一种气控式内取热设备的制作方法

1.本实用新型涉及石油化工技术领域，具体为一种气控式内取热设备。


背景技术：

2.在催化裂化(fcc)和流化床甲醇制烯烃(mto)等生产过程中，原料反应后生成的焦炭附着在催化剂上，催化剂的活性降低。为维持催化剂的反应活性，需要在再生器中烧掉催化剂上的焦炭，烧焦后的催化剂称为再生催化剂。因催化剂烧焦放出大量的显热，需要不断取出再生器中多余热量，控制再生器温度，防止再生温度过高导致催化剂高温失活。再生器多余热量取出有内取热器和外取热器两种取热设备。
3.因现有内取热器无法调节取热负荷，现有的fcc装置和mto装置都是通过安装外取热器来调节取热负荷，取出再生器内的多余热量。整个外取热器系统除外取热设备本体外，还有设备框架、平台、催化剂循环管及弹簧支架等辅助设施，还需要配套增压风机等公用工程，系统投资大，且由于使用增压风操作，操作费用较大，装置能耗也增大。
4.中国专利cn105820831a公开了一种再生催化剂冷却方法及其设备，采用的技术方案是，所述催化剂冷却器设有多个取热管束和催化剂返回口，设备结构复杂，流化风和催化剂输送风仍采用增缩空气操作。
5.中国专利cn108224821a公开了一种内取热设备以及应用其的化工系统，采用的技术方案是，采用隔板将取热管束围成独立空间，利用流化风和气控阀调节内取热器的取热负荷，其缺点是气控阀占据一定空间，减小了内取热器的布置空间。
6.现有的内取热技术，是将取热管束直接安装在再生器内部，因取热面积固定，取热负荷不能调节，无法满足因原料和产品变化而引起的生产波动。


技术实现要素：

7.鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型公开了一种气控式内取热设备，采用的技术方案是，包括内取热管束、管束夹套、流化风分布器、流化风分管道、管束夹套底部、催化剂出口和冷催化剂入口、进水管道、水汽出口管道和再生器，所述再生器的内部设置有管束夹套，通过管束夹套的设置，能够方便催化剂的换热流动，所述管束夹套的内壁固定连接有内取热管束，通过内取热管束的设置，能够吸收高温催化剂的热量，实现取热功能，所述内取热管束的一端位于再生器的外侧设置有进水管道，所述内取热管束的顶部开设有水汽出口管道，通过进水管道和水汽出口管道的设置，能够方便向内取热管束内加水和排出水汽，所述管束夹套的顶部设置有冷催化剂入口，所述管束夹套底部的一侧开设有催化剂出口，通过冷催化剂入口和催化剂出口的设置，能够方便催化剂换热的流通，所述管束夹套底部位于内取热管束的下方设置有流化风分布器，所述流化风分布器的一端位于再生器的外侧连接有流化风分管道，通过流化风分布器和流化风分管道的设置，能够利用流化风加快催化剂的循环，同时可以使用再生主风，节省操作费用，降低装置的能耗。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述内取热管束为套管式取热管，所述内
取热管束为l形结构，套管式结构的内取热管束能够提高导热效率。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述管束夹套为圆形，或为方形和其他形状，可采用多种形状的管束夹套能够适应不同的再生器。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述管束夹套可与再生器的内壁相连构成独立空间结构。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述催化剂出口凸出于管束夹套底部的一侧，所述催化剂出口为l形，l形的催化剂出口能够在不通流化风时，使催化剂在管束夹套内堆满形成“死床”，再生器内的热量仅通过催化剂层热传导到内取热管束，此时取热量很小，开启流化风后，使管束夹套内催化剂呈流化状态，再生器内热催化剂从管束夹套上部冷催化剂入口进入，与内取热管束接触换热后再从催化剂出口排出。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述内取热管束为单独设置，或为多组并联设置，单独设置和多组并联设置的内取热管束可以使用不同的再生器。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述流化风分布器为环形或树枝状结构，环形或树枝状结构的流化风分布器可以提高流化效率。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述流化风分管道可与其他风源连通，流化风分布器可通过流化风分管道连接其他再生主风，节省操作费用，降低装置的能耗。
15.本实用新型的有益效果：本实用新型通过管束夹套、流化风分布器、流化风分管道、催化剂出口、冷催化剂入口的配合设置，l形的催化剂出口能够在不通流化风时，使催化剂在管束夹套内堆满形成“死床”，再生器内的热量仅通过催化剂层热传导到取热管束，此时取热量很小，开启流化风后，使管束夹套内催化剂呈流化状态，再生器内热催化剂从管束夹套上部冷催化剂入口进入，与内取热管束接触换热后再从催化剂出口排出，流化风分布器和流化风分管道能够利用流化风加快催化剂的循环，同时可以使用再生主风，节省操作费用，降低装置的能耗，完全满足调节取热负荷的要求。
附图说明
16.图1为本实用新型主视剖面结构示意图；
17.图2为本实用新型单组内取热管束布置俯视结构示意图；
18.图3为本实用新型多组内取热管束布置俯视结构示意图。
19.图中：1、内取热管束；2、管束夹套；3、流化风分布器；4、流化风分管道；5、管束夹套底部；6、催化剂出口；7、冷催化剂入口；8、进水管道； 9、水汽出口管道；10、再生器。
具体实施方式
20.实施例1
21.如图1至图3所示，本实用新型公开了一种气控式内取热设备，采用的技术方案是，包括内取热管束1、管束夹套2、流化风分布器3、流化风分管道 4、管束夹套底部5、催化剂出口6和冷催化剂入口7、进水管道8、水汽出口管道9和再生器10，所述再生器10的内部设置有管束夹套2，所述管束夹套2 的内壁固定连接有内取热管束1，内取热管束1安装在管束夹套2内，管束夹套2上部稍高于内取热管束1，内取热管束1完全埋没在管束夹套2中，所述内取热管束1的一端位于再生器10的外侧设置有进水管道8，所述内取热管束 1的顶部开设有水
汽出口管道9，取热时，进水管道8和内取热管束1内的水被加热，水汽出口管道9排出水汽，所述管束夹套2的顶部设置有冷催化剂入口7，所述管束夹套底部5的一侧开设有催化剂出口6，在不通流化风时，催化剂从冷催化剂入口7进入，使催化剂在管束夹套2内堆满形成“死床”，再生器内10的热量仅通过催化剂层热传导到内取热管束1，此时取热量很小，开启流化风后，管束夹套2内催化剂呈流化状态，再生器10内热催化剂从管束夹套2上部冷催化剂入口7进入，与内取热管束1接触换热后再从l形的催化剂出口6排出，所述管束夹套底部5位于内取热管束1的下方设置有流化风分布器3，所述流化风分布器3的一端位于再生器10的外侧连接有流化风分管道 4，流化风分管道4可以与其他再生主风风源连接，节省操作费用，降低装置的能耗。
22.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述内取热管束1为套管式取热管，所述内取热管束1为l形结构，套管式结构的内取热管束1可以高效导热。
23.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述管束夹套2为圆形，或为方形和其他形状的夹套，管束夹套2采用多种形状以适应不同的再生器10。
24.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述管束夹套2可与再生器10 的内壁相连构成独立空间结构。
25.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述催化剂出口6凸出于管束夹套底部5的一侧，所述催化剂出口6为l形，l形的催化剂出口6方便催化剂的堆积和流通。
26.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述内取热管束1为单独设置，或为多组并联设置，单独设置和多组并联设置的内取热管束1可以适用于不同的再生器10。
27.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述流化风分布器3为环形或树枝状结构，环形或树枝状结构的流化风分布器3加快流化效率。
28.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述流化风分管道4可与其他风源连通，流化风分布器3可通过流化风分管道4连接其他再生主风，节省操作费用，降低装置的能耗。
29.本实用新型的工作原理：内取热管束1安装在管束夹套2内，管束夹套 2上部稍高于内取热管束1，内取热管束1完全埋没在管束夹套2中，整个取热单元浸在再生器10催化剂密相床层，在不通流化风时，催化剂从冷催化剂入口7进入，使催化剂在管束夹套2内堆满形成“死床”，再生器内10的热量仅通过催化剂层热传导到内取热管束1，此时取热量很小，开启流化风后，管束夹套2内催化剂呈流化状态，再生器10内热催化剂从管束夹套2上部冷催化剂入口7进入，与内取热管束1接触，进而进水管道8和内取热管束1内的水被加热，水汽出口管道9排出水汽，换热后再从l形的催化剂出口6排出，经流化风分管道4和流化风分布器3吹出流化风，在流化风的作用下，换热后的催化剂一小部分以返混形式从冷催化剂入口7返回再生器10，大部分催化剂从催化剂出口6返回再生器10，流化线速越高，换热量也越大，但流化线速与传热量并不是线性增加的，而是在一定的操作范围内具有灵活的调节性，进一步的，流化风可以使用其他再生主风，完全能满足调节取热负荷的要求，大大降低了内取热器的操作费用，减少了装置能耗。
30.本实用新型涉及的机械连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
31.本文中未详细说明的部件为现有技术。
32.上述虽然对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上
述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

技术特征：
1.一种气控式内取热设备，包括内取热管束(1)、管束夹套(2)、流化风分布器(3)、流化风分管道(4)、管束夹套底部(5)、催化剂出口(6)和冷催化剂入口(7)、进水管道(8)、水汽出口管道(9)和再生器(10)，其特征在于：所述再生器(10)的内部设置有管束夹套(2)，所述管束夹套(2)的内壁固定连接有内取热管束(1)，所述内取热管束(1)的一端位于再生器(10)的外侧设置有进水管道(8)，所述内取热管束(1)的顶部开设有水汽出口管道(9)，所述管束夹套(2)的顶部设置有冷催化剂入口(7)，所述管束夹套底部(5)的一侧开设有催化剂出口(6)，所述管束夹套底部(5)位于内取热管束(1)的下方设置有流化风分布器(3)，所述流化风分布器(3)的一端位于再生器(10)的外侧连接有流化风分管道(4)。2.根据权利要求1所述的一种气控式内取热设备，其特征在于：所述内取热管束(1)为套管式取热管，所述内取热管束(1)为l形结构。3.根据权利要求1所述的一种气控式内取热设备，其特征在于：所述管束夹套(2)为圆形夹套、方形夹套中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种气控式内取热设备，其特征在于：所述管束夹套(2)可与再生器(10)的内壁相连构成独立空间结构。5.根据权利要求1所述的一种气控式内取热设备，其特征在于：所述催化剂出口(6)凸出于管束夹套底部(5)的一侧，所述催化剂出口(6)为l形。6.根据权利要求1所述的一种气控式内取热设备，其特征在于：所述内取热管束(1)为单独设置，或为多组并联设置。7.根据权利要求1所述的一种气控式内取热设备，其特征在于：所述流化风分布器(3)为环形或树枝状结构。8.根据权利要求1所述的一种气控式内取热设备，其特征在于：所述流化风分管道(4)与风源连通。

技术总结
本实用新型公开了一种气控式内取热设备，属于石油化工技术领域，旨在解决使用增压风操作，操作费用和装置能耗较大，取热面积固定，取热负荷不能调节；通过内取热管束、管束夹套、流化风分布器、流化风分管道和催化剂出口的设置，能够在不通流化风时，催化剂在管束夹套内堆满形成“死床”，再生器内的热量仅通过催化剂层热传导到内取热管束，此时取热量小，开启流化风后，使管束夹套内催化剂呈流化状态，热催化剂从管束夹套上部冷催化剂入口进入，与内取热管束接触换热后再从L形的催化剂出口排出，循环换热，取热面积和去热负荷可通过改变内取热管束数量调节，同时可使用再生主风，节省操作费用，降低装置能耗，完全满足调节取热负荷的要求。的要求。的要求。


技术研发人员：牛风玉 王太安 王学超
受保护的技术使用者：洛阳华智石化工程技术有限公司
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/5/25