板2与叠式外环汽提挡板3之间的距离a为筒体 9内直径D的0. 2 1倍。 汽提器1的筒体9内一般设置2 10组汽提挡板，图1所示设置的是4组。汽提 挡板的设置组数根据汽提器1所要达到的汽提效率和处理量确定；汽提效率较高和处理量 较大时设置较多的组数。相邻两组汽提挡板之间的距离b为筒体9内直径D的0. 2 1. 5 倍。筒体9内设置1 3个汽提蒸汽分布器；图1所示设置的是2个，即一段汽提蒸汽分布 器601和二段汽提蒸汽分布器602，分别与一段汽提蒸汽管801和二段汽提蒸汽管802相 连。图l所示的汽提蒸汽分布器为环状的汽提蒸汽分布器，也可以采用树枝状的汽提蒸汽 分布器。筒体9内设置l个汽提蒸汽分布器时，设置于底部一组汽提挡板的下方；设置2 3个汽提蒸汽分布器时，其中的1个设置于底部一组汽提挡板的下方，其余的设置于各组汽 提挡板之间。设置多个汽提蒸汽分布器时，相邻2个汽提蒸汽分布器之间最少间隔一组汽 提挡板。汽提蒸汽分布器至汽提挡板的距离以及其它未说明的设置位置，本发明无严格限 制。 相邻两层单层内环汽提挡板或相邻两层单层外环汽提挡板之间所设的连接筋板 4，主要是起连接作用，其数量满足连接强度要求即可。每层连接筋板4的数量一般为3 30个，在圆周方向上均匀分布，宽度一般是沿筒体9的径向。图3进一步示出了相邻两层单 层内环汽提挡板之间所设连接筋板4的分布；相邻两层单层外环汽提挡板之间所设连接筋 板4的分布情况与此类似，图略。单个连接筋板4的宽度，基本上与L相同。
筒体9的内直径D —般为1 6米，汽提器1的高度一般为3 15米，均根据汽 提器1的处理量确定。汽提器1的高度为筒体9以及筒体9底部封头的高度之和。汽提器 1的有效横截面积，为按筒体9的内直径D计算出的筒体9的横截面积。
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图4所示本发明的催化转化汽提器1，是一种内提升管式催化转化汽提器。与图 1所示外提升管式催化转化汽提器的主要不同之处是，提升管反应器12设于催化转化汽提 器内。在筒体9内所设的叠式内环汽提挡板2中，顶层的单层内环汽提挡板为截头圆锥面 形。 一个叠式内环汽提挡板2由2层单层内环汽提挡板组成，有1层水平通道5以及连接 筋板4。 一段汽提蒸汽管801和二段汽提蒸汽管802由筒体9的外部直接伸入筒体9内，分 别与设于筒体9内的一段汽提蒸汽分布器601和二段汽提蒸汽分布器602相连。待生立管 或待生斜管11设于筒体9的下部。在计算一个叠式外环汽提挡板3在水平面上的总投影 面积时，汽提器l的有效横截面积为筒体9的横截面积(按筒体9的内直径D计算)与提 升管反应器12的横截面积(按提升管反应器12的外直径d计算)的差值。
图4所示汽提器1其余未说明的各主要部件的结构与结构参数及其变化、参数的 选取与计算，均与图l所示的汽提器相同，参见对图1的有关说明。图4中，a、b、H、a所表 示的尺寸与图1中的相同。 提升管反应器12与筒体9同轴，由各层单层内环汽提挡板的顶部开孔和各层单层 外环汽提挡板的底部开孔穿过各层单层内环汽提挡板和各层单层外环汽提挡板。各叠式内 环汽提挡板2中，顶层单层内环汽提挡板的顶部开孔边缘与提升管反应器12的外壁相连。 叠式外环汽提挡板3中，顶层单层外环汽提挡板的顶部边缘与筒体9的内壁相连(参见图 4)。除顶层单层内环汽提挡板外，其它各层单层内环汽提挡板的顶部开孔边缘，以及各层单 层外环汽提挡板的底部开孔边缘和底层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘所设的裙板7， 与提升管反应器12的外壁之间均留有环形空间，供汽提器1操作时催化剂与汽提蒸汽通 过。 图5是本发明另外一种外提升管式催化转化汽提器的局部放大图，示出了其所用 的一组汽提挡板。这种汽提器，相当于图l所示汽提器中各层单层内环汽提挡板和各层单 层外环汽提挡板的圆锥底角a为O度时所形成的本发明的一个特例。汽提器的整体结构 示意图省略，下面结合图5并参照图1 图3进行说明。汽提器包括筒体9，筒体9内设有 汽提蒸汽分布器和成组的汽提挡板。每组汽提挡板由一个叠式内环汽提挡板2和一个位于 其下方的叠式外环汽提挡板3组成，沿筒体9的轴向至少设置2组所述的汽提挡板。叠式 内环汽提挡板2由至少2层单层内环汽提挡板组成；顶层的单层内环汽提挡板为圆形，其余 各层单层内环汽提挡板为圆环形。各层单层内环汽提挡板的径向尺寸自上而下逐层增大； 上一层单层内环汽提挡板的外边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的中心孔边缘区域在 水平面上的投影相重叠(投影重叠部分为圆环形)、之间设有连接筋板4并形成水平通道 5。底层单层内环汽提挡板的外边缘设有垂直向下的裙板7。 叠式外环汽提挡板3由至少2层单层外环汽提挡板组成。各层单层外环汽提挡板 均为圆环形，径向尺寸自上而下逐层减少；上一层单层外环汽提挡板的中心孔边缘区域与 下一层单层外环汽提挡板的外边缘区域在水平面上的投影相重叠(投影重叠部分为圆环 形)、之间设有连接筋板4并形成水平通道5。底层单层外环汽提挡板的中心孔边缘设有垂 直向下的裙板7，顶层单层外环汽提挡板的外边缘与筒体9的内壁相连，参见图5。
汽提器的主要结构参数一般如下一个叠式内环汽提挡板2由2 6层单层内环 汽提挡板组成。图5所示，一个叠式内环汽提挡板2由3层单层内环汽提挡板组成，水平通 道5(以及连接筋板4)的层数为2层。相邻两层单层内环汽提挡板之间的距离H为30
9400毫米；H最好为50 300毫米。上一层单层内环汽提挡板的外边缘区域与下一层单层 内环汽提挡板的中心孔边缘区域在水平面上投影的重叠部分的径向宽度L为30 300毫 米；L最好为50 200毫米。底层单层内环汽提挡板的外圆面积占催化转化汽提器有效横 截面积的30% 85%，上一层单层内环汽提挡板的外圆面积占下一层单层内环汽提挡板 外圆面积的30% 80%。 —个叠式外环汽提挡板3由2 4层单层外环汽提挡板组成。图5所示， 一个叠 式外环汽提挡板3由2层单层外环汽提挡板组成，水平通道5 (以及连接筋板4)的层数为 1层。相邻两层单层外环汽提挡板之间的距离H为30 400毫米；H最好为50 300毫 米。上一层单层外环汽提挡板的中心孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的外边缘区域 在水平面上投影的重叠部分的径向宽度L为30 300毫米；L最好为50 200毫米。一 个叠式外环汽提挡板3在水平面上的总投影面积占汽提器有效横截面积的20% 70% ，各 层单层外环汽提挡板在水平面上的投影面积占该总投影面积的10% 50%。
叠式内环汽提挡板2上相邻两层单层内环汽提挡板之间单层水平通道5的流通面 积，为下一层单层内环汽提挡板的中心孔边缘的周长(圆周长)与H值的乘积，再减去连接 筋板4占据的面积。叠式外环汽提挡板3上相邻两层单层外环汽提挡板之间单层水平通道 5的流通面积，为上一层单层外环汽提挡板的中心孔边缘的周长(圆周长)与H值的乘积， 再减去连接筋板4占据的面积。各单层水平通道5的高度按H计算。 在一组汽提挡板中，叠式内环汽提挡板2与叠式外环汽提挡板3之间的距离a为 筒体9内直径D的O. 2 l倍。 汽提器的筒体9内一般设置2 10组汽提挡板。相邻两组汽提挡板之间的距离 为筒体9内直径D的0. 2 1. 5倍；该距离为上一个叠式外环汽提挡板3中底层单层外环 汽提挡板所设裙板7的底端平面与下一个叠式内环汽提挡板2中顶层单层内环汽提挡板上 表面之间的距离。筒体9内设置1 3个汽提蒸汽分布器；设置1个汽提蒸汽分布器时，设 置于底部一组汽提挡板的下方；设置2 3个汽提蒸汽分布器时，其中的1个设置于底部一 组汽提挡板的下方，其余的设置于各组汽提挡板之间。 图5所示汽提器与图l所示汽提器的不同，主要在于所用的叠式内环汽提挡板2 和叠式外环汽提挡板3。将图1所示汽提器的叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3 更换为图5所示的叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3，即形成图5所示的汽提器。 图5所示汽提器的其余结构与结构参数及其变化、参数的选取与计算、部件的设置与作用， 等等，均与图1所示的汽提器相同；详细说明从略，参见对图1的有关说明。
当催化转化装置的提升管反应器设于图5所示的汽提器之内时，形成一种内提升 管式催化转化汽提器。附图省略，有关的说明如下。与图5所示外提升管式催化转化汽提 器的主要不同之处是，提升管反应器设于催化转化汽提器内。在筒体内所设的各叠式内环 汽提挡板中，顶层的单层内环汽提挡板为圆环形。在计算一个叠式外环汽提挡板在水平面 上的总投影面积时，汽提器的有效横截面积为筒体的横截面积(按筒体的内直径计算)与 提升管反应器的横截面积(按提升管反应器的外直径计算)的差值。 这种汽提器其余未说明的各主要部件的结构与结构参数及其变化，均与图5所示 的汽提器相同；详细说明从略，参见对图5的有关说明。 提升管反应器与筒体同轴，由各层单层内环汽提挡板和各层单层外环汽提挡板的中心孔穿过各层单层内环汽提挡板和各层单层外环汽提挡板。各叠式内环汽提挡板中，顶 层单层内环汽提挡板的中心孔边缘与提升管反应器的外壁相连。叠式外环汽提挡板中，顶 层单层外环汽提挡板的外边缘与筒体的内壁相连。除顶层单层内环汽提挡板外，其它各层 单层内环汽提挡板的中心孔边缘，以及各层单层外环汽提挡板的中心孔边缘和底层单层外 环汽提挡板的中心孔边缘所设的裙板，与提升管反应器的外壁之间均留有环形空间，供汽 提器操作时催化剂与汽提蒸汽通过。 上述的内提升管式催化转化汽提器，也可视为图4所示汽提器中各层单层内环汽 提挡板和各层单层外环汽提挡板的圆锥底角a为O度时所形成的本发明的一个特例。
本发明的催化转化汽提器，叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3中所有各 层单层内环汽提挡板和单层外环汽提挡板，均是水平设置；板厚一般为6 30毫米。各部 件采用现有催化转化汽提器常用的金属材料制造；各部件之间的连接，一般均采用焊接。可 采用现有催化转化汽提器常用的方法(例如使用固定筋板)，将叠式内环汽提挡板2和叠式 外环汽提挡板3固定于汽提器的筒体9内。 下面说明图1所示汽提器的操作过程。夹带油气的待生催化剂从沉降器10进入 汽提器1，同时经一段汽提蒸汽管801、一段汽提蒸汽分布器601和二段汽提蒸汽管802、二 段汽提蒸汽分布器602分别向汽提器1内通入一级汽提蒸汽和二级汽提蒸汽。待生催化剂 在汽提器1内自上而下流动，经过各叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3，依次与上 升的一、二级汽提蒸汽逆流接触，将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10，再经沉降器10送至分馏塔进行分离。汽提过的待生催化剂进入 设于汽提器1底部的待生立管或待生斜管ll，最后进入再生器进行再生。
参见图2，在上述的汽提过程中，大致是叠式内环汽提挡板2外侧与汽提器筒体9 内壁之间的通道-叠式外环汽提挡板3中各层单层外环汽提挡板的底部开孔(中心通道)， 构成主通道，在图2中用粗虚线示意性地表示。大部分待生催化剂在主通道内自上而下流 动(如粗虚线上的实心箭头所示)，大部分汽提蒸汽在主通道内自下而上流动(如粗虚线上 的空心箭头所示)。 同时，叠式内环汽提挡板2外侧与汽提器筒体9内壁之间通道内的一部分待生催 化剂经叠式内环汽提挡板2上的水平通道5进入内环汽提挡板2内，向下流动；进入叠式外 环汽提挡板3内的一部分待生催化剂经叠式外环汽提挡板3上的水平通道5进入叠式外环 汽提挡板3外侧与汽提器筒体9内壁之间的通道内，向下流动。汽提器内的一部分汽提蒸 汽，沿与上述催化剂相同的路径流动，但流动方向相反。在图2中，用细虚线示意性地表示 出这一部分催化剂和汽提蒸汽的流动路径；细虚线上的实心箭头表示待生催化剂的流动方 向，细虚线上的空心箭头表示汽提蒸汽的流动方向。 由于汽提器内一部分待生催化剂和汽提蒸汽通过叠式内环汽提挡板2和叠式外 环汽提挡板3上的水平通道时改变为在水平方向上流动，使全部待生催化剂和汽提蒸汽在 汽提器内的径向分布更加均匀，叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3下方的空间得 到了充分利用。还可以加剧待生催化剂与汽提蒸汽的流动程度，消除待生催化剂流动死区， 增加待生催化剂与汽提蒸汽的逆流和错流接触，避免汽提器内待生催化剂流动时出现沟流 以及大气泡的形成，减小待生催化剂与汽提蒸汽的返混程度，提高待生催化剂与汽提蒸汽 的接触效率和传质效率，从而使汽提器的汽提效率得到提高。
如果汽提器的操作负荷不变，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，那么就可以增加汽提器的操作负荷，相当于提高了汽提器的处理量。 图4所示汽提器的操作过程与图1所示汽提器的操作过程基本相同，说明从略。主 要的不同点是提升管反应器12占据了待生催化剂与汽提蒸汽的一部分流动空间。
图5所示的汽提器以及将催化转化装置的提升管反应器设于图5所示汽提器之内 而形成的内提升管式催化转化汽提器，当用作催化转化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时，其操作过程与图1所示汽提器的操作过程基本相 同，说明从略。图5中，用粗虚线、细虚线、实心箭头和空心箭头示意出各部分待生催化剂和 汽提蒸汽的流动路径与流动方向，参见对图2的有关说明。 图1和图4所示，是本发明汽提器用作催化转化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。本发明的各种汽提器，还可以用于HCC、DCC等装置， 用作脱除来自再生器的再生催化剂夹带气体杂质(烟气)的汽提器；下面以图6和图7为 例进行说明。对于夹带气体杂质的再生催化剂的汽提，采用与夹带油气的待生催化剂的汽 提相类似的技术方案，包括汽提器的结构以及汽提方法。 如图6所示，再生立管位于再生器13的侧面，本发明汽提器1设于再生器13的侧 面。汽提器1为外提升管式催化转化汽提器。再生立管由催化剂下料管151和催化剂流出 管152组成；催化剂下料管151设于再生器13的下部(催化剂密相段)与汽提器1的上部 之间，催化剂流出管152设于汽提器1的底部与提升管反应器12的下部之间。汽提器1的 顶部与再生器13内的催化剂稀相段之间设有气体返回管14。再生器13内夹带气体杂质 的再生催化剂经催化剂下料管151进入汽提器l，然后自上而下经过各叠式内环汽提挡板2 和叠式外环汽提挡板3向下流动，依次与由一段汽提蒸汽分布器601和二段汽提蒸汽分布 器602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夹带的气体杂质 (即烟气)进行传质、传热，再生催化剂中夹带的气体杂质被汽提蒸汽置换出来。汽提出的 气体杂质和汽提蒸汽向上流动，经汽提器1顶部的气体返回管14返回再生器13内的催化 剂稀相段。经汽提后的夹带有水蒸汽的再生催化剂由汽提器l的底部流出，经催化剂流出 管152流入提升管反应器12的下部，与原料油混合进行裂化反应。在上述的汽提过程中， 汽提器1通过所设置的叠式内环汽提挡板2和叠式外环汽提挡板3上水平通道的作用，使 得再生催化剂和汽提蒸汽在汽提器内的径向分布更加均匀、逆流和错流接触更加充分、返 混程度减小，消除了汽提器内催化剂流动时出现沟流以及大气泡形成的现象，提高了再生 催化剂与汽提蒸汽的接触效率和传质效率，从而提高了整个汽提器对再生催化剂夹带气体 杂质的脱除效率。 图7与图6的主要不同之处是，再生立管(由催化剂下料管151和催化剂流出管 152组成)位于再生器13的下方，汽提器1设于再生器13的下方。催化剂下料管151的入 口与再生器13的底部(催化剂密相段)相连，出口经汽提器1的顶部伸入汽提器1内的上 部，出口下方设有倒锥16 (倒锥16可防止汽提器1内的气体杂质和汽提蒸汽窜入催化剂下 料管151)。图7所示汽提器的操作过程与图6所示汽提器的操作过程基本相同。
本发明的各种汽提器在各种操作过程中，通过叠式内环汽提挡板2上所有各层水 平通道5的催化剂总流量和汽提蒸汽总流量，分别占叠式内环汽提挡板2所处位置的汽提器1内催化剂总流量和汽提蒸汽总流量的5 20w% 。通过叠式外环汽提挡板3上所有各层 水平通道5的催化剂总流量和汽提蒸汽总流量，分别占叠式外环汽提挡板3所处位置的汽 提器l内催化剂总流量和汽提蒸汽总流量的5 20w^。各种汽提器在各种操作过程中，采 用一段、两段或三段汽提的方式。汽提介质采用水蒸汽，各段汽提蒸汽的压力一般为0. 9 1. 2MPa、温度一般为220 320°C，汽提线速一般为0. 1 0. 2米/秒。催化剂可以是各种 类型的催化转化催化剂。
权利要求
一种催化转化汽提器，包括筒体(9)，筒体(9)内设有汽提蒸汽分布器和成组的汽提挡板，其特征在于每组汽提挡板由一个叠式内环汽提挡板(2)和一个位于其下方的叠式外环汽提挡板(3)组成，沿筒体(9)的轴向至少设置2组所述的汽提挡板，叠式内环汽提挡板(2)由至少2层单层内环汽提挡板组成，顶层的单层内环汽提挡板为圆锥面形或截头圆锥面形，其余各层单层内环汽提挡板为截头圆锥面形，各层单层内环汽提挡板的径向尺寸自上而下逐层增大，上一层单层内环汽提挡板的底部边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的顶部开孔边缘区域在水平面上的投影相重叠、之间设有连接筋板(4)并形成水平通道(5)，底层单层内环汽提挡板的底部边缘设有垂直向下的裙板(7)，叠式外环汽提挡板(3)由至少2层单层外环汽提挡板组成，各层单层外环汽提挡板均为倒置截头圆锥面形，径向尺寸自上而下逐层减少，上一层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的顶部边缘区域在水平面上的投影相重叠、之间设有连接筋板(4)并形成水平通道(5)，底层单层外环汽提挡板的底部开孔边缘设有垂直向下的裙板(7)。
2. 根据权利要求1所述的催化转化汽提器，其特征在于一个叠式内环汽提挡板(2) 由2 6层单层内环汽提挡板组成，单层内环汽提挡板的圆锥底角a大于0度、小于等于 50度，相邻两层单层内环汽提挡板之间的距离H为30 400毫米，上一层单层内环汽提挡 板的底部边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的顶部开孔边缘区域在水平面上投影的重 叠部分的径向宽度L为30 300毫米，底层单层内环汽提挡板的底圆面积占催化转化汽提 器有效横截面积的30% 85%，上一层单层内环汽提挡板的底圆面积占下一层单层内环 汽提挡板底圆面积的30% 80%。
3. 根据权利要求1所述的催化转化汽提器，其特征在于一个叠式外环汽提挡板(3) 由2 4层单层外环汽提挡板组成，单层外环汽提挡板的圆锥底角a大于0度、小于等于 50度，相邻两层单层外环汽提挡板之间的距离H为30 400毫米，上一层单层外环汽提挡 板的底部开孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的顶部边缘区域在水平面上投影的重 叠部分的径向宽度L为30 300毫米，一个叠式外环汽提挡板(3)在水平面上的总投影面 积占催化转化汽提器有效横截面积的20% 70%，各层单层外环汽提挡板在水平面上的 投影面积占该总投影面积的10% 50%。
4. 根据权利要求1或2或3所述的催化转化汽提器，其特征在于在一组汽提挡板中， 叠式内环汽提挡板(2)与叠式外环汽提挡板(3)之间的距离a为筒体(9)内直径D的O. 2 l倍。
5. 根据权利要求1或2或3所述的催化转化汽提器，其特征在于筒体(9)内设置2 10组汽提挡板，相邻两组汽提挡板之间的距离b为筒体(9)内直径D的0.2 1.5倍，筒体 (9)内设置1 3个汽提蒸汽分布器。
6. —种催化转化汽提器，包括筒体(9)，筒体(9)内设有汽提蒸汽分布器和成组的汽提 挡板，其特征在于每组汽提挡板由一个叠式内环汽提挡板(2)和一个位于其下方的叠式 外环汽提挡板(3)组成，沿筒体(9)的轴向至少设置2组所述的汽提挡板，叠式内环汽提挡 板(2)由至少2层单层内环汽提挡板组成，顶层的单层内环汽提挡板为圆形或圆环形，其余 各层单层内环汽提挡板为圆环形，各层单层内环汽提挡板的径向尺寸自上而下逐层增大， 上一层单层内环汽提挡板的外边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的中心孔边缘区域在 水平面上的投影相重叠、之间设有连接筋板(4)并形成水平通道(5)，底层单层内环汽提挡板的外边缘设有垂直向下的裙板(7)，叠式外环汽提挡板(3)由至少2层单层外环汽提挡板 组成，各层单层外环汽提挡板均为圆环形，径向尺寸自上而下逐层减少，上一层单层外环汽 提挡板的中心孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的外边缘区域在水平面上的投影相 重叠、之间设有连接筋板(4)并形成水平通道(5)，底层单层外环汽提挡板的中心孔边缘设 有垂直向下的裙板(7)。
7. 根据权利要求6所述的催化转化汽提器，其特征在于一个叠式内环汽提挡板(2) 由2 6层单层内环汽提挡板组成，相邻两层单层内环汽提挡板之间的距离H为30 400 毫米，上一层单层内环汽提挡板的外边缘区域与下一层单层内环汽提挡板的中心孔边缘区 域在水平面上投影的重叠部分的径向宽度L为30 300毫米，底层单层内环汽提挡板的外 圆面积占催化转化汽提器有效横截面积的30 % 85 % ，上一层单层内环汽提挡板的外圆 面积占下一层单层内环汽提挡板外圆面积的30% 80%。
8. 根据权利要求6所述的催化转化汽提器，其特征在于一个叠式外环汽提挡板(3) 由2 4层单层外环汽提挡板组成，相邻两层单层外环汽提挡板之间的距离H为30 400 毫米，上一层单层外环汽提挡板的中心孔边缘区域与下一层单层外环汽提挡板的外边缘区 域在水平面上投影的重叠部分的径向宽度L为30 300毫米，一个叠式外环汽提挡板(3) 在水平面上的总投影面积占催化转化汽提器有效横截面积的20% 70%，各层单层外环 汽提挡板在水平面上的投影面积占该总投影面积的10% 50%。
9. 根据权利要求6或7或8所述的催化转化汽提器，其特征在于在一组汽提挡板中， 叠式内环汽提挡板(2)与叠式外环汽提挡板(3)之间的距离a为筒体(9)内直径D的O. 2 l倍。
10. 根据权利要求6或7或8所述的催化转化汽提器，其特征在于筒体(9)内设置 2 10组汽提挡板，相邻两组汽提挡板之间的距离为筒体(9)内直径D的0.2 1.5倍，筒 体(9)内设置1 3个汽提蒸汽分布器。
全文摘要
本发明公开了石油炼制与石油化工行业催化转化装置所用的一种催化转化汽提器，以解决现有催化转化汽提器所存在的汽提效率不高的问题。本发明汽提器，每组汽提挡板由一个叠式内环汽提挡板(2)和一个位于其下方的叠式外环汽提挡板(3)组成。叠式内环汽提挡板(2)由至少2层单层内环汽提挡板组成，叠式外环汽提挡板(3)由至少2层单层外环汽提挡板组成。上一层单层内环汽提挡板与下一层单层内环汽提挡板之间以及上一层单层外环汽提挡板与下一层单层外环汽提挡板之间均形成水平通道(5)。本发明汽提器适用于各种催化转化工艺夹带油气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。
文档编号B01J8/00GK101711962SQ20091006588
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者乔立功, 刘昱, 张振千, 张立新, 李国智, 田耕, 雷世远, 马艳梅 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