一種催化劑溫度控制方法
2023-06-21 08:43:31 1
一種催化劑溫度控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種催化劑溫度控制方法，適用於對進入氣固反應器的催化劑的溫度控制，使催化劑符合反應要求的條件，特別適用於對催化裂化反應循環再生催化劑的溫度控制。
【背景技術】
[0002]在傳統催化裂化反應過程中，再生劑直接進入反應器，但因燒焦的需要，再生溫度往往較高，再生劑的溫度決定反應的劑油比，劑油比對產品分布有至關重要的影響，高溫的反應過程也導致不希望的熱裂化反應，高的再生劑溫度對反應不利；反應器不同位置往往也需要不同溫度的催化劑，實現對再生催化劑溫度的控制，並且向反應器不同區域提供不同條件的催化劑能明顯改善反應結果。比如在反應原料氣化過程需要提供氣化熱，需要較高催化劑溫度，而對於氣化後的反應區，則需要較低溫度的催化劑。
[0003]為實現以上目的，往往需要對高溫的催化劑冷卻。
[0004]已有技術中實現是使用外取熱器實現這一目的，把外取熱器內的催化劑送入反應器，實現較低溫的再生劑循環反應。但外取熱器主要控制取熱量，已有外取熱器技術對控制催化劑的溫度並不理想。需要開發具有靈活、精確、方便的控制催化劑溫度的方法來完成反應的需要。
[0005]另外，已有技術使用外取熱器冷卻催化劑，進入反應器的催化劑在相同的條件下冷卻，只能向反應器提供一種條件的催化劑，無法適應反應器對不同催化劑的要求。
[0006]本發明的目的是提供一種可以向反應器同時提供兩種不同溫度條件，並且溫度可以精確調節控制的催化劑溫度控制方法和溫度控制器，為優化反應條件，提高效益服務。
【發明內容】
[0007]為解決上述問題，本發明採用的技術方案是:
一種催化劑溫度控制方法的溫度控制器設置殼體、一個催化劑入口、兩個催化劑出口 ；殼體內上部設置共用催化劑和流化介質混合區，混合區下方設置換熱區；催化劑入口設置殼體上部，催化劑出口設置各換熱區下半部;換熱區設置內殼體，通過內殼體將換熱區分成兩個獨立的換熱單元，每個單元內分別設置換熱管，操作流化介質分布器;來自入口的高溫催化劑先進入混合區，然後分別進入兩個換熱單元，各單元在獨立的流化介質作用下形成流化床條件，實現分別與所在區的換熱管內的取熱介質換熱，使各自的催化劑冷卻，冷卻後從各自的出口進入反應器不同位置;各換熱區可以在不同的催化劑流速，不同的流化氣體流速，不同的換熱面積條件下運行，使各區流出的催化劑溫度可以分別控制，為反應器提供兩種不同溫度的催化劑;設計時調整各換熱區換熱管面積、使用時控制各換熱單元的流化介質、改變流化狀態可以調節傳熱係數，從而改變各區的換熱量，使各區流出的催化劑溫度獨立控制;兩區的流化介質在混合區混合，從催化劑入口或獨立的氣體出口排出。
[0008]各換熱區底部均設置汽提區；汽提蒸汽通過分布器進入汽提區，對流出的催化劑進行汽提置換，使流出的催化劑攜帶的氮氣、煙氣、二氧化碳等不凝氣體量減少。
[0009]汽提區內設置格柵、擋板內件，提高汽提效果;汽提蒸汽分布器設置在汽提內件下方。
[0010]該催化劑溫度控制方法用水作為取熱介質，水吸收的熱量後產生蒸汽;在催化劑混合區以上設置汽水分離器，該汽水分離器直接與換熱區殼體為一體設計，之間用底板或封頭隔開，換熱管直接焊接在汽水分離器底板或底封頭上;水汽分離器自下而上分成液相區，液滴沉降區，聚結區，液相區和沉降區下部設置內筒；內筒上方設置轉向氣液分離區；水先進入水汽分離器，從水汽分離器液相區進入換熱管的進水管，受熱後水汽從換熱管進入水汽分離器液相區內筒和殼體的環隙區，換熱區加熱後的水汽混合物在此環隙向上流動，在水汽分離器水位以上的轉向分離區經180°轉向進入水汽分離器水位上方的空間，轉向過程實現水汽分離，蒸汽則在沉降區繼續向上流動，攜帶的部分液體靠重力沉降下降到下方的液體區，蒸汽到達水汽分離器頂部的聚結區，經過聚結器進一步分離出攜帶的水，蒸汽經出口排除。
[0011]發明效果
本發明的催化劑溫度控制方法具有如下的有益效果:
1、實現對進入反應器的催化劑的溫度的控制，使催化劑適合反應器的要求，改善反應條件；
2、為反應器提供不同溫度條件的催化劑，適應反應器要求，提高反應器的效率；
3、減少進入反應器的不凝氣體攜帶量；
4、設備結構簡單，便於使用。
【附圖說明】
[0012]圖1催化劑溫度控制方法結構示意圖。
[0013]圖2帶有汽提的催化劑溫度控制方法示意圖。
[0014]圖3帶有汽提的催化劑穩定控制方法示意圖。
[0015]圖4帶有汽液分離器的催化劑穩定控制方法示意圖。
[0016]圖5換熱區分區方法橫截面示意圖。
[0017]圖6汽提構件不意圖。
[0018]圖7汽提構件不意圖。
[0019]圖中編號說明:
I外換熱區，11殼體，IIB法蘭，12換熱管，13流化氣體分布器，13A汽提蒸汽分布器，14冷卻介質進入管，15冷卻介質流出管；17汽提器，17A汽提構件，18人孔;2內換熱區，21殼體，22換熱管，23流化氣體分布器，23A汽提蒸汽分布器，24冷卻介質進入管，25冷卻介質流出管；27汽提器，27A汽提構件，28人孔;3催化劑入口 ； 4A、4B催化劑出口 ； 6催化劑和流化介質混合區，L混合區高度，LI內換熱區到催化劑入口上沿的距離;5氣液分離器，51殼體，51A底封頭或底板，52內筒，54轉向氣液分離器，55冷卻介質氣化氣體出口，56冷卻介質入口，58冷卻介質管固定板，59聚結器，501氣液上升通道，502氣液轉向通道，503液滴沉降區；7，流化介質、汽提氣出口 ；6流化介質，GA排除的流化介質;胃冷卻介質、水;S蒸汽、氣化氣體;C催化劑。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明，旨在幫助讀者理解本發明的特點和實質，但附圖和【具體實施方式】內容並不限制本發明的可實施範圍。
[0021 ]如圖1所示，反應循環再生劑C從入口 3進入催化劑溫度控制器，進入外換熱區殼體11內，與換熱管12接觸，熱量傳遞到換熱管12內的冷卻介質W使再生劑冷卻到反應器要求的溫度;流化氣體G從分布器13進入該換熱區，使催化劑流化，控制該流化氣體的數量，可以改變換熱係數，從而改變取熱量，使再生劑達到需要的溫度，合格的再生劑從出口 4A送入反應器;來自3的反應循環催化劑一部分進入另一換熱區殼體21內，與換熱管22接觸，熱量傳遞到換熱管22內的冷卻介質，流化氣體G從分布器13進入該換熱區，使催化劑流化，控制該流化氣體的數量，可以改變換熱係數，從而改變取熱量，使反應循環再生劑冷卻到反應器要求的溫度;冷卻後的反應循環再生劑從出Π4Β進入反應器;兩個換熱區I和2可以根據不同的要求，設計不同的換熱管面積，採用不同的流化條件，使流出的催化劑溫度不同並且互不影響，滿足反應器的不同要求。
[0022]流化介質G從分布器13和23進入換熱區，在換熱區使催化劑流化實現換熱後，流入混合區6，然後從反應循環催化劑入口 3流出返回再生器。
[0023]冷卻介質分別從14和24進入換熱管，吸收熱量後從15和25流出。
[0024]如圖2所示，換熱區內分別在換熱管12和出口4A之間以及22和4B之間設置催化劑攜帶氣體的汽提器17和27，內部設置汽提構件17A和27A;汽提構件下方設置汽提蒸汽分布器13A和23A;汽提構件設置流化分布器13和23下方;催化劑溫度控制器內的氣體從出口 7流出返回再生器。其他部分與圖1相同。
[0025]如圖3所示，催化劑出口4A設置在下封頭上。
[0026]如圖4所示，設置頂部氣液分離器5，氣液分離器5和11用法蘭IIB連接，氣液分離器5和I之間用底板或底封頭51A分開;換熱管12、22連接在51A上，冷卻介質進入管14、24用固定板58固定;液體從56進入汽液分離器，然後分別從14和24進入換熱管12和22內，被加熱並部分氣化後從51和52之間的環隙501向上流動，在轉向分離器54內經180°轉向，實現汽液分離;氣體在沉降區503內進一步分離出液體，在頂部經過聚結分離器59進行再次分離，從55流出。其他部分見其他圖說明。
[0027]如圖5所示，內換熱區設置在外換熱區的中心區。
[0028]如圖6所示，汽提構件為多層人字擋板結構，上下層橫向交錯排列；人字擋板優先在溫度控制器殼體橫截面上徑向設置，且採用沿徑向向外逐漸加寬的設計，適應周長增加的變化。
[0029]如圖7所示，汽提構件為格柵。
[0030]本發明的冷卻介質可以為氣體，也可以為液體，如反應原料。
[0031 ] 實施例:
催化劑進入溫度680°C;
催化劑進入量500 T/h；
外換熱區催化劑流出量300T/h;
內換熱區催化劑流出量200T/h; 內換熱區流出的催化劑溫度600°C ;外換熱區流出的催化劑溫度540°C ;
用水做冷卻介質，產生3.5MPa飽和蒸汽;進水溫度190°C ；水流量600T/h;
使用空氣做流化介質；外換熱區流化介質用量:2000Nm3/h，內換熱區流化介質用量1600Nm3/h ；
流化介質從催化劑入口流出；
溫度控制器殼體11內徑2200mm;催化劑入口 1400mm;內換熱區殼體21內徑1550mm;外換熱區設置換熱管12傳熱面積65m2，內換熱區設置換熱管22傳熱面積40m2;催化劑出口4A內徑550mm，催化劑出口 4B內徑450mm ；流化氣體分布器13壓降15KPa ；流化氣體分布器23壓降20KPa。
【主權項】
1.一種催化劑溫度控制方法，由催化劑溫度控制器實現，催化劑溫度控制器設置殼體，一個催化劑入口，兩個催化劑出口；殼體內上部設置共用催化劑和流化介質混合區，混合區下方設置換熱區；催化劑入口設置殼體上部，催化劑出口設置各區下部;殼體內設置內殼體，換熱區通過內殼體分成兩個獨立的換熱單元，每個單元內分別設置換熱管，流化介質分布器;來自催化劑溫度控制器入口的催化劑先進入混合區，然後分別進入兩個換熱單元，各換熱單元在獨立的流化介質作用下形成流化床條件，實現分別與所在區的換熱管內的取熱介質換熱，使催化劑冷卻，冷卻後從出口進入反應器不同位置;控制各換熱單元的流化介質量、改變流化狀態可以調節傳熱係數，從而改變各區的換熱量，使各區流出的催化劑溫度獨立控制;兩區的流化介質在混合區混合，從催化劑入口或獨立的氣體出口排出。2.如權利要求1所述的催化劑溫度控制方法，其特徵在於，兩個換熱區底部均設置汽提區；汽提蒸汽通過各自的分布器進入汽提區，對流出的催化劑進行汽提置換，使流出的催化劑攜帶的氮氣、煙氣、二氧化碳等不凝氣體量減少。3.如權利要求1所述的催化劑溫度控制方法，其特徵在於，汽提區內設置格柵或擋板類內件，提尚汽提效果。4.如權利要求1所述的催化劑溫度控制方法，其特徵在於，該催化劑溫度控制器的取熱介質為水，吸收的熱量產生蒸汽;在催化劑混合區以上設置汽水分離器，該汽水分離器直接與換熱區殼體為一體設計，之間用水汽分離器底板或封頭隔開;換熱管直接焊接在汽水分離器底板或底封頭上;水汽分離器下部設置內筒，內筒上方設置轉向水汽分離器;水汽分離器自下而上設置液相區，水汽沉降分離區，聚結分離區；水先進入水汽分離器，從水汽分離器液相區進入換熱管的進水管，受熱後水汽從換熱管進入水汽分離器液相區內筒和殼體的環隙區，換熱區加熱後的水汽混合物在此環隙向上流動，在水汽分離器水位以上經轉向分離器，轉向過程實現水汽分離，蒸汽則在沉降區繼續向上流動，攜帶的部分液體靠重力沉降下降到下方的液體區，蒸汽到達水汽分離器頂部的聚結區，經過聚結器進一步分離出攜帶的水，蒸汽經出口排除。
【專利摘要】一種催化劑溫度控制方法，上部設置共用催化劑和流化介質混合區，混合區下方設置換熱區；換熱區通過內殼體分成兩個獨立的換熱單元，每個單元內分別設置換熱管，流化介質分布器，催化劑出口；來自入口管的催化劑先進入混合區，然後分別進入兩個換熱單元，各換熱單元在獨立的流化介質作用下形成流化床條件，改變流化狀態可以調節各區的換熱量，使各區流出的催化劑溫度獨立控制。
【IPC分類】B01J8/24
【公開號】CN105709667
【申請號】CN201610299441
【發明人】石寶珍
【申請人】石寶珍