本发明涉及一种改进的气体分配系统及其在一个或多个流化床系统中、特别是在流化催化裂化(fcc)工艺中的用途。
背景技术:
1、许多工业方法包括流化催化剂床系统。例如,流化催化裂化(fcc)工艺是用于将重质烃原料诸如重质原油馏出物转化成较低分子量烃产物诸如汽油和中间馏分的已知工艺。fcc工艺系统通常包括提升管反应器、汽提器和再生器。将重质烃原料引入提升管反应器中,其中使其与来自再生器的热的催化裂化催化剂颗粒接触。重质烃原料和催化裂化催化剂颗粒的混合物通过提升管反应器,其中裂化产物在提升管末端与废催化剂分离。分离的裂化产物通到下游分馏系统,废催化剂通过汽提段,然后通到再生器,在再生器中,在裂化反应期间沉积在废催化剂上的焦炭通过与含氧气体的反应被烧掉,以再生废催化剂。所得再生催化剂用作上述热催化裂化催化剂颗粒并与引入提升管反应器中的重质烃原料混合。
2、本领域中描述了许多再生器和汽提器概念,诸如us20030143126、us5198397、gb769818和w02007076317中的那些。在大多数再生器中,将废催化剂提供到气体分配系统上方的再生器容器中。通过气体分配系统提供快速流动的含氧气体(通常为空气)并使废催化剂流化。类似的系统在汽提器中操作,其中通过气体分配系统提供蒸汽。其它气体分配器可位于在fcc工艺中使用的系统内,例如蒸汽或空气分配器可存在于立管的入口处或沿着立管、在提升罐/y/j-弯段中或在工艺容器的停滞区域中。
3、在每种情况下,为了实现一致的流动条件,气体分配系统需要提供穿过容器(例如再生器容器、汽提器或竖管)的横截面的一致的、径向均匀的流动。容器通常是圆柱形的,并且气体分配系统通常包括分配网格,该分配网格具有例如带有从其延伸的横向导管的管道、带有喷嘴的管道、歧管系统和流体分配环。例如,气体分配系统可包括一个或多个流化气体环或网格,包括设置有喷嘴或孔的导管或管道。
4、有时,可能发生暂时中止系统(诸如再生器或汽提器)的操作的事件,例如可能发生断电。在此类事件期间,气体流动被中断并且流化流动停止。重力具有其不可避免的影响,并且流化催化剂颗粒沉降在容器底部处,包括回流到喷嘴和气体分配系统中。
5、在重新启动时,为了确保在整个容器(例如再生器或汽提器)中均匀流动,气体分配系统内的任何催化剂颗粒都将需要被吹回到所述容器中。确保所有催化剂颗粒被吹回到容器中是具有挑战性的。气体分配系统中的任何残余物都可能导致阻塞并阻止空气的均匀分配,从而破坏容器内的流动。在汽提器中使用的气体分配系统中,阻塞问题可能由于来自其中使用的蒸汽的冷凝水的潜在存在而加剧。
6、此外,气体分配系统内的催化剂颗粒在被吹入该系统内时可能引起腐蚀,导致内件的冲刷和设备表面的腐蚀。这可损坏喷嘴,改变压降并影响系统内的流动。
7、典型的气体分配系统内的喷嘴被设计成具有足够的压降以支持均匀的径向流动。单级喷嘴提供简单的设计,但在操作循环中经历显著的腐蚀。鉴于此,在常规系统中,使用两级喷嘴。来自集管的气体进入喷嘴并穿过窄孔口(例如具有较小直径的圆形孔口),然后穿过较宽孔口(例如具有较大直径的圆形孔口),从而提供临界压降并最小化催化剂进入。
8、不幸的是,即使两级喷嘴也不能防止所有催化剂进入气体分配系统中。因此,非常希望提供一种气体分配系统,其中更充分地避免催化剂进入,防止腐蚀和阻塞,同时保持临界压降和穿过催化剂再生器或汽提器容器的均匀径向流动。
技术实现思路
1、本发明提供了一种气体分配系统,该气体分配系统包括与气体源流体地连通的多个流动通道,每个流动通道具有设置在其中的多个喷嘴,其中所述喷嘴的至少一部分装配有烧结金属过滤器。
1.一种气体分配系统,所述气体分配系统包括与气体源流体地连通的多个流动通道,每个流动通道具有设置在其中的多个喷嘴,其中所述喷嘴的至少一部分装配有烧结金属过滤器。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述气体分配系统中基本上所有的所述喷嘴都装配有金属过滤器。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统,其中所述烧结金属过滤器装配在所述喷嘴的整个横截面上,所述烧结金属过滤器装配至所述喷嘴。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述烧结金属过滤器装配在两级喷嘴上方。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述烧结金属过滤器装配到单级喷嘴上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述整个喷嘴由烧结金属过滤材料构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统,其中所述气体分配系统设置在容纳固体颗粒床的容器中,并用于在所述容器中分配气体以使所述固体颗粒床流化。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统,其中所述气体分配系统用于流化催化裂化工艺中的催化剂再生器中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统,其中所述气体分配系统用于流化催化裂化工艺中的催化剂汽提器中。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的系统,其中,所述气体源包括选自富氧空气、氧气、富氮空气或它们的任何组合或混合物中的一种或多种氧化剂。