重油催化裂化装置再生器的设计_张新国

大孔分 布 板
“。
外包 上 耐磨衬 里 , 以增 强耐磨 性 主管 、 支 管 、分 支 管实 际 主风 流速控 制在 , 喷嘴 压 降控 制 在 为 宜 , 喷嘴 喷 出速 度不宜 大 于 将分 支 管和 喷嘴 的 内插 人深 度 加 长 , 深 人 深 度 一 般在 一
衬里
大孔 分 布板 的结构 型式 见 图
料 腿翼 阀 的出 口朝 向宜 为 圆周 切线 布置 或朝 向壳体 径 向布置 , 应 使 翼 阀 出 口避 开 高 流速 区 和 密相床 面流 化不 稳定 区 。翼 阀在 制造 后 和安装 前
必须对 阀板 及密 封部位 、吊环 等 进行 全 面检查 , 并
第
卷第
期
张新 国等
重油催 化裂化装置再生器的设计
流床 串联再 生 工艺 , 再 生 器 为 串联 式二 段 再 生 结 构 , 两 个再 生 器同轴 中间用 大孔 分布 板 隔开 , 其结 构 见图 。
型 等 , 均 能达 到 很高 的效率 ,具 有
世界 先进水 平 。 在设 计 中选用 哪一 种技 术要综 合
当旋风 分离 器 筒 体 直 径 超过 时 ,
结构 设计
再 生器 的结 构
酸性 介质 引起 的露 点腐 蚀 , 壳 体 衬 里后 计 算 壁 温
腐蚀余 量
焊接 接头 系 数 中一 , 壳 体 接头 进 行 射 线检测 , 级合 格 一 《钢 制压 力 容
一
、 类焊接
级合 格 ,同时 进行
℃以上 , 短 时 可
超声检 测复 验 , 再生器 壳体 按照
静设 备
石 油化工设备技 术 ,
,
· ·
重油催化 裂化装置再生器的设计
眼 新 国 , 高香泽
中国 石 油 建 设 工 程 公 司 华 东 设 计 分 公 司 , 山东 青 岛
摘
要 再 生器是重油催化裂化装置 中的关键设备 , 再生 器设计 的成功 与否 , 将 直接 关 系到装置 能否 高
效 、长周期地运行 。 随着诸 多新技 术 、 新 工艺的不 断 出现 , 装置的大型化对再生 器设备的设计 、 制造 、安装 、运 行提 出了更 高的要 求 。 该 文就 重油催化 裂化 装置再生器的结构设计 、选材的考虑 、壳体应 力腐蚀预 防措施 等
效果 。
Hale Waihona Puke Baidu
足 工程 要求 的前 提下 , 不宜 追求 强度过 高 的材料 , 以减少壳 体 表面 变 形 应 力 , 所 以再 生 器 壳 体 优 先
选用 新材 料标 准牌 号改 为 内件材 料 的选择 再生 器 内 件 长 期 工 作 在 、 、 、 、 。 以上 , 并 有 等腐蚀 介质及水蒸
… 钉 一
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彼 ' 刁
仁
注
…
各个料 腿 应 用 拉 杆 互 相 联 接 形 成 稳 定 的 整 体 结 构 , 每 层拉杆 应尽 可能 呈三 角形 布置 , 拉杆 间距 约 为 一 ,不 宜 少 于 层 。设置翼 阀 层拉杆 , 以 的料腿 应 在 其上 左 右处 设
…
减少振 动 , 避 免翼 阀 阀板 “张 嘴 ”及高 温变 形 。 料 腿一 般为 垂直安 装 , 如 内构件 较 多 , 布置 有 困难 时也可 倾斜 , 但与铅 垂线 的夹角 应尽 量小 , 其 最大夹 角最 好不 大于 。 。
流化稳 定段 。
图
一第二再 生器
一外循环管
再生器结构示意
一旋风分离系统 一大孔分布板
一主风分配器
一 待 生 催 化 剂 返 回管 一再生催化剂出 口
一第一再生器 烧焦罐
一外取热器出 口
一再生剂溢流斗
旋 风分离 器 的布置 在再 生器 内一 、二级 旋 风 分 离器 宜 布 置 在 同
心 圆上 。 如 因结 构原 因未 布 置 在 同心 圆上 时 , 应 保证 一级 旋风 分离 器 的吊挂在 壳体上 的固定点 与
和 良好 的抗 热振 性 。
主风 分 配器
近年来 , 重 油催 化 裂 化 装 置 中发 生 应 力 腐 蚀 的再生 器壳 体绝 大 多数是 由 造的 。而 较 或 制 在抗 烟气 露点 腐 蚀 的敏
感 性 上有 着 明 显 的优 越 性 , 因此 , 笔 者 认 为 , 在 满
主风分 配器 的作 用是将 新鲜 空气 均匀 地分 散 到再 生 器烧 焦床 层 , 其 性 能 的好 坏直 接 影 响 烧 焦
收 稿 日期
一 一 年 毕业 于广 东石
作者简介 张新国 , 男 , 山东 沾化 人 。
油学校炼厂机械专业 ,
毕业 于中 国石油大 学 华东 化
工 设 备 与 机 械 专业 , 现 在 中 国石 油 建 设 工 程 公 司华 东 设 计 分 公 司 设 备 室 从 事 石 油 化 工 设 备 的设 计 工 作 , 已 发 表 论 文 篇 高级工程师
人旋 风分离 器 内 , 就 必 须 要 有 一 根 较 长 的 下料 管 来形 成 一 定 料 柱 , 保 证 足 够 的料 封 , 此 管 通 称 为 “料腿 ” 。料 腿 内的料柱 高度 取 决于 系统 的压 力平 衡及料 腿 内物料 的流动 状态 。 其长 度 由旋风 分离 系统压 力平 衡及 床 层料 面位 置 而定 , 其 下 口不 应 设在 流化不 稳定 区域 内 。 旋 风分 离器 料腿 的直径 根 据床 层带 人一 级旋 风分离 器 的催化 剂 颗粒 浓 度 进 行 核 算 , 使 一 级 料 腿的催化剂质量 流速在 料腿的催化剂质 量流速在 · 左右 , 二级 · 左右 。 〕
考虑 。
再 生 器 的结构 型式是 由催 化剂 再生 工艺 决定
的 。 工业 上有 各 种 型式 的再 生 器 , 大 体 上可 分 为
型 、
型、
三种 类 型 单 段再 生 , 两段 再生 , 快速 床再 生 。
中国石化 工程 建设公 司 为某石 化公 司设计 的 重油 催 化 裂 化 装 置 , 采用 快 速 床 十 湍
隔热 耐磨衬华
。
℃高温下长期工作 , 的 高浓 度 催化 剂
再生 器采 用无 龟 甲网隔热 耐磨 单层 衬 里 。 该 结构 具有 隔热 与耐 磨兼顾 、 整 体性好 、 强 度 高 和不 易脱 落 的优 点 , 非 常适 用 于 大 型装 置 。 无 龟 甲 网 单层 衬里 选 用 了 对 不 同方 面 锚 固效 果 都 很 好 的 “ ”形锚 固钉 , 在 锚 固钉顶 端 安 装 了塑 料 帽 , 以吸 收其 在操作 温 度下 沿衬 里厚 度方 向的热 膨胀 。 为 了增 强单层 衬 里 的 完 整性 , 在 衬 里 中均 匀 掺 人 了 的钢纤 维 。 这对 提 高衬里 材料 的抗拉 强 度 、 增 强整 体性 、 提高 抗 机 械 与 热 冲击 性 能 起 着很 重要
问题进 行 了较详细的论述和分析 。 关键 词 重油催化裂化装置 再生器 旋风分 离系统 大孔分布板 材质选择
再 生器 是炼 油厂 催化 裂化装 置 中的关键 设 备
冷壁 结构 , 设计 温 度 取 控制 在 一
口 。 考 虑 防止 烟 气 中
之 一 。 它 的主要 作用 是烧 去结焦 催化 剂上 的焦炭 以恢复催 化 剂 的活 性 , 同时提 供 原 料 油 裂 化所 需 的热量 。再生 器设 备 的稳定运 行 是保证 催 化剂正 常再 生 的关键 。 重 油催 化裂 化装 置再生 器 的特 点 是 设 备直 径 大 操 作温 度 高 , 一 般都 在 达 露 点腐 蚀 。 本 文结 合某石 化公 司 再生 器设 计应 考虑 的一 些 问题 。
做静 态试 验 。 翼 阀 的安 装 角 度 一 般 控 制 在
设计 原则 是 合理 均匀 布置喷 嘴 , 避 免 气 流对 主 管
等 内构件 的 直接 冲蚀 在 主管 、 支管 、 分 支 管 、喷 嘴
“, 对 于使用 大 密 度 催 化 剂 的重 油 催 化 裂 化 装 置 , 翼 阀安装 角度 可适 当加 大 ,一 般不 大 于
的作 用 。
一
军
图 大孔分布板结 构示意
设备壳体 松散硅酸铝 耐火纤维
锥形短节
适 当提 高 隔热 耐 磨 衬 里 的导 热 系 数 , 降 低 隔 热耐 磨衬里 的厚 度 , 相应 提高 衬里 材料 的抗折 、 抗 压强 度和体 积 密 度 , 在 保证 衬 里 有 足 够厚 度 和强 度 的情 况下 使壳 体衬 里后 计算 壁温控 制 在高 于烟
。它 是 由锥 形
短节 、 蝶 形封 头及 封头上 的耐 磨喷 嘴组 成 。 串联 并 流烧 焦 的 大孔 分 布 板 既 是一 再 烧 焦 罐 与二再 的隔板 , 又是 烟气 和催 化剂从 烧焦 罐 到 二再 的通 道 , 它 既 要 在 又要 能 承受 速度 约
的磨 损 。
耐磨喷嘴 大孔分布板 蝶形封头
同组一 、二 级 旋 风 分 离 器 的旋 向必 须 一 致 。
各组 旋风分 离器 应等 角度 均匀 布置 。两 相 邻旋 风 分离 器外 壁之 间的最小 间隙 不 应 小 于
于 。 「 ` 〕
,任
何旋 风分离 器 和壳壁衬 里之 间 的最小 间隙 不应 小
料腿
一 泣
在再生 器 内 , 床 层 压 力 高 于 旋 风 分 离器 内 的 压力 , 要使 分离 器 内捕 集 下 来 的催 化 剂 能顺 利地 返 回床 层 , 而床层 内压 力 较 高 的 气 体 又 不会 倒 窜
催 化 剂磨蚀 大 烟气 介质 对壳 体 易产生 重油 催化 裂
器》 及 其 相 关 标 准 进 行 设 计 。对 壳 体 上 超 出
一 补 强 范 围 的大 开 孔 应 按
化装 置 中再生 器 的 设计 , 谈 谈 重 油 催 化 裂化 装 置
《钢制 化工 容器 强度计 算规定 》 或按 有 限元 应 力分 析方法 进行 计算 。 旋风 分离 系统 旋风分 离 器 旋风分 离器 的设计 要考 虑选 用好 的旋 风分 离 器技 术 , 国内 已有 多个 专有技 术 如 型、
旋风分 离 器顶 板 太薄 , 升气 管焊 在顶板 上 , 由于旋 风分 离器本 身 重 量 及 热 应力 的作 用 , 顶板 产 生 变 形 , 造 成升 气管 与 筒体 和锥 体不 同心 , 内外 旋 流偏
转 , 将 已分 离下 来 的 固体 颗 粒重 新 卷 进排 气 管 带
出 。
一标高上 , 使一 、 二级旋风分离器出人 口连接处的 竖 向膨胀差 最小 。
气酸露 点温 度 选 材 的考虑 壳体 材质 的选择 一 为宜 。
大孔分 布 板 的 材料 为 奥 氏体 不 锈 钢 , 而与 其 相连 接 的壳 体 为碳 钢 , 两种 材 料 的 热膨 胀 系数 差
别很 大 , 由此 引起两 种材 料的 变形不 协调 , 从 而产
生很 大 的应 力 。 为 确保 大 孔 分 布板 的安 全 使 用 , 对 大孔 分 布板应 采 用有 限元应 力分 析 的方法进 行 优化设 计 , 确定 较佳 的结 构设计 方 案 。 耐 磨 喷嘴选 用 高温 耐磨性 能好 的特 种 陶瓷 材 料 , 这 种材 料具 有 良好 的抗 高温 氧化 性 、高温硬 度
料腿密 封设 施
一 两 一 叫
一 , 一
一 级旋 风分 离 器捕 集 的催 化 剂 量 很 大 , 在 料 腿下 口可 以不 用翼 阀 , 只需 装 个 防倒 锥 即 可 。 二 级旋风 分离 器是 控 制催 化 剂 跑 损 的关 键 , 它 的料 腿必须 严格 保证 排 料 通 畅 和气 体 不 会 倒 窜 , 故 其 下 口都 装有 翼 阀 。 如 果料 腿插 入密相 床 ,应 采 用全 履盖 翼 阀 如 果翼 阀放在 稀相 床 , 应 采用半 覆 盖翼 阀 , 位 于床层
设 计 温 度 壳 体 为采 用 隔 热 耐 磨 衬 里 的
石
油
化
工
设
备
技
术
年
刚性 , 防止 高温 变 形 。 如果 旋风分 离器筒 体太 薄 ,
二级 旋风分 离器 出 口管 中心线 与壳 体 的交点 在 同
在温度高达
℃的环境下长期操作 , 筒体就会
变形 。变形产生的径向挤压力会损坏衬里 。 如果
其 壁厚 应适 当加 厚 , 一 般 壁 厚 大 于 等 于
顶 板厚 度大 于等 于
,
, 目的是 增加 高温 下 的
壳体设 计 参数
设 计 压 力 确 定 壳 体 的设 计 压 力 时 除 应
考虑 主风机 或增 压 机 的最 大 出 口压 力 外 , 还 应 考 虑非正 常状 态下 因催 化剂 的堆 积或 其他原 因引起 的系 统 局 部 升 压 , 一 般 设 计 压 力 不 小 于 。