專利名稱：多重催化劑注射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的具體實施例，一般而言有關(guān)于一種用于流體催化劑裂解單元的流體催化劑注射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
流體催化劑裂解單元(FCCU)通常使用于石油精煉，用以打斷存在于原油的長鏈碳氫化合物，來調(diào)整在蒸餾器回收的產(chǎn)品混合物。通常一主要催化劑是通過催化劑注射系統(tǒng)來加入FCCU中，該催化劑注射系統(tǒng)在一定期間內(nèi)定期地計量出注射用的催化劑，如此的注射系統(tǒng)可由Intercat公司(位于Sea Girt，New Jersey)購得?，F(xiàn)有的其它注射系統(tǒng)的例子，如美國專利第5， 389， 236號(1995年2月14日發(fā)布)所述，該文整體以引用的方式并入本文中。 除了該主催化劑之外，為了更能影響精煉制作工序而在FCCU加入其它的催化劑經(jīng)常是有利的。例如，某些催化劑被調(diào)配來控制排放物的種類，例如存在于精煉廠排放物中含有硫及氮的化合物的含量。其它的催化劑可以被調(diào)配來影響在蒸餾器中回收的產(chǎn)品混合物。例如，催化劑可以被調(diào)配來生產(chǎn)相對于汽油的更多柴油燃料，或者尤其是增加所生產(chǎn)液化石油氣的量。該注射系統(tǒng)通常是由一分離的基座支撐，并以硬管連接至該FCUU，因而使精煉業(yè)者無法非常彈性且迅速地增加一其它催化劑注射系統(tǒng)。 例如，計劃及安裝一新催化劑注射所需要的時間，可能造成該精煉業(yè)者因為目前耦接于該FCCU的催化劑系統(tǒng)無法達成市場狀況有利的某一產(chǎn)品混合比，而喪失獲利的機會。通過一新催化劑注射系統(tǒng)注射另外催化劑來迅速地提供制作工序調(diào)整的困難度，也妨礙精煉業(yè)者因為規(guī)定變更、重油化學(xué)組成差異、或是制作設(shè)備故障等而迅速地調(diào)整精煉排放物的能力。而且，當(dāng)安裝一催化劑注射系統(tǒng)需要昂貴的花費時，為了防范任何制程控制上可能會帶來無法預(yù)料的需求時，不希望在制作線上配置一未曾使用過的催化劑注射系統(tǒng)。
因此，希望有一種催化劑注射系統(tǒng)，可以增加流體催化劑裂解單元的制作適應(yīng)性。
發(fā)明公開 本發(fā)明是一種多重催化劑注射系統(tǒng)。在一具體實施例，該系統(tǒng)包含一槽，該槽具有適合在其中儲存催化劑的至少兩個隔室。每一隔室耦接各自的分配機構(gòu)，用以獨自地控制催化劑從該注射系統(tǒng)的各隔室流出。
附圖簡要說明 通過此方法本發(fā)明可以得到上述所引述的特征、優(yōu)點及目的，上面已概述的本發(fā)明，通過一更詳細的敘述并參照附圖對本發(fā)明具體實施例的說明，可以更詳細地了解本發(fā)明。應(yīng)注的是


僅是本發(fā)明的典型的具體實施例，本發(fā)明不受限于此范圍，本發(fā)明的范圍包含具同等效果的其它具體實施例。
圖1為本發(fā)明的一具有多重催化劑注射系統(tǒng)的流體催化裂解系統(tǒng)的一具體例的 簡單概略圖； 圖2為圖1的注射系統(tǒng)沿著A-A線的一剖面圖； 圖3為使用于圖1及圖2的多重催化劑注射系統(tǒng)的一控制閥具體例的等角視圖的 剖面圖； 圖4為本發(fā)明得多重催化劑注射系統(tǒng)的另一具體實施例的剖面圖； 圖5為本發(fā)明一具有可調(diào)整隔離件的多重催化劑注射系統(tǒng)的另一具體實施例的
剖面圖； 圖6為一隔離件鉸鏈的具體例；
圖7為一隔離件鎖定機構(gòu)的具體例；
圖8為一隔離件密封的具體例； 圖9至圖11為在具有機械及電子壓力調(diào)節(jié)的注射系統(tǒng)的壓力變化圖；
圖12為現(xiàn)有壓力控制模塊的概略圖； 圖13為一適用于可以從一注射系統(tǒng)分配精密量的催化劑的一壓力控制模塊的具 體例的概略圖。 為有助于了解，若可能時，該圖中的相同元件使用同一參考數(shù)字來表示。
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式 圖1為本發(fā)明的一流體催化裂解(FCC)系統(tǒng)100的一具體例的簡單概略圖，該流 體催化裂解(FCC)系統(tǒng)100具有一或更多的多重催化劑注射系統(tǒng)106。該注射系統(tǒng)106通 常包含一容器，適合儲存至少二催化劑；一分配系統(tǒng)，用以從該槽110分配催化劑。該分 配系統(tǒng)可以從槽110以同時、依次或是組合的方式來分配一種以上的催化劑。該注射系統(tǒng) 106被考慮為具有可以處理一種以上催化劑的能力，使該精餾業(yè)者在使用規(guī)定數(shù)量的催化 劑時，可以減少所需控制注射系統(tǒng)的數(shù)量，并提供一具有成本效益的裝置，該裝置具有分配 超量催化劑能力，能夠?qū)⒂媱澩馑璨煌?例如新的)催化劑添加至精餾制程。
該FCC系統(tǒng)100包含耦接至一蒸餾器(未顯示)的一流體催化裂解(FCC)單元 190，并耦接至一或更多催化劑注射系統(tǒng)106。圖1為一注射系統(tǒng)106?？刂颇K104耦接 至該注射系統(tǒng)106，用以控制該系統(tǒng)106的操作。 該FCC單元190適合加熱來自一油進料儲存源(未顯示)的重油，并將該油氣轉(zhuǎn) 化成為一或更多包括液化石油氣(LPG)及汽油的不同的石油產(chǎn)品。在一具體實施例，該FCC 單元190通常包括以一傳統(tǒng)方法配置的一再生器和一裂解室。 一典型FCC單元的例子如美 國專利申請(Patent A卯lication)序號10/445， 453 (2003年5月27日提出)所述，該文 整體以引用的方式并入本文中。 該催化劑注射系統(tǒng)106是通過一輸送管路115耦接至該FCC單元190，用以供應(yīng) 及/或補足使用于精餾原油原料的催化劑。在一具體實施例，該催化劑注射系統(tǒng)106包括 一儲存容器IIO，耦接至一分配系統(tǒng)140 ;及一壓力控制系統(tǒng)198。該催化劑注射系統(tǒng)還包 含一流體來源134，耦接至位于該容器110上游的輸送管路115的一部位及FCCU 190。典 型的注射系統(tǒng)可以從美國專利號碼5， 389， 236(1995年，2月14日發(fā)布)、美國專利號碼 6， 358， 401 (2002年，3月19發(fā)布)的發(fā)明得到，兩者都以引用的方式整體并入本文。另外 的催化劑注射系統(tǒng)可以從Intercat公司(位于Sea Girt， New Jersey)的發(fā)明得到。
在圖1的具體實施例，顯示一單催化劑注射系統(tǒng)106。然而，也可以考慮采用任何 數(shù)目的催化劑注射系統(tǒng)或是一單一系統(tǒng)，來供選擇性地從復(fù)數(shù)催化劑來源加入催化劑。
同時參照圖1及圖2，圖2為圖1所說明的儲存槽110沿著A-A的剖面圖，該儲存槽 110通常是一金屬或其它適合容器，該儲存槽110具有兩個或一更多隔室103a及103b (以 下共同稱為"隔室103")來個別地儲存一催化劑。在一具體實施例，該隔室103共享位于 該槽110上端的一共同壓力充氣空間105。雖然希望不同的催化劑儲存在各隔室103，但該 兩個或更多的該隔室103也可以考慮儲存相同催化劑。 該儲存槽IIO包括兩個更多填充端114a或114b (以下共同稱為"填加端"114)，兩 個更多排放端116a或116b (以下共同稱為"排放端"116)。各隔室103結(jié)合一對聯(lián)合的排 放及填充端116、114，用以獨自填加、儲存及排放該儲存在一各自隔室103的該催化劑。各 排放端116耦接該槽110的底部至該分配系統(tǒng)140。在一具體實施例，該槽IIO適合使用于 升高的壓力中。 在一具體實施例，該隔室103被至少一隔離件101所隔離。該隔離件101耦接至 該槽110的底部來分離該等排放端116。該隔離件101在該槽110的內(nèi)部垂直延伸。該隔 離件101在該槽內(nèi)部垂直延伸并且耦接至該槽110的側(cè)壁，用以隔離該等隔室103。在圖1 所示的具體實施例，該隔離件未完全地延伸至該槽110的頂部，如此該充氣空間105可以自 由地通過該隔離件101的頂部，來聯(lián)通該等隔室103。該隔離件IIO可以考慮從該槽110的 底部延伸至頂部，并包括在該隔離件接近填加端114處，形成有通過該隔離件101多個孔洞 (未顯示)，使該充氣空間105可以與該等隔室103的各隔室聯(lián)通。 在上述具體實施例，該隔離件101隔離該儲存槽110成為兩個隔室103a和103b， 但是熟習(xí)本技術(shù)者應(yīng)了解該儲存槽110可以隔離成任何數(shù)目的隔室103，將進一步詳述。在 一具體實施例，該隔離件101具有一實質(zhì)上平面形狀，被放置來隔離該儲存槽IIO成為具有 相同體積的多個隔室103。在另外實施例，該隔離件101具有一 < 字形狀，用以隔離該儲存 槽110成為具有不同體積的多個隔室103(以虛線IOI'表示)。在又一另外實施例，該隔離 件101具有實質(zhì)上筆直形狀，但是被放置在該儲槽110內(nèi)的稍微偏離中心處，用以隔離該儲 存槽110使成為具有不相同體積的多個隔室103(以虛線IOI"表示)。該具不相同體積結(jié) 構(gòu)的隔室103，特別適合于需要隔離注射不同體積的兩份催化劑時，以及當(dāng)其中一催化劑的 量大于另一催化劑的系統(tǒng)，但是使用催化劑的總量使其適合共享一共同注射系統(tǒng)時。
該隔離件101也可以考慮延伸至該槽101的頂部，如所示的假想隔離件155。在如 此一具體實施例，各隔離件103A、103B包括未流動耦接的隔離的充氣空間105A、105B。
該槽110也包含至少一壓力端180，用以聯(lián)通該充氣空間105。在具體實施例使用 兩個或更多可流動的獨立的充氣空間，并安裝有通過該槽110的必要數(shù)目的壓力端。例如， 具有兩個壓力端180、178，來監(jiān)控在各自充氣空間105b、105a中的壓力。
該分配系統(tǒng)140包含分別耦接至各自排放端口 116計量元件112a、112b(以下共 同稱為"計量元件112")。換句話說，該分配系統(tǒng)140包含一計量元件112，用以測量該儲 存槽100的各隔室103。該計量元件112通常是耦接至該控制模塊104，因此基于一生產(chǎn)計 劃或是例如響應(yīng)來自制作傳感器的信號，可以進行監(jiān)控或是測量該輸送至該輸送管路115 的催化劑量。 該計量元件112控制從隔室103(與計量元件112聯(lián)結(jié)、位于該儲存槽110內(nèi))注
5射至FCC單元190的催化劑的量。該計量元件112可以是一中斷閥、一旋轉(zhuǎn)閥、一質(zhì)量流量 控制器、一錘球嵌入件、一流動傳感器、一正位移幫浦或是其它元件適合調(diào)整該從該儲存槽 110分配輸送至該輸送管路115的該催化劑的量。通過重量、體積、時間分配或是其它方法， 該計量元件112可以決定催化劑量。依照該系統(tǒng)100對該催化劑的需求而定，通常該計量 元件112的構(gòu)成可以提供約5至約4000磅/日的填加型催化劑(制作控制催化劑)或是 其構(gòu)成可以提供約1至約20噸主要催化劑。該計量元件112通常在一計劃生產(chǎn)周期內(nèi)輸 送催化劑，通常是24小時，在生產(chǎn)周期內(nèi)間隔地進行多重注射預(yù)定催化劑量。然而，催化劑 也可以基于"需要"或是響應(yīng)來自一密死循環(huán)形系統(tǒng)輸出監(jiān)控元件或是傳感器的數(shù)據(jù)而填 加。 在圖1的具體實施例，該計量元件112是控制閥132a和132b (以下稱共同稱為"控 制閥132")，用以通過一定時啟動來調(diào)整從儲存槽110輸送至輸送管件115的催化劑量。
該控制閥132在該流體來源134與該FCC單元190之間耦接輸送管路115。雖然 該控制閥132如圖1所示是與輸送管路115串聯(lián)耦接，但是該控制閥132也可以在流體來 源134與FCC單元190之間選擇性地進行并聯(lián)耦接。 該控制閥132通常包括耦接至該儲存槽110的各自排放端116的一第1端142a、 142b。該控制閥132的第2端144a、144b(以下共同稱為"控制閥144")耦接至從例如送 風(fēng)機或壓縮機等該流體來源134延伸的輸送管路108的一部位。該控制閥132的第3端 146a、146b(以下共同稱為"第3端146")是耦接至通往FCCU 190的輸送管路115的一部 位。當(dāng)啟動至開的位置，該控制閥132使催化劑從該儲存槽110流向該第3端146，此處從 該流體來源134所供應(yīng)的流體，從該第2端144移動至第3端146，帶走進來的催化劑，通過 該輸送管路115送往FCCU 190。在一具體實施例，該流體來源134供應(yīng)空氣約80psi (約 5. 6kg/cm )。 圖3為一控制閥132的一具體例的等角視圖的剖面圖。該控制閥132包括一閥體 132及一致動器304。該閥體302包括第1凸緣306，該第1凸緣306具有形成貫穿其中的 第1端142。該第1凸緣306也包括多個安裝孔308，以便耦接該閥體302至該儲存槽110 的一排放端116(如圖1所示)。該第1凸緣306耦接至一殼體310。該閥體302的殼體 310界定一空穴312，該空穴312是通過設(shè)置于一端的一閥座316耦接至第1端142，并且 一第1通路314耦接至一第2通路320 (以部分假想方式顯示)，該第2通路320在第二端 耦接第2及第3端144、 146。該閥座316具有貫穿成形的一孔318，該孔318可流動地耦接 該空穴312至該儲存槽110(如圖1所示)的該排放端116。該孔318的直徑通常在約7/8 至約1-3/4英寸之間。 該控制閥132的孔318可以選擇性地移動位于該閥座316側(cè)部對面的一剪切盤 322來加以開啟及關(guān)閉。該剪切盤322通常具有一拋光的金屬上密封表面，用以密封通常為 金屬的該閥座316。因為在該閥的下游側(cè)面配置有該剪切盤322，所以當(dāng)FCCU 190發(fā)任何 背壓時不會失誤地打開該閥132。 —致動器元件324耦接該剪切盤322至該致動器304，用以控制該控制閥132的 開閉狀態(tài)。該致動器元件324包括延伸貫穿該殼體310的一軸326。該致動器元件324的 一第1臂328耦接至配置于該殼體310外側(cè)的該軸326的一端。該致動器元件324的一第 2臂330耦接至配置于該殼體310的該空穴312的該軸326的一端。 一銷332從該第2臂330延伸并銜接該剪盤322。位于該剪切盤322的下表面的一凹部334容納該銷332，并且 當(dāng)該銷332選擇性地從側(cè)部驅(qū)動該剪切盤322來關(guān)閉或開啟該孔318時，避免該銷332與 剪切盤322分離。 在該凹部334中有一環(huán)狀軸襯336，用以限制該銷332的末端。該銷332保持著該 軸襯336，并且該軸襯336可以在沿著該軸332的軸方移動。該軸襯336的直徑通常比該凹 部334的直徑小，如此，當(dāng)該剪切盤322側(cè)面地移動時，該剪切盤322可以偏心地環(huán)繞該軸 襯336和該銷332轉(zhuǎn)動。 在該第2臂30與該軸襯336間的該銷的周圍配置有一偏移構(gòu)件338(例如，一彈 簧)。該構(gòu)件338使該軸襯336和該剪切盤322從該第2臂330偏移并靠住該閥座316，借 此，當(dāng)該剪切盤322被放置在該閥座316時該剪切盤322可以密封該孔318。
如圖3所示，該致動器304耦接至該第1臂328并且轉(zhuǎn)動該軸326，用以在開啟和 關(guān)閉該孔318的位置來移動該剪切盤322。因為該銷和軸襯332、336具有一小于形成于該 剪切盤322中的該凹部324的直徑，當(dāng)該控制閥132開啟或關(guān)閉時，該剪切盤322在該軸 326的近處運動(也即，該剪切盤322在該銷332的近處偏心地轉(zhuǎn)動的同時也另外在軸326 近處轉(zhuǎn)動)。該剪切盤322在該閥座316上面的此項動作，提供一 自磨、清潔閥座動作，用以 避免該催化劑在該剪切盤322的密封表面刻紋路，以及避免閥座316可能造成閥泄漏。已 知該閥的如此操作形態(tài)，實質(zhì)上可以延長該閥132的使用壽命。然而，本發(fā)明的催化劑注射 系統(tǒng)也可以用其它的控制閥。 回到參照圖l，一壓力控制系統(tǒng)198連接至控制模塊104，用以調(diào)整在儲存槽110 內(nèi)部充氣空間105的壓力。在進行分配操作時該壓力控制系統(tǒng)198通常加壓該儲存槽110 至約5 約80磅/平方英寸(約為0. 35 約5. 6kg/cm2)。該模塊198間斷地使該儲存槽 110排氣至大約大氣壓力，來對該槽110填加催化劑。 該壓力控制系統(tǒng)198通常耦接至一幫浦或其它壓力來源，并包含一調(diào)節(jié)器及/或 其它的壓力及/或流體控制元件，適合用來調(diào)節(jié)該充氣空間105內(nèi)的壓力。該壓力控制系 統(tǒng)198通常通過設(shè)置于該槽110內(nèi)的一或更多開口端來控制該氣體流動，如此可以控制該 充氣空間內(nèi)的壓力。在一具體實施例，在該槽IIO內(nèi)形成有一入口端196及一出口端194， 用以使通過該壓力控制系統(tǒng)198調(diào)節(jié)的氣體流入及流出該槽110。在具體實施例中，充氣空 間105A、105B是獨自流動，隔離的入口端192U96以及隔離的出口端190、194分別各自充 氣空間至該壓力控制系統(tǒng)，如此可以獨自控制各充氣空間105A、105B內(nèi)的壓力。
圖13繪示該壓力控制系統(tǒng)198耦接至一槽1300的一具體實施例。該槽1300的 構(gòu)成，可以如該圖中所述的任何儲存槽，例如槽110、401、501、或是如圖13所示的一單獨隔 室1301，該單獨隔室1301具有一單獨催化劑分配出口 1303。也可考慮使該儲存槽具有的 結(jié)構(gòu)，有助于該壓力控制系統(tǒng)198進行壓力控制而獲益。為方便討論，該槽1300包含開口 端180、 194、 196及一充氣空間105。 該控制系統(tǒng)198包含一控制電路，具有一壓力控制閥1330 ;—排氣控制閥1310 ; 以及一壓力傳送器1320。該壓力控制閥1330的一入口端耦接至例如一工廠空氣供應(yīng)部 1332的一氣體來源，而該壓力控制控1330的另一出口耦接至該槽的該入口端196，使該壓 力控制閥1330打開時可以對該槽110進行加壓。該排氣控制閥1310的一入口端耦接至 該槽110的該出口端194，而該排氣控制閥1310的另一出口對大氣開啟，當(dāng)該排氣控制閥1310開啟時該槽110的充氣空間105可以排氣。典型地，一過濾器或其它管路控制機構(gòu)(未 顯示)被插入在該排氣控制閥1310與該槽110之間，用以避免將催化劑塵埃排出大氣中或 是污染該閥1310。該多重獨自流動充氣空間系統(tǒng)，可考慮分別通過具有專用控制電路(具 有壓力控制閥、排氣端控制閥及壓力傳送器)的單獨壓力控制系統(tǒng)198來分別控制，如圖13 在各充氣空間所示。 該加壓和排氣控制閥1330U310的啟動狀態(tài)，由該控制模塊104的信號控制。該 信號可以是電力、流體、空氣或是其它形式的聯(lián)通。在圖13所示的具體實施例l，一對導(dǎo)閥 1302提供提供空氣信號來決定該閥1310、1330的啟動狀態(tài)(也即，開啟或關(guān)閉)。流至該 導(dǎo)閥1302的空氣可以由一儀器空氣供應(yīng)器1304提供。來自儀器空氣供應(yīng)器1304的空氣 是干燥、濾過的，并且維持的低壓，適合來驅(qū)動該閥1330、 1310。 該壓力感應(yīng)傳送器1320耦接至該槽110的一壓力端180，用以監(jiān)控在該充氣空間 105內(nèi)部的壓力，并提供壓力數(shù)據(jù)給該控制模塊104。可以考慮使用其它的壓力傳送器，例 如耦接至該壓力端178的壓力傳送器，利用于獨自充氣空間。該壓力感應(yīng)傳送器1320通常 的范圍為約0 約100psig。該感應(yīng)傳送器1320通常具有的分辨率為0. 5psi，而在一具體 實施例具有的分辨率比O. lpsi佳。 一適合的感應(yīng)傳送器可以由Rosemount公司(總公司 位于Chanhassen， Minnesota)得至LU 該控制閥104耦接至該注射系統(tǒng)106，用以控制由該注射系統(tǒng)106輸送進入該輸 送管路115的催化劑的速度及/或量。在一具體實施例，該控制模塊104耦接至該計量元 件112，如此，可以監(jiān)控或測量輸送至該輸送管路115的催化劑的量。在美國專利申請序號 10/304， 670號(2002年11月26日提出)所敘述的一適合的控制模塊，整體以引用的方式 并入本文。 在一具體實施例，該注射系統(tǒng)106可選擇地包含一或更多傳感器124，用以提供一 適合的測量，來分析在催化劑的各注射時通過該計量元件112的催化劑量。該傳感器124 的構(gòu)造，用以檢測在該儲存槽110的該隔室103內(nèi)的催化劑水準(zhǔn)(也即體積)、在該儲存槽 110的該隔室103內(nèi)的催化劑重量、催化劑流動通過該儲存槽110、排放端口 116、計量元件 112和/或催化劑輸送管路115或其它類似物的速度。 在圖1所示的該具體實施例，該傳感器124是多個測重器126，適合提供該儲存 槽110的該隔室103內(nèi)的催化劑重量的一測量指示。該測重器126分別耦接至在一表面 120(例如在一混凝土板墊)上面支撐該儲存槽110的多個腳136。該腳136的各腳耦接有 一測重器126。該控制模塊104接收該測重器126的輸出。通過從該測重器126所得到的 程序數(shù)據(jù)樣本，該控制模塊104可以分析在每一啟動該計量元件112后該催化劑注射的凈 量。利用測得在系統(tǒng)110內(nèi)催化劑總重量的變化，并將該變化指定為開啟個別隔室103的 該閥132而引起的，如此可以決定依順序分配的各催化劑的量。此外，在該生產(chǎn)周期的期 間內(nèi)，進行監(jiān)控該被分配催化劑的量，因此各次單獨注射的量可以通過調(diào)整該計量元件112 的輸送特征來加以彌補，例如改變該控制閥132的開啟時間，使更多(或更少)的催化劑通 過并進入該FCCU 190。 當(dāng)該控制模塊104決定時，啟動該FCC系統(tǒng)100的操作，例如基于一預(yù)設(shè)注射安 排，手控啟動，并通過一計算機仿真運轉(zhuǎn)的輸出或是基于傳感器所提供數(shù)據(jù)來使FCCU的操 作最適化，使該系統(tǒng)IOO所需要的催化劑的量的作用具有最佳效率(例如，在一預(yù)定制作窗內(nèi)補回該系統(tǒng)輸出量的所需要的催化劑的量)。例如，響應(yīng)一計量感應(yīng)的輸出而填加催化 劑，用以維持該系統(tǒng)在一可以接受程度進行排放，或是從該原料儲存油衍生出所需要的產(chǎn)
品混合比。 基于該控制模塊的決定，至少有一特定催化劑適合對應(yīng)一系統(tǒng)的需要(例如，減 少排放物)，該特定催化劑可以由該多重催化劑注射系統(tǒng)106來分配并加入該輸送管115。 因此，全部儲存槽110所含有催化劑的數(shù)目可能減少，并且該FCC系統(tǒng)100經(jīng)過最小的系統(tǒng) 調(diào)整可以適合更有效率地操作。 圖4為一多重催化劑注射系統(tǒng)400的另一具體實施例的一剖面圖。該多重催化劑 注射系統(tǒng)400與在圖1和圖2所示的系統(tǒng)106相似，包含一儲存槽401 ; —隔離件402 ;以 及多個隔室404。在該具體實施例，說明該儲存槽401被隔離件402隔離成三個隔室404a、 404b 、和404c (以下共同稱為"隔室404 ")。該隔離件402包含三個凸緣406a、 406b和 406c(以下共同稱為"凸緣406")，用以將該儲存槽分開成為三個隔室404。該三個隔室404 的每一隔室更聯(lián)結(jié)貫穿該槽401形成的一排放端408a、408b或408c (以下共同稱為"排放 端408")，和一個入口 (未顯示)。在一具體實施例，該隔離件402的該凸緣406的配置均 等間隔，用以實質(zhì)上隔離儲存槽401成為等體積的隔室404。在另外實施例，該凸緣406的 配置間隔，用以將隔離儲存槽401成為不同體積的隔室404(如虛線406'所示)。雖然在 圖4的說明，該隔離件402具有三個凸緣406，但熟習(xí)此技術(shù)者可以了解該隔離件402可以 由任何數(shù)目的凸緣406構(gòu)成，用以將該儲存槽401分開成為任何數(shù)目的隔室404，其中，該隔 室404的至少兩個隔室之間的體積比例，可以實質(zhì)上相等或是依照預(yù)定體積比例設(shè)置。由 不同體積所構(gòu)成的該隔室404，特別適合于需要隔離注射不同體積的兩份催化劑時，以及在 其中一催化劑的量大于另一催化劑的系統(tǒng)，但是使用的催化劑總量使其適合共享一共同注 射系統(tǒng)時。此外，該隔室404的一隔室可以保持凈空，用以準(zhǔn)備裝填催化劑來提供給線上緊 急注射系統(tǒng)，可以圓滿地提供因計劃外的變化導(dǎo)致制程需要的催化劑，因而使精煉業(yè)者能 夠快速地從市場狀況或是例如從控制排放物的結(jié)果獲益。 圖5為一多重催化劑注射系統(tǒng)500的另外具體實施例的一剖面圖。該多重催化劑 注射系統(tǒng)500與圖4的系統(tǒng)400相似，包含一儲存槽501 ;—可以調(diào)整的隔離件502 ;以及 一或更多隔室504。在該具體實施例，說明一儲存槽501被該可以調(diào)整的隔離件502隔離成 三個隔室504a、504b、和504c (以下共同稱為"隔室504")。該三個隔室504的每一隔室還 聯(lián)結(jié)排放端508a、508b或508c(以下共同稱為"排放端508")，和一填加端(未顯示)。
該隔離件502包含2或更多凸緣506。該等凸緣506的至少二個凸緣在該槽501 內(nèi)的軸方向延伸并耦接于一鉸鏈510。該鉸鏈510使該凸緣506的相對方向可以調(diào)整，因此 使隔室的體積比例可以選擇性地調(diào)整。在該具體實施例，說明該可以調(diào)整的隔離件502包 含三個凸緣506a、506b和506c(以下共同稱為"凸緣506")，用以將該儲存槽501分開成 為三個隔室504。該凸緣506的至少一凸緣可以繞著該鉸鏈510的周圍轉(zhuǎn)動來調(diào)整該隔室 504之間的體積比。 圖6為該鉸鏈510的一具體實施例的一側(cè)視圖。該鉸鏈510包含耦接至該等凸緣 (506a)的第1凸緣的一第1元件602，以及耦接至該凸緣(506b)的第2凸緣的一第2元 件604。該元件602、604包含多個插入孔606來容納一桿608穿過。該桿608穿過一孔洞 620，該孔洞620貫穿耦接于該槽501側(cè)壁的上部支撐件610，該桿608銜接形成于該槽501底部的一孔洞612。該支撐件610和孔洞612保持該桿608在一方向，該方向可使由元件 602、604保持的該凸緣506繞著該桿608轉(zhuǎn)動自如。 該可以移動的凸緣506被一鎖定機構(gòu)640固定住方向。在一具體實施例，一鎖定 機構(gòu)640耦接至緊鄰該槽501側(cè)壁的該凸緣506的各邊642。該鎖定機構(gòu)640通?？伤砷_ 地銜接于該槽501的側(cè)壁，用以避免該凸緣506轉(zhuǎn)動?；蛘?，該鎖定機構(gòu)640可以安裝在槽 501的其它位置，而其構(gòu)成可以固定該凸緣506在相對位置。例如，一鎖定機構(gòu)的構(gòu)成，可以 結(jié)合該鉸鏈510或是以支撐件的形式(未顯示)配置于二個或更多凸緣之間。
圖7為該鎖定機構(gòu)640的一具體實施例，可用以固定該凸緣502在該槽501內(nèi)的 方向。在圖7所示的該具體實施例，該鎖定機構(gòu)640包含一螺絲702，該螺絲702螺旋穿過 附加在該凸緣上的一塊狀物701。該塊狀物501可以通過熔接、螺絲固定、鉚釘固定、粘著 及其類似方法來耦接于該凸緣506a。當(dāng)該螺絲702被轉(zhuǎn)動延伸穿過該塊狀物701，該螺絲 702迫緊地抵住該槽501而可以將該凸緣506a鎖在一預(yù)定的位置?？煽紤]使該鎖定機構(gòu) 640成為該鉸鏈510的一部分或與該鉸鏈510互相作用，或是能夠固定該凸緣506a (或其它 可以移動的凸緣506)在一預(yù)定位置的一固定夾、一銷、或是其它元件。而且，當(dāng)該鎖住機構(gòu) 640可以使該凸緣506重設(shè)位置時，該隔室504之間的體積比可以重新構(gòu)成，可以具有更大 的彈性來選擇在系統(tǒng)500所使用的催化劑。 該可移動的凸緣506的各凸緣，包含一密封材650，用以減少和/或消除催化劑在 該隔室504間交叉污染。該封件650的構(gòu)成，作為各凸緣506與該槽501側(cè)壁之間的界面。 該密封材650可以是適合用以防止催化劑在該凸緣506與該槽501間通過的任何元件。適 合的密封材520的例子包含墊圈和刷子。該密封材650可以配置于該凸緣506的一邊或是 兩邊。 另外有關(guān)圖8的部分剖面圖，該密封材650通常包含一密封元件810，該密封元件 810耦接第1邊緣802至一安裝凸緣804。該安裝凸緣804耦接至該凸緣506a的一個位置， 使該密封材650的一第2邊緣806可以延伸超過該凸緣506的邊緣642，來銜接該槽501的 壁。該密封材650的第2邊緣806的構(gòu)成，使該凸緣506在實質(zhì)上可以防止催化劑通過位 于該凸緣506的該邊緣642與該槽501間的空隙而通過隔室之間，仍可以相對地對該槽501 移動。在圖8所示該具體實施例，該密封材650具有被蜷曲或是以其它方式被固定于該安 裝凸緣804的一刷子。該安裝凸緣804被以鉚定固定或是以其它方式被固定于該凸緣506。 雖然未在圖8顯示，但可考慮將該密封材650實質(zhì)上沿著該凸緣506的全部邊緣延伸，該凸 緣506緊鄰地配置于該槽501的壁部和底部的。 也可以考慮在具體實施例中將該密封材560配置于該凸緣506上部邊緣652與該 槽501頂部之間，此處該支撐件610構(gòu)成該槽501的密封。該密封材650配置于上部邊緣 652及該槽501的密封的底部654之間，使每一隔室可以獨自流動，如圖1的另一具體實施 例所述(以假想方式顯示)。 因此，如上述說明該隔離件502的該凸緣506可以將該儲存槽501隔成實質(zhì)上相 等體積的隔室504，或是該凸緣506可以移動而將該儲存槽501隔成實質(zhì)上不同體積的至少 兩個隔室504，雖然該隔離件502如圖5的說明，被圖示為具有三個可以移動的凸緣502，但 是熟習(xí)本技術(shù)者應(yīng)了解該隔離件502可以包含任何數(shù)目的可以移動的凸緣502，用以將該 儲存槽501分開成為任何數(shù)目的隔室504。
該系統(tǒng)100也提供更精密的控制來進行催化劑的分配操作。如圖13所圖示的該 感應(yīng)傳送器1320，可以對控制模塊104提供實時壓力數(shù)據(jù)，和現(xiàn)有的壓力控系統(tǒng)比較時，可 以更精確地監(jiān)控該槽110內(nèi)的壓力。 為了比較，圖12為一現(xiàn)有壓力控制系統(tǒng)1250。該壓力控制系統(tǒng)1250通常包含 一前向?qū)Э刂崎y1202 ;—控制閥1204 ;以及一壓力指示計1206。該前向?qū)Э刂崎y1202使 用手動來預(yù)設(shè)一壓力。當(dāng)前向?qū)Э刂崎y1202的感應(yīng)端1208(該感應(yīng)端1208與槽1200的 充氣空間1205聯(lián)通)感應(yīng)到該壓力時，該前向?qū)Э刂崎y1202開啟并對該控制閥1204的一 引動器提供壓力，該控制閥1204受該前向?qū)Э刂崎y1202的引動而提供一來自工廠空氣供 應(yīng)部1210的氣體，用以增加該充氣空間1205的壓力。該壓力指示計1206通常耦接成能夠 與該感應(yīng)端1208以及與充氣空間1205聯(lián)通，有助于手工調(diào)節(jié)該前向?qū)Э刂崎y1202，例如通 過間斷地開啟控制閥1204來維持充氣空間1205的預(yù)設(shè)壓力。 雖然該現(xiàn)有壓力控制系統(tǒng)1205也可以使用于上述任何注射系統(tǒng)具體實施例，但 是壓力控制系統(tǒng)198在許多情況下提供利益，所增加的實施成本系值得的。例如，該控制模 塊104使用來自控制系統(tǒng)198的實時數(shù)據(jù)，同時監(jiān)控槽壓力與和所填加的催化劑，該控制模 塊104可以關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)或是催化劑填加/分配操作，來防止因為重量變化結(jié)合壓力變化 影響到計測已從該槽110分配或已加入槽110的催化劑的重量。當(dāng)在該充氣空間105內(nèi)的 該流體(例如空氣)的重量對該槽110的整體重量的影響可以被測重器126感應(yīng)出來是有 利的。如此，當(dāng)調(diào)節(jié)該槽IIO內(nèi)部壓力的該閥1310、1330其中之一開啟時，因為通過該控制 系統(tǒng)198使該充氣空間105排氣或?qū)υ摮錃饪臻g105加入空氣，在該充氣空間105的體積 變化會導(dǎo)致決定催化劑重量的誤差。有利地，在進行催化劑填加及分配操作時，該控制模塊 104通過關(guān)閉或是暫停壓力控制系統(tǒng)198的閥1310、1330的壓力調(diào)節(jié)，可以防止如此誤差的 發(fā)生。相對地，當(dāng)壓力控制系統(tǒng)198進行壓力調(diào)節(jié)時，催化劑注射至FCC單元190或是對槽 110再填充催化劑將延后至閥1310、 1330被關(guān)閉時。 此外，當(dāng)該槽110內(nèi)的壓力被電子控制而不依賴如圖12所述的該機械系統(tǒng)時，可 以簡便地對該槽110內(nèi)的壓力進行精密的控制。使計算槽重量可以更為精確，結(jié)果，可以更 精確地控制催化劑注射進入FCC單元190的量，因此，提供了更健全的制作控制。
圖9-ll為該壓力變化對如圖12所示具有機械壓力控制系統(tǒng)的一填加系統(tǒng)的重量 讀取影響，對照如具有電子壓力控制系統(tǒng)的一壓力控制系統(tǒng)198。圖9為一圖表900，說明分 別具有電子和機械控制的壓力控制點曲線910、912。點曲線912由具備有該系統(tǒng)1200的一 注射系統(tǒng)取得，而點曲線910由使用該控制系統(tǒng)198的一注射系統(tǒng)取得。該y軸902是圖 示在該槽內(nèi)的壓力，而該x軸904是圖示時間?？梢钥吹皆谝恍r期間所取得點曲線910、 912的壓力變動。因為該壓力控制器槽內(nèi)的壓力增加，在兩點曲線的壓力也典型地增加。因 為使用如圖13所示的壓力控制系統(tǒng)198，當(dāng)沒有催化劑正在排放時，點曲線910的壓力大致 上是上升的，如此，該充氣空間內(nèi)的氣體量的變化不會影響催化劑填加的重量計算。點曲線 910所顯示壓力逐漸降低，因為催化劑正通過控制器由該系統(tǒng)排放。點曲線912所顯示壓力 減少因為該現(xiàn)有系統(tǒng)進行動作來不斷地控制該壓力變化時，該調(diào)節(jié)器的循環(huán)動作所引起。 如上述，因為該充氣空間內(nèi)的氣體量會影響到重量計算，結(jié)果，槽內(nèi)的壓力變化的影響會引 起不希望的錯誤計算催化劑排放量。特別是當(dāng)該隔室存在有不同重量的不同種類的催化劑 時。如此，為了得到健全的制作控制，準(zhǔn)確精密地控制該壓力讀取是重要的。點曲線910說明該改善壓力控制和/或壓力控制系統(tǒng)198的感應(yīng)優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)(例如該系統(tǒng)1250)。在 一具有多數(shù)隔室和/或多數(shù)充氣空間的系統(tǒng)，減少壓力變動甚至是更重要的。
圖10圖示一圖表1000，說明如一點曲線1020所示的在一槽內(nèi)的壓力關(guān)系，和如一 點曲線1030所示的該槽重量。該圖表1000的y軸1002為壓力，y軸1006為重量，以及x 軸1004為時間。如圖10所圖示，該點曲線1020U030是在沒有催化劑正在被排放的期間 得到，因此，該點曲線1030應(yīng)該是穩(wěn)定的，例如水平的。然而，由于從該現(xiàn)有壓力傳感器和 控制系統(tǒng)(例如該控制系統(tǒng)1250)的讀取有變動，該壓力點曲線1020也顯示有變動，該感 應(yīng)到的壓力變動，因而造成槽內(nèi)部空間內(nèi)的氣體重量變動。該變動導(dǎo)致該控制器錯誤地計 算該槽內(nèi)部催化劑的重量，如該點曲線1030所示的變動。當(dāng)某些型式的制作控制，需要催 化劑的填加準(zhǔn)確度在1磅以內(nèi)時，不希望使用這種型式的壓力感應(yīng)器來進行填加控制。
圖11圖示具有一點曲線1120槽壓的一圖表IIOO和用電子壓力控制系統(tǒng)198來 計算槽重量的一點曲線1130。該y軸1102、 1106分別表示壓力和重量，而該x軸1104是表 示時間。并且，該樣品數(shù)據(jù)是在沒有進行分配或是填加時取得。點曲線1120是圖示從該壓 力傳送器的輸出，特別是和圖10的該點曲線1020比較時，說明由壓力控制系統(tǒng)198所供給 壓力調(diào)節(jié)的精密度增加。因此，如點曲線1130所示，在該槽的催化劑的重量計算受到壓力 變動影響較小而具有較小或沒有變動。如此，使用上述的該電子壓力傳送器和電子壓力控 制系統(tǒng)是有利的，因為能夠使控制系統(tǒng)在分配所需要催化劑時，可以容易地控制準(zhǔn)確度在1 磅以內(nèi)。 因此，本發(fā)明在流體催化裂解系統(tǒng)領(lǐng)域系一重大的改良。提供一儲存槽用以儲存 制作催化劑，該儲存槽能夠同時或分開地分配兩個或更多催化劑。該發(fā)明的具體實施例使 該儲存槽可以被調(diào)整容納依照制程需要的不同體積的催化劑。而且，通過改良壓力控制，可 以增加催化劑填加的準(zhǔn)確度，這也改良了該FCC單元的性能，制作工序彈性也因此得到很 大的提高。 前述為本發(fā)明的較佳具體實施例，然而，在不脫離基本范圍，也可以設(shè)計出本發(fā)明 的另外和進一步的具體實施例，本發(fā)明之范圍系由下述申請范利范圍決定。
權(quán)利要求
一種多重催化劑注射系統(tǒng)，其特征在于，至少包含一槽，設(shè)置成將催化劑輸送到流體催化裂解單元；一隔離件，配置在該槽內(nèi)用以在該槽中界定出至少兩個隔室；一充氣空間，被界定在該槽中并且流動性地與每一隔室耦接，其中該充氣空間是加壓的；多個分配機構(gòu)，每個該分配機構(gòu)的各自耦接至一隔室；以及一電子壓力傳送器，用以決定該充氣空間內(nèi)的壓力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子壓力傳送器具有至少lpsi的分辨率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含 一控制器，耦接至該壓力傳送器；以及一第一閥，其具有可由控制器選擇的一啟動狀態(tài)，用以響應(yīng)由該傳送器提供給該控制 器的一壓力度量。
4. 一種流體催化裂解系統(tǒng)，其特征在于，包含 一流體催化裂解單元；一催化劑注射槽，耦接至流體催化裂解單元，該槽具有多個催化劑儲存隔室； 一隔離件，耦接至該槽的一底部，并延伸至離該槽頂部尚有一段高度之處；以及 一加壓系統(tǒng)，耦接至該槽并適合控制槽內(nèi)的壓力在約5至約80psi，相當(dāng)于約0. 35至約 5. 6kg/cm ;其中所述加壓系統(tǒng)還包含一 電子壓力傳送器，用以決定該充氣空間內(nèi)壓力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子壓力傳送器具有至少lpsi的分辨率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含 一控制器，耦接至該壓力傳送器；以及一第一閥，其具有可由控制器選擇的一啟動狀態(tài)，用以響應(yīng)由該傳送器提供給該控制 器的一壓力度量。
7. —種用以將催化劑注射進入一流體催化裂解單元的方法，其特征在于，包含 用一壓力控制閥調(diào)節(jié)一催化劑儲存槽內(nèi)的壓力； 用一排放閥分配該儲存槽內(nèi)的催化劑的量；以及 防止壓力控制閥和該排放閥同時處于開啟狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多重催化劑注射系統(tǒng)。在一具體實施例，該系統(tǒng)包含一槽，適合儲存流體裂解催化劑；一隔離件，用以在該槽中界定出至少兩個隔室。一充氣空間被界定在槽中，并且可流動性地耦接至每一隔室。多個分配機構(gòu)分別耦接至其各自的隔室，用以控制該催化劑從該注射系統(tǒng)中流出。
文檔編號B01J8/08GK101711964SQ200910211799
公開日2010年5月26日 申請日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月19日
發(fā)明者埃里克·埃利奧特, 馬丁·埃文斯 申請人:英特卡設(shè)備有限公司