本实用新型涉及化工设备技术领域，具体而言，涉及双锥度汽提器挡板及汽提器。
背景技术：
在流化催化裂化(fcc)沉降器内，由于催化剂是多孔性物质，催化剂颗粒之间、颗粒表面和微孔内部充满着油气；这部分油气约占产品总量的2w％～4w％(w％表示重量百分数)，若不除去则相当于增加了2w％～4w％的焦炭，减少了轻质油收率。汽提器是一个典型的气固逆流接触过程，在逆流流动过程中实现油气的置换和脱附。因此，汽提蒸汽和催化剂之间的接触状况直接影响着汽提器的效率，而汽提蒸汽与催化剂之间的接触主要取决于汽提器的结构型式。
国内外使用的汽提器主要有三种型式，即人字形挡板、盘环挡板和格栅填料式三种。目前国内大多数fcc装置汽提蒸汽用量在23～50千克/吨原料(或3～6千克/吨催化剂)，汽提后待生催化剂上焦炭中氢含量多数在8v％左右(v％表示体积百分数)，有的甚至高达10v％以上。自二十世纪九十年代以来，在新设计的fcc装置中，汽提段的高度有增高的趋势，其目的是为了延长气固接触时间，提高汽提效率。
盘环挡板汽提器是应用较为广泛的一种汽提器，现有的盘环挡板汽提器容易出现催化剂在挡板上流速过快导致气固接触时间不够，或者气固接触时间充足但是容易出现催化剂在挡板上堆积的现象。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种双锥度汽提器挡板，其能够使催化剂在挡板上流动速度适中，既不容易出现催化剂堆积又能够保证气固接触时间。
本实用新型的另一目的在于提供一种汽提器，其通过挡板的改进，能够使催化剂和汽提蒸气充分接触，又不容易出现催化剂堆积的现象。
本实用新型是这样实现的：
本实用新型提供一种双锥度汽提器挡板，用于安装于汽提器内腔中，包括内环挡板和用于承接从内环挡板上流下的催化剂的外环挡板；
内环挡板包括第一内环锥形部和第二内环锥形部，第一内环锥形部呈圆锥形，且第一内环锥形部具有尖锥端和与尖锥端相对的扩径端，第二内环锥形部的一端与第一内环锥形部的扩径端相连，第二内环锥形部与第一内环锥形部相连的一端至相对的另一端的直径逐渐增大；
外环挡板包括用于承接从内环挡板上流下的催化剂的第一外环锥形部和与第一外环锥形部相连的第二外环锥形部，第一外环锥形部和第二外环锥形部均具有缩口端和扩径端，第二外环锥形部的扩径端与第一外环锥形部的缩口端相连，第一外环锥形部的扩径端的直径大于第二内环锥形部的最大直径。
进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一内环锥形部的锥形壁面和水平截面的夹角为38°-45°，第二内环锥形部的锥形壁面和水平截面的夹角为30°-38°。
进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一内环锥形部高度与内环挡板的总高度之比为0.2-0.5:1，第一外环锥形部的高度与外环挡板的总高度之比为0.2-0.5:1。
进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一外环锥形部的锥形壁面和水平截面的夹角为38°-45°，第二外环锥形部的锥形壁面和水平截面的夹角为30°-38°。
进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，内环挡板还包括内环柱形部，内环柱形部与第二内环锥形部远离第一内环锥形部的一端相连；
外环挡板还包括外环柱形部，外环柱形部的一端与第二外环锥形部的缩口端相连。
进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，内环挡板和外环挡板上均设置有供催化剂流通的流通孔道。
本实用新型还提出一种汽提器，包括汽提器筒体和上述双锥度汽提器挡板，双锥度汽提器挡板安装于汽提器筒体的内腔中。
进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，汽提器筒体内自上而下设置有2-10组双锥度汽提器挡板，且汽提器筒体内还安装有两个或两个以上用于提供蒸汽的蒸汽分布器。
进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，在每组双锥度汽提器挡板中，内环挡板靠近外环挡板的一端与第一外环锥形部的扩径端的间距为汽提器筒体内径的0.05-0.8倍；
第一内环锥形部的尖锥端与其上方相邻的另一组双锥度汽提器挡板中的外环挡板的底端之间的间距为汽提器筒体内径的0-0.5倍。
进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，汽提器筒体内还安装有提升管，提升管从汽提器筒体的底部延伸至汽提器筒体上方的沉降器；第一内环锥形部的尖锥端设置有安装缺口，提升管依次穿过外环挡板的腔体、内环挡板的腔体和安装缺口。
本实用新型提供的双锥度汽提器挡板的有益效果是：在使用过程中，催化剂颗粒通过内环挡板上的第一内环锥形部和第二内环锥形部后再通过外环挡板上的第一外环锥形部和第二外环锥形部，由于第一内环锥形部和第二内环锥形部的锥形面的设计，使催化剂在第一内环锥形部上流动更快能够推动第二内环锥形部上的催化剂向下流动；同样，催化剂在第一外环锥形部上流动速率相较于第二外环锥形部上的流动速率更快，能够推动第二外环锥形部上的催化剂向下流动。因此，催化剂在挡板上流动速度较为适中，既消除催化剂在挡板上堆积现象，又保证催化剂与汽提蒸汽具有充分的接触时间，进而提高汽提器汽提效率。
本实用新型还提供了一种汽提器，其通过将上述双锥度汽提器挡板安装于汽提器筒体的内腔中，在应用过程中能够保证催化剂和蒸汽充分接触，并有效防止催化剂在挡板上堆积。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型实施例提供的外提升管式fcc装置双锥度环形挡板汽提器；
图2为图1中双锥度汽提器挡板的局部结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的内提升管式fcc装置双锥度环形挡板汽提器；
图4为图3中双锥度汽提器挡板的局部结构示意图。
图标：100-汽提器；10-沉降器；110-汽提器筒体；120-双锥度汽提器挡板；121-内环挡板；1211-第一内环锥形部；1212-第二内环锥形部；1213-内环柱形部；1214-安装缺口；122-外环挡板；1221-第一外环锥形部；1222-第二外环锥形部；1223-外环柱形部；130-蒸汽分布器；131-一段汽提蒸汽分布器；132-二段汽提蒸汽分布器；133-一段汽提蒸汽管线；134-二段汽提蒸汽管线；140-待生立管；150-提升管；160-待生斜管。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参照图1，本实用新型实施例提供一种汽提器100，包括汽提器筒体110和双锥度汽提器挡板120，双锥度汽提器挡板120安装于汽提器筒体110的内腔中。
需要说明的是，从汽提器100上方的沉降器10下落的催化剂，经过汽提器筒体110内的双锥度汽提器挡板120起到引流作用，与蒸汽分布器130输出的蒸汽逆流接触，将催化剂颗粒之间、颗粒表面和微孔内和的油气置换出来。置换出来的油气和汽提蒸汽向上流动进入沉降器10，再经沉降器10进入分馏塔进行分离。汽提过的待生催化剂进入设置于汽提器100底部的待生立管140，最后进入再生器进行再生。本申请通过双锥度汽提器挡板120的改进提升汽提效率，能够使催化剂和蒸汽得到充分接触，并有效防止催化剂在挡板上堆积。
具体地，双锥度汽提器挡板120包括内环挡板121和用于承接从内环挡板121上流下的催化剂的外环挡板122，从内环挡板121上流下的催化剂通过外环挡板122后继续下沉，通过改进内环挡板121和外环挡板122的形状使催化剂的流速控制在合适范围内，以使催化剂和蒸汽充分接触。
进一步地，内环挡板121包括第一内环锥形部1211和第二内环锥形部1212，第一内环锥形部1211呈圆锥形，且第一内环锥形部1211具有尖锥端和与尖锥端相对的扩径端，第二内环锥形部1212的一端与第一内环锥形部1211的扩径端相连，第二内环锥形部1212与第一内环锥形部1211相连的一端至相对的另一端的直径逐渐增大，以使第一内环锥形部1211的锥形壁面和水平截面的夹角大于第二内环锥形部1212的锥形壁面和水平截面的夹角。在使用过程中，催化剂先落在第一内环锥形部1211上，然后下落至第二内环锥形部1212上，其中由于第一内环锥形部1211倾斜度更大，催化剂流速更快，在第二内环锥形部1212上催化剂缓慢移动，但是由于从第一内环锥形部1211上落下的催化剂的推动作用使第二内环锥形部1212上的催化剂不易堆积，使得催化剂与汽提蒸汽接触时间较长，提高了汽提效率。
进一步地，外环挡板122包括用于承接从内环挡板121上流下的催化剂的第一外环锥形部1221和与第一外环锥形部1221相连的第二外环锥形部1222，第一外环锥形部1221和第二外环锥形部1222均具有缩口端和扩径端，第二外环锥形部1222的扩径端与第一外环锥形部1221的缩口端相连，以使第一外环锥形部1221的锥形壁面和水平截面的夹角大于第二外环锥形部1222的锥形壁面和水平截面的夹角。第一外环锥形部1221的扩径端的直径大于第二内环锥形部1212的最大直径。其原理与内环挡板121的工作原理类似，从第一外环锥形部1221下落的催化剂对下方的第二外环锥形部1222上的催化剂产生推动作用，有效防止催化剂的堆积，同样利用第二外环锥形部1222提升催化剂与汽提蒸汽的接触时间。
图1和图2为外提升管式fcc装置双锥度环形挡板汽提器，第一内环锥形部1211的锥形壁面和水平截面的夹角α1为38°-45°，第二内环锥形部1212的锥形壁面和水平截面的夹角α2为30°-38°。在保证第一内环锥形部1211和第二内环锥形部1212与水平截面的夹角变化的同时，二者的倾斜角度控制在此范围内为宜。同样，第一外环锥形部1221的锥形壁面和水平截面的夹角β1为38°-45°，第二外环锥形部1222的锥形壁面和水平截面的夹角β2为30°-38°。
需要强调的是，内环挡板121和外环挡板122锥面具有两种锥度，上部锥面为第一锥面，其锥面底角α1和β1较大；下部锥面为第二锥面，其锥面底角α2和β2较小。发明人发现，若内环挡板121和外环挡板122锥面底角都较小，则催化剂容易在其上面堆积，与汽提蒸汽接触效率较差，或者可能产生结焦现象，堵塞环形挡板上面的喷嘴或者催化剂导流通道，降低汽提效率。若内环挡板121和外环挡板122锥面底角都较大，则催化剂在挡板上流动速度较快，催化剂与汽提蒸汽接触时间较短，不利于提高汽提效率。
需要说明的是，为了便于描述引入了“水平截面”这一参照，是指双锥度汽提器挡板120竖直放置处于使用状态时的水平截面。
本申请中提供的双锥度汽提器挡板120解决了催化剂在挡板上堆积及与汽提蒸汽接触时间较短而导致汽提效率下降的问题。催化剂向下流动时先与内环挡板121和外环挡板122第一锥面相接触，第一锥面底角α1和β1较大，因此，催化剂会以较大的速度向下流动，具有较大动量。由于第二锥面底角α2和β2较小，当流经至第二锥面时，催化剂流速会减小，动量降低。催化剂以这种型式流动，可以利用催化剂在第一锥面具有较大动量，冲击第二锥面上的催化剂，使其不会在第二锥面上堆积。
进一步地，第一内环锥形部1211高度与内环挡板121的总高度之比为0.2-0.5:1，第一外环锥形部1221的高度与外环挡板122的总高度之比为0.2-0.5:1，即图2中h与h之比。
在一些优选的实施例中，还可以控制内环挡板121在水平面的投影面积占汽提器筒体110有效截面积的30-70％，外环挡板122在水平面的投影面积占汽提器筒体110有效截面积的30-70％。
在本实用新型较佳的实施例中，内环挡板121还包括内环柱形部1213，内环柱形部1213与第二内环锥形部1212远离第一内环锥形部1211的一端相连。同样，外环挡板122还包括外环柱形部1223，外环柱形部1223的一端与第二外环锥形部1222的缩口端相连。利用内环柱形部1213和外环柱形部1223起到导流作用，以进一步保证催化剂和蒸汽的接触时间。内环柱形部1213和外环柱形部1223的设置是为了使气提蒸汽聚集于内环挡板121和外环挡板122下方，使汽提蒸汽分别通过内外环挡板向上流动，与下落的催化剂进行逆流接触，提高汽提蒸汽与催化剂接触效率和汽提段空间利用率。
在一些实施例中，内环挡板121和外环挡板122上均设置有供催化剂流通的流通孔道，可以为小孔、喷嘴或者导流通道的形式。
进一步地，汽提器筒体110内自上而下设置有2-10组双锥度汽提器挡板120，且汽提器筒体110内还安装有两个或两个以上用于提供蒸汽的蒸汽分布器130。如图1中所示，蒸汽分布器130包括一段汽提蒸汽分布器131和二段汽提蒸汽分布器132，一段汽提蒸汽分布器131通过一段汽提蒸汽管线133提供蒸汽，二段汽提蒸汽分布器132通过二段汽提蒸汽管线134提供蒸汽。
具体地，内环挡板121、外环挡板122、一段汽提蒸汽分布器131和二段汽提蒸汽分布器132可以通过支撑架焊接在汽提器筒体110的内壁上。
进一步地，在每组双锥度汽提器挡板120中，内环挡板121靠近外环挡板122的一端与第一外环锥形部1221的扩径端的间距a为汽提器筒体内径的0.05-0.8倍；第一内环锥形部1211的尖锥端与其上方相邻的另一组双锥度汽提器挡板120中的外环挡板122的底端之间的间距b为汽提器筒体110内径的0-0.5倍。通过控制内环挡板121和外环挡板122的安装间距，进一步精确控制催化剂和蒸汽的接触效果，提升汽提效率。
图3和图4为内提升管式fcc装置双锥度环形挡板汽提器，汽提器筒体110内还安装有提升管150，提升管150从汽提器筒体110的底部延伸至汽提器筒体110上方的沉降器10；第一内环锥形部1211的尖锥端设置有安装缺口1214，提升管依次穿过外环挡板122的腔体、内环挡板121的腔体和安装缺口1214。第一内环锥形部1211的尖锥端可以固定于提升管150上，外环挡板122通过第一外环锥形部1221安装于汽提器100的内腔中。
需要说明的是，图3和图4所示的汽提器100为内提升管式结构，从提升管150输出的催化剂进入沉降器10后开始从汽提器筒体110中下落，其基本原理与图1-2中的原理相同，在此不做过多赘述。为了适应此类汽提器100的结构，图1中待生立管140的结构可以替换成图3中待生斜管160的结构。一段汽提蒸汽管线133和二段汽提蒸汽管线134由汽提器100外部直接伸入汽提器筒体110中，分别与一段蒸汽分布器131和二段蒸汽分布器132相连。
综上所述，本实用新型实施例提供的一种双锥度汽提器挡板，催化剂颗粒通过内环挡板上的第一内环锥形部和第二内环锥形部后再通过外环挡板上的第一外环锥形部和第二外环锥形部，由于第一内环锥形部和第二内环锥形部的锥形面的设计，使催化剂在第一内环锥形部上流动更快能够推动第二内环锥形部上的催化剂向下流动；同样，催化剂在第一外环锥形部上流动速率相较于第二外环锥形部上的流动速率更快，能够推动第二外环锥形部上的催化剂向下流动。
本实用新型实施例还提供的一种汽提器，其通过将上述双锥度汽提器挡板安装于汽提器筒体的内腔中，在应用过程中能够保证催化剂和蒸汽充分接触，并有效防止催化剂在挡板上堆积。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种双锥度汽提器挡板，用于安装于汽提器内腔中，其特征在于，包括内环挡板和用于承接从所述内环挡板上流下的催化剂的外环挡板；
所述内环挡板包括第一内环锥形部和第二内环锥形部，所述第一内环锥形部呈圆锥形，且所述第一内环锥形部具有尖锥端和与所述尖锥端相对的扩径端，所述第二内环锥形部的一端与所述第一内环锥形部的所述扩径端相连，所述第二内环锥形部与所述第一内环锥形部相连的一端至相对的另一端的直径逐渐增大；
所述外环挡板包括用于承接从所述内环挡板上流下的催化剂的第一外环锥形部和与所述第一外环锥形部相连的第二外环锥形部，所述第一外环锥形部和所述第二外环锥形部均具有缩口端和扩径端，所述第二外环锥形部的所述扩径端与所述第一外环锥形部的所述缩口端相连，所述第一外环锥形部的所述扩径端的直径大于所述第二内环锥形部的最大直径。
2.根据权利要求1所述的双锥度汽提器挡板，其特征在于，所述第一内环锥形部的锥形壁面和水平截面的夹角为38°-45°，所述第二内环锥形部的锥形壁面和水平截面的夹角为30°-38°。
3.根据权利要求2所述的双锥度汽提器挡板，其特征在于，所述第一内环锥形部高度与所述内环挡板的总高度之比为0.2-0.5:1，所述第一外环锥形部的高度与所述外环挡板的总高度之比为0.2-0.5:1。
4.根据权利要求1所述的双锥度汽提器挡板，其特征在于，所述第一外环锥形部的锥形壁面和水平截面的夹角为38°-45°，所述第二外环锥形部的锥形壁面和水平截面的夹角为30°-38°。
5.根据权利要求1所述的双锥度汽提器挡板，其特征在于，所述内环挡板还包括内环柱形部，所述内环柱形部与所述第二内环锥形部远离所述第一内环锥形部的一端相连；
所述外环挡板还包括外环柱形部，所述外环柱形部的一端与所述第二外环锥形部的所述缩口端相连。
6.根据权利要求1所述的双锥度汽提器挡板，其特征在于，所述内环挡板和所述外环挡板上均设置有供催化剂流通的流通孔道。
7.一种汽提器，其特征在于，包括汽提器筒体和权利要求1-6中任一项所述的双锥度汽提器挡板，所述双锥度汽提器挡板安装于所述汽提器筒体的内腔中。
8.根据权利要求7所述的汽提器，其特征在于，所述汽提器筒体内自上而下设置有2-10组所述双锥度汽提器挡板，且所述汽提器筒体内还安装有两个或两个以上用于提供蒸汽的蒸汽分布器。
9.根据权利要求8所述的汽提器，其特征在于，在每组所述双锥度汽提器挡板中，所述内环挡板靠近所述外环挡板的一端与所述第一外环锥形部的所述扩径端的间距为所述汽提器筒体内径的0.05-0.8倍；
所述第一内环锥形部的所述尖锥端与其上方相邻的另一组所述双锥度汽提器挡板中的所述外环挡板的底端之间的间距为所述汽提器筒体内径的0-0.5倍。
10.根据权利要求8所述的汽提器，其特征在于，所述汽提器筒体内还安装有提升管，所述提升管从所述汽提器筒体的底部延伸至所述汽提器筒体上方的沉降器；所述第一内环锥形部的所述尖锥端设置有安装缺口，所述提升管依次穿过所述外环挡板的腔体、所述内环挡板的腔体和所述安装缺口。
技术总结