CN1104960C - 旋风分离器 - Google Patents

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Abstract

旋风分离器(1)具有：一个垂直壳体(2)，其下端(4)敞开，其上端(6)设有一盖(5)，盖上有一中心孔(8)；一个进入管(10)用来沿切向输入来自流化床催化裂化设备的竖管反应器(15)出口的气体和催化剂颗粒的混合物；一个颗粒排出管(16)与垂直壳体(2)的敞开下端(4)连通；和一个气体排出管(18)，该管有一垂直段(20)延伸通过盖(5)上的中心孔(8)；旋风分离器(1)还具有：一个布置在中心孔(8)内的端头开口管(23)，这样在垂直段(20)和端头开口管(23)之间便形成一个环状气体进入管(25)；和布置在环状气体进入管(25)内的涡旋赋予装置(30)。

Description

旋风分离器
技术领域
本发明涉及一种旋风分离器，该分离器被用作含有流化床催化裂化设备的反应竖管(立管)的反应容器内的一个分离阶段。
背景技术
已知的流化床催化裂化设备包括：一个反应容器；一个垂直的反应竖管，其上端出口与布置在反应容器内的分离器***流体连通；和一个再生容器。在正常操作时，再生的催化剂颗粒和含烃的(碳氢化合物类的)装料从反应竖管的进口端供入，在竖管内进行催化裂化，成为气态产物和催化剂颗粒的混合物。该混合物在500和540℃之间的高温或更高的温度下离开反应竖管。气态产物和催化剂颗粒的混合物被送到分离器***内，在那里气态产物和催化剂颗粒被分开。气态产物从反应容器的上端被排走，而催化剂颗粒则被排放到反应容器的下部，在那里催化剂颗粒被汽提。汽提的催化剂颗粒被送到再生容器，在那里裂化时沉积在颗粒上的焦炭在高温下被烧掉，得出燃烧产物和再生的催化剂。燃烧产物从再生容器的上端被排走，而再生的催化剂则被重新使用。
这样一种流化床催化裂化设备曾在欧洲专利申请公报488549号中说明过。已知的分离器***具有一个旋风分离器和一个辅助旋风分离器，以便提供二级分离。该旋风分离器具有：一个垂直壳体，其下端敞开，其上端设有一盖，盖上有一中心孔；一个进入管，用来从竖管反应器的出口沿切向输入气体和催化剂颗粒的混合物；一个颗粒排出管与垂直壳体的敞开下端连通；和一个气体排放管，该管有一垂直段延伸通过盖上的中心孔，并且该垂直段的外直径小于中心孔的直径。中心孔和气体排放管的外表面形成一个环状的进入口。
该旋风分离器被布置在反应容器的上部，使当正常操作时在反应容器内汽提气体能通过环状进入口被在反应容器内部和旋风分离器内部之间的压力差抽吸到旋风分离器内。
US-A-5362379曾公开过一种旋风分离器，该分离器具有一个垂直壳体，其上设有一个进入管，可用来从流化床催化裂化设备的竖管反应器沿切向输入气体和固体颗粒的混合物。该分离器还具有一个布置在盖的中心孔内的端头开口管，以便在气体排出管的垂直段的至少部分的外表面和端头开口管的内表面之间便形成一个环状气体进入管。按照这份公报，在分离器内汽提气体的方向是离开富含固体的气体区的。结果在汽提气体内的固体将不能像本发明那样有效地从旋风分离器的气流中分离出来。
DE-A-4136935公开了一种旋风分离器，该分离器具有一个垂直壳体，其上设有一个进入管，可用来沿切向输入气体和固体颗粒的混合物。该旋风器还设有一些措施，用于当旋风器操作时改变气体排出管开口附近的压力和流动模式。这些措施例如为在环绕垂直的气体排出管的环状空间内的方向向下的气流。这个环状空间可设有涡旋赋予装置。
发明内容
本发明的一个目的是要提高已知旋风分离器的效率，特别是旋风分离器的分离效率较低的水平。
为此目的，按照本发明的旋风分离器包括：一个垂直壳体，其下端敞开，其上端设有一盖，盖上有一中心孔；一个进入管，用来从流化床催化裂化设备的竖管反应器的出口沿切向输入气体和催化剂颗粒的混合物；一个颗粒排出管，它与垂直壳体的敞开下端连通，和一个气体排放管，该管有一垂直段延伸通过盖上的中心孔；该旋风分离器还包括：一个布置在中心孔内的端头开口的管子，以便在气体排放管的垂直段的至少一部分的外表面和该端头开口的管子的内表面之间形成一个环状气体进入管；和布置在该环状气体进入管内的涡旋赋予装置(旋流产生装置)。
利用上述本发明的旋风分离器可使流体的的旋转达到最大效果，从而大大提高该分离器的总体效率。
本发明的其他特征和优越性可通过结合下面的附图进行的实施例描述看得更加清楚。
附图说明
现在结合附图用实例较详细地说明本发明，该图概略地示出本发明的旋风分离器的一个部分的纵长剖面。
具体实施方式
本发明的旋风分离器1具有一个垂直壳体2，在其下端4有一排出口3，在其上端6设有一盖5，盖5上有一中心孔8。
旋风分离器1还具有一个进入管10，该管从竖管反应器15的上出口12延伸到旋风分离器1的进入口14，用来沿切向将气体和催化剂颗粒的混合物输入到旋风分离器1内。它还具有一个与垂直壳体2的下端4的排出口3连通的颗粒排出管16，和一个气体排出管18。
气体排出管18有一垂直的直线段20延伸通过盖5上的中心孔8。
该旋风分离器还具有一个固定在中心孔8内的端头开口的管子23，其中在气体排出管18的垂直段20的下部的外表面和端头开口的管子23的内表面之间形成一个环状的气体进入管25。在该环状气体进入管25内布置着形式为涡旋叶片30的涡旋赋予装置。
本发明的旋风分离器1被布置在反应容器的上部23。由于这种反应容器为人所共知的，故将不详细论述而只示出其顶部35。由于流化床催化裂化设备也是人所共知的，所以这种设备的其他部分不予示出。
在正常操作时，气态产物和催化剂颗粒的混合物通过孔12离开反应竖管15。该混合物被抽吸到向壳体2开口的进入管10内，因此该混合物就沿切向进入到旋风分离器1的壳体2的上端6内。结果在壳体2内就有一种打旋的混合物，气态产物就通过气体排出管18从壳体2内被排出。催化剂颗粒落到壳体2的下端4，它们通过颗粒排出管16被排出。排出的催化剂颗粒被收集在反应容器的下部(未示出)，在那里粘附到颗粒上的产物被供应到反应容器下部的汽提气体所汽提。结果，汽提蒸汽和被汽提的产物的混合物就向上流到反应容器在顶部35下面的上部的稀相区内。
这种气态混合物还含有少量被挟带的催化剂颗粒，这些催化剂颗粒必须从气态混合物中被清除。为此目的，气态混合物通过环状气体进入管25被抽吸到壳体2的上端6内。形式为涡旋叶片30的涡旋赋予装置将给气态混合物赋予涡旋运动，这样被挟带的催化剂颗粒便进行初始分离，随着混合物在壳体2内下降该分离连续进行。
最好涡旋赋予装置30被这样布置，使它产生的旋转方向与来自反应竖管15的气态产物和催化剂颗粒的混合物的旋转方向相同，这样后者的涡旋便可被增大，从而可进一步提高旋风分离器1的总体效率。
垂直段20的外直径对中心孔8直径的比率最好在0.3到0.7的范围内。
气体排出管18的下端37位在进入口14的下边39之下。但端头开口管23在旋风分离器1内并不延伸到这么远；它只是延伸到进入口14的部分高度。在端头开口管23的下端40和进入口14的上边41之间的距离为进入口14高度的10％到60％。这样做是为了使涡旋赋予装置30赋予离开进入口14的流体的旋转达到最大效果。
为了适应壳体2和气体排出管18之间的热膨胀的差异，可将涡旋赋予装置30固定到端头开口管23的内表面上或固定在气体排出管18的垂直段20的外表面上，但不可同时固定在这两个表面上。
涡旋叶片30的数目适宜为2到8，最好为3到6。
气体排出管18可直接连接到一个充气室(未示出)，该室设有一个延伸通过顶部35的气体出口(未示出)，在该情况下，分离器***只包括一个分离级。在另一个实施例中，气体排出管18可连接到辅助旋风分离器(未示出)，该分离器的气体出口开通到充气室内，在该情况下，分离器***包括两个分离级。
反应竖管15的上端可被布置在反应容器内(如图所示)，或可被设置在反应容器外，这样进入管就须延伸通过反应容器的侧壁。

Claims (8)

1.旋风分离器，它包括：一个垂直壳体，其下端敞开，其上端设有一盖，盖上有一中心孔；一个进入管，它用来从流化床催化裂化设备的竖管反应器的出口沿切向输入气体和催化剂颗粒的混合物；一个颗粒排出管，它与垂直壳体的敞开下端连通；和一个气体排放管，该管有一垂直段延伸通过盖上的中心孔；该旋风分离器还包括：一个布置在该中心孔内的端头开口的管子，以便在气体排出管的垂直段的至少一部分的外表面和端头开口管的内表面之间形成一个环状气体进入管；和布置在该环状气体进入管内的涡旋赋予装置。
2.按照权利要求1的旋风分离器，其特征为，气体排出管的垂直段的外直径对盖上中心孔的直径的比率为在0.3到0.7的范围内。
3.按照权利要求1或2的旋风分离器，其特征为，气体排出管的下端位在用来沿切向输入气体和催化剂颗粒的混合物的进入管的下边之下。
4.按照权利要求1-3中任一项的旋风分离器，其特征为，所述端头开口管延伸到用来沿切向输入气体和催化剂颗粒的混合物的进入管的部分高度。
5.按照权利要求4的旋风分离器，其特征为，在端头开口管的下端和用来沿切向输入气体和催化剂颗粒的混合物的进入管的上边之间的距离为所说进入管高度的10％到60％。
6.按照权利要求1-5中任一项的旋风分离器，其特征为，涡旋赋予装置可固定在端头开口管的内表面上，或气体排出管的垂直段的外表面上，但不可同时固定在这两个表面上。
7.按照权利要求1-6中任一项的旋风分离器，其特征为，涡旋赋予装置为2到8个涡旋叶片。
8.在按照权利要求1-7中任一项的旋风分离器内从离开流态催化剂裂化竖管反应器的气态产物中分离出催化剂颗粒的方法，其中，旋风分离器被布置在反应容器的上部，气态产物通过进入管沿切向被送入到旋风器内，导致气态产物通过气体排放管从旋风器排走，而催化剂颗粒通过颗粒排放管从旋风器排走，然后排出的催化剂颗粒被收集在反应容器的下部，在那里粘附在颗粒上的气态产物被供到反应容器下部的汽提气体所汽提，导致汽提蒸汽、被汽提的产物和催化剂颗粒的气态混合物向上流动到反应容器上部的稀相区内，其中气态混合物通过环状气体进入管被抽吸到旋风器内。
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