一种多重优化的分离器组合系统及其设计方法和用图
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种分离器组合系统及分离器组合使用方法，属于石油化工和煤化工领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着原油开采量的不断增加和常规原油储量的不断减少，原油劣质化趋势越来越严重，原油直接蒸馏得到的中间馏分油及焦化、催化裂化等二次加工得到的中间馏分的S、N含量也相应增加，与此同时，市场对轻质油需求量的不断增加以及人们环保意识的不断增强，环保法律法规对发动机尾气排放要求更加严格，各种燃油标准要求S、N的含量也更加苛刻。如何将硫、氮等杂质含量较高的中间馏分加工成可满足环保要求的产品是各炼厂所面临的重要问题。
[0003]在此现实环境下，重油加氢技术、煤直接液化技术和油煤混炼技术越来越受到重视，这些工艺技术都需要一种高效的分离器，将反应器出口的产物实现气相和液相分离，气相中的循环氢循环使用，尾气进入气体处理装置，液相进入分馏系统进行分馏。
[0004]目前炼油厂的常规分离方法是在反应器出口只设置一级高温高压分离器，气液相分离后液相进入分馏塔分馏后再加氢，气相进入轻烃回收装置。这样无疑会给后续的轻烃回收装置造成很大的分离压力。还有的做法是在反应器出口设置高温高压分离器，分离器气相出口设置一级在线加氢反应器，反应产物再进入中温高压分离器，中温分离器出口设置二级在线加氢反应器，二级在线加氢反应器出口再设置常温高压分离器，实现串级加氢，免去液相减压后在升压的麻烦。但是这样就带来一个严重的问题:煤加氢液化生成的C0、0)2在在线加氢反应器中被甲烷化，一方面增加了氢气消耗量，另一方面产生了大量的反应热，需要注入大量的冷却氢或冷却油才能稳定住反应器的温度。
[0005]分离器的目的是分离反应器出口的物料，由于重油加氢、煤直接液化和油煤混炼反应器的共同特点是高温高压，反应器出口物料组分复杂，简单通过一台高温高压分离器就将气液相分离开来是不现实的。因为气相中除了有氢气外，还有大量的轻烃、C0、0)2及硫化物和氮化物等，要将氢气循环使用就必须将其余组分去除掉，以保证循环氢纯度。液相中除了有轻、重馏分油，还有降温时可能出现的结晶物需要除掉。
【发明内容】
[0006]基于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多重优化的分离器组合系统，为包括高温高压分离器和常温低压分离器的至少两个分离器的组合系统，极大提高了分离效率，降低了分离产物中杂质的含量。本发明还提供了一种多重优化的分离器组合系统的设计方法和用途。
[0007]本发明的技术方案:
[0008]一种多重优化的分离器组合系统，其特征在于包括至少两个分离器，所述两个分离器为高温高压分离器和常温低压分离器，
[0009]所述高温高压分离器的操作温度为350-470°C，操作压力为17_22MPa，其入口连接加氢反应器的出口；
[0010]所述常温低压分离器的操作温度为30-80°C，操作压力为l_5MPa，上部出口流出常温气体进入循环氢处理设施得到循环氢和尾气，下部出口流出常温液相分离产物进入分馏系统分离出常温油。
[0011]分离系统优选的包括轻组分出入口依次串连、温度依次降低的多个高压分离器和与高压分离器分别对应的轻组分出入口依次串连的常压分离器，每个高压分离器的重组分出口与相对应的常压分离器相通；相邻的高压分离器之间的压力相同或压差小于5%，相邻的低压分离器之间的压力相同或压差小于5% ;相对应的高压分离器与低压分离器的温度相同或温差小于5%。
[0012]分离系统进一步优选的包括六个分离器:高温高压分离器、中温高压分离器、常温高压分离器、高温低压分离器、中温低压分离器和常温低压分离器，其中:
[0013]高温高压分离器，操作温度为350-470°C，操作压力为17_22MPa，其入口连接加氢反应器的出口，上部出口与中温高压分离器的入口连接，下部出口与高温低压分离器的入口连接；
[0014]中温高压分离器，操作温度为250_330°C，操作压力为17_22MPa，上部出口与常温高压分离器的入口连接，下部出口与中温低压分离器的入口连接；
[0015]常温高压分离器，操作温度为30_80°C，操作压力为17_22MPa，上部出口流出气相分离产物，下部出口与常温低压分离器的入口连接；
[0016]高温低压分离器，操作温度为350_470°C，操作压力为l_5MPa，上部出口与所述中温低压分离器的入口连接，下部出口流出高温液相分离产物；
[0017]中温低压分离器，操作温度为250-330 V，操作压力为l_5MPa，上部出口与所述低压常温分离器的入口连接，下部出口流出中温液相分离产物；
[0018]常温低压分离器，操作温度为30_80°C，操作压力为l_5MPa，上部出口流出气相分离产物，下部出口流出常温液相分离产物。
[0019]优选的所述常温低压分离器为卧式水平放置，其余分离器为立式竖直放置。
[0020]系统中优选的包括液位控制阀和变温器，所述液位控制阀位于相连的压力改变的分离器之间，所述变温器位于相连的温度改变的分离器之间。
[0021]可在至少一处相连的温度改变的分离器之间的上部气相出口管道中注入脱盐水，所述脱盐水回收至所述常温低压分离器内的集液包，所述集液包下部连接废水处理装置。
[0022]加氢反应器出口的反应产物的温度高于所述高温高压分离器的操作温度，在所述高温高压分离器入口前连接冷却剂管路。
[0023]在六个分离器的系统中，优选的待分离物在所述高温高压分离器的停留时间为0.5-5分钟；在所述中温高压分离器的停留时间为3-15分钟；在所述常温高压分离器的停留时间为3-35分钟；在所述高温低压分离器的停留时间为0.5-5分钟；在所述中温低压分离器的停留时间为3-15分钟；在所述常温低压分离器的停留时间为3-15分钟。
[0024]上述多重优化的分离器组合系统的用途，其特征在于用于重油加氢工艺、煤直接液化工艺和油煤混炼工艺，重油加氢工艺指以重质原油、渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油的一种或者多种组合为原料进行加工；油煤混炼工艺指以原油、渣油、催化油浆、脱油沥青和煤焦油中的一种或者多种组合与褐煤、烟煤、不粘煤中的一种或者多种组合为原料进行加工，油与煤的比例范围为97:3-40:60。
[0025]—种多重优化的分离器组合系统的设计方法，其特征在于设计所述分离器组合系统包括至少两个分离器，所述分离器为依次连接的高温高压分离器和常温低压分离器，
[0026]所述高温高压分离器的操作温度为350-470°C，操作压力为17_22MPa，其入口连接加氢反应器的出口，上部出口与所述常温高压分离器的入口连接，下部出口流出高温液相产物进入分馏系统分离出高温油；
[0027]所述常温低压分离器的操作温度为30_80°C，操作压力为l_5MPa，上部出口流出常温气体进入循环氢处理设施得到循环氢和尾气，下部出口流出常温液相分离产物进入分馏系统分离出常温油。
[0028]本发明的技术效果:
[0029]本发明的一种多重优化的分离器组合系统，由至少两个分离器组成，所述两台分离器为高温高压分离器和常温低压分离器形成，高温高压分离器首先对加氢裂化产物进行初步分离，上部出口分离出汽化产物经降温、降压送入常温低压分离器，下部出口初步分离出高温液相产物后再进入分馏系统分离出高温油，常温低压分离器对所述汽化产物进一步分离，上部出口流出常温气体，流入循环氢处理装置分离出循环氢和尾气，所述循环氢的纯度能够提升1.3vol%以上，下部出口流出常温液相分离产物，进入分馏系统分离出常温油。本发明的两个分离器对加氢裂化产物逐步分离，相对于一台分离器，分离出的油量能提升3.5wt% 以上。
[0030]根据需要，在二者之间可以增加分离器，通过排列组合不同温度和高压、低压两个不同压力形成多个分离器组合系统，设置合理的温度和压力变化梯度，有机地将不同温度、压力的分离器组合起来形成两排温度降低、压力不变以及若干列温度不变、压力降低的分离器组合系统。例如，优选的为六个，依次连接的高温/中温/常温高压分离器维持高压不变、温度逐渐降低，将反应器出口物料逐级进行气液分离，液化产物被送入对应的高温/中温/常温低压分离器，最后气相被净化得到循环氢气得以循环使用。依次连接的高温/中温/常温低压分离器维持低压不变、温度逐渐降低，从高温高压分离器下部出口流出的液化产物温度不变、压力降低进入高温低压分离器中分离，汽化产物被送入与其连接的中温低压分离器，底部分离出液相高温油。在中温低压分离器内，接收高温低压分离器上部出口的气相和中温高压分离器下部出口的液相，气相和液相由于温度或压力的变化分别液化和汽化后形成的气相进入低压常温分离器，底部分离出液相中温油。在低压常温分离器内，接收中温低压分离器上部出口的气相和常温高压分离器下部出口的液相，气相和液相由于温度或压力的变化分别液化和汽化后形成的气相作为尾气自上部流出，底部分离出液相常温油。本发明对气相的分离达到了既减轻下游装置的操作压力，又保证了循环氢的纯度的目的，对液相的分离达到了除S、N的目的。多个分离器组合系统可实现循环氢的纯度能够提升1.5-5.5vol%，分离出的油量能提升3.5-15wt%，尾气中氢气夹带减少2_7%，废水中油夹带减少5-18%。
[0031]本发明的分离器组合系统根据分离产物的需要采用立式和卧式相结合。
[0032]高压分离器入口在侧面，主要是怕分离出的轻组分在进料入口处憋压和结焦，阻碍进料；低压分离器，更需要考虑的是方便的接收高压分离器的来料，所以进口设置在顶部。
[0033]液位控制阀用于降低压力，变温器用于降低温度。
[0034]对相连的温度改变的分离器之间的上部气相出口管道中进行喷脱盐水，有效脱除气相中的S、N化合物，目的是防止碳酸氢铵和硫化铵等铵盐在低温下结晶沉积在管壁引起堵塞，大大减轻了其对下游装置的腐蚀程度。
[0035]对反应器出口的混合气相物料首先进行降温使部分液化，便于高温高压分离器进行分离。
【附图说明】
[0036]图1为本发明实施例1的分离器示意图；
[0037]图2为本发明实施例2的分离器示意图。
[0038]附图标号:
[0039]1-高温高压分离器；2_中温高压分离器；3_常温高压分离器；4_高温低压分离器；5_中温低压分离器；6_常温低压分离器；7_反应产物；8_冷却剂；9_