專利名稱：一種煙氣汽提器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油烴催化轉(zhuǎn)化設(shè)備，更具體地說，是一種脫除再生催化劑所夾帶煙氣的汽提器。
背景技術(shù)：
在催化裂化裝置中，隨著催化劑的循環(huán)流動，會有部分煙氣被再生催化劑攜帶到提升管反應(yīng)器中。據(jù)文獻(xiàn)報道，這部分煙氣約占催化劑循環(huán)量的1～3％。這部分煙氣經(jīng)提升管、沉降器后，最后伴隨干氣進(jìn)入富氣壓縮機(jī)，使富氣壓縮機(jī)的負(fù)荷增大，影響裝置的處理能力及能耗，所以應(yīng)該在再生催化劑進(jìn)入提升管反應(yīng)器之前將這部分煙氣脫除。
在煉油廠催化裂化裝置(FCC)中，尤其是在重油催化裂化(RFCC)中，近年來隨著摻渣比不斷增加，原料油越來越重，在裂化反應(yīng)中的升焦量也不斷增加，這些焦炭燃燒，會在再生器中產(chǎn)生大量的熱量。由于催化裂化反再系統(tǒng)是熱平衡操作的，即再生產(chǎn)生的熱量要補(bǔ)償原料裂化反應(yīng)所吸收的熱量，如果再生過程產(chǎn)生過剩熱量，將破壞反再系統(tǒng)熱平衡，因此必須采取措施取走一部分熱量，以保證工藝操作的平穩(wěn)進(jìn)行。設(shè)置外取熱器就是一種通用的做法，它不僅可以取走裝置中的過剩熱量，而且可以利用這部分熱量，產(chǎn)生蒸汽，從而成為裝置一項重要的節(jié)能措施。外取熱器由于取熱量大，操作靈便，工業(yè)應(yīng)用十分廣泛。
CN1154400A中提出采用調(diào)溫脫氣罐對再生催化劑進(jìn)行處理，調(diào)溫脫氣罐所用的汽提介質(zhì)為催化干氣。由于其主要目的是為了改變催化劑進(jìn)入反應(yīng)器的溫度，所以調(diào)溫脫氣罐內(nèi)的構(gòu)件為垂直取熱管。此種結(jié)構(gòu)無法控制氣泡的長大，因而會導(dǎo)致氣固接觸變差，汽提效率不高，而且干氣的競爭吸附能力不強(qiáng)，置換效率不夠高，要達(dá)到相同的汽提后再生催化劑含煙氣量，消耗的干氣量較多，并且在使用過程中干氣與再生煙氣混在一起，干氣被稀釋了，無法進(jìn)一步利用，經(jīng)濟(jì)效益不夠好。
CN1311060A提出了一種帶有中心脫氣管的擋板式再生催化劑煙氣汽提結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中心設(shè)置了一根脫氣管，可以使部分已脫附的煙氣提前從脫氣管中排出，同時在擋板上開孔，使水蒸汽和催化劑形成逆流和錯流接觸，以提高其傳質(zhì)效率。但這種結(jié)構(gòu)也存在著操作彈性差和安裝不便的問題。中心脫氣管為了防止催化劑進(jìn)入，一般采用具有微孔結(jié)構(gòu)的陶瓷介質(zhì)，要達(dá)到一定的排氣量，陶瓷管不僅要占很大的體積，而且需要經(jīng)常反吹，操作和控制比較復(fù)雜。另外在裝置安裝和運行過程中，陶瓷管易破裂，必須采用其他的強(qiáng)化措施。
CN2455355Y提出了一種氣固環(huán)流再生催化劑煙氣汽提器。該結(jié)構(gòu)采取一定方法使內(nèi)外環(huán)中具有不同的流化表觀線速，從而使內(nèi)外環(huán)間流化床具有不同的密度，由此產(chǎn)生了催化劑內(nèi)外環(huán)之間的環(huán)流流動。通過環(huán)流實現(xiàn)了催化劑和新鮮汽提蒸汽的多次接觸，可獲得較高的汽提效率，而且該型汽提器結(jié)構(gòu)也比較簡單，尺寸比較緊湊。
USP 5,260,034中披露了一種具有多個環(huán)形套筒的汽提器結(jié)構(gòu)，在該型汽提器中，多個不同半徑的環(huán)形擋板將汽提器分成體積不等的多個環(huán)形小室，其體積由內(nèi)向外依次減小，在汽提器下部布置多個汽提分布器，使催化劑依次從內(nèi)向外經(jīng)過各個環(huán)形室，最終離開汽提器，通過這種方式實現(xiàn)了多級汽提。這種結(jié)構(gòu)的缺點在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別不適合用于催化劑循環(huán)量比較大的工況。
CN2515637Y中披露了一種具有釘頭傳熱管的催化裂化外取熱器。在該型外取熱器中，釘頭傳熱管置于圓柱形殼體之內(nèi)，每一根釘頭傳熱管為一封閉式結(jié)構(gòu)，由給水管和帶釘頭的蒸汽套管組成，構(gòu)成一個具有獨立水汽回路的傳熱元件。釘頭傳熱管的一端固定在封頭上，另一端定位在殼體內(nèi)，可自由伸縮。這種新型的外取熱器不僅具有較高的傳熱效率，而且具有良好的耐磨性和可靠性。
USP5,209,287中介紹了類似管殼換熱器型式的外取熱器，其傳熱管較細(xì)，水和蒸汽走管程，沿管壁縱向下流，下部設(shè)有流化風(fēng)將催化劑流化。這種外取熱器結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱面積大。缺點是傳熱管管壁較薄，很容易被催化劑磨穿，一旦一根傳熱管磨穿，整臺外取熱器失效，而且更換十分困難。
CN1045644A中介紹了一種單元管組聯(lián)箱式外取熱器，它由殼體和若干傳熱單元管組組成，傳熱管的直徑略大，每個單元管組包括多根傳熱管，由上聯(lián)箱和下聯(lián)箱匯集在一起，然后從上部引出殼體。這種外取熱器特點是催化劑流化狀態(tài)良好，每個單元管組各有閥門控制，可自行開啟和關(guān)閉，一個單元管組出了故障，不影響整臺取熱器的使用。缺點是上聯(lián)箱、下聯(lián)箱之間的傳熱管在高溫下容易發(fā)生永久性的扭曲而影響其使用壽命。
盡管在煙氣汽提和催化劑冷卻方面已經(jīng)有很多專利技術(shù)，但具有催化劑冷卻功能的催化裂化再生劑煙氣汽提器尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種兼有催化劑冷卻功能的催化裂化再生劑煙氣汽提器，不僅使再生劑盡可能地脫除其所夾帶的煙氣，而且還可以降低外取熱器的取熱負(fù)荷。
本發(fā)明所提供的煙氣汽提器主要包括以下構(gòu)件再生催化劑導(dǎo)入管1、煙氣汽提器筒體2、汽提填料3、汽提介質(zhì)分布器4、再生斜管5、汽提介質(zhì)導(dǎo)出管6、取熱管7；其中，再生催化劑導(dǎo)入管1和汽提介質(zhì)導(dǎo)出管6分別設(shè)置于該煙氣汽提器的上部，而再生斜管5設(shè)置于該煙氣汽提器的底部；一層或一層以上的汽提填料設(shè)置于該汽提器中；汽提介質(zhì)分布器4位于汽提填料的下方；取熱管7的取熱介質(zhì)導(dǎo)入端和導(dǎo)出端設(shè)置于該煙氣汽提器外部，其余部分位于煙氣汽提器內(nèi)部。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面1.FCC裝置采用本發(fā)明所述的催化劑冷卻功能的催化裂化再生劑煙氣汽提器，不僅可解決再生劑夾帶煙氣的問題，而且由于本發(fā)明具有催化劑冷卻的功能，因此可在一定程度上降低外取熱器的取熱負(fù)荷。
2.利用本發(fā)明所提供的具有催化劑冷卻功能的再生劑汽提器、通過合理的工藝計算，在FCC反再系統(tǒng)的設(shè)計過程中可以取消常規(guī)的外取熱器，替代以本發(fā)明所提供的汽提器，使該汽提器同時達(dá)到汽提再生劑和取出過剩熱量的雙重作用。
3.在FCC過程中，采用本發(fā)明可降低再生劑汽提器的操作溫度，避免催化劑在高溫下的水熱失活。
4.本發(fā)明所提供設(shè)備煙氣汽提效果好，且取熱靈活、操作可靠。


圖1是本發(fā)明所提供煙氣汽提器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1所示汽提器沿A-A向的剖面圖。
圖3是本發(fā)明所述取熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是CN2515637Y所披露的釘頭取熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明所提供的再生劑煙氣汽提器，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
如圖1所示，與再生器相連的再生催化劑導(dǎo)入管1位于該汽提器的上部，并與汽提器的筒體2固定連接。汽提介質(zhì)導(dǎo)出管6也位于該汽提器的上部，并與汽提器的筒體2固定連接。再生催化劑導(dǎo)入管1和汽提介質(zhì)導(dǎo)出管6最好位于該汽提器的上部兩側(cè)。
本發(fā)明所述汽提器中設(shè)置一層或一層以上的汽提填料。當(dāng)設(shè)置多層汽提填料時，各層汽提填料之間相互平行。本發(fā)明對于所采用的汽提填料并沒有特殊要求，任何現(xiàn)有技術(shù)中用以提高汽提效率的填料都可以采用。例如，本發(fā)明所述汽提器中可設(shè)置1-5層高效汽提填料，每層填料的高度可為100-400mm，填料開孔率優(yōu)選40-80％。
汽提介質(zhì)分布器4位于汽提填料3的下方，本發(fā)明對于所采用的汽提介質(zhì)分布器的型式?jīng)]有特殊要求，任何現(xiàn)有技術(shù)中常用的分布器，例如，枝狀分布器、板式分布器、分布管等都可以采用。當(dāng)采用枝狀分布器時，其開孔率優(yōu)選0.05-3％，射流速度優(yōu)選10-50m/s。
與反應(yīng)部分相連的再生斜管5設(shè)置于該煙氣汽提器的底部，并與該汽提器的底部筒體固定連接。
圖2是圖1所示汽提器的A-A向剖面圖，其中，所示取熱管7垂直于汽提填料3且均勻地分布于汽提器中。
本發(fā)明所述取熱管7的取熱介質(zhì)導(dǎo)入和導(dǎo)出端設(shè)置于該煙氣汽提器頂部，而取熱管的其余部分位于煙氣汽提器內(nèi)部。所述取熱管7優(yōu)選垂直且均勻地設(shè)置于汽提器中。取熱管的數(shù)量可以是一根，也可以是多根，例如，3-40根，需根據(jù)裝置的催化劑流量、取熱負(fù)荷以及可利用的空間的大小等因素來確定。所述取熱管最好形成獨立的取熱介質(zhì)循環(huán)回路；取熱管可以采用如圖3所示的結(jié)構(gòu)，也可以采用其它改進(jìn)型的取熱管，如CN2515637Y中所披露的釘頭取熱管，參見圖4。
其中，圖3所示為一種可形成獨立的取熱介質(zhì)循環(huán)回路的取熱管示意圖，液態(tài)的取熱介質(zhì)經(jīng)入口管1a進(jìn)入，沿取熱管的環(huán)形通道3a向下流動，在流動的過程中通過管壁間接地吸收汽提器內(nèi)的高溫再生催化劑所攜帶的熱量，并逐漸由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。流動至取熱管底部的取熱介質(zhì)改變流動方向，通過設(shè)置于取熱管內(nèi)部的中心管4a向上流動，最后經(jīng)出口管2a引出。
圖4為CN2515637Y中所披露的釘頭取熱管，其與圖3的不同之處在于取熱管外側(cè)固定了許多釘頭狀的強(qiáng)化換熱元件5a，以增大傳熱面積、提高傳熱效率。
本發(fā)明所提供的煙氣汽提器的工作流程如下再生催化劑經(jīng)導(dǎo)入管1進(jìn)入該汽提器中，并在經(jīng)汽提介質(zhì)分布器4分布于該汽提器中的汽提介質(zhì)的作用下自上而下地流經(jīng)多層汽提填料3，再生催化劑與汽提介質(zhì)逆流接觸，使再生催化劑所夾帶的煙氣盡可能地被脫除；流動至該汽提器底部的再生催化劑通過再生斜管5輸送至反應(yīng)部分循環(huán)使用；汽提介質(zhì)及所汽提出的再生煙氣在該汽提器的頂部匯集，并通過汽提介質(zhì)導(dǎo)出管6引出；在上述汽提過程中，取熱介質(zhì)，例如，水，最好是經(jīng)過必要處理的軟化水，經(jīng)取熱管7的取熱介質(zhì)入口注入取熱管中，通過取熱管的管壁吸收該汽提器中的熱量，使取熱介質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)；氣態(tài)的取熱介質(zhì)由取熱管的頂部取熱介質(zhì)出口引出。本發(fā)明所述的每一個取熱管最好形成單獨的控制回路，以便當(dāng)其中一個取熱管出現(xiàn)故障時不影響其它取熱管的工作。
在本發(fā)明所述汽提器中，當(dāng)采用蒸汽作為汽提介質(zhì)時，其汽提蒸汽的消耗量為1-10kg/噸催化劑；汽提線速優(yōu)選0.05-0.5m/s；該汽提器中催化劑質(zhì)量流率優(yōu)選10-120kg.(m2.s)-1，其催化劑平均停留時間優(yōu)選0.2-4min。下面的實施例將對本發(fā)明所提供的方法予以進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
實施例該實施例說明在FCC裝置上采用本發(fā)明所述煙氣汽提器后所帶來的有益效果。
在處理能力為100×104噸/年的重油催化裂化裝置進(jìn)行改造，增設(shè)本發(fā)明所述煙氣汽提器。該煙氣汽提器直徑為2400mm，高5650mm，內(nèi)置三層USP6224833中所述的內(nèi)構(gòu)件，該填料開孔率為75％。該汽提器中共設(shè)置釘頭取熱管20根，取熱管長度5.1m，單管傳熱面積為5.6m2，總傳熱面積為112m2，熱負(fù)荷為1.56×107W。采用蒸汽作為汽提介質(zhì)，汽提蒸汽的線速0.2m/s。經(jīng)過工業(yè)應(yīng)用試驗，再生器密相床層溫度由705°下降到698°，而干氣中非烴氣體含量從原來的18％降低到1.68％。
權(quán)利要求
1.一種煙氣汽提器，其特征在于該汽提器主要包括以下構(gòu)件再生催化劑導(dǎo)入管(1)、煙氣汽提器筒體(2)、汽提填料(3)、汽提介質(zhì)分布器(4)、再生斜管(5)、汽提介質(zhì)導(dǎo)出管(6)、取熱管(7)；其中，再生催化劑導(dǎo)入管(1)和汽提介質(zhì)導(dǎo)出管(6)分別設(shè)置于該煙氣汽提器的上部，而再生斜管(5)設(shè)置于該煙氣汽提器的底部；一層或一層以上的汽提填料設(shè)置于該汽提器中；汽提介質(zhì)分布器(4)位于汽提填料的下方；取熱管(7)的取熱介質(zhì)導(dǎo)入端和導(dǎo)出端設(shè)置于該煙氣汽提器外部，其余部分位于煙氣汽提器內(nèi)部。
2.按照權(quán)利要求1的煙氣汽提器，其特征在于所述再生催化劑導(dǎo)入管(1)和汽提介質(zhì)導(dǎo)出管(6)位于該汽提器的上部兩側(cè)。
3.按照權(quán)利要求1的煙氣汽提器，其特征在于所述汽提器中設(shè)置1-8層用以提高汽提效率的汽提填料。
4.按照權(quán)利要求1的煙氣汽提器，其特征在于所述汽提介質(zhì)分布器采用枝狀分布器。
5.按照權(quán)利要求1的煙氣汽提器，其特征在于所述汽提器中設(shè)置多根取熱管，且所述取熱管垂直且均勻地分布于汽提器中。
6.按照權(quán)利要求5的煙氣汽提器，其特征在于所述取熱管為釘頭取熱管。
全文摘要
一種煙氣汽提器主要包括以下構(gòu)件再生催化劑導(dǎo)入管(1)、煙氣汽提器筒體(2)、汽提填料(3)、汽提介質(zhì)分布器(4)、再生斜管(5)、汽提介質(zhì)導(dǎo)出管(6)、取熱管(7)；其中，再生催化劑導(dǎo)入管(1)和汽提介質(zhì)導(dǎo)出管(6)分別設(shè)置于該煙氣汽提器的上部，而再生斜管(5)設(shè)置于該煙氣汽提器的底部；一層或一層以上的汽提填料設(shè)置于該汽提器中；汽提介質(zhì)分布器(4)位于汽提填料的下方；取熱管(7)的取熱介質(zhì)導(dǎo)入端和導(dǎo)出端設(shè)置于該煙氣汽提器外部，其余部分位于煙氣汽提器內(nèi)部。該煙氣汽提器具有使再生劑脫除煙氣和降低再生劑溫度的雙重功能。
文檔編號C10G11/00GK1754626SQ200410080230
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者張永民, 侯栓弟, 李松年, 許克家, 張占柱, 張久順, 龍軍, 趙俊鵬 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院