Устройство для ввода в контакт твердых измельченных частиц с жидкостью Советский патент 1990 года по МПК B01J10/00 

Изобретение относится к устройствам для образования контакта между твердыми частицами и жидкостью, особенно между частицами катализатора и потоком углеводородного нефтепродукта в нижней части реакционного аппарата стояка установки жидкостного каталитического крекинга (FOC).

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

На фиг. 1 показано устройство для взаимодействия твердых частиц с жидкостью, продольное сечение; на фиг. 2 - нижняя часть реакционного аппарата стояка жидкостного каталитического крекинга, продольное сечение; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Устройство содержит трубу 1 подачи жидкости, большая (ниже по потоку)

часть которой окружена нижней частью корпуса 2 устройства для твердых частиц. Концевой участок 3 трубы 1 подачи жидкости предпочтительно содержит отдельное входное средство 4 для первой жидкости и более предпочтительно трубообразное входное средство 5 для второй жидкости, расположенное частично внутри концевого участка 3. В варианте, показанном на фиг, 1, кольцевое входное отвер- стие 6 для первой жидкости образовано между стенкой трубы 1 подачи жидкости и трубообразным входным средством 5, чтобы ускорить направленный вверх (по хоцу потока) поток первой жидкости и обеспечить распределение его по поперечному сечению трубы 1 подачи жидкости. Дальнейшее ускорение и смешивание первой и второй жидкостей может быть достигнуто путем

СП

использования трубы 1 подачи жидкости площадь поперечного сечения которой уменьшается в направлении вниз по потоку. Предпочтительное отношение диаметров по потоку конц€:вых участков 3 и 7 трубы 1 подачи жидкости составляет 1-5, а наиболее предпочтительное - 1,2-3. .

Основное преимущество предлагаемо- го устройства состоит в том, что труба 1 подачи жидкости расположена по центру нижней части 8 корпуса 2 для твердых частиц, может использоваться для достижения быстрого и однород- кого смешивания твердых частиц с жидкостью.

Концевой участок 9 трубообразного входного средства 5 может содержать установочное средство, например на- правленные наружу распорные ребра 10. В концевом участке 9 имеется по крайней мере одно отверстие 11. Однако в некоторых случаях выгодно иметь в концевом участке 9 несколько от- верстий, через которое протекает второй жидкостный поток с относительно высокой скоростью (вапример, 30-300 м/с) и, соответственно, увеличивается скорость жилкостной смеси, текущей через трубу 1 годачи жидкости В предпочтительном варранте реализации в отверстии 11 устанавливается отражатель, которым определяет кольцевое отверстие жидкости. Отражатель может содержать вращающееся симмет- ричное тело с возрастающим диаметром в направлении по ходу потока,

Кольцевое выпускное отверстие 12 жидкости предпочтительно образуется между стенкой (по ходу потока), концевой частью 7 трубы 1 подачи жидкости и отражателем 13 Вращающееся симметричное тело с возрастающим диаметром по ходу потока представляет собой коническое тело с углом раскрытия в диапазоне Ю-1800, предпочтительно 80-120°« Отношение диаметра основания этого конического тела и диаметра концевой части 7 трубы 1 подачи жидкости предпочтительно 0,8-6, наиболее предпочтительно 1-4. Отражатель 13 может удерживаться на месте с помощью соединительного средства 14, которое мсжет быть установлено внутри или снаружи (фиг. 1) концевой части 7 трубы 1, в последнем случае соединительное средство 14 может также служить в качестве

Q

n 5 35

50 55

0

лопастей внутри кольцевого отверстия 15, образованного между трубообраз- ным защитным средством 16 и концевой частью 7 трубы 1. Стержень 17 может быть установлен соосно внутри трубы 1 подачи жидкости и соединен с отражателем 13 для достижения стабильного кольцевого жидкостного потока вокруг стержня.

Предлагаемое устройство содержит распределительное устройство 18, например, в виде перфорированной пластины (фиг. 1) или кольцевого барботе- ра, имеющего равномерно отстоящие друг от друга отверстия, например сопла 19, через которые псевдоожижаю- пшй газ (например, поток или отходя- щий газ кисложидкостного каталитического крекинга), введенный через впускное средство 20, поступает в зону 21 смешивания. Кроме того, отдельный поток газа, введенного через впускное средство 22, может использоваться для охлаждения пространства 23 между защитным средством 16 и трубой 1. Корпус 2 для твердых частиц может содержать секцию с суженным диаметром (не показана) вблизи кольцевого жидкостного выпускного отверстия 15 для увеличения скорости псев- доожиженного слоя твердых частиц, окружающих это отверстие, что улучшает контакт между жидкостью (смесью), поступающей из жидкостного выпускного отверстия 15, с твердыми частицами.

На фиг. 2 показан другой вариант реализации устройства, которое используется как часть устройства для жидкостного каталитического коекингэ углеводородных веществ.

Устройство дополнительно содержит впускное средство 24 для ввода твердых частиц (например, исходящих из регенератора катализатора) в нижнюю секцию корпуса 2, который может быть реакционным аппаратом стояка устройства жидкостного каталитического крекинга. Охлаждающий газ, например пар низкого давления, может вводиться через впускное средство 22 охлаждающего газа и кольцевое впускное пространство 25 для охлаждающего газа в пространство 23, заключенное между стенками нижней секции 26 защитного средств ва 16, и удаляться через кольцевое отверстие 15, в котором размещены лопасти 27. Тяжелый нефтепродукт вводится через входное средство 5 и че5

рез отверстие 11 в нижнем (по ходу потока) концевом участке 9 в трубу 1 подачи жидкости, где, происходит смешивание с паром, вводимым через входное средство 4.

Пример. Подаваемый поток тяжелого нефтепродукта поступает во входное средство 5 устройства, как показано на фиг. 2, при 250°С и дав/лении 12 бар абс. и смешивается в трубе 1 подачи жидкости длиной 3 м и диаметром 0,2 м с паром, вводимым через входное средство 4 при 300°С и давлении 15 бар абс. Смесь нефте продукта и пара течет со скоростью 50 м/с через кольцевое выпускное отверстие 12 в зону 21 смешивания, которая функционирует при давлении 3 бар абс. и 520°С. Регенерированный катализатор на базе двуокись кремния - алюминия в порошкообразной форме вводится через впускное средство 24 при 700°С в зону 21 смешивания, где частицы катализатора вступают в контакт со смесью нефтепродукта и пара.

Использование устройства для ввода твердых частиц, которое устанавливается по центру в нижней секции реакционного аппарата стояка, как показано на фиг„ 2, позволяет достичь однородного смешивания твердого катализатора крекинга и жидкости (углеводорода и пара) в зоне 21 смешивания в относительно короткий период времени, поэтому длина секции реакционного аппарата стояка, в котором частицы твердого катализатора смешиваются с подаваемым углеводородом, относительно небольшая, а также оптимального использования остальной (верхней) секции реакционного аппарата стояка для каталитического крекинга

512406

Кроме того, при использовании предлагаемого устройства, только относительно небольшое количество пара или другой жидкости расходуется для 5 впрыска данного количества жидкости (углеводородов); в результате оптимального контактирования подаваемого углеводорода и частиц катализатора 10 снижается образование осадка кокса на частицах катализатора и на стенках устройства крекинга.

Формула изобретения

15 1. Устройство для ввода в контакт твердых измельченных частиц с жидкостью, содержащее корпус, трубы для подачи жидкости, установленные кон- центрично по оси корпуса с зазором

20 относительно друг друга, патрубок для подачи жидкости в нижней части корпуса и патрубок для подачи твердых частиц и отражатель, отличающееся тем, что, с целью

25 повышения эффективности процесса, оно снабжено ограждающей трубой с распределительным устройством, установленной коаксиально трубам подачи жидкости, при этом внутренняя труба

30 выполнена с сужающейся верхней частью, а отношение диаметров нижней части к верхней части составляет 1-5,

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражатель выполнен в виде конуса с углом рас- крытия 80-120°, обращенного вершиной к выходному отверстию суженной части трубы для подачи жидкости.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что распределительное устройство выполнено в виде решетки.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что распределительное устройство выполнено в ви0

5

де кольцевого барботера,

haassesari

Физ1

Изобретение относится к устройствам для образования контакта твердых частиц с жидкостью и позволяет интенсифицировать процесс. Устройство содержит корпус с твердыми частицами, по крайней мере частично окружающий трубу подачи жидкости, которая имеет входное отверстие в верхней (по ходу потока) концевой части и кольцевое выпускное отверстие в нижней (по ходу потока) концевой части, отношение диаметров которых составляет 1 - 5. Распределительное устройство выполнено в виде решетки или кольцевого барботера. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.