[发明专利]一种同轴无沉降器旋流气固分离方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于石油化工、流态化技术领域，特别涉及一种同轴无沉降器旋流气固分离方法及设备。

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二级分离器。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二级分离器入口附近，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，并降低设备投资，专利200710000133.9开发了一种粗旋内置的管式沉降器催化裂化装置、专利200710000132.4开发了一种粗旋外置的管式沉降器催化裂化装置。这两项技术采用管式沉降器，提升管出口快速分离设施采用常规粗旋风分离器，粗旋料腿出口设置在汽提段上方位置，粗旋料腿排出的油气速度较高，对催化剂扰动使该区域催化剂密度增大，使二级分离器入口催化剂密度增加，最终导致催化剂带出量增加。另外二级分离器料腿采用折管结构、没有设置翼阀，不利于细粉流动、容易串气。

专利200610162084.4一种无沉降器催化裂化装置，该技术方案取消了沉降器，提升管出口快速分离设施采用旋流分离器，二级分离器外置。该方案中二级分离器料腿采用折管结构、没有设置翼阀，不利于细粉流动、容易串气。专利200610162095.2无沉降器催化裂化装置，该技术方案取消了沉降器，提升管出口快速分离设施采用常规粗旋风分离器，二级分离器外置。该方案中二级分离器料腿采用折管结构不利于细粉流动，翼阀置于汽提段中容易被催化剂掩埋而造成二级分离器料腿下料不畅、催化剂大量跑损。

发明内容

本发明的目的是提供一种同轴无沉降器旋流气固分离方法，解决油气在沉降器中结焦及过度热裂化，料腿排料流畅、避免串气，并便于设备检修、大幅降低设备投资。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：包括气固快速分离、二级分离、料腿翼阀排料及油气导出过程，其特征是：同轴无沉降器，采用外置旋流快速分离、配套外置二级分离，并设计催化剂导流设施，催化剂导流设施与旋流快速分离、二级分离形成一个密闭分离系统。

一种实现所述发明方法的设备，包括同轴式结构的汽提段、两折叠提升管反应器，及外置旋流快速分离器、外置二级分离器、催化剂导流设备、料腿、翼阀。

进一步，外置旋流快速分离器包括旋流器和密封罩；密封罩是直筒结构，或是锥体结构或是直筒与锥体组合结构或是下部扩大直径的两节筒结构；密封罩上端设有排气管，下端与汽提段连接；旋流器设2～8个流道，流道是弯管结构或是蜗壳结构，截面是矩形或梯形，流道水平设置或向下倾斜设置，设置排气隔离筒或隔离锥或不设置，旋流器设置在密封罩内部，并与提升管上端连接。

进一步，两折叠提升管反应器是提升管水平或倾斜伸到密封罩中心位置再向上折叠与旋流器连接，提升管折弯采用弧形直角弯或带气垫结构直角弯。

进一步，催化剂导流设施是通道，截面是几何形或是组合形或渐变形或异形，通道数量与二级分离器台数相同或不相同，通道下端与密封罩下部或汽提段上部连接，上端将翼阀包裹；导流通道设置蒸汽管嘴或不设置。

进一步，二级分离器料腿采用直管结构，下端伸入导流通道内并设置翼阀。

进一步，用于有沉降器同轴式装置改造时，可保留原沉降器下部一段壳体，设置外置旋流分离器及二级分离器，保留的下段壳体内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。

本发明创新点和积极效果：