一种粗苯加氢分段蒸发器的制作方法

本发明涉及冶金焦化行业苯加氢技术领域，尤其涉及一种适用于低压粗苯两相气相加氢反应工艺的粗苯加氢分段蒸发器。

背景技术：

焦化行业的粗苯，主要成分是苯、甲苯和二甲苯，此外还含有5％～10％的不饱和化合物，是一些带有一个或两个双键的环状烃和直链烯烃，容易发生聚合反应，并且某些不饱和化合物及硫化物、含氮化合物的沸点与相应的苯类产品之间的沸点温度相近，不能用精馏的方法把它们分开。加氢精制工艺的作用是将粗苯中以噻吩为主的各种杂质利用加氢全部除去，其中硫化物全部转化为h2s，氮化物转化为nh3，氧化物转化为h2o，不饱和烃加氢饱和，分离除去h2s、nh3和h2o之后剩下的加氢油很容易通过萃取精馏的方式，生产出优质苯、甲苯和二甲苯。

加氢精制苯生产过程污染小，且产品质量可以媲美石油苯，所以目前焦化行业采用的粗苯精制工艺基本上以低压粗苯加氢精制工艺为主。而粗苯加氢精制工艺又有先液相后气相加氢和两段气相加氢两种基本方式，且主要以两段气相加氢为主。

本发明中，粗苯加氢或粗苯气相加氢均指粗苯两段气相加氢的反应工艺。

粗苯气相加氢工艺，最初由德国引进时为粗苯直接进行气化，经分段蒸发器简单脱重后加氢，后来有些国内企业认为脱重程度不够，对此工艺进行了改造，粗苯在进行气相加氢前，先通过脱重塔把粗苯中高沸点的馏分通过蒸馏的方法除去，得到轻苯，然后再将轻苯气化加氢，但此工艺能源消耗太大，经济性不好。

粗苯加氢气化工艺的核心装置是分段蒸发器，粗苯分两路进行气化，一路90％量的粗苯通过预蒸发器气化，另一路剩余10％量的粗苯作为分段蒸发器的回流液，通过分段蒸发器对粗苯的精制，可以连续分离出约5％的含有聚合物的重组分即粗苯残液，理论上可以改善再沸器发生频繁堵塞的现象，减少对后续加氢反应催化剂的影响。但是目前常规的分段蒸发器及附属结构较为复杂，气相阻力大，能源浪费较为严重；另外实际生产过程中发现，粗苯残液重组分低，含苯量高(要求不能超过20％含苯量，而实际生产通常含苯量达到30％以上)，由于重组分和聚合物不能集中排放，不仅浪费大量的苯，也增加了再沸器堵塞情况的发生，并且增加了对后续加氢反应催化剂影响。

技术实现要素：

本发明提供了一种粗苯加氢分段蒸发器，能够有效改善再沸器频繁堵塞的现象，避免粗苯残液含苯量高造成的浪费，并减少分段蒸发器的气相阻力。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种粗苯加氢分段蒸发器，包括分段蒸发器、再沸器、预蒸发器；其特征在于，所述分段蒸发器中由隔离板分隔为蒸发器上段、蒸发器下段，蒸发器上段自下至上依次设有多层塔盘、喷淋装置及捕雾器，顶部设粗苯气体出口；蒸发器下段的下部为粗苯残液贮槽，粗苯残液贮槽的上方设隔板，隔板的中部设满流联通管；所述隔离板的中部设通气帽，隔离板一侧设联通管；蒸发器下段的底部设底部液体出口及粗苯残液出口二；所述底部液体出口连接再沸器的粗苯液体入口，再沸器的加热介质入口连接加氢反应后的粗苯气体管道，再沸器的加热介质出口连接预蒸发器中壳程的加热介质入口，壳程的加热介质出口连接加氢后的粗苯气液混合物管道；预蒸发器的管程设外部循环氢气管道，外部循环氢气管道上设喷射混合器一；预蒸发器管程的粗苯液体入口及分段蒸发器中的喷淋装置分别连接粗苯液体管道；预蒸发器管程的粗苯气液混合物出口与再沸器的粗苯气液混合物出口分别连接喷射混合器二的粗苯气液混合物入口，喷射混合器二的粗苯气液混合物出口连接隔板与隔离板之间蒸发器下段一侧的粗苯气液混合物入口，隔板与隔离板之间蒸发器下段另一侧设粗苯残液出口一，粗苯残液出口一及粗苯残液出口二分别连接粗苯残液管道。

所述满流联通管的顶面高于隔板的上表面，满流联通管的直径与通气帽立管的直径相等。

所述联通管的顶部与隔离板平齐，联通管的底端穿过隔板后向下延伸并插入粗苯残液中。

所述底部液体出口高于粗苯残液出口二。

所述蒸发器上段至少设10层塔盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)蒸发器下段气液分离后的粗苯蒸气通过通气帽直接进入蒸发器上段，从而有效减少气相压力的损失。

2)隔离板上部回流液可以直接流入蒸发器下段；蒸发器下段设隔板用于接收粗苯气液混合液气液分离后的液体，该液体中含有加热后产生的聚合物，且其含重组分成分最高，将该液体作为粗苯残液排出，最大程度减少了含聚合物重组分再次进入再沸器的量；隔板上没有及时排出的粗苯残液通过满流方式进入分段蒸发器底部粗苯残液贮槽；从而有效改善了再沸器频繁堵塞的现象，避免粗苯残液含苯量高造成的浪费。

附图说明

图1为本发明所述一种粗苯加氢分段蒸发器的结构示意图。

图中：1.预蒸发器2.再沸器3.分段蒸发器4.喷射混合器一5.喷射混合器二6.隔离板7.联通管8.第1层塔盘9.第10层塔盘10.捕雾器11.隔板12.满流联通管13.通气帽

a1.粗苯气液混合物入口a2.粗苯液体入口b1.粗苯残液出口一b2.粗苯气体出口b3.底部液体出口b4.粗苯残液出口二

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种粗苯加氢分段蒸发器，包括分段蒸发器3、再沸器2、预蒸发器1；所述分段蒸发器3中由隔离板6分隔为蒸发器上段、蒸发器下段，蒸发器上段自下至上依次设有多层塔盘、喷淋装置及捕雾器10，顶部设粗苯气体出口b2；蒸发器下段的下部为粗苯残液贮槽，粗苯残液贮槽的上方设隔板11，隔板11的中部设满流联通管12；所述隔离板6的中部设通气帽13，隔离板6一侧设联通管7；蒸发器下段的底部设底部液体出口b3及粗苯残液出口二b4；所述底部液体出口b3连接再沸器2的粗苯液体入口，再沸器2的加热介质入口连接加氢反应后的粗苯气体管道，再沸器2的加热介质出口连接预蒸发器1中壳程的加热介质入口，壳程的加热介质出口连接加氢后的粗苯气液混合物管道；预蒸发器1的管程设外部循环氢气管道，外部循环氢气管道上设喷射混合器一4；预蒸发器管程的粗苯液体入口及分段蒸发器3中的喷淋装置分别连接粗苯液体管道；预蒸发器管程的粗苯气液混合物出口与再沸器2的粗苯气液混合物出口分别连接喷射混合器二5的粗苯气液混合物入口，喷射混合器二5的粗苯气液混合物出口连接隔板11与隔离板6之间蒸发器下段一侧的粗苯气液混合物入口a1，隔板11与隔离板6之间蒸发器下段另一侧设粗苯残液出口一b1，粗苯残液出口一b1及粗苯残液出口二b4分别连接粗苯残液管道。

所述满流联通管12的顶面高于隔板11的上表面，满流联通管12的直径与通气帽13立管的直径相等。

所述联通管7的顶部与隔离板6平齐，联通管7的底端穿过隔板11后向下延伸并插入粗苯残液中。

所述底部液体出口b3高于粗苯残液出口二b4。

所述蒸发器上段至少设10层塔盘。

本发明所述一种粗苯加氢分段蒸发器中，隔离板6中部设有一个通气帽13，粗苯气液混合物经蒸发器下段的粗苯气液混合物入口a1进入，经气液分离后产生的粗苯蒸气通过通气帽13直接进入蒸发器上段，可以有效减少气相压力的损失。

联通管7的顶部与隔离板6顶面齐平，回流液可以直接从蒸发器上段流入蒸发器下段；蒸发器下段在粗苯气液混合物入口a1下方设一层隔板11，用于接收粗苯气液混合物经气液分离后的液体，该液体含有加热后产生的聚合物，含重组分成分最高，将该液体作为粗苯残液排出，能够尽可能减少含聚合物的重组分再次进入再沸器2的量。与常规分段蒸发器采用的回流液全部从底部粗苯残液出口排出的方式相比，本发明经底部粗苯残液出口二b4排出的粗苯残液中的含苯量明显降低；隔板11中部设一个与通风帽13立管直径相同的满流联通管12，没有及时排出的粗苯残液满流进入下部残液贮槽中，并使隔板11上、下两层空间保持气相联通。

基于本发明所述一种粗苯加氢分段蒸发器的粗苯气相加氢工艺过程如下：

外来的粗苯液体一部分经粗苯液体入口a2进入蒸发塔上段，由喷淋装置向下喷洒；另一部粗苯液体进入预蒸发器的管程上部；循环氢气高速通过喷射混合器一4形成负压，使外来的粗苯液体在预蒸发器1内高速循环流动，利用加氢反应后的粗苯气体的热量，通过预蒸发器1把外来的粗苯液体预热和大部分气化，形成粗苯气液混合物。粗苯气液混合物高速通过喷射混合器二5形成负压作为动力，在分段蒸发器3底部的残液贮槽与再沸器2之间形成一个闭路循环，利用加氢反应后的粗苯气体的热量，通过再沸器2供热，分段蒸发器3顶部回流下来的粗苯液体在分段蒸发器3底部进行气化，通过保持残液贮槽中的液面平衡来控制气化量。

分段蒸发器3中设至少10层塔盘(图1中只示出第1层塔盘8及第10层塔盘9)，通过隔离板6将分段蒸发器3分隔为蒸发器上段、蒸发器下段两部分，气化后的粗苯气液混合物经粗苯气液混合物入口a1进入的蒸发器下段进行气液分离，分离后的液体落入隔板11上，该液体含有加热后产生的聚合物，含重组分成分最高，将该液体作为粗苯残液经粗苯残液出口一b1连续排出，没有及时排出的液体经满流联通管12满流到分段蒸发器3底部的残液贮槽中，分离后的粗苯蒸气通过通气帽13进入蒸发器上段，气体向上流动，通过多层塔盘与分段蒸发器3顶部回流下来的粗苯液体进行传质传热，再经分段蒸发器3顶部的捕雾器10去除其中的雾滴，最后经粗苯气体出口b2送去加氢预反应器。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。