[发明专利]带有锥型隔流筒的高效提升管出口旋流快分设备

说明书

技术领域

本发明属石油化工技术领域，涉及炼油化工工艺及其设备，特别是重油催 化裂化工艺提升管出口末端催化剂与油气的高效快速分离。

背景技术

随着催化裂化高性能分子筛催化剂的开发运用，提升管反应技术已成为催 化裂化工业的核心技术。为适应其发展需要，提升管末端的气固快速分离技术 也不断发展更新。提升管末端的气固快分装置其主要目的是防止反应后油气继 续发生不必要的过度裂化，降低轻质油产率，同时也尽量减少沉降器内的结焦， 保证装置长周期安全运行。所以，快分技术必须达到“三快”要求：气固快速高效 分离(分离效率一般等于或大于99％)，油气快速引出沉降器(平均停留时间小 于5秒)，催化剂及时高效汽提(尽量减少待生剂上H/C比)。目前，工业上采 用的提升管出口末端气固快速分离装置主要有两类：惯性分离装置和离心分离 装置。

惯性分离装置主要用于八十年代以前的蜡油催化裂化时期，典型的形式有 倒L型、T型、三叶型等。其分离主要靠气固混合物流出提升管后急速转向180° 所产生的气固两相惯性差异来实现。由于转向路径很短，气固混合物之间的分 离很不充分；油气上升夹带的催化剂颗粒较多，分离效率只有70～80％，后继 的旋风分离器一般须两级串联才能保证油浆中的固体含量不至于偏高。分离后 的油气在沉降器大空间内缓慢上升，一般约20秒才能进入沉降器上部的旋风分 离器(简称顶旋)，在旋风分离器内又需3～4秒才能进入分馏系统。这样在高 温条件下，反应后的油气停留时间太长，致使油气发生过度裂化，增加干气和 焦炭的产率，使目的产品收率下降。在蜡油催化裂化情况下，此问题并不突出， 但在加工重油条件下，这个矛盾非常尖锐。

离心分离装置主要依靠气固两相混合物旋转形成的强离心力场实现气固快 速分离，目前应用比较广泛的是旋风分离器和旋流式快分系统。旋风分离器(粗 旋)具有气固分离效率高的优点，分离效率可达98％以上。其缺点是分离后的 油气从升气管排出后，要经过较大的沉降器空间才能进入顶部旋风分离器(顶 旋)内，气体停留时间长达15秒以上。在高温下仍存在过度裂化问题，影响轻 质油收率，同时造成沉降器内的结焦，影响装置的长周期安全运转。

为解决惯性分离装置分离效率不高的问题，美国专利US 4,495,063(1985 年)开发了弹射式气固快速分离装置，其气固分离效率可达到90～95％，气体 返混率降低到20％左右，但压降高达数千帕，操作弹性较小，开工困难，并没 有得到推广应用。为进一步改善惯性分离装置的操作性能，提高其分离效率， 缩短油气在沉降器内的停留时间，美国专利US 4,364,965(1982年)、4,721, 603(1988年)提出了带封闭罩的改进方案，但并未解决好油气在沉降区内停留 时间过长的弊端。

为解决离心分离装置存在的问题，美国专利US 4,502,947(1985年)、US 4,579,716(1986年)、US 4,624,772(1986年)等开发了闭式直联旋风分 离系统，将粗旋升气管直接与沉降器上部旋风分离器入口相连，大大缩短了油 气在沉降器内的停留时间，使气体的返混率进一步降到6％～10％，但该装置的 抗压力波动的性能较差，开工时要特别小心。随后，美国专利US 5,158,669 (1992年)、欧洲专利EP0593827A1，中国专利CN92112441(1992年)等又在粗旋 下部直接连接了一个汽提段，改变一部分反应油气从粗旋料腿向下喷出的不利 情况，进一步缩短了反应油气在沉降器内的平均停留时间，使油气返混率进一 步降到2％以下。日本特许公报(B2)昭61-25413(1986年)和美国专利US 4, 482,451(1984年)则在提升管末端采用了几根向下倾斜一定角度的圆弧弯管 作为气固快速分离器，并在其外面加了一个封闭罩以实现油气的快速引出。美 国专利US 5,314,611(1994年)中，提出了一种带有封闭罩的旋流臂式气固 快速分离装置，可实现催化剂的高效快速分离及油气快速引出，但是该专利并 未具体说明该装置的具体结构，且封闭罩外的油气滞留空间仍然太大，易引起 结焦。