RU2797830C2 - Stripper and compaction devices - Google Patents
Stripper and compaction devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2797830C2 RU2797830C2 RU2020139432A RU2020139432A RU2797830C2 RU 2797830 C2 RU2797830 C2 RU 2797830C2 RU 2020139432 A RU2020139432 A RU 2020139432A RU 2020139432 A RU2020139432 A RU 2020139432A RU 2797830 C2 RU2797830 C2 RU 2797830C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- sealing
- blades
- sealing element
- angle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
[001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке США № 62/675,975, поданной 24 мая 2018 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.[001] This application claims priority from U.S. Provisional Patent Application No. 62/675,975, filed May 24, 2018, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Область техники1. Technical field
[002] Настоящее изобретение относится к псевдоожиженным слоям, в которых твердые вещества и текучие среды протекают противоположными или параллельными потоками. Более конкретно, варианты реализации, описанные в настоящем документе, направлены на устройство для отгонки при каталитическом крекинге в псевдоожиженном слое (fluid catalytic cracking, FCC) и внутренние элементы, и, более конкретно, на структурированные уплотнительные элементы для способствования контакту между твердыми веществами и текучими средами в псевдоожиженном слое.[002] The present invention relates to fluidized beds in which solids and fluids flow in opposite or parallel streams. More specifically, the embodiments described herein are directed to a fluid catalytic cracking (FCC) stripper and internals, and more specifically to structured sealing elements to promote solid-to-fluid contact. media in a fluidized bed.
2. Предыдущий уровень техники2. Prior Art
[003] Процесс каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC) является химическим процессом, который обычно используют на нефтеперерабатывающих заводах, задача которого заключается в преобразовании тяжелого углеводородного сырья с высокой молекулярной массой в более легкие углеводородные фракции с меньшей молекулярной массой. В процессе этого типа углеводородное сырье испаряют на высоких температурах и одновременно вводят в контакт с частицами катализатора крекинга, которые поддерживают взвешенными в паре исходного сырья и захваченными им. После образования желаемого диапазона молекулярной массы посредством реакции крекинга с соответствующим снижением точек кипения, полученный пар продукта отделяют от частиц катализатора. Затем частицы отгоняют для извлечения всех захваченных углеводородов, регенерируют путем сжигания кокса, образованного на них, и повторно используют путем повторного введения в контакт с исходным сырьем для крекинга.[003] The fluidized catalytic cracking (FCC) process is a chemical process commonly used in refineries that converts heavy, high molecular weight hydrocarbon feedstocks into lighter, lower molecular weight hydrocarbon fractions. In this type of process, the hydrocarbon feed is vaporized at high temperatures and simultaneously brought into contact with cracking catalyst particles which are kept suspended in and entrained in the feed vapor. After the formation of the desired molecular weight range by means of a cracking reaction with a corresponding reduction in boiling points, the resulting product vapor is separated from the catalyst particles. The particles are then stripped to recover any entrained hydrocarbons, recovered by burning the coke formed on them, and reused by re-contacting the cracking feedstock.
[004] В этом процессе желаемое снижение точки кипения углеводородов обеспечивается контролируемыми каталитическими и термическими реакциями. Эти реакции происходят почти мгновенно при введении тонкораспыленного исходного сырья в контакт с частицами катализатора. За короткий отрезок времени, во время которого частицы катализатора находятся в контакте с исходным сырьем, частицы по существу деактивируются вследствие поглощения углеводорода и отложения кокса и других загрязнений на активных участках катализатора. Необходимо непрерывно очищать деактивированный катализатор, например, посредством пара, для извлечения летучих углеводородов, поглощаемых и захватываемых в пустотах до регенерации катализатора, непрерывно и без изменения его свойств, путем контролируемого сжигания кокса в одноэтапной или многоэтапной секции регенерации до повторного использования частиц катализатора в зоне реакции.[004] In this process, the desired reduction in the boiling point of hydrocarbons is provided by controlled catalytic and thermal reactions. These reactions occur almost instantaneously when the finely divided feedstock is brought into contact with the catalyst particles. In the short time period during which the catalyst particles are in contact with the feedstock, the particles are substantially deactivated due to absorption of hydrocarbon and deposition of coke and other contaminants on active sites of the catalyst. It is necessary to continuously purge the deactivated catalyst, for example by means of steam, to recover volatile hydrocarbons absorbed and trapped in voids prior to catalyst regeneration, continuously and without changing its properties, by controlled combustion of coke in a single-stage or multi-stage regeneration section, before reusing catalyst particles in the reaction zone .
[005] Отгонка является одним из определяющих этапов процесса каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Фактически, в результате недостаточной отгонки продукты реакции остаются на и между частицами катализатора, так что во время этапа регенерации регенератор подвергается дополнительной горючей нагрузке с избыточным образованием тепла за пределами необходимого для осуществления каталитической реакции. В результате, сгорание захваченных паров углеводорода в регенераторе приводит к потере общего выхода превращенного продукта.[005] Stripping is one of the defining steps in the fluid catalytic cracking process. In fact, as a result of insufficient stripping, the reaction products remain on and between the catalyst particles, so that during the regeneration step, the regenerator is subjected to an additional combustible load with excess heat generation beyond that necessary for the catalytic reaction. As a result, combustion of the trapped hydrocarbon vapors in the regenerator results in a loss of overall converted product yield.
[006] В процессе каталитического крекинга в псевдоожиженном слое отгонка частиц катализатора обычно происходит в глубоком псевдоожиженном слое для способствования тщательному перемешиванию, тесному контакту потоков текучей среды и частиц катализатора в емкости, и для обеспечения достаточного времени пребывания для отгонки. Для обеспечения желаемого контакта используют перегородки, например лопасти, и уплотнитель. Псевдоожиженные слои обычно образуют путем пропускания струи текучей среды, обычно струи пара, вверх через слой твердых частиц с расходом, достаточным для подвешивания частиц и обеспечения смешивания газа и твердых частиц в пределах слоя.[006] In a fluid catalytic cracking process, stripping of catalyst particles typically occurs in a deep fluidized bed to promote thorough mixing, close contact of the fluid streams and catalyst particles in the vessel, and to provide sufficient residence time for stripping. Baffles, such as blades, and a seal are used to provide the desired contact. Fluidized beds are typically formed by passing a jet of fluid, typically a jet of steam, upward through a bed of solids at a rate sufficient to suspend the particles and allow mixing of gas and solids within the bed.
[007] В целом, после отделения продуктов реакции от частиц катализатора, частицы направляют к камере отгонки, где происходит отгонка в нисходящей фазе плотного псевдоожиженного слоя. Газообразную среду, введенную снизу камеры, используют для сжижения закоксованных частиц катализатора и смещения захваченных углеводородов, расположенных в пустотах между частицами. Для этой газообразной среды предпочтительно использовать полярный материал, такой как пар, так как он лучше поглощается частицами катализатора и, следовательно, обеспечивается более быстрое смещение углеводородов. В заключение, отогнанные частицы катализатора переводят в зону регенерации.[007] In general, after separating the reaction products from the catalyst particles, the particles are directed to a stripping chamber where dense fluidized bed descending phase stripping occurs. The gaseous medium introduced from the bottom of the chamber is used to liquefy the coked catalyst particles and to dislodge the trapped hydrocarbons located in the voids between the particles. For this gaseous medium, it is preferable to use a polar material, such as steam, since it is better absorbed by the catalyst particles and therefore the hydrocarbons are more rapidly displaced. Finally, the distilled catalyst particles are transferred to a regeneration zone.
[008] В емкости для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое управление перемещением частиц катализатора и предотвращение частичного обращения процесса ожижения, связанного с образованием протоков (прямого прохождения больших пузырей через глубокий псевдоожиженный слой или избирательный нисходящий поток катализатора по направлению к одной стороне емкости) и с обратным смешением (нисходящий поток малоожиженных частиц или даже рециркуляция таких частиц, особенно в области стенки камеры отгонки) обычно являются сложными задачами. Следовательно, управление средним временем отгонки деактивированных частиц катализатора и качеством контакта между частицами катализатора и газообразной средой является сложной задачей. Дополнительно, любое неправильное распределение или избирательная схема потока паров газа и частиц катализатора может ограничивать возможность циркуляции катализатора через емкость для отгонки. В целом, в таких случаях требуется чрезмерное количество пара для достижения достаточной эффективности отгонки. Избыточный пар увеличивает нагрузку газа и жидкости на оборудование, соединенное с устройством для отгонки. Например, избыточный пар может увеличивать количество серосодержащей воды, вырабатываемой на один фунт обрабатываемого углеводорода, в также увеличивать эксплуатационные расходы для производства и обработки избыточного пара.[008] In a FCC stripping vessel, controlling the movement of catalyst particles and preventing partial reversal of the flow-through fluidization process (direct passage of large bubbles through a deep fluidized bed or selective downward flow of catalyst towards one side of the vessel) and with back mixing (downward flow of lightly fluidized particles or even recycling of such particles, especially in the region of the wall of the stripping chamber) are usually difficult tasks. Therefore, controlling the average distillation time of the deactivated catalyst particles and the quality of contact between the catalyst particles and the gaseous medium is a difficult task. Additionally, any improper distribution or selective flow pattern of the gas vapor and catalyst particles can limit the ability to circulate the catalyst through the stripping vessel. In general, in such cases, an excessive amount of steam is required to achieve sufficient stripping efficiency. Excess steam increases the load of gas and liquid on the equipment connected to the stripper. For example, excess steam can increase the amount of sour water produced per pound of hydrocarbon treated, as well as increase the operating costs for generating and treating excess steam.
[009] Для преодоления этих проблем необходимо использовать устройства внутри камеры отгонки, такие как структурированные уплотнительные элементы, для способствования эффективному смешиванию и улучшения дисперсии и гомогенизации частиц текучей средой для отгонки. В частности, во время прохождения через устройство для отгонки обеспечивается перераспределение частиц в пространстве, что обеспечивает состояние организованного перемешивания с текучей средой и способствует лучшему контакту между фазами текучей среды и частиц. Текучую среду и частицы направляют в многих направлениях из одного потока. Кроме того, устройство уменьшает обратное смешивание и образование протоков частиц, а также образование твердых или газообразных карманов в пределах камеры отгонки.[009] To overcome these problems, it is necessary to use devices inside the stripping chamber, such as structured sealing elements, to promote efficient mixing and improve the dispersion and homogenization of the particles by the stripping fluid. In particular, during the passage through the stripping device, a redistribution of the particles in space is provided, which provides a state of organized mixing with the fluid and promotes better contact between the phases of the fluid and particles. Fluid and particles are directed in multiple directions from a single stream. In addition, the device reduces back mixing and particulate flow, as well as the formation of solid or gaseous pockets within the stripping chamber.
[0010] Использование структурированных уплотнительных элементов в качестве внутреннего элемента для отгонки позволяет уменьшить размеры зоны контакта между твердыми частицами и текучей средой. В действительности, вследствие явного улучшения этого контакта обеспечивается возможность использования меньших камер отгонки по сравнению с уровнем техники без потери качества отгонки даже при очень высоких значениях расхода катализатора через камеру отгонки. Таким образом, основная задача уплотнительного элемента заключается в обеспечении однородного противоточного контакта частиц катализатора и пара (или газообразной среды); исключении проскальзывания газа или протоков через слой катализатора; и уменьшении размера пузырей газа, образуемых в псевдоожиженных слоях.[0010] The use of structured sealing elements as an internal element for distillation allows you to reduce the size of the contact zone between the solid particles and the fluid. In fact, due to a clear improvement in this contact, it is possible to use smaller stripping chambers compared to the prior art without loss of stripping quality even at very high catalyst flow rates through the stripping chamber. Thus, the main task of the sealing element is to ensure a uniform countercurrent contact of the catalyst particles and steam (or gaseous medium); exclusion of slippage of gas or ducts through the catalyst bed; and reducing the size of gas bubbles formed in the fluidized beds.
[0011] Для улучшения отгонки были предложены разные структурированные уплотнительные элементы. Например, патент США № 6,224,833 Rall и др. раскрывает псевдоожиженный слой из газа и твердого вещества, образованный внутри контактного элемента, имеющего пару плоских участков или лопастей, расположенных в пересекающихся плоскостях. На фиг. 7 патента Rall и др. показана форма структурированного уплотнения, применяемого в потоке твердых частиц. Структурированные уплотнительные системы могут обеспечивать превосходные характеристики, однако они имеют свойство образования протоков двух фаз. При начале процесса образования протоков, он будет продолжаться через слой и, если слой достаточно глубокий, приведет к почти полному разделению фаз. После начала, процесс образования протоков очень сложно остановить, и при этом может происходить почти полное проскальзывание двух фаз. После образования «чистого потока» любой фазы существующее уплотнение не очень эффективно в его перераспределении, причем проверка фактического уплотнения показывает, что одна фаза может перемещаться на значительные расстояния в пределах слоев и между ними. После достижения ими следующего слоя потенциал для перераспределения ограничен, и одна фаза продолжит свое движение и потенциально увеличится.[0011] Various structured sealing elements have been proposed to improve stripping. For example, US Pat. No. 6,224,833 to Rall et al. discloses a fluidized bed of gas and solid formed within a contact element having a pair of flat sections or vanes arranged in intersecting planes. In FIG. 7 of the Rall et al. patent shows a form of structured sealing applied to a solids flow. Structured sealing systems can provide excellent performance, however they have the property of forming two phases. Once the ducting process has begun, it will continue through the layer and, if the layer is deep enough, will result in almost complete phase separation. Once started, the ducting process is very difficult to stop and almost complete slippage of the two phases can occur. Once a "clean flow" of any phase has formed, the existing compaction is not very efficient in redistributing it, and verification of the actual compaction shows that a single phase can move considerable distances within and between layers. After they reach the next layer, the potential for redistribution is limited, and one phase will continue to move and potentially increase.
[0012] В устройстве для отгонки в каталитическом крекинге в псевдоожиженном слое разница массового расхода между паром и катализатором очень высока, а природа ожижения твердых веществ обеспечит тенденцию к локализированному образованию протоков вокруг лопастных элементов. Исследования способом вычислительной гидродинамики (computational fluid dynamics, CFD) показали, что плотный слой катализатора образуется вдоль верхней стороны лопастей, а струя газа (пара) образуется с нижней стороны. Это по существу останавливает смешивание, требуемое для процесса отгонки.[0012] In a catalytic fluid catalytic cracking stripper, the mass flow difference between steam and catalyst is very high, and the fluidization nature of the solids will tend to form localized flow paths around the vane elements. Computational fluid dynamics (CFD) studies have shown that a dense layer of catalyst is formed along the upper side of the blades, and a jet of gas (steam) is formed from the lower side. This essentially stops the mixing required for the stripping process.
[0013] Другое ограничение существующего решения заключается в двунаправленной конфигурации лопастей, которая обеспечивает приблизительно 95% открытой площади поперечного сечения и ограничивает радиальное смешивание. Конфигурация лопастей обеспечивает возможность равномерного распределения катализатора вниз в локализованной области. В целом, если поток катализатора, поступающий в верхний элемент, неравномерный, требуется значительная высота уплотнителя до равномерного перераспределения по слою. В результате этого проходящий вверх пар также неравномерно распределяется внутри элементов и при выходе из верхней части уплотнителя, что еще больше снижает применение пара в целях отгонки углеводородов.[0013] Another limitation of the current solution is the bi-directional blade configuration, which provides approximately 95% open cross-sectional area and limits radial mixing. The vane configuration allows the catalyst to be uniformly distributed downward in the localized area. In general, if the flow of catalyst entering the upper element is uneven, a significant height of the compactor is required to evenly redistribute across the bed. As a result, the upward steam is also unevenly distributed within the elements and when exiting the top of the seal, further reducing the use of steam for hydrocarbon stripping.
[0014] В одной конкретной конфигурации устройства для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, как описано в патентной заявке США № US 2009/0269252, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки, распространенная конфигурация устройства для отгонки для крекинга в псевдоожиженном катализаторе показана на фиг. 1 (публикации US 2009/0269252). Катализатор выходит из устройства для отгонки через стояк отработанного катализатора, расположенный на одной стороне емкости для отгонки. Это заставляет катализатор протекать главным образом в области рядом с впускным отверстием стояка отработанного катализатора. Этот неравномерный поток катализатора вследствие асимметричного впускного отверстия стояка отработанного катализатора приводит к образованию неподвижной области напротив впускного отверстия стояка отработанного катализатора. Область активного потока катализатора рядом с впускным отверстием стояка отработанного катализатора приводит к высокой скорости катализатора, так как катализатор протекает только через уменьшенную площадь поперечного сечения устройства для отгонки. Область высокой скорости или расхода катализатора захватывает значительное количество пара для отгонки в стояк отработанного катализатора, что приводит к менее эффективной отгонке вследствие более низкой скорости восходящего пара в устройство для отгонки.[0014] In one specific configuration of a stripper for fluid catalytic cracking as described in US Patent Application No. US 2009/0269252, the entire contents of which are incorporated herein by reference, a common configuration of a stripper for fluid catalytic cracking is shown in fig. 1 (publication US 2009/0269252). The catalyst exits the stripper through a spent catalyst riser located on one side of the stripper vessel. This causes the catalyst to flow primarily in the area adjacent to the inlet of the spent catalyst riser. This uneven catalyst flow, due to the asymmetric spent catalyst riser inlet, results in a fixed area opposite the spent catalyst riser inlet. The region of active catalyst flow near the inlet of the spent catalyst riser results in a high catalyst velocity since the catalyst only flows through the reduced cross-sectional area of the stripper. The high velocity or catalyst flow region traps a significant amount of stripping steam into the spent catalyst riser, resulting in less efficient stripping due to the slower upward steam velocity to the stripper.
[0015] Существующие конструкции уплотнителей характеризуются достаточно высокой плотностью с точки зрения количества лопастей и значительной массой, которая требует поддержки. Плотный уплотнитель также обеспечивает повышение низкого давления, так как лопасти могут поддерживать часть массы катализатора. Существующие конструкции, используемые в устройствах для отгонки в каталитическом крекинге в псевдоожиженном слое, например, раскрытые в патентной заявке США № US 2009/0269252, обеспечивают многочисленные преимущества для процесса каталитического крекинга в псевдоожиженном слое по сравнению с традиционными системами с затворами по типу диска и кольца. Однако они часто не обеспечивают ожидаемые улучшения производительности; эффективность отгонки сырого продукта (выражаемая как H2 в температуре кокса и регенератора), повышение давления и потребление пара. Это может быть обусловлено разделением фаз рядом с уплотнительными элементами и образованию протоков/неравномерного ожижения внутри уплотненной зоны. Разделение фаз и образование протоков пара/катализатора снижают потенциал смешивания для способствования переходу массы, требуемому для отгонки.[0015] Existing designs of seals are characterized by a sufficiently high density in terms of the number of blades and a significant mass that requires support. The tight seal also provides a low pressure boost as the vanes can support some of the mass of the catalyst. Current designs used in fluid catalytic cracking strippers, such as those disclosed in US Patent Application No. US 2009/0269252, provide numerous advantages to the catalytic fluid catalytic cracking process over conventional disc and ring gate systems. . However, they often do not provide the expected performance improvements; crude product stripping efficiency (expressed as H 2 in coke and regenerator temperature), pressure rise and steam consumption. This may be due to phase separation near the sealing elements and the formation of ducts/uneven fluidization within the sealed zone. Phase separation and formation of steam/catalyst ducts reduce mixing potential to promote the mass transfer required for stripping.
[0016] Существующие конфигурации, использующие длинные плоские лопасти, в целом не способствуют межфазному смешиванию внутри данного слоя уплотнителя. Исследования способом вычислительной гидродинамики показали образование дискретных фаз катализатора и пара на поверхности лопастей. Это уменьшает время контакта и смешивание, требуемое для отгонки.[0016] Existing configurations using long, flat vanes generally do not promote interfacial mixing within a given seal layer. Computational fluid dynamics studies have shown the formation of discrete phases of catalyst and steam on the surface of the blades. This reduces the contact time and mixing required for stripping.
[0017] Известные структурированные уплотнительные элементы имеют различные ограничения, например, сниженное смешивание газа для отгонки и катализатора, обусловленное тем, что часть газовой струи имеет свойство протекать вверх вдоль нижней стороны плоских участков или лопастей, а часть потока катализатора имеет свойство протекать вниз по верхней стороне лопасти с незначительным взаимодействием между газом и катализатором или отсутствием взаимодействия между ними. Это ограничивает смешивание газа и катализатора внутри элемента. Конфигурация лопасти обычных уплотнительных элементов позволяет только двунаправленный поток фаз внутри элемента, что ограничивает радиальное смешивание внутри уплотнительного элемента. Несмотря на то, что направление потока каждого элемента или слоя элементов составляет 90° и ориентировано по направлению друг к другу, непрерывные поверхности лопастей не обеспечивают надлежащее перераспределение катализатора и газа по всей глубине псевдоожиженного слоя.[0017] Known structured sealing elements have various limitations, such as reduced mixing of the stripping gas and catalyst, due to the fact that part of the gas jet tends to flow upward along the bottom side of the flat areas or blades, and part of the catalyst flow tends to flow down the top side of the vane with little or no interaction between gas and catalyst. This limits the mixing of gas and catalyst within the cell. The vane configuration of conventional sealing elements allows only bi-directional phase flow within the element, which limits radial mixing within the sealing element. Although the direction of flow of each element or layer of elements is 90° and oriented towards each other, the continuous surfaces of the blades do not provide a proper redistribution of the catalyst and gas throughout the depth of the fluidized bed.
[0018] Такие известные способы и системы обычно считаются удовлетворительными для их целевого назначения. Однако в данной области техники все еще существует необходимость в усовершенствованных уплотнительных элементах и системах. Дополнительные объекты вариантов реализации настоящего изобретения будут понятны из следующего раскрытия сущности изобретения и подробного описания.[0018] Such known methods and systems are generally considered to be satisfactory for their intended purpose. However, there is still a need in the art for improved sealing elements and systems. Additional objects of embodiments of the present invention will be clear from the following disclosure of the invention and a detailed description.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
[0019] Уплотнительная система содержит первый слой уплотнительного элемента, содержащий множество лопастей, и второй слой уплотнительного элемента, содержащий множество лопастей. Уплотнительная система включает по меньшей мере одно из внутрислойной вариабельности или межслойной вариабельности. Внутрислойная вариабельность включает по меньшей мере одно из следующего: (i) изменяющееся расстояние между лопастями в пределах по меньшей мере одного из первого слоя уплотнительного элемента или второго слоя уплотнительного элемента, (ii) изменяющиеся размеры лопастей в пределах по меньшей мере одного из первого слоя уплотнительного элемента или второго слоя уплотнительного элемента, или (iii) изменяющийся угол наклона лопастей в пределах по меньшей мере одного из первого слоя уплотнительного элемента или второго слоя уплотнительного элемента. Межслойная вариабельность включает первое расстояние, первый размер и первый угол наклона лопастей первого уплотнительного слоя, и второе расстояние, второй размер и второй угол наклона лопастей второго уплотнительного слоя. По меньшей мере одно из второго расстояния, второго размера или второго угла наклона отличается по меньшей мере от одного из первого расстояния, первого размера или первого угла наклона.[0019] The sealing system comprises a first sealing element layer containing a plurality of vanes and a second sealing element layer containing a plurality of vanes. The sealing system includes at least one of intralayer variability or interlaminar variability. The intralayer variability includes at least one of the following: (i) varying vane spacing within at least one of the first sealing element layer or the second sealing element layer, (ii) varying vane sizes within at least one of the first sealing element layer element or the second layer of the sealing element, or (iii) varying the angle of inclination of the blades within at least one of the first layer of the sealing element or the second layer of the sealing element. The interlayer variability includes the first distance, the first size and the first angle of inclination of the blades of the first sealing layer, and the second distance, the second size and the second angle of inclination of the blades of the second sealing layer. At least one of the second distance, second dimension, or second inclination is different from at least one of the first distance, first dimension, or first inclination.
[0020] В некоторых вариантах реализации лопасти первого слоя уплотнительного элемента содержат первую совокупность лопастей, имеющих первую ширину, и вторую совокупность лопастей, имеющих вторую ширину, при этом вторая ширина меньше первой ширины. Первая совокупность лопастей может содержать две группы лопастей. Первая из двух групп может находиться под основным углом наклона, а вторая из двух групп находится под вторым углом наклона. Вторая совокупность лопастей может содержать две группы лопастей. Первая из двух групп второй совокупности лопастей может находиться под третьим углом наклона, а вторая из двух групп второй совокупности лопастей может находиться под четвертым углом наклона. Основной угол наклона может отличаться от третьего угла наклона. Основной угол наклона и второй угол наклона могут являться противоположными друг другу углами. Первая группа первой совокупности лопастей могут быть параллельны друг другу. Вторая группа второй совокупности лопастей могут быть параллельны друг другу.[0020] In some embodiments, the vanes of the first sealing element layer comprise a first plurality of vanes having a first width and a second plurality of vanes having a second width, wherein the second width is less than the first width. The first set of blades may contain two groups of blades. The first of the two groups may be at the primary angle of inclination, and the second of the two groups may be at the second angle of inclination. The second set of blades may contain two groups of blades. The first of the two groups of the second set of blades may be at a third angle of inclination, and the second of the two groups of the second set of blades may be at a fourth angle of inclination. The main tilt angle may be different from the third tilt angle. The main inclination angle and the second inclination angle may be opposite angles to each other. The first group of the first set of blades may be parallel to each other. The second group of the second set of blades may be parallel to each other.
[0021] В некоторых вариантах реализации вторая совокупность лопастей содержит две группы лопастей. Первая из двух групп второй совокупности лопастей может иметь основной угол наклона, а вторая из двух групп второй совокупности лопастей может иметь второй угол наклона. Основной угол наклона и второй угол наклона могут быть противоположными углами. Первая группа второй совокупности лопастей могут быть параллельны друг другу. Вторая группа второй совокупности лопастей могут быть параллельны друг другу.[0021] In some embodiments, the second set of blades contains two groups of blades. The first of the two groups of the second set of blades may have a main angle of inclination, and the second of the two groups of the second set of blades may have a second angle of inclination. The main tilt angle and the second tilt angle may be opposite angles. The first group of the second set of blades may be parallel to each other. The second group of the second set of blades may be parallel to each other.
[0022] Лопасти первого слоя уплотнительного элемента могут быть отделены от расположенных рядом лопастей первого слоя уплотнительного элемента на первое расстояние, а лопасти второго слоя уплотнительного элемента могут быть отделены от расположенных рядом лопастей второго слоя уплотнительного элемента на второе расстояние. Второе расстояние может быть меньше первого расстояния.[0022] The vanes of the first sealing element layer may be separated from adjacent vanes of the first sealing element layer by a first distance, and the vanes of the second sealing element layer may be separated from adjacent vanes of the second sealing element layer by a second distance. The second distance may be less than the first distance.
[0023] Система может содержать по меньшей мере один дополнительный слой уплотнительного элемента. Указанный по меньшей мере один дополнительный слой уплотнительного элемента может быть расположен вертикально ниже второго слоя уплотнительного элемента напротив первого слоя уплотнительного элемента. Указанный по меньшей мере один дополнительный слой уплотнительного элемента может содержать множество лопастей. Лопасти дополнительного слоя уплотнительного элемента и лопасти первого слоя уплотнительного элемента могут иметь одинаковые угол, расстояние между ними и размер. Угол наклона лопастей дополнительного слоя уплотнительного элемента и лопастей первого слоя уплотнительного элемента могут быть идентичными и противоположными.[0023] The system may include at least one additional layer of sealing element. Said at least one additional sealing element layer may be located vertically below the second sealing element layer opposite the first sealing element layer. Said at least one additional layer of the sealing element may comprise a plurality of blades. The blades of the additional layer of the sealing element and the blades of the first layer of the sealing element may have the same angle, distance between them and size. The angle of inclination of the blades of the additional layer of the sealing element and the blades of the first layer of the sealing element can be identical and opposite.
[0024] Согласно другому аспекту, уплотнительная система содержит по меньшей мере один полый сужающийся корпус для способствования контакту между твердыми веществами и текучими средами в псевдоожиженном слое.[0024] According to another aspect, the sealing system includes at least one hollow tapered body to facilitate contact between solids and fluids in a fluidized bed.
[0025] Указанный по меньшей мере один полый сужающийся корпус может содержать множество полых сужающихся корпусов. По меньшей мере один из множества полых сужающихся корпусов может примыкать по меньшей мере к одному смежному полому сужающемуся корпусу. Указанный по меньшей мере один полый сужающийся корпус может содержать щели, расположенные по наружной границе. Указанный по меньшей мере один полый сужающийся корпус может содержать проходящую в продольном направлении перемычку, расположенную между каждыми двумя щелями. По меньшей мере одна перемычка может содержать отверстие. Каждая проходящая в продольном направлении перемычка может проходить между верхним краем полого сужающегося корпуса и нижним краем полого сужающегося корпуса. Указанный по меньшей мере один полый сужающийся корпус представляет собой полый корпус в форме усеченного конуса.[0025] Said at least one hollow tapered body may comprise a plurality of hollow tapered bodies. At least one of the plurality of hollow tapered bodies may abut at least one adjacent hollow tapered body. Said at least one hollow tapering body may contain slots located along the outer boundary. Said at least one hollow tapering body may comprise a longitudinally extending web located between every two slots. At least one jumper may contain an opening. Each longitudinally extending web may extend between an upper edge of the hollow tapered body and a lower edge of the hollow tapered body. The specified at least one hollow tapering body is a hollow body in the form of a truncated cone.
[0026] Система может содержать газовый тракт. Указанный по меньшей мере один полый сужающийся корпус может сужаться от участка газового тракта ранее по потоку к участку газового тракта далее по потоку. Указанный по меньшей мере один полый сужающийся корпус может содержать первый полый сужающийся корпус и второй полый сужающийся корпус. Каждый из первого и второго полых сужающихся корпусов содержит соответствующие проходящие в продольном направлении перемычки и соответствующий нижний край. Участки нижних краев первого и второго полых сужающихся корпусов могут примыкать друг к другу. Каждая проходящая в продольном направлении перемычка может определять соответствующую ось перемычки, при этом при проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси корпуса первого полого сужающегося корпуса, оси перемычек первого полого сужающегося корпуса и оси перемычек второго полого сужающегося корпуса могут не быть соосными. Указанный по меньшей мере один полый сужающийся корпус может содержать по меньшей мере частично закрытую верхнюю поверхность.[0026] The system may include a gas path. Said at least one hollow tapering body may taper from an upstream section of the gas path to a downstream section of the gas path. Said at least one hollow tapered body may comprise a first hollow tapered body and a second hollow tapered body. Each of the first and second hollow tapering bodies includes respective webs extending in the longitudinal direction and a respective bottom edge. The lower edge portions of the first and second hollow tapered bodies may be adjacent to each other. Each bridge extending in the longitudinal direction can determine the corresponding axis of the bridge, and when projected onto a plane perpendicular to the longitudinal axis of the body of the first hollow tapering body, the axes of the bridges of the first hollow tapering body and the axes of the bridges of the second hollow tapering body may not be coaxial. Said at least one hollow tapering body may comprise an at least partially closed upper surface.
[0027] Указанный по меньшей мере один полый сужающийся корпус может содержать множество полых сужающихся корпусов. Каждый полый сужающийся корпус может определять продольную ось корпуса. Множество полых сужающихся корпусов может быть расположено в первом слое, содержащем первую группу множества полых сужающихся корпусов, а второй слой может содержать вторую группу множества полых сужающихся корпусов, расположенных над первым слоем. Соответствующие нижние края множества полых сужающихся корпусов второй группы могут примыкать к соответствующим верхним краям множества полых сужающихся корпусов первой группы. Первый слой может быть смещен от второго слоя так, что продольные оси корпуса полых сужающихся корпусов первого слоя и продольные оси корпуса полых сужающихся корпусов второго слоя могут не быть соосными.[0027] Said at least one hollow tapered body may comprise a plurality of hollow tapered bodies. Each hollow tapering body may define the longitudinal axis of the body. A plurality of hollow tapered bodies may be located in a first layer containing a first group of a plurality of hollow tapering bodies, and a second layer may comprise a second group of a plurality of hollow tapering bodies located above the first layer. The respective lower edges of the plurality of hollow tapered bodies of the second group may be adjacent to the respective upper edges of the plurality of hollow tapered bodies of the first group. The first layer may be offset from the second layer so that the longitudinal axes of the body of the hollow tapered bodies of the first layer and the longitudinal axes of the body of the hollow tapered bodies of the second layer may not be coaxial.
[0028] Согласно другому аспекту, по меньшей мере один уплотнительный элемент определяет продольную ось и выполнен с возможностью способствовать контакту между твердыми веществами и текучими средами в псевдоожиженном слое. Указанный по меньшей мере один уплотнительный элемент содержит общую поперечную планку, определенную параллельно продольной оси, и множество основных лопастей, проходящих под углом от общей поперечной планки. Основная плоскость элемента определена осью лопасти по меньшей мере одной из основных лопастей и продольной осью. Указанный по меньшей мере один уплотнительный элемент содержит по меньшей мере одну дополнительную лопасть, проходящую во вспомогательной плоскости. Вспомогательная плоскость не параллельна плоскости элемента.[0028] According to another aspect, at least one sealing element defines a longitudinal axis and is configured to promote contact between solids and fluids in a fluidized bed. Said at least one sealing element comprises a common transverse bar defined parallel to the longitudinal axis and a plurality of main blades extending at an angle from the common transverse bar. The main plane of the element is defined by the blade axis of at least one of the main blades and the longitudinal axis. The specified at least one sealing element contains at least one additional blade passing in the auxiliary plane. The reference plane is not parallel to the plane of the element.
[0029] Указанный по меньшей мере один уплотнительный элемент может содержать два уплотнительных элемента. Указанная по меньшей мере одна дополнительная лопасть первого уплотнительного элемента может пересекать плоскость второго из двух уплотнительных элементов. Основные лопасти могут быть расположены на расстоянии друг от друга вдоль продольной оси. Указанная по меньшей мере одна дополнительная лопасть может содержать множество дополнительных лопастей. Основные лопасти и дополнительные лопасти могут проходить от обеих боковых сторон поперечной планки. Указанная по меньшей мере одна дополнительная лопасть может содержать множество дополнительных лопастей. Основные лопасти и дополнительные лопасти могут перемежаться друг с другом вдоль продольной оси. Два уплотнительных элемента могут образовывать смесительную камеру. Смесительная камера может быть образована между одной из основных лопастей и дополнительной лопасти первого из двух уплотнительных элементов, и одной из основных лопастей и дополнительной лопасти второго из двух уплотнительный элементов. При проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси первого уплотнительного элемента, форма смесительной камеры может представлять собой параллелограмм.[0029] Said at least one sealing element may comprise two sealing elements. Said at least one additional vane of the first sealing element may intersect the plane of the second of the two sealing elements. The main vanes may be spaced apart along the longitudinal axis. The at least one additional vane may comprise a plurality of additional vanes. The main vanes and the additional vanes may extend from both sides of the transverse bar. The at least one additional vane may comprise a plurality of additional vanes. The main vanes and additional vanes can be interleaved with each other along the longitudinal axis. The two sealing elements can form a mixing chamber. The mixing chamber may be formed between one of the main blades and the additional blade of the first of the two sealing elements, and one of the main blades and the additional blade of the second of the two sealing elements. When projected onto a plane perpendicular to the longitudinal axis of the first sealing element, the shape of the mixing chamber may be a parallelogram.
[0030] Указанный по меньшей мере один уплотнительный элемент может быть образован из цельного листа материала. Указанный по меньшей мере один уплотнительный элемент может содержать множество уплотнительных элементов, образующих слой уплотнительной системы. Вторая группа уплотнительных элементов может образовывать второй слой уплотнительной системы. Второй слой может быть расположен вертикально над первым слоем. Первый и второй слои могут определять вертикально ориентированную ось, параллельную общему направлению потока пара. Плоскости каждого уплотнительного элемента первого и второго слоев могут быть наклонены относительно вертикально ориентированной оси.[0030] Said at least one sealing element may be formed from a single sheet of material. Said at least one sealing element may comprise a plurality of sealing elements forming a layer of the sealing system. The second group of sealing elements may form the second layer of the sealing system. The second layer may be positioned vertically above the first layer. The first and second layers may define a vertically oriented axis parallel to the general direction of steam flow. The planes of each sealing element of the first and second layers can be inclined with respect to a vertically oriented axis.
[0031] Согласно другому аспекту, способ ожижения твердых частиц внутри емкости, имеющей оболочку и по меньшей мере одну уплотнительную систему, включает обеспечение определенного количества указанных частиц внутри уплотнительной системы и обеспечение ожижения твердых частиц уплотнительной системой путем пропускания по меньшей мере одной газовой струи через уплотнительную систему. Указанная по меньшей мере одна уплотнительная система содержит по меньшей мере одну из описанных выше уплотнительных систем.[0031] According to another aspect, a method of liquefying solids within a container having a shell and at least one sealing system includes providing a certain amount of said particles within the sealing system and causing the solids to be liquefied by the sealing system by passing at least one gas jet through the sealing system. system. Said at least one sealing system comprises at least one of the sealing systems described above.
[0032] Способ может включать направление твердых частиц через уплотнительную систему в направлении, противоположном направлению потока газовой струи. Способ может включать обеспечение дополнительных количеств твердых частиц внутри уплотнительной системы, при этом удаляя по меньшей мере некоторые ожиженные твердые частицы из уплотнительной системы, в то время как газовая струя протекает через уплотнительную систему. Способ может включать удержание определенного количества твердых частиц в пределах уплотнительной системы, в то время как газовая струя протекает через уплотнительную систему. Твердые частицы могут являться частицами катализатора, связанными с летучими углеводородами, и при этом при пропускании газовой струи через уплотнительную систему по меньшей мере некоторое количество летучих углеводородов могут отгонять от частиц катализатора газовой струей во время указанного ожижения. Газовая струя может содержать водяной пар. Твердые частицы могут являться частицами катализатора, содержащими отложения кокса. Способ может включать сжигание отложений кокса для обеспечения регенерации частиц катализатора во время пропускания указанной газовой струи через контактирующее устройство.[0032] The method may include directing solid particles through the sealing system in a direction opposite to the direction of flow of the gas jet. The method may include providing additional solids within the sealing system while removing at least some of the liquefied solids from the sealing system while the gas jet flows through the sealing system. The method may include retaining a certain amount of solid particles within the sealing system while the gas jet flows through the sealing system. The solid particles may be catalyst particles associated with volatile hydrocarbons, and by passing a gas jet through the sealing system, at least some of the volatile hydrocarbons may be driven away from the catalyst particles by the gas jet during said liquefaction. The gas jet may contain water vapor. The particulate matter may be catalyst particles containing coke deposits. The method may include burning deposits of coke to ensure the regeneration of catalyst particles during the passage of the specified gas jet through the contact device.
[0033] Эти и другие признаки систем и способов настоящего изобретения будут лучше понятны специалистам в данной области техники из следующего подробного описания предпочтительных вариантов реализации при рассмотрении в сочетании с чертежами.[0033] These and other features of the systems and methods of the present invention will be better understood by those skilled in the art from the following detailed description of preferred embodiments when considered in conjunction with the drawings.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0034] Чтобы специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение, было понятно, как реализовать и использовать устройства и способы настоящего изобретения без излишних экспериментов, предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения будут описаны ниже в настоящем документе со ссылкой на определенные чертежи, на которых:[0034] In order for those skilled in the art to which the present invention relates to understand how to make and use the devices and methods of the present invention without undue experimentation, preferred embodiments of the present invention will be described hereinafter with reference to certain drawings, in which :
[0035] На фиг. 1 показан схематический вид сбоку емкости для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, имеющей уплотнительную систему, выполненную в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, на котором показано множество слоев уплотнительного элемента;[0035] FIG. 1 is a schematic side view of a fluid catalytic cracking stripping vessel having a sealing system according to an embodiment of the present invention, showing a plurality of layers of a sealing member;
[0036] На фиг. 2 показан схематический вид сбоку емкости для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, имеющей уплотнительную систему, выполненную в соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения, на котором показано множество слоев уплотнительного элемента;[0036] FIG. 2 is a schematic side view of a fluid catalytic cracking stripping vessel having a sealing system according to another embodiment of the present invention, showing a plurality of layers of a sealing member;
[0037] На фиг. 3 показан схематический вид сбоку емкости для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, имеющей уплотнительную систему, выполненную в соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения, на котором показано множество слоев уплотнительного элемента;[0037] FIG. 3 is a schematic side view of a fluid catalytic cracking stripping vessel having a sealing system according to another embodiment of the present invention, showing a plurality of layers of a sealing member;
[0038] На фиг. 4A показан схематический вид сбоку емкости для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, имеющей уплотнительную систему, выполненную в соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения, на котором показано множество слоев уплотнительного элемента;[0038] FIG. 4A is a schematic side view of a fluid catalytic cracking stripping vessel having a sealing system according to another embodiment of the present invention, showing a plurality of layers of a sealing member;
[0039] На фиг. 4B показан схематический вид сбоку участка емкости для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое по фиг. 4B, на котором показано множество лопастей с щелями;[0039] FIG. 4B is a schematic side view of a portion of the FCC stripping vessel of FIG. 4B showing a plurality of slotted blades;
[0040] На фиг. 5A показана схематическая диаграмма вида сверху уплотнительной системы, выполненной в соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения, на которой в виде диаграммы показано направление лопасти и ширина/распределение потока лопасти для двух вертикально наложенных друг на друга слоев, при этом первый слой содержит две зоны, имеющие переменные значения ширины лопасти, а второй слой (под первым слоем) содержит лопасти, имеющие одинаковую ширину лопасти;[0040] FIG. 5A is a schematic top view diagram of a sealing system according to another embodiment of the present invention, which diagrammatically shows the vane direction and vane width/flow distribution for two vertically superimposed layers, the first layer containing two zones, having variable blade widths, and the second layer (below the first layer) contains blades having the same blade width;
[0041] На фиг. 5B показана таблица, изображающая направление лопасти и значения ширины/распределения потока лопасти для дополнительных слоев системы по фиг. 5A;[0041] FIG. 5B is a table showing the vane direction and vane width/flow distribution values for the additional layers of the system of FIG. 5A;
[0042] На фиг. 6A показан схематический вид в перспективе первого слоя по фиг. 5A, изображающий лопасти слоя, имеющие неоднородную (переменную) ширину лопастей по каждой зоны внутри слоя;[0042] FIG. 6A is a schematic perspective view of the first layer of FIG. 5A showing layer vanes having a non-uniform (variable) vane width across each zone within the layer;
[0043] На фиг. 6B показан схематический вид сверху слоя на фиг. 6A, изображающий лопасти слоя, имеющие неоднородную (переменную) ширину лопастей между зонами слоя;[0043] FIG. 6B is a schematic plan view of the layer of FIG. 6A showing layer vanes having non-uniform (variable) vane widths between layer zones;
[0044] На фиг. 7 показан схематический вид сверху участка уплотнительной системы, выполненной в соответствии с еще одним вариантом реализации настоящего изобретения, на котором изображены уплотнительные элементы в форме усеченного конуса;[0044] FIG. 7 is a schematic plan view of a portion of a sealing system according to another embodiment of the present invention showing frustoconical sealing elements;
[0045] На фиг. 8 показан схематический вид сбоку уплотнительной системы по фиг. 7, на котором изображены уплотнительные элементы в форме усеченного конуса;[0045] FIG. 8 is a schematic side view of the sealing system of FIG. 7 showing sealing elements in the form of a truncated cone;
[0046] На фиг. 9 показан схематический вид сверху участка уплотнительной системы, выполненной в соответствии с еще одним вариантом реализации настоящего изобретения, на котором изображен уплотнительный элемент в форме усеченного конуса с загнутыми внутрь язычками;[0046] FIG. 9 is a schematic plan view of a portion of a sealing system according to another embodiment of the present invention showing a frustoconical sealing element with inwardly curved tongues;
[0047] На фиг. 10A показан схематический вид сбоку участка уплотнительной системы, выполненной в соответствии с еще одним вариантом реализации настоящего изобретения, на котором изображен уплотнительный элемент в форме усеченного конуса с перемычками, имеющими отверстия;[0047] FIG. 10A is a schematic side view of a portion of a sealing system according to another embodiment of the present invention showing a frustoconical sealing element with apertured webs;
[0048] На фиг. 10B показан схематический вид сверху уплотнительной системы по фиг. 10A, на котором изображен уплотнительный элемент в форме усеченного конуса с перемычками, имеющими отверстия;[0048] FIG. 10B is a schematic plan view of the sealing system of FIG. 10A showing a frustoconical sealing element with apertured webs;
[0049] На фиг. 11A показан схематический вид сбоку уплотнительной системы по фиг. 7, на котором изображен верхний слой уплотнительных элементов в форме усеченного конуса с закрытыми верхними поверхностями;[0049] FIG. 11A is a schematic side view of the sealing system of FIG. 7, which shows the top layer of sealing elements in the form of a truncated cone with closed top surfaces;
[0050] На фиг. 11B показан схематический вид сверху участка уплотнительной системы, выполненной в соответствии с еще одним вариантом реализации настоящего изобретения, на котором изображен уплотнительный элемент в форме усеченного конуса, имеющий закрытую верхнюю поверхность;[0050] FIG. 11B is a schematic top view of a portion of a sealing system according to another embodiment of the present invention, showing a frustoconical sealing member having a closed top surface;
[0051] На фиг. 12 показан схематический вид в перспективе участка уплотнительной системы, выполненной в соответствии с еще одним вариантом реализации настоящего изобретения, на котором изображено множество уплотнительных элементов;[0051] FIG. 12 is a schematic perspective view of a portion of a sealing system according to another embodiment of the present invention, showing a plurality of sealing members;
[0052] На фиг. 13 показан схематический вид в перспективе участка уплотнительной системы по фиг. 12, на котором изображены лопасти одного из уплотнительных элементов;[0052] In FIG. 13 is a schematic perspective view of a portion of the sealing system of FIG. 12 showing the blades of one of the sealing elements;
[0053] На фиг. 14 показан схематический вид в перспективе участка уплотнительной системы по фиг. 12, на котором изображены лопасти одного из уплотнительных элементов;[0053] FIG. 14 is a schematic perspective view of a portion of the sealing system of FIG. 12 showing the blades of one of the sealing elements;
[0054] На фиг. 15 показан схематический вид в перспективе уплотнительной системы, выполненной в соответствии с фиг. 12, на котором изображены два слоя уплотнительных элементов;[0054] FIG. 15 is a schematic perspective view of the sealing system according to FIG. 12 showing two layers of sealing elements;
[0055] На фиг. 16A показан схематический вид сбоку участка уплотнительной системы по фиг. 15, на котором изображено множество уплотнительных элементов;[0055] FIG. 16A is a schematic side view of a portion of the sealing system of FIG. 15 showing a plurality of sealing elements;
[0056] На фиг. 16B показан схематический вид сбоку участка уплотнительной системы по фиг. 15, на котором изображены смежные уплотнительные элементы, содержащие перекрывающиеся лопасти;[0056] FIG. 16B is a schematic side view of a portion of the sealing system of FIG. 15 showing adjacent sealing elements containing overlapping vanes;
[0057] На фиг. 16C показан схематический вид спереди участка уплотнительной системы по фиг. 15, на котором изображены лопасти одного из слоев уплотнительного элемента с линиями разреза после придания наружной границе уплотнительной системы закругленной формы;[0057] FIG. 16C is a schematic front view of a portion of the sealing system of FIG. 15 showing the blades of one of the layers of the sealing element with cut lines after the outer boundary of the sealing system has been rounded;
[0058] На фиг. 17 показан схематический вид сверху участка уплотнительной системы по фиг. 15, на котором изображена верхняя сторона слоя уплотнительных элементов;[0058] FIG. 17 is a schematic plan view of a portion of the sealing system of FIG. 15 showing the top side of the layer of sealing elements;
[0059] На фиг. 18A показан схематический вид в перспективе участка уплотнительной системы по фиг. 15, на котором изображен один из уплотнительных элементов после сгибания;[0059] FIG. 18A is a schematic perspective view of a portion of the sealing system of FIG. 15 showing one of the sealing elements after being folded;
[0060] На фиг. 18B показан схематический вид сбоку участка уплотнительной системы по фиг. 15, на котором изображена единственная «лопасть» одного из уплотнительных элементов после сгибания;[0060] FIG. 18B is a schematic side view of a portion of the sealing system of FIG. 15 showing a single "vane" of one of the sealing elements after being folded;
[0061] На фиг. 19 показан схематический вид в перспективе участка уплотнительной системы по фиг. 15, на котором изображен участок одного из уплотнительных элементов до сгибания; и[0061] In FIG. 19 is a schematic perspective view of a portion of the sealing system of FIG. 15 showing a portion of one of the sealing elements before bending; And
[0062] На фиг. 20 показан схематический вид в перспективе уплотнительной системы, выполненной в соответствии с фиг. 12, на котором изображен один слой уплотнительных элементов.[0062] In FIG. 20 is a schematic perspective view of the sealing system according to FIG. 12 showing one layer of sealing elements.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
[0063] Варианты реализации изобретения будут более подробно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны приведенные в качестве примера варианты реализации изобретения. Однако настоящее изобретение может быть реализовано во многих других формах, и его не следует считать ограниченным приведенными в качестве примера вариантами реализации, изложенными в настоящем документе; вместо этого, эти варианты реализации предоставлены для подробности и полноты этого описания, и для того, чтобы оно полностью передавало объем вариантов реализации специалистам в данной области техники. По всему описанию подобными номерами обозначены подобные, но не обязательно одинаковые или идентичные, элементы. Для объяснения и иллюстрации, но не ограничения, на фиг. 1 показано схематическое изображение приведенного в качестве примера варианта реализации уплотнительной системы, выполненной для способствования контакту между твердыми веществами и текучими средами в псевдоожиженном слое, выполненном в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения, и она в целом обозначена ссылочный позицией 100. Другие варианты реализации уплотнительных систем в соответствии с изобретением или его аспектами показаны на фиг. 2-19B, как будет описано ниже.[0063] Embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show exemplary embodiments of the invention. However, the present invention may be embodied in many other forms and should not be considered limited to the exemplary embodiments set forth herein; instead, these embodiments are provided for the sake of detail and completeness of this description, and to ensure that it fully conveys the scope of the embodiments to those skilled in the art. Throughout the specification, like numerals refer to like, but not necessarily the same or identical, elements. For explanation and illustration, but not limitation, FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a sealing system designed to promote contact between solids and fluids in a fluidized bed, made in accordance with embodiments of the present invention, and is generally designated with
[0064] На фиг. 1-6B показаны уплотнительные системы 100, отличающиеся оптимизацией характеристик устройства для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое посредством использования многозонального подхода, использующего мультиразмерный структурированный уплотнитель и/или более одного типа внутреннего элемента. Как показано на фиг. 5A-6B, уплотнение устройства для отгонки в емкостях для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое с асимметричными стояками, содержащими лопасти разной ширины и вариабельность расстояния для лопастей в пределах слоя уплотнительного элемента или между слоями, обеспечивает более равномерное распределение потока газа и катализатора между слоями катализатора (иногда просто именуемыми как «слои» по всему тексту). Слой катализатора является плотной, но при этом ожиженной, совокупностью частиц катализатора, в которую впрыскивают среду для отгонки (обычно пар) для удаления летучих углеводородов. Пар поддерживает ожиженное состояние частиц, внутренние элементы слоя для отгонки обеспечивают тесный контакт между средой для отгонки (например, уплотнительная система 100) и частицами.[0064] FIG. 1-6B
[0065] Как показано на фиг. 1-4A, уплотнительная система 100 содержит множество слоев 102a-102h уплотнительного элемента. Емкость 103 по фиг. 1-4A показана в разрезе для изображения вида сбоку слоев 102a-102h уплотнительного элемента. Каждый слой 102a-102h уплотнительного элемента содержит множество лопастей 104a-104h. Каждая из лопастей 104a-104h имеет прямоугольную форму, подобную лопастям, показанным на фиг. 6A, лопасти 104a-104h могут быть также расположены параллельными рядами (подобно лопастям по фиг. 6A) для образования слоя. Слой может иметь цилиндрическую или кольцевую форму, или множество других подходящих форм. Уплотнительная система 100 включает внутрислойную вариабельность и/или межслойную вариабельность. Внутрислойная вариабельность представляет собой вариабельность или неоднородность в пределах одного определенного из слоев 102a-102h уплотнительного элемента. Внутрислойная вариабельность включает изменяющееся расстояние между лопастями 104a-104h их соответствующего слоя 102a-102h уплотнительного элемента, изменяющиеся размеры лопастей 104a-104h в их соответствующем слое 102a-102h уплотнительного элемента и/или изменяющиеся углы наклона лопастей 104a-104h в их соответствующем слое 102a-102h уплотнительного элемента. Межслойная вариабельность включает первое расстояние, первый угол наклона и первый размер лопастей 104a-104h одного определенного из уплотнительных слоев 102a-102h, и второе расстояние, второй угол наклона или второй размер лопастей другого из уплотнительных слоев 102a-102h. Второе расстояние, второй угол наклона и/или второй размер отличаются от первого расстояния, первого угла наклона и/или первого размера.[0065] As shown in FIG. 1-4A, the
[0066] Как показано на фиг. 1, система 100 содержит первый слой 102a уплотнительного элемента с лопастями 104a, которые расположены ближе друг к другу, чем лопасти 104c третьего слоя 102c уплотнительного элемента. Лопасти 104a первого слоя 102 уплотнительного элемента также имеют меньшую длину (например, они имеют разный размер) по сравнению с лопастями 104c третьего слоя 102c уплотнительного элемента. На фиг. 2-4A показаны различные варианты реализации межслойной вариабельности относительно размера лопастей 104a-104h, расстояния между лопастями 104a-104h и угла наклона лопастей 104a-104h. Расстояние между лопастями задано как перпендикулярное расстояние между фронтальными пластинами лопастей 104a-104h.[0066] As shown in FIG. 1, the
[0067] Структурированный уплотнитель по фиг. 1-4A с мультиразмерной модульной конструкцией оптимизирует характеристики устройства для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое посредством использования многозонального подхода, использующего мультиразмерный структурированный уплотнитель и/или более одного типа внутреннего элемента. На фиг. 1-4A «зона» включает по меньшей мере один слой 102a-102h уплотнительного элемента. Например, для варианта реализации по фиг. 1, первая зона содержит слои 102a и 102b, при этом каждый слой 102a и 102b имеют подобную друг другу конструкцию. Вторая зона варианта реализации по фиг. 1 содержит слои 102c-102f, при этом слои 102c-102f имеют подобную друг другу конструкцию.[0067] The structured seal of FIG. 1-4A with a multi-size modular design optimizes the performance of a FCC stripper by using a multi-zone approach using a multi-size structured compactor and/or more than one type of internal element. In FIG. 1-4A "zone" includes at least one
[0068] Для достижения задач, изложенных в настоящем документе предложены многие варианты реализации для различных уплотнительных конфигураций. На фиг. 1 показаны более плотно расположенные уплотнительные элементы в верхних и нижних слоях, например слоях 102a-102b и 102g-102h, причем средняя зона наполнена слоями, содержащими более открытые уплотнительные элементы, например, третий, четвертый, пятый и шестой слои 102c-102f, соответственно. Два верхних слоя 102a-102b способствуют хорошему распределению катализатора по направлению вниз (при ориентации, как на фиг. 1-4A) в слой, а два нижних слоя 102g-102h способствуют равномерному распределению пара, проходящего вверх (при ориентации, как на фиг. 1-4A), в слой. Более плотно расположенные лопасти 104a-104b уплотнительных слоев 102a и 102b по фиг. 1 образуют зону, которая обеспечивает оптимизированное распределение катализатора, в которой более открытая зона, образованная слоями 102c-102f, оптимизирована для лучшего ожижения. Третья зона по фиг. 1 образована двумя нижними слоями 102g-102h и содержит более плотно расположенные лопасти 104g-104h и обеспечивает оптимизированное распределение пара. Использование мультиразмерного структурированного уплотнителя или нескольких типов внутренних элементов обеспечит оптимизированную конфигурацию для достижения повышенной эффективности отгонки и лучшего ожижения. Улучшенные характеристики отгонки позволяют использовать меньшее количество пара для отгонки, требуют меньше внутренних элементов, обеспечивают лучшее извлечение продукта и снижают коксовую нагрузку на систему регенерации. Многозональный подход также обеспечит дополнительную гибкость для достижения задач в проектах переработки. Многозональный подход обеспечивает лучшую эффективность отгонки путем оптимизации контакта катализатора и пара, и улучшает ожижение слоя катализатора в устройстве для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое.[0068] In order to achieve the objectives set forth herein, many implementations have been proposed for various sealing configurations. In FIG. 1 shows denser seals in the upper and lower layers, such as
[0069] На фиг. 2 показан еще один вариант реализации системы 100, в котором четыре верхних слоя 102a-102d содержат более плотно расположенные лопасти 104a-104d для увеличения взаимодействия между паром и катализатором и эффективности отгонки. Четыре нижних слоя l02e-102h по фиг. 2 по существу предназначены для поддержания однородной ожиженности слоя. На фиг. 2 показана первая зона, содержащая четыре верхних слоя 102a-102d, при этом четыре верхних слоя 102a-102d имеют подобную друг другу конструкцию. Более плотно расположенные лопасти 104a-104d уплотнительных слоев 102a-102d по фиг. 2 образуют зону, обеспечивающую оптимизированное распределение пара и катализатора, Вторая зона по фиг. 2 содержит четыре нижних слоя 102e-102h, при этом четыре нижних слоя 102e-102h имеют подобную друг другу конструкцию. Более открытая зона, образованная слоями 102e-102h по фиг. 2, оптимизирована для лучшего (например, более однородного) ожижения.[0069] FIG. 2, another embodiment of
[0070] На фиг. 3 показан другой вариант реализации системы 100, в котором четыре верхних слоя 102a-102d содержат лопасти 104a-104d, расположенные на большем расстоянии друг от друга, чтобы обеспечивать достаточную открытую площадь для самоотгонки углеводородов от отработанного катализатора, а более плотно расположенные элементы используют снизу для увеличения взаимодействия между паром и катализатором и эффективности отгонки. На фиг. 3 показана первая зона, содержащая верхние слои 102a-102d, при этом верхние слои 102a-102d имеют подобную друг другу конструкцию. Более открытая зона, образованная верхними слоями 102a-102d по фиг. 3, например, с менее близко расположенными лопастями 104a-104d, оптимизирована для лучшего (например, более однородного) ожижения. Вторая зона по фиг. 3 содержит четыре нижних слоя 102e-102h, при этом четыре нижних слоя 102e-102h имеют подобную друг другу конструкцию. Более плотно расположенные лопасти 104e-104h четырех нижних уплотнительных слоев 102e-102h по фиг. 3 образуют зону, которая обеспечивает оптимизированное распределение пара и катализатора.[0070] FIG. 3 shows another embodiment of
[0071] Эффективность отгонки также зависит от времени пребывания. На фиг. 4A-4B показаны третий, четвертый, пятый и шестой слои 102c-102f (например, более открытые слои), содержащие лопасти 104c-104f с углами наклона 45° (что является меньшим углом лопасти по сравнению с обычно используемыми 60° лопастями) и отверстиями 106. Лопасти 104c-104f, наклоненные под меньшим углом, по фиг. 4A увеличивают эффективное время пребывания и площадь контакта пара и катализатора, а отверстия 106 в лопастях 104c-104f способствуют взаимодействию пара и катализатора, а также предотвращают преждевременное переполнение устройства для отгонки. На фиг. 4A показана первая зона, содержащая первый и второй слои 102a и 102b, при этом каждый слой 102a и 102b имеет подобную друг другу конструкцию с точки зрения размера лопастей и расстояния между ними, но содержит лопасти 104a и 104b, находящиеся под противоположными углами. Лопасти 104a и 104b по фиг. 4A имеют больший угол наклона, чем лопасти 104c-104f по фиг. 4A, например, лопасти 104a и 104b могут находиться под углом наклона приблизительно 60°, т.е. они наклонены вниз относительно вертикальной оси V приблизительно на 30°. Несмотря на то, что лопасти 104a и 104b по фиг. 4A находятся под противоположными углами относительно друг друга, их угол наклона относительно вертикальной оси V является одинаковым. Вторая зона по фиг. 4A содержит третий, четвертый, пятый и шестой слои 102c-102f, соответственно, причем слои 102c-102f имеют подобную друг другу конструкцию с точки зрения размера лопастей и расстояния между ними, но содержат лопасти 104c и 104d, находящиеся под противоположными углами, и лопасти 104e и 104f под противоположными углами. Более плотно расположенные лопасти 104a-104b уплотнительных слоев 102a и 102b по фиг. 4A образуют зону, которая обеспечивает оптимизированное распределение катализатора. Увеличенное расстояние между лопастями 104c-104f, изменяющийся угол лопастей и отверстия 106 лопастей 104c-104f (показаны на фиг. 4B) оптимизированы для лучшего ожижения и увеличенного времени пребывания по всем слоям 102c-102f по фиг. 4A. Третья зона по фиг. 4A образована седьмым и восьмым слоями 102g-102h, соответственно, и содержит более плотно расположенные лопасти 104g-104h и обеспечивает оптимизированное распределение пара.[0071] the Efficiency of distillation also depends on the residence time. In FIG. 4A-4B show third, fourth, fifth, and
[0072] Многозональные конфигурации по фиг. 1-4B позволяют оптимизировать расположение для достижения более высокой эффективности отгонки и лучшего ожижения. Варианты реализации уплотнительной системы 100, описанные в настоящем документе, повышают эффективность в устройстве для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое путем оптимизации конфигурации внутренних элементов. Это достигается посредством разделения элементов слоя для отгонки на две или более отдельных зон с уплотнительными элементами (лопастями) или устройствами специального размера. Специалистам в данной области техники будет понятно, что несмотря на то, что фиг. 1-4B описаны как содержащие прямоугольные плоские лопасти, расположенные в кольцевой форме в емкости для отгонки, для различных слоев может быть использовано множество подходящих форм для лопастей.[0072] The multi-zone configurations of FIG. 1-4B allow you to optimize the arrangement to achieve higher stripping efficiency and better fluidization. The embodiments of the
[0073] В целом, бóльшая часть процесса отгонки происходит в верхней части слоя, где межчастичные пары смещаются относительно легко и также удаляются некоторые внутричастичные пары. Эта площадь относительно легко подвергается ожижению вследствие высоких паровых нагрузок. Когда катализатор протекает вниз через слой, эффективность отгонки на единицу высоты слоя снижается экспоненциально. Углеводороды в нижних частях слоя, захваченные в частицах катализатора, должны быть удалены, что требует более эффективного контакта между паром для отгонки и катализатором. В вариантах реализации системы 100, описанных в настоящем документе, использовано несколько зон уплотнителей различных размеров (или типа внутреннего элемента) для оптимизации контакта катализатора/пара. В целом, более плотно расположенные уплотнительные элементы (например, слои 102a-102b и 102g-102h по фиг. 1) используют для интенсивного перемешивания и отгонки. Более открытые и редкие уплотнительные элементы (например, в слоях 102c-102f по фиг. 1) используют для ожижения.[0073] In general, most of the stripping process occurs at the top of the bed, where interparticle pairs move relatively easily and some intraparticle pairs are also removed. This area is relatively easy to liquefy due to high steam loads. As the catalyst flows down through the bed, the stripping efficiency per unit height of the bed decreases exponentially. Hydrocarbons in the lower portions of the bed, trapped in the catalyst particles, must be removed, requiring more efficient contact between the stripping steam and the catalyst. The embodiments of
[0074] Как показано на фиг. 5A-6B, в уплотнительной системе 200 использованы лопасти разной ширины в определенном слое (например, внутрислойная вариабельность) для обеспечения более равномерного распределения газа и катализатора по всему слою катализатора. Эта вариабельность ширины особенно полезна для систем для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, содержащих конфигурации асимметричного стояка отработанного катализатора (spent catalyst standpipe, SCSP). Многие узлы для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое представляют собой в целом цилиндрическую емкость 203 для отгонки, в которой катализатор отбирают с боковой стороны емкости 203 на выпускном отверстии 205, это обеспечивает асимметричную схему потока катализатора в пределах емкости 203 и уплотнительных слоев, которая затем усиливается конфигурацией элементов/лопастей внутри уплотнительной секции. Емкость 203 может быть подобна емкости 103 по фиг. 4A. Традиционные уплотнительные системы поддерживают открытый путь только в одном боковом направлении на каждом слое, следующие слои повернуты относительно друг друга для достижения некоторой степени боковой однородности. В системе 200 на каждом слое открытая конфигурация устройства поддерживает открытый боковой путь во всех направлениях, что должно уменьшать любую склонность к образованию протоков. Лопасти 204a и 204b с разной шириной, описанные более подробно ниже, расположены в слое 202 уплотнительного элемента для исключения неправильного распределения потока или избирательного образования протоков в слое. Улучшенное распределение потока газа и катализатора приводит к сниженному захвату пара и повышенной эффективности отгонки вследствие лучшего использования пара.[0074] As shown in FIG. 5A-6B, the
[0075] Со ссылкой на фиг. 5A-6B, слой 202 уплотнительного элемента в уплотнительной системе 200 содержит конфигурацию лопастей, которая направленно обеспечивает больший поток катализатора от боковой стенки стояка отработанного катализатора устройства для отгонки (например, стенки, расположенной рядом с впускным отверстием 205) к центру и, в то же время, способствует большему потоку катализатора от стенки, противоположной стояку отработанного катализатора, по направлению к центру. Система 200 может также содержать один или более слоев 102a-102h системы 100, как показано на любой из фиг. 1-4B. В стандартной конфигурации лопастей ширина лопастей, обращенных вниз в любом направлении (восток-запад или север-юг), является одинаковой, что приводит к одинаковому распределению потока катализатора на каждой стороне лопасти внутри слоя (например, 50% катализатора в одном направлении и 50% катализатора в другом, как показано на схематическом изображении южного участка второго слоя 201 на фиг. 5A. Направления север, юг, восток и запад обозначены С, Ю, В и З обозначениями на фиг. 5A и 6A. В вариантах реализации по фиг. 5A-6B по меньшей мере для одного из слоев в уплотнительной системе 200 ширина лопастей 204a и 204b в каждом направлении отличается от смежных слоев.[0075] With reference to FIG. 5A-6B, sealing
[0076] Как показано на фиг. 5A-5B, каждый слой, например, слои 201 или 202, могут иметь в целом кольцевую форму, и количество слоев может варьироваться. В варианте реализации по фиг. 5B содержится всего восемь слоев, некоторые из которых подобны первому слою 202, и некоторые из которых подобны второму слою 201. Восемь слоев расположены в чередующейся вертикальной конфигурации так, что первый и третий слои одинаковые (с лопастями с изменяющейся шириной в пределах каждого слоя, аналогично слою 202), и второй и четвертый слои одинаковые (с лопастями с неизменной шириной в пределах каждого слоя, аналогично слою 201). Это отображено в таблице на фиг. 5B и предоставлено соотношение значений ширины лопастей (70/30 для изменяющихся значений ширины и 50/50 для лопастей с неизменной шириной).[0076] As shown in FIG. 5A-5B, each layer, such as
[0077] Как показано на фиг. 6A-6B, лопасти 204 первого слоя 202 уплотнительного элемента содержат первую совокупность 204a лопастей, имеющих первую ширину W1, и вторую совокупность 204b лопастей, имеющих вторую ширину W2, при этом вторая ширина W2 меньше первой ширины W1. Первая совокупность 204a лопастей содержит две группы лопастей (лопасти в зоне A и зоне B). Первая из двух групп, например, лопасти 204a в зоне A, находится под первым углом, а вторая из двух групп, например, лопасти 204b в зоне B, находятся под вторым углом. Первый и второй углы находятся под противоположными углами относительно друг друга. Другими словами, угол наклона относительно вертикальной оси емкости 203 является одинаковым, но некоторые лопасти 204a наклонены вниз с запада на восток, а другие наклонены вниз с востока на запад. Вторая совокупность 204b лопастей содержит две группы лопастей.[0077] As shown in FIG. 6A-6B, the
[0078] Со ссылкой на фиг. 6A-6B, первая из двух групп, например, лопасти 204b в зоне A, второй совокупности 204b лопастей находятся под третьим углом, а вторая из двух групп, например, лопасти 204b в зоне B, второй совокупности 204b лопастей находятся под четвертым углом. Третий угол и четвертый угол являются противоположными углами. Первый угол противоположный противоположен третьему углу. Например, если обычная ширина лопасти составляет 5 дюймов (12,7 см), то, как показано на фиг. 6A, зона A (северо- и юго-западные квадранты) может содержать 7-дюймовые (17,78 см) лопасти 204a, обращенные вниз в восточном направлении (как схематически отображено стрелками направления на пластинах 204a), и 3-дюймовые (7,62 см) лопасти, обращенные вниз в направлении с востока на запад. С другой стороны, зона B (северо- и юго-восточные квадранты) будут содержать 3-дюймовые (7,62 см) лопасти 204b, обращенные вниз в направлении с запада на восток, и 7-дюймовые (17,78 см) лопасти 204a, обращенные вниз в направлении с востока на запад (как схематически отображено стрелками направления на лопастях 204a). Более широкие лопасти 204a позволят увеличить процент потока катализатора в этом направлении (как схематический показано стрелками направления на обращенных вверх поверхностях лопастей 204a). Это будет способствовать отведению большего количества потока катализатора со стороны устройства для отгонки стояка отработанного катализатора, например, западной стороны, по направлению к центру и, в то же время, способствовать большему потоку катализатора со стороны стенки, противоположной стояку отработанного катализатора, например, восточной стороны, по направлению к центру.[0078] With reference to FIG. 6A-6B, the first of two groups, such as
[0079] Специалистам в данной области техники будет понятно, что ширина лопасти не ограничена тремя или семью дюймами (7,62 см или 17,78 см), и эти размеры были приведены исключительно для иллюстрации примера. Дополнительно, расстояние между лопастями может быть изменено в зонах A и B в зависимости от требования, такого как свободное расположение в зоне B (подобно лопастям 104c по фиг. 1) для более свободного потока, и плотное расположение (подобно лопастям 102a по фиг. 1) в зоне A для более интенсивного смешивания и отгонки. Большие расстояние обеспечит меньшее сопротивление потоку и меньше протоков газовых карманов под лопастями.[0079] Those skilled in the art will appreciate that the width of the blade is not limited to three or seven inches (7.62 cm or 17.78 cm), and these dimensions have been given solely for illustrative purposes. Additionally, the distance between the vanes can be changed in zones A and B depending on the requirement, such as free positioning in zone B (similar to the
[0080] Варианты реализации по фиг. 5A-6B обеспечивают лучшее распределение потока и уменьшенное образование протоков по сравнению с известными уплотнительными системами, что улучшает характеристики устройства для отгонки и использование пара, а также снижает потребление пара. Система 200 обеспечивает низкие затраты благодаря увеличенному расстоянию, требующему меньше уплотнителя на единицу объема, однородную величину напора в устройстве для отгонки и увеличенную величину напора в стояке, а также лучшую отгонку, что снижает температуру регенерации, улучшает циркуляцию катализатора и повышает выход продукта.[0080] The embodiments of FIG. 5A-6B provide better flow distribution and reduced ducting than prior art sealing systems, which improves stripper performance and steam utilization, and reduces steam consumption.
[0081] Как показано на фиг. 7-8, уплотнительная система 300 направлена на сужающиеся конструкции элемента для улучшения эксплуатационных характеристик устройства для отгонки для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Уплотнительная система 300 может быть использована в такой емкости, как 103 на фиг. 1-4B, или подобной. Полые сужающиеся уплотнительные элементы/корпусы 302 показаны как корпусы 302, имеющие форму усеченного конуса. Как описано ниже, в полых сужающихся уплотнительных элементах/корпусах 302 используется конфигурация с несколькими направлениями со значительно меньшим количеством «лопастей» для повышения эффективности отгонки, улучшения повышения напора и снижения использования пара; а также конфигурация уплотнителя устройства для отгонки, которая обеспечивает легкое изменение высоты, ширины и угла уплотняющей лопасти. Уплотнительная система 300 содержит множество полых корпусов 302 в форме усеченного конуса, при этом каждый корпус 302 в форме усеченного конуса примыкает по меньшей мере к одному смежному корпусу 302 в форме усеченного конуса для способствования контакту между твердыми веществами и текучими средами в псевдоожиженном слое. Корпусы в форме усеченного конуса сваривают друг с другом для образования конструкции, показанной на фиг. 8 и 11A. Открытый корпус 302 в форме усеченного конуса обеспечивает требуемые точки искривления и образования пузырей, требуемые для обеспечения тщательного смешивания пара/катализатора. Поверхности, образующие устройство, являются относительно короткими и узкими, таким образом минимизируя вероятность разделения фаз на самом устройстве. В уплотнительной системе 300 используется конфигурация с несколькими направлениями со значительно меньшим количеством «лопастей» для повышения эффективности отгонки, улучшения повышения напора и снижения использования пара. Корпусы в форме усеченного конуса, например, элементы 302, достигают эту цель путем обеспечения равномерного распределения катализатора, проходящего вниз через слой отгонки. Проходящий вверх водяной пар для отгонки будет иметь относительно большее количество пузырей и также будет поддерживать равномерное распределение. Это увеличивает площадь поверхности для переноса массы и также обеспечит высокие показатели отгонки.[0081] As shown in FIG. 7-8, the
[0082] Уплотнительная система 300 с уплотнительными элементами 302 выполнена для уменьшения механизма образования протоков, а также тенденции локализованного разделения фаз рядом с поверхностями элемента, с уменьшенным количеством лопастей и задействованием случайной ориентации лопастей. Полые сужающиеся уплотнительные элементы/корпусы 302 также распределяют катализатор более равномерно в радиальном направлении в находящиеся ниже уплотнительные элементы. Уплотнительные элементы 302 в форме усеченного конуса уменьшают массу и, следовательно, требуется меньше поддержки. Кроме того, уменьшается количество требуемого металла на единицу объема, и форма усеченного конуса в целом структурно прочнее, таким образом требуя меньшей толщины материала для формирования уплотнительных элементов в форме усеченного конуса. Более открытая конструкция обеспечивает улучшенное повышение давления и 360° боковую открытость в более однородном распределении и меньшую склонность к образованию протоков.[0082] The
[0083] С продолжающейся ссылкой на фиг. 7-8 каждый корпус 302 в форме усеченного конуса содержит щели 306, расположенные по наружной границе корпуса 302. Каждый корпус в форме усеченного конуса содержит множество проходящих в продольном направлении перемычек 304, расположенных между каждыми двумя щелями 306. Каждая из проходящих в продольном направлении перемычек 304 проходит между верхним краем, например, верхним кольцом 308, корпуса 302 в форме усеченного конуса и нижним краем, например, нижним кольцом 310, корпуса 302 в форме усеченного конуса. Каждый корпус 302 может содержать множество перемычек, например, 4-6 перемычек, покрывающих приблизительно 30-50% наружной границы конуса, или другое подходящее количество. Верхнее и нижнее кольца 308 и 310, соответственно, открыты для обеспечения возможности прохождения потока через них.[0083] With continued reference to FIG. 7-8, each
[0084] Как показано на фиг. 7, каждая перемычка 304 данного корпуса 302 в форме усеченного конуса определяет ось L перемычки на наружной границе корпуса 302 в форме усеченного конуса. При проецировании на плоскость, перпендикулярную продольной оси A их соответствующего корпуса 302 в форме усеченного конуса, оси L перемычек для одного корпуса 302 в форме усеченного конуса не параллельны осям L для примыкающего корпуса 302 в форме усеченного конуса в одном ряду 303. Другими словами, перемычки 304, примыкающие к корпусам 302 в форме усеченного конуса в одном ряду, не выровнены. Конусообразные корпусы в определенном ряду повернуты относительно друг друга так, что, например, первый конусообразный корпус 302a содержит перемычки, находящиеся под углами 0°, 90°, 180° и 270° градусов (относительно оси, перпендикулярной оси A), а второй конусообразный корпус 302b, примыкающий к первому, содержит перемычки, находящиеся под углами 45°, 135°, 225° и 315° градусов. Угол корпуса в форме усеченного конуса такой, чтобы обеспечивать свободное прохождение катализатора через него. Например, ось L каждой перемычки наклонена под углом приблизительно 30° - 45° относительно своей соответствующей продольной оси A. Ширина перемычки уменьшена, и может быть использовано множество различных количеств перемычек 204 (3, 4, 5, 6 и т.д.) в зависимости от применения. Открытая конфигурация элемента/корпуса 302 в форме усеченного конуса обеспечивает свободное перемещение газа и катализатора, но, в то же время, предотвращает вертикальные протоки вследствие вертикального извилистого пути, в который нагнетают фазу, например, при прохождении катализатора вниз по перемычкам 304 одного корпуса 302 в форме усеченного конуса, вертикальный поток прерывается верхним кольцом 308 или нижним кольцом 310 корпуса в форме усеченного конуса ниже. Будет обеспечено быстрое разделение любого крупного скопления любой фазы и ее перемещение в вертикальном направлении.[0084] As shown in FIG. 7, each
[0085] На фиг. 9 показан еще один вариант реализации сужающегося корпуса 402. Сужающийся корпус 402 аналогично имеет форму усеченного конуса и содержит щели 406 и перемычки 404, подобно корпусу 302 в форме усеченного конуса, за исключением того, что материал, вырезанный для образования щелей 406, не полностью вырезан, и по меньшей мере некоторое количество материала, вырезанного для определенной щели 406, загнуто внутрь для образования язычка 411 для усиления эффективности смешивания катализатора и пара.[0085] FIG. 9 shows another embodiment of
[0086] На фиг. 10A-10B показан еще один вариант реализации полого сужающегося корпуса 502. Корпус 502 подобен 302 тем, что имеет форму усеченного конуса и содержит щели 506 и перемычки 504, за исключением того, что по меньшей мере одна из перемычек 504 содержит отверстия 511 для дополнительного уменьшения массы и способствования образованию пузырей.[0086] FIG. 10A-10B show another embodiment of a hollow
[0087] Как показано на фиг. 7-8 и 11A-11B, один или более корпусов 302/402/502 в форме усеченного конуса расположены в слоях 301, содержащих ряды 303 корпусов 302, которые наложены сверху друг на друга и сварены друг с другом с образованием уплотнительной системы 300 с повторяющейся структурой. Для улучшения изначального распределения катализатора на уплотнительную секцию, верхний слой 301 элементов имеет закрытые верхние части. Эти сужающиеся корпусы/корпусы в форме усеченного конуса обозначены позицией 602. Корпусы 602 в форме усеченного конуса подобны корпусам 302 в форме усеченного конуса тем, что они содержат отверстия 606, перемычки 604 и нижнее кольцо 610, за исключением того, что корпусы 602 в форме усеченного конуса имеют закрытую верхнюю часть 608 вместо открытого верхнего кольца 308. Закрытая верхняя часть 608 может иметь форму диска. Это дополнительное сопротивление потоку катализатора будет обеспечивать лучшее распределение. Дополнительно, на избирательных уровнях в пределах уплотнительной системы 300 некоторые отдельные элементы 302/402/502 могут иметь закрытые верхние части, подобные закрытой верхней части 608, или частично закрытые верхние части. Эти промежуточные ограничения будут функционировать как дополнительные устройства перераспределения.[0087] As shown in FIG. 7-8 and 11A-11B, one or more
[0088] Как описано выше в сравнении с известной уплотнительной конструкцией, сужающиеся элементы будут повышать однородность ожижения, обеспечивать лучшее распределение на впускном отверстии и в пределах слоя, повышать образование пузырей/разделение в пределах слоя. Искривление пути потока увеличено, но не за счет увеличенного сопротивления потоку (т.е., падения давления). Другие преимущества вариантов реализации в настоящем документе включают: лучшее распределение внутри уплотнителя (однородный расход твердых веществ в области активной отгонки) способствует радиальному распределению, лучший контакт со средой, потенциальное уменьшение требуемой среды для отгонки, значительно меньшее количество лопастей обеспечивает более открытую конструкцию, значительно меньшая вероятность образования протоков пара/катализатора, способствование разбиванию пузырей при протекании пара вверх по устройству для отгонки, лучшее повышения напора к меньшему количеству лопастей для поддержания массы катализатора, присущая прочность корпуса в форме усеченного конуса приводит к необходимости меньшего количества материала, снижение массы, а также снижение затрат, повышенное извлечение продукта и уменьшение коксования.[0088] As described above, in comparison to prior art sealing designs, tapered members will improve fluidization uniformity, provide better distribution at the inlet and within the bed, increase bubble formation/separation within the bed. The curvature of the flow path is increased, but not at the expense of increased resistance to flow (ie, pressure drop). Other advantages of the embodiments herein include: better distribution within the compactor (homogeneous flow of solids in the active stripping area) promotes radial distribution, better media contact, potential reduction in stripping media required, significantly fewer vanes provide a more open design, significantly less likelihood of steam/catalyst ducting, aiding in bubble breaking as steam flows up the stripper, better head rise to fewer vanes to support catalyst weight, inherent frustoconical body strength resulting in less material needed, reduced weight, and lower costs, increased product recovery and reduced coking.
[0089] Как показано на фиг. 12-20, уплотнительная система 700 содержит множество уплотнительных элементов 702, образованных последовательностью корпусов 705 лопастей. Со ссылкой на фиг. 12-14, каждый уплотнительный элемент 702 определяет продольную ось Y и выполнен с возможностью способствовать контакту между твердыми веществами и текучими средами в псевдоожиженном слое. Каждый уплотнительный элемент 702 определяет плоскость B элемента. Каждый уплотнительный элемент 702 содержит множество основных лопастей 706, отходящих от общей поперечной планки 708, определенной параллельно продольной оси Y, и множество дополнительных лопастей 710. Некоторые из дополнительных лопастей 710a проходят в первой вспомогательной плоскости C, а дополнительные лопасти 710b, противоположные дополнительным лопастям 710a по поперечной планке 708, проходят во второй вспомогательной плоскости D. Первая и вторая вспомогательные плоскости C и D параллельны друг другу и смещены друг от друга. Основные лопасти 706 определены в пределах и параллельно плоскости B элемента. Вспомогательные плоскости C и D не параллельны плоскости B элемента. В варианте реализации по фиг. 12-13 вспомогательные плоскости C и D наклонены относительно плоскости B элемента. Считается, что корпус 705 лопасти, как показано на фиг. 14, содержит две основные лопасти 706, отходящие от противоположных сторон поперечной планки 708, и две дополнительные лопасти 710a и 710b, отходящие от противоположных сторон поперечной планки 708. Совместно, четыре лопасти образуют X-образный корпус лопасти со смещением между двумя ножками, например, лопастями 710a и 710b, X-образной формы.[0089] As shown in FIG. 12-20, the
[0090] Со ссылкой на фиг. 15 и 16A-16C, система 700 содержит множество уплотнительных элементов 702, расположенных параллельно, причем одна из дополнительных лопастей 710a первого уплотнительного элемента 702a пересекает плоскость B элемента второго 702b из двух уплотнительных элементов. Уплотнительные элементы 702 расположены в слое 701a. Плоскость B элемента второго уплотнительного элемента 702b не показана на фиг. 16A для ясности, но она была бы определена параллельно основной лопасти 706 второго уплотнительного элемента 702b и выровнена с ней. Два уплотнительных элемента 702a и 702b образуют смесительную камеру 712. Смесительная камера 712 определена между одним из основных лопастей 706, поперечной планки 708 и дополнительной лопасти 710a первого 702a из двух уплотнительных элементов, и одним из основных лопастей 706, поперечной планки 708 и дополнительной лопасти 710b второго 702b из двух уплотнительных элементов. При проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси Y первого уплотнительного элемента, например, как показано на фиг. 16B, форма смесительной камеры 712 представляет собой параллелограмм. Как показано на фиг. 16B, при прохождении катализатора вниз (схематически обозначено наклоненными вниз стрелками) вдоль дополнительной лопасти 710a уплотнительного элемента 702b (и между двумя основными лопастями на переднем плане и заднем плане) обеспечивается его направление в смесительную камеру 712. В то же время, водяной пар или другой пар, поднимающийся вверх (схематически обозначен наклоненными вверх стрелками на фиг. 16B), направляют дополнительной лопастью 710b первого уплотнительного элемента 702a в смесительную камеру 712. Это способствует смешиванию пара и катализатора.[0090] With reference to FIG. 15 and 16A-16C, the
[0091] Как показано на фиг. 19, каждый уплотнительный элемент 702 образован из цельного листа материала. 703. Цельный лист материала вырезают лазером на подложке для лазера или плазмы вдоль линий 716, которые определяют дополнительные лопасти 710. После вырезания или одновременно с ним каждую из дополнительных лопастей сгибают вдоль соответствующей линии изгиба 715. Сгибание схематически показано изогнутыми стрелками рядом с линиями изгиба 715. Сгибание может быть выполнено посредством гибочного пресса. Производство каждого уплотнительного элемента 702 и, следовательно, уплотнительной системы 700 в целом также упрощено благодаря производству полностью из пластины 703, которая может быть вырезана в нужную форму на подложке для лазера или плазмы и согнута гибочным прессом. Сложные операции сварки или сгибания, требуемые в других традиционных конструкциях уплотнительной системы, отсутствуют.[0091] As shown in FIG. 19, each sealing
[0092] Как показано на фиг. 15-17, после сгибания и приваривания (или прикрепления другим способом) каждого уплотнительного элемента 702 к другим элементам, из элементов может быть сформирован слой 701a или 701b, имеющий цилиндрическую или кольцевую форму. Каждый уплотнительный элемент 702 может быть приварен к смежным элементам с образованием более длинного элемента 702 при необходимости. Каждый элемент 702 образует ряд внутри слоев 701a и 701b. Концы 707 рядов элементов 702 могут быть приварены к фиксирующей ленте по наружной границе или подобному с образованием слоев 701a и 701b, или ряды элементов 702 могут быть приварены непосредственно друг к другу там, где их лопасти пересекают общую плоскость, например, лопасть 710a одного элемента 702 может быть приварена к лопасти 706 смежного элемента 702 в месте пересечения дополнительной лопастью 710a плоскости B элемента смежного элемента 702. Эти слои 701a или 701b могут быть вертикально наложены друг на друга, как показано на фиг. 15. Первый и второй слои уплотнительной системы определяют вертикально ориентированную ось Z, параллельную общему направлению потока пара. Плоскости B элемента каждого уплотнительного элемента 702 в первом и втором слоях 701a и 701b уплотнительной системы наклонены относительно вертикально ориентированной оси Z. Слои 701a и 701b повернуты относительно друг друга так, что соответствующие поперечные планки 708 слоев 701a и 701b наклонены относительно друг друга. Со ссылкой на фиг. 20 показан один слой 701a. Слой 701a подобен слою 701a на фиг. 15-17 за исключением того, что он содержит больше рядов уплотнительных элементов 702.[0092] As shown in FIG. 15-17, after each sealing
[0093] Варианты реализации настоящего изобретения направлены на усовершенствованную конструкцию уплотнения устройства для отгонки, описанную в настоящем документе, и обеспечивают возможность легкого изменения высоты, ширины и угла уплотнительных лопастей. Уплотнение минимизирует (или полностью исключает) вертикальные и горизонтальные поверхности. Вертикальные поверхности не обеспечивают никакого преимущества с точки зрения контакта, а горизонтальные поверхности лишь увеличивают вероятность закупоривания. Варианты реализации настоящего изобретения предусматривают более простое изменение высоты, ширины и угла лопастей с целью оптимизации. Также, благодаря меньшему количеству деталей упрощено производство.[0093] Embodiments of the present invention are directed to the improved stripper seal design described herein and allow the height, width, and angle of the seal vanes to be easily changed. The seal minimizes (or completely eliminates) vertical and horizontal surfaces. Vertical surfaces provide no advantage in terms of contact, and horizontal surfaces only increase the likelihood of clogging. Embodiments of the present invention provide for a simpler change in the height, width and angle of the blades in order to optimize. Also, due to the smaller number of parts, production is simplified.
[0094] Результаты, описанные выше в настоящем документе, отражают преимущества системы для отгонки в соответствии с вариантами реализации, раскрытыми в настоящем документе. В частности, улучшенный контакт между газообразными текучими средами и частицами катализатора в пределах структурированной уплотнительной системы уменьшает захват углеводородов. Следует понимать, что варианты реализации, описанные в настоящем документе и определенные прилагаемой формулой изобретения, не ограничены конкретными деталями, изложенными в предшествующем описании, так как возможны их многие очевидные вариации.[0094] The results described herein above reflect the advantages of the stripping system according to the embodiments disclosed herein. In particular, improved contact between gaseous fluids and catalyst particles within the structured sealing system reduces hydrocarbon entrainment. It should be understood that the embodiments described herein and defined by the appended claims are not limited to the specific details set forth in the foregoing description, as many obvious variations are possible.
Claims (42)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/675,975 | 2018-05-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020139432A RU2020139432A (en) | 2022-06-24 |
| RU2797830C2 true RU2797830C2 (en) | 2023-06-08 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3914351A (en) * | 1973-03-02 | 1975-10-21 | Mass Transfer Ltd | Packed tower and method of operation |
| US4731229A (en) * | 1985-05-14 | 1988-03-15 | Sulzer Brothers Limited | Reactor and packing element for catalyzed chemical reactions |
| US20040101449A1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-05-27 | Marchant Paul E. | Methods for reducing the formation of by-products in the production of recombinant polypepticles |
| US20050205467A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-22 | Hedrick Brian W | Stripping apparatus and process |
| US20080181054A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-07-31 | Anemos Company Ltd. | Fluid mixer |
| US20130172171A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Uop Llc | Apparatuses for stripping gaseous hydrocarbons from particulate material and processes for the same |
| RU2604350C2 (en) * | 2012-03-23 | 2016-12-10 | Юоп Ллк | Methanol to olefin regenerator multi-pass grids |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3914351A (en) * | 1973-03-02 | 1975-10-21 | Mass Transfer Ltd | Packed tower and method of operation |
| US4731229A (en) * | 1985-05-14 | 1988-03-15 | Sulzer Brothers Limited | Reactor and packing element for catalyzed chemical reactions |
| US20040101449A1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-05-27 | Marchant Paul E. | Methods for reducing the formation of by-products in the production of recombinant polypepticles |
| US20050205467A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-22 | Hedrick Brian W | Stripping apparatus and process |
| US20080181054A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-07-31 | Anemos Company Ltd. | Fluid mixer |
| US20130172171A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Uop Llc | Apparatuses for stripping gaseous hydrocarbons from particulate material and processes for the same |
| RU2604350C2 (en) * | 2012-03-23 | 2016-12-10 | Юоп Ллк | Methanol to olefin regenerator multi-pass grids |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4245671B2 (en) | Fluidized solid stripping method and stripping device and its use in fluid state cracking method | |
| US7332132B2 (en) | Stripping apparatus and process | |
| CA2431271C (en) | Multiple bed downflow reactor | |
| EA002389B1 (en) | Process and apparatus for fluidizing solid particles in gas stream flow | |
| US10150054B1 (en) | Multi directional device for vapor-solid mixing | |
| US9388095B2 (en) | Multistage cracking and stripping process in an FCC unit | |
| KR102584843B1 (en) | Device for gas-solid fluidization system with improved stripping | |
| JP7457659B2 (en) | Stripper and packing device | |
| RU2797830C2 (en) | Stripper and compaction devices | |
| RU2753712C2 (en) | New apparatus for distribution of multi-phase mixture in chamber containing fluidised medium | |
| RU2753713C2 (en) | New nozzle with three-dimensional structure for improving contact between gas phase and dispersed solid phase flowing in counterflow | |
| US9446364B2 (en) | Surge drum mixing system | |
| US6126905A (en) | Baffles for a fluid to fluid contactor | |
| RU2748751C2 (en) | New nozzle with three-dimensional structure to improve contact between gas phase and dispersed solid phase in counter-current flow | |
| RU2802807C2 (en) | Multidirectional device for mixing steam and solid particles | |
| RU2776393C2 (en) | Device for fluidization system with gas and solid particles for improvement of desorption | |
| CN110461998B (en) | Vessel for removing hydrocarbons from catalyst | |
| KR20190120762A (en) | Reactor with reduced thickness catalyst beds |