整合式旋流器組合件
背景技術:技術領域本公開主題涉及旋流器組合件,特別是在多相反應床容器中用來固定和穩定旋流器組合件的穩定器組合件。
背景技術:流化催化裂化(FCC)工藝用于石油和石化轉換工藝。這些工藝可以提供有效率的和選擇性的含烴進料的催化裂化。例如,在熱激活條件下,小的催化劑微粒可被流化并且通過密切接觸和進料混合,通常生產低分子量的“裂化”產物。至少部分由于這種能力,FCC工藝有利于連續地重復利用和再生失去效能的催化劑以及處理大體積含烴進料。在FCC工藝中,更高分子量的進料接觸流化催化劑微粒,在流化催化裂化單元的提升管反應器中最有利。進料和催化劑之間的接觸可以根據期望得到的產品的種類加以控制。在進料的催化裂化中,可以調節反應器條件,包括溫度和催化劑循環速率,以增加期望得到的產物的形成和減少不期望得到的產物的形成,例如輕氣和焦炭。可以利用各種流化催化裂化反應器提升管和反應器容器的設計。例如,某些流化催化裂化反應器利用短接觸時間的裂化構造。用這種構造,催化劑在有限的時間內接觸流化催化裂化器進料流以減少過度裂化,過度裂化會導致低價值產品例如輕質烴氣體的產量增加,以及裂化催化劑上的積碳增加。某些流化催化裂化構造利用反應器提升管裂化構造,其中催化劑可以在反應器提升管中接觸流化催化裂化器進料,在催化劑和烴混合物從反應器提升管流入流化催化裂化反應器后,催化劑和烴反應產物可以短暫地分離。已知有多種不同的流化催化裂化反應器的設計。例如,某些設計利用機械旋流器內接反應器將催化劑從烴反應器產物中分離。該分離過程可以減少催化劑和烴之間的提升管后反應并且從失效的催化劑中分離裂化的烴產物用于進一步加工,所述失效的催化劑可以再生和再引入該反應過程。機械旋流器組合件通常可以包括多個與反應器的壓力容器結合和固定的旋流器。平衡和支撐不足的旋流器系統會產生振動頻率,該振動頻率會促進金屬疲勞和導致機械故障。通常利用多個平板式吊帶(hangerstrap)支撐一個或多個的旋流器到壓力容器。然而,傳統的吊帶支撐系統對工程師是有挑戰性的,特別是為均勻地平衡旋流器系統提供支撐點。不平衡的旋流器系統可以造成一個或多個的旋流器的軸面刃傾角,其可以在系統運行周期期間降低整體旋流器系統的穩定性和表現。此外,增加的吊帶長度可以導致系統運行期間增加的熱膨脹。超過期望長度的吊帶會導致一個或多個的旋流器的過度膨脹,其會造成旋流器系統的軸面刃傾角從而效率低下。通過抑制旋流器的浸入管導管運動,可以進一步地穩定旋流器系統免受振動。在實踐中,通過一個或多個的支架將成對的旋流器連接其他的成對的旋流器。例如,支架可以用于以三角形的樣式連接三個旋流器。然而,某些旋流器布置不適合這種三角形整合式,例如如果使用的旋流器少于三個。此外,來自其他硬件的空間限制和干擾會限制可用于構成期望得到的支撐體系的區域。另外,在壓力容器殼和旋流器系統之間的不均勻熱運動會降低這類支撐布置的效果。因此,對在反應床容器中固定和穩定旋流器組合件的方法和組合件的改進仍然存在需要。
技術實現要素:本公開主題的目的和優點將在以下的說明中闡明并且顯而易見的,也將會通過實施本公開主題而意識到。本公開主題的其他優點將通過在書面說明書和其權利要求書中以及從附圖中特別指出的方法和系統實現和獲得。為了實現這些和其他的優點并與本公開主題的目的相一致,如具體說明和簡要描述的,本公開主題包括一種整合式旋流器穩定器組合件。該組合件包括安裝于旋流器上部的上孔環,安裝于旋流器下部的下孔環和多個在上孔環和下孔環之間延伸的支柱。所述上孔環具有多個在其中徑向延伸的鉸鏈構件,由此支撐所述旋流器的上部。下孔環具有多個在其中徑向延伸的鉸鏈構件,由此支撐所述旋流器的下部。例如,如本文呈現的,上環可以設置成鄰接導管的上端,下環可以設置成鄰接導管的下端。上環具有比下環橫斷面尺寸大至少約30%的橫斷面尺寸。另外,如本文呈現的,多個鉸鏈構件可以包括一個或多個的平板鉸鏈。三個鉸鏈構件可以從上環向內徑向延伸。另外或者可選地,三個鉸鏈構件可以從下環向內徑向延伸。上環的鉸鏈構件可以和相應的下環的鉸鏈構件對齊。此外,每個支柱可以從上環的多個鉸鏈構件之一和下環的多個鉸鏈構件之一伸出并可與其相連接。如本文呈現的,上環可以包括三個鉸鏈構件,下環可以包括三個鉸鏈構件,并且三個支柱可在上環和下環之間延伸。在某些實施方案中,組合件可以包括至少一個連接構件以將上環和下環的至少一個連接到用于另外的旋流器的相似構造的穩定器組合件的相應孔環。所述上環可以包括兩個連接構件正切地延伸到相似構造的穩定器組合件的上環,所述下環可以包括兩個連接構件正切地延伸到相似構造的穩定器組合件的下環。根據本公開主題的另一面,提供一種旋流器組合件。所述組合件可以包括一級旋流器、一級旋流器組合件、二級旋流器和二級旋流器組合件。所述一級穩定器組合件包括在一級旋流器上部設置的上孔環和在一級旋流器下部設置的下孔環。所述上孔環具有多個在其中徑向延伸的鉸鏈構件,由此支撐所述一級旋流器的上部。所述下孔環具有多個在其中徑向延伸的鉸鏈構件,由此支撐所述一級旋流器的下部。多個支柱在上孔環和下孔環之間延伸。所述二級穩定器組合件包括在二級旋流器上部設置的上孔環和在二級旋流器下部設置的下孔環。所述上孔環具有多個在其中徑向延伸的鉸鏈構件,由此支撐所述二級旋流器的上部。所述下孔環具有多個在其中徑向延伸的鉸鏈構件,由此支撐所述二級旋流器的下部。多個支柱在上孔環和下孔環之間延伸。至少一個連接構件將一級穩定器組合件的上環和下環的至少一個連接到二級穩定器組合件的相應孔環。另外,如本文呈現的,二級旋流器可以包括一個從其延伸的出口管。此外,一級旋流器可操作地與二級旋流器連接。出口管可以具有一個橫斷面尺寸和長度并且可以被構造成固定于壓力容器封蓋,由此支撐二級旋流器。一級旋流器可以具有一個從中伸出的管狀支撐構件。所述管狀支撐構件可以和二級旋流器的出口管大致平行地對齊并具有相似的長度,并且可被配置為連接到壓力容器封蓋由此支撐一級旋流器。可以理解以上的概述和以下的詳述是例示性的,其意圖是為本公開主題所要求的權利提供進一步的解釋。包括并入本說明書并且是本說明書組成部分的附圖,用來說明和提供本公開主題的進一步的理解。連同說明,附圖用來解釋本公開主題的原理。附圖說明圖1是局部橫斷面視圖,示出了傳統的旋流器組合件,為了說明和對比本公開主題。圖2是局部橫斷面頂視圖,示出了沿圖1的線2-2繪制的旋流器組合件。圖3是高位透視圖,示出了根據本公開主題所述的例示性整合式旋流器穩定器組合件。圖4是圖3的旋流器穩定器組合件的側視圖。圖5是橫斷面側視圖,示出了根據本公開主題的反應器床層容器中的例示性旋流器組合件。圖6是圖3的旋流器穩定器組合件下部的細節側視圖。圖7是圖6的區域7的放大的細節透視圖。圖8是移除了部分的圖3的旋流器穩定器組合件的局部透視圖。圖9是根據本公開主題的另一方面的例示性的整合式一級和二級旋流器組合件的局部立視圖。圖10是圖1的傳統旋流器組合件的局部橫斷面側視圖,為了和圖9例示性的整合式一級和二級旋流器組合件對比。圖11是圖9例示性的整合式一級和二級旋流器組合件的局部橫斷面側視圖。圖12是圖9例示性的整合式一級和二級旋流器組合件的一部分的局部細節透視圖。圖13是根據本公開主題的另一個例示性的整合式一級和二級旋流器組合件的橫斷面視圖。優選實施方案的詳細說明現在詳細參考本公開主題的各種例示性的實施方案,在附圖中示出的例示性的實施方案。本公開主題的結構和工作的相應方法將連同該系統的詳細描述來說明。本文提出的裝置和方法可以用于固定和/或穩定各種適合的旋流器系統的任何一種,包括任何一種利用支撐和/或穩定器系統以克服在反應器床層壓力容器中的工作條件的旋流除塵分離器系統。僅為說明而非限制,如本文呈現的,反應器床層容器可以是具有一個或多個用于從催化劑中分離烴的旋流器系統的流化床反應器或填充床反應器。在美國專利號8,349,170和美國專利申請公開號2011/0240526和2011/0315603中提供了關于流化床反應器和流化催化裂化(FCC)工藝的其它細節,每一個都通過引用以整體結合其中。依照本文公開主題的一個方面,所述整合式旋流器穩定器組合件通常包括在旋流器上部設置的上孔環、在旋流器下部設置的下孔環和多個在上孔環和下孔環之間延伸的支柱。所述上孔環具有多個在其中徑向延伸的鉸鏈構件,由此支撐所述旋流器的上部。所述下孔環具有多個在其中徑向延伸的鉸鏈構件,由此支撐所述旋流器的下部。附圖中,相似的附圖標記指的是遍及不同視圖的相同或者功能上相似的部件,用來進一步說明各種實施方案和解釋與本公開主題全部一致的各種原理和優點。為了解釋和說明,并且并非限制,根據本公開主題的第一方面的旋流器組合件的例示性的實施方案在圖3-8中示出。盡管本公開主題關于在流化催化裂化工藝中的床反應器使用的旋流器組合件進行了描述,所屬領域的技術人員會意識到本公開主題不限于作為例證的實施方案,并且該穩定器組合件可以用于固定和/或穩定任何一個適合的腔室的適合的組件。為了對比和說明本公開主題,首先參考圖1~2中的傳統的旋流器組合件。如圖所示,傳統的旋流器組合件10包括多對系統地連接的配置相似的一級旋流器100和二級旋流器200。每對一級旋流器100和二級旋流器200可以從壓力容器的上部懸吊下來,其中每個一級旋流器100和二級旋流器200分別包括浸入管導管300,400。容器中的工作條件,包括由于旋流器工作的振動和由于加熱和冷卻的熱移動可以造成旋流器組合件10搖擺脫離其中和軸。因此,為了減少或防止旋流器組合件10多余的移動,以三角支撐模式使用支架500將一級旋流器100的浸入管導管300連接到兩個二級旋流器200的浸入管導管400。例如,圖2示出了一種支撐模式用于支撐四對一級和二級旋流器的浸入管導管300、400的旋流器組合件。然而,例如如果該系統包括少于三對旋流器,這種技術是無效的。如圖1進一步描述的,一級旋流器100和二級旋流器200可以被整合,例如,通過焊接密封,其可以在一級旋流器100和二級旋流器200之間建立一個連續流動過程連接。如圖10和13所示,二級旋流器200通過其傳統的出口管450支撐,出口管450穿過在增壓室底部650中的開口。然而,一級旋流器100通常通過鄰接一級旋流器100的外部旋流器管設置的多個平板式吊帶350支撐,并且連接到最近的壓力容器硬件表面,其可以包括一個或多個的增壓室裙部550和增壓腔室底部650。根據本公開主題的一個方面,參考圖3~5,提供一種用于旋流器組合件20的整合式旋流器穩定器600。如圖3~5所示,整合式旋流器穩定器600可以用于整合單獨一對一級和二級旋流器100、200。整合的旋流器穩定器600可以克服由于工作的循環頻率引起的振動,并且可以提供均衡的熱運動。因此,根據本公開主題的整合式旋流器穩定器600可以是工廠組裝的,并且可以被制造成與鄰近的旋流器組合件或者壓力容器殼120沒有連接物。整合式旋流器穩定器600的組件可以由平板、軋制板材和/或合適材料,例如碳素鋼或者不銹鋼板制成的標準直管構成,并且使用合適的技術組裝在一起,例如焊接等。多個子組件700可以形成和每個旋流器100、200同軸的,并且可以進一步連接以形成一種強壯的架構,如本文進一步所述的。現在參考圖6~7,舉例并如前所述,每個子組件700可以包括上孔環1000,下孔環1005和多個延伸其間的支柱800。對于每個孔環1000、1005,一個或多個的鉸鏈構件900可以在相應旋流器100、200的孔環和浸入管導管300、400之間延伸和固定。例如,如圖6和7呈現的,每個子組件700可以包括三個和每個孔環連接的等距間隔的鉸鏈構件900。盡管本文呈現的每個子組件被描述為具有兩層相似構造的鉸鏈構件和環,沿本文所述的旋流器的長度提供額外的環以形成額外的層。環組合件的數目和尺寸通常取決于旋流器的尺寸和構造。舉例并如本文呈現的,頂環1000可以具有比底環1005約30%更大的直徑,在某些實施例中多達幾乎40%更大。此外,如本文呈現的,對于每個環組件,或者視情況而定的整個子組件,水平鉸鏈板900可以至少在尺寸上大體相等。相似地,三腳支柱800可以按大小排列并且均勻地隔開,以連接上...