TW449494B - Separator apparatus and fluid catalyst cracking process using the same - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消,合作社印製 449494 A7 __B7_--- 五、發明說明（/ ) <發明之背景> 本發明係有關於一種分離裝置，該分離裝置係自—含 有氣體/固體之供輸料中將固體分離出# ’ 有氣體之流束，該分離裝置包含有： 一直立中空圓形殼體，該中空殼艨與—料封管可以流 體流通，以排放出位於殼體下方的的固體； —氣體排放管，用於自該圓形殻體出該富含氣 體之流束，該排放管實質上以與該圓形#體同~軸線的方 式自殻體頂部突伸出殼體； 輸入機構，用於輸送該氣體/固體供輸料’能夠在使 用時在圓形殻體內部產生一個渦流。 美國專利U S—A—5391289描述有此類裝置 。該專利內容說明一個旋渦分離器，該旋渦分離器是用來 做爲一個輔助分離步驟，以便從流體催化裂解（F c c) 反應器的反應排放流中分離出固體催化劑顆粒。在流體催 化裂解製程中，碳氫化合物在高溫時與固態催化劑共存的 情況下加以裂解成更所需成分，譬如汽油和低級烯烴。在 流體催化裂解製程之技術領域中，旋渦分離器也稱爲輔助 旋流器β說明該流體催化裂解製程的輔助旋流器的專利有 :譬如U S—Α-5055 177、us—Α53763 39、ΕΡ-Α-299650 'ΕΡ-Α-48854 9、和ΕΡ — Α — 309244。 這些輔助旋流器的缺點是在於這些裝置的壁面上可能 產生焦炭沉積的現象。焦炭沉積是碳氫化合物存在於進入 4 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） .> -----------------5^ ·. (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 449 49 4 A7 ___—_ B7 五、發明說明（2 ) 旋流器內的供輸料中、而且進入旋流器的氣體有相對高的 溫度所造成的結果。大片焦炭可能會從壁面落入料封管中 ’而造成料封管的阻塞。當料封管阻塞時，旋流器將不能 夠發揮最佳效能，而固體/氣體分離裝置和流體催化裂解 製程將必須停止以便自該料封管處移除焦炭。因爲通常預 期催化分裂製程是能夠運轉數個月，或甚至數年，才作定 期的停工檢修。任何意外的停工都將造成巨大的經濟損失 0 本發明的目地是避免由於分離裝置的料封管受到阻塞 而產生的問題β <發明之摘要> 本發明的目地係利用以下的裝置所達成。用於自一個 帶有氣體/固體的輸送供料將固體加以分離以產生一個富 含氣體之流束的分離裝置包括： 一直立中空圓形殻體，該中空殻體與一料封管可以流 體流通，以排放出位於殻體下方的的固體； 一氣體排放管，用於自該圓形殻體內排放出該富含氣 體之流束，該排放管實質上以與該圓形殼體同一軸線的方 式自殼體頂部突伸出殻體； 輸入機構，用於輸送該氣體/固體供輸料，能夠在使 用時在圓形殼體內部產生一個渦流；以及 一篩選器，該飾選器位於圓形殻體的下半部及料封管 的上半部之間，該篩選器設有開孔，該開孔不能讓直徑大 於料封管直徑〇·7 5倍的顆粒通過而進入料封管內部，並 5 <請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) / — — —— — — — —— — — — — til 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 9 4 9 4 Β7^ 五、發明說明（） 且篩選器的所有開孔之總面積大於料封管剖面積的兩倍。 可得知當使用這篩選器時，由於料封管阻塞導致的問 題明顯地減少。可以觀察到因爲使用篩選器，將減少料封 管的旋流。結果，每單位長度的料封管之壓力差將增加， 使得使用一支較短的料封管成爲可能。這是非常有用的， 當這些旋流器係裝設在容器中，譬如在流體催化裂解製程 的分離容器，料封管的長度經常是這類容器之尺寸大小的 決定因素。因而，較短的料封管使得使用較小容器成爲可 能。 <圖式簡單說明> 本發明將藉由以下的圖式更進一步的說明。 圖1爲本發明之分離裝置的垂直剖面圖。 圖2爲本發明的另一具體實施例，在此圖示中，殼體 的下半部未顯示出來。 圖3代表結合有渦流穩定器之篩選器的實施例。 圖4爲流體催化裂解製程（f C C )的分離容器之上 半部。 <元件符號說明> 1 中空圓形殻體 2 輸入導管 3 輸入機構 4 氣體排放管 5 管狀上半部 6 圓形殼體中段 7 圓形殻體下半部 8 料封管 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 1!_裝-----訂·！-線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（> ) 9 管狀篩選器 10 圓形開孔 11 渦流穩定器 12 頂板 16 分離容器 17 豎管反應器 18 粗略的旋流器

19 氣體排放導管 2 1 裂U 2 3 導管 24 輔助旋流器 25 管狀篩選器。 2 6 料封管 2 7 導管 28 流化床。 2 9 輸入機構 3 0 料封管 Αχ 中心軸線 D0 料封管直徑 D1 圓形殻體下半部直徑 D 2 截頭圓錐狀殼體之最小直徑 D 3 圓形殻體之管狀上半部的直徑 <發明詳細說明> 篩選器的開孔不允許大於料封管直徑（D 0 ) 0 . 5 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - ----I I --------- 本紙張尺度適用111國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 449494 A7 _____B7___ 五、發明說明（f ) 倍的顆粒通過該篩選器。 鋪選器的開孔總面積（A0 )大於料封管剖面面積（ A 1 )之五倍。 分離裝置的圓形殻體可以適當設置一直徑爲（D 3 ) 的管狀之上半部，分離裝置的中段爲一圓錐形殻體，圓錐 形殼體之較小直徑（D 2 )是在下端，以及可選擇設置一 直徑爲（D 1 )的下半部，D 1直徑大於圓錐形殼體下半 部之直徑（D 2 )。料封管的直徑（D 〇 )是小於分離裝 置之圓形殻體的上半部直徑（D 3)。在設置篩選器之圓 形殼體體積係足夠大，可容許焦炭顆粒累積。該篩選器的 尺寸大小係加以選擇：雖然焦炭顆粒累積在殼體的下半部 ’也具有足夠多數目開孔不被堵塞，以便容許分離出的粒 子進入料封管中。開孔形狀是非常重要的因素。圓形、長 方形的孔或開槽是篩選器開孔的可能形式。 篩選器是對稱設置於軸線四周，而且位於料封管的輸 入開孔之上端。根據本發明的較佳具體實施例，該篩選器 是一支管子，係設置在料封管的頂部，該管子自下方突伸 出圓形殻體。該管子具有與料封管相近的直徑，並且設有 一開放的下端和一閉合的上端。在該管子的垂直壁面上設 有開孔。 篩選器具有充分的強度，以避免由於氣體/固體混合 物在圓形殻體內部移動的結果，受到磨蝕的傷害。防護性 襯墊能夠用來保護篩選器的上半部。保護篩選器的一個更 好的方法是將一渦流穩定器設置在氣體排放管的下方和飾 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I — — — — — — 訂1I----II 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4 49 49 4 a7 B7 ----- - -_ 五、發明說明（f ) 選器的上方。在使用時出現的渦流將終止於渦流穩定器的 頂部，藉此可減少蹄^器的摩触現象。渦流穩定器將額外 進一步降低在料封管內部的旋渦運動，因此增加料封管每 單位長度的壓力差異’如同先前說明理由’這種壓力差異 的增加是非常有利的。· 該渦流穩定器適當包含一頂板，該頂板具有〜相對大 的直徑，該渦流穩定器又設有一垂直擺置的穩定器圓桿， 該穩定器圓桿係置放於頂板頂部’圓桿具有一個與頂板相 比起來小得多的直徑。頂板可以譬如是一圓形平板或是一 圓錐體。當使用一圓錐體作爲頂板時，圓錐體頂部可以作 爲一個渦流穩定器的圓桿。渦流穩定器也描述於譬如是E P-A- 360360 和EP—A— 220768 文獻。 較佳具體實施例是將渦流穩定器設置在篩選器的頂部。 渦流穩定器可以設有一中空的管子，以作爲渦流穩定 器的圓桿，其中通過該中空管子，可以在渦流穩定器的頂 部和渦流穩定器下方與料封管入口上方之間的位置之間作 流體流通。 用於氣體/固體供輸流的輸入機構能夠是呈軸線方向 或切線方向設置在圓形殼體的管狀上半部。 該裝置是較佳地作爲第二個分離步驟（也作爲輔助旋 流器）以便自流體催化裂解製程的氣體反應物排放流中分 離出催化劑顆粒，在流體催化裂解製程中，分離作用在至 少兩個順序的個別步驟加以進行。 流體催化裂解製程包含一反應器，在反應器中，催化 9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

— II - II - ·1111--II 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^ 297公釐） A7 B7 449494 五、發明說明（1 ) 劑顆粒接觸到氣態的碳氫化合物。反應器大體上是一垂直 擺放的管狀反應器，反應器經常是爲豎管反應器，透過這 個豎管反應器，催化劑及反應物以合流的方式共同朝向上 方流動。在豎管反應器的末端，該催化劑是自反應器排放 流中分離出來。這分離作用經常是藉由一個或多個旋流器 來實現的。因此，分離後的催化劑是收集在一分離容器內 部。在這個分離容器中，催化劑是利用一個含水氣體將該 催化劑剝離出來，使得催化劑與任何碳氫化合物分離。所 剝離下來的催化劑係傳送至再生容器內，在再生容器中， 利用燃燒使得催化劑與任何焦碳分開：所剝離的催化劑及 再生的催化劑可以在這個製程中重複使用。 自反應物排放流中，分離出催化劑的作用是適當藉由 第一分離裝置來達成的。第一分離裝置分離出大量催化劑 ，接著由一輔助旋流器完成，輔助旋流器能夠分離出大部 份剩餘的催化劑顆粒。依照特定的佈置而定，可以設置一 個以上的輔助旋流器，以平行作業和/或順序作業的方式 操作。這分離裝置機構可設置在分離容器的內部或是分離 容器的外部。兩種情形的組合也是可能的，在組合中，初 級分離裝置機構是設置在分離容器的內部，而且輔助旋流 器係放置於分離容器外側。當該輔助旋流器係放置於分離 容器內部時，本發明優點是特別明顯的，因爲當操作該流 體催化裂解製程時，這輔助旋流器無法很容易觀察到。此 類的流體催化裂解製程架構的例子係描述在專利U S -A -5055177、US — A-5391289、EP- <請先閱讀背面之注^^項再填寫本頁) -----I ί 訂--------- 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 449 49 4 A7 B7 五、發明說明) A—309244、和EP-A—299650之中。假 如該輔助旋流器是放置在分離容器的內部’氣體/固體供 輸料入口是較佳地呈切線排列。 較佳地，兩個初級分離機構、以及適當地一旋流器一 一也稱爲粗略旋流器、和該輔助旋流器係放置在分離容器 內部。該粗略旋流器的氣體排放口是與該輔助旋流器的輸 入口作爲流體流通。這是有用的，因爲裂解的碳氫化合物 在離開豎管反應器後，在不同分離機構中停駐時間因而減 縮，以致於避免無法控制的分裂作用’這種無法控制的分 裂現象係稱爲「後分裂」。爲要在分離容器內部對分離氣 體設置一排放機構，在粗略旋流器和輔助旋流器之間的導 管設置一個開孔。較佳地，這開孔是藉由一裂口來達成的 〇 在圖1顯示一個本發明的分離裝置，該分離裝置設有 一個中空圓形殼體（1)，係對稱地圍繞著一中心軸線（ A X)的四周，而且與一料封管（8 )可作流體流通，該 分離裝置又設有一氣體排放管（4)和提供氣體/固體供 輸料使用的輸入機構（3 )，這些輸入機構（3 )係切線 排列，以便能夠在圓形殼體（1 )的內部產生渦流。輸入 機構（3 )是可與一輸入導管（2 )作流體流通。圓形殻 體（1 )具有一直徑爲（D 3 )的管狀之上半部（5 )。 圓形殻體（1 )之中段（6 )是一截頭圓錐狀的外殻，殻 體的最小直徑（D 2 )是在底端。圓形殻體（1 )又設置 一直徑爲（D 1 )的下半部（7 )。一個具有圓形開孔（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -----I — 訂·------- I . 經濟部智慧財產局負工消费合作社印製 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4 49 49 4 A7 ____B7__ 五、發明說明（） 1 0 )的管狀篩選器（9 )覆蓋在料封管（8)的入口。 同時，圖1也顯示有一渦流穩定器（1 1 )位於一個頂板 (12)上面。 在圖2中，元件代表的意義與圖1相同。圖2所揭示 的具體實施例與圖1所示的實施例不同之處在於圖2中的 殻體沒有擴大的下半部。 在圖3中，一管狀篩選器（9)顯示有長方形的開孔 (1 0)覆蓋於料封管（8)的入口，料封管（8)係位 於殼體的下半部（7)。在篩選器的頂部設置有一渦流穩 定器（1 1 )。渦流穩定器的頂板（1 2)形成該管狀篩 選器（9 )的頂部。 圖4代表流體催化裂解製程中的分離容器（16)的 較佳實施例，該流體催化裂解製程具有本發明的輔助旋流 器。圖示的分離容器（1 6)上半部的豎管反應器（1 7 )是與粗略的旋流器（1 8)相連通，而且該粗略的旋流 器（1 8 )與氣體排放導管（1 9)相接通。在該氣體排 放導管（1 9 )的水平部份，設有一個裂口（ 2 1 )。導 管（2 3 )是與輔助旋流器（2 4)係切線排列的輸入口 可作流體之相互流通。輔助旋流器（2 4 )設有一管狀的 篩選器（2 5 )，該管狀篩選器是覆蓋在料封管（2 6 ) 的輸入口上面。催化劑顆粒的氣體產物經由導管（2 7 ) 離開該輔助旋流器和分離容器。分離容器的下半部設有一 催化劑顆粒的流化床（2 8)，分離氣體經由輸入機構（ 2 9 )輸送至該流化床。輔助旋流器的料封管（2 6 )大 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --- 1 — I I 訂----1!·線 4 4 9 494 A7 _B7_ 五、發明說明（) 約延伸到流化床（2 8 )的上層部份，而且旋流器（1 8 )的料封管（3 0 )是終止於流化床（2 8 )。分離氣體 能夠通過裂口（ 2 1 )進入到導管（2 3 )的輸入口，並 且經由輔助旋流器（2 4 )離開分離容器（1 6 )。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印ϊπ 13 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐）

Claims (1)

1. ^49494 A8B8C8D8 夂、申請專利範圍 1. 一種用於自含有氣體/固體之供輸料中分離出固體 以產生富含豐富氣體之流束的分離裝置，該分離裝置包含 有： —直立中空圓形殻體，該中空殻體與一料封管可以流 體流通，以排放出位於殼體下方的的固體； 一氣體排放管，用於自該圓形殼體內排放出該富含氣 體之流束，該排放管實質上以與該圓形殼體同一軸線的方 式自彀體頂部突伸出殼體； 輸入機構，用於輸送該氣體/固體供輸料，能夠在使 用時在圓形殼體內部產生一個渦流；以及 一篩選器，該篩選器位於圓形殻體的下半部及料封管 的上半部之間，該篩選器設有開孔，該開孔不能讓直徑大 於料封管直徑0. 75倍的顆粒通過而進入料封管內部， 並且篩選器的所有開孔之總面積大於料封管剖面積的兩倍 〇 2 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該篩選器 開孔不容許直徑大於料封管直徑0.5倍的顆粒通過篩選器 〇 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述之裝置 ’其中該篩選器開孔的總面積大於料封管剖面積的5倍。 4.如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述之裝置 ，其中一渦流穩定器是以與中央軸線同軸設置在氣體排放 管的開口下方和篩選器的上方。 5 _如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中該渦流穩 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSXA4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -43 T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 449494 A8 B& C8 D8 六、申請專利範圍 定器是設置在篩選器的頂部。 6 _如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述之裝置 ，其中該氣體/固體供輸流的輸入機構是呈切線排列在圓 形殼體的上部。 7 .如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述之裝置 ，其中該篩選器是一支管子，設置在料封管的頂部，該管 子從下方突伸出該圓形殻體，而且該管子的直徑約等於料 封管的直徑，該管子具有一開放的下端和一封閉的上端， 以及在管子的垂直壁面上設有開孔。 8.—種流體催化裂解製程，其中該催化劑顆粒是利用 至少兩個連續的步驟由氣體反應物排放流中分離出來，在 該製程中，如本發明申請專利範圍第1項至第7項其中任 一項所述的裝置是使用在該第2個步驟中。 I fn n H ϋ —^1、ιτ...... n = in n I. (請先Μ讀背面之注項再填寫本I) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國a家標準（CNS > A4規格（210X297公釐）