專利名稱：一種固體顆粒提升器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種固體顆粒提升器，尤其是涉及石油加工連續催化重整或其它的連續移動床加工過程所用的催化劑提升器。
背景技術：
催化重整是石油二次加工的重要過程，是生產芳烴及高辛烷值汽油的催化反應過程。良好的催化劑輸送是連續重整反應的關鍵，而催化劑提升器是確保催化劑在反應一再生系統中良好循環流動的關鍵設備。催化重整反應失活的待生催化劑依重力由反應器進入提升器，在高速氣體的提升作用下被送入再生器的頂部，進入再生器進行再生；經再生恢復活性的再生催化劑依重力進入另一個提升器，被提升氣提升至反應器的頂部，進入反應器參與反應，從而完成催化劑的循環。目前，在連續催化重整中使用的一種提升器見美國專利USP5516422，該提升器設有一根提升管，與提升管同心設置一個套管(中心管)。提升氣由上部進入，沿套筒與提升管之間的環形空間向下運動，在提升器的底部改變方向進入提升管，與催化劑并流向上運動，實現催化劑的提升。催化劑循環量的調節依靠調節提升管與套管之間下部間隙的大小來實現；對于已經安裝于連續催化重整裝置中的提升器，這種調節是不易實現的。由于提升氣出口方向與催化劑輸送方向相反而且提升氣沒有分布措施，使用中常出現催化劑循環量調節范圍小或出現提升不暢的情況。連續催化重整中使用的另一種提升器見美國專利USP 5716516，該專利的提升器采用了L閥的原理。在下料管上輸入一股輸送氣，下料管與提升管之間用水平管連接，提升氣從提升管的下部進入。由輸送氣攜帶的催化劑經水平管進入提升管，與提升氣混合并沿提升管向上流動而得到提升輸送。此種提升器結構簡單，但由于提升器容量太小，在使用中就存在一些問題，例如會出現下料管空管或提升不暢的情況。特別是當催化劑物理性能由于磨損而有所變化時，更容易出現問題。該提升器的催化劑循環量調節范圍很小，幾乎不隨輸送氣和提升氣氣量的變化而變化。將上述提升器用于其它的固體顆粒的提升輸送時，也存在同樣的問題。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是現有的提升器所存在的固體顆粒(例如連續催化重整催化劑)循環量的調節不易實現、調節范圍小、易出現提升不暢等問題。
為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案是一種固體顆粒提升器，包括筒體，筒體的頂部和底部分別設有頂板和底板，所述提升器設有固體顆粒入口管、提升管和提升氣輸入管，其特征在于提升管的底部設有吸入室，吸入室為截頭圓錐面形，其頂部與提升管的底部相連，底部為敞口結構的入口，提升氣輸入管的出口端設有噴嘴，噴嘴的頂部出口由吸入室的底部入口伸入到吸入室內，提升器設有輸送氣輸入管，在吸入室的下方與提升器底板之間設有輸送氣分布器，輸送氣輸入管經其出口向提升器內通入輸送氣，輸送氣再經輸送氣分布器將固體顆粒由吸入室的底部入口輸送至吸入室內。
采用本實用新型，具有如下的有益效果本實用新型固體顆粒提升器(以下簡稱為提升器)提升管的底部設有吸入室，提升氣輸入管的出口端設有噴嘴，提升器還設有輸送氣輸入管和輸送氣分布器。上述的設置對提升器的性能起著十分重要的作用。通過合理地設置提升氣與輸送氣的進氣方式，使兩股氣體相互協同作用于待提升的固體顆粒(例如連續催化重整催化劑)，改善了氣固之間的接觸，增大了提升輸送能力以及連續性和穩定性。可通過調節輸送氣氣量的大小來調節固體顆粒(例如連續催化重整催化劑)輸送量的大小，十分方便。本實用新型提升器還充分利用了提升器的有效空間，結構簡單，易于制造。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。附圖和具體實施方式
并不限制本實用新型要求保護的范圍。
圖1是本實用新型的一種提升器沿軸向的剖視圖。
圖2是本實用新型的另一種提升器沿軸向的剖視圖。
圖3是本實用新型的第三種提升器沿軸向的剖視圖。
圖4是一種噴嘴的結構示意圖。
圖5是另一種噴嘴的結構示意圖。
圖6是第三種噴嘴的結構示意圖。
圖7是本實用新型提升器截頭圓錐面形吸入室的結構示意圖。
圖8是圖1中輸送氣分布器的仰視圖，輸送氣分布器為環狀分布管。
圖9是圖3中輸送氣分布器的仰視圖，輸送氣分布器為一種樹枝狀分布管。
圖10是圖3中輸送氣分布器的仰視圖，輸送氣分布器為另一種樹枝狀分布管。
圖11是圖2中輸送氣分布器的俯視圖，輸送氣分布器為開孔分布板。
圖1至圖11中的附圖標記表示1——提升器；101——提升器筒體；102——提升器頂板；103——提升器底板；2——輸送氣輸入管；201——輸送氣輸入管出口；
3——輸送氣分布器；4——噴嘴；5——吸入室；6——提升管；7——提升氣輸入管；8——固體顆粒入口管。
具體實施方式
參見圖1所示本實用新型的一種固體顆粒提升器(以下簡稱為提升器)。提升器1包括筒體101，筒體101的頂部和底部分別設有頂板102和底板103。提升器1設有固體顆粒入口管8、提升管6和提升氣輸入管7。圖1所示提升器1的頂板102為平板，還可以是圓形封頭；底板103為平板，還可以采用圓錐面。固體顆粒入口管8垂直設置于頂板102上，還可以傾斜設置于提升器筒體101的側壁上(圖略)。
提升管6沿提升器筒體101的軸線設置。提升管6的底部設有吸入室5，吸入室5為截頭圓錐面形，其頂部與提升管6的底部相連，底部為敞口結構的入口。吸入室5的錐角α為0度～120度，參見圖7。當錐角α為0度時，吸入室5變為圓筒形。
提升氣輸入管7由底板103垂直向上伸入到提升器1內。提升氣輸入管7頂部的出口端設有噴嘴4，噴嘴4的頂部出口由吸入室5的底部入口伸入到吸入室5內。圖4、圖5和圖6示出了幾種結構的噴嘴。圖4所示的噴嘴4是直徑不變的直管。圖5所示的噴嘴4(圖1所示提升器所采用的)，其直徑通過圓錐面自噴嘴底部向上由大變小，上部有一段直管段；噴嘴底部直徑與上部直徑之比為1.0～3.0。圖6所示的噴嘴，其直徑通過圓錐面自噴嘴底部向上由大縮小、再由小擴大，噴嘴最大處直徑(底部直徑)與最小處直徑(噴嘴縮徑處的直徑)之比為1.0～3.0。上述的直徑可統一采用噴嘴的內徑或外徑。噴嘴4的頂部出口至吸入室5底部入口的距離d為吸入室5高度H的0～0.7倍，參見圖1。
提升器1設有輸送氣輸入管2，在吸入室5的下方與提升器底板103之間設有輸送氣分布器3。圖1所示的提升器，輸送氣輸入管2由筒體101的側壁水平伸入到提升器1內。輸送氣輸入管2的作用是經其出口201向提升器1內通入輸送氣，而輸送氣分布器3的作用是用于分布來自輸送氣輸入管2的輸送氣，使輸送氣將固體顆粒由吸入室5的底部入口輸送至吸入室5內。如圖1所示，輸送氣分布器3為環狀分布管，環繞提升氣輸入管7設置，其上設有方向向下的分布孔，參見圖8。輸送氣輸入管2的出口201與輸送氣分布器3相連。圖8所示環狀分布管的分布孔為圓形，環狀分布管的開孔率為1％～30％。輸送氣分布器3還可以使用樹枝狀分布管(其上同樣設有方向向下的分布孔)，參見圖9和圖10。這些分布器最好是設于吸入室5的正下方。上述的分布器都是工業上所常用的，與石油加工流化催化裂化裝置所使用的空氣分布器的結構相同。
下面以石油加工連續催化重整催化劑的提升為例，說明圖1所示提升器的操作過程。連續催化重整催化劑為球形(球形度等于1)，直徑為Φ1.0～Φ2.5毫米。待提升的催化劑(待生或再生催化劑)由固體顆粒入口管8進入提升器1內，輸送氣(氫氣或氮氣)由輸送氣輸入管2經輸送氣分布器3(環狀分布管)進入催化劑床層與催化劑接觸，形成局部流化，并攜帶催化劑由吸入室5的底部入口進入吸入室5內。(說明輸送氣經環狀分布管的分布孔向下流出，而后在壓差作用下改變方向向上流動。)由提升氣輸入管7輸入提升氣(氫氣或氮氣)，提升氣經噴嘴4進入吸入室5。進入吸入室5的兩股氣體(輸送氣和提升氣)攜帶催化劑在壓差的作用下沿提升管6向上運動，從而完成催化劑的提升與輸送。
圖2所示提升器與圖1所示提升器的主要不同之處是，輸送氣分布器3為分布板，輸送氣輸入管2的出口201設于分布板的下方，出口方向向下。參見圖2和圖11，分布板為開孔板，水平設置于吸入室5的下方與提升器底板103之間。分布板上分布孔的區域推薦位于吸入室5在分布板上的投影區域內(相當于位于吸入室5的正下方)，分布板也可以全開孔。圖2和圖11所示的分布孔為圓形直孔(在圖2中以粗實線表示)，開孔分布板的開孔率為1％～30％。分布板還可以采用微孔陶瓷板、金屬網板或金屬粉末燒結的微孔板，其孔隙率均為1％～30％。上述的分布板也都是工業上所常用的。圖2所示的提升器，底板103為倒圓錐面形；也可采用平板形的底板(如圖1所示)。提升氣輸入管7由提升器筒體101的側壁水平伸入到提升器1內，其出口端同樣設有噴嘴4。圖2所示的噴嘴4為直管形，還可以采用如圖5和圖6所示的噴嘴。圖2中，輸送氣輸入管2經倒圓錐面形的底板103水平伸入到提升器1內，其出口201與分布板不直接相連。操作過程中，輸送氣經出口201向下流動，在底板103處改變方向向上流動，經分布板上分布孔的分布后繼續向上流動，將催化劑局部流化并攜帶催化劑由吸入室5的底部入口進入吸入室5內。其余的操作過程與圖1所示的提升器相同。
圖3所示提升器與圖1所示提升器的主要不同之處是，底板103為倒圓錐面形；也可采用平板形的底板(如圖1所示)。輸送氣輸入管2由底板103垂直向上伸入到提升器1內，其出口201與輸送氣分布器3相連。圖3所示的輸送氣分布器3為樹枝狀分布管，如圖9、圖10所示的兩種。樹枝狀分布管上同樣設有方向向下的分布孔；圖9、圖10所示的分布孔為圓形，樹枝狀分布管的開孔率同樣為1％～30％。圖3所示的提升器，其輸送氣分布器3也可以采用環狀分布管，如圖1、圖8所示。圖3所示的提升器，提升氣輸入管7由提升器筒體101的側壁水平伸入到提升器1內，其出口端同樣設有噴嘴4。圖示噴嘴4為直管形，還可以采用如圖5和圖6所示的噴嘴。圖3所示提升器的操作過程與圖1所示的提升器基本相同，說明從略。
圖2和圖3所示提升器其余未提及的部件的結構及其變化以及部件的結構參數，均與圖1所示的提升器相同，說明從略。圖1至圖3中，未注明附圖標記的箭頭表示輸送氣、提升氣或催化劑的輸送或流動方向。本實用新型圖2至圖11中，所有未說明的附圖標記的意義均參見本說明書“附圖說明”部分的說明。
以上結合附圖和具體實施方式
對本實用新型提升器的結構和操作過程進行了詳細說明。本實用新型提升器并不限于圖示的幾種具體的結構形式以及說明書中所列舉的一些結構形式的變化。本領域的技術人員根據本說明書的說明并運用本技術領域的技術常識，還可以合理地進行其它各種可能的部件結構或其組合方式的變化，以滿足各種具體的操作要求。比如說，提升器輸送氣輸入管2及其出口201、輸送氣分布器3的設置，只要能滿足輸送氣輸入管2經其出口201向提升器1內通入輸送氣、輸送氣再經輸送氣分布器3將固體顆粒由吸入室5的底部入口輸送至吸入室5內即可。
本實用新型提升器主要用作石油加工連續催化重整催化劑的提升器，也可用作石油加工工業其它的連續移動床加工過程(例如移動床脫硫)所用的催化劑的提升器。本實用新型提升器還可用于其它的固體顆粒(如砂粒)的提升輸送，其操作過程與連續催化重整催化劑的提升輸送過程相同。所述固體顆粒的球形度為0.6～1，當量直徑為0.3～5毫米。提升氣和輸送氣可根據具體的操作情況按常規加以選取；比如用于提升輸送砂粒時，提升氣和輸送氣可采用空氣。
權利要求1.一種固體顆粒提升器，包括筒體(101)，筒體(101)的頂部和底部分別設有頂板(102)和底板(103)，所述提升器(1)設有固體顆粒入口管(8)、提升管(6)和提升氣輸入管(7)，其特征在于提升管(6)的底部設有吸入室(5)，吸入室(5)為截頭圓錐面形，其頂部與提升管(6)的底部相連，底部為敞口結構的入口，提升氣輸入管(7)的出口端設有噴嘴(4)，噴嘴(4)的頂部出口由吸入室(5)的底部入口伸入到吸入室(5)內，提升器(1)設有輸送氣輸入管(2)，在吸入室(5)的下方與提升器底板(103)之間設有輸送氣分布器(3)，輸送氣輸入管(2)經其出口(201)向提升器(1)內通入輸送氣，輸送氣再經輸送氣分布器(3)將固體顆粒由吸入室(5)的底部入口輸送至吸入室(5)內。
2.根據權利要求1所述的固體顆粒提升器，其特征在于輸送氣分布器(3)為環狀分布管或樹枝狀分布管，其上設有方向向下的分布孔，輸送氣輸入管(2)的出口(201)與環狀分布管或樹枝狀分布管相連。
3.根據權利要求1所述的固體顆粒提升器，其特征在于輸送氣分布器(3)為分布板，輸送氣輸入管(2)的出口(201)設于分布板的下方，出口方向向下。
專利摘要本實用新型公開了一種固體顆粒提升器，主要用于解決現有的提升器所存在的固體顆粒循環量的調節不易實現、調節范圍小等問題。本實用新型提升器(1)設有提升管(6)、提升氣輸入管(7)。提升管的底部設有截頭圓錐面形的吸入室(5)，提升氣輸入管的出口端設有噴嘴(4)，噴嘴的頂部出口由吸入室的底部入口伸入到吸入室內。提升器設有輸送氣輸入管(2)，在吸入室的下方與提升器底板(103)之間設有輸送氣分布器(3)。輸送氣輸入管經其出口(201)向提升器內通入輸送氣，輸送氣再經輸送氣分布器將固體顆粒由吸入室的底部入口輸送至吸入室內。本實用新型提升器可用于固體顆粒、尤其是石油加工連續催化重整催化劑的提升輸送。
文檔編號B01J8/00GK2728606SQ20042007484
公開日2005年9月28日 申請日期2004年10月15日 優先權日2004年10月15日
發明者閆遂寧, 李朝發, 全民 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化集團洛陽石油化工工程公司