CN100464830C - 组合式催化剂汽提器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式催化剂汽提器，适用于石油炼制领域。由挡板段和环流段组合而成，挡板段包括内环挡板、外环挡板和一段蒸汽分布器，内环挡板和外环挡板底部均分别设置有裙板，内环挡板和外环挡板上开设有供汽提蒸汽流通的通道(可以是孔、狭缝等)，而裙板上交错设置了多个孔和喷嘴；环流段则设有承接挡板段的锥形筛板、导流筒及内环和外环蒸汽分布器，锥形筛板底部连接有下端伸入导流筒的中心下料管。本发明采用了锥盘式和环流式两种汽提方式的有机组合，因此该设备可实现气-固两相间的高效接触，并能够保证催化剂与蒸汽有足够长的接触时间。本汽提器适用于各种催化转化工艺夹带油气的待生催化剂以及夹带杂质气体的固体颗粒的汽提。

Description

组合式催化剂汽提器

技术领域

本发明涉及一种组合式催化剂汽提设备，属于石油化工领域。

背景技术

在石油化工领域，经常需要对固体颗粒进行汽提，以除去固体颗粒吸附、夹带的杂质气体。如流化催化裂化(FCC)沉降器内，催化剂颗粒之间和颗粒孔道内部充满着油气，约占产品总量的2wt％～4wt％，这些油气只有一部分被用来维持装置的热平衡，还有一大部分被催化剂携带到再生器烧掉，既增加了再生器的热负荷又减少了轻质油收率。通常这部分油气是通过蒸汽汽提的方式除去的，汽提效果的好坏直接影响着装置的产品收率和能耗高低，对于重油催化裂化而言，甚至会影响到装置的处理能力。

进入汽提器内的待生催化剂所夹带的油气主要分为两部分：1、催化剂颗粒间夹带的油气；2、催化剂微孔内吸附的油气。汽提器内汽固两相的接触效果直接影响着油气被置换和脱附的效率，而汽固接触效果则主要由汽提器结构决定。目前国内外使用的汽提器主要有三种结构形式，即人字挡板、盘形挡板和无内构件三种，其中由S&W公司引进的RFCC(渣油催化裂化)装置采用的即为无内构件汽提器。从理论上讲，有内构件的汽提器汽固接触效果好于无内构件的汽提器，因此汽提效率也高于无内构件的汽提器。

对于用于FCC工艺的催化剂汽提器而言，UOP和Mobil两家公司拥有了主要的专利技术。UOP汽提器工艺的特点是在内锥盘的裙板上开有许多小孔或短管，用以加强汽固接触。在此基础上，也产生了一些以进一步加强汽固接触为目的的改进专利。如USP 5910240在内锥盘上附加了许多三角形旋转叶片，对向下流动的催化剂产生导向作用；USP 5549814则用多层格栅代替内锥盘，每层格栅像车辐条一样布置，每根辐条上开有小窗；USP 2001/0027938A1提出了一种汽提器，其特点是挡板水平布置，板上开有小孔，或是由水平布置的格栅代替挡板，以破碎气泡。这类汽提器的共同特点是在操作中催化剂是垂直流过挡板(格栅)，导致汽固接触时间短、汽提效率有限。

中国专利申请CN 200420075014.1、CN 93247744等也公开了一些FCC汽提器，其采用了锥盘式的汽提挡板。CN 93247744公开的汽提器结构中，在与汽提挡板相连的裙体设置开孔，这样汽提蒸汽由裙体上的喷嘴分布到催化剂流道内，该装置的汽提机理为汽提蒸汽与催化剂在催化剂流道内接触，置换出催化剂间夹带的油气。CN 200420075014.1提出了另一种交错布置锥盘式汽提挡板结构，在多层汽提挡板间还布置有2层导流板(内环导流板和外环导流板)，为开孔板或格栅结构，而汽提挡板上不开孔，催化剂由内、外环汽提挡板上自上而下依次流过，该过程中催化剂还经过设有开孔或格栅的导流板，汽提蒸汽的流动通道则与催化剂相同，与催化剂实现逆流接触。由于导流板的设置，减少了催化剂的返混程度，并可破碎气泡。上述汽提器结构虽然可提高汽提效率，但由于汽提挡板上没有开孔，汽提蒸汽与催化剂在该部位不能充分接触，汽提蒸汽和催化剂的接触效率会降低，同时还会浪费一部分汽提器空间，因而总体来讲汽提效率的提高是有限的。

中国专利98250779.8提出了一种汽提挡板开孔而裙体不开孔的汽提挡板结构，通过设置较大的开孔率，使挡板上的催化剂有一大部分由挡板上的孔流入挡板下方，类似于穿流操作。在这种结构中，汽提蒸汽与催化剂通过催化剂通道以及汽提挡板的孔而逆流接触，实现油气的汽提。然而，由于这种结构在裙体上没有设置开孔或喷嘴，限制了一部分催化剂与蒸汽的接触，实际上只有小部分催化剂能和蒸汽充分接触，因而汽提效率的提高受到一定限制。

另外，上述几种汽提器只采用了挡板形式，催化剂的停留时间较短，只能汽提掉催化剂间夹带的油气，难以充分置换催化剂孔道内吸附的油气，因而影响了汽提效率的提高。

中国专利CN 98102166.2提出了一种适用于再生催化剂的密相环流的新型汽提器，用以去除再生催化剂中的烟气；CN 98204681.2提出了一种与提升管出口快分系统配套的环流汽提器，适用于待生催化剂。这种汽提器内汽固接触效率高、催化剂停留时间长，能够充分将催化剂微孔内的油气置换掉。但这种汽提器也存在一些缺点，如：压降相对较大、不能应用于高度较大的汽提段等，在工业应用中受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是在现有技术公开和使用的催化剂汽提装置的基础上，研究提出一种新型的组合式催化剂汽提装置，用于催化剂的再生处理中，既能汽提掉催化剂间油气，又能置换出催化剂微孔内油气，并具有高效、低压降的特点。

本发明提供了一种组合式催化剂汽提器结构，包括设置于汽提器筒体内的挡板段和环流段，其中：

挡板段位于汽提器筒体的上部，包括沿筒体轴向呈交替设置的内环挡板与外环挡板，内环挡板和外环挡板下端分别连设有裙板，内环挡板及所连设的裙板与汽提器筒体内壁间形成外通道，外环挡板的内缘及所连设的裙板围成内通道；内环挡板和外环挡板均开设有供汽提蒸汽流通的通道，裙板上均水平交错布置有供汽提蒸汽流动的孔和喷嘴；该挡板段的筒体内还设有一段蒸汽分布器；

环流段位于汽提器筒体下部，设有承接来自挡板段的催化剂的锥形筛板，该锥形筛板设置于汽提器筒体的内壁并成倒锥台，底部连通中心下料管；环流段还设置有至少一级导流筒，该导流筒的外壁与汽提器内壁间形成环隙通道，中心下料管下部伸入导流筒；该环流段内还分别设置有内环蒸汽分布器和外环蒸汽分布器。

本发明的组合式催化剂汽提器，内环挡板和外环挡板的设置可以与现有技术相似，内环挡板设于筒体中心，外缘向下倾斜成锥板(本发明也称其为锥板)，其中心线(纵向)与汽提器轴向中心线重合，最好使母线与水平线的夹角设置为25°～45°，优选30°～40°；外环挡板绕汽提器筒体内壁设置，内缘向下倾斜成锥盘(本发明也称其为锥盘)，其中心线(纵向)与汽提器轴向中心线重合，最好使母线与水平线的夹角设置为25°～45°，优选30°～40°。

所述裙板为筒状，分别垂直焊接于内环挡板和外环挡板底部，裙板上水平交错设置的孔和喷嘴的面积之和为汽提器有效截面积的1％～20％。孔和喷嘴的当量直径为10～150mm。

筒体的挡板段可以设置1～20组挡板，每层内环挡板及其裙板和外环挡板及其裙板成为一组挡板，在设计上，各组挡板之间具有适当间距，也可以是重叠设置，即，下一组挡板中内环挡板可伸入上一组挡板中外环挡板的裙板内。

根据本发明的组合式催化剂汽提器，挡板段与环流段通过一个锥形筛板连接，该锥形筛板与水平线的夹角为25°～60°，优选30°～45°，该锥形筛板开设有当量直径10～150mm的孔和/或喷嘴，该锥形筛板上的孔和/或喷嘴的面积之和与汽提器有效截面积之比为1％～30％(即0.01～0.3)。锥形筛板底部与中心下料管相连，用以将催化剂汇集到中心下料管。

环流段还设置有1～10级导流筒，每级导流筒的高度为500～2000mm，导流筒的有效截面积与汽提器的有效截面积之比为0.5～0.8。

根据本发明的组合式催化剂汽提器，内环蒸汽分布器设于环流段下部，位于最下级导流筒底部至伸入该导流筒内0～500mm处，或者位于最下级导流筒底部以下0～500mm处；外环蒸汽分布器设于导流筒与汽提器筒壁之间的环隙通道，位于最下级导流筒底部向上0～500mm处，或者位于最下级导流筒底部向下0～500mm处。

与其他目前使用的汽提器一样，本发明的组合式催化剂汽提器也可以有适用于内提升管反应器的设计和适用于外提升管反应器的设计。

本发明的最大特点是提供了一种组合式汽提器，在挡板段的内、外环挡板(锥板和锥盘)及裙板上均设置供汽提蒸汽流通的气体通道，并且在裙板上使孔和喷嘴交错布置，配合挡板段的一段蒸汽分布器和环流段的内环蒸汽分布器、外环蒸汽分布器设计，催化剂在汽提器的挡板段内呈S形顺重力流动，同时与汽提蒸汽实现错流流动；在环流段内则通过在导流筒(多级)内部和外部环隙之间多次循环流动。催化剂在挡板段的流动过程中，流经内环挡板和外环挡板以及裙板附近时，都能与汽提蒸汽充分接触；而催化剂在环流段的循环流动所需增加的压降负荷很小。所以，在整个汽提过程中既可提高汽提器的汽提效率，又能降低能耗(即降低汽提蒸汽用量、减少生焦量，降低外取热器负荷)。

本发明所述的组合式汽提器，可以在确保催化剂环流的前提下延长催化剂在汽提器中的汽提路程，因此既能实现催化剂夹带油气的高效汽提，又能提供足够的停留时间，以充分置换掉催化剂孔道内吸附的油气。通过在小型热模实验装置中的对比实验发现，相对于同样的汽提器体积，经普通环形挡板结构汽提器汽提后，催化剂上焦炭中H含量为8体积％左右，而经本发明所提出的组合式汽提器汽提后，催化剂上焦炭中H含量可降至5体积％以下，说明催化剂孔道内吸附的油气也被汽提掉。

本发明既可用于FCC(流化催化裂化工艺)、DCC(多产低分子烯烃的催化裂化工艺)、ARGG(最大量生产液化气和高辛烷值的工艺)、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)等工艺的沉降器汽提段夹带油气的待生催化剂的汽提，又可用于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)等工艺的夹带杂质气体的再生催化剂的汽提，通过提高再生催化剂汽提效率，可达到多回收目的产品、降低干气收率、减少生焦、减少产品中杂质含量、降低再生器负荷、提高处理量的目的。

本发明还可广泛用于新建或改建的催化裂化装置中，根据生产规模可灵活确定汽提器的高度和内径。

附图说明

图1是本发明组合式汽提器第一种实施方案的结构示意图，适合于内提升管的装置。

图2是本发明组合式汽提器第二种实施方案的结构示意图，适合于外提升管的装置。

图3a～图3c是适合于内提升管的不同锥板型式，分别为筛板结构、菱形格栅结构和矩形格栅结构。

图4a～图4d是适合于外提升管设置的不同锥板型式，分别为筛板结构、菱形格栅结构和矩形格栅结构；图4e和图4f分别显示该方案中锥板与锥帽的不同设计。

图5a～图5c是适合于内提升管的不同型式的锥盘结构，分别为筛板结构、菱形格栅结构和矩形格栅结构。

图6a～图6c是适合于外提升管的不同型式的锥盘，分别为筛板结构、菱形格栅结构和矩形格栅结构。

图7a和图7b是适合于内提升管的内环气体分布器结构横截面和轴向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，旨在帮助阅读者理解本发明的特点和实质，但附图和具体实施方式内容并不限制本发明方案的可实施范围。

说明：本发明在对汽提器内各挡板和裙板设置的孔和喷嘴的描述中使用了“当量直径”来说明尺寸，当孔为圆孔时，当量直径即为圆孔的直径，而对于非圆形小孔，当量直径为面积与之相等的圆形小孔的直径(喷嘴是将钢管安装在这些小孔而形成，为保证由喷嘴和小孔喷出的蒸汽量相同，需根据压力降进行衡算，适当扩大喷嘴内径)。本发明所述的汽提器“有效截面积”对于外提升管式汽提器即为以其筒体内径计算出的截面积，而对于内提升管式汽提器则指以其筒体内径计算出的截面积与以提升管外径计算出的截面积的差值。

如图1和图2所示，本发明的组合式催化剂汽提器可以分别适用于内提升管反应器和外提升管反应器，由提升管出来的催化剂被一级旋风分离器(或快分)和二级旋风分离器分离，并由料腿进入汽提器内，这部分催化剂又被称作待生催化剂。现对二种方案分别描述如下。

图1的实施方案中组合式汽提器设置于提升管出口以下的汽提段内，该组合式汽提器包括：筒体1、内环挡板2(锥板2)、外环挡板3(锥盘3)、裙板4、锥形筛板5、中心下料管6、导流筒7、外环蒸汽分布器8、内环蒸汽分布器9、内提升管10、一段蒸汽分布器11。该组合式汽提器可分为两个部分，上部挡板段包括多级内环挡板2(锥板)与外环挡板3(锥盘)；下部环流段由锥形筛板5、中心下料管6和导流筒7(可以包括多级)组成；在组合式汽提器的上部和下部分别设置有一段蒸汽分布器11和内环蒸汽分布器9、外环蒸汽分布器8。与其他常规操作相同，该组合式汽提器的底部还设置有待生斜管或待生立管(图中未显示)。

参见图1，该组合式汽提器的挡板段由多层内环挡板2和外环挡板3沿筒体1的轴向交替布置而成，且分别设置了裙板4。内环挡板2内缘与筒体中心的内提升管10外壁相焊接，外缘向下倾斜成锥板(也称锥板2)，其中心线与汽提器轴向中心线重合，母线与水平线的夹角a为25°～45°，优选30°～40°，锥板2与筒体1内壁之间形成可供催化剂流动的环隙空间为外通道12；外环挡板3绕汽提器筒体1内壁设置，外缘与汽提器器壁焊接，内缘向下倾斜成锥盘(也称锥盘3)，其中心线与汽提器轴向中心线重合，母线与水平线的夹角b为25°～45°，优选30°～40°，锥盘3所连设的裙板4内壁与提升管10外壁围成可供催化剂流动的环隙空间为内通道13。优选的外通道12和内通道13的截面积分别为汽提器有效截面积的0.2～0.4倍，对于图1所示的汽提器，汽提器有效截面积为以筒体1的内壁计算出的截面积与以提升管10外壁计算出的提升管10的截面积之差。

裙板4为圆筒状，分别垂直焊接于锥板2和和锥盘3底部，裙板4上水平交错设置了孔和喷嘴14(连通于孔上的钢管)，同时参考图4e和图4f，裙板4上的一排开孔中，孔和喷嘴交错布置，根据裙板高度不同和开孔面积的需要，可以有一排以上的开孔，此时在轴向上也优选孔和喷嘴交错设置，这些孔和喷嘴的当量直径为10～100mm，它们的面积之和为汽提器有效截面积的1～20％。裙板高度为50～300mm，优选100～200mm。锥板2和锥盘3所连接的裙板4的内径和高度可相同或不相同。如图中所示，为控制汽提蒸汽的喷射方向，裙板上设置的喷嘴14出口均朝向催化剂通道，即，锥板2所连的裙板4上的喷嘴14朝向外通道，而锥盘3所连裙板4上的喷嘴14朝向内通道(该图仅为示意性结构，各视图之间有可能不完全对应)。

一层锥板2和下面的一层锥盘3的组合称为一组挡板(包括分别与之相连的裙板4)，依据工艺条件的要求和汽提器空间的限制，挡板段可布置1～20组挡板。锥板2和锥盘3的形式可分别为筛板式、菱形格栅式及矩形格栅式(参见图3a～图3c和图5a～图5c)，也可为百叶窗或导向页片结构。图3a和图5a显示为筛板式结构，即，锥板2和锥盘3开设的供汽提蒸汽流通的通道为多数个孔和/或喷嘴，使挡板成为筛板，所述孔/或喷嘴的面积之和为汽提器有效截面积的8％～30％，优选值为10％～20％，这些孔和/或喷嘴的当量直径为50～150mm，被设置成1～20排。图3b、图3c和图5b、图5c示意了格栅式的挡板，即，供汽提蒸汽流通的通道为矩形或菱形格栅狭缝，使挡板成为格栅，格栅狭缝的面积之和为格栅在水平面上投影面积的8％～30％，优选为10％～20％，格栅厚度2～30mm，矩形或菱形格栅狭缝的边长为10～500mm(以各格栅狭缝相对两边的钢板带厚度中心之间的距离计)。

为了更好的分散催化剂，组合式汽提器最上部的第一层挡板最好为锥板2。依据工艺条件的要求和汽提器空间的限制，每组挡板之间的间距L₁为-200～500mm，所述间距是上一组挡板中外环挡板3的裙板4下沿到下一组挡板内环挡板2上沿间的距离L₁，该间距L₁为负值表示下一组内环挡板2伸入上一组外环挡板3的裙板内，如图1所示。依据工艺条件的要求和汽提器空间的限制，锥板2所连裙板下沿到下部相邻锥盘3之间的法线距离L₂为50～400mm，表示为每组挡板中锥板2与锥盘3之间的距离。依据工艺条件的要求和汽提器空间的限制，其中一层锥盘3的裙板4与汽提器器壁间的环隙内设置有一段蒸汽分布器11，该一段蒸汽分布器11可为环管式蒸汽分布器(分布管)，管上开设有多个小孔和/或多个喷嘴，开孔率为0.1％～10％，该分布管直径为10～500mm，所通蒸汽流率依据工艺条件确定。

挡板段最下部的一层挡板优选为锥板2，与之相承接的是锥形筛板5和中心下料管6。该锥形筛板5与水平线的夹角c为25°～60°，优选30°～45°，该锥形筛板5开设有当量直径10～150mm的孔和/或喷嘴，孔面积之和(包括所述的孔和用于设置喷嘴的开孔)与汽提器有效截面积之比为1％～30％，这些孔和/或喷嘴设置成1～20排。锥形筛板5底部的中心下料管6的有效截面积(其与提升管10外壁之间的环行面积)与汽提器有效截面积之比为0.05～0.4。中心下料管6伸入导流筒7的距离与导流筒7的高度之比为0.2～5。导流筒7的设置可以是1～10级，每级导流筒的高度为500～2000mm，导流筒的有效截面积与汽提器的有效截面积之比为0.5～0.8。优选地，中心下料管6伸入导流筒7的距离为200～3000mm。

环流段的下部设置有内环蒸汽分布器9和外环蒸汽分布器8，依据工艺条件和流化质量的要求，以最下级导流筒7的底部为基准，内环蒸汽分布器9可伸入导流筒0～500mm，也可设置于导流筒7以下距离为0～500mm处；外环蒸汽分布器8设置于导流筒7与汽提器器壁1之间的环隙，可高于导流筒0～500mm，也可低于导流筒7约0～500mm。如图7a和图7b所示，所述内环蒸汽分布器9为环形莲蓬头式，朝向导流筒内的顶板16为莲蓬头形的钢板，也可以为碟形、锥形或采用水平布置的钢板，开有孔和/或喷嘴，开孔率0.1％～5％，当量直径为1～200mm；外环蒸汽分布器8的形式为环管式蒸汽分布器或多个喷嘴式蒸汽分布器(分布管)，分布管直径为10～300mm，管上开有孔和/或喷嘴，开孔率为0.1％～5％，孔和/或喷嘴的当量直径为1～200mm。

图1所示的汽提器的操作过程为：需进行汽提的催化剂由汽提器上部进入，依次经过锥板2、外通道12、锥盘3、内通道13呈S形顺重力流下，来自一段蒸汽分布器11的汽提蒸汽与来自于环流段的汽提蒸汽汇合，由锥板2、锥盘3上的小孔(喷嘴)或格栅的狭缝喷出，通过控制适宜的开孔率、开孔直径以及汽提蒸汽的压力，使催化剂不能穿过小孔，而只有蒸汽能够通过小孔，因而可控制催化剂与汽提蒸汽在锥板2和锥盘3上呈错流接触。由于裙板4上交错设置了若干小孔和喷嘴14，催化剂流过外通道12和内通道13时，接近裙板4壁面和远离裙板4壁面的催化剂都能与喷出的蒸汽充分接触。通过多组挡板和裙板开孔、喷嘴的特殊设置，不但能够使催化剂在汽提器内呈S形顺重力流动，有效降低催化剂的返混，而且能够破碎汽提器内的大气泡，大大增加了催化剂和汽提蒸汽之间的接触面积与接触效率。另外，由于催化剂和汽提蒸汽在锥板2和锥盘3上呈错流流动，强化了汽固之间的接触效率，从而大大提高了汽提器的汽提效率。

催化剂流过挡板段的多层锥板2和锥盘3后经过一个具开孔的锥形筛板5，被汇集到其下部的中心下料管6，即，流入环流段内，由于环流段设置有至少一级导流筒7，催化剂经过中心下料管6会依续进入导流筒7，在下部的外环蒸汽分布器8和内环蒸汽分布器9喷出的汽提蒸汽作用下，催化剂将在导流筒7内部和外部环隙之间多次循环流动，以保证催化剂孔道内吸附的欲脱除的气体得到充分的置换。

汽提完毕的催化剂最后由汽提器底部流出汽提器。

本发明另一种实施方案为适用于外提升管的汽提器设计，如图2所示。与图1不同的是提升管置于汽提器的外部(图中未显示提升管)。

锥板2和锥盘3的设置方式与内提升管式汽提器可以相同，二者的不同之处有：内环挡板(锥板2)的俯视图为圆环形(外通道12仍为环隙形式)，中心设置有可拆卸的锥帽15，挡板段的内通道13为外环挡板(锥盘3)的裙板4内壁所围成的圆形通道(截面为圆形)。参见图2、图4a～图4f和图6a～图6c。对于较大规模的汽提器，锥板2顶部可以设置一个锥帽15和利于取下锥帽的部件，例如图中的锥帽把手16，锥帽15和锥帽把手16相焊接，而锥帽15与锥板2可用螺丝相连，当检修时可拆卸下来作为人孔(参见图4a、图4c、图4d和图4e)；对于小型汽提装置则可直接在锥板2的锥顶设置锥帽把手16或其他机构设置，方便检修时直接将锥板取出(参见图4b和图4f)。由于汽提器中心没有提升管，中心下料管6的直径可大大缩小，其流通面积也由实施方案1的圆环形变为圆形，即由中心下料管6内壁所构成的通道。锥板2与锥盘3同样可采用筛板或是格栅(参见图4a～图4d、图6a～图6c)，筛板上的开孔同样可以是圆形，也可以是椭圆形或其他形状，格栅狭缝的形状可以是矩形或是菱形。在该方案中，内环蒸汽分布器9可以由实施方案1的环形分布器改为筛板式蒸汽分布器、莲蓬头式蒸汽分布器、树枝状蒸汽分布器或多个喷嘴组成的蒸汽分布器。

图2所示的汽提器显示的其余未提及部件的结构、结构参数等，例如筛板5上开孔的当量直径、筛板5的开孔率、格栅狭缝的边长、格栅狭缝的面积、锥板2与锥盘3的距离、锥盘3与锥板2的距离、中心下料管6伸入内导流筒7的距离、内环蒸汽分布器9和外环蒸汽分布器8的轴向位置等，均可与图1所示的汽提器相同。本发明的优选方案是挡板段的外通道12与内通道13的面积分别为汽提器有效横截面积的0.2～0.4倍，对于图2所示的汽提器而言，汽提器的有效横截面积是以筒体1的内径计算出的横截面积。

图2所示的汽提器的操作过程与图1所示的汽提器的操作过程基本相同，说明从略。

本发明各种汽提器的锥板2与锥盘3以及导流筒7等所有内构件，均可采用各种常见的部件及方法固定于汽提器内。所有内构件可采用各种常见的金属材料制造，为防止磨损，可在其表面喷涂抗高温耐磨涂层。

本发明在操作过程中，导流筒7内线速为0.1～0.6m/s，导流筒7与汽提器壁间环隙内的线速为0.01～0.2m/s。依据工艺条件的不同，汽提介质可为水蒸汽、空气或干气等气体。

本发明汽提器适用于各种催化转化工艺夹带油气或杂质气体的固体颗粒的汽提。

可以看出，本发明所提出的组合式汽提器并不是锥盘式和环流式两种汽提方式的简单叠加，而是在综合了诸多因素后的有机耦合。例如，由于采用了两段式的组合结构，并分别设置了蒸汽分布器，挡板段和环流段的高度比，以及挡板段和环流段汽提蒸汽用量的分配，均可以针对不同催化剂的处理根据工艺条件的不同而相应变化。

以催化裂化待生催化剂为例，对于原料的残渣比例高、再生器烧焦效果不好、装置能耗高的装置，催化剂间与催化剂微孔内吸附的油气往往组分较重，仅采用单独的挡板式汽提器或环流式汽提器处理时，多采取增加汽提器高度和增加汽提蒸汽供给量，增加了装置的能耗，仍难以实现高效汽提。采用本发明的组合式汽提器，可选择适当的结构参数，包括在挡板段缩小挡板的间距，由于内环挡板和外环挡板具有较小的角度，必要时内环挡板甚至可伸入相邻的外环挡板的裙板内，以尽量增加挡板组的数量，而挡板段中不仅内环挡板和外环挡板上均开设蒸汽通道，在裙板上交替设置了喷嘴与开孔，即使是直径较大的汽提器，也可保证靠近裙板壁与远离裙板壁的催化剂都能得到充分的汽提，使催化剂在挡板段汽提器中的路程和停留时间延长，提高汽提效率，而汽提器的有效空间利用率也显著提高；同时适当增加挡板段与环流段的高度比，环流段高度则相对减小，通过适当增加环流段与挡板段汽提蒸汽量的比值，增加内环汽提蒸汽量与外环汽提蒸汽量的比值，以提高环流速度，这样不但能够提高催化剂与汽提蒸汽的接触效率，还能尽量保证催化剂与新鲜汽提蒸汽的接触次数，弥补了环流段高度减小，催化剂在环流段停留时间相对减少所带来的损失；所以，利用本发明的组合式汽提器，利于提高汽提效率，既提高了轻油收率又缓解了再生器负荷。另一方面，待生催化剂在挡板段的汽提过程中，汽提蒸汽可来自挡板段的一段蒸汽分布器和环流段的蒸汽分布器，有利于减轻汽提器的热负荷，节省整体能耗。

由此可见，将挡板和环流两种汽提方式有机耦合在一起，不但保证了催化剂和汽提蒸汽间的高效接触，而且使催化剂和汽提蒸汽间的接触时间大大延长，在不增加蒸汽用量的情况下保证了催化剂与汽提蒸汽的充分接触，使催化剂颗粒间和孔道内吸附的油气被最大程度地汽提出来。组合式汽提器的另一个显著的特点就是可以根据工艺条件的不同对结构进行灵活的调节，以尽可能地提高汽提效率。这样不但能够提高轻油收率、降低再生器负荷、提高再生催化剂活性，而且能够降低再生器外取热器负荷、降低装置能耗。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (21)

1、一种组合式催化剂汽提器，其特征在于包括挡板段和环流段，其中:

挡板段位于汽提器筒体的上部，包括沿筒体轴向呈交替设置的内环挡板与外环挡板，内环挡板和外环挡板下端分别连设有裙板，内环挡板及所连设的裙板与汽提器筒体内壁间形成外通道，外环挡板的内缘及所连设的裙板围成内通道；内环挡板和外环挡板均开设有供汽提蒸汽流通的通道，裙板上均水平交错布置有供汽提蒸汽流动的孔和喷嘴；该挡板段的筒体内还设有一段蒸汽分布器；

环流段位于汽提器筒体下部，设有承接来自挡板段的催化剂的锥形筛板，该锥形筛板设置于汽提器筒体的内壁并成倒锥台，底部连通中心下料管；环流段还设置有至少一级导流筒，该导流筒的外壁与汽提器筒体内壁间形成环隙通道，中心下料管下部伸入导流筒；该环流段内还分别设置有内环蒸汽分布器和外环蒸汽分布器。

2、如权利要求1所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环挡板设于筒体中心，外缘向下倾斜成锥板，其中心线与汽提器轴向中心线重合，母线与水平线的夹角为25°～45°；外环挡板绕汽提器筒体内壁设置，内缘向下倾斜成锥盘，其中心线与汽提器轴向中心线重合，母线与水平线的夹角为25°～45°。

3、如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，所述裙板为筒状，分别垂直焊接于内环挡板和外环挡板底部，裙板上交错设置的孔和喷嘴的面积之和为汽提器有效截面积的1％～20％。

4、如权利要求3所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，裙板上设置的孔和喷嘴的当量直径为10～100mm。

5、如权利要求3所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，裙板高度为50～300mm。

6、如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环挡板和外环挡板开设的供汽提蒸汽流通的通道为多数个孔和/或喷嘴，使挡板成为筛板，所述孔/或喷嘴的面积之和为汽提器有效截面积的8％～30％。

7、如权利要求6所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，设于挡板上的孔和/或喷嘴的当量直径为50～150mm。

8、如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环挡板和外环挡板开设的供汽提蒸汽流通的通道为矩形或菱形格栅狭缝，使挡板成为格栅，格栅狭缝的面积之和为格栅在水平面上投影面积的8％～30％。

9、如权利要求8所述组合式催化剂汽提器，其特征在于，所述矩形或菱形格栅狭缝的边长为10～500mm。

10、如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，挡板段的筒体内设置有1～20组挡板，每组挡板包括一层内环挡板及其裙板和外环挡板及其裙板，每组挡板之间的间距L₁为-200～500mm，所述间距L₁是上一组挡板中外环挡板裙板的下沿到下一组挡板内环挡板上沿间的距离。

11、如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环挡板与外环挡板之间的间距L₂为50～400mm，所述间距L₂是指内环挡板所连裙板下沿至下部相邻的外环挡板的法线距离。

12、如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内通道和外通道的截面积分别为汽提器有效截面积的0.2～0.4倍。

13、如权利要求1所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，环流段中的锥形筛板与水平线的夹角为25°～60°，该锥形筛板开设有当量直径10～150mm的孔和/或喷嘴，孔和/或喷嘴面积之和与汽提器有效截面积之比为1％～30％。

14、如权利要求1或13所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，中心下料管的有效截面积与汽提器有效截面积之比为0.05～0.4。

15、如权利要求1所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，环流段设置有1～10级导流筒，每级导流筒的高度为500～2000mm，导流筒的有效截面积与汽提器的有效截面积之比为0.5～0.8。

16、如权利要求1或15所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环蒸汽分布器设于环流段下部，位于最下级导流筒底部至伸入该导流筒内0～500mm处，或者位于最下级导流筒底部以下0～500mm处。

17、如权利要求1或15所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，外环蒸汽分布器设于导流筒与汽提器筒壁之间的环隙通道，位于最下级导流筒底部向上0～500mm处，或者位于最下级导流筒底部向下0～500mm处。

18、如权利要求16所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，所述内环蒸汽分布器为莲蓬头式，朝向导流筒内的顶板开有孔和/或喷嘴，开孔率0.1％～5％。

19、如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，该汽提器内还设置提升管，内环挡板的内缘与提升管外壁相连，内通道为外环挡板的裙板内壁与提升管外壁所围成的环隙通道；锥形筛板、中心下料管、导流筒及内环蒸汽分布器均同轴套设于提升管外。

20、如权利要求1或2所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环挡板为圆环形，中心设置有锥帽把手或可拆卸的锥帽，挡板段的内通道为外环挡板的裙板内壁所围成的圆形通道。

21、如权利要求20所述的组合式催化剂汽提器，其特征在于，内环挡板中心设置有可拆卸的锥帽，该锥帽上还设置有锥帽把手。

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