专利名称：用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油化工领域，更具体地说，尤其涉及一种用于催化裂化工艺中 再生烟气的在线分析系统。
背景技术：
在用于石油炼制过程的催化裂化工艺中，催化剂主要在再生器中与氧气发生反应 实现再生，除了反应产物之外，还会产生携带少量催化剂和水的再生烟气。为了掌握再生反 应过程的进行情况，尤其是催化剂再生的反应情况，需要实时了解氧含量、二氧化碳含量、 一氧化碳含量等信息。然而，再生反应的情况、反应的效率等参数无法用仪表设备进行直接 检测的，只有通过对再生器内的反应组份的检测来间接地进行评价。因此，通常通过对再生 烟气的在线检测分析来获得再生反应过程情况的相关信息。然而，来自于再生器的再生烟气并不适用于利用分析仪对其直接进行检测，主要 原因在于再生烟气的温度很高，含水量大，而且再生烟气中还掺杂有催化剂粉末，这些因 素都会导致分析仪的分析检测结果误差较大。因此，在对该再生烟气进行检测之前，需要对 该再生烟气进行预处理，以使进入到分析仪的再生烟气符合分析仪的要求。如图1所示，传统的用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系统主要包括水 罐、冰箱和分析仪，其中，再生烟气经过水罐而除去再生烟气中携带的催化剂粉末，(工业 用)冰箱用于使再生烟气处于满足分析仪要求的温度范围之内，分析仪用于对经过水罐和 冰箱处理的再生烟气进行分析和检测，从而获得再生反应过程情况的相关信息。上述传统的在线分析系统的缺陷在于，不能有效地除去再生烟气中所存在的水 分，因而由于再生烟气中水分的存在会严重影响分析仪的检测准确度；而且该在线分析系 统组成结构相对复杂，容易出现故障而导致在线分析系统的失效。
实用新型内容本实用新型的目的是克服传统的用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系统 不能有效地除去再生烟气中的水分且组成结构相对复杂的缺陷，而提供一种能够有效地除 去再生烟气中的水分且组成结构相对简单的在线分析系统。根据本实用新型的一个方面，提供了用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系 统，其中，该在线分析系统包括涡旋冷却装置，该涡旋冷却装置与再生烟气的管道连接，以接收所述再生烟气，所 述涡旋冷却装置用于除去所接收的再生烟气中的粉尘，并且使所接收的再生烟气冷却；除水装置，该除水装置与所述涡旋冷却装置连通，用于对经过涡旋冷却装置处理 后的再生烟气进行除水处理；和分析仪，该分析仪接收经过除水处理后的再生烟气中的一部分，并对该再生烟气 进行分析。按照本实用新型所提供的在线分析系统，利用涡旋冷却装置对再生烟气进行除尘处理和降温处理，从而使再生烟气中存在的如催化剂粉尘基本得以清除，还使再生烟气的 温度保持在合适的温度范围之内；利用除水装置对再生烟气进行除水处理，从而使再生烟 气中得以脱水并具有合适的含水量。因此，输送到分析仪的再生烟气的粉尘、温度以及含水 量都处于合适的水平，适于分析仪进行检测分析，满足分析仪的要求。与传 统的在线分析系统相比，在本实用新型所提供的在线分析系统中，由于利用 涡旋冷却装置集成地实现除尘处理和降温处理，因而组成结构相对简单，可靠性更高。而 且，利用除水处理，能够对再生烟气进行除水处理，从而使输送到分析仪的再生烟气的水含 量处于合适的范围，克服了传统的分析系统中再生烟气的水分对分析仪的不利影响。优选地，所述涡旋冷却装置为竖直安装。通过将涡旋冷却装置设置为竖直安装，能 够使涡旋冷却装置保持良好的工作状态，有利于涡旋冷却装置实现其自清洁的功能。优选地，所述涡旋冷却装置与再生烟气的管道之间设置有阀门，该阀门用于控制 所述涡旋冷却装置与再生烟气的管道之间的接通或断开。通过设置涡旋冷却装置与再生烟 气之间的阀门，能够方便地控制所述在线分析系统的启动和关闭。例如，当需要进行在线分 析时，可以将所述阀门接通，允许待检测分析的再生烟气的一部分从所述管道流到涡旋冷 却装置，以最终输送到分析仪，从而进行检测分析。而当不需要进行检测分析时，可以将所 述阀门断开，以防止再生烟气从管道进入所述涡旋冷却装置中。优选地，所述在线分析系统还包括流量控制阀，所述涡旋冷却装置通过所述流量 控制阀与所述除水装置连通。利用该流量控制阀，能够控制再生烟气在在线分析系统中的 流量，从而使再生烟气在在线分析系统中的流量保持稳定，以有利于分析仪获得更为准确 的检测分析结果。优选地，所述除水装置包括彼此连通的第一级除水装置和第二级除水装置，所述 第一级除水装置设置为使得除水处理后的再生烟气的含水量最大为1%，所述第二级除水 装置设置为使得除水处理后的再生烟气的含水量最大为0. 5%。通过将除水装置分为第一 级除水装置和第二级除水装置，能够使经过除水处理的再生烟气的含水量更小，从而更为 彻底地去除再生烟气中的水分。优选地，所述第一级除水装置为冷凝器。优选地，所述第一级除水装置还包括与所述冷凝器连接的排污阀。优选地，所述第二级除水装置为膜式过滤器。优选地，所述膜式过滤器包括输入管、第一排出管和第二排出管，其中，所述输入 管与所述第一级除水装置连通，所述第一排出管与所述分析仪连接，所述第二排出管连接 有旁路。
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面 的具体实施方式
一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1为传统的用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系统的结构示意图；图2为根据本实用新型优选实施方式的用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分 析系统的结构示意图；图3为膜式过滤器的结构示意图。[0025]附图标记说明涡旋冷却装置11除水装置12第一级除水装置121第二级除水装置122排污阀123分析仪13阀门14流量控制阀15输入管16第一排出管17第二排出管18旁路19具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处 所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。如图2所示，根据本实用新型的用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系统包 括涡旋冷却装置11，该涡旋冷却装置11与再生烟气的管道连接，以接收所述再生烟 气，所述涡旋冷却装置11用于除去所接收的再生烟气中的粉尘，并且使所接收的再生烟气 冷却；除水装置12，该除水装置12与所述涡旋冷却装置11连接，用于对经过涡旋冷却装 置11处理后的再生烟气进行除水处理；和分析仪13，该分析仪13接收经过除水处理后的再生烟气中的至少一部分，并对该 至少一部分再生烟气进行检测分析。图2中所示的管道为再生烟气所流经的管道。涡旋冷却装置11与该管道连接，用 于接收再生烟气(一部分)，从而在后续处理中对所接收的再生烟气进行检测分析。优选地，所述涡旋冷却装置11与再生烟气的管道之间设置有阀门14，该阀门14用 于控制所述涡旋冷却装置11与所述管道之间的接通或断开。因此，当在线分析系统不工作 时，例如需要对在线分析系统进行检修时，可以利用阀门14断开所述管道与涡旋冷却装置 11之间的连接，从而避免再生烟气总是会进入涡旋冷却装置11中，以对该涡旋冷却装置11 造成不利影响(如腐蚀等)。此外，当在线分析系统工作而使阀门14处于接通状态时，也可 以通过调整阀门14的开度来调节进入涡旋冷却装置11的再生烟气的速度、流量等参数，以 随后的分析仪能够处于合适的工作状态之中。涡旋冷却装置11可以采用传统的涡旋冷却装置，如中国实用新型专利 ZL200620071168.2中所公开的涡旋制冷取样装置。这里不再对该涡旋制冷装置的自身的具 体结构进行详细描述。涡旋冷却装置11的主要作用为除去所接收的再生烟气中的粉尘(如催化剂颗粒等)，并且使所接收的再生烟气冷却，从而能够使再生烟气的温度降低到合适的水平。在本实用新型的在线分析系统中，由于采用了能够集成地对再生烟气进行除尘处 理和制冷处理的涡旋冷却装置，因此与传统的分析系统相比，本实用新型的系统组成结构 相对更为简单，因此 可靠性也更高。而且，涡旋冷却装置还能够将样品气中的粉尘颗粒去 除，从而能够降低或防止在线分析系统的管路中出现堵塞的可能性。此外，涡旋冷却装置还 能够将样品气中所含有的二氧化硫等腐蚀性气体除去，因而能够防止样品气对管路的不利 影响。因此，本实用新型所提供的在线分析系统能够长期稳定地正常运行，基本实现免维 护，极大程度上减少了维护成本。优选地，为了便于涡旋制冷装置11的可靠工作，所述涡旋冷却装置11为竖直安装。经过涡旋制冷装置11处理后的再生烟气不可避免地会含有部分水分。虽然在 ZL200620071168. 2描述说涡旋制冷装置11也具有脱水功能，然而，在实际工作过程中，该 涡旋制冷装置为了获得自清洁效果会主动地添加气态水，从而造成再生烟气中必然含有一 定的水分。而不清除再生烟气中的水分，水冷却后变为液态会损坏分析仪的检测器，也会对 随后分析仪的检测分析结果造成干扰，从而影响检测分析和结果的准确性。有鉴于此，为了消除再生烟气中所存在的水分对分析仪的不利影响，在本实用新 型所提供的在线分析系统中设置了除水装置，从而尽可能地清除再生烟气中的水分。除水装置12与涡旋制冷装置11连接，用于接收经过涡旋制冷装置11处理后的再 生烟气，以对该再生烟气进行除水处理。该除水装置可以通过多种方式来实现，如通过集结 器加干燥剂除水、通过冰箱进一步降低温度除水等。如上所述，按照本实用新型的在线分析系统，由于利用涡旋制冷装置11实现了系 统较为简单的组成结构，并通过除水装置将再生烟气中的水分尽可能地清除掉，因此本实 用新型的在线分析系统可靠性相对较高且分析检测结果的准确度也相对较高。优选地，如图2所示，所述在线分析系统还包括流量控制阀15，所述涡旋冷却装置 11通过所述流量控制阀15与所述除水装置12连通。流量控制阀15用于控制经过该流量控制阀15的再生烟气的流量，从而使再生烟 气在该在线分析系统中稳定地流动，防止出现波动较大的情形。流量控制阀15可以为各种能够实现流量控制的阀门，如针型阀、可调节式减压 阀、可调节式稳压阀等。如上所述，除水装置可以通过多种方式来实现。但优选地，为了获得更好的除水效 果，如图2所示，所述除水装置12包括彼此连通的第一级除水装置121和第二级除水装置 122，经过所述第一级除水装置121的除水处理后的再生烟气的水含量最大为1%，经过所 述第二级除水装置122的除水处理后的再生烟气的水含量最大为0. 5%。在本说明书中，所 谓的水含量是指在单位体积的再生烟气中，气态水的体积与该单位体积的比例。再生烟气首先经过第一级除水装置121的一级除水，从而能够将大部分的水分除 去。因此，当经过第一级除水装置121处理后的再生烟气经过第二级除水装置时，第二级除 水装置的负担相对较轻，能够进行更高程度的除水处理。利用第一级除水装置和第二级除 水装置能够保证后续的分析仪所采集分析的再生烟气样品中的含水量极少甚至为零，从而 能够避免再生烟气中水分对检测分析结果的干扰，以获得较高精度和准确度的检测结果。[0058]优选地，所述第一级除水装置121为冷凝器。冷凝器可以选择常用的冷凝器，如脱 液罐、聚集器等。当然，本实用新型并不限于冷凝器，第一级除水装置还可以为旋风式脱液 装置或冰箱制冷的脱液装置等。优选地，所述第一级除水装置121还包括与所述冷凝器连 接的排污阀123。利用该排污阀123将第一级除水装置121所积累的杂质或积水及时排出。优选地，所述第二级除水装置122为膜式过滤器，该膜式过滤器仅允许气体通过， 而不允许杂质颗粒以及液体通过。换句话说，膜式过滤器不但能够用作第二级除水装置，具 有除水作用，即防止经过该模式过滤器的再生烟气中带有水分；还能够用作过滤器，将再生 烟气中所存在的少许杂质颗粒过滤掉，防止进入分析仪的再生烟气中带有杂质颗粒。膜式过滤器可以为苏州天华的MODEL 101型膜式过滤器或者是重庆凌卡的 LKP303型膜式过滤器等。当然，本实用新型并不限于膜式过滤器，还可以选择其他类型的除 水装置用作第二级除水装置，如通过干燥剂进行除水、通过冰箱进一步降低温度除水等。优选地，膜式过滤器具有如图3所示的结构。具体来说，所述膜式过滤器包括输入 管16、第一排出管17和第二排出管18，其中，所述输入管16与所述第一级除水装置121连 接，所述第一排出管17与所述分析仪13连接，所述第二排出管18连接有旁路19。如图3所示，当烟气通过输入管16到达膜式过滤器的过滤膜后，能够通过膜式过 滤器的过滤膜的再生烟气的气体成分则顺利进入第一排出管17，而不能通过膜式过滤器的 杂质颗粒以及液体成分(如水)则通过第二排出管18进入旁路19。因此，具有图3所示结 构的膜式过滤器具有自清洁的功能，能够防止杂质积聚在膜式过滤器中，防止膜式过滤器 过滤性能的下降。此外，旁路19的设置还能够提高再生烟气在在线分析系统的管路中的流动速度。 具体来说，在进行在线分析过程中，如果发现再生烟气在在线分析系统的管路中的流动速 度较慢，则可以通过控制流量控制阀15增大再生烟气的流量或流速，同时多余的再生烟气 则可以通过旁路19流出。因此，通过设置旁路19，从而允许提高再生烟气在在线分析系统 的管路中的速度，进而减小在线分析系统测量的滞后性。另外，如图2和图3所示，在本实用新型的在线分析系统中，可以根据需要而在合 适的位置设置合适的阀装置，以控制再生烟气在管路中的流动。这里不再对相关阀装置的 设置进行详细描述。以上描述了本实用新型所提供的用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系统， 但本实用新型并不限于此。例如，上述在线分析系统还可应用于对流体(如液体或其他气 体)进行检测的工作场合。以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技 术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，而不限于权利要求书中各项权利要求的 引用关系。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。此 外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新 型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
权利要求1.用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系统，其特征在于，该在线分析系统包括涡旋冷却装置(11)，该涡旋冷却装置(11)与再生烟气的管道连接，以接收所述再生烟 气，所述涡旋冷却装置(11)用于除去所接收的再生烟气中的粉尘，并且使所接收的再生烟 气冷却；除水装置(12)，该除水装置(12)与所述涡旋冷却装置(11)连接，用于对经过涡旋冷却 装置(11)处理后的再生烟气进行除水处理；和分析仪(13)，该分析仪(13)接收经过除水处理后的再生烟气中的至少一部分，并对该 至少一部分再生烟气进行检测分析。
2.根据权利要求1所述的在线分析系统，其特征在于，所述涡旋冷却装置(11)为竖直 安装。
3.根据权利要求2所述的在线分析系统，其特征在于，所述涡旋冷却装置(11)与再生 烟气的管道之间设置有阀门(14)，该阀门(14)用于控制所述涡旋冷却装置(11)与所述管 道之间的接通或断开。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的在线分析系统，其特征在于，所述在线分析系 统还包括流量控制阀(15)，所述涡旋冷却装置(11)通过所述流量控制阀(15)与所述除水 装置(12)连通。
5.根据权利要求4所述的在线分析系统，其特征在于，所述除水装置(12)包括彼此连 通的第一级除水装置(121)和第二级除水装置(122)，所述第一级除水装置(121)设置为使 得除水处理后的再生烟气的水含量最大为1%，所述第二级除水装置(122)设置为使得除 水处理后的再生烟气的水含量最大为0. 5%。
6.根据权利要求5所述的在线分析系统，其特征在于，所述第一级除水装置(121)为冷 凝器。
7.根据权利要求6所述的在线分析系统，其特征在于，所述第一级除水装置(121)还包 括与所述冷凝器连接的排污阀(123)。
8.根据权利要求4所述的在线分析系统，其特征在于，所述第二级除水装置(122)为膜 式过滤器，该膜式过滤器仅允许气体通过。
9.根据权利要求8所述的在线分析系统，其特征在于，所述膜式过滤器包括输入管 (16)、第一排出管(17)和第二排出管(18)，其中，所述输入管(16)与所述第一级除水装置 (121)连接，所述第一排出管(17)与所述分析仪(13)连接，所述第二排出管(18)连接有旁 路(19)。
专利摘要用于催化裂化工艺中再生烟气的在线分析系统，该在线分析系统包括涡旋冷却装置，该涡旋冷却装置与再生烟气的管道连接，以接收所述再生烟气，所述涡旋冷却装置用于除去所接收的再生烟气中的粉尘，并且使所接收的再生烟气冷却；除水装置，该除水装置与所述涡旋冷却装置连通，用于对经过涡旋冷却装置处理后的再生烟气进行除水处理；和分析仪，该分析仪接收经过除水处理后的再生烟气中的一部分，并对该再生烟气进行分析。按照本实用新型所提供的在线分析系统，由于利用涡旋冷却装置集成地实现除尘处理和降温处理，因而组成结构相对简单。而且，利用除水处理，能够对再生烟气进行除水处理，从而使输送到分析仪的再生烟气的含水量处于合适的范围。
文档编号G01N1/42GK201837553SQ201020541480
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者何定君, 傅泽宏, 李应甲, 李鹏飞, 许忠仪, 贺雷 申请人:中国石油化工股份有限公司, 天华化工机械及自动化研究设计院苏州自动化研究所