DE3119511A1 - Drittstufen-gas-teilchen-trennsystem und verfahren zum betreiben desselben - Google Patents
Drittstufen-gas-teilchen-trennsystem und verfahren zum betreiben desselbenInfo
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Description
BESCHHEIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine abgeänderte Form einer Drittstufen-Gas-Teilchen-Trenneinheit
zum Abtrennen verbrauchter Katalysatorteilchen aus dem Gas, das aus einem Katalysatorregeneratorgefäß
einer mit einem Fließbett arbeitenden katalytischen Krack-Einheit bei der ölraffination entfernt worden ist. Ein derartiges System ist im
allgemeinen als Drittstufen-Trennsystem bekannt.
Bisher war es üblich, daß man das die Teilchen enthaltende Gas, das
aus den Gasauslässen der Zyklonscheider bei einem mit einem Fließbett
arbeitenden katalytischen Krackregeneratorgefäß abgezogen worden war, den Gaseinlässen der Zyklonscheider des Drittstufen-Trennsystems
zugeführt hat, von dem dann die Teilchen gesammelt wurden, um dann normalerweise wegen ihrer kleinen Korngröße und der nachteiligen Größenverteilung
anschließend verworfen zu werden; das Gas wurde dann einem Abgasstutzen zugeführt, und zwar entweder direkt oder über eine Energierückgewinnungsturbine
oder einen Abhitzekessel. Ein typisches, übliches Drittstufen-Trennsystem kann ein umgebendes Trenngefäß mit einer Batterie
von Zyklonscheidern umfassen, deren Teilchenauslässe in das Trenngefäß münden, um so die Teilchen auf dem trichterförmigen Boden
des Gefäßes zu sammeln. Die Teilchen kommen dann mittels eines pneumatischen Transportrohres vom Saxnmeltrichterboden des Drittstufen-Gefäßes,
der sich knapp oberhalb des Bodenniveaus befindet, aufwärts in einen Viertstufen-Zyklonscheider, von dem das Gas direkt in den Abgasstut^en
geleitet werden kann und die gewonnenen Teilchen können in einen „
getrennten Lagertrichter eingebracht werden, um dann, wenn die Anhäufung der Teilchen im Lagertrichter es erfordert, entfernt zu werden.
Bei -der Planungund Konstruktion von Drittstufen-Gefäßen für mit einem
Fließbett arbeitenden, katalytischen Krack-Einheiten ist es schon seit
langem erwünscht, übermäßig große Gefäße zu vermeiden, und dies ist auch der Grund, daß der Boden des Drittstufen-Gefäßes gerade so weit über dem
Fußboden liegt, daß der Einlaß zum Teilchenfördersystem unterhalb des Gefäßbodens und knapp oberhalb des Bodenniveaus angeordnet werden kann.
Die Batterie an Zyklonscheidern mit ihrer Gas-Teilchen-Einlaßverrohrung,
und häufig auch mit einem Gasauslaß des Sammelgefäßes, ist am oberen Teil
des Drittstuf en-Gefäßes vorgesehen und besitzt Neigungsschenkel, die sich nach
unten bis zu einer Stelle knapp oberhalb der Sammeltrichterausbildung
am unteren Teil des Drittstufen-Gefäßes erstrecken. Es wird dann vor.
Fördersystem verlangt, daß es die Teilchen auf die Höhe des Viertstufen-Zyklonscheiders
bringt, der hoch genug liegt, um einen Lagertrichter
unterhalb anzuordnen, wobei Vorsorge zur Entfernung der Teilchen aus dem Lagertrichter getroffen ist (z.B. in ein bereitstehendes Tankfahr-■
zeug).
Erfindungsgemäß wird ein Drittstufen-Gas-Teilchen-Trennsystem für eine
mit einem Fließbett arbeitendende katalytische Krackeinheit bei der öl—
raffination geschaffen, welches System ein Drittstufen-Trenngefäß, eine
Vielzahl von Zyklonscheidern, die im Gefäß angeordnet sind und nahe des
Bodens des Gefäßes münden, einen Einlaß zum Einbringen eines mit Teilchen beladenen· Gases in die Zyklonscheider, einen Auslaß zum Entferner des in
wesentlichen teilchenfreien Gases aus den Zyklonscheidern und aus dem Drittstufen-Trenngefäß, einen Lagertrichter, der sich unmittelbar unterhalb
des Drittstufen-Trenngefäßes befindet, und eine Gasschleuse umfaßt, um den Strom der Feststoffe vom Drittstufen-Trenngefäß in den Lagertrichter
zu steuern, damit eine Anhäufung von Feststoffen aus dem Lagertrichter entfernt lerden kann, ohne daß aus dem Drittstufen-Trenngefäß kontinuierlich
Gas entweicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer
Drittstufen-Gas-Teilchen-Trenneinheit für eine mit einem Fließbett arbeitende
katalytische Krackeinheit bei der ölraffination, bei welchem Verfahren
teilchenbeladenes Gas aus einem Katalytregeneratorgefäß in ein Drittstufen-Trenngefäß mit einer Vielzahl von Zyklonscheidern eingebracht
wird, die Teilchen in den Zyklonscheidern vom Gas abgetrennt werden, das
Gas aus den Zyklonscheidern über einen Gasauslaß für im wesentlichen teilchenfreies
Gas abgeführt wird, die abgetrennten Teilchen aus den Zyklonscheidern
auf den Boden des Drittstufen-Trenngefäßes gebracht werden, die
Teilchen unter Schwerkraft kontinuierlich zu einem geschlossenen Lagertrichter direkt unterhalb des Bodens des Drittstufen-Trenngefäßes gebracht
werden, der Lagertrichter periodisch wenigstens teilweise entleert wird,
wobei der Lagertrichter vom Drittstuf en-Trenngefäß isoliert wird, dann der
der Lagertrichter entlüftet wird, um den Druck zu verringern,und schließlich
der Lagertrichter geöffnet wird, um das Ansammeln von Katalysator-
teilchen im Lagertrichter zu gestatten, ohne daß bei deren Entfernung
kontinuierlich Gasverluste aus dem Drittstufen-Trenngefäß auftreten, und nach der Entleerung des Lagertrichters der normale Transport der
abgetrennten Teilchen vom Drittstufen-Trenngefäß zum Lagertrichter wieder aufgenommen wird, nachdem die Entlüftung geschlossen worden ist und
der Auslaß des Lagertrichters geschlossen'worden ist und nachdem die
Verbindung zwischen dem Drittstufen-Trenngefäß und dem Lagertrichter . wieder hergestellt worden ist.
Indem man den Lagertrichter direkt unterhalb der Kammer des Drittstufen-Trenngefäßes
anordnet, um eine einheitliche Konstruktion zu schaffen, ist es möglich, die Anordnung wesentlich zu vereinfachen, da keine Notwendigkeit
für ein spezielles Fördersystem besteht, um die abgetrennten Teilchen zu einer Stelle eines Viertstufen-Zyklonscheiders zu heben. Im Hinblick
auf den allgemeinen Wunsch übermäßig hohe Drittstufen-Gefäße zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den sogenannten "Kurzkonus-'Typ von Zyklonscheidern
zu verwenden. In besonders vorteilhafter Weise haben diese Zyklonscheider keine Neigungsschenkel und münden direkt auf den Boden des
Sammeltrichters des Drittstufengefäßes.
Falls erwünscht, können die Zyklonscheider der dritten Stufen frei sein
von individuellen Sammeltrichtern oder sogenannten Absetztrichtern und
können somit sogar noch kurzer sein, um die Höhe des Drittstufen-Gefäßes,
soweit dies möglich ist, zu verringern.
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung hat
vorzugsweise der Auslaß aus der Sammeltrichterausbildung des Drittstufen-Trenngefäßes
ein erstes Trennventil, das den Einlaß in den unmittelbar darunter befindlichen Lagertrichter absperrt, wobei der Lagertrichter
selbst ein zweites Sperrventil hat und diese beiden Ventile eine Gassperre bilden und so betätigt werden können, daß das erste Sperrventil
normalerweise offen ist, dann jedoch, wenn der Trichter entleert werden soll, das erste Ventil geschlossen wird und der Lagertrichter entlüftet
wird, bevor das zweite Ventil geöffnet wird, um eine gesteuerte Entnahme der Teilchen im Lagertrichter mittels Schwerkraft durch dieses
zweite Ventil zu ermöglichen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nun anhand der angeschlossenen
Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Drittstufen-Trennsystems für eine mit einem Fließbett arbeitende
katalytische Krackeinheit bei der ölraffination.
Fig.2 ist eine ähnliche Ansicht wie jene der Fig.1, zeigt jedoch eine
abgeänderte Äusführungsform des Drittstufen-Systems.
Fig.1 zeigt ein Drittstuf en-Trenngefäß 1, in dem sich mehrere Drittstufen-Zyklonscheider
2 befinden, wobei die Einlasse der Scheider mit einer Haupteinlaßleitung 3 und ihre Gasauslässe 4 mit einer Sanmelkanmer
5 am oberen Teil des Drittstufen-Gefäßes verbunden sind.
Der Boden 6 der Sammelkammer 5 ist ein struktureller Träger für die
Zyklonscheider 2, deren Gasauslaß-stutzen 4 damit verschweißt sind.
Die Decke 7 und die radiale äußere Seitenwand 8 der Saranel]varr".er S
besitzen eine innere feuerfeste Auskleidung 10, das gleiche gilt auch
für die Seitenwand 9 des Drittstufen-Gefäßes 1.
Die Ausbildung des Sanmelkammerbodens 6 und der Seitenwände 8 erfolgt
in diesem Falle gemäß den Maßnahmen, wie sie in der GB-Anmeldung
8013092 geoffenbart und beansprucht sind.
Auch der Boden 11 des Drittstufen-Gefäßes 1 ist an seiner Innenseite
mit einer feuerfesten Auskleidung 10 versehen. Der Boden ist konisch,
um den Sammeltrichterabschnitt des Drittstufen-Gefäßes zu bilden. Wie
man aus Fig.1 entnehmen kann, ist der Ablaßstutzen 12 am Ende des Sammeltrichters
(oft auch als "Absetztrichter" bezeichnet) 13 des Zyklonscheiders
2 in gleicher Höhe mit dem oberen Rand des konischen Sammeltrichterbodens
11 des Drittstufen-Gefäßes angeordnet, so daß die im
Zyklonscheider 2 abgetrennten Teilchen direkt auf den Sammeltrichterboden
11 fallen.
An der nach unten gerichteten Spitze des konischen Bodens 11 befindet
sich ein erstes Sperrventil 14, das die Bewegung der auf dem Saiimeltrichterboden
11 gesammelten Teilchen in einen direkt darunter befindlichen Lagertrichter 15 steuert»
Der Lagertrichter 15 hat eine mit feuerfestem Material ausgekleidete,
gewölbte Decke 16 und einen konischen , mit einem feuerfesten Material
ausgekleideten Trichterabschnitt 17; der Einlaß 18 ist mit dem erwähnten
ersten Sperrventil 14 über eine Dehnungsverbindung 19 verbunden,
um thermische Verformungen des Gefäßes 1 zu gestatten, wenn sich die Vorrichtung von dem "kalten" Zustand in einen MBetriebs"-Zustand erwärmt,
bei dem der Einlaßgasstrom, der entlang der Leitung 3 in die Zyklonscheider 2 strömt, eine Temperatur im Bereich von 7300C haben
kann.
Der Lagertrichter hat an seinem untersten Punkt (der Spitze des Kegels)
ein zweites Sperrventil 25.
Zur strukturellen Vervollständigung der Einheit aus Drittstufen-Gefäß
I und Lagertrichter 15 erstreckt sich ein zylindrischer Rand 20, der
im vorliegenden Fall eine geringere Dicke hat als die Wand 9 des Drittstufen-Gefäßes
1, vom unteren Ende der Seitenwand des Gefäßes 1 abwärts und ist im Bereich 21 verschweißt, wo die gewölbte Decke 16 des Lagertrichters
mit dem konischen Trichterabschnitt 17 vereinigt ist. Da der Rand 20 nicht die Wand eines druckdichten Gefäßes bildet, (unter der
Voraussetzung, daß die untere Seite des konischen Sammeltrichterbodens
II des Drittstufen-Gefäßes 1 nicht mehr den gleichen Druck aufweist
wie das Innere des Gefäßes 1), besitzt der Rand 20 mehrere kreisförmige Öffnungen 22, wodurch das Gewicht des Randes 20 verringert werden kann
und auch der Zutritt zum ersten Sperrventil 14 und zur Dehnungsverbin- dng 19 möglich ist.
Wie man auch der Fig.1 entnehmen kann, besitzt die gewölbte Decke 16
des Lagertrichters 15 ein Entlüftungsrohr 23, das mit einem dritten
Sperrventil 24 versehen ist, das betätigt werden kann, wenn der Trichter 15 entleert werden soll. Das Entlüftungsrohr 23 kann mit dem Boden
des Lagertrichters 15 verbunden sein; es muß sich jedoch stets oberhalb
des erwarteten Niveaus der obersten Schicht der Teilchen im Lagertrichter befinden. Es ist daher günstiger, daß Entlüftungsrohr 23 mit der
Decke 15 zu verbinden.
Der Betrieb des Drittstufen-Teilchen-Gas-Trennsystems gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, wie folgt:
Der Abgasstrom aus den Zyklonscheidern des Katalysatorregeneratorgefäßes
(nicht dargestellt) tritt in die Einlaßleitung 3 bei einer Temperatur
von etwa 73O°C ein und das Gas enthält immer noch Katalysatorteilchen,
hauptsächlich jedoch die feineren Anteile jener Teilchen, die nicht von irgendeinem großen Wert für die Rückführung in das mit einem
Fließbett arbeitende katalytisch^ Krack-Reaktorgefäß sind.
Das die Teilchen enthaltende Gas mit hoher Temperatur tritt von der
Leitung 3 in die einzelnen Zyklonscheider 2 ein und bildet in jedem der Zyklonscheider 2 einen koaxialen Wirbel, wobei das gereinigte
Gas aufwärts in die Sammelkammer 5 tritt, wohingegen die abgetrennten-Katalysatorteilchen
nach unten durch den Ablaßstutzen 12 und auf den konischen Sammeltrichterboden 11 des Drittstufen-Gefäßes 1 fallen.
Die Wirkung des Absetztrichters 13 am unteren Teil jedes Zyklonscheiders
2 liegt in der Möglichkeit einer plötzlichen Vergrößerung des Durchmessers des Zyklonscheideis, wodurch der vom Wirbel mitgerissene
Staub sich radial nach außen vom Kern des Wirbels wegbewegen kann und
dadurch den Trenneffekt verbessert.
Die Höhe des Drittstufen-Trenngefäßes 1 kann noch weiter verringert
werden, wenn die Sammeltrichter oder "Absetztrichter" 13 entfernt werden
und der untere Kegel des Zykonscheiders direkt in den Gasraum innerhalb des Gefäßes 1 mündet. Der plötzliche Obergang der Teilchen
am unteren Ende des Wirbels in das Gefäß 1 mit sehr viel größeren Querschnitt
dient zur Durchführung der "Absetzfunktion", wobei die Teilchen in das Gefäß 1 eingebracht werden und das Gas entlang des Kernes des
Wirbels zum Gasauslaß des Zyklonseheiders aufwärts geführt werden kann.
Das erste Sperrventil 14 ist normalerweise offen, so daß die abgetrennten
Katalysatorteilchen durch das Ventil 14 und die Dehnungsverbindung
19 hindurchtreten und über den Einlaß f8 in den Lagertrichter 15 eintreten.
Das zweite Sperrventil 25 ist normalerweise geschlossen und ebenso das dritte Sperrventil 24 in der Entlüftungsleitung 23, und es
wird keine Restbewegung von Gas durch das erste Sperrventil 14 erfolgen, wenn der Lagertrichter 15 unter Druck gesetzt worden ist. Es
werden sich jedoch die Teilchen auf dem Boden des Lagertrichters 15
ablagern und bis zu einem gewissen Ausmaß Gas zurück in das Drittstufen-Gefäß 1 drücken.
Wenn die Anhäufung der Teilchen im Lagertrichter 15 eine Größe erreicht
haben könnte, bei der es vorteilhaft ist, den Lagertrichter 15 zu entleeren, so wird das erste Sperrventil 15 geschlossen, um
den Lagertrichter 15 vom Sammeltrichter 11 des Drittstufen-Gefäßes
1 zu trennen. Eine weitere Abgabe von Teilchen aus den Ablaßstutzen 12 des Zyklonscheiders 2 bewirkt dann eine Anhäufung auf dem Sammeltrichterboden
11.
Wenn nun der Lagertrichter 15 vom unter Druck stehenden Drittstufen-Gefäß
1 getrennt worden ist, so wird das Entlüftungsrohr 23 mit der Atmosphäre durch öffnen des dritten Sperrventiles 24 verbunden und
das unter Druck stehende Gas im Lagertrichter 15 kann in die Atmosphäre austreten.
Falls erwünscht, kann ein kleiner Zyklonscheider in die Entlüftungsleitung 23 hinter dem dritten Sperrventil 24 angeordnet werden, um
so die austretende Luft vom restlichen Katalysatorteilchen zu reinigen, und zwar als Vorsichtsmaßnahme gegen eine Verschmutzung der Umwelt.
.
Sobald der Druck im Lagertrichter 15 auf den Atmosphärendruck verringert
worden ist und ein geeigneter Behälter (z.B. ein Tankfahrzeug) unterhalb des zweiten Sperrventiles 25 angeordnet worden ist, kann
das Ventil 25 geöffnet werden, um unter Schwerkraft gesteuert den Lagertrichter 15 zu entleeren.
Wenn genügend Katalysatorteilchen durch das zweite Sperrventil 25 hindurchgetreten
sind, kann das Ventil 25 geschlossen werden, und ebenso wird das dritte Sperrventil 24 geschlossen,und es kann dann das erste
Sperrventil 14 des Sammeltrichters 11 wiederum geöffnet werden, um so
ein Unterdrucksetzen des Lagertrichters 15 zu gestatten und die Ansammlung von Teilchen auf dem Sammeltrichterboden 11 durch das Sperrventil
14 und in den Lagertrichter 15 zu bringen.
Das erste, zweite und dritte Sperrventil 14, 25 und 24 bilden so eine
Gasschleuse, die es gestattet, daß die Zyklonscheider 2 im Drittstufen-Gefäß 1 weiter arbeiten, ohne einen Gasaustritt, außer in die Samtnelkammer
5, selbst dann, wenn der Lagertrichter 15 zur Atmosphäre hin entlüftet und geleert wird.
Um die Höhe des Dritts.tufen-Gefäßes 1 und des zugeordneten Lagertrichters
15 zu verringern, wird bei der Ausführungsform gemäß Fig.1
für die Zyklonscheider 2 der sogenannte "Kurzkonus-"Scheider verwendet.
Ein derartiger Scheider hat einen konischen Abschnitt, bei dem das Verhältnis der Konuslänge zum Durchmesser des Zyklons 4 : 3
0der"dgi~7 beträgt.'Ihn die Größe des Zyklonscheiders und damit des
Drittstufen-Gefäßes noch weiter zu verringern, kann er bei einer Gaseintrittsgeschwihdigkeit
von 30 m/sek oder mehr verwendet werden. Betriebserfahrungen haben jedoch gezeigt, daß übliche Zyklone entweder
mit normaler oder Kurzkonus-Länge dann erosionsbeständige feuerfeste
Auskleidungen haben müssen, wodurch eigene Nachteile entstehen. So hat z.B. jeder Zyklonscheider 2 gemäß Fig.1 eine feuerfeste Auskleidung
von etwa 19 mm Dicke. Die Austrittsrohre 5a aus der Sanmelkammer
5 können entweder direkt mit einem Abgasetutzen oder aber mit
einer Energierückgewinnungsturbine und /oder einem Abhitzekessel verbunden sein, durch die das Gas hindurchtritt, bevor es über den Stutzen
abgelassen wird.
Bei üblichen Drittstufen-Katalysator-Trennsystemen erfolgt ein kontinuierlicher
Gasaustritt aus dem Drittstufen-Gefäß, um den Fluß der abgetrennten Katalysatorteilchen in und entlang des Fördersystems zu
erleichtern, das man dann zum Heben der Teilchen auf eine Höhe benötigt, die groß genug ist, um sie vom Gasstrom in einen Yiertstufer.-Zyklonscheider
abzutrennen, dessen Teilchenauslaß dem Lagertrichter zugeordnet ist. Bei dieser üblichen Anordnung kann sich der Lagertrichter
neben dem Drittstufen-Trenngefäß befinden. ^*
Die Ausführungsform gemäß Fig.1 hat den Vorteil, daß aufgrund der Tatsache,
daß das zweite und dritte Sperrventil 25 und 24 normalerweise geschlossen sind und nur dann geöffnet werden, wenn das erste Sperrventil 14 geschlossen ist, kein konstanter Gasaustritt bei den Feststoffauslässen
des Drittstufen-Trenngefäßes 1 auftritt und daß infolgedessen im.wesentlichen alle Teilchen, die vom Drittstufen-Gefäß 1 abgegeben
worden sinds die Form von Feststoffen haben, die durch das zweite Sperrventil
25 abgelassen werden können. Bei den bisherigen Drittstufen-Trennsystemen
werden alle durch die dritte Stufe abgetrennten Katalysatorteilchen durch diesen Gasstrom gefördert und es wird eine weitere
Abtrennung benötigt. Diese Abtrennung, die nach der Natur der Dinge
geringer als 100% wirksam ist, vergrößert den Gesamtverlust an in die
Atmosphäre abgegebenen Teilchen. Eine derartige Abtrennung ist eine wahlweise Maßnahme bei dem Entlüftungsrohr 23 in Fig.1.
Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Drittstufen-Gas-Katalysatorteilchen-Trennsystems
gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei eine abgeänderte Konstruktion eines Zyklonscheiders 2A verwendet
wird.
In der Fig.1 werden fünf "Kurzkonus-MZyklonscheider 2 im Gefäß 1 angeordnet.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 werden Zyklonscheider verwendet, wie sie in der GB-PS 1 528 658 beschrieben und beansprucht
sind. Infolge des vollständig zylindrischen Körpers dieser Scheider 2A und der verwendeten geringen Gaseintrittsgeschwindigkeit ist es nicht
notwendig, eine feuerfeste Antierosionsauskleidung in den Zyklonscheidern vorzusehen und die Scheider können aus einem Stahl hergestellt werden,
der für die Gasbedingungen geeignet ist. So kann z.B. austenitischer
Stahl genügen. Die Zahl der Scheider kann beliebig geändert werden und kann z.B. acht oder zehn oder sechzehn betragen. Es kann jedoch auch
jede andere Zahl gewählt werden, um den Betriebsbedingungen zu genügen.
Der Vorteil,eine größere Anzahl an Zyklonscheider 2A mit hohem Streckenverhältnis zu verwenden als "Kurzkonus-"Zyklonscheider 2 gemäß Fig. 1,
liegt darin, daß der Druckabfall im Drittstufen-Gefäß bei der Fig.2
geringer ist als er bei der Fig.1 ist, und dies ist insbesondere dort ein wichtiger Faktor, wo die Auslaßrohre 5A der Samnelkanmer 5 die Abgase
einer Energiewiedergewinnungsturbine zuführen sollen.
Eine derartige Energiewiedergewinnungs turbine kann z.B. die Energieanforderungen
zum Zuführen der Verbrennungsluft zu allen Brennern des Katalysatorregeneratorgefäßes
abgeben.
Obwohl in der Fig. 2 nur das Drittstufen-Trenngefäß IA gezeigt ist, ist
es doch selbstverständlich, daß der Lagertrichter 15 unterhalb des Gefäßes IA die gleiche Form hat und in der gleichen Weise wie der Lagertrichter
15 der Fig. 1 arbeitet.
Da die Zyklonscheider 2A mit hohem Streckenverhältnis gemäß Fig.2
keine feuersten. Antierosionsauskleidungen mehr benötigen, besteht
eine wesentlich geringere Gefahr einer Feststoffübertragung in die Ehergiegewinnungsturbine, (wenn vorgesehen) und infolgedessen ist
dieses besondere Ausführungsbeispiel besser geeignet, an eine nachgeschaltete Turbine angeschlossen zu werden.
Bei jedem mit feuerfestem Material ausgekleideten Zyklonscheider besteht
die Gefahr, daß beim Betrieb des Scheiders feuerfeste Material von der Auskleidung abbricht. Dies hat nicht nur den Nachteil, daß
die Turbinenschaufel beschädigt wird, wenn dieses lose, feuerfeste Material in die Turbine kommt, sondern es hat auch die Folge, daß die
sich ergebenden Ausnehmungen in der feuerfesten Auskleidung der Zyklonscheider
einen Verlust an Wirksamkeit der Trennung in den Scheidern geben. Der sich wiederholende Temperaturzyklus, wenn die Vorrichtung
aufgeheizt und abgekühlt wird, führt unweigerlich zu einer Zerstörung der feuerfesten Auskleidung, wobei dann ein hohes Risiko besteht,
daß Feststoffe mitgerissen werden.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist gut geeignet für eine "umgebungsreine"
Anwendung, wobei die Trennwirkung nicht durch die Möglichkeit zerstörender Auskleidungen beeinflußt wird und dadurch gewährleistet,
daß stets nur ein Minimum an Katalysator über den Abgasstutzen von den Auslassen SA in die Atmosphäre gelangt.
Bei der Konstruktion von Drittstufen-Gas-Katalysator-Trennsystemen,
bei denen Zyklonscheider in einem Gefäß angeordnet waren, war es üblich, einen Neigungsschenkel als Auslaßeinrichtung für die Feststoffe
vom Zyklonscheider in das Gefäß vorzusehen. Es ist wichtige Maßnahme der Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2, daß keine derartigen
Neigungsschenkel vorgesehen sind und daß infolgedessen die Höhe des ■ Trenngefäßes beträchtlich verringert werden kann, verglichen mit einem
bei dem Neigungsschenkel vorgesehen sind. Obwohl ein Neigungsschenkel oder analoge Einrichtungen zum Austragen der Feststoffe nur unter Druck
üblich sind bei Drittstufen-Gefäßen und bei den Zyklonscheidem eines
Katalysatorregeneratorgefäßes notwendig sind, wird angenommen, daß der
Neigungsschenkel bei einem Drittstufen-Gefäß nicht notwendig ist und
es wird daher ein derartiger Neigungsschenkel vermieden, um die geometrischen
Eigenschaften des Drittstufen-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
Wie bereits erwähnt worden ist, vermeidet das Trennsystem gemäß der
vorliegenden Erfindung die Notwendigkeit eines Gasaustrittes, um den Staub in den Lagertrichter und/oder den Viertstufen-Sepaiator zu bringen,
und infolgedessen wird die verfügbare Leistung, die zur Energieerhaltung gewonnen werden kann, verbessert. Zweitens ergibt sich
aus der Tatsache, daß der Staub sich in dem Sammeltrichterabschnitt am Boden des Drittstufen-Trenngefäßes niederschlagen kann und in den Lagertrichter
unter "Gasschleusen"-Bedingungen abgegeben werden kann, eine verbesserte Trennwirksamkeit des Systems.
Leerseite
Claims (10)
1.) Drittstufen-Gas-Teilchen-Trennsystem für eine mit einem Fließbett
arbeitende katalytische Krack-Einheit in der Kohlenwasserstoffraffination, welches System ein Drittstufen-Trenngefäß, mehrere Zyklonscheider
im Gefäß, die jeweils eine Teilchenauslaßöffnung in das Gefäß nahe ihres Bodens, jedoch oberhalb des oberen Niveaus eines Bettes
von abgetrennten Teilchen aufweisen, das bei Betrieb des Systems am Boden des Gefäßes aufgebaut wird, einem Einlaß zum Einbringen eines
mit Teilchen beladenen Gases in die Zyklonscheider, einen Auslaß zur,
Abführen des im wesentlichen teilchenfreien Gases aus den Zyklonscheidern und aus dem Gefäß,und ein Lagergefäß umfaßt, um die aus den Auslässen
der Zyklonscheider austretenden Teilchen aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergefäß ein Lagertrichter (15) unmittelbar
unterhalb des Drittstufen-Trenngefäßes (1) ist und daß der Lagertrichter
(15) eine Gasschleuse (14, 25) zwischen dem Drittstufen-Gefäß
(1) und dem Lagertrichter (15) aufweist, um den Fluß der abgetrennten
Teilchen vom Drittstufen-Trenngefäß (1) in den Lagertrichter (15) zu steuern, so daß das Teilchenbett aus dem Lagertrichter (15) entfernbar
ist, ohne daß kontinuierlich Gas aus dem Drittstufen-Trenngefäß entweicht.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasschleuse
ein erstes Sperrventil (14) zwischen einem Auslaß des Drittstufen-Trenngefäßes (T) und einem Einlaß in den Lagertrichter (15) und ein zweites
Sperrventil (25) an einem Auslaß des Lagertrichters (15) aufweist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß dann, wenn das zweite Sperrventil
(25) geschlossen ist und des erste Sperrventil (14) offen ist, die
von jedem Zyklonscheider (2) abgegebenen Teilchen durch das erste Sperrventil (14) hindurch und in den Lagertrichter (15) fallen und daß, wenn
das erste Sperrventil (14) geschlossen und das zweite Sperrventil (25
geöffnet ist, die Anhäufung der Teilchen im Lagertrichter (15) durch
den Teilchenauslaß des Drittstufen-Trenngefäßes (1) entfernbar ist,
ohne daß ein kontinuierlicher Gasaustritt erfolgt.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlüftungsrohr (23) mit der Decke des Lagertrichters (15) verbunden ist und ein
drittes Sperrventil (24) in der Entlüftungsleitung (22) vorgesehen ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher
Zyklonscheider im Entlüftungsrohr (23) hinter dem dritten Sperrventil (24) angeordnet ist.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zyklonscheider (2) keine Neigungsschenkel haben^sondern direkt in
das Innere des Drittstuf en-Trenngefäßes (1) münden.
6. System nacheinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zyklonscheider sogenannte "Kurzkonus-Zyklone" (2) sind.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklonscheider
(2) keine getrennten Ablagerungstrichter (13) aufweisen.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Zyklonscheider ein Zyklonscheider (ZA.) mit hohem Streckenverhältnis
ist und einen zylindrischen Zyklonscheiderabschnitt aufweist, der einen im wesentlichen gleichmäßigen Innendurchmesser besitzt.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drittstufen-Gefäß (1) zylindrisch ist und einen konischen Boden (11) aufweist und daß der Lagertrichter (15) konisch ist und ein
Rand (20) den Boden des zylindrischen Drittstufen-Gefäßes mit dem Rand des Konus des Lagertrichters verbindet.
10. Verfahren zum Betrieb einer Drittstufen-Gas-Teilchen-Trenneinheit
für eine mit einem Fließbett arbeitende katalytische Krack-Einheit bei Kohlenwasserstoffraffination, bei welchem Verfahren ein teilcheribeladenes
Gas von einem Katalysatorregeneratorgefäß in ein Drittstufen-Trenngefäß mit mehreren Zyklonscheidern eingebracht wird, die Teilchen in
den Zyklonscheidern vom Gas abgetrennt werden, das Gas aus den Zyklon-
scheidem über einen Gasauslaß für im wesentlichen teilchenfreies Gas
entfernt wird, die abgetrennten Teilchen aus den Zyklonscheidern ru
einem Bett von abgetrennten Teilchen gebracht werden, das sich w\ Boden
des Drittstufen-Trenngefäßes bildet, wobei die Abscheider Teithenaustrittsöffnungen
aufweisen, die in das Trenngefäß oberhalb der obersten Fläche des Bettes münden, und die abgegebenen abgetrennten Teilchen
zu einem Lagergefäß geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die abgegebenen abgetrennten Teilchen vom Boden des Drittstufen-Trenngefäßes
(1) unter Schwerkraft zu einem geschlossenen Lagertrichter (15) direkt unterhalb des Bodens (11) des Drittstufen-Trenngefäßes (1)
gebracht werden, daß periodisch der Lagertrichter (15) wenigstens teilweise entleert wird, indem der Lagertrichter vom Drittstufen-Trenngefäß
(1) getrennt wird, dann der Lagertrichter zur Verringerung des Druckes entlüftet und schließlich der Lagertrichter geöffnet wird, _r
die Anhäufung der abgetrennten Teilchen im Lagertrichter zu entfernen, ohne daß ein ständiger Verlust an Gas aus dem Drittstuf en-Trenngefäß
auftritt, und daß nach Entleerung des Lager trichtere das normale Einbringen
der abgetrennten Teilchen vom Drittstufen-Trenngefäß (1) zum Lagertrichter (15) nach Schließen der Entlüftung (23) und Schließen
der Austrittsöffnung (25) des Lagertrichters (15) sowie Wiederherstellung
der Verbindung zwischen dem Drittstufen-Trenngefäß und dem Lagertrichter
wieder aufgenommen wird.
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