CN105879797B - 一种溢流催化剂冷却器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种催化剂冷却器，设置催化剂入口在下方，催化剂出口在上方，催化剂在密相流化床条件下换热，在换热区被气体流化并向上悬浮流动，靠重力溢流流出催化剂冷却器。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化剂冷却器,也称取热器，适用于固体颗粒冷却换热，特别适用于气固流化床反应过程中取出气固流化床过剩热量的催化剂冷却器。
背景技术
在催化裂化反应再生、流化床甲醇制烯烃、流化床甲醇制芳烃、流化床甲醇制汽油等放热气固流化床反应过程中,需要取出部分热量或对催化剂等固体颗粒冷却取热。通常采用催化剂冷却器来吸收这部分热量，保证工艺操作的平稳进行。同时，催化剂冷却器也利用这部分过剩热量发生蒸汽或加热其他介质，成为装置中的一项重要节能措施。
现有的催化剂冷却器有多种型式，但大多仅考虑设备自身问题。已有催化剂冷却器需要较高的流化介质压力，如催化剂再生器催化剂冷却器需要在再生空气压力基础上继续增压才能用于催化剂冷却器，增加了能耗。
发明目的
本发明的目的是提供低压降的一种催化剂冷却器，降低操作能耗。
发明内容
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
一种催化剂冷却器，设置催化剂换热区壳体、设在壳体中下部的催化剂冷却器催化剂入口、催化剂流出管、换热管，封头，流化介质分布器；催化剂流出管设置在催化剂冷却器壳体外部或内部，该催化剂流出管的入口设在换热区内部或直接设在壳体上，该催化剂流出管的催化剂入口在催化剂冷却器催化剂入口上方，即高于催化剂冷却器催化剂入口,该催化剂流出管的出口在催化剂冷却器底部或侧部，使催化剂从下方进入催化剂冷却器，从上方进入催化剂流出管，然后靠重力流出冷却器；换热管竖直连接在封头上，安装换热管的封头与壳体用法兰连接；流化介质分布器设置在壳体底部；在催化剂冷却器壳体上部或顶部封头上设置气体出口。
换热壳体内的换热区按流化床条件操作，表观气体流速0.1~0.6m/s。
该催化剂冷却器设置气液分离器，该气液分离器设置在换热区上方，直接与换热区壳体一体设计，用法兰连接，用气液分离器底板或封头把换热区与气液分离器隔开；气液分离器自下而上设计液相区，气液转向惯性分离区，液体沉降区，气液聚结分离区；气液分离器液相区壳体内设有内筒和进液管固定板，该内筒与气液分离器壳体间的环隙形成受热后的气液混合物上升通道；该通道出口是气液混合物转向分离器；换热区的换热管直接焊接在气液分离器底板或底封头上，进液管连接在固定板上；形成气液分离的一体催化剂冷却器。
发明效果
本发明的催化剂冷却器与现有技术相比，具有如下的有益效果：
降低流化介质压力，降低能耗。如用于催化裂化再生器取热式，直接用主风操作，不需要增压机。
附图说明
图1-图4均为催化剂冷却器结构示意图。
图1催化剂冷却器示意图。
图2催化剂出口管设在壳体外部的催化剂冷却器示意图。
图3 催化剂出口管设在壳体内部从壳体侧部引出的设计示意图。
图4设置气液分离器的催化剂冷却器示意图。
图中符号说明：
1换热区，11换热区壳体，12换热管，13流化介质分布器，14却介质进入管，15加热后的冷却介质出口，16气体分布器，11B法兰，11C封头，17催化剂流出管 ，17A催化剂流出管入口，17B催化剂流出管出口，18人孔，18B人孔；2催化剂冷却器气体出口；3催化剂冷却器催化剂入口；5气液分离器，51壳体，51A气液分离器底封头或底板，52内筒，54转向气液分离器，55冷却介质气化气体出口，56冷却介质入口，58冷却介质管固定板，59聚结器，H催化剂入口与催化剂流出管催化剂入口的距离；501气液上升通道，502气液转向通道，503液滴沉降区；7，流化介质、汽提气出口；G流化介质， W冷却介质、水；S蒸汽、气化气体；C催化剂；GA流出的气体；A催化剂流出管出口角度。
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的可实施范围。
如图1所示,高温催化剂C从入口3进入催化剂冷却器1换热区壳体11内，与换热管12接触，热量传递到换热管12内的冷却介质W；换热区的催化剂以溢流方式从换热区上部、催化剂入口3上方的距离H处从入口17A进入催化剂流出管17，在流出管内靠重力从出口17B流出；流化气体G从分布器13进入该换热区，使催化剂流化，控制该流化气体的数量，可以改变换热系数，从而改变取热量；冷却介质W在换热管12内吸收热量后，从出口15流出。
催化剂流出管17设在换热区壳体内，竖直设置，催化剂出口在换热区壳体底部。
控制流化气体的数量，可以改变换热系数，从而改变取热量。
换热壳体内的换热区按流化床条件操作，表观气体流速0.1~0.6m/s。
从分布器13和23进入的流化介质G区，在换热区使催化剂流化实现换热后，流形成气体GA从冷却器气体出口2流出返回再生器。
H高度3米到10米。
如图2所示，催化剂流出管17设在换热区壳体侧面，入口17A设在换热区壳体上，催化剂从换热区壳体侧面开口直接进入催化剂流出管。
如图3所示，催化剂流出管17入口17A设在换热区壳体内，出口设置在换热区壳体侧面。
如图4所示，在催化剂冷却器换热区以上设置汽液分离器5，该气液分离器5直接与换热区壳体11为一体设计,用法兰11B连接，换热管12直接焊接在气液分离器底板或底封头51A上，冷却介质进入管14用固定板58固定；液相介质W通过进口56先进入气液分离器，从气液分离器液相区进入换热管的进液管14，受热后气液从换热管进入气液分离器液相区内筒52和壳体51的环隙区501，换热区加热后的气液混合物在该环隙向上流动，在气液分离器水位以上的转向分离区502经180°转向进入气液分离器水位上方的空间503，转向过程实现气液分离，蒸汽则在沉降区503继续向上流动，携带的部分液体靠重力沉降下降到下方的液体区，蒸汽到达气液分离器顶部的聚结区59，经过聚结器进一步分离出携带的水，蒸汽S经出口55排除。
附图提供了本发明的基本示意，实际实施不限于附图提供的具体设计形式。
本发明的取热介质可以为气体,也可以为液体，如反应原料。
实施例：用于催化裂化再生器的催化剂冷却器，换热负荷35MW，用水做冷却介质，发生中压蒸汽，空气做流化介质。
换热区壳体内径2400mm，催化剂入口管内径800mm；催化剂流出管入口内径800mm，该催化剂入口管设在换热管下方高差500mm位置，催化剂流出管出口内径650mm，H=5500mm，催化剂冷却器气体出口管内径400mm该气体出口管设在催化剂流出管入口以上高差2000mm位置，流化气体分布器设在换热管下方高差1000mm处，换热管面积150㎡，换热管12为Ф114，进水管为Ф68，流化空气用量按换热区表观流速0.45m/s提供，流化气体分布器压降15KPa，催化剂流出管设在换热区壳体侧面，换热管全部焊接在顶部封头上，封头与壳体用法兰连接。
Claims (5)
1.一种催化剂冷却器，设置催化剂换热区壳体、换热管、流化介质分布器和气体出口；流化介质分布器设置在换热区壳体底部；其特征在于，还设置有设在壳体中下部的催化剂冷却器催化剂入口、催化剂流出管和封头；催化剂流出管设置在催化剂冷却器壳体外部或内部，该催化剂流出管的催化剂入口在催化剂冷却器催化剂入口上方，即高于催化剂冷却器催化剂入口，该催化剂流出管的出口在催化剂冷却器底部或侧部，使从下方进入催化剂冷却器的催化剂，从上方进入流出管，然后靠重力流出冷却器；换热管竖直连接在封头上，安装换热管的封头与壳体用法兰连接；在催化剂冷却器壳体上部或顶部封头上设置气体出口，该气体出口高于催化剂流出管入口。
2.如权利要求1所述催化剂冷却器，其特征还在于，所述催化剂流出管竖直设置在催化剂冷却器换热区壳体内，出口竖直向下。
3.如权利要求1所述催化剂冷却器，其特征还在于，所述催化剂流出管竖直设置在催化剂冷却器换热区壳体内，出口从换热区侧面引出。
4.如权利要求1所述催化剂冷却器，其特征还在于，所述催化剂流出管以角度A设置在换热区壳体侧面，入口延伸到换热区壳体内或直接在换热区壳体上；A小于90°。
5.如权利要求1所述催化剂冷却器，其特征还在于，该催化剂冷却器设置气液分离器，该气液分离器设置在换热区上方，直接与换热区壳体一体设计，用法兰连接，用气液分离器底板或封头把换热区与气液分离器隔开；气液分离器自下而上设计液相区，气液转向惯性分离区，液体沉降区，气液聚结分离区；气液分离器液相区壳体内设有内筒和进液管固定板，该内筒与气液分离器壳体间的环隙形成受热后的气液混合物上升通道；该通道出口是气液混合物转向分离器；换热区的换热管直接焊接在气液分离器底板或底封头上，进液管连接在固定板上；形成气液分离的一体催化剂冷却器。
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