一种悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统。该系统包括热高压分离器、减压阀组和热低压分离器；热高压分离器上部设置有悬浮床加氢裂化反应产物进料口，下部设有冷氢进料口，其顶部设置有热高压分离气出口，底部设置有热高压分离液出口；减压阀组包括至少一套阀组，每套阀组包括相连通的一个文丘里式节流元件和一个角式调节阀；热低压分离器上部设置有热低压进料口，其顶部设置有热低压分离气出口，底部设置有热低压分离液出口；热高压分离液出口与减压阀组的文丘里式节流元件相连通，角式调节阀与热低压进料口相连通。本发明还提供了一种利用上述分离减压组合系统的悬浮床加氢裂化反应产物的减压分离方法。
【专利说明】一种悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，属于煤炭及石油化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在煤化工和石油化工等领域，广泛涉及高温高压流体气-液或气-液-固混合物分离减压系统，而减压阀门是这些减压系统的核心部件。处理物料的温度和压力越高、成分越复杂，对减压阀门的性能(主要是密封性和耐磨性)要求就越高。
[0003]渣油、煤焦油等重油进行悬浮床加氢裂化反应时，其温度常常高达450_470°C，压力达几十兆帕，当高温高压物料从分离器卸料时，与低压物料接收容器存在很大的压力差，通常需从几十兆帕减至常压，并且液体的温度也达到了 400?500°C ;同时，该物料体系中还有含量较高的固体物质(约为20-40% )，这就导致了排料时物料对阀芯及阀座的磨损相当严重，长时间磨损将导致阀门关闭不严。同时在卸料过程中，当大量的物料流入阀体时，会增大流体的湍流程度，在阀门间隙处产生很大的流速，这一现象会加剧阀体的磨损，因此减压阀门的寿命成了制约该类减压卸料装置长时间运行的一个关键问题。如何减少高温高压分离减压系统中阀门的磨损，提高阀门的使用寿命是液固分离装置中不可忽略的问题。
[0004]高温高压分离减压系统底部物料的减压方法主要有两种，一种是采用液位控制的调节阀减压，另一种是采用液位控制两个串联切断阀(但至少其中一个切断阀为减压阀)的定时启闭实现分批定量卸料的减压方法。
[0005]在现有国内外工艺中，已采用多种方法对高温高压分离减压系统底部的减压设备进行改进，以最大限度减少磨损、延长阀体使用寿命，主要有:(I)在阀体设计一个较长的耐冲刷进口，最低限度减少湍流和磨损，同时尽可能减小流体进入阀芯和阀座间隙时的冲击角；(2)阀座设计有长的截流孔道，最大限度减缓液相的蒸发，以防止汽蚀；(3)出口直接接到膨胀管和大容积的容器中，以消耗流体能量，并且使出口流体能够直接冲入液体池中；
(4)减压阀的材料采用耐磨耐高温的硬质材料，如碳化钨、金刚石等；(5)在热高压分离器和低压分离器之间增加过渡的中压分离器，液固物料先减压至过渡的中压分离器，再减压排料至低压分离器，通过两次减压过程，降低减压部件承受的压力差，可延长减压设备的使用寿命。
[0006]上述方法从降低料液的湍流程度、提高阀门材料的耐磨性能方面提高了阀门的使用寿命，但核心减压部件仍是承担了绝大部分的压力差，阀门损耗依然较快。另外，增设中压分离器的做法，是可以降低减压部件承受的压力差，延长减压阀的寿命，但相应的设备费用增加很多，这种做法并不经济。
【发明内容】
[0007]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，能够降低减压部件的压力降，延长减压部件的寿命。
[0008]本发明的目的通过以下技术方案得以实现:
[0009]一种悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，其特征在于:
[0010]该系统包括热高压分离器、减压阀组和热低压分离器；
[0011]所述热高压分离器为锥底结构的夹套设备，其内部为分离腔，其上部设置有悬浮床加氢裂化反应产物进料口，下部设有冷氢进料口，其顶部设置有热高压分离气出口，底部设置有热尚压分尚液出口；
[0012]所述减压阀组包括至少一套阀组，每套阀组包括一个文丘里式节流元件和一个角式调节阀，所述文丘里式节流元件和所述角式调节阀相连通；
[0013]所述热低压分离器为锥底结构的设备，其内部为分离腔，其上部设置有热低压进料口，其顶部设置有热低压分尚气出口，底部设置有热低压分尚液出口 ；
[0014]所述热高压分离器的热高压分离液出口与所述减压阀组的文丘里式节流元件相连通，所述减压阀组的角式调节阀与所述热低压分离器的热低压进料口相连通。
[0015]上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统中，上述的文丘里式节流元件和角式调节阀的接触介质部分(即内衬)均采用耐磨耐高温的硬质材料，例如碳化钨或金刚石；优选的，所述文丘里式节流元件为硬质合金内衬结构。
[0016]上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统中，优选的，所述减压阀组包括三套阀组，所述三套阀组通过手动切换转向阀成并联连接，所述手动切换转向阀设置在所述热高压分离器的热高压分离液出口与所述减压阀组的文丘里式节流元件之间。
[0017]上述的三套阀组可以通过手动切换转向阀的开关实现阀组同时开启或部分开启及阀组间的在线切换。
[0018]上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统中，热高压分离器为锥底结构的夹套设备，夹套主要起冷却热高压分离器底部的作用，夹套内可以设置各种常规的冷却设备，这里选用冷却盘管；优选的，该系统还包括冷却盘管，所述冷却盘管设置在所述热高压分离器的锥底的外围，所述冷却盘管包括一个冷氢进口和一个冷氢出口。
[0019]根据具体实施方案，冷氢出口排出的气体进入热高压分离气出口排出的热高压分离气中。
[0020]上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统中，优选的，该系统还包括第一液位控制器和液位控制选择开关，所述第一液位控制器与所述热高压分离器相连接，所述液位控制选择开关分别与所述第一液位控制器和所述角式调节阀相连接。
[0021]上述的液位控制选择开关(DCS)可以实现上述的并联连接的三套阀组的同时开启或部分开启及阀组间的在线切换，可以控制每套阀组中的角式调节阀的开启程度。该液位控制选择开关通过第一液位控制器在与所述热高压分离器相连接时，第一液位控制器能够探测所述热高压分离器内部的液位，根据液面高低调整每套阀组中的角式调节阀的开启程度。
[0022]上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统中，所述第一液位控制器可以根据装置规模的大小选择控制方式，可采用连续调节控制或两位式控制，并将液位控制在热高压分离器内腔高度的30% -35% (可调)。
[0023]上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统中，优选的，该系统还包括差压变送器，该差压变送器用于监测文丘里式节流元件上下游压力差。
[0024]上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统中，优选的，该系统还包括热低压分离器用调节阀和第二液位控制器，所述热低压分离器用调节阀与所述热低压分离器的热低压分离液出口相连通，所述第二液位控制器分别与所述热低压分离器和所述热低压分离器用调节阀相连接。
[0025]上述的所述第二液位控制器采用连续调节控制，根据热低压分离器中的液位调节热低压分离器用调节阀的开启程度，将液位控制在热低压分离器内腔高度的50%左右(可调
[0026]本发明还提供一种悬浮床加氢裂化反应产物的减压分离方法，其是使用上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，包括如下步骤:
[0027]向冷氢进料口通入冷氢；
[0028]将悬浮床加氢裂化反应产物通过悬浮床加氢裂化反应产物进料口进入热高压分离器，进行气、液固分离，气体从热高压分离气出口排出，得到热高压分离气，液固体从热高压分离液出口进入减压阀组进行减压，得到热低压产物；
[0029]热低压产物通过热低压进料口进入热低压分离器，进行气、液固分离，气体从热低压分离气出口排出，得到热低压分离气，液固体从热低压分离液出口排出，得到热低压分离液，完成悬浮床加氢裂化反应产物的分离。
[0030]上述的组合减压方法中，从热高压分离液出口排出的液固体即热高压分离液固体，其固含量可达20wt% -40wt%。所述液固体是指流体状态的固体或液体或固体和液体的混合物。
[0031]上述的减压分离方法中，优选的，该方法还包括在将悬浮床加氢裂化反应产物通过悬浮床加氢裂化反应产物进料口进入热高压分离器，进行气、液固分离时，向设置在热高压分离器的锥底的外围的冷却盘管通入冷氢的步骤，所述冷氢从冷却盘管的冷氢进口进入，从冷却盘管的冷氢出口排出，最后进入热高压分离气。
[0032]上述的减压分离方法中，优选的，液固体从热高压分离液出口进入减压阀组进行减压的步骤中，减压阀组将压力由14-22MPaG降至常压附近，其中，文丘里式节流元件承担50% -80%的压力降，角式调节阀承担20% -50%的压力降。
[0033]上述的减压分离方法中，悬浮床加氢裂化反应产物在进入热高压分离器中时，其温度可达450°C?470°C，其压力可达14_22MPaG，分尚后，分尚出的热尚压分尚液固体进入减压阀组减压后，进入热低压分离器时，温度在410°C左右，压力降至常压附近，实现了明显的降压。
[0034]在本发明中，悬浮床加氢裂化反应产物在进入热高压分离器中时，为避免热高压分离器中液固体继续裂化导致过量结焦和结垢，液固体必须冷却，因此，热高压分离器下部设置冷氢进料口，热高压分离器的锥底的外围设置冷却盘管。冷氢在流量控制器控制下，通入热高压分离器的锥底外的冷却盘管中，用于热高压分离器底部的直接冷却，而大部分热量则通过热高压分离器下部的冷氢进料口直接注入的气体氢气带走，气体氢气管线上也设有流量控制器，冷氢的注入速度可以根据热高压分离器底部的热高压分离液固体的温度调整，也可以以一定流量恒速注入，在具体实施方案中，冷氢冷却是使热高压分离器底部的热高压分离器液固体的温度降至400°C -410°C。
[0035]本发明的突出效果为:
[0036]本发明的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，能够重新分配系统的压力降，使系统压降绝大部分分布在文丘里式节流元件上，降低角式调节阀承担的压力降，缓和角式调节阀的操作条件；能够实现悬浮床加氢裂化反应产物的气、液固物料分离、减压卸料，延长减压部件的使用寿命，对高固含量、高压差系统具有更好的适应性，为系统的长周期运行提供保证，更能适应市场需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是实施例悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统的结构示意图；
[0038]附图标号说明:
[0039]热高压分离器1、冷却盘管11、冷氢进口 111、冷氢出口 112、第一液位控制器12、悬浮床加氢裂化反应产物进料口 13、冷氢进料口 14、热高压分离气出口 15、热高压分离液出口 16、文丘里式节流元件21、角式调节阀22、液位控制选择开关(DCS) 23、差压变送器24、手动切换转向阀25、热低压分离器3、热低压进料口 31、热低压分离气出口 32、热低压分离液出口 33、第二液位控制器34、热低压分离器用调节阀35。
【具体实施方式】
[0040]下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0041]实施例
[0042]本实施例提供一种悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，如图1所示，该系统包括热高压分离器1、减压阀组、热低压分离器3、冷却盘管11、第一液位控制器12、液位控制选择开关(DCS) 23、热低压分离器用调节阀35和第二液位控制器34 ;
[0043]所述热高压分离器I为锥底结构的夹套设备，夹套内设置有冷却盘管11，该冷却盘管11设置在热高压分离器I的锥底的外围，该冷却盘管11包括一个冷氢进口 111和一个冷氢出口 112 ;所述热高压分离器I的内部为分离腔，其上部设置有悬浮床加氢裂化反应产物进料口 13，下部设有冷氢进料口 14，其顶部设置有热高压分离气出口 15，底部设置有热高压分离液出口 16 ;冷氢进口 111和冷氢进料口 14均连接有冷氢气源和流量控制器；
[0044]所述减压阀组包括三套的阀组，每套阀组包括一个文丘里式节流元件21和一个角式调节阀22，文丘里式节流元件21和角式调节阀22相连通，三套的阀组通过手动切换转向阀25成并联连接；所述手动切换转向阀25设置在所述热高压分离器的热高压分离液出口 16与所述减压阀组的文丘里式节流元件21之间，三套阀组可以通过手动切换转向阀25的开关可以实现阀组同时开启或部分开启及阀组间的在线切换；
[0045]每个文丘里式节流元件均设置差压变送器24，用于监测文丘里式节流元件21上下游压差；
[0046]所述热低压分离器3为锥底结构的设备，内部为分离腔，其上部设置有热低压进料口 31，其顶部设置有热低压分尚气出口 32，底部设置有热低压分尚液出口 33 ；
[0047]所述热高压分离器I的热高压分离液出口 16与减压阀组的文丘里式节流元件21相连通，所述减压阀组的角式调节阀22与所述热低压分离器3的热低压进料口 31相连通；
[0048]所述第一液位控制器12分别与热高压分离器I和液位控制选择开关(DCS) 23相连接，液位控制选择开关(DCS) 23还与角式调节阀22相连接，液位控制选择开关(DCS) 23可以实现阀组同时开启或部分开启及阀组间的在线切换以及角式调节阀22的开启程度；
[0049]所述热低压分离器用调节阀35与所述热低压分离器3的热低压分离液出口 33相连通，所述第二液位控制器34分别与所述热低压分离器3和所述热低压分离器用调节阀35相连接。
[0050]本实施例还提供一种悬浮床加氢裂化反应产物的减压分离方法，其使用上述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，包括如下步骤:
[0051]向冷氢进料口 14通入冷氢；
[0052]将悬浮床加氢裂化反应产物通过悬浮床加氢裂化反应产物进料口 13进入热高压分离器1，进行气、液固分离；
[0053]向设置在热高压分离器I的锥底的外围的冷却盘管11通入冷氢；
[0054]热尚压分尚器I内的气体从热尚压分尚气出口 15排出，得到热尚压分尚气，液固体从热高压分离液出口 16进入减压阀组进行减压，压力由20.5MPaG降至0.86MPaG，得到热低压产物，冷却盘管11的冷氢出口 112排出的气体进入热高压分离气；
[0055]热低压产物通过热低压进料口 31进入热低压分离器3，进行气、液固分离，气体从热低压分离气出口 32排出，得到热低压分离气，液固体从热低压分离液出口 33排出，得到热低压分离液固体，完成悬浮床加氢裂化反应产物的分离。
[0056]本实施例的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，能够重新分配系统的压力降，使系统压降绝大部分分布在文丘里式节流元件上，降低角式调节阀承担的压力降，能够缓和角式调节阀的操作条件，延长减压阀组的使用寿命，为系统的长周期运行提供保证，更能适应市场需求。
【权利要求】
1.一种悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，其特征在于: 该系统包括热高压分离器、减压阀组和热低压分离器； 所述热高压分离器为锥底结构的夹套设备，其内部为分离腔，其上部设置有悬浮床加氢裂化反应产物进料口，下部设有冷氢进料口，其顶部设置有热高压分离气出口，底部设置有热尚压分呙液出口； 所述减压阀组包括至少一套阀组，每套阀组包括一个文丘里式节流元件和一个角式调节阀，所述文丘里式节流元件和所述角式调节阀相连通； 所述热低压分离器为锥底结构的设备，其内部为分离腔，其上部设置有热低压进料口，其顶部设置有热低压分尚气出口，底部设置有热低压分1?液出口 ； 所述热高压分离器的热高压分离液出口与所述减压阀组的文丘里式节流元件相连通，所述减压阀组的角式调节阀与所述热低压分离器的热低压进料口相连通。
2.根据权利要求1所述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，其特征在于:所述文丘里式节流元件为硬质合金内衬结构。
3.根据权利要求1所述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，其特征在于:所述减压阀组包括三套阀组，所述三套阀组通过手动切换转向阀成并联连接，所述手动切换转向阀设置在所述热高压分离器的热高压分离液出口与所述减压阀组的文丘里式节流元件之间。
4.根据权利要求1所述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，其特征在于:该系统还包括冷却盘管，所述冷却盘管设置在所述热高压分离器的锥底的外围，所述冷却盘管包括一个冷氢进口和一个冷氢出口。
5.根据权利要求1所述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，其特征在于:该系统还包括第一液位控制器和液位控制选择开关，所述第一液位控制器与所述热高压分离器相连接，所述液位控制选择开关分别与所述第一液位控制器和所述角式调节阀相连接。
6.根据权利要求1所述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，其特征在于:该系统还包括差压变送器，该差压变送器用于监测文丘里式节流元件上下游压差。
7.根据权利要求1所述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，其特征在于:该系统还包括热低压分离器用调节阀和第二液位控制器，所述热低压分离器用调节阀与所述热低压分离器的热低压分离液出口相连通，所述第二液位控制器分别与所述热低压分离器和所述热低压分离器用调节阀相连接。
8.—种悬浮床加氢裂化反应产物的减压分离方法，其是使用权利要求1-7任一项所述的悬浮床加氢裂化反应产物分离减压组合系统，包括如下步骤: 向冷氢进料口通入冷氢； 将悬浮床加氢裂化反应产物通过悬浮床加氢裂化反应产物进料口进入热高压分离器，进行气、液固分离，气体从热高压分离气出口排出，得到热高压分离气，液固体从热高压分离液出口进入减压阀组进行减压，得到热低压产物； 热低压产物通过热低压进料口进入热低压分离器，进行气、液固分离，气体从热低压分离气出口排出，得到热低压分离气，液固体从热低压分离液出口排出，得到热低压分离液固体，完成悬浮床加氢裂化反应产物的分离。
9.根据权利要求8所述的减压分离方法，其特征在于:该方法还包括在将悬浮床加氢裂化反应产物通过悬浮床加氢裂化反应产物进料口进入热高压分离器，进行气、液固分离时，向设置在热高压分离器的锥底的外围的冷却盘管通入冷氢的步骤，所述冷氢从冷却盘管的冷氢进口进入，从冷却盘管的冷氢出口排出，最后进入热高压分离气。
10.根据权利要求8所述的减压分离方法，其特征在于:液固体从热高压分离液出口进入减压阀组进行减压的步骤中，减压阀组将压力由14-22MPaG降至常压，其中，文丘里式节流元件承担50 % -80 %的压力降，角式调节阀承担20 % -50 %的压力降。
【文档编号】C10G53/02GK104449824SQ201410741353
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】闫东菊, 崔经明, 王雅鸿, 刘戈, 曹坚, 张朋 申请人:北京石油化工工程有限公司