本实用新型涉及石油化工设备技术领域，特别涉及一种旋风分离设备及甲醇制烯烃的装置。
背景技术：
乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，是合成塑料、纤维和各类化工材料的关键中间体，是有机化学工业的基础。在工业生产过程中，常采用mto(methanoltoolefins，甲醇制烯烃)方法来生产烯烃。mto方法的基本原理是：在催化剂的催化作用下，甲醇发生快速放热反应，生成乙烯、丙烯以及其他副产物，副产物中的焦炭附着在催化剂上形成待生催化剂，一般使用沉降段和多组分离器将反应产物中的气体和固体分离。
目前常用的生产设备中，反应器主要采用湍流床和快速床两种型式，两种型式的设备，反应后均采用低速沉降和旋风分离型式来进行分离，具体地，反应产物经反应器沉降段进行沉降后，通过分离器将催化剂分离出来。
上述分离设备由于采用低速沉降方式分离反应后产物，反应设备中分离装置的直径较大，例如，年处理量为180万吨的湍流床mto装置，分离装置的直径为16000mm，设备投资较大，也使设备尺寸设计受到限制。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供了一种旋风分离设备及甲醇制烯烃的装置，能够解决目前常用的分离设备尺寸较大使得设备投资较大，装置大型化设计难的问题。该技术方案如下：
提供了一种旋风分离设备，该旋风分离设备包括：壳体以及位于该壳体内腔中的第一集气室、第二集气室、多个分离器；
该壳体的顶壁具有进气口和排气口，底部设有固体出口；
该第一集气室的上端与该进气口连通，下端与每个分离器的入口均连通；
该第二集气室的上端与该排气口连通，下端与该每个分离器的气体分离口均连通；
该多个分离器沿该第一集气室的周向均匀分布，且该每个分离器的料腿与该固体出口贯通。
在一种可能设计中，该壳体包括：由上至下顺次连通的弧形封头、筒状主体和锥形主体；
该进气口和该排气口设置在该弧形封头上；
该固体出口设置在该锥形主体的底部；
该每个分离器的料腿伸入至该锥形主体中。
在一种可能设计中，该筒状主体的外径为：2000mm-12000mm。
在一种可能设计中，该筒状主体的侧壁上具有装卸孔，该装卸孔处设置有可拆卸的盖体。
在一种可能设计中，该壳体的内部具有上端开口、下端封闭的圆形筒体，该圆形筒体与该弧形封头围设形成该第一集气室；
该第一集气室的侧壁与该每个分离器的入口均连通。
在一种可能设计中，该壳体的内部设置有上端开口的锥形筒体，该锥形筒体与该弧形封头围设形成该第二集气室；
该锥形筒体的底壁与该每个分离器的气体分离口均连通；
该第一集气室的上端位于该第二集气室中。
在一种可能设计中，该锥形筒体的底壁上还具有多个气孔。
在一种可能设计中，每个气孔的直径为15mm-30mm。
在一种可能设计中，该多个分离器的数量为2-16个。
一方面，提供了一种甲醇制烯烃的装置，该装置包括第一方面的任一种可能设计中提供的旋风分离设备。
通过将多个分离器集合在同一个第一集气室上，在多个分离器外设置共同的壳体以接收待生催化剂，并在壳体内设置连通各分离器的第二集气室，以接收分离器中分离出的气体。使得分离设备所占体积大幅减小，同时降低了设备投资。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种旋风分离设备的结构示意图。
附图中的各个标号说明如下：
1-壳体；
11-进气口；
12-排气口；
13-固体出口；
14-弧形封头；
15-筒状主体；
151-装卸孔，152-盖体；
16-锥形主体；
2-第一集气室；
3-第二集气室；
31-气孔；
4-分离器；
41-入口，42-气体分离口，43-料腿。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
图1是本实用新型实施例提供的一种旋风分离设备的结构示意图，该旋风分离设备包括：壳体1以及位于该壳体1内腔中的第一集气室2、第二集气室3、多个分离器4；该壳体1的顶壁具有进气口11和排气口12，底部设有固体出口13；该第一集气室2的上端与该进气口11连通，下端与每个分离器4的入口41均连通；该第二集气室3的上端与该排气口12连通，下端与该每个分离器4的气体分离口42均连通；该多个分离器4沿该第一集气室2的周向均匀分布，且该每个分离器4的料腿43与该固体出口13贯通。
下面对本实用新型实施例提供的一种旋风分离设备的工作原理进行详述：
在甲醇制烯烃的装置中，甲醇原料和催化剂在反应器中混合，甲醇在催化剂的催化作用下迅速反应，生成气体，反应后的催化剂表面附着焦炭，变为待生催化剂，反应后的气体和待生催化剂为反应产物，该反应产物从反应器中输出，通过进气口11进入该旋风分离设备中。上述待生催化剂经过再生器的再生，可以重新用于催化反应中。
在该旋风分离设备中，反应产物首先在第一集气室2中聚集，再被分配到各分离器4中；该第一集气室2能够起到缓冲、平衡进入其中的反应产物的作用。
由于该多个分离器4沿该第一集气室2的周向均匀分布，使得反应产物能够均匀进入各分离器4中，并在各分离器4中快速被分离，分离出的气体通过各分离器4的气体分离口42流入该第二集气室3中，待生催化剂通过各分离器4的料腿43流出分离器4，进而从该壳体1的固体出口13流出，以进行下一步的再生等处理。
其中，该多个分离器4为旋风分离器，具有较高压强的反应产物通入该分离器4中，在分离器4中高速旋转，其中的气体由于密度较小，将逐渐向上流动；待生催化剂为粒状固体，在高速旋转过程中与分离器4的内壁碰撞，而后沿内壁向下移动至料腿43。上述设计使得该设备能够在反应产物中的气体浓度较低，而催化剂粒径较小的情况下，仍然保持较高的效率和分离器4中适当的压降。而且，分离器4的下端的料腿43较短，进一步降低了设备的尺寸。
流入该第二集气室3中的气体经该排气口12排出，以进行下一步的处理。
上述旋风分离设备通过将多个分离器4集合在同一个第一集气室2上，在多个分离器4外设置共同的壳体1以接收待生催化剂，并在壳体1内设置连通各分离器4的第二集气室3，以接收分离器4中分离出的气体。使得分离设备所占体积大幅减小，同时降低了设备投资。
在一种可能设计中，该壳体1包括：由上至下顺次连通的弧形封头14、筒状主体15和锥形主体16；该进气口11和该排气口12设置在该弧形封头14上；该固体出口13设置在该锥形主体16的底部；该每个分离器4的料腿43伸入至该锥形主体16中。
为了保证壳体1的密封性，该筒状主体15和该锥形主体16之间、该筒状主体15和该弧形封头14之间均为固定连接，例如，可以是焊接连接，使该壳体1更加牢固和密封。该锥形主体16上宽下窄，便于落入锥形主体16内壁上的待生催化剂滑落到该固体出口13中。
在一种可能设计中，该筒状主体15的外径为：2000mm-12000mm。例如，可以是2000mm、3000mm、4000mm、5000mm、6000m、7000mm、8000mm、9000mm、10000mm、11000mm或12000mm等。
上述设置使得：相对于相同处理量的分离设备，本实施例提供的旋风分离设备的尺寸大大降低。例如，相关技术中：处理量为180万吨/年的湍流床mto设备，其分离设备的直径通常为16000mm，在本实施例中，该筒状主体15的外径为8000mm左右。上述设计使得设备尺寸降低明显，装置设计难度和设备投资大幅度降低。
在一种可能设计中，该筒状主体15的侧壁上具有装卸孔151，该装卸孔151处设置有可拆卸的盖体152。
可以通过该装卸孔151对该壳体1及其内部的设备进行安装、检修和更换，该装卸孔151的尺寸可以根据具体需要设定，例如，对于外径为8000mm的筒状主体15，该装卸孔151的尺寸可以是2400mm。
该装卸孔151上设有与之适配的可拆卸的盖体152，便于在不进行检修等作业时对该装卸孔151进行封堵。
在一种可能设计中，该壳体1的内部具有上端开口、下端封闭的圆形筒体，该圆形筒体与该弧形封头14围设形成该第一集气室2；该第一集气室2的侧壁与该每个分离器4的入口41均连通。
上述第一集气室2的圆形筒体和壳体1的弧形封头14之间固定连接，例如，可以是焊接连接，从而保证该第一集气室2的牢固。该壳体1上的进气口11设于该弧形封头14的中心位置，与之相连的第一集气室2也位于该壳体1内腔中的中心位置，便于该多个分离器4的分布，高效利用该壳体1内部的空间。
在一种可能设计中，该壳体1的内部设置有上端开口的锥形筒体，该锥形筒体与该弧形封头14围设形成该第二集气室3；该锥形筒体的底壁与该每个分离器4的气体分离口42均连通；该第一集气室2的上端位于该第二集气室3中。
上述第二集气室3设置于该多个分离器4的上侧，为围绕该第一集气室2形成的环形结构，该环形结构的内壁由该第一集气室2的外壁形成，顶壁由弧形封头14形成，侧壁为锥形，底部为水平底板。锥形侧壁的上沿连接该弧形封头14，锥形侧壁的下沿连接该水平底板，水平底板上设有多个与该多个分离器4对应的孔，用于贯通该多个分离器4与该第二集气室3。
该多个分离器4通过该第一集气室2的侧壁和第二集气室3的水平底板吊装，使得分离器4受力均匀，结构稳定。
在一种可能设计中，该锥形筒体的底壁上还具有多个气孔31。
上述多个气孔31沿周向均匀分布，在径向上至少设置一圈。上述设计使壳体1内腔中的气体能够通过该多个气孔31向上流动至该第二集气室3中，提高了反应气体的回收率，也平衡了该壳体1内的压强。
在一种可能设计中，每个气孔31的直径为15mm-30mm。例如，可以是15mm、20mm、25mm或30mm等。
上述气孔31的具体尺寸可以根据需要设定，例如，根据壳体1内腔中气体量和压强来确定气孔31的直径和数量。
在一种可能设计中，该多个分离器4的数量为2-16。例如，可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个或16个等。在壳体1内一定的空间内，根据工作需要以及每个分离器4的处理能力，对分离器4的数量进行设定。该多个分离器4规格相同，以使多个分离器4内的负荷均匀、稳定。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本实用新型的可选实施例，在此不再一一赘述。
本实用新型实施例还提供了一种甲醇制烯烃的装置，该装置包括上述任一种可能设计中提供的旋风分离设备。
其中，该装置包括：反应器和再生器，该反应器包括反应设备和旋风分离设备，由反应设备中输出的反应产物在旋风分离设备中被分离为气体和待生催化剂，再生器对待生催化剂进行汽提、烧焦和二次汽提等处理，使之转化为再生催化剂，再将再生催化剂输送至反应器的反应设备中。
使用上述旋风分离设备的甲醇制烯烃的装置，其装置尺寸大幅减小，同时降低了设备投资，也有利于装置的大型化设计。
上述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。
1.一种旋风分离设备，其特征在于，所述旋风分离设备包括：壳体(1)以及位于所述壳体(1)内腔中的第一集气室(2)、第二集气室(3)、多个分离器(4)；
所述壳体(1)的顶壁具有进气口(11)和排气口(12)，底部设有固体出口(13)；
所述第一集气室(2)的上端与所述进气口(11)连通，下端与每个分离器(4)的入口(41)均连通；
所述第二集气室(3)的上端与所述排气口(12)连通，下端与所述每个分离器(4)的气体分离口(42)均连通；
所述多个分离器(4)沿所述第一集气室(2)的周向均匀分布，且所述每个分离器(4)的料腿(43)与所述固体出口(13)贯通。
2.根据权利要求1所述的旋风分离设备，其特征在于，所述壳体(1)包括：由上至下顺次连通的弧形封头(14)、筒状主体(15)和锥形主体(16)；
所述进气口(11)和所述排气口(12)设置在所述弧形封头(14)上；
所述固体出口(13)设置在所述锥形主体(16)的底部；
所述每个分离器(4)的料腿(43)伸入至所述锥形主体(16)中。
3.根据权利要求2所述的旋风分离设备，其特征在于，所述筒状主体(15)的外径为：2000mm-12000mm。
4.根据权利要求2所述的旋风分离设备，其特征在于，所述筒状主体(15)的侧壁上具有装卸孔(151)，所述装卸孔(151)处设置有可拆卸的盖体(152)。
5.根据权利要求2所述的旋风分离设备，其特征在于，所述壳体(1)的内部具有上端开口、下端封闭的圆形筒体，所述圆形筒体与所述弧形封头(14)围设形成所述第一集气室(2)；
所述第一集气室(2)的侧壁与所述每个分离器(4)的入口(41)均连通。
6.根据权利要求2所述的旋风分离设备，其特征在于，所述壳体(1)的内部设置有上端开口的锥形筒体，所述锥形筒体与所述弧形封头(14)围设形成所述第二集气室(3)；
所述锥形筒体的底壁与所述每个分离器(4)的气体分离口(42)均连通；
所述第一集气室(2)的上端位于所述第二集气室(3)中。
7.根据权利要求6所述的旋风分离设备，其特征在于，所述锥形筒体的底壁上还具有多个气孔(31)。
8.根据权利要求7所述的旋风分离设备，其特征在于，每个气孔(31)的直径为15mm-30mm。
9.根据权利要求1所述的旋风分离设备，其特征在于，所述多个分离器(4)的数量为2-16个。
10.一种甲醇制烯烃的装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1～9任一项所述的旋风分离设备。
技术总结