RU2811916C1 - Device for separating vapors and catalyst at outlet of riser of catalytic cracking unit - Google Patents

Device for separating vapors and catalyst at outlet of riser of catalytic cracking unit Download PDF

Info

Publication number
RU2811916C1
RU2811916C1 RU2023108147A RU2023108147A RU2811916C1 RU 2811916 C1 RU2811916 C1 RU 2811916C1 RU 2023108147 A RU2023108147 A RU 2023108147A RU 2023108147 A RU2023108147 A RU 2023108147A RU 2811916 C1 RU2811916 C1 RU 2811916C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
outlet
catalyst
transition section
rotary connecting
Prior art date
Application number
RU2023108147A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Владимирович Андреев
Ростислав Владимирович Басов
Андрей Станиславович Устинов
Олег Германович Белявский
Александр Витальевич Глазов
Андрей Сергеевич Сенов
Original Assignee
Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") filed Critical Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2811916C1 publication Critical patent/RU2811916C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil refining.
SUBSTANCE: devices for separating vaporous cracking products and catalyst particles suspended in them at the outlet of the riser of a catalytic cracking unit. Device (1) for separating vapors and catalyst at the outlet of the riser of a catalytic cracking unit, including a straight inlet pipe (3) connected by means of a rotary connecting pipe (4) with a receiving chamber (5), a drain pipe (6) with the possibility of outlet spent catalyst and gas outlet pipe (7), wherein the rotary connecting pipe (4) includes a sequentially located main section (8) and a transition section (9) with a smooth narrowing of the passage, the outlet of which is connected to the inlet of the receiving chamber (5); the receiving chamber (5) is equipped with first and second outlets, with the first outlet connected to the drain pipe (b), and the second outlet is a gas collection pipe (10), equipped with a slot (11) and adjacent to the rotary connecting pipe (4) in the transition area from the main section (8) to the transition section (9), while the gas collection pipe (10) is connected to the gas outlet pipe (7) and is made cylindrical, with a diameter d and an axis parallel to the surface of the rotary connecting pipe (4), and the length of the transition section (9) with a smooth narrowing of the passage lies in the range from 0.8d to l.5d, and the smooth narrowing of the passage of the transition section (9) is no more than 20%.
EFFECT: increase in the separation properties of the device while simultaneously reducing the erosive effect on its structural elements.
1 cl, 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к устройствам для разделения парообразных продуктов крекинга и взвешенных в них частиц катализатора на выходе из лифт-реактора установки каталитического крекинга.The invention relates to the field of oil refining, in particular to devices for separating vaporous cracking products and catalyst particles suspended in them at the outlet of the riser reactor of a catalytic cracking unit.

Из уровня техники известно устройство для разделения газа и взвешенных в нем твердых частиц, раскрытое в патенте RU 2115460, опубликованном 20.07.1998 г. Известное устройство предназначено для разделения газа и взвешенных в нем твердых частиц на выходе пневмотранспортной линии и включает приемную камеру, соединенную с патрубком на конце пневмотранспортной линии. Выходной участок патрубка изогнут на 45-180° радиусом 1,0-7,0 минимальных поперечных размеров патрубка. Приемная камера также соединена со сборной камерой твердых частиц. Устройство снабжено газоотводящей камерой, соединенной со средствами для доочистки газа. Количество приемных камер, газоотводящих камер и патрубков предусмотрено от 1 до 8. К каждой приемной камере присоединена вихревая камера, продольная поверхность которой изогнута на 60-360° радиусом 0,8-6,0 минимальных поперечных размеров патрубка, соединенная с газоотводящей камерой и сборной камерой твердых частиц. Газоотводящая камера установлена внутри вихревой камеры, а ось продольной поверхности вихревой камеры параллельна продольной поверхности газоотводящей камеры. Проходное сечение на входе в вихревую камеру составляет 40-95% сечения выходного участка патрубка на конце пневмотранспортной линии.From the prior art, a device is known for separating gas and solid particles suspended in it, disclosed in patent RU 2115460, published on July 20, 1998. The known device is intended for separating gas and solid particles suspended in it at the outlet of a pneumatic conveying line and includes a receiving chamber connected to nozzle at the end of the pneumatic conveying line. The outlet section of the pipe is bent by 45-180° with a radius of 1.0-7.0 of the minimum transverse dimensions of the pipe. The receiving chamber is also connected to the solids collection chamber. The device is equipped with a gas exhaust chamber connected to means for gas purification. The number of receiving chambers, gas exhaust chambers and pipes is provided from 1 to 8. A vortex chamber is attached to each receiving chamber, the longitudinal surface of which is curved by 60-360° with a radius of 0.8-6.0 of the minimum transverse dimensions of the pipe, connected to the gas exhaust chamber and the collection particle chamber. The gas exhaust chamber is installed inside the vortex chamber, and the axis of the longitudinal surface of the vortex chamber is parallel to the longitudinal surface of the gas exhaust chamber. The flow area at the entrance to the vortex chamber is 40-95% of the cross-section of the outlet section of the pipe at the end of the pneumatic transport line.

Недостаток данного устройства заключается в том, что вход в дополнительную вихревую камеру устройства присоединен к приемной камере, причем входной патрубок приемной камеры, соединяющий ее с пневмотранспортной линией, не примыкает к газоотводящей камере, в результате чего запыленный поток газовзвеси может частично поступать в газоотводящую камеру еще до того, как он совершил полный оборот в изогнутой части патрубка, что значительно снижает эффективность отделения частиц. Вихревая камера расположена внутри приемной камеры и ее поперечный размер меньше размера приемной камеры на размер изогнутой части входного патрубка, что существенно сокращает путь от входа в вихревую камеру до входа в газоотводящую камеру, что также существенно снижает эффективность отделения частиц от газа на второй стадии сепарации. Повышенная скорость потока газовзвеси в вихревой камере может приводить к повышенному эрозионному износу элементов устройства, включая вихревую и газоотводящую камеры.The disadvantage of this device is that the entrance to the additional vortex chamber of the device is connected to the receiving chamber, and the inlet pipe of the receiving chamber connecting it to the pneumatic transport line is not adjacent to the gas exhaust chamber, as a result of which the dusty flow of gas suspension may partially enter the gas exhaust chamber. before it has made a full revolution in the curved part of the nozzle, which significantly reduces the efficiency of particle separation. The vortex chamber is located inside the receiving chamber and its transverse size is smaller than the size of the receiving chamber by the size of the curved part of the inlet pipe, which significantly shortens the path from the entrance to the vortex chamber to the entrance to the gas exhaust chamber, which also significantly reduces the efficiency of separating particles from gas at the second stage of separation. An increased flow rate of a gas suspension in a vortex chamber can lead to increased erosive wear of device elements, including the vortex and gas exhaust chambers.

Также из уровня техники известно устройство, раскрытое в патенте US 6113777, опубликованном 05.09.2000 г. Известное устройство включает по меньшей мере одну камеру, содержащую зону с прямоугольным или квадратным поперечным сечением для прохождения смеси, циркулирующей в реакторе, и поворотную зону, которая поворачивает разделяемую смесь в вертикальной плоскости на угол не более 360°. Поворотная зона имеет наружную стенку, задающую поворот на угол от 70 до 225°, и внутреннюю стенку, поворачивающуюся соосно с наружной стенкой на угол не менее 30° и не более чем на угол, на который поворачивается наружная стенка плюс 90°. Устройство снабжено патрубком для вывода газа, который соосен с поворотной зоной, и выпускным отверстием для отделенных частиц.Also known from the prior art is a device disclosed in US Patent No. 6,113,777, published on September 5, 2000. The known device includes at least one chamber containing a zone with a rectangular or square cross-section for passing the mixture circulating in the reactor, and a rotary zone that turns the mixture to be separated in a vertical plane at an angle of no more than 360°. The rotating zone has an outer wall that specifies a rotation through an angle from 70 to 225°, and an inner wall that rotates coaxially with the outer wall at an angle of at least 30° and no more than the angle at which the outer wall rotates plus 90°. The device is equipped with a gas outlet pipe, which is coaxial with the rotating zone, and an outlet for separated particles.

Известное устройство осуществляет разделение потока парокатализаторной смеси в один этап за счет воздействия центробежных сил при повороте потока. Однако, одного лишь поворота на 70-225° недостаточно для полного разделения паров и катализатора. Кроме того, при недостаточной длине внутренней стенки поворотной зоны будет происходить затягивание частиц катализатора в газовыводной патрубок, что будет провоцировать дальнейшее протекание нежелательных термических реакций в смеси, а также потребует проведения дополнительных мероприятий для качественного разделения смеси.The known device separates the flow of the steam-catalyst mixture in one stage due to the influence of centrifugal forces when turning the flow. However, a rotation of 70-225° alone is not enough to completely separate the vapors and the catalyst. In addition, if the internal wall of the turning zone is not long enough, catalyst particles will be drawn into the gas outlet pipe, which will provoke further undesirable thermal reactions in the mixture, and will also require additional measures for high-quality separation of the mixture.

Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение заключается в создании устройства для разделения паров и катализатора на выходе из лифт-реактора установки каталитического крекинга, обладающего высокой эффективностью и надежностью при коротком времени разделения.The technical problem to be solved by the present invention is to create a device for separating vapors and catalyst at the outlet of the riser reactor of a catalytic cracking unit, which has high efficiency and reliability with a short separation time.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в повышении разделительных свойств устройства с одновременным снижением эрозионного воздействия на его конструктивные элементы.The technical result achieved when using the claimed invention is to increase the separation properties of the device while simultaneously reducing the erosive effect on its structural elements.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для разделения паров и катализатора на выходе из лифт-реактора установки каталитического крекинга включает входной прямолинейный патрубок, соединенный посредством поворотного соединительного патрубка с приемной камерой, спускной патрубок, с возможностью вывода отработанного катализатора, и газовыводной патрубок. Поворотный соединительный патрубок включает последовательно расположенные основной участок и переходный участок с плавным сужением прохода, выход которого подсоединен ко входу приемной камеры. Приемная камера снабжена первым и вторым выводами, причем первый вывод подсоединен к спускному патрубку, а второй вывод представляет собой газосборный патрубок, снабженный прорезью и прилегающий к поворотному соединительному патрубку в области перехода от основного участка к переходному участку. Газосборный патрубок соединен с газовыводным патрубком.The technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the device for separating vapors and catalyst at the outlet of the lift reactor of the catalytic cracking unit includes a straight inlet pipe connected by means of a rotary connecting pipe to the receiving chamber, a drain pipe with the possibility of removing the spent catalyst , and gas outlet pipe. The rotary connecting pipe includes a sequentially located main section and a transition section with a smooth narrowing of the passage, the outlet of which is connected to the inlet of the receiving chamber. The receiving chamber is equipped with first and second outlets, the first outlet being connected to the drain pipe, and the second outlet being a gas collection pipe provided with a slot and adjacent to the rotary connecting pipe in the area of transition from the main section to the transition section. The gas collection pipe is connected to the gas outlet pipe.

Резкий поворот потока на входе в устройство из лифт-реактора может отрицательно влиять на равномерность распределения потока в устройстве, увеличивая турбулентность потока и повышая местное сопротивление.A sharp turn in the flow at the entrance to the device from the lift reactor can negatively affect the uniformity of flow distribution in the device, increasing flow turbulence and increasing local resistance.

Общеизвестно, что основной причиной снижения эффективности разделения фаз в устройствах для разделения является интенсивность турбулентности входящего двухфазного потока и его турбулизация внутри устройства. Поскольку величина эффективности зависит от масштаба турбулентности и величины энергии, теряемой потоком в аппарате за счет гидравлического сопротивления, целесообразно всеми путями уменьшать эти два фактора.It is well known that the main reason for reducing the efficiency of phase separation in separation devices is the intensity of turbulence of the incoming two-phase flow and its turbulization inside the device. Since the magnitude of efficiency depends on the scale of turbulence and the amount of energy lost by the flow in the apparatus due to hydraulic resistance, it is advisable to reduce these two factors by all means.

Наличие входного прямолинейного патрубка способствует уменьшению интенсивности турбулентности на входе в поворотный соединительный патрубок и снижению местного сопротивления, что позволяет повысить эффективность разделения парообразных продуктов крекинга и взвешенных в них частиц катализатора.The presence of a straight inlet pipe helps to reduce the intensity of turbulence at the entrance to the rotary connecting pipe and reduce local resistance, which makes it possible to increase the efficiency of separation of vaporous cracking products and catalyst particles suspended in them.

Выполнение заявленного устройства с двумя зонами поворота разделяемого потока позволяет повысить эффективность разделения потока парокатализаторной смеси. При поступлении во входной прямолинейный патрубок поток выравнивается, после чего осуществляется поворот потока смеси, на протяжении которого за счет центробежных сил происходит первый этап отделения катализатора от паров. По окончании поворотного участка проходное сечение начинает плавно сужаться для повышения скорости протекания разделяемого потока. При этом более медленные частицы катализатора движутся у внешней стенки поворотного соединительного патрубка, а более быстрые пары движутся ближе к оси поворота поворотного патрубка. Таким образом, обеспечивается дополнительное разделение смеси по скоростям движения, что по окончании переходного участка поворотного соединительного патрубка за счет баллистического эффекта позволяет осуществить второй этап отделения оставшихся частиц катализатора от паров. Кроме того, наличие переходного участка позволяет отдалить отделенный катализатор от прорези газосборного патрубка и снизить вероятность повторного захвата этого катализатора парами, что позволяет минимизировать затягивание частиц катализатора в газовыводной патрубок.The implementation of the claimed device with two zones of rotation of the separated flow makes it possible to increase the efficiency of separation of the flow of the steam-catalyst mixture. Upon entering the straight inlet pipe, the flow is leveled, after which the mixture flow is rotated, during which, due to centrifugal forces, the first stage of separating the catalyst from the vapor occurs. At the end of the turning section, the flow section begins to gradually narrow to increase the flow rate of the separated flow. In this case, slower catalyst particles move near the outer wall of the rotary connecting pipe, and faster vapors move closer to the axis of rotation of the rotary connecting pipe. Thus, an additional separation of the mixture by movement speed is ensured, which, at the end of the transition section of the rotary connecting pipe, due to the ballistic effect, allows for the second stage of separating the remaining catalyst particles from the vapor. In addition, the presence of a transition section makes it possible to move the separated catalyst away from the slot of the gas collection pipe and reduce the likelihood of re-entrainment of this catalyst by vapors, which allows minimizing the drawing of catalyst particles into the gas outlet pipe.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается также в следующих частных вариантах осуществления устройства.The technical problem is solved, and the technical result is also achieved in the following particular embodiments of the device.

Газосборный патрубок выполнен цилиндрическим с диаметром d и осью, параллельной поверхности поворотного соединительного патрубка, а протяженность переходного участка с плавным сужением прохода лежит в диапазоне от 0,8d до l,5d.The gas collection pipe is made cylindrical with a diameter d and an axis parallel to the surface of the rotary connecting pipe, and the length of the transition section with a smooth narrowing of the passage lies in the range from 0.8d to l.5d.

Плавное сужение прохода переходного участка предпочтительно составляет не более 20%.The smooth narrowing of the passage of the transition section is preferably no more than 20%.

Такие величины обусловлены необходимостью обеспечения свободного прохода катализатора, отделенного на первом этапе разделения и снижения эрозионного износа внутренней стенки переходного патрубка, прилегающей к газосборному патрубку.Such values are due to the need to ensure free passage of the catalyst separated at the first stage of separation and to reduce erosive wear of the inner wall of the transition pipe adjacent to the gas collection pipe.

Заявленное устройство поясняется чертежами. На фиг.1 схематически изображен пример одного из вариантов исполнения устройства для разделения паров и катализатора на выходе из лифт-реактора установки каталитического крекинга. На фиг.2 также изображен один из вариантов исполнения устройства.The claimed device is illustrated by drawings. Figure 1 schematically shows an example of one of the embodiments of a device for separating vapors and a catalyst at the outlet of the riser reactor of a catalytic cracking unit. Figure 2 also shows one embodiment of the device.

Устройство для разделения паров и катализатора на выходе из лифт-реактора установки каталитического крекинга (см. фиг.1 и 2) предназначено для быстрого и эффективного отделения паров продуктов крекинга от закоксованного катализатора на выходе из лифт-реактора установки каталитического крекинга с целью существенного снижения доли вторичных реакций термического крекинга на закоксованном катализаторе, приводящих к разложению целевых продуктов, снижению их выхода и повышению выхода сухого газа и кокса. Для наглядности движение паров и катализатора показано стрелками, пары продуктов крекинга - черными стрелками, закоксованный катализатор - белыми стрелками. Устройство (1) размещается непосредственно на выходе из лифт-реактора (2) установки каталитического крекинга и соединен с ним входным прямолинейным патрубком (3), соединенным посредством поворотного соединительного патрубка (4) с приемной камерой (5). Поворотный соединительный патрубок (4) включает последовательно расположенные основной участок (8) и переходный участок (9) с плавным сужением прохода, выход которого подсоединен ко входу приемной камеры (5). Приемная камера (5) снабжена первым и вторым выводами. Первый вывод подсоединен к спускному патрубку (б), а второй вывод представляет собой газосборный патрубок (10), снабженный прорезью (11). При этом газосборный патрубок (10) прилегает к поворотному соединительному патрубку (4) в области перехода от основного участка (8) к переходному участку (9), другими словами, в области, где начинается сужение поворотного соединительного патрубка (4). Газосборный патрубок (10) соединен с газовыводным патрубком (7).A device for separating vapors and catalyst at the outlet of the riser reactor of a catalytic cracking unit (see Figs. 1 and 2) is designed for quick and effective separation of vapors of cracking products from the coked catalyst at the outlet of the riser reactor of a catalytic cracking unit in order to significantly reduce the share secondary thermal cracking reactions on a coked catalyst, leading to the decomposition of the target products, reducing their yield and increasing the yield of dry gas and coke. For clarity, the movement of vapors and the catalyst is shown by arrows, vapors of cracking products are shown by black arrows, and the coked catalyst is shown by white arrows. The device (1) is located directly at the outlet of the lift reactor (2) of the catalytic cracking unit and is connected to it by an inlet straight pipe (3), connected by means of a rotary connecting pipe (4) to the receiving chamber (5). The rotary connecting pipe (4) includes a sequentially located main section (8) and a transition section (9) with a smooth narrowing of the passage, the outlet of which is connected to the inlet of the receiving chamber (5). The receiving chamber (5) is equipped with first and second terminals. The first outlet is connected to the drain pipe (b), and the second outlet is a gas collection pipe (10) equipped with a slot (11). In this case, the gas collection pipe (10) is adjacent to the rotary connecting pipe (4) in the area of transition from the main section (8) to the transition section (9), in other words, in the area where the narrowing of the rotary connecting pipe (4) begins. The gas collection pipe (10) is connected to the gas outlet pipe (7).

Газосборный патрубок (10) может быть выполнен цилиндрическим с диаметром d и осью, параллельной поверхности поворотного соединительного патрубка (4), а протяженность переходного участка (9) с плавным сужением прохода предпочтительно лежит в диапазоне от 0,8d до l,5d. Указанный диапазон размеров определяет расстояние от области (12) выхода запыленного газового потока из поворотного соединительного патрубка (4) до прорези (11) газосборного патрубка (10), необходимое для эффективного отделения паров от частиц катализатора при огибании потоком паров продуктов крекинга стенки переходного участка (9) поворотного соединительного патрубка (4) и исключения повторного захвата отделенного катализатора из приемной камеры (5). Предпочтительная протяженность определяется пространством, необходимым для полного поворота разделяемого потока вокруг стенки переходного участка (9) и отделения оставшихся частиц катализатора от паров продуктов крекинга до того, как последние поступят в прорезь (11).The gas collection pipe (10) can be made cylindrical with a diameter d and an axis parallel to the surface of the rotary connecting pipe (4), and the length of the transition section (9) with a smooth narrowing of the passage preferably lies in the range from 0.8d to l.5d. The specified range of sizes determines the distance from the area (12) of the exit of the dusty gas flow from the rotary connecting pipe (4) to the slot (11) of the gas collection pipe (10), necessary for the effective separation of vapors from catalyst particles when the vapor flow of cracking products flows around the wall of the transition section ( 9) a rotating connecting pipe (4) and eliminating the re-capture of the separated catalyst from the receiving chamber (5). The preferred length is determined by the space required to completely rotate the separated flow around the wall of the transition section (9) and separate the remaining catalyst particles from the cracking product vapors before the latter enters the slot (11).

Предпочтительно, плавное сужение прохода переходного участка (9) составляет не более 20%, что также позволяет существенно снизить эрозионный износ элементов устройства, включая переходный участок (9) поворотного соединительного патрубка (4) и приемную камеру (5), а также обеспечивает более качественное разделение потока при огибании потоком паров продуктов крекинга стенки переходного участка (9). Сужение прохода в сочетании с его плавностью позволяет повысить скорость движения разделяемого потока перед огибанием стенки переходного участка (9). Ввиду того, что катализатор, более тяжелый, чем остальная разделяемая смесь, получает при этом меньшее ускорение, такое сужение прохода позволит повысить разделительные характеристики устройства, а также, при огибании стенки переходного участка (9), обеспечить лучшее отделение оставшихся частиц катализатора от паров.Preferably, the smooth narrowing of the passage of the transition section (9) is no more than 20%, which also makes it possible to significantly reduce the erosive wear of the device elements, including the transition section (9) of the rotary connecting pipe (4) and the receiving chamber (5), and also provides better quality separation of the flow when the vapor flow of the cracking products passes around the wall of the transition section (9). The narrowing of the passage, combined with its smoothness, makes it possible to increase the speed of movement of the separated flow before going around the wall of the transition section (9). Due to the fact that the catalyst, heavier than the rest of the mixture being separated, receives less acceleration, such a narrowing of the passage will improve the separation characteristics of the device, and also, when going around the wall of the transition section (9), provide better separation of the remaining catalyst particles from the vapor.

Устройство (1) работает следующим образом.Device (1) operates as follows.

Парокатализаторная смесь из лифт-реактора (2) с высокой линейной скоростью поступает во входной прямолинейный патрубок (3) устройства (1). Далее парокатализаторная смесь попадает в поворотный соединительный патрубок (4), где за счет центробежных сил освобождается от большей части катализатора. Затем частично очищенная от катализатора парокатализаторная смесь попадает из основного участка (8) поворотного соединительного патрубка (4) в переходный участок (9) с плавным сужением прохода. Плавное сужение прохода повышает скорость движения проходящей смеси, усиливая осуществляемое в поворотном соединительном патрубке (4) центробежное отделение катализатора от паров. Пары, огибая стенку переходного участка (9), поступают в газосборную область (отмечена штриховкой на фиг.1 и 2) приемной камеры (5), затем в прорезь (11) газосборного патрубка (10) и далее в газовыводной патрубок (7), а оставшаяся часть катализатора, обладая значительно большей инерционностью, чем пары, отделяясь от последних, продолжает движение в заданном направлении и вместе с катализатором, ранее отделенном за счет центробежных сил на первом этапе разделения, поступает в приемную камеру (5) и направляется к ее первому выводу и спускному патрубку (6), а оттуда - в сборную емкость отработанного катализатора и/или отпарную зону реактора. Пары из газовыводного патрубка (7) поступают на дальнейшую доочистку и переработку.The steam catalyst mixture from the lift reactor (2) enters the straight inlet pipe (3) of the device (1) at a high linear speed. Next, the steam-catalyst mixture enters the rotary connecting pipe (4), where, due to centrifugal forces, it is freed from most of the catalyst. Then the steam-catalyst mixture, partially cleared of the catalyst, flows from the main section (8) of the rotary connecting pipe (4) into the transition section (9) with a smooth narrowing of the passage. The smooth narrowing of the passage increases the speed of movement of the passing mixture, enhancing the centrifugal separation of the catalyst from the vapors carried out in the rotary connecting pipe (4). The vapors, bending around the wall of the transition section (9), enter the gas collection area (marked by hatching in Figs. 1 and 2) of the receiving chamber (5), then into the slot (11) of the gas collection pipe (10) and then into the gas outlet pipe (7), and the remaining part of the catalyst, having a significantly greater inertia than the vapors, separated from the latter, continues to move in a given direction and, together with the catalyst, previously separated due to centrifugal forces at the first stage of separation, enters the receiving chamber (5) and is directed to its first outlet and drain pipe (6), and from there - into the spent catalyst collection tank and/or the stripping zone of the reactor. Vapors from the gas outlet pipe (7) are supplied for further purification and processing.

Внутренние поверхности патрубков в составе устройства (1) снабжены эрозионностойким покрытием для снижения износа высокоскоростным потоком концентрированной парокатализаторной смеси.The internal surfaces of the pipes in the device (1) are equipped with an erosion-resistant coating to reduce wear by a high-speed flow of a concentrated steam catalyst mixture.

С помощью описанного двухступенчатого разделения в предложенном устройстве достигается степень очистки паров от отработанного катализатора не ниже 99% при очень непродолжительном времени пребывания и пониженном эрозионном износе элементов устройства, обусловленных, в частности, применением баллистического принципа на втором этапе разделения.Using the described two-stage separation in the proposed device, a degree of vapor purification from the spent catalyst of at least 99% is achieved with a very short residence time and reduced erosive wear of the device elements, due, in particular, to the use of the ballistic principle at the second stage of separation.

Примеры.Examples.

Преимущества заявленного устройства (1) для разделения паров и катализатора на выходе из лифт-реактора установки каталитического крекинга иллюстрируются данными лабораторных испытаний, проведенных в ходе экспериментов, направленных на моделирование условий, существующих в потоках продуктов крекинга и взвешенных в них частиц катализатора на выходе из лифт-реакторов установок каталитического крекинга, подтверждающих, что максимальная эффективность отделения частиц мелкодисперсного катализатора крекинга от паров достигается при протяженности переходного участка (9), соединяющего поворотный соединительный патрубок (4) с приемной камерой (5), от 0,8 до 1,5 диаметра газосборного патрубка (10) для сбора очищенного газа и при плавном сужении прохода указанного переходного участка (9) не более 20%.The advantages of the claimed device (1) for separating vapors and catalyst at the outlet of the lift reactor of a catalytic cracking unit are illustrated by laboratory test data conducted during experiments aimed at simulating the conditions existing in the streams of cracking products and catalyst particles suspended in them at the exit from the lift -reactors of catalytic cracking units, confirming that the maximum efficiency of separating particles of fine cracking catalyst from vapors is achieved when the length of the transition section (9) connecting the rotary connecting pipe (4) with the receiving chamber (5) is from 0.8 to 1.5 times the diameter gas collection pipe (10) for collecting purified gas and with a smooth narrowing of the passage of the specified transition section (9) no more than 20%.

Несмотря на то, что следующий далее пример иллюстрирует частные варианты реализации заявленного устройства в рамках настоящего изобретения, они не предназначены для ограничения общего объема изобретения, представленного в формуле изобретения.Although the following example illustrates particular embodiments of the claimed device within the framework of the present invention, they are not intended to limit the general scope of the invention presented in the claims.

В ходе экспериментов исследовалась эффективность разделения газового потока и равновесного микросферического катализатора крекинга с диаметром частиц более 20 микрон с учетом того, что окончательная очистка паров от частиц катализатора менее 20 микрон в реакторе промышленной установки каталитического крекинга осуществляется в доочищающих циклонах. В каждом испытании исследовалась модель устройства с цилиндрическим газосборным патрубком диаметром d=110 мм и рядом значений протяженности сужающегося переходного участка поворотного патрубка устройства, образуемого внешней и внутренней сменной, примыкающей к газосборному патрубку, стенками. При одинаковом начальном значении линейной скорости и расходной концентрации катализатора в потоке на входе в прямолинейный входной патрубок устройства, протяженность сужающегося переходного участка поворотного патрубка изменяли путем замены указанной внутренней стенки переходного патрубка. Одновременно с этим изменялась и степень сужения переходного участка поворотного патрубка на входе в приемную камеру устройства.During the experiments, the efficiency of separation of a gas flow and an equilibrium microspherical cracking catalyst with a particle diameter of more than 20 microns was studied, taking into account the fact that the final purification of vapors from catalyst particles less than 20 microns in the reactor of an industrial catalytic cracking unit is carried out in post-purification cyclones. In each test, a model of a device with a cylindrical gas collection pipe with a diameter of d=110 mm and a number of length values of the tapering transition section of the rotary pipe of the device, formed by external and internal replaceable walls adjacent to the gas collection pipe, was studied. At the same initial value of linear velocity and flow concentration of the catalyst in the flow at the entrance to the straight inlet pipe of the device, the length of the tapering transition section of the rotary pipe was changed by replacing the specified inner wall of the transition pipe. At the same time, the degree of narrowing of the transition section of the rotary pipe at the entrance to the receiving chamber of the device also changed.

Эффективность отделения катализатора от газа в экспериментах характеризовалась степенью очистки, показывающей в процентном выражении отношение массы отделенного катализатора, поступившего в сборную емкость по спускному патрубку устройства, к массе катализатора, поступившего в его входной патрубок в составе газокатализаторного потока.The efficiency of separating the catalyst from the gas in the experiments was characterized by the degree of purification, which shows in percentage terms the ratio of the mass of the separated catalyst entering the collection container through the outlet pipe of the device to the mass of the catalyst entering its inlet pipe as part of the gas catalyst flow.

Результаты исследования приведены в таблице 1.The results of the study are shown in Table 1.

Из приведенных данных следует, что вне заявленного диапазона значений отношения протяженности переходного участка поворотного патрубка к диаметру газосборного патрубка от 0,8 до 1,5 и увеличения степени сужения прохода переходного участка свыше заявленного максимального значения 20%, эффективность отделения катализатора от паров в заявленном устройстве значительно снижается.From the above data it follows that outside the declared range of values of the ratio of the length of the transition section of the rotary pipe to the diameter of the gas collection pipe from 0.8 to 1.5 and an increase in the degree of narrowing of the passage of the transition section above the declared maximum value of 20%, the efficiency of separating the catalyst from vapors in the claimed device is significantly reduced.

Это объясняется тем, что при меньших значениях отношения протяженности переходного участка поворотного патрубка к диаметру газосборного патрубка газосборная область за внутренней, примыкающей к газосборному патрубку стенкой переходного участка поворотного патрубка, в недостаточной степени отделена от пространства поворотного патрубка, и газовый поток, при неполном огибании указанной внутренней стенки, не может в должной мере освободиться от оставшегося катализатора перед поступлением в прорезь газосборного патрубка.This is explained by the fact that at smaller values of the ratio of the length of the transition section of the rotary pipe to the diameter of the gas collecting pipe, the gas collection area behind the internal wall of the transition section of the rotary pipe adjacent to the gas collection pipe is insufficiently separated from the space of the rotary pipe, and the gas flow, when not completely bending around the specified the inner wall cannot be adequately freed from the remaining catalyst before entering the slot of the gas collection pipe.

При больших значениях отношения протяженности переходного участка поворотного патрубка к диаметру газосборного патрубка и большем сужении его прохода внутренняя стенка переходного участка поворотного патрубка вносит дополнительное возмущение в нисходящий поток отделенного катализатора, которое приводит к повышению турбулентности потока и вторичному захвату в газосборную область уже отделенного катализатора со входа в приемную камеру устройства.At large values of the ratio of the length of the transition section of the rotary pipe to the diameter of the gas collecting pipe and a greater narrowing of its passage, the inner wall of the transition section of the rotary pipe introduces additional disturbance into the downward flow of the separated catalyst, which leads to an increase in flow turbulence and secondary capture of the already separated catalyst from the inlet into the gas collection area into the receiving chamber of the device.

В результате описанных неблагоприятных явлений при выходе указанных параметров за пределы заявленных диапазонов численных значений эффективность отделения паров от частиц катализатора существенно снижается. Кроме того, в этих случаях за счет повышения турбулентности и скорости взвесенесущего потока повышается местное сопротивление в суженном сечении переходного участка поворотного патрубка, что приводит к повышенному эрозионному износу элементов устройства и сокращению срока его службы.As a result of the described adverse phenomena, when the specified parameters go beyond the stated ranges of numerical values, the efficiency of vapor separation from catalyst particles is significantly reduced. In addition, in these cases, due to an increase in turbulence and the speed of the suspended flow, the local resistance in the narrowed section of the transition section of the rotary pipe increases, which leads to increased erosive wear of the device elements and a reduction in its service life.

Claims (8)

Устройство (1) для разделения паров и катализатора на выходе из лифт-реактора установки каталитического крекинга, включающееDevice (1) for separating vapors and catalyst at the outlet of the riser reactor of a catalytic cracking unit, including входной прямолинейный патрубок (3), соединенный посредством поворотного соединительного патрубка (4) с приемной камерой (5),straight inlet pipe (3), connected by means of a rotary connecting pipe (4) to the receiving chamber (5), спускной патрубок (6), с возможностью вывода отработанного катализатора, иdrain pipe (6), with the possibility of removing spent catalyst, and газовыводной патрубок (7),gas outlet pipe (7), причем поворотный соединительный патрубок (4) включает последовательно расположенные основной участок (8) и переходный участок (9) с плавным сужением прохода, выход которого подсоединен ко входу приемной камеры (5);wherein the rotary connecting pipe (4) includes a sequentially located main section (8) and a transition section (9) with a smooth narrowing of the passage, the outlet of which is connected to the inlet of the receiving chamber (5); приемная камера (5) снабжена первым и вторым выводами,the receiving chamber (5) is equipped with first and second terminals, причем первый вывод подсоединен к спускному патрубку (б), а второй вывод представляет собой газосборный патрубок (10), снабженный прорезью (11) и прилегающий к поворотному соединительному патрубку (4) в области перехода от основного участка (8) к переходному участку (9),wherein the first outlet is connected to the drain pipe (b), and the second outlet is a gas collection pipe (10), equipped with a slot (11) and adjacent to the rotary connecting pipe (4) in the area of transition from the main section (8) to the transition section (9 ), при этом газосборный патрубок (10) соединен с газовыводным патрубком (7) и выполнен цилиндрическим с диаметром d и осью, параллельной поверхности поворотного соединительного патрубка (4), а протяженность переходного участка (9) с плавным сужением прохода лежит в диапазоне от 0,8d до l,5d, а плавное сужение прохода переходного участка (9) составляет не более 20%.in this case, the gas collection pipe (10) is connected to the gas outlet pipe (7) and is made cylindrical with a diameter d and an axis parallel to the surface of the rotary connecting pipe (4), and the length of the transition section (9) with a smooth narrowing of the passage lies in the range from 0.8d up to l.5d, and the smooth narrowing of the passage of the transition section (9) is no more than 20%.
RU2023108147A 2023-03-31 Device for separating vapors and catalyst at outlet of riser of catalytic cracking unit RU2811916C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2811916C1 true RU2811916C1 (en) 2024-01-18

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082662C1 (en) * 1993-12-22 1997-06-27 Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти Device for separation of gas and solid particles suspended in it
RU2115460C1 (en) * 1997-03-31 1998-07-20 Борис Захарович Соляр Device for separation of gas and solid particles suspended in it
US6113777A (en) * 1997-01-13 2000-09-05 Institut Francais Du Petrole Direct turn separator for particles in a gaseous mixture and its use for fluidized bed thermal or catalytic cracking
US20070022722A1 (en) * 2003-06-04 2007-02-01 Dirkse Hendricus A Separation apparatus
RU2410412C1 (en) * 2009-08-18 2011-01-27 Борис Захарович Соляр Method of catalytic cracking of hydrocarbon raw material and device for its implementation
RU2762038C9 (en) * 2017-01-27 2022-07-22 Текнип Процесс Текнолоджи, Инк. Separation system of elevator reactor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082662C1 (en) * 1993-12-22 1997-06-27 Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти Device for separation of gas and solid particles suspended in it
US6113777A (en) * 1997-01-13 2000-09-05 Institut Francais Du Petrole Direct turn separator for particles in a gaseous mixture and its use for fluidized bed thermal or catalytic cracking
RU2115460C1 (en) * 1997-03-31 1998-07-20 Борис Захарович Соляр Device for separation of gas and solid particles suspended in it
US20070022722A1 (en) * 2003-06-04 2007-02-01 Dirkse Hendricus A Separation apparatus
RU2410412C1 (en) * 2009-08-18 2011-01-27 Борис Захарович Соляр Method of catalytic cracking of hydrocarbon raw material and device for its implementation
RU2762038C9 (en) * 2017-01-27 2022-07-22 Текнип Процесс Текнолоджи, Инк. Separation system of elevator reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8657932B2 (en) Cyclone separator and separation method
JP3435515B2 (en) Co-current cyclone separator and its application method
US2402845A (en) Multiple stage cyclonic separator
CA2705127C (en) Revolution vortex tube gas/liquids separator
JPS6125413B2 (en)
US2338779A (en) Grading or separation of particles of solids, liquids, or gases
RU2664985C1 (en) Method and device for purification of air-dust flow
RU2811916C1 (en) Device for separating vapors and catalyst at outlet of riser of catalytic cracking unit
US2557629A (en) Method and apparatus for continuous centrifugal separation
US20230012037A1 (en) Apparatus and method for dry cleaning of polluted flue gases
CN104043291A (en) Diversion-type gas-liquid separation unit, gas-liquid separation device and multi-phase flow reactor
US3798883A (en) Gas scrubber, entrainment separator and combination thereof
RU2346727C1 (en) Gas separator of vortex type
US2751043A (en) Separation of suspended solids from fluids
RU2618708C1 (en) Cyclone for purifying gas flow of liquid phase droplets
RU2299756C1 (en) Vortex type gaseous ejection separator (versions)
US5616303A (en) Centrifugal bed reactor
CN1165052A (en) Cyclone type gas-solid quick separating and extraction method and device for hoisting pipe reaction system
US5279727A (en) Open-bottomed cyclone with solids separation tube and method
CN1082392C (en) Fast swirl gas-solid separator
RU68352U1 (en) SEPARATOR
RU2311946C1 (en) Vortex type gaseous separator
CN1160744A (en) Fast gas-solid separation and gas lead-out method and equipment for hoisting-pipe catalytic-cracking reaction system
RU219177U1 (en) MULTIVORTEX DEVICE WITH SEPARATION INCLINED PLATES
US11541332B2 (en) Apparatus for separating particles from a particulate suspension