[其他]關(guān)于粗分離的固體分離器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87103557
• 申請日: 1987-04-10
• 公開（公告）號: CN1005536B
• 公開（公告）日: 1989-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅伯特·W·法伊弗;利斯貝思·T·法伊弗
• 申請（專利權(quán)）人: 史東及韋伯斯特工程公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏

披露的是一種氣固分離器和為去除氣固混合氣流中的固體顆粒含有該分離器的ＦＣＣ系統(tǒng)，包括一個混合相進口，固體顆粒出口，一個截頭圓錐形室。圓錐形室上端和混合相進口連通，和固體顆粒相出口連通的底壁。在圓錐形室內(nèi)設(shè)有用來輸送從混合氣流中分離出的基本不含固體顆粒的氣體的裝置。

本發(fā)明是關(guān)于從氣固混合相氣流中分離得到固體顆粒的分離系統(tǒng)，尤其是關(guān)于從FCC豎管反應(yīng)器的裂化烴排出氣流中分離廢觸媒的分離系統(tǒng)。

人們長久以來就是使用固體與氣體或汽化流體相接觸的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)。固體顆粒可以作為觸媒參加到反應(yīng)中，為吸熱反應(yīng)提供所需要的熱量，即兼有兩種作用。此外，在放熱反應(yīng)中，固體顆粒可以起到吸熱的作用。流化床反應(yīng)器的顯著優(yōu)點就是具有非常明顯的等溫分布。然而，由于停留時間的減少，流化床層厚度將會變薄，同時增加了床層的不穩(wěn)定性。由于這個原因，人們已使用了氣固相在氣動流動中相接觸的管式反應(yīng)器，特別是在烴生產(chǎn)汽油的催化裂化的反應(yīng)中取得了很大的成功，其中反應(yīng)器的停留時間在0.5～5秒之間，最好為2秒。

一般說來，按照下列工藝步驟進行，可完成高沸點烴的催化裂化，以生成大量的沸點在汽油范圍內(nèi)的產(chǎn)品，在適宜的裂化條件下，使熱再生的觸始與反應(yīng)區(qū)的烴進料接觸，使用普通的旋風分離器，把裂化烴從廢觸媒中分離出來，隨后，把全部廢觸媒送入再生室，其中引入一定量的空氣，焚燒去除觸媒表面的積碳層，隨后，再把再生的觸媒送回反應(yīng)器重新使用。

隨著新型觸媒的出現(xiàn)，在某些反應(yīng)過程中，整個反應(yīng)的停留時間可降低到0.2-1秒。然而，由于停留時間在2秒以下，特別是在1秒以下時，普通分離裝置如旋風分離器，又需要停留時間，這將降低了從氣體中分離固體顆粒的能力。而旋風分離器要求的停留時間與允許的停留時間，呈現(xiàn)出一種非比例的百分率。在FCC系統(tǒng)中，普通分離系統(tǒng)消耗超過兩相允許接觸時間的35%時，將引起產(chǎn)物降解，形成焦炭，產(chǎn)率降低，變化激烈。在有觸媒的存在下并于中低溫度下催化裂化，從工藝的觀點來看，有觸媒存在不需要對產(chǎn)品氣進行驟冷。在其它工藝過程中，在有觸媒存在下，為了終止反應(yīng)，將產(chǎn)品氣驟冷也是不經(jīng)濟的。因此，這些反應(yīng)系統(tǒng)需要瞬時相分離，從氣相中分離出觸媒，以作為結(jié)束反應(yīng)歷程的方式。

現(xiàn)有技術(shù)通過使用離心力或轉(zhuǎn)向裝置來實現(xiàn)相的快速分離。

Nicholson的美國專利No.2737479，在一個具有很多圈的螺旋管內(nèi)將反應(yīng)和分離步驟結(jié)合在一起，同時該管的內(nèi)表面上設(shè)置許多氣體產(chǎn)品排出口，利用離心力使固體顆粒與氣相分離開，固體顆粒下沉到該管的外緣，而氣體集中在內(nèi)壁，并由排出口排出。雖然Nicholson反應(yīng)分離器能快速分離氣相和固相，但是，在轉(zhuǎn)換供料的各個階段都會生成一系列的產(chǎn)品氣流。之所以發(fā)生這種情況，是因為由沿著導(dǎo)管分布的多個排出口排出的每一股產(chǎn)品氣流都暴露在反應(yīng)裝置中各個不同時間周期的反應(yīng)條件下，這種反應(yīng)裝置本身就存在固體和氣體之間接觸不良的缺點。

Ross等人的美國專利No.2878891，試圖通過向一個標準的豎管反應(yīng)器上加上一個改進的Nicholson分離器，以克服上述缺點。Ross分離器包含一個彎管，通過180-240°轉(zhuǎn)向進行分離。離心力使較重的固體顆粒到達管外壁，聚集在管內(nèi)壁處的氣體通過排出口排出。雖然氣體產(chǎn)品的變化問題降低到一定程度，但是，不能消除Nicholson裝置的其它缺點。

這兩種裝置是利用在排出口處把氣流方向改變90°的辦法實現(xiàn)氣體與固體分離，而只允許固體顆粒線性地流到分離器出口。因為固體顆粒在分離處沒有改變方向，大量的氣流通過排出口處到達固體出口。由于這個原因，這兩種裝置，在固體顆粒出口處都需要一個普通分離器，以便從固體顆粒中除去過量的氣體。遺憾的是，在普通分離器中被去除的產(chǎn)品氣都同固體顆粒保持密切接觸，而沒有被驟然冷卻，因此分離效果急劇降低。

這些裝置的另一個缺點，就是難于擴大到工業(yè)規(guī)模。由于管徑增大，混合相氣流的行程也成比例地增加，其結(jié)果，大直徑裝置具有一個接近普通旋風分離器的分離停留時間。提高流速能減少停留時間，但是當流速超過60-75英尺/秒時，由顆粒沿著整個彎曲通道沖撞產(chǎn)生的管道磨損會逐漸惡化。由于管道曲率半徑減小而產(chǎn)生流程降低，也會減少停留時間，但是，由于固體顆粒對管道的沖撞角度增加，從而使磨損加劇。