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的问题。该技术方案如下：
第一方面，提供了一种旋风分离设备，该旋风分离设备包括：壳体、集气室、沿周向分布的多个分离器和沿周向分布的多个进气管；
该壳体的顶部设有排气口，底部设有固体出口；
该集气室和该多个分离器均位于该壳体中，每个分离器的进口均与该集气室连通，气体分离口均与该壳体的排气口贯通，固体分离口与该壳体的固体出口贯通；
每个进气管的下端位于该壳体的外部，上端与该集气室连通。
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；
该每个分离器的固体分离口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，该多个进气管的出口高于该多个分离器的进口。
在一种可能设计中，该每个分离器的气体分离口处通过支撑件设置有防冲伞帽。
在一种可能设计中，该防冲伞帽设置成锥形结构；
该防冲伞帽的下沿的外径大于对应分离器的气体分离口的外径。
在一种可能设计中，该多个进气管与该多个分离器的数量相同，且每个分离器的分布角度与对应的进气管的分布角度相同。
在一种可能设计中，该集气室与该多个分离器的气体进口一体成型。
在一种可能设计中，该集气室与该多个进气管一体成型。
第二方面，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，以及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-排气口；
12-固体出口；
13-弧形封头；
14-筒状主体；
141-装卸孔，142-盖体；
15-锥形主体；
2-集气室；
3-分离器；
31-进口；
32-气体分离口；
321-防冲伞帽；
33-固体分离口；
4-进气管。
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、集气室2、沿周向分布的多个分离器3和沿周向分布的多个进气管4；该壳体1的顶部设有排气口11，底部设有固体出口12；该集气室2和该多个分离器3均位于该壳体1中，每个分离器3的进口31均与该集气室2连通，气体分离口32均与该壳体1的排气口11贯通，固体分离口33与该壳体1的固体出口12贯通；每个进气管4的下端位于该壳体1的外部，上端与该集气室2连通。
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，反应产物首先在集气室2中聚集，再被分配到各分离器3中；该集气室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3沿该集气室2的周向均匀分布，使得反应产物能够均匀进入各分离器3中，并在各分离器3中快速被分离，分离出的气体通过各分离器3的气体分离口32流出，至壳体1的内腔中，经排气口11排出，以进行下一步的处理；待生催化剂通过各分离器3的固体分离口33流出分离器3，进而从该壳体1的固体出口12流出，以进行下一步的再生等处理。
其中，该多个分离器3为旋风分离器，具有较高压强的反应产物通入该分离器3中，在分离器3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3的内壁碰撞，而后沿内壁向下移动至固体分离口33。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3中适当的压降。而且，分离器3的下端的固体分离口33较短，进一步降低了设备的尺寸。
上述旋风分离设备通过将多个分离器3集合在同一个集气室2上，在多个分离器3外设置共同的壳体1以接收分离器3中分离出的待生催化剂和气体。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13、筒状主体14和锥形主体15；该排气口11设置在该弧形封头13上；该固体出口12设置在该锥形主体15的底部；该每个分离器3的固体分离口33伸入至该锥形主体15中。
为了保证壳体1的密封性，该筒状主体14和该锥形主体15之间、该筒状主体14和该弧形封头13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15上宽下窄，便于落入锥形主体15内壁上的待生催化剂滑落到该固体出口12中。
在一种可能设计中，该筒状主体14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14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14的侧壁上具有装卸孔141，该装卸孔141处设置有可拆卸的盖体142。
可以通过该装卸孔141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141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14，该装卸孔141的外径可以是2400mm。
该装卸孔141上设有与之适配的可拆卸的盖体142，便于在不进行检修等作业时对该装卸孔141进行封堵。例如，该装卸孔141可以具有向外突出的一段圆管，在该圆管的边缘设置具有通孔的环形法兰盘，该盖体142可以为边缘也设有相应通孔的法兰盘，通过螺栓连接该装卸孔141和该盖体142上的通孔。
在一种可能设计中，该多个进气管4的出口高于该多个分离器3的进口31。
上述设置使得气体在集气室2中由上至下流动，保证集气室2能够对通入其中的反应产物起到缓冲的作用，使通入各分离器3中的反应产物具有较高的压强，保证设备稳定负荷运行。
在一种可能设计中，该每个分离器3的气体分离口32处通过支撑件设置有防冲伞帽321。
由于从分离器3的气体分离口32流出的气体流速和压强较大，该防冲伞帽321能够对该气体起到缓冲作用，使该气体冲击到该防冲伞帽321的顶壁后向水平方形扩散，从而避免高压高速气体强烈冲击壳体1的顶壁。该支撑件为多个设置于该气体分离口32顶部和该防冲伞帽321之间的杆体。
在一种可能设计中，该防冲伞帽321设置成锥形结构；该防冲伞帽321的下沿的外径大于对应分离器3的气体分离口32的外径。
该防冲伞帽321为顶部向上凸起的锥形结构，防止原本散布在壳体1内腔中的待生催化剂固体颗粒积聚在该防冲伞帽321上，基于该防冲伞帽321的下沿的外径大于对应分离器3气体分离口32的外径，落在防冲伞帽321上的固体颗粒能够沿该防冲伞帽321下滑至该壳体1的内腔中。
在一种可能设计中，该多个进气管4与该多个分离器3的数量相同，且每个分离器3的分布角度与对应的进气管4的分布角度相同。
该多个进气管4和该多个分离器3均匀分布在该壳体1的内腔中，使得集气室2内的气流平稳，压强稳定，有利于各分离器3稳定负荷运行。多个进气管4与该多个分离器3的数量与反应设备的处理量适配。例如，该进气管4和该分离器3的数量可以均为4个，每两个相邻进气管4之间呈90°夹角，每两个相邻分离器3之间也呈90°夹角。
在一种可能设计中，该多个分离器3的数量为2-16个。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3的处理能力，对分离器3的数量进行设定。该多个分离器3规格相同，以使多个分离器3内的负荷均匀、稳定。
在一种可能设计中，该集气室2与该多个分离器3的气体进口31一体成型。保证了装置的密封性，加强了装置的强度。
在一种可能设计中，该集气室2与该多个进气管4一体成型。保证了装置的密封性，加强了装置的强度。
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)、集气室(2)、沿周向分布的多个分离器(3)和沿周向分布的多个进气管(4)；
所述壳体(1)的顶部设有排气口(11)，底部设有固体出口(12)；
所述集气室(2)和所述多个分离器(3)均位于所述壳体(1)中，每个分离器(3)的进口(31)均与所述集气室(2)连通，气体分离口(32)均与所述壳体(1)的排气口(11)贯通，固体分离口(33)与所述壳体(1)的固体出口(12)贯通；
每个进气管(4)的下端位于所述壳体(1)的外部，上端与所述集气室(2)连通。
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(13)、筒状主体(14)和锥形主体(15)；
所述排气口(11)设置在所述弧形封头(13)上；
所述固体出口(12)设置在所述锥形主体(15)的底部；
所述每个分离器(3)的固体分离口(33)伸入至所述锥形主体(15)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(14)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(14)的侧壁上具有装卸孔(141)，所述装卸孔(141)处设置有可拆卸的盖体(142)。
5.根据权利要求1所述的旋风分离设备，其特征在于，所述多个进气管(4)的出口高于所述多个分离器(3)的进口(31)。
6.根据权利要求1所述的旋风分离设备，其特征在于，所述每个分离器(3)的气体分离口(32)处通过支撑件设置有防冲伞帽(321)。
7.根据权利要求6所述的旋风分离设备，其特征在于，所述防冲伞帽(321)设置成锥形结构；
所述防冲伞帽(321)的下沿的外径大于对应分离器(3)的气体分离口(32)的外径。
8.根据权利要求1所述的旋风分离设备，其特征在于，所述多个进气管(4)与所述多个分离器(3)的数量相同，且每个分离器(3)的分布角度与对应的进气管(4)的分布角度相同。
9.根据权利要求1所述的旋风分离设备，其特征在于，所述集气室(2)与所述多个分离器(3)的气体进口(31)一体成型。
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