CN203598828U - 一种不同失活程度加氢催化剂的多级分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种不同失活程度加氢催化剂的多级分离装置。该装置包括分离外筒和分离腔，分离外筒是固定的，分离腔沿分离外筒的中心轴至少分成三个分离区，三个分离区沿分离外筒的中心轴旋转，分离外筒上设置有三组出入料口即催化剂进料口和分离介质进料口I、分离介质进料口II和分离介质溢出口、催化剂出料口和分离介质进料口III，三个分离区同时分别与三组不同的出入料口连通，每个分离区旋转依次与三组出入料口连通；二级分离装置采用卧式圆柱状分离筒，利用热风对轻重催化剂进行分离。该装置可实现轻度、中度和重度催化剂细致的分离，而且分离过程连续进行，提高分离效率，工艺过程简单，技术容易实施，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种分离装置，特别涉及一种不同失活程度加氢催化剂的多级分离装置。
背景技术
随着石油资源日趋变重变劣，如何合理利用劣质渣油是炼油工业面临的难题。在现有渣油加氢技术中，固定床因其技术成熟，操作简单而得到广泛应用。但渣油固定床加氢工艺对原料中金属和残炭含量有严格的限制；而沸腾床渣油加氢工艺由于催化剂可以在线加入和排出，有利于维持较高的催化剂活性和长周期运转，对原料适应性强，加工方案灵活，可以加工金属杂质含量较高的劣质原料，如减压渣油等。该项技术不仅可用于加氢处理，同时可用于渣油加氢裂化，应用前景十分广阔。
沸腾床加氢过程中的一个显著特点就是在线置换催化剂，即在线加入新鲜催化剂，排出失活催化剂。在线置换催化剂时，由于催化剂在反应器中剧烈返混，会使一些未完全失活的催化剂与废催化剂一起排放流出，造成催化剂损失。对沸腾床卸出的催化剂进行处理后分离，收集不同失活程度的催化剂，使未失活的或失活程度较轻的催化剂可以回收重新使用，从而减少催化剂损失，降低催化剂使用费用。
沸腾床渣油加氢催化剂失活主要是积炭和金属沉积造成的。由于返混作用，从反应器排出的催化剂，由于在反应器中的停留时间不同，催化剂上的杂质沉积物也有所不同，因而，排出催化剂的性质存在一定的差异，最直接的表现就是催化剂之间存在密度差。因此，可以选取合适的分离手段，对沸腾床反应器卸出的不同失活程度的催化剂进行有效分离，使未完全失活的催化剂得以重新利用，从而减少催化剂损失，降低催化剂使用费用。
US5171423公开了一种FCC催化剂的分离工艺，该方法为旋风分离方法，第一步是使结焦的FCC催化剂和烃类原料分离，第二步是使结焦的催化剂和催化剂粉末分离。该方法只能分离催化剂密度和粒度差异大的催化剂和催化剂粉末。
US5209840公开了用空气淘析分离方法从废的催化剂粒子中将活性催化剂粒子分离出来的方法。将从沸腾床最后的反应器卸出失活的催化剂送入汽提单元，洗涤催化剂，除去催化剂上的油。然后将汽提后的催化剂送入空气淘析单元，用具有足够速度的向上的空气流化催化剂床层，使其膨胀，从而将不同失活程度的催化剂分开，高活性、低污染的催化剂在上层，而低活性、高污染的催化剂在下层。该方法汽提过程能耗较高，且分离的效率不高。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种不同失活程度加氢催化剂的多级分离装置。该装置可实现轻度、中度和重度催化剂细致的分离，而且分离过程连续进行，提高分离效率，工艺过程简单，技术容易实施，降低成本。
本实用新型的分离装置，包括两级分离装置，其中一级分离装置如下：包括分离外筒和分离腔，分离外筒是固定的，分离腔沿分离外筒的中心轴至少分成三个分离区，即分离区I、分离区II和分离区III，三个分离区沿分离外筒的中心轴旋转，分离外筒上设置三组出入料口即催化剂进料口和分离介质进料口I、分离介质进料口II和分离介质溢出口、催化剂出料口和分离介质进料口III，三个分离区同时分别与三组不同的出入料口连通，每个分离区旋转依次与三组出入料口连通；其中分离介质进料口II位于分离装置的底部，分离介质溢出口位于分离装置的顶部或上部，催化剂出料口位于分离装置的下部或底部，分离介质进料口III位于分离装置的顶部或上部；二级分离装置如下：包括卧式圆柱状分离筒，其一端封闭，设有催化剂进料口，另一端设有圆锥状轻质催化剂出料口，分离筒的底部设有重质催化剂出料口，在分离筒的底壁上设有挡板，挡板置于重质催化剂出料口的前端，圆柱状分离筒的底部设有多个进气孔。
本实用新型的一级分离装置，分离腔沿轴向至少分成三个分离区，可以采用隔板，也可以采用成型的容器形成分离区，成型的容器比如筒形容器（本实用新型中称为分离内筒）。
本实用新型的一级分离装置中，三个分离区的大小最好相同。
本实用新型一级分离装置中，分离介质进料口II设有分离介质分配器，使分离介质能够均匀分布在内筒内并平缓向上移动，克服分离介质短路造成的催化剂返混现象，从而有利于实现催化剂的细分。
本实用新型一级分离装置中，分离区沿分离外筒的中心轴旋转的角度和旋转的时间可以通过自动控制来实现，比如脉冲等。
本实用新型一级分离装置中，催化剂进料口和分离介质进料口I可以设置在分离装置的上部，也可以设置在分离装置的下部，催化剂进料口和分离介质进料口I最好合并成一个进料口，使催化剂和分离介质一同进料，这样方便进料。
本实用新型一级分离装置中，分离外筒为立式，一般采用圆柱形。
本实用新型的一级分离装置采用分离内筒时，该分离装置具体如下：包括分离外筒，分离外筒是固定的，分离外筒内至少设三个分离内筒，即内筒I、内筒II和内筒III，三个分离内筒沿分离外筒的中心轴旋转，分离外筒和每个内筒均设置有可对接的三组出入料口即催化剂进料口和分离介质进料口I、分离介质进料口II和分离介质溢出口、催化剂出料口和分离介质进料口III，三个内筒同时分别与三组不同的出入料口连通，每个分离内筒旋转依次与三组出入料口连通；其中分离介质进料口II位于分离装置的底部，分离介质溢出口位于分离装置的顶部或上部，催化剂出料口位于分离装置的下部或底部，分离介质进料口III位于分离装置的顶部或上部。
本实用新型一级分离装置中，分离外筒内设置的三个分离内筒，大小和形状最好相同，这样便于加工和自动控制。内筒横截面的形状可以为圆形，可以为扇形，也可以采用其它适宜的形状。内筒的横截面的形状为圆形时，最好为三个相互外切的圆形，且同时内切于外筒的内壁。
本实用新型一级分离装置中，内筒开始旋转时，内筒上相应的出入料口自动关闭，旋转后使外筒和内筒相应的出入料口自动对接，实现料口的关闭和连通。
本实用新型二级分离装置中，圆柱状分离筒的底部设有多个进气孔。所述进气孔分布在分离筒底部，为周长1/6~1/3区域，优选1/5~1/4区域。进气孔的大小根据催化剂的粒度、重量以及进气量等进行调整。
本实用新型二级分离装置中，所述重质催化剂出料口的位置距分离筒封闭端的距离占圆柱分离筒底壁长度的1/2~6/7，优选2/3~5/6，所述挡板的高度为圆柱分离筒半径的1/2~1，优选3/4~1。
本实用新型分离装置特别适合用于分离沸腾床加氢处理过程排出的不同失活程度的加氢催化剂，可以在一级分离装置中，使其中失活程度轻的催化剂与失活程度重的催化剂进行有效分离，然后在二级分离装置中，再对失活程度轻的催化剂进行再次分离，分离出轻度失活但可直接使用的催化剂和中度失活经再生可使用的催化剂，这样使分离过程连续进行，分离操作灵活，可以根据需要，设定灵活的分离比例，获得所需性能的轻度和中度失活催化剂。本实用新型方法可以使不同失活程度的催化剂得以细致的分离，未失活的或失活程度较轻的催化剂可以回收重新使用，失活程度重的催化剂无法通过再生恢复活性，可回收加氢金属，从而减少催化剂损失，降低催化剂使用费用。
附图说明
图1是本实用新型一级分离装置主视图；
图2是本实用新型一级分离装置俯视图；
图3是本实用新型一级分离装置A-A剖视图；
图4 是本实用新型一级分离装置采用隔板形成分离区的俯视图；
图5是本实用新型二级分离装置剖面图；
其中，一级分离装置中， 1 电机，2 法兰，3中心轴，4分离外筒，5催化剂进料口和分离介质进料口I，6分离介质进料口II，7分离介质溢出口，8分离介质进料口III，9 催化剂出料口，10分离区I（内筒I），11分离区II（内筒II），12分离区III（内筒III），13 分配器；
二级分离装置中，14催化剂进料口，15分离筒，16轻质催化剂出料口，17重质催化剂出料口，18档板，19进气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的分离装置作进一步详细说明，其中一级分离装置采用分离内筒的形式为例来说明。
本实用新型分离装置，包括二级分离装置，其中一级分离装置，包括分离外筒4，分离外筒4是固定的，分离外筒4内设三个分离内筒，即内筒I 10、内筒II 11和内筒III 12，三个分离内筒沿分离外筒的中心轴3旋转，中心轴转动是由电机1驱动的，分离外筒4采用法兰2密封的，分离内筒采用防油橡胶垫密封。分离外筒4和每个内筒均设置有可对接的三组出入料口即催化剂进料口和分离介质进料口I 5、分离介质进料口II 6和分离介质溢出口7、催化剂出料口9和分离介质进料口III 8，三个内筒同时分别与三组不同的出入料口连通，每个分离内筒旋转依次与三组出入料口连通；分离介质进料口II 6位于分离装置的底部，分离介质溢出口7位于分离装置的顶部或上部，催化剂出料口9位于分离装置的下部或底部，分离介质进料口III 8位于分离装置的顶部或上部。二级分离装置如下：包括卧式圆柱状分离筒14，其一端（即B端）封闭，设有催化剂进料口15，另一端设有圆锥状轻质催化剂出料口16，分离筒14的底部设有重质催化剂出料口17，在分离筒的底壁上设有挡板18，挡板置于重质催化剂出料口17的前端。本实用新型二级分离装置中，圆柱状分离筒的底部设有多个进气孔19。
本实用新型一级分离装置中，催化剂进料口和分离介质进料口I可以设置在分离装置的上部，也可以设置在分离装置的下部，催化剂进料口和分离介质进料口I最好合并成一个进料口，使催化剂和分离介质一同进料，这样方便进料。
本实用新型一级分离装置中，分离介质进料口II设有分离介质分配器13，使分离介质能够均匀分布在内筒内，保证在内筒同一平面上分离介质的流速相同，克服流速不均造成的催化剂返混，实现催化剂的细分。并平缓向上移动，克服分离介质短路造成的催化剂返混现象，从而有利于实现催化剂的细分。
采用本实用新型分离装置对不同失活程度的加氢催化剂进行分离时，采用的分离介质可以为轻烃，选自轻质烃类或轻质馏分油。对于沸腾床加氢催化剂来说，最好采用柴油。不同失活程度的加氢催化剂不用预处理直接作为本实用新型分离装置的进料。以沸腾床加氢催化剂为例，所述的沸腾床加氢催化剂为微球形，粒径为0.2~1.0mm，一级分离装置如下：以内筒I处于催化剂加料口和分离介质进料口I与外筒对接的位置，内筒II处于分离介质进料口II和分离介质溢出口与外筒对接的位置，内筒III处于分离介质进料口III和催化剂出料口与外筒对接的位置为初始位置，分离介质为柴油进行说明，在分离装置正常工作时，将从沸腾床加氢反应器内卸出的失活催化剂，用柴油输送由催化剂进料口或分离介质进料口I 5进入内筒I 10中，使其料面距离顶部50~300mm，优选100~150mm；柴油以一定的速率从底部的分离介质进料口II 6进入内筒II 11，对不同失活程度的催化剂根据密度差进行分离，同时柴油不断从顶部的分离介质溢出口7排出分离装置；内筒III 12中，经轻重分离的催化剂从底部的催化剂出料口9排出分离装置，排出时为防止内筒III 12出现真空，由顶部的分离介质进料口III 8向内筒III 12注入柴油，并促进催化剂的排出，而且在排出时根据密度排入不同的容器中，得到轻重不同的至少两种催化剂，控制三个内筒的工作时间相同，这样在各个内筒完成上述工作后，通过内筒旋转，关闭之前出入料口，开启相应的下一过程的出入料口。每个内筒的工作顺序为失活催化剂和柴油进料-失活催化剂按轻重分离-排出分离好的失活催化剂。将一级分离装置中分离出来的轻质催化剂作为二级分离装置的进料，采用热风输送的方式由催化剂进料口15进入二级分离装置的分离筒，分离筒底部分布着进气孔19，热风自下往上进入分离筒14，保证催化剂不落在分离筒14底部。分离筒14内设置一挡板18，该挡板18的作用是将较重催化剂拦截，挡板前有一重质催化剂出料口17，排出拦截的较重催化剂由重质催化剂出料口17排出，较轻的催化剂随热风由圆锥形轻质催化剂出料口16排出。所述二级分离装置中，热风温度为100~260℃，优选150~260℃；所述分离筒进气孔分布在分离筒底部，为周长1/6~1/3区域，优选1/5~1/4区域。
本实用新型分离装置是利用不同失活程度催化剂之间存在密度差，从而实现在分离介质中进行分离。本实用新型分离装置用于分离不同失活程度催化剂的密度差应＞30kg/m3，优选为＞50kg/m3，即失活程度重催化剂的密度比失活程度轻催化剂的密度＞30kg/m3，优选为＞50kg/m3。
Claims (17)
1.一种不同失活程度加氢催化剂的多级分离装置，包括两级分离装置，其中一级分离装置如下：包括分离外筒和分离腔，分离外筒是固定的，分离腔沿分离外筒的中心轴至少分成三个分离区，即分离区I、分离区II和分离区III，三个分离区沿分离外筒的中心轴旋转，分离外筒上设置三组出入料口即催化剂进料口和分离介质进料口I、分离介质进料口II和分离介质溢出口、催化剂出料口和分离介质进料口III，三个分离区同时分别与三组不同的出入料口连通，每个分离区旋转依次与三组出入料口连通；其中分离介质进料口II位于分离装置的底部，分离介质溢出口位于分离装置的顶部或上部，催化剂出料口位于分离装置的下部或底部，分离介质进料口III位于分离装置的顶部或上部；二级分离装置如下：包括卧式圆柱状分离筒，其一端封闭，设有催化剂进料口，另一端设有圆锥状轻质催化剂出料口，分离筒的底部设有重质催化剂出料口，在分离筒的底壁上设有挡板，挡板置于重质催化剂出料口的前端，圆柱状分离筒的底部设有多个进气孔。
2.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置中，分离腔沿轴向至少分成三个分离区，采用隔板来分离，或者采用成型的容器来分离。
3.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置中，三个分离区的大小相同。
4.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置中，分离区沿分离外筒的中心轴旋转的角度和旋转的时间通过脉冲自动控制来实现。
5.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置中，分离介质进料口II设有分离介质分配器。
6.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置中，催化剂进料口和分离介质进料口I采用同一个进料口。
7.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置中，催化剂进料口和分离介质进料口I设置在分离装置的下部。
8.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置中，分离介质为轻质烃类或轻质馏分油。
9.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：加氢催化剂为沸腾床加氢催化剂，微球形，粒径为0.2~ 1.0mm。
10.按照权利要求9所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置中，分离介质为柴油。
11.按照权利要求1所述的分离装置，其特征在于：一级分离装置包括分离外筒，分离外筒是固定的，分离外筒内至少设三个分离内筒，即内筒I、内筒II和内筒III，三个分离内筒沿分离外筒的中心轴旋转，分离外筒和每个内筒均设置有可对接的三组出入料口即催化剂进料口和分离介质进料口I、分离介质进料口II和分离介质溢出口、催化剂出料口和分离介质进料口III，三个内筒同时分别与三组不同的出入料口连通，每个分离内筒旋转依次与三组出入料口连通；其中分离介质进料口II位于分离装置的底部，分离介质溢出口位于分离装置的顶部或上部，催化剂出料口位于分离装置的下部或底部，分离介质进料口III位于分离装置的顶部或上部。
12.按照权利要求11所述的分离装置，其特征在于：三个分离内筒，大小和形状相同，内筒横截面的形状为圆形或者扇形。
13.按照权利要求11所述的分离装置，其特征在于：内筒的横截面的形状为圆形时，呈三个相互外切的圆形，且同时内切于外筒的内壁。
14.按照权利要求1~13任一所述的分离装置，其特征在于：二级分离装置中，催化剂进料采用热风输送的方式进料。
15.按照权利要求1~13任一所述的分离装置，其特征在于：二级分离装置中，所述重质催化剂出料口的位置距分离筒封闭端的距离占圆柱分离筒底壁长度的1/2~6/7。
16.按照权利要求1~13任一所述的分离装置，其特征在于：二级分离装置中，所述挡板的高度为圆柱分离筒半径的1/2~1。
17.按照权利要求1~13任一所述的分离装置，其特征在于：二级分离装置中，所述分离筒进气孔分布在分离筒底部，为周长1/6~1/3区域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140521 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |