CN1798614A - 分离装置 - Google Patents

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Abstract

从一种固体－气体混合物中分离固体用的两个旋风集尘器(1，2)的构造，其中一个第一旋风集尘器(1)的气体出口(3)与一条输出管道(4)流体连通，该输出管道(4)设有一个气体输出开口(5)，以及第二旋风集尘器(2)的气体入口(6)与一条输入管道(7)连接，该输入管道(7)设有一个气体输入开口(8)。

Description

分离装置
技术领域
本发明涉及一种改进的分离装置，在其中颗粒能够从气体-颗粒混合物中有效地分离出。本发明还涉及这种装置在流体催化剂裂化方法中的使用。
背景技术
流体催化剂裂化(FCC)的领域经历了显著的发展改进，这主要是由于催化剂技术以及由此技术获得的产物分配的进步。随着高活性催化剂，尤其是结晶的沸石裂解催化剂的到来，加工技术的新领域遭遇要求进一步改进处理技术，以取得高催化剂活性、选择性和操作灵敏性的优点。在此领域内特别关心的是在更有效的分离条件下从催化剂颗粒，尤其是从一种高活性的结晶的沸石裂解催化剂分离碳氢化合物产物用的方法和系统的发展，从而减少转变产物的过度裂解，以及促进在一个FCC操作中回收要求的产物。专利文件EP-A-162978，EP-A629679，US-A5248411和EP-A604026全部描述有关从碳氢化合物产物快速分离和回收夹带的催化剂颗粒的发展。快速分离达到的方式是催化剂在一个第一旋风集尘分离器即主集尘器内从反应器竖管溢流中分离，该第一旋风集尘分离器的气体输出管道与一个二次旋风集尘器流体上连接。安排在流体催化剂反应器内的这种旋风集尘器也称为紧密接合旋风集尘器分离，只要主和二次旋风集尘器包容在一个较大的容器内。主和二次旋风集尘器的这种接合减少了碳氢化合物产物离开反应器竖管之后它与催化剂的接触的驻留时间，从而限制不希望的后裂解。
在主和二次旋风集尘器之间的连接管道内可以设置一个开口或缝隙，通过它们气体可以从旋风集尘器构造外面进入。在上述的相关的专利文件中公开的这样一种缝隙使用于允许剥离气体与碳氢化合物产物一起从FCC反应器排出。
已建议不同的设计使用于连接管道内的缝隙。一种普通使用的设计可参见EP-A-162978。在该设计中输入管道的气体输入开口连接至二次旋风集尘器的气体入口，该输入管道的气体输入开口具有一个直径大于输出管道的气体输出开口的直径，该输出管道与主旋风集尘器的气体出口连接。在上述的设计中，输入管道搭接输出管道。在两个管道之间的环形间隙形成缝隙开口。此两个管道部分能够彼此相对地移动。这样允许通常固定至反应器竖管的主旋风集尘器和通常固定至FCC反应器容器顶部的二次旋风集尘器在开始和结束工作时彼此相对地移动。这种相对的移动的产生是由于在上述的FCC反应器容器内列举的不同的部件的不同的热膨胀。
专利申请EP-A-162978和WO-A-0065269均描述这样一个缝隙的一种设计，其中主旋风集尘器的气体输出管道具有一个直径小于连接至二次旋风集尘器的管道的气体输入开口，两条管道搭接，并在主旋风集尘器的输出管道的外部和连接至二次旋风集尘器的管道的输入部分之间的搭接段内设置隔片。
这种缝隙开口的缺点是在环形间隙内结焦可能增长，从而引起两个管道部分变得彼此固定。在开始和结束工作时，不可接受的机械应力可能随后在旋风集尘器构造上产生，它最终导致严重的损坏。本发明的目的是为该紧密接合的旋风集尘器构造提供一种更耐用的缝隙设计。
发明内容
本发明提供了一种从固体-气体混合物分离固体用的两个旋风集尘器的构造，其中一个第一旋风集尘器的气体出口与一条输出管道流体连通，该输出管道设置一个气体输出开口，以及第二旋风集尘器的气体入口与一条输入管道连接，该输入管道设置一个气体输入开口。该输出和输入管道安排为共轴线的，从而使离开输出管道的输出开口的气体进入输入管道的输入开口。来自旋风集尘器构造外面的气体能够进入输入管道的气体输入开口。借助引导器件，输出管道和输入管道保持在一个彼此共轴线的位置。该引导器件与输出管道或输入管道连接，并且延伸至相对的管道，从而允许输入和输出管道仅在轴向上彼此相对地移动。引导器件或连接至输出管道或连接至输入管道，以及延伸进入其它管道的开口。
申请人发现，借助引导器件的使用导致一个更限定的缝隙开口，该缝隙开口较少倾向于结焦，此结焦能够固定两个管道部分。此外，引导器件可以作为旋涡破碎器，它允许两个管道在轴向上彼此有间距。当气体离开主旋风集尘器时，在输出管道内的气体具有一个旋涡运动。在没有旋涡破碎器的情况下，气体将径向地移动离开管道的中心，以及如果使用一个非搭接的缝隙，气体将不会引导至输入管道的输入开口。本发明还涉及一个FCC反应器，该FCC反应器包括以上所述的旋风集尘器构造，FCC反应器竖管的下游端与主旋风集尘器的输入开口流体连通，并且一个气体出口与二次旋风集尘器的气体出口以及在容器下端处的一个固体出口流体连通。
本发明还涉及上述的FCC反应器在催化剂裂化过程的应用。本发明将在下面借助某些优选的实施例更详细地说明。
附图说明
图1示出一个FCC反应器内一个紧密接合的旋风集尘器装置的横剖面图；
图2示出主旋风集尘器的顶部和在一个搭接构造内连接管道的上游端的横剖面图；
图3示出沿图2的主旋风集尘器的直线A、A′看的顶视图；
图4示出主旋风集尘器和一个非搭接构造内的连接管道7的上游端的横剖面图；
图5示出沿图4的主旋风集尘器的直线BB′看的顶视图。
具体实施方式
图1示出按照本发明装置的一个优选的实施例。在图中示出一个流体化催化剂裂化过程的反应器竖管10，该反应器竖管10通过管道11至与一个主旋风集尘器1流体连通。在图中为了清晰的原因仅示出一个主旋风集尘器。典型地，多于一个，适当地为两个或三个主旋风集尘器分离器1与反应器竖管10的下游端12流体连通。主旋风集尘器1具有一个管形壳体，管形壳体设有一个切线安排的入口，用于接收离开反应器竖管10的催化剂颗粒和碳氢化合物蒸气的悬浮物。管形壳体的下端借助一个截锥形壁段13流体上连接至一个浸入管14。通过浸入管14，大多数催化剂颗粒将排放向下。管形壳体的上端设有一个盖子15。盖子15设有一个轴向环形开口16，通过此开口凸出一条气体输出管道4。
在图中，为了清晰的原因，仅示出一个二次旋风集尘器分离器2。多于一个，例如两个二次旋风集尘器分离器2可以与一个主旋风集尘器分离器1流体连通。通过二次旋风集尘器2的一条气体输出管道17，含贫化的催化剂颗粒的碳氢化合物蒸气，通过增压室24和气体出口18从FCC反应器容器排放出。蒸气可以在下游产物分离设备内(未示出)进一步处理。二次旋风集尘器2还设有一个浸入管19，以排放分离的催化剂颗粒向下。
反应器容器20的下端还包括一个剥离区21，剥离区设有把剥离介质供到分离的催化剂颗粒的致密流态床的器件22，该流态床形成剥离区21。剥离介质可以是任何惰性气体。蒸气或含蒸气的气体适合使用作为剥离介质。
反应器容器20还包括从容器通过管道23排放剥离的催化剂颗粒的器件。通过管道23剥离的催化剂颗粒，或称为消耗的催化剂被运输至一个再生区(图中未示出)。在该再生区内借助(部分的)燃烧从催化剂清除结焦。再生的催化剂运输至反应器竖管的上游部分，在此处它与供给的一种碳氢化合物接触，以便在反应器竖管的下游部分产生以上所述的催化剂颗粒和碳氢化合物产物蒸气的悬浮物。
主旋风集尘器1和二次旋风集尘器2借助输出管道4和输入管道7流体连通。输出管道4与主旋风集尘器1的一个气体输出开口3流体连通。输出管道4在它的相对末端设置一个气体输出开口5。
输入管道7与二次旋风集尘器2的气体入口6流体连通。两条管道4，7安排为共轴线的，从而使离开输出管道4的输出开口5的气体进入输入管道7的输入开口8。还有从剥离区21剥离的气体也能够进入输入管道7的气体输入开口8。气体输出开口5和气体输入开口8可以安排为这样，使两条管道4，7搭接，或它们可以平接或轴向上彼此有间距。第一实施例将涉及搭接的设计。
如图1内所示，主旋风集尘器1固定至竖管10以及二次旋风集尘器2固定至容器20的上端。这样导致的结果是，在开始和冷却条件下，在开口5和开口8之间的相对距离可以改变，这是由于容器20的不同部分的不同的热膨胀。涉及搭接和非搭接设计涉及在正常工作条件下的情况。
图2示出主旋风集尘器1的上端和输入管道7的下端。其标号具有的意义与图1内相同。气体输出管道4的内部设有减少通过上述的输出管道4的气体的旋涡运动的器件28。这些器件28可以是固定至管道4的内表面的阻流板。优选地，这些阻流板从管道的表面径向地延伸至管道的中心。这些器件28可以沿着平行于轴25(图中未示出)的壁定位。代替地，这些器件28可以相对于轴线25以一个角度定位，这样使这些器件指向旋涡的方向，但此角度小于旋涡本身的角度，从而达到减少旋涡的目的。
输入管道7设有引导器件9。这些引导器件固定至管道7的内部，而不是固定至管道4，从而允许在轴向上自由移动。引导器件固定至管道4并延伸至管道7也有可能。例如，引导器件9连接至管道4的外部。另一个实例是其中引导器件从管道的内部延伸出，并延伸至管道7的内表面。后者的优点是因为这样的引导器件随后还具有减少通过上述的管道4的气体的旋涡运动的功能。事实上，这样一个引导器件是图2的器件28和9的结合，其中引导器件优选地固定至管道4。在一个优选的实施例中，引导器件9延伸进入管道7比进入管道4长，因此，引导器件9也达到在管道7内的一个旋涡效果。
开口5优选地设置有一个锥形开口27，这样以进一步引导气体进入开口8。开口8的直径优选大于开口5的直径。
图2的构造还示出，主旋风集尘器的盖子15设有一个截锥形元件26，它进一步引导剥离气体从剥离区21至开口8。
图2还示出，定位在主旋风集尘器1和开口8之间的一个蒸气环29，它使用于局部增加蒸气以避免结焦沉积。
在图1和2内，开口5和8定位在主和二次旋风集尘器的连接管道的垂直部分，此垂直部分是开口的一个优选的位置。
图3示出主旋风集尘器1的顶视图，它示出切向的入口连接至管道11，引导器件9以及有旋涡减少阻流板28设在管道4的内部，它们是可通过开口5观察的。还有，示出管道7的下端和管道4的上端。
图4示出一个非搭接设计，在开口5和开口8之间的距离d为零或一个正值，从而达到一个非搭接的开口。此距离d优选地在0和开口5的直径的3倍之间。引导器件9是圆筒部分，固定至管道7的内部。图5示出图4的直线BB′的顶视图。
能够适当地使用按照本发明的装置的FCC过程的实例已在以上所述的专利出版物中描述，以及可以参见下列文献：CatalyticCracking of Heavy Petroleum Fractions，Daniel DeCroocq，InstitutFrancais du Petrole，1984(ISBN 2-7108-455-7)，100-114页。优选地装置在一个FCC过程内使用，其中如果供给至主旋风集尘器的话，一种气体-固体悬浮物具有一个固体含量在1至12kg/m3之间。

Claims (3)

1.一种从固体-气体混合物中分离固体用的两个旋风集尘器的构造，其中一个第一旋风集尘器(1)的气体出口(3)与一条输出管道(4)，流体连通该输出管道(4)设有一个气体输出开口(5)，以及第二旋风集尘器(2)的气体入口(6)与一条输入管道(7)连接，该输入管道(7)设有一个气体输入开口(8)，其中该输出管道(4)和输入管道(7)安排为共轴线的，从而使离开输出管道(4)的输出开口(5)的气体进入输入管道(7)的输入开口(8)，来自旋风集尘器构造外面的气体能够进入输入管道(7)的气体输入开口(8)，其中输出管道(4)和输入管道(7)是借助引导器件(9)保持彼此相对的一个共轴线的位置，该引导器件(9)与输出管道(4)或输入管道(7)连接，并延伸至相对的管道，从而允许输出和输入管道(4，7)仅在轴向上彼此相对地移动，以及其中引导器件(9)或连接至输出管道(4)或连接至输入管道(7)，并延伸进入其它管道的相对的开口。
2.按照权利要求1的旋风集尘器构造，其特征在于，输入开口(8)的直径大于输出开口(5)的直径，以及其中引导器件(9)或连接至输入开口(8)的内部，或连接至输出开口(5)的外部。
3.按照权利要求1-2中任何一项的旋风集尘器构造，其特征在于，输出管道(4)和输入管道(7)是沿着一个垂直的共轴线安排的。
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