一种预提升催化剂分布板结构

技术领域

本发明属于石油炼制领域，特别涉及在催化裂化装置中提升管反应器内的一种预提升催化剂分布板结构。

背景技术

目前催化裂化、丙烷脱氢、煤炼油装置在我国全国石油炼制企业中占有重要的地位。随着炼油技术及工艺水平的提高、产能的不断加大以及对产品收率提高的要求，提升管反应器反应效果起到关键性作用。待生催化剂在烧焦过程中温度控制在720-750℃，烧焦后的再生催化剂由于温度过高，而提升管反应器需要反应温度在650℃，所以在再生器外部设计单台或多台催化剂冷却器，冷却后的催化剂经与高温催化剂混合后，以降低再生器密相催化剂温度达到反应器所需要的温度。

随着加工能力的提高、装置设备体积加大，催化剂藏量也在加大，催化剂冷却器因空间有限不能扩量，而且经混合后的催化剂温度会超过反应温度，在此基础上普遍采用反应器预提升段双入口设计，一个入口为热再生催化剂入口，一个为从催化剂冷却器而来的低温催化剂，通过特阀控制冷催化剂进入量调节反应催化剂温度，但又存在冷热催化剂混合不均的现象，反应温度不稳定造成操作波动。通过常年对石油炼制催化裂化多套装置现场调查，查看再生器稀相密度、温度变化以及提升管反应器温度藏量等仪表变化，根据原有冷催化剂分布，当反应温度低于650℃后，部分原料油不能很好的与催化剂反应，会导致原料油与催化剂接触后不能完全气化，最终导致沉降器结焦。过高的反应温度会造成油气与催化剂的二次反应，需要注入终止剂防止二次反应，但效果不宜控制。因此急于需要解决一种预提升催化剂分布板结构，使冷、热催化剂混合后分布均匀，通过特阀控制，根据处理量进行双向调节，调节剂油比，稳定催化剂反应温度，避免造成反应温度不均衡造成的波动。

发明内容

为了克服现有不足，本发明的目的在于提出一种在螺旋状分布板的作用下，使冷催化剂均匀分布下落并且使均匀下落的冷催化剂与热催化剂均匀混合来完成冷、热催化剂间的热量交换以减少交换过程中的温度梯度变化、使让冷、热催化剂流动分布更加均匀的分布板结构。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种预提升催化剂分布板结构，包括提升管，提升管底部为提升管底部筒体，提升管内部设置有预提升段筒体和位于预提升段筒体下方的汽提蒸汽环管和汽提蒸汽喷嘴，预提升段筒体上设置有的螺旋状分布板，螺旋状分布板上部铺设有用于减少催化剂对螺旋状分布板冲刷磨损的耐磨衬里，螺旋状分布板上还开设有均匀交错分布的分布板催化剂溢流孔，进入提升管内的冷催化剂通过螺旋状分布板螺旋向下运动，向下运动的冷催化剂在分布板催化剂溢流孔的作用下均匀分布下落，均匀下落的冷催化剂与进入提升管底部筒体内的热催化剂均匀混合完成冷催化剂和热催化剂间的热量交换。

进一步的，汽提蒸汽环管上设置有多个防止催化剂在筒体底部堆积并加速催化剂的混合的环管喷嘴。

进一步的，汽提蒸汽喷嘴一端伸入预提升段筒体内部，另一端伸出提升管底部筒体外并通过向汽提蒸汽喷嘴内喷射高速高温蒸汽使提升管底部筒体底部形成真空区从而使混合后的冷催化剂和热催化剂随高速气流进入预提升段筒体内。

进一步的，螺旋状分布板内径与预提升筒体外径相同，螺旋状分布板外径比预提升底部筒体的内径小20mm。

进一步的，分布板催化剂溢流孔的大小为φ20-φ50mm。

借由上述技术方案，本发明的优点是：螺旋状分布板使冷催化剂均匀分布下落，均匀下落的冷催化剂与热催化剂均匀混合，完成冷、热催化剂间的热量交换，均匀分布的热交换降低了交换过程中的温度梯度变化、避免冷催化剂和热催化剂混合后的冷热不均现象、减少温度梯度变化、稳定了反应温度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是一种预提升催化剂分布板结构的示意图；

图2是螺旋状分布板的结构示意图；

图3是图2的俯视图。

【附图标记】

1-冷催化剂特阀，2-冷催化剂入口，3-提升管底部筒体，4-汽提蒸汽环管，401-环管喷嘴，5-气提蒸汽喷嘴，6-预提升段筒体，7-螺旋状分布板，8-热催化剂入口，9-热催化剂特阀，10-分布板催化剂溢流孔，11-耐磨衬里。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明，为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种预提升催化剂分布板结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参阅图1至图3，一种预提升催化剂分布板结构，包括提升管，提升管底部为提升管底部筒体3，提升管内部设置有的汽提蒸汽环管4、汽提蒸汽喷嘴5、预提升段筒体6、焊接在预提升段筒体6上的螺旋状分布板7；提升管底部筒体3的一侧设置有冷催化剂入口2，冷催化剂入口2上设置有控制进入提升管底部筒体3内部的冷催化剂流量的冷催化剂特阀1，提升管底部筒体3另一侧设置有热催化剂入口8，热催化剂入口8上设置有控制进入提升管底部筒体3内部的热催化剂剂量的热催化剂特阀9，另外，热催化剂入口8设置的位置比冷催化剂入口2更接近提升管底部筒体3底部，热催化剂经过热催化剂入口8直接落入提升管底部筒体3内，冷催化剂通过冷催化剂入口2需要通过螺旋状分布板7才能与热催化剂进行热量交换。

螺旋状分布板7截面为圆环型，成型状态为螺旋状，螺旋状分布板7内径与预提升筒体6外径相同，螺旋状分布板7外径比预提升底部筒体6的内径小20mm，即螺旋状分布板7焊接在预提升段筒体6上后螺旋状分布板7与提升管底部筒体3保持10mm缝隙的间隙，便于螺旋状分布板7进行安装；旋状分布板7厚度为10-14mm，根据提升管预提升段底部结构直径经过强度计算所得出；螺旋状分布板7上开设有分布板催化剂溢流孔10，分布板催化剂溢流孔10均匀交错分布，且溢流孔开孔大小根据催化剂循环量以及催化剂冷却器冷却工艺效果来确定，分布板催化剂溢流孔10大小一般控制在φ20-φ50mm，根据工艺计算，设定流通截面积，即冷催化剂入口2管道截面积，确定分布板催化剂溢流孔10的开孔大小和数量，开孔率根据工艺控制在1.5-3倍。

螺旋状分布板7上部铺设有耐磨衬里11，耐磨衬里11的厚度为20mm、能够减少催化剂对螺旋状分布板7的冲刷磨损。冷催化剂通过冷催化剂入口2落在螺旋状分布板7上，然后在螺旋状分布板7上螺旋向下运动的同时冷催化剂在经过分布板催化剂溢流孔10时均匀分布下落，均匀下落的冷催化剂与热催化剂均匀混合，完成冷、热催化剂间的热量交换，冷催化剂与热催化剂均匀混合的热交换降低了交换过程中的温度梯度变化，使反应温度更加平稳。螺旋状分布板7能够使冷催化剂均匀下落，避免冷催化剂和热催化剂混合后的冷热不均现象、减少温度梯度变化、稳定了反应温度。螺旋状分布板7可以通过工艺参数建立CFD数据模型，模拟催化剂流动状态和传热，让冷、热催化剂流动分布更加均匀，减小冷热催化剂间的温度梯度变化。

提升管底部筒体3内预提升段筒体6下方的还设置汽提蒸汽环管4和汽提蒸汽喷嘴5，汽提蒸汽环管4上设置有多个环管喷嘴401，向汽提蒸汽环管4内喷射高速高温蒸汽，高速高温蒸汽通过环管喷嘴401喷射进入提升管底部筒体3内防止催化剂在提升管底部筒体3底部堆积并可以加速冷催化剂和热催化剂的混合，冷催化剂和热催化剂需要通过冷催化剂特阀1和热催化剂特阀9调整催化剂进入量来进一步控制底部温度，提升管内的催化剂循环量是根据工艺需要通过冷催化剂特阀1、热催化剂特阀9的开度实现控制，催化剂混合温度也是通过冷催化剂特阀1、热催化剂特阀9的开度实现控制。提升管底部筒体3底部还设置有孔或封头法兰，便于后期的安装与维修；汽提蒸汽喷嘴5一端伸入预提升段筒体6内部，另一端伸出提升管底部筒体3外，通过向汽提蒸汽喷嘴5内喷射高速高温蒸汽，使提升管底部筒体3底部形成真空区，将催化剂随高速气流吸入预提升段筒体6内并进入提升管的反应区内。提升管底部筒体3内的再生催化剂是通过压差产生流动的。

本发明的工作原理如下：

冷催化剂通过冷催化剂特阀1和冷催化剂入口2进入提升管底部筒体3内，并通过螺旋状分布板7均匀下落，均匀下落的冷催化剂与通过热催化剂特阀9和热催化剂入口8进入提升管底部筒体3内的热催化剂均匀混合，向汽提蒸汽环管4内提供高温蒸汽，高温蒸汽通过环管喷嘴401喷射进入提升管底部筒体3内，防止催化剂在筒体底部堆积并加速催化剂的混合，向汽提蒸汽喷嘴5内喷射高速高温蒸汽使提升管底部筒体3底部形成真空区，在汽提蒸汽喷嘴5高速蒸汽带动下混合后的催化剂随高速气流吸入预提升段筒体6内并进入的催化剂反应区内。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。