[实用新型]一种管壳式固固换热器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种在冷、热固体颗粒之间不掺混进行换热的管壳式固固换热器，带有管程、壳程及流化提升装置，冷、热固体颗粒分别在对应的行程内流化流动，通过换热表面在冷、热固体颗粒之间实现换热。通过本装置，可以在催化裂化装置上实现大剂油比操作，并保持整个系统的热平衡，从而实现催化裂化过程的大剂油比节能稳定操作，提高装置液收率。

背景技术

在专利号为201020678212.2的专利中提出了在催化裂化工艺中实现稳定大剂油比操作的工艺方法。本发明涉及一种在冷、热催化剂之间进行换热的管壳式固固换热器，可以为实现上述大剂油比工艺提供帮助。

催化裂化加工过程的剂油比随原料和加工工艺条件而变，一般在4～8之间。文献和实验都表明，在重油催化裂化加工过程中采用较大的剂油比(催化剂活性中心增多)、较低的初始催化剂温度，可以有效抑制干气和焦炭产率，得到较高的液收率，使装置产生更大的经济效益。

在采用大的剂油比操作时，为了在提升管反应器中保持适当的反应温度，必须对再生剂进行冷却降温，以维持反应器内的热量平衡。目前的方法是采用外取热器，在再生剂和水(水蒸汽)之间换热，对高温再生剂进行冷却降温，以控制工艺反应过程的温度，维持大剂油比操作条件下反应器内的温度和热量平衡，取出的热量用于产生过热水蒸汽，并入蒸汽管网。

虽然采用这种方法可以在一定程度上提高剂油比，但采用这种方法存在的问题是，在催化剂总结碳量大致不变、再生温度一定、再生器产生的热量一定的条件下，随着剂油比的增大，外取热器取走的热量逐步增加，这部分热量用于产生水蒸汽并入蒸汽管网，不再返回再生系统，剂油比的提高受到一定限制。

此外，由于催化裂化加工过程的原料变重，待生催化剂除了携带油气外，在催化剂表面还结有部分未完全反应的重组分。常规汽提方法，可以对待生剂携带的油气进行汽提，但由于不能实现对低温待生催化剂的升温，无法对待生剂上结有的部分未完全反应的重组分进行汽提，这部分原料将进入再生器被烧掉，因而限制了液收率的进一步提高，不能降低待生剂的结焦，并降低结焦中的氢碳比。

本发明提出的管壳式固固换热器解决了这个问题，采用本发明的管壳式固固换热器，可以在冷、热固体颗粒之间不掺混进行换热。对于在催化裂化装置中的应用，可以降低高温再生剂的温度，在提升管反应器中实现大剂油比的操作，并且可以提高待生剂的温度，使待生剂携带的未完全反应的重组分继续反应，对待生剂进行充分的热汽提，提高液收率，同时可以降低焦炭产率，并降低待生剂结焦的氢碳比，降低再生器中水蒸气分压，减缓催化剂的水热失活。

目前存在的换热器是在冷、热流体之间进行换热，在冷、热固体颗粒之间不掺混进行换热的换热器尚未见到报道。在催化裂化过程中对待生剂进行热汽提可以产生良好效果，目前进行了大量研究，但是尚未找到可行方法，本发明提出的管壳式固固换热器解决了这个问题。

发明内容

本发明提出一种在冷、热固体颗粒之间进行换热的管壳式固固换热器。通过在换热器内设置颗粒流化装置，使冷、热颗粒流化，得到具有流体流动特性的流化颗粒，在换热器内按流程方向流动，并实现在冷、热固体颗粒之间的换热。

本发明提出的管壳式固固换热器，由外壳(1)、换热管(2)、上封头(3)、下封头(4)、上管板(5)、下管板(6)、壳程中部流化风分布器(7)，壳程下部流化风分布器(8)，冷待生剂入口(9)，热待生剂出口(10)，热再生剂入口(11)，冷却再生剂出口(12)，热汽提油气出口(13)，管程上部催化剂分布盘(14)，管程上部流化风分布器(15)，管程下部流化风分布器(16)，弧形挡板(17)组成；由外壳(1)、换热管(2)、上管板(5)、下管板(6)之间的空间组成壳程，由上封头(3)、下封头(4)及换热管(2)内部流动空间组成管程；换热器竖直放置，冷、热固体颗粒分别在壳程、管程内流化、流动并实现换热，降低热再生剂的温度，提高冷待生剂的温度，并将热量带回再生器，在实现大剂油比操作的同时，保证整个系统的热量平衡。

所述的管壳式固固换热器中，外壳(1)的形状为圆柱体，直径为D，长度为L，在其上部设有冷待生剂入口(9)、在其下部设有热待生剂出口(10)、在其顶部设有热汽提油气出口(13)；其长径比L/D的范围在1～20。

所述的管壳式固固换热器中，换热管(2)的形状为圆柱体，直径为d，长度为l，根数根据需要而定。