[发明专利]一种同轴式防结焦气固分离方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于石油化工、流态化技术领域，特别涉及一种同轴式防结焦气固分离方法和设备。

背景技术

炼油厂催化裂化装置提升管反应器出口都设有气固快速分离装置，用于实现油气与催化剂快速分离、终止裂化反应。早期有伞帽、倒L、T型等结构型式，分离效率一般在70％～80％，分离后的油气在直径较大的沉降器内慢速上升，然后进入沉降器顶部旋风分离器(简称顶旋)。这部分油气在沉降器停留时间在20～50秒，在500℃高温下仍存在过度热裂化、缩合等反应，影响轻质油收率，在加工重质油时甚至在沉降器结焦。有的装置提升管反应器出口设置1～4台初级旋风分离器(简称粗旋)，效率可达95％以上，粗旋料腿是在正压差条件下排出催化剂，同时排出15％～30％油气，这部分油气在沉降器下部慢速上升到上部停留时间在30～90秒，在500℃高温下存在明显的过度热裂化、缩合等反应，影响轻质油收率，加工重质油时甚至在沉降器结焦。有的装置将粗旋升气管向上延伸到顶旋入口附近，这种方案油气主流停留时间大幅度缩短，但粗旋料腿排出的少量油气在沉降器停留时间更长(达100秒)，沉降器有结焦更严重的趋势。

为降低油气在沉降器停留时间，专利专利ZL200420037425.1提升管出口采用粗旋快分，将粗旋与顶旋密闭连接，设置油气导管将沉降器下部的油气(粗旋料腿排出油气、汽提气体、防焦蒸汽混合气体)导流至沉降器上部的顶旋人口，降低油气停留时间。这种方案在一定程度上可减轻过度热裂化及结焦，但粗旋料腿仍是正压差排料，仍会有油气从料腿排出，沉降器下部有结焦机会，另外粗旋料腿排出的油气速度较高，对沉降器下部催化剂扰动，使该区域催化剂密度增大，在此区域引出油气会使顶旋入口催化剂密度增加，导致催化剂带出量增加，另外该方案设计不当容易导致催化剂大量跑损。

专利ZL01228805.5开发了带预汽提段的开式直联多臂旋流分离技术。提升管出口连接多臂旋流分离器，其外侧设置密封罩；密封罩下部设置数层预汽提挡板，密封罩上端升气管与顶旋入口开式软连接。该技术应用于并列式内提升管催化装置，密封罩流通面积为沉降器流通面积的20％～30％，油气在密封罩内的停留时间大幅度缩短。该方案翼阀排出的少量油气仍然从沉降器下部慢速上升到上部，在沉降器上部的开式软连接处进入顶旋，该少量油气在沉降器停留时间很长(＞100秒)，在沉降器中有结焦的机会。

发明内容

本发明的目的是提供一种同轴式防结焦气固分离方法，解决油气在沉降器慢速流动、停留时间过长而结焦，并避免油气过度热裂化。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：包括油气与催化剂快速分离、顶旋二级分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是：采用密闭旋风筒快速分离，并设置催化剂导流设施；催化剂导流设施与密闭旋风筒快速分离、顶旋二级分离相互连接形成一个密闭分离系统。

一种实现所述发明方法的设备，包括同轴式结构的沉降器、汽提段、提升管，及旋风筒快速分离器、连接筒、催化剂导流设施、密闭连接管、顶旋、料腿、翼阀、蒸汽环管。

进一步，旋风筒台数1～4台，每台旋风筒有1～2个油气进口，旋风筒进气流道是切向直进结构或是蜗壳螺旋结构；旋风筒顶部为密闭结构，顶部中心设有排气管；排气管下沿与旋风筒顶板平齐，或是伸入旋风筒内部，伸入部分是直管或是锥型管。

进一步，连接筒是圆形筒或是裤衩形筒或是异形筒，上端与旋风筒下部软连接或导向连接，下端与沉降器底部壳体连接或与汽提段连接。

进一步，催化剂导流设施是通道，截面是几何形或组合形或渐变形或异形，立面是直形或折形或异形，通道数量与顶旋台数相同或不相同，通道下端或侧面与连接筒壁连接或伸到连接筒内，上端与翼阀连接或将翼阀包裹或部分包裹。

进一步，顶旋料腿是垂直或折管结构。

进一步，密闭连接管连接旋风筒与顶旋，密闭连接管立管段有补偿器；各旋风筒排气管汇入1根集合管与各顶旋连接，或每台旋风筒排气管分别与1～3台顶旋连接。

进一步，沉降器顶部、下部、连接筒内部设置蒸汽环管或不设置。

进一步，提升管是原料油主提升管，或是回炼油提升管或是汽油提升管或是辅助提升管，或是其与原料油主提升管合并后的提升管，或各提升管与旋风筒快速分离器连接。

本发明创新点和积极效果：