防结焦沉降器

本申请涉及一种沉降器，具体的，催化脱氢、裂解反应装置的沉降器，防止结焦的沉降器，属于石油化工领域。

背景技术：

1、催化裂化/裂解装置结焦导致装置无法连续长周期运转，给企业造成巨大的经济损失。沉降器的结焦物理因素主要是反应油气中重组分的冷凝及其对催化剂、沉降器内构件的粘附，通过减少油气重组分的冷凝可以有效的抑制沉降器的结焦。如果温度低于其油气分压下的露点温度，重组分就会冷凝析出，黏附在催化剂上，被器壁或内构件捕获，进而形成焦炭。一般油气中的重组分是造成结焦的根源，沉降器内的流动状况，温度分布、油气停留时间及操作方式对结焦有重要的影响。

2、由于沉降器内的空间比较大，油气流动速度比较小，油气在沉降空间的停留时间比较长，且存在油气流动死区，这不仅会增加油气的二次过裂化反应，同时也会增加油气中重组分的冷凝，使得油气中油液滴的比例上升，油气结焦的可能性增加。生成的结焦物黏附在沉降器内壁及设备外表面并不断增加厚度，久而久之便成为严重危害装置长周期运行的隐患。

3、中国专利zl201010263125.5抑制重油催化沉降器结焦的油气快速引出设备及方法。可以使油气和催化剂快速分离，油气进入沉降器空间就快速排出，避免扩散到沉降器全部空间，消除油气因长时间滞留沉降空间而导致的结焦，延长装置开工周期。

4、中国专利zl98102166.2、zl98204681.2还将预汽提段的内部挡板改为环流套筒，并使粗旋风分离器升气管与顶旋风分离器入口承插式导气直连接。中国专利zl96103478.5、zl96103420.3、zl01228805.5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，并在其外面加了一个封闭罩以实现油气的快速引出。中国专利zl01100418.5提出了一种用于提升管流化床反应系统的多级串联紧凑型气固快速分离系统，用于提升管反应后油气与催化剂的快速分离，使油气在沉降器内的平均停留时间可降低到3～4秒，从而改善产品分布，减少沉降器内的结焦现象。

5、中国专利zl92112441.4、zl96103419.x，美国专利us5158669、欧洲专利ep0593827a1等在提升管反应器末端粗旋风分离器下部直接连接了一个预汽提段，减少从粗旋风分离器料腿向下喷出的油气量，缩短反应油气在沉降器内的停留时间。

6、中国专利zl201410613806.8，zl201320042717.3和zl200910180443.2等专利，分别针对于沉降器顶部，中部旋风分离器附近以及底部的油气重组分的冷凝结焦问题等问题，通过在沉降器的不同位置(顶部，中部或底部)设置一组或多组防焦蒸汽环管，防焦蒸汽环喷射蒸汽至沉降器阻隔油气，从而减少催化裂化沉降器结焦。

7、然而这些专利重点都在于提升管末端油气与催化剂的快速分离、降低下排入沉降器底部汽提段的油气量及使粗旋风分离器升气管上升的油气快速导出沉降器，对于被催化剂颗粒夹带和颗粒内孔吸附进入沉降器底部和汽提段的油气没有处理方案。在汽提段被蒸汽汽提出来的油气，虽然量不多，但多是较重馏分，且需要经过整个沉降器空间才能进入顶旋风分离器离开沉降器，因而这部分油气停留时间较长，可达几十秒，甚至上百秒，容易产生结焦。

8、中国专利zl200310121301.1和zl200510017707.4提出引入再生催化剂或高温高活性的待生剂到汽提段。通过提高汽提段温度和催化剂活性，创造环境使催化剂颗粒间和颗粒内夹带或吸附的油气(常常是容易生焦的重组分)在汽提段内反应转化为轻质油气，从而消除沉降器内结焦的内在因素，同时还可减少后续系统的结焦。显然，这一措施对现有的沉降器反应工艺和设备系统结构变动较大，不易实施且风险较大。

9、中国专利zl200420037425.1提出了一种主要针对底部汽提油气的反应沉降器油气快速导出防结焦装置。设一与一级旋风分离器升气管相连通的导流管，该导流管的下部设置一导流罩，用以将沉降空间的油气快速导出，消除沉降器有害的油气滞留空间，防止结焦。按照该专利方案虽可实现将沉降器底部汽提油气快速导出沉降器，但该专利容易增加二级旋风分离器的负荷和催化剂跑损、油浆固含量的问题。

技术实现思路

1、本申请的第一目的是在减少在沉降器内的结焦。通过在沉降器外设置初级分离器，大大的减低了其在沉降器内结焦。

2、本申请的另一个目的，通过对沉降器内器壁的冲刷，可以将刚凝结的油气和粘附的催化剂脱离沉降器的器壁。

3、本申请提供的沉降器，包括：沉降器罐体、初级分离器以及旋风分离器，初级分离器设在沉降器罐体之外，其中，初级分离器包括分离器本体、进气口、出气口以及下料斜管，下料斜管的出口端位于沉降器罐体内，出气口与分离器本体以及旋风分离器连通。

4、经反应器排出的油气以及催化剂经初级分离器的进气口进入初级分离器内，经过初级分离器气固分离之后，部分催化剂经初级分离器的下料斜管排到沉降器罐体内，可以降低在沉降器器壁上结焦。

技术特征：

1.一种沉降器，包括：沉降器罐体、初级分离器以及旋风分离器，初级分离器设在沉降器罐体之外，其中，初级分离器包括分离器本体、进气口、出气口以及下料斜管，下料斜管的出口端位于沉降器罐体内，出气口与分离器本体以及旋风分离器连通。

2.根据权利要求1所述的沉降器，其特征在于，初级分离器的下料斜管经沉降器罐体的器壁伸入沉降器罐体内，在沉降器内的下料斜管与罐壁基本垂直。

3.根据权利要求1或2所述的沉降器，其特征在于，初级分离器配置为与反应器的出口连接，初级分离器的本体的截面直径与反应器出口的直径比为(1-8)：1，优选(2-5)：1。

4.根据权利要求1-3任何一项所述的沉降器，其特征在于，初级分离器的出气口与旋风分离器的入口通过平滑过渡的弯管连接；

5.根据权利要求1-3任何一项所述的沉降器，其特征在于，初级分离器的下料斜管包括水平段以及竖直段，水平段位于竖直段下方，竖直段与分离器本体的底部连接，水平段至少部分伸入沉降器罐体内；水平段与水平面基本平行，竖直段为向下输送催化剂的管道。

6.根据权利要求1-5任何一项所述的沉降器，其特征在于，初级分离器的下料斜管经沉降器罐体的扩径段的罐壁伸入沉降器罐体内；

7.根据权利要求5或6所述的沉降器，其特征在于，初级分离器的下料斜管进入沉降器内的出口的气速为2-50m/s，优选3-30m/s。

8.根据权利要求5或6所述的沉降器，其特征在于，下料斜管为横截面为圆形，初级分离器的下料斜管直径与提升管的直径比为(0.1-3):1，优选(0.8-2)：1。

9.根据权利要求5-8任何一项所述的沉降器，其特征在于，在沉降器的扩径段设有防焦网，在沉降器罐体内，防焦网位于初级分离器的下料斜管的水平段之上；

10.根据权利要求10所述的沉降器，其特征在于，防焦网上至少部分区域设置开孔。优选的，防焦网开孔率与防焦网总面积比为(0.1-0.9)：1，优选(0.2-0.6):1。

技术总结
一种沉降器，包括：沉降器罐体、初级分离器以及旋风分离器，初级分离器设在沉降器罐体之外，其中，初级分离器包括分离器本体、进气口、出气口以及下料斜管，下料斜管的出口端位于沉降器罐体内，出气口与分离器本体以及旋风分离器连通。通过在沉降器外设置初级分离器，大大的减低了沉降器内结焦概率。

技术研发人员：张强,李春义,丁书兵,张长庆,许乃文
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17