CN201470366U - 一种催化转化催化剂汽提器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型介绍了一种催化转化催化剂汽提器，筒体内设有汽提蒸汽分布器和至少两级汽提段，汽提段为导流填料式或挡板导流填料组合式，汽提段导流填料单元结构为八字形或方形导流叶片；挡板导流填料组合结构中，在锥形挡板和环形挡板上设有沿挡板径向均匀圆周布置的气体通路如圆形开孔或喷嘴，在锥形挡板与筒体内壁间的环形空间设置水平格栅。本实用新型的导流填料可以使催化剂在流动过程改变流向，增强气固接触传质效果；导流填料的使用，使得汽提蒸汽和催化剂颗粒在填料的导流通道内细分为单一尺寸的小的气固分区，提高了气固接触效率，防止了颗粒的返混以及颗粒或大气团的形成；设置水平的格栅，增强了气固交换；技术方案选择多，提高了工程实施的灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油化工技术领域，特别是涉及一种催化转化催化剂汽提器。
背景技术
在石油化工领域，经常要对固体颗粒进行汽提，以除去固体颗粒吸附、夹带的杂质气体。譬如在烃类原料流化催化转化装置沉降器内，当反应结束时，经气固分离后的催化剂仍夹带部分油气，致使生焦量增加，轻油收率下降，对此，常采用蒸汽汽提的办法对催化剂中的油气进行置换。研究结果表明，如果从催化剂上置换出全部油气，焦炭量可减少约三分之一，焦炭中的氢碳比可降至6％，目前的应用技术距这一目标尚有相当距离。
汽提器内气固两相的接触效果直接影响着油气被置换和脱附的效率，而气固接触效果主要由汽提器结构决定。传统的催化剂汽提器是在汽提段中加入人字挡板或盘形挡板来增强汽提效果，但这两种汽提挡板结构除了汽提效率较低外，在操作中还存在催化剂分布不均、局部失流态化以及由此导致的架桥等诸多问题。为了防止催化剂走短路，UOP公司在汽提器内外挡板及裙板上增设了开孔和接管，用以强化传质；Mobil公司的汽提器挡板形式与UOP基本类同，但内外环挡板上细微结构有所不同。如US5910240专利在内外环挡板上附加了许多三角形旋转板，对向下流动的催化剂有旋转导流作用，以改善汽固接触；US5549814专利提出了多层格栅内件结构，每层格栅像自行车辐条一样布置，每根辐条上开有窗口，以便于气固交换；US5531884专利公开的Mobil公司的汽提设备，在内环挡板和外环挡板上垂直开设有多个催化剂下降管，为催化剂提供了附加的通道。中国专利ZL98250779.8在现有汽提器的挡板上设置开孔，使向下流经开孔的催化剂进一步填充挡板下方的空腔，增加气固接触面积。以上这些对汽提装置的改进综合点主要体现在挡板局部。
通过使用垂直间隔的挡板使催化剂在汽提设备中向下移动并与汽提介质逆流接触，可使汽提效率得以提高，而水平移动催化剂增加了催化剂和汽提介质的接触，可以从催化剂中汽提出更多的烃。ZL01212424.9在内挡板和外环挡板的开孔下方设置分配盘，向下流动的固相催化剂通过开孔流入分配盘，经二次分布后到达挡板下方，填充了挡板下方的空腔，增加了气固接触面积；ZL200420075014.1提出交错布置锥盘式汽提挡板结构，在多层汽提段挡板间布置两层开孔板或格栅结构的导流板，以减少催化剂的返混；ZL200680052721.0的挡板型汽提设计，具有径向从汽提部分的中心轴伸出的降液管，其结构能保证跨越挡板表面的催化剂的水平移动。
近年来，新颖的专利构思是用类似于格栅或规整填料的内构件取代以往的环形挡板，例如Total公司的专利US5716585采用多层波纹板填料作为汽提器内构件，每层填料由多个波纹板组成，各层之间留有空域；Koch-Glitsch公司的专利US6224833的结构填料的单元结构是一种中间带有相互交叉网眼的板状格栅，这些钢板的放置方位与汽提器轴线构成一定的角度；ZL01128770.5使用设有至少两段填料层的汽提器，填料是交叉成菱形的栅板填料，菱形通道与汽提器轴向平行；ZL200410083892.2汽提器内设有一层或一层以上的填料层，构成所述填料层的内构件包括两片以上的辅助导流叶片以及与辅助导流叶片固定连接的呈八字型设置的两片主导流叶片。采用结构填料可显著地改善气相介质与催化剂的分布和接触，因而能明显提高汽提效率。
现有这些结构的催化转化催化剂汽提器虽然一定程度改进了汽提效率，但是也存在效率不高，蒸汽消耗大，有时存在颗粒的返混以及颗粒或大气团的形成等缺陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于在现有公开技术和使用的催化剂汽提设备基础上，提供一种新颖结构的催化转化催化剂汽提器。
为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种催化转化催化剂汽提器，包括筒体，筒体内设有汽提蒸汽分布器和至少两级汽提段，汽提段为导流填料式或挡板导流填料组合式，其特征在于：所述的汽提段导流填料单元结构为八字形或方形导流叶片。
本实用新型的一种催化转化催化剂汽提器，其优选的技术方案可以是：所述的汽提段挡板导流填料组合式结构中，挡板式结构包括锥形挡板和环形挡板，在锥形挡板和环形挡板上设有气体通路，在锥形挡板与筒体内壁间的环形空间设置水平格栅。
本实用新型的一种催化转化催化剂汽提器，其优选的技术方案还可以是：所述的汽提段挡板导流填料组合式结构中，挡板式结构包括锥形挡板和环形挡板，在锥形挡板和环形挡板上设有气体通路，气体通路为圆形开孔或喷嘴，沿挡板径向均匀圆周布置。
本实用新型的一种催化转化催化剂汽提器，上述优选的技术方案进一步改进的技术方案可以是：所述的挡板导流填料组合式结构，在筒体内沿筒体轴线方向交替布置多层锥形挡板和环形挡板，在锥形挡板和环形挡板上设有1-20排气体通路，在锥形挡板下沿或中部与筒体内壁间的环形空间设置水平格栅。
本实用新型的一种催化转化催化剂汽提器，上述优选的技术方案进一步改进的技术方案还可以是：所述的汽提段挡板导流填料组合式结构中，导流填料段设有多层导流填料，与挡板段在汽提段空间内沿筒体轴线方向交替布置。
上述优选的技术方案和优选的技术方案进一步改进的技术方案也可以根据需要互相组合，从而达到更好的技术效果。
本实用新型的一种催化转化催化剂汽提器，其优选的技术方案还可以是：所述的汽提段导流填料式结构，在筒体内沿筒体轴线方向布置多层导流填料，各层导流填料分段布置或全部填充汽提段空间。
本实用新型的一种催化转化催化剂汽提器，其优选的技术方案还可以是：所述导流填料单元结构为八字形导流叶片，每层导流填料包含至少两组上下交错叠置的上述单元结构，每一组包含两个以上的沿水平方向平行排列的单元结构，相邻的单元结构之间固定连接。上述技术方案更进一步具体的技术方案是所述八字形导流叶片夹角角度为30-150°。
本实用新型的一种催化转化催化剂汽提器，其优选的技术方案还可以是：所述导流填料单元结构为有一定厚度的方形导流叶片，各方形导流叶片相互斜交叉形成矩形或菱形结构，上下两层方形导流叶片交错叠置。上述技术方案更进一步具体的技术方案是所述方形导流叶片交叉角角度为30-150°。
本实用新型中，带有油气或烟气的催化剂从汽提器筒体上端进入筒体下行，蒸汽从筒体下端进入筒体上行，上行过程中蒸汽与催化剂在汽提器内各级汽提段全面接触，置换出催化剂中的油气或烟气，并携带油气或烟气上行直至从筒体上端排出。
采用本实用新型的催化转化催化剂汽提器，可以使汽提效率达到98％以上。
与现有技术相比，本实用新型所提供的催化转化催化剂汽提器，具有以下有益效果：
首先，通过对现有汽提器的导流填料单元结构改进为为八字形或方形导流叶片，可以使催化剂在自上而下流动的过程中改变流动方向，即部分催化剂在沿导流叶片流下时，同时向叶片的两边流动，产生的水平运动可减少催化剂床层直径，增强气固接触传质效果；导流填料的使用，使得汽提蒸汽和催化剂颗粒在填料的导流通道内细分为单一尺寸的小的气固分区，提高了气固接触效率，同时防止了颗粒的返混以及颗粒或大气团的形成；
第二，对现有挡板导流填料组合式汽提器的挡板结构进行了改进，在锥形挡板下沿或中部与筒体内壁间的环形空间设置水平格栅，缩小了上升气泡直径，增强了气固交换；
第三，针对现有挡板导流填料组合式汽提器，在锥形挡板和环形挡板上设置气体通路喷嘴，使聚积在锥形挡板、环形挡板下方的汽提蒸汽均匀地上升，通过各层喷嘴的多次再分配，增加了蒸汽与催化剂的接触效率，不仅能减少达到通常汽提效果时所需的蒸汽量，降低能耗，而且可以在汽提蒸汽量保持不变时，从催化剂上汽提出更多的油气，提高产品回收效率；
第四，在汽提器内分成两级以上汽提段，可通过分段设置或完全充满导流填料来实现，也可通过挡板导流填料组合式结构交替设置增设格栅、喷嘴的锥形挡板、环形挡板以及充满导流填料来实现，大大提高了工程实施的灵活性。
附图说明
图1-2：本实用新型的导流填料式催化转化催化剂汽提器结构示意图。
图3：本实用新型的挡板导流填料组合式催化转化催化剂汽提器结构示意图。
图4-5：本实用新型的汽提器挡板A-A向、B-B向剖示图。
图6：本实用新型的汽提器导流填料C-C向剖示图。
图7-8：本实用新型的八字形导流叶片立体图。
图9：本实用新型的汽提器导流填料D-D向剖示图
图10-11：本实用新型的方形导流叶片立体图。
图12：采用图3所示的的挡板导流填料组合式催化转化催化剂汽提器的催化剂、汽提介质流动方向示意图。
图中编号说明：10沉降器空间；20筒体；21催化剂(箭头表示向下流动)；30锥形挡板；31喷嘴；32格栅；40环形挡板；41喷嘴；50a、50b、50c导流填料；51八字形导流叶片；52方形导流叶片；60汽提蒸汽分布器；61汽提蒸汽(箭头表示向上流动)；α八字形导流叶片夹角；β方形导流叶片交叉角。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围包括但是不限于此：
图1-2为本实用新型的导流填料式催化转化催化剂汽提器结构示意图，在筒体20内沿筒体20轴线方向布置多层导流填料，筒体20底部设有汽提蒸汽分布器60；图1所示汽提器各层导流填料50a分段布置，各层导流填料间留有距离，图6为导流填料50a的C-C向剖示图，图7-8为导流填料50a的导流叶片立体图，其单元结构为一八字形导流叶片51，每层导流填料包含至少两组上下交错叠置的上述单元结构51，如E-E向所示，每一组包含两个以上的沿水平方向平行排列的单元结构51，相邻的单元结构之间固定连接，八字形导流叶片51夹角α为30-150°，其设计可保证催化剂在沿导流叶片51流下时，同时能产生水平运动。图2所示汽提器各层导流填料50b全部填充汽提段空间，图9为导流填料50b的D-D向剖示图，图10-11为导流填料50b的导流叶片立体图，其单元结构为一方形导流叶片52，厚度一般在5mm以上，以保证足够的机械强度，各方形导流叶片相互斜交叉形成矩形或菱形结构，其交叉角β为30-150°，上下两层方形导流叶片交错叠置。各层填料一般制作成规则形状易于填装的填料。
图3为本实用新型的挡板导流填料组合式催化转化催化剂汽提器结构示意图，该组合式汽提器可分为两部分：挡板段和导流填料段，分别由多层挡板30、40和多层导流填料50c沿筒体20交替布置。锥形挡板30、环形挡板40、格栅32及导流填料50c的详细结构分别如图4-6所示，锥形挡板30(图4，A-A向剖视图)上设置1-20排沿径向均匀圆周布置的喷嘴31，在30下沿与筒体20内壁间的环形空间设置水平格栅32，环形挡板40(图5，B-B向剖视图)上设置1-20排沿径向均匀圆周布置的喷嘴41。该组合式汽提器可以根据工艺条件的不同对结构进行灵活的调节，各汽提段的具体尺寸、喷嘴数量等可根据装置结构及汽提要求来确定，只要在满足汽提要求的前提下方便施工、安装即可，没有特殊要求。
图12为采用图3所示的的挡板导流填料组合式催化转化催化剂汽提器的催化剂、汽提介质流动方向示意图，催化剂21从沉降器空间10进入催化转化汽提器中，自上而下呈S形顺重力作用流经锥形挡板30、格栅32、环形挡板40、导流填料50c单元结构51，与自下而上由环形挡板40上的喷嘴41、锥形挡板30上的喷嘴31、格栅32上的狭缝、导流填料50c上的单元结构51等通路喷出的汽提蒸汽61逆流抵触，经多次汽提的催化剂21由汽提器底部流出，携带油气的汽提蒸汽向上进入沉降器空间10。
本实用新型可用作各种催化转化装置的汽提器，以脱除催化剂夹带的油气或烟气；当用于汽提催化剂夹带的油气时，本实用新型的汽提器同时适用于内提升管反应器或外提升管反应器的设计情形。
Claims (10)
1.一种催化转化催化剂汽提器，包括筒体，筒体内设有汽提蒸汽分布器和至少两级汽提段，汽提段为导流填料式或挡板导流填料组合式，其特征在于：所述的汽提段导流填料单元结构为八字形或方形导流叶片。
2.根据权利要求1所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述的汽提段挡板导流填料组合式结构中，挡板式结构包括锥形挡板和环形挡板，在锥形挡板和环形挡板上设有气体通路，在锥形挡板与筒体内壁间的环形空间设置水平格栅。
3.根据权利要求1所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述的汽提段挡板导流填料组合式结构中，挡板式结构包括锥形挡板和环形挡板，在锥形挡板和环形挡板上设有气体通路，气体通路为圆形开孔或喷嘴，沿挡板径向均匀圆周布置。
4.根据权利要求2或3所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述的挡板导流填料组合式结构，在筒体内沿筒体轴线方向交替布置多层锥形挡板和环形挡板，在锥形挡板和环形挡板上设有1-20排气体通路，在锥形挡板下沿或中部与筒体内壁间的环形空间设置水平格栅。
5.根据权利要求2或3所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述的汽提段挡板导流填料组合式结构中，导流填料段设有多层导流填料，与挡板段在汽提段空间内沿筒体轴线方向交替布置。
6.根据权利要求1所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述的汽提段导流填料式结构，在筒体内沿筒体轴线方向布置多层导流填料，各层导流填料分段布置或全部填充汽提段空间。
7.根据权利要求1所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述导流填料单元结构为八字形导流叶片，每层导流填料包含至少两组上下交错叠置的上述单元结构，每一组包含两个以上的沿水平方向平行排列的单元结构，相邻的单元结构之间固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述八字形导流叶片夹角角度为30-150°
9.根据权利要求1所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述导流填料单元结构为有一定厚度的方形导流叶片，各方形导流叶片相互斜交叉形成矩形或菱形结构，上下两层方形导流叶片交错叠置。
10.根据权利要求9所述的一种催化转化催化剂汽提器，其特征在于：所述方形导流叶片交叉角角度为30-150°
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