[发明专利]旋风器清洁装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于清洁旋风器的装置并且涉及一种用于在旋风 器运行时执行清洁的方法。

背景技术

诸如流化催化裂解和流化焦化的碳氢化合物裂解操作通常使用旋 风器来使颗粒与气体分离，在该碳氢化合物裂解操作中，需要使热的 碳氢化合物气体与小的、流化的固体颗粒分离。在这些操作的高温、 腐蚀性环境中，旋风器通常由钢制成并且衬有难熔的耐腐蚀材料，例 如难熔性整料、耐火砖或陶瓷。然而，耐高温和耐腐蚀不是唯一的服 务要求。离开热反应区的蒸汽处于或接近其露点或冷凝点并且所述蒸 汽趋向于在更冷的表面上冷凝，该更冷的表面例如是将蒸汽从反应区 传送到分离器旋风器和从旋风器传送到诸如分馏器的下游设备的蒸汽 线路或导管。这种冷凝导致焦炭的大量积聚，该焦炭是通过碳氢化合 物的裂解而形成的，通常很有附着性且难以去除。这种冷凝和随后的 焦炭沉积在具有大约350℃到600℃(大约700°F到1100°F)范围内 的温度的表面上尤其严重。最终，焦炭沉积物严重限制了来自旋风器 的碳氢化合物蒸汽的流动，从而导致多个问题，包括：旋风器和前一 反应区中的压力增大；旋风器效率降低；和通常保留在设备内的精细 颗粒的过度损失。因此，该设备必须停机以从旋风器中去除焦炭沉积 物。

在流化焦化设备中，已经提出的一种方案是：将精细划分的热焦 炭颗粒注入到分散相中以通过加热蒸汽并从旋风器中冲刷沉积的焦炭 来防止焦炭沉积和冷凝。这种方法已经广泛使用。然而，它已被证明 难以操作，并且在消除旋风器气体出口中的焦炭沉积方面尚不是完全 成功，因为如它们所预期的那样，颗粒在旋风器中被去除。已经提出 了并不要求工艺设备停机的其它方法。例如，美国专利No.2,934,489 描述了一种方法，其中少量含氧气体被注入到旋风器中从而燃烧一部 分的产物蒸汽，目的在于升高排放线路的内表面的温度从而防止焦炭 沉积。这个过程不是理想的，因为燃烧产物进入碳氢化合物蒸汽流。 美国专利No.2,326,525提出了使用配备有旋转喷射喷嘴的柱塞，该旋 转喷射喷嘴经过在导管中积聚的材料并同时喷射处于高压下的油，以 带走焦油材料并将硬化的焦炭打碎。然而，当所产生的大量蒸汽在导 管中形成时，这种方法趋向于破坏正常的旋风器和反应器操作。

吹扫是一种已经实践很多年的清洁方法。吹扫包括：在已积聚有 污垢或碎屑的位置处将金属管道或金属管插入到工艺容器中。当该工 艺容器在升高的压力和温度条件下运行时，将喷枪通过密封组件插入 以防止工艺流体泄漏到环境中。该喷枪能够用于以物理方式去除污垢 或碎屑。可替代地，能够通过该喷枪注入诸如蒸汽或水的外部流体来 执行该任务。一旦污垢或碎屑已经松动和移动，它便能够被工艺流体 带到它能够被去除或以其它方式处理的位置。

可以使用通过直金属管或配管的简单吹扫来利用直管路从旋风器 气体出口管中去除污垢。然而，对于直管路的需求是非常有限的，因 为能够利用直喷枪达到的位置仅占需要清洁的总面积的一小部分。

加拿大专利申请No.2397509描述了一种用于清洁炼焦器容器的 方法，该方法使用安装在柔性导管的端部上的喷嘴，该柔性导管通过 容器壁中的端口被引入到容器中，该容器壁围绕该柔性导管密封从而 在该柔性导管位于容器中时防止大量气体损失。加压液体通过柔性导 管被进给并且该加压液体作为液体射流通过喷嘴离开，其意图在于使 容器壁上积聚的焦炭端裂。利用驱动器或由两个相对的夹持轨道构成 的注射器组件将该导管逐渐推进到容器中，使得该导管的整个长度都 能够暴露于来自喷嘴的液体喷流。该装置据说能够通过流化焦化器设 备的壁插入并且插入到炼焦器的旋风器的嘴部和料腿(dipleg)中。这种 方法呈现出有限的改进，因为在从气体出口管的整个周边上去除污垢 方面，它并非非常有效。另外，推动喷枪通过狭窄而曲折的流动通道 (例如旋风器的嘴部)所需的驱动力倾向于使该喷枪屈曲并且喷枪的 行程非常有限，并且从气体出口管的下半部以及在旋风器料腿中去除 污垢也非常有限。

发明内容

本发明提供一种使得包括气体出口嘴部和料腿的、已弄脏的旋风 器能够被更有效地清洁的清洁装置和方法。该装置包括独特的清洁工 具头，该工具头能够在旋风器运行时被引入到旋风器中，从而能够实 现显著的经济性。该装置和方法可以用于清洁旋风器和其它工艺容器 以及相关联管系的内部。