[實(shí)用新型]一種流化顆粒采樣裝置及采樣系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120377144.0
• 申請(qǐng)日: 2011-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN202255960U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣立翔;朱偉平;岳國(guó);夏季
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)神華煤制油化工有限公司;中國(guó)神華煤制油化工有限公司北京研究院
• 主分類號(hào): G01N1/14
• 分類號(hào): G01N1/14
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李丙林;劉書芝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型提供了一種用于涉及一種流化顆粒采樣裝置及采樣系統(tǒng)，尤其氣固兩相中固體顆粒的一種采樣裝置及系統(tǒng)，更具體地，涉及循環(huán)流化床反應(yīng)中催化劑的采樣裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

低碳烯烴中的乙烯和丙烯是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)重要的基礎(chǔ)原料，制取乙烯和丙烯的傳統(tǒng)路線是通過石腦油裂解生產(chǎn)。近年來(lái)國(guó)際油價(jià)居高不下對(duì)我國(guó)許多以油氣為原料的企業(yè)造成重大影響，加之國(guó)內(nèi)煤炭資源相對(duì)豐富且甲醇生產(chǎn)能力和產(chǎn)量過剩急需發(fā)展甲醇應(yīng)用市場(chǎng)和甲醇下游產(chǎn)品。基于上述原因，甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烴(Methanol?to?Olefin，簡(jiǎn)稱MTO)技術(shù)在我國(guó)發(fā)展很快，神華集團(tuán)在包頭建設(shè)的百萬(wàn)噸級(jí)MTO工廠已經(jīng)投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。MTO技術(shù)將實(shí)現(xiàn)煤化工與傳統(tǒng)“石油化工”的對(duì)接，為目前主要以煤為主的甲醇工業(yè)開拓出廣闊的發(fā)展空間。

MTO反應(yīng)一般采樣SAPO-34分子篩催化劑，選用循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)及催化劑再生，采用流化床具有如下的明顯優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于催化劑顆粒的激烈運(yùn)動(dòng)和返混，使床層溫度均勻。此外，流化床所用的催化劑顆粒比固定床小得多，顆粒的比表面積很大，因此，氣-固之間的傳熱和傳質(zhì)速率要比固定床的高得多。床層的溫度分布均勻和傳熱速率高這兩個(gè)重要特征使流化床容易調(diào)節(jié)和維持所需要的溫度。這對(duì)于MTO這類強(qiáng)烈放熱(37～53kJ/mol)的化學(xué)反應(yīng)過程是十分重要的，床層的局部過熱甚至“燒死”催化劑的情況因而得以避免。

(2)對(duì)于放熱的MTO催化反應(yīng)，要維持一定的床溫，須把熱量傳送出去，這就要在床層中放置內(nèi)換熱器。由于流化床中催化劑顆粒的激烈運(yùn)動(dòng)，不斷沖刷換熱器壁而，使不利于換熱的壁面上的氣膜變薄，從而提高了床層對(duì)壁面的傳熱系數(shù)。通常流化床對(duì)換熱面的傳熱系數(shù)比固定床的大十倍左右，因此流化床所需的傳熱面積也較小，而且換熱器的結(jié)構(gòu)也比固定床的簡(jiǎn)單得多，從而節(jié)約了金屬材料，降低了造價(jià)。

(3)由于流化催化劑顆粒的似液體特性，因此從床層中取出催化劑或向床層中加入新的催化劑特別方便，容易實(shí)現(xiàn)操作連續(xù)化和自動(dòng)化。由于MTO反應(yīng)催化劑會(huì)很快被焦炭所覆蓋而失去其活性，必須及時(shí)再生，這樣大量的催化劑從反應(yīng)器中取出(這里稱為待生催化劑)，經(jīng)再生后(這里稱為再生催化劑)又返回反應(yīng)器，這在固定床中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

(4)流化床的生產(chǎn)強(qiáng)度大，即在處理量相同時(shí)，流化床比固定床小得多，因而便于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

由上述分析可見，及時(shí)、準(zhǔn)確、高效地采集出待生催化劑及再生催化劑樣品，對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)非常關(guān)鍵。

然而，目前MTO待生催化劑及再生催化劑通常采樣裝置如圖1所示，采樣時(shí)，人工直接在采樣口130、230處開閥使用盛樣瓶800裝樣，出現(xiàn)了以下幾點(diǎn)弊端：1)采樣時(shí)催化劑浪費(fèi)較大，由于反應(yīng)是在正壓下進(jìn)行(0-1.0MPa)，反應(yīng)溫度很高(400-500℃)，再生溫度(500-700℃)，催化劑循環(huán)量很大，故實(shí)際采樣時(shí)，一旦打開采樣閥，將有大量催化劑外泄，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于需要采集的樣品，造成了較大的浪費(fèi)；2)造成了一定的環(huán)境污染，由于催化劑粒度較細(xì)(大部分為幾十微米粒級(jí))且反應(yīng)后含有約百分之幾的積碳，顏色灰黑，采樣時(shí)泄露的較大量的催化劑顆粒大部分直接漂浮于周圍的空氣中，造成一定的環(huán)境污染；3)給采樣的代表性帶來(lái)一定偏差，由于直接在大氣環(huán)境下用盛樣瓶從采樣閥處接取樣品，由于反應(yīng)-再生系統(tǒng)循環(huán)量大且有大量輸送介質(zhì)(催化劑輸送帶有大量氣體)，或者采樣大氣環(huán)境有空氣擾動(dòng)就會(huì)造成所采集的樣品粒度分布不均勻，即有部分粒度較細(xì)顆粒直接漂浮于大氣之中而無(wú)法采集到，造成分析時(shí)的偏差；4)采樣作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，由于是人工開關(guān)采樣閥，故漂浮起來(lái)的細(xì)顆粒被人吸入體內(nèi)造成一定危害。

可見，開發(fā)出新的高效、準(zhǔn)確、環(huán)境友好的新的采樣裝置十分必要。由于MTO技術(shù)是當(dāng)今世界最新成果，在采樣技術(shù)上由于沒有現(xiàn)成的裝置可以借鑒還存在一些技術(shù)缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型涉及一種流化顆粒采樣裝置，包括：

(A)采樣器，具有封閉的殼體，形成與外界隔絕的內(nèi)腔，具有樣品入口和樣品出口；

(B)抽真空系統(tǒng)，通過設(shè)置在采樣器的殼體上的連接口與采樣器相連；

(C)過濾器，在采樣器的殼體內(nèi)，設(shè)置在連接口處，使抽真空系統(tǒng)經(jīng)由過濾器與采樣器的內(nèi)腔流體聯(lián)通。

優(yōu)選地，采樣器的底部為倒錐形。

優(yōu)選地，進(jìn)一步包括：(D)放空系統(tǒng)，連接至采樣器的頂部。

優(yōu)選地，進(jìn)一步包括：(E)吹掃系統(tǒng)，與抽真空系統(tǒng)共用連接口。

優(yōu)選地，進(jìn)一步包括：(F)壓力指示系統(tǒng)，連接至采樣器的頂部。