[实用新型]带预汽提段的开式直联多臂旋流分离设备

说明书

本实用新型属石油化工技术领域，涉及炼油化工设备，特别是流化催化裂化工艺设备中设于提升管出口气固快速分离及沉降器系统中的的带预汽提段的开式直联多臂旋流分离设备。

在炼油厂流化催化裂化反应系统的提升管出口处，都装有气固快速分离装置以实现催化剂与油气的分离，终止不必要的过度反应、降低生产成本和提高产品收率。这种分离装置目前有两大类：

第一类是惯性式气固快速分离装置。它是依靠含有大量催化剂颗粒的油气急剧改变流向时所产生的气固两相惯性差异来实现气固分离，典型的惯性气固快速分离装置有倒L型、T型、多叶型等结构，它们的特点是压降很小，一般不超过1kPa，但固体颗粒从气体中一次分离出来的效率只有70～80％左右。分离大部分催化剂后的油气在直径较大的沉降器内慢速上升，约20秒才得以进入沉降器上部的旋风分离器内，把夹带的催化剂进一步分离出来，催化剂沿旋风分离器料腿进入沉降器下部床层。分离下来的催化剂都夹带着一定量的油气，需在沉降器下部床层内用水蒸气吹提出来，这部分油气再经30秒以上的时间上升到沉降器上部旋风分离器的入口。这样，催化裂化反应后的油气在沉降器内的平均停留时间可能长达20～30秒，油气的返混率高，很容易发生高温热裂化，使轻质油收率降低，并会造成沉降器内严重结焦，影响装置长周期运转。对于加工重质原料油(如渣油)的装置，此问题更显突出。

第二类是离心式分离装置，它依靠气固两相混合物急速旋转形成的强离心力场实现气固快速分离。典型的实例是在提升管反应器的出口直联一组旋风分离器(简称粗旋)，它的气固分离效率可高达98％以上。分离大部分催化剂的油气从粗旋升气管排出，进入沉降器空间，以较慢的速度上升，经10秒以上才得以进入沉降器上部的旋风分离器内，油气通过该旋风分离器将夹带的催化剂进一步分离下来。粗旋料腿是在正压差下排出催化剂，所以在大量的催化剂下落到沉降器下部床层汽提段时，不仅催化剂颗粒间夹带了部分油气向下流动，还有在正压差下从料腿中向下喷出的一部分油气，这部分油气量大约是总油气量的6～10％。这些油气与汽提气体混合，然后再沿沉降器慢速上升进入沉降器上部的旋风分离器。这样使得反应后的油气在沉降器内的平均停留时间仍高达10～20秒，在高温下仍存在过度裂化现象，影响轻质油收率和装置的长周期安全运转。

为解决第一类惯性式气固快速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方法及装置，它的气固一次分离效率达到80～90％，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，工业上应用有一定困难。美国专利US 4,364,905(1982年)、US 5,294,331(1994年)、US 5,364,515(1994年)、US 5,393,414(1995年)对弹射式气固快速分离又做了改进，即在弹射式气固快速分离器的外部加设一个封闭罩，被分离下来的催化剂沿封闭罩外壁落入下部的催化剂密相床中。由于这种改进，没有对弹射式气固快速分离器的结构进行改进，只是减小了分离后油气的外部空间，因此气固的一次分离效率仍只有80～90％，但油气在沉降器内的平均停留时间比改进前有所减少。可见，弹射式气固快速分离分离效率还不太高，而且操作弹性小的缺点并未解决。

为解决第二类离心式气固快速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联，即粗旋的气体出口管直接与上部旋风分离器的入口相联，两者之间不留空隙，这样可以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％，但它的抗压力波动的性能较差，操作弹性小，所以，开工时要特别小心。现有技术中的封闭罩与一级旋风分离器采用直联的结构出现过大量跑损催化剂的事故。

随后美国专利US 5,158,669(1992年)、US 5,3 14,611(1994年)、欧洲专利EP 0593827A1，中国专利CN 92112441(1992年)等又在粗旋01下部直接联接了一个预汽提段02，(如图3所示，其中03是催化剂层)改变一部分反应后油气从粗旋料腿中向下喷出的不利情况，进一步缩短了反应后油气在沉降器内的平均停留时间，使油气返混率又进一步降到2％以下。