DE2727589A1

DE2727589A1 - Steigrohr mit haube

Info

Publication number: DE2727589A1
Application number: DE19772727589
Authority: DE
Inventors: Peter Haddon Barnes; Hubertus Wilhelmus Alber Dries
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1976-06-21
Filing date: 1977-06-20
Publication date: 1977-12-29
Also published as: AU508735B2; CA1094488A; JPS6035171B2; AR222139A1; AU2624277A; JPS52156175A; IN155911B; NZ184433A; BR7703997A; NL7606694A; FR2355547A1; MX144642A; BE855609A; DE2727589C2; FR2355547B1; GB1559232A

Description

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. Den Haag, Holland

Steigrohr mit Haube

Priorität: 21. Juni 1976 / Holland Anmelde-Nr.: 7606694

Die Erfindung "betrifft ein Steigrohr für eine Dispersion aus Peststoffteilchen in einem Gas, welches mit einer Haube zum Trennen der Peststoffteilchen vom Gasstrom versehen ist, die dem Steigrohrausgang gegenüber angeordnet ist und einen nach unten vorstehenden Plansch hat. Solche Steigrohre finden sich in großer Zahl in Raffinerien und chemischen Fabriken, beispielsweise in katalytischen Crackanlagen, Regeneratoren, Strippern. In diesen Einheiten müssen beträchtliche Mengen Katalysatorteilchen zirkulieren. Deren Transport erfolgt mit Hilfe eines Gases, bei dem es sich um das gasförmige Kohlenwasserstoffgemisch für die Umsetzung, ein Regenerationsgas oder ein Transportgas handeln kann. Am Ende des Steigrohres muß der Strom aus Katalysatorteilchen vom Gasstrom getrennt werden, damit die Reaktionsbedingungen, wie Verweilzeiten, Fluidisierung und dgl. im Raum, in den das Steigrohr mündet, gesteuert werden können. Normalerweise wird die Trennung der beiden Ströme mit Hilfe einer Platte oder einer Haube mit nach unten vorstehendem Plansch bewirkt. Sine

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solche Haube wird auch als umgekehrter Topf bezeichnet.

Es ist allgemein üblich, den Umfang der Haube kreisförmig zu wählen. Aber es hat sich herausgestellt, daß dies nicht die optimale Gestalt für die Trennung der Peststoffteilchen vom

Gasstrom ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Trennung der Feststoffteilchen vom Gasstrom durch angspaßte Gestaltgebung der Haube zu verbessern.

Gemäß der Erfindung ragt die Haube mit dem Plansch mindestens an einer Stelle in horizontaler Richtung über den Rest der Haube vor.

Wenn eine Haube oder Platte dem Ausgang eines Steigrohres gegenüber angeordnet ist, so bildet sie ein Hindernis im Weg der herausströmenden Dispersion. Die Strömungsrichtung ändert eich also. Wenn eine Platte verwendet ist, erfolgt eine Umlenkung um ca. 90°, bei einem umgekehrten Topf beträgt die Umlenkung nahezu 180°, insbesondere bei einem ziemlich großen Durchmesser dea Topfes. Wegen der verhältnismäßig großen Masse der Feststoffteilchen bewegen diese sich länger in der ihnen zuletzt auf erlegten Richtung als das Gas. Bei Verwendung einer Haube entwickelt sich also ein Vorhang aus Teilchen, die sich vom Plansch aus nach unten bewegen. Bei den bestehenden Hauben ist dies ein geschlossener, zylindrischer Vorhang, und das Gas muß seinen Weg durch diesen Vorhang finden. Ein beträchtlicher Nachteil besteht darin, daß das Gas dabei Peststoffteilchen mitreißt, was den Wirkungsgrad der Trennung mindert.

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Eine Haube gemäß der Erfindung ist nicht symmetrisch. Sie Feststoffteilchen setzen aufgrund ihrer hohen kinetischen Energie ihre horizontale Bewegung innerhalb der Haube längs des Flansches fort, bis die am weitesten entfernte Stelle erreicht ist. Dies ist der Punkt, wo der Abstand zwischen Rand und Mitte der Haube am größten ist. An dieser Stelle wird die Strömungsrichtung abgelenkt, so daß sich ein örtlicher, nach unten gerichteter Strom aus Feststoffteilchen entwickelt. Statt eines geschlossenen Vorhanges aus Feststoffteilchen bildet sich ein oder mehrere Ströme je nach der An«*hT an Vorsprüngen von der Haube. Da das Gas eine viel niedrigere kinetische Energie hat, strömt es an derjenigen Stelle, an der es ankommt, über den Rand weg, so daß der Hauptteil des Gases an Stellen über den Rand strömt, an denen keine Feststoffteilchen nach unten fließen. Das Hitreißen von Teilchen ist dadurch verhindert und die Trennung viel besser. In katalytischen Crackanlagen führt eine bessere Trennung zu einem geringeren Verlust an Katalysator und zu größerer Gleichmäßigkeit bei den Reaktionsbedingungen, und infolgedessen wird ein zu schweres Cracken vermieden.'

Im allgemeinen reicht es aus, wenn der am weitesten entfernte Punkt eines Vorsprunges höchstens fünf mal so weit weg von der Mitte der Haube liegt wie ein nicht vorspringender Teil. In dieser Hinsicht sind der verfügbare Raum und die kinetische Energie der Teilchen die bestimmenden Faktoren.

Wenn die Haube mehr als einen Vorsprung hat, so sind

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diese Vorspränge vorzugsweise symmetrisch zur Mitte der Haube mit Abständen angeordnet. Mindercens die Ströme aus Feststoffteilchen sind dann gleichmäßig um das Steigrohr herum verteilt. Bei industriellen Crackanlagen hat es sich z.B. als vorteilhaft erwiesen, eine Haube in Form eines gleichseitigen Dreiecks zu verwenden. Die Ecken des Dreiecks liegen dabei zwischen zwei einander benachbarten, nach unten ragenden Eintauchbeinen von Zyklonen, die oben im Reaktor angebracht sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der verfügbare Raum optimal ausgenutzt und eine gut verteilte Zufuhr von Katalysatorteilchen zur Masse der aufzuwirbelnden Teilchen erzielt.

Eine nützliche Wirkung erhält man, wenn an den Vor Sprüngen die Haube und der Flansch in radialer Richtung glatt ineinander übergehen. Die an den Vorsprüngen ankommenden Feststoffteilchen können sich dann längs einer sanft gekrümmten Bahn nach unten zum Rand des Flansches bewegen, was das Strömungsmuster günstig beeinflußt.

Eine unter Gesichtspunkten der Konstruktion attraktive lösung ergibt sich, wenn der nicht vorspringende Teil der Haubt; mit den entsprechenden Flanschteilen den gleichen Durchmesser hat wie das Steigrohr und mit dem Steigrohr an diesen Flanschteilen vereinigt ist. Dann läßt sich eine vorgefertigte Haube leicht einbauen. Es ist auch möglich, Teile der V/and des Steigrohres am oberen Ende wegzulassen und das Steigrohr mit einer passenden Platte abzudecken. Dann können vor den Öffnungen na-

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senförmig gestaltete Teile angeordnet werden. Die zwischen den öffnungen verbleibenden restlichen Wandbereiche des Steigrohres bilden dann gemeinsam den nicht vorspringenden Teil des Flansches. Die Feststoffteilchen fließen vom Ende des gekrümmten Abschnitts des nasenartigen Teils nach unten, während das Gas längs der geraden Selten oder Flügel der naeenförmigen Teile abfließt.

An der Haube können Umlenkplatten vorgesehen sein, die sich in radialer Richtung zu den nicht vorspringenden Flanschteilen erstrecken. Darüberhinaus kann ein konischer oder pyramidenförmiger Körper mit nach unten weisender Spitze als Strö-DungBleiteinrichtung in der Mitte der Haube vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine katalytische Crackanlage;

Fig. 2a und 2b eine dreieckige Haube;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Flanschteiles;

Fig. 4ι 5 und 6 verschiedene Ausführungsbeispiele eines Steigrohrs mit einer Haube;

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Fig. 7 ein Anordnungsbeispiel in einer Crackanlage;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Steigrohrs mit Haube. -

Fig. 1 zeigt den Reaktor 1 einer katalytischen Crackanlage. Durch einen Einlaß v/erden frische Katalysatörteilchen in ein Steigrohr 3 eingeführt. Ein Teil der Gaszufuhr erfolgt durch den Einlaß 4. Die .Katalysatorteilchen werden durch den Strom nach oben mitgerissen. Ein großer Teil der Crackunsetzung erfolgt bereits im Steigrohr. Die restliche Gaszufuhr erfolgt durch eine Einlaßstelle 5. Die im Boden des Reaktors vorhandene Katalysatormasse 6 wird durch den von der Sinlaßstelle 5 kommenden Strom aufgewirbelt oder fluidisiert.

Die im Steigrohr 3 aufsteigende Dispersion aus Katalysatorteilchen und Gas prallt auf eine Haube 7. Die Feststoffteilchen verlassen die Haube in Richtung des Pfeiles 8, während das Gas in Richtung des Pfeiles 9 strömt. Beide Ströme sind gleichmäßig über den gesamten Umfang des Flansches der Haube 7 verteilt. Das gasförmige Produkt wird durch eine doppelte Reihe von Zyklonen 10 und 11, von denen für jede Reihe nur einer gezeigt ist, durch einen Auslaß 12 abgeführt. Die abgetrennten Katalysatorteilchen gelangen durch untere Eintauchbeine 13 und 14 nach unten. Verbrauchte Katalysatorteilchen werden durch einen Auslaß 14a dem Stripper und Regenerator zugeführt.

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Pig· 2a zeigt die Oberseite 15 eines Steigrohrs. Darüber ist eine dreieckige Haube 16 angebracht. Die flaße können an die innere Reihe Eintauchbeine 17 der Zyklone angepaßt sein (Pig. 2b). Die Ecken 18 der dreieckigen Haube 16 bilden die vorspringenden Teile der Haube. Von diesen Stellen aus fließen Katalysatorteilchen nach unten, wie durch die Pfeile 19 angedeutet. Gas steigt längs den dazwischen liegenden Planschbereichen an, wie für eine Seite durch Pfeil 20 angedeutet ist. Ein Plansch der Haube kann eine zurückspringende Kante 21 haben (Pig. 3).um das Ausströmen <ies Gases zu erleichtern. Die Haube gemäß Pig. 4_t die über einem Steigrohr 22 angebracht ist, hat dreieckige Gestalt und ihre Plansche 23 sind nach innen gekrümmt. Die Strömung des Gases ist durch Pfeile 24 gezeigtjWährend der Pfeil 25 die Strömung von Katalysatorteilchen andeutet, und zwar jeweils für eine Seite bzw. eine Ecke. Diese Gestalt der Plansche 23 kann von Vorteil sein, um die Haube zwischen den nach unten ragenden Eintauchbeinen der Zyklone anzuordnen, die hier nicht gezeigt sind.

In Pig. 5 ist eine sechseckige Haube über einem Steigrohr 26 gezeigt. Die Katalysatorteilchen fließen bei diesem Ausführungsheispiel längs der gekrümmten Innenseite der nasenartigen Vorsprünge 27 und verlassen die Haube an den durch Pfeile 28 angezeigten Stellen. Das Gas strömt in der durch die Pfeile 29 gezeigten Richtung längs der Planschteile, die von Katalysatorteilchen frei bleiben.

Fig. 6 zeigt wie eine Haube gemäß Pig. 5 mit einem Steigrohr 30 vereinigt v/erden kann. Zu diesem Zweck ist das

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obere Ende des Steigrohrs 30 mit einer Platte 30a bedeckt und mit Öffnungen 31 versehen. Tor den Öffnungen 31 sind nasenartige Teile 32 angeordnet, die an zwei Seiten offen sind und an den verbliebenen Wandbereichen 33 des Steigrohrs 30 befestigt sind. Die Seitenwände 34, die Wandbereiche 33 und ein Teil der gekrümmten Wände 35 bilden den Flansch der Haube. Die nasenartigen Teile 32 sind in diesem Fall die Vorsprünge.

Fig« 7 zeigt die Anordnung einer sechseckigen Haube 36 zwischen der inneren Reihe Eintauchbeine 37 und der äußeren Reihe Eintauehbeine 38 der Zyklone. Diese Haube ist an der Innenseite mit einer pyranidenartigen Führungseinrichtung 39 versehen, die die Strömung aus dem Steigrohr kommender Stoffe lenkt.

Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch eine sechseckige Haube 40, die mit Teilen 42 über einem Steigrohr 41 befestigt ist. Auch hier ist eine pyramidenartige Einrichtung 43 vorgesehen. Die Katalysatorteilchen fließen in Richtung der Pfeile 44 heraus, während das ausströmende Gas der'Richtung des Pfeiles 45 folgt.

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Claims

Ansprüche

1. Steigrohr für eine Dispersion, aus Peststoffteilchen in einem Gas mit einer Haube zum Trennen der Peststoffteilchen vom Gasstrom, die dem Ausgang des Steigrohrs gegenüber angeordnet ist und einen nach unten vorstehenden Plansch hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (7; 16; 36; 40) mit dem Plansch an mindestens einer Stelle in horizontaler Richtung vom Rest der Haube vorspringt.

2. Steigrohr nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der am weitesten entfernt liegende Punkt eines Vorsprunges höchstens fünf mal so weit von der Mitte der Haube entfernt ist wie ein nicht vorspringender Teil.

3. Steigrohr nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als einem Vorsprung diese Vorsprünge in Abständen symmetrisch zur Mitte der Haube vorgesehen sind.

4. Steigrohr nach Anspruch 3_f

dadurch gekennzeichnet, daß die Haube die Gestalt eines gleichseitigen Dreiecks hat.

5· Steigrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Haube und der

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INSPECTED

Plansch an den Vorsprüngen in radialer Richtung glatt übergehen.

6. Steigrohr nach einem der Anspräche 1 bis 5,

dadurch gekennze lehnet, daß der nicht vorspringende Teil der Haube mit den entsprechenden Planschteilen den gleichen Durchmesser hat wie das Steigrohr und an diesen Planschteilen mit dem Steigrohr vereinigt ist.

7. Steigrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haube Umlenkplatten vorgesehen sind, die sich in radialer Richtung zu den nicht vorspringenden Planschteilen erstrecken.

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