CN201959781U - 一种便于清焦的催化裂化固定流化床评价装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种便于清焦的催化裂化固定流化床评价装置，依次主要包括：化油箱3、汽化炉5、反应器8、油气收集罐9、过滤器10、预热炉11，其特征在于原料油进油管线12与进雾化水管线13、预热炉11的入口管线14采用直管三通接头17连接，其中原料油进油管线12与预热炉11的入口管线14呈直线连接，预热炉11的入口管线14为直管，直接进入预热炉11。主要解决现有的催化裂化固定流化床反应装置在实验过程中因局部易结焦且不方便清焦而减少实验装置开工率、加大设备磨损，缩短设备使用寿命的问题。本实用新型能够减小结焦的可能性，并且能方便的清除反应装置中易结焦部位的焦炭，延长设备的使用周期。
Description
技术领域
本实用新型属于石油烃类的催化裂化转化装置，特别是一种便于清焦的催化裂化固定流化床评价装置。
背景技术
随着新燃料油标准的实施，我国劣质原油加工量增加和炼油产能不断提高，2005年中国原油年加工能力达到了3.12亿吨，超过俄罗斯和日本，成为仅次于美国的世界炼油大国，其中催化裂化年加工能力超过9300万吨，FCC催化剂市场正在强劲增长。国内原油品质较差，重质化和劣质化趋势十分明显，大于350℃的馏分超过70％。随着油田开采深度进一步增大，原油重质化的趋势会更加严重，大部分国产原油中减压渣油所占的比例在50％以上。与加工蜡油及常压渣油相比，减压渣油残炭值高，在裂化过程中直接形成焦炭；同时由于减压渣油中胶质和沥青质含量高，而其主要由大量多环、稠环芳烃组成，在与催化剂接触时其主要是吸附在催化剂的外表面，因此在整个催化反应过程中，胶质、沥青质主要发生热裂化和非选择性裂化反应因而会产生大量焦炭和干气；而富含在减压渣油中的重金属Ni也会导致原料脱氢反应的发生，产生焦炭与干气。
因此，需要研究开发出便于清焦的催化裂化实验装置，延长装置的使用周期和设备备件的使用寿命，提高催化剂评价效率和评价准确度，以满足原油日趋重质化和劣质化的催化剂成套技术开发提供技术支持。然而，不管是工艺开发，还是催化剂研制，或者是原料油、催化剂的反应性能评价，都离不开试验装置。催化裂化领域常用的试验装置主要包括：轻油微反、重油微反、固定流化床、中型提升管催化裂化装置等。其中，固定流化床反应实验装置具有造价低，传热效率高，床层等温，操作和维修费用少等优点，在催化裂化实验研究中得到了广泛的应用，在催化裂化固定流化床装置中，最容易结焦的部分为预热炉入口处和油气反应出口处，所以针对原料的日趋重质化，需要开发出便于清焦的催化裂化固定流化床装置。
CN2512495公布了一种用于催化裂化试验研究的固定流化床反应器，与之相配套的固定流化床装置，如图1所示。该装置中由于原料油进油管线采用弯管进入预热炉，从而使预热炉入口处很容易结焦，并且增加了原料在弯管处的停留时间，另外，反应油气出口处与油气收集管线也采用的弯管直接连接，增加了弯管处油气停留时间，从而也加大了油品在此处结焦的可能性。CN201042664Y公布了一种固定流化床反应器，与之相配套的固定流化床装置，如图3所示。该装置中油气出口管线采用U型管19设计，增大了油气出口的阻力，从而在此处容易结焦，由于是弯管，结焦后则不便于清理。
综上所述，现有的固定流化床装置在预热炉入口和油气出口处等有一定的局限性，从而会影响装置的运行周期和使用寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的反应装置中预热炉进口和油气出口容易结焦并且不便于清焦等问题，提供一种便于清焦的催化裂化固定流化床评价装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种便于清焦的催化裂化固定流化床评价装置，依次主要包括：化油箱3、汽化炉5、反应器8、油气收集罐9、过滤器10、预热炉11，过滤器10装于反应器8的上部顶端的法兰上或装于法兰上并与穿过法兰的管材相接，其特征在于原料油进油管线12与进雾化水管线13、预热炉11的入口管线14采用直管三通接头17连接，其中原料油进油管线12与预热炉11的入口管线14呈直线连接，预热炉11的入口管线14为直管，直接进入预热炉11。
本实用新型中，经化油箱3加热为流化状态的原料油通过直管三通接头17进入预热炉11时，实现直线连接，直接进入预热炉11无需再经过弯管，减少了原料油在此处的停留时间，从而减少了此处结焦的可能性，并且当预热炉11入口处结焦时，可直接将直管三通接头17卸出进行清焦，清焦时，将直管三通接头17卸出后，与三通三端连接的原料油进油管线12、雾化水管线13、以及预热炉11的入口管线14均为直管，采用简单机械工具即可方便快速清焦。
本实用新型中还对反应器8的油气出口管线提出了优选方案：
反应器8的上部顶端装有法兰，过滤器10安在反应器8的内部接于法兰上，反应后的油气通过过滤器10、法兰或穿过法兰的管材后经油气出口管线15、油气收集罐入口管线16进入至油气收集罐9，油气出口管线15、油气收集罐入口管线16之间采用三通球阀18连接，三通球阀18的另一端为反吹管线6。
与法兰或穿过法兰的管材(如有的采用法兰下半部分为空芯；有的由过滤器10直接接U型弯管)连接的油气出口管线15，与油气收集罐入口管线16之间采用三通球阀18连接，而并非弯管连接，从而减小了反应油气在此处的气阻，并且当油气出口管线处15结焦时可直接将三通卸出进行清焦。清焦时，将三通球阀18卸出后，与三通两端连接的油气出口管线15、油气收集罐入口管线16、均为直管，采用简单机械工具即可方便快速清焦。三通球阀18的另一端为反吹管线6，待装置停工后，用压缩风通过反吹管线6吹扫反应器内残留的催化剂和残渣等，减少了由于残渣带来结焦的可能性。
本实用新型中还可对穿过反应器8的上部顶端法兰的管材做进一步改进：
穿过反应器8的上部顶端法兰的管材接有交叉管7，交叉管两个下端管与两个过滤器10连接，上端管与油气出口管线连接，形成带有一定角度Φ的交叉管，角度Φ为30°～120°。
如图4所示：过滤器10与穿过反应器8的上部顶端法兰的管材相接，再与带有一定角度Φ的交叉管7相联，角度Φ为30°～120°。采用交叉管而并非U型弯管能减少气阻，从而减少了反应后的油气在此处的停留时间，并且当油气在此处结焦时，将交叉管7卸出，采用机械除焦的方法，因交叉管7的三个不同方向相对都为直管，所以采用一定的工具(如钢丝等)便可清焦，而U型管结焦时，机械工具无法达到所有的结焦部位，所以只能采用乙炔焰等其它办法进行烧焦，从而减少了U型管的使用周期。
本实用新型所提供的便于清焦的实验室用催化裂化固定流化床评价装置具有以下优点：原料油进油管线12、雾化水管线13、以及预热炉11的入口管线14采用直管三通连接，反应油气出口处的方案一中油气出口管线15、油气收集罐入口管线16与反吹管线采用三通球阀连接，既减少了结焦的可能性又方便清焦，反应油气出口处的方案二采用一定角度的交叉管设计既能减少气阻从而缩短了油气停留时间，减少结焦，又方便结焦，所以可以延长装置的使用周期同时提高评价效率，更加适应目前油品重质化的需要。
附图说明
图1、3传统的催化裂化固定流化床评价装置。
图2应用本实用新型的一种催化裂化固定流化床评价装置。
图4应用本实用新型的另一种催化裂化固定流化床评价装置。
附图中：1-流化空气，2-再生氧气，3-化油箱，4-雾化水，5-汽化炉，6-反吹管线，7-交叉管，8-反应器，9-油气收集罐，10-过滤器，11-预热炉，12-原料油进油管线，13-雾化水管线，14-预热炉入口管线，15-油气出口管线，16-油气收集罐入口管线，17-直管三通接头，18-三通球阀，19-U型管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步进行详细说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。
1装置加热前，加入一定量的催化剂，送入流化空气1后，设定反应条件，打开装置电源开关，使整个装置加热，待装满重质原料的化油箱3和汽化炉5以及预热炉11和反应器8等各部分温度等条件均达到一定要求便可进行进油操作，进油时，加热为流体的重质原料通过原料油泵从化油箱3中将原料抽出至原料油进油管线12，与从汽化炉5转化的过热水蒸汽经过雾化水管线13在直管三通17处混合向下通过预热炉入口管线14进入预热炉11后，进入反应器8，与流化的催化剂颗粒进行气固反应，反应结束后的油气经过滤器10过滤后通过油气出口管线15和油气收集罐入口管线16进入油气收集罐9，待反应油气经过一定时间大部分被油气收集罐9收集后，给装置送入再生氧气2进行再生。
2进油过程中，雾化水管线13与原料油进油管线12在预热炉11入口处通过直管三通17混合后向下流动经过预热炉入口管线14直接进入预热炉11，无需经过弯管，减少了原料油在此处的停留时间，从而使此处结焦的可能性变小。
3反应的油气经过滤器10后，通过油气出口管线15，经过三通阀、油气收集罐入口管线16直接进入油气收集罐9，此处采用两个直管通过三通阀相联，不用弯管，可减少气阻，油气在此处的停留时间变短，使此处结焦的可能性变小。
4装置运行一段时间后，由于原料油劣质化，预热炉11进口管线相联处容易结焦，此处结焦后，将直管三通接头17卸出，原料油进油管线12，雾化水管线13与随之卸下，因所有管线均为直管，即可分别采用简单机械工具进行清焦操作，清焦后相应管线用压缩风反复吹扫，去除管内松动的残渣后可连续使用。
5装置运行一段时间后，由于原料劣质化，所以产品中油浆的含量会有相应的提高，所以油气出口处相对容易结焦，当油气出口部分如图2所示连接时，结焦时，将三通球阀18卸出，三通两边连接管线油气出口管线15与油气收集罐入口管线16也可随即卸下，由于三通球阀两边连接的管线均为直管，所以可采取机械除焦的办法，直接进行清焦，清焦完毕后用压缩风反复吹扫，去除管内松动的残渣后可连续使用。
6当油气出口部分采用图4中的方案2时，油剂反应结束后，油气直接通过角度为Φ的交叉管7，交叉管部位结焦后，可将交叉管直接卸出后，采用常用的机械工具便可达到所有的结焦部位，进行清焦，清焦完毕后用压缩风反复吹扫，去除管内松动的残渣后可连续使用。
下表为同样条件下，传统的固定流化床装置与使用本实用新型的催化裂化固定流化床评价装置(附图2所示)清焦周期与一次清焦时间的对比表。
清焦周期与清焦时间对比表
Claims (3)
1.一种便于清焦的催化裂化固定流化床评价装置，依次主要包括：化油箱(3)、汽化炉(5)、反应器(8)、油气收集罐(9)、过滤器(10)、预热炉(11)，过滤器(10)装于反应器(8)的上部顶端的法兰上或装于法兰上并与穿过法兰的管材相接，其特征在于原料油进油管线(12)与进雾化水管线(13)、预热炉的入口管线(14)采用直管三通接头(17)连接，其中原料油进油管线(12)与预热炉的入口管线(14)呈直线连接，预热炉的入口管线(14)为直管，直接进入预热炉(11)。
2.根据权利要求1所述的催化裂化固定流化床评价装置，其特征在于反应器(8)的上部顶端装有法兰，过滤器(10)安在反应器(8)的内部接于法兰上，反应后的油气通过过滤器(10)、法兰或穿过法兰的管材后经油气出口管线(15)、油气收集罐入口管线(16)进入至油气收集罐(9)，油气出口管线(15)、油气收集罐入口管线(16)之间采用三通球阀(18)连接，三通球阀(18)的另一端为反吹管线(6)。
3.根据权利要求1或2所述的催化裂化固定流化床评价装置，其特征在于穿过反应器(8)的上部顶端法兰的管材接有交叉管(7)，交叉管两个下端管与两个过滤器(10)连接，上端管与油气出口管线连接，形成带有一定角度Φ的交叉管，角度Φ为30°～120°。
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