[發(fā)明專利]一種管殼式固固換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210053994.4
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN103289726A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王娟;郝希仁;毛羽;王江云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: C10G11/18
• 分類號: C10G11/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在冷、熱固體顆粒之間不摻混進(jìn)行換熱的管殼式固固換熱器，帶有管程、殼程及流化提升裝置，冷、熱固體顆粒分別在對應(yīng)的行程內(nèi)流化流動，通過換熱表面在冷、熱固體顆粒之間實(shí)現(xiàn)換熱。通過本裝置，可以在催化裂化裝置上實(shí)現(xiàn)大劑油比操作，并保持整個系統(tǒng)的熱平衡，從而實(shí)現(xiàn)催化裂化過程的大劑油比節(jié)能穩(wěn)定操作，提高裝置液收率。

背景技術(shù)

在專利號為201010603785.3的專利中提出了在催化裂化工藝中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定大劑油比操作的工藝方法。本發(fā)明涉及一種在冷、熱催化劑之間進(jìn)行換熱的管殼式固固換熱器，可以為實(shí)現(xiàn)上述大劑油比工藝提供幫助。

催化裂化加工過程的劑油比隨原料和加工工藝條件而變，一般在4～8之間。文獻(xiàn)和實(shí)驗都表明，在重油催化裂化加工過程中采用較大的劑油比(催化劑活性中心增多)、較低的初始催化劑溫度，可以有效抑制干氣和焦炭產(chǎn)率，得到較高的液收率，使裝置產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。

在采用大的劑油比操作時，為了在提升管反應(yīng)器中保持適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度，必須對再生劑進(jìn)行冷卻降溫，以維持反應(yīng)器內(nèi)的熱量平衡。目前的方法是采用外取熱器，在再生劑和水(水蒸汽)之間換熱，對高溫再生劑進(jìn)行冷卻降溫，以控制工藝反應(yīng)過程的溫度，維持大劑油比操作條件下反應(yīng)器內(nèi)的溫度和熱量平衡，取出的熱量用于產(chǎn)生過熱水蒸汽，并入蒸汽管網(wǎng)。

雖然采用這種方法可以在一定程度上提高劑油比，但采用這種方法存在的問題是，在催化劑總結(jié)碳量大致不變、再生溫度一定、再生器產(chǎn)生的熱量一定的條件下，隨著劑油比的增大，外取熱器取走的熱量逐步增加，這部分熱量用于產(chǎn)生水蒸汽并入蒸汽管網(wǎng)，不再返回再生系統(tǒng)，劑油比的提高受到一定限制。

此外，由于催化裂化加工過程的原料變重，待生催化劑除了攜帶油氣外，在催化劑表面還結(jié)有部分未完全反應(yīng)的重組分。常規(guī)汽提方法，可以對待生劑攜帶的油氣進(jìn)行汽提，但由于不能實(shí)現(xiàn)對低溫待生催化劑的升溫，無法對待生劑上結(jié)有的部分未完全反應(yīng)的重組分進(jìn)行汽提，這部分原料將進(jìn)入再生器被燒掉，因而限制了液收率的進(jìn)一步提高，不能降低待生劑的結(jié)焦，并降低結(jié)焦中的氫碳比。

本發(fā)明提出的管殼式固固換熱器解決了這個問題，采用本發(fā)明的管殼式固固換熱器，可以在冷、熱固體顆粒之間不摻混進(jìn)行換熱。對于在催化裂化裝置中的應(yīng)用，可以降低高溫再生劑的溫度，在提升管反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)大劑油比的操作，并且可以提高待生劑的溫度，使待生劑攜帶的未完全反應(yīng)的重組分繼續(xù)反應(yīng)，對待生劑進(jìn)行充分的熱汽提，提高液收率，同時可以降低焦炭產(chǎn)率，并降低待生劑結(jié)焦的氫碳比，降低再生器中水蒸氣分壓，減緩催化劑的水熱失活。

目前存在的換熱器是在冷、熱流體之間進(jìn)行換熱，在冷、熱固體顆粒之間不摻混進(jìn)行換熱的換熱器尚未見到報道。在催化裂化過程中對待生劑進(jìn)行熱汽提可以產(chǎn)生良好效果，目前進(jìn)行了大量研究，但是尚未找到可行方法，本發(fā)明提出的管殼式固固換熱器解決了這個問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種在冷、熱固體顆粒之間進(jìn)行換熱的管殼式固固換熱器。通過在換熱器內(nèi)設(shè)置顆粒流化裝置，使冷、熱顆粒流化，得到具有流體流動特性的流化顆粒，在換熱器內(nèi)按流程方向流動，并實(shí)現(xiàn)在冷、熱固體顆粒之間的換熱。

本發(fā)明提出的管殼式固固換熱器，由外殼(1)、換熱管(2)、上封頭(3)、下封頭(4)、上管板(5)、下管板(6)、殼程中部流化風(fēng)分布器(7)，殼程下部流化風(fēng)分布器(8)，冷待生劑入口(9)，熱待生劑出口(10)，熱再生劑入口(11)，冷卻再生劑出口(12)，熱汽提油氣出口(13)，管程上部催化劑分布盤(14)，管程上部流化風(fēng)分布器(15)，管程下部流化風(fēng)分布器(16)，弧形擋板(17)組成；由外殼(1)、換熱管(2)、上管板(5)、下管板(6)之間的空間組成殼程，由上封頭(3)、下封頭(4)及換熱管(2)內(nèi)部流動空間組成管程；換熱器豎直放置，冷、熱固體顆粒分別在殼程、管程內(nèi)流化、流動并實(shí)現(xiàn)換熱，降低熱再生劑的溫度，提高冷待生劑的溫度，并將熱量帶回再生器，在實(shí)現(xiàn)大劑油比操作的同時，保證整個系統(tǒng)的熱量平衡。

所述的管殼式固固換熱器中，外殼(1)的形狀為圓柱體，直徑為D，長度為L，在其上部設(shè)有冷待生劑入口(9)、在其下部設(shè)有熱待生劑出口(10)、在其頂部設(shè)有熱汽提油氣出口(13)；其長徑比L/D的范圍在1～20。

所述的管殼式固固換熱器中，換熱管(2)的形狀為圓柱體，直徑為d，長度為l，根數(shù)根據(jù)需要而定。