轻苯加氢装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种轻苯加氢装置，其包括第一换热器、塔式蒸发器、第二换热器、预反应塔、第三换热器、主加氢塔、冷凝器和高压分离器；第一换热器管程出口与蒸发器连接；蒸发器出气口与第二换热器管程进口连接；第二换热器管程出口与预反应塔进气口连接有导热油加热器；预反应塔出气口与第三换热器管程进口连接，第三换热器与主加氢塔之间连接电加热器；主加氢塔出气口与第三换热器壳程进口连接，第三换热器壳程出口与第二换热器壳程进口连接，第二换热器壳程出口与第一换热器壳程进口连接，第一换热器壳程出口与冷凝器连接，冷凝器的与高压分离器连接。本实用新型设备流程简单、控制方便、热量利用率高且脱硫、脱氮、脱氧效果好。
【专利说明】轻苯加氢装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及粗苯精制领域，具体的说是一种轻苯加氢装置。
【背景技术】
[0002] 苯、甲苯以及二甲苯都是非常重要的化工原料，其在工业上是由粗苯经过提纯分 离而获得，所谓粗苯提纯和分离即是指粗苯精制工艺。目前的粗苯精制工艺主要有三类：酸 洗法、加氢精制法、萃取蒸馏法，其中酸洗法由于环境污染严重而被淘汰，结合加氢精制和 萃取蒸馏，本 申请人:提供一种新的精制工艺，其包括预先进行脱重，将粗苯分离成重苯和轻 苯，再在轻苯中加氢在催化剂的作用下进行脱硫、脱氮和脱氧反应，获得苯、甲苯以及二甲 苯以及其他轻质组分，再通过脱轻处理，将上述混合物中的轻质组分以及反应杂质(硫化氢 气体等）脱除，从而获得半成品BTXS (苯、甲苯、二甲苯以及C8、非芳烃等混合物，又称之为 脱氢油混合物)，再通过预精馏工艺，将半成品BTXS分离成BT (苯、甲苯、非芳烃的混合物） 和XS (二甲苯、C8等的混合物)，将BT通入萃取装置中，从而获得产品非芳烃，苯和甲苯的 混合物经过纯苯塔装置中，从而将苯和甲苯分离，获得最终产品苯、甲苯，将XS经过二甲苯 塔的处理工艺，分离出最终产品二甲苯以及C8。
[0003] 目前没有现成的设备能够实现上述工艺流程，因而需要单独设置一套装置。本实 用新型主要针对轻苯加氢工序而设计，由于氢苯加氢催化脱硫、脱氮和脱氧反应的温度较 高，目前的设备无法实现该道工序上热量有效控制和高效利用，存在资源和能量浪费的问 题。 实用新型内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种设备流程简单、控制方便、热量利用率 高以及脱硫、脱氮、脱氧效果好的轻苯加氢装置。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型轻苯加氢装置的结构特点是包括第一换热器、 塔式蒸发器、第二换热器、预反应塔、第三换热器、主加氢塔、冷凝器和高压分离器；第一换 热器底部的管程进口与轻苯储罐的出口连接、顶部的管程出口与蒸发器的进料口连接；蒸 发器的底部连通有一由导热油作为加热介质的蒸发器再沸器，蒸发器顶部的出气口与第二 换热器顶部的管程进口连接；第二换热器的管程出口与预反应塔底部的进气口之间连接有 导热油加热器；预反应塔顶部的出气口与第三换热器顶部的管程进口连接，第三换热器底 部的管程出口与主加氢塔顶部的进气口之间连接电加热器；主加氢塔的中部开设氢气进 口，主加氢塔底部的出气口与第三换热器的壳程进口连接，第三换热器的壳程出口与第二 换热器的壳程进口连接，第二换热器的壳程出口与第一换热器的壳程进口连接，第一换热 器的壳程出口与冷凝器的进气口连接，冷凝器的出液口与高压分离器的进料口连接，高压 分离器的底部开设产品液出口，高压分离器的顶部开设有循环气出口，蒸发器再沸器的底 部开设有与上述循环气出口通过循环管路连接的循环气进口，循环管路上安装有气体压缩 机。
[0006] 采用上述结构，原料油经第一换热器预热后到蒸发器气化，再经第导热油加热器 升温达到反应温度时进入预反应塔进行脱硫、脱氮、脱氧反应，从预反应塔出来的混合气经 电加热器加热后进入主加氢塔进行深度脱硫、脱氮、脱氧反应，产品气再进入系统中的各换 热器作为加热介质使用，最后经冷凝器冷凝并进入高压分离器内进行油气分离，从高压分 离器内出来的气体成分再次通过蒸发器再沸器进入蒸发器内循环反应。可见，整个系统流 程简单，控制方便，经过多个换热器多次利用系统热量，使得系统的热量利用率高，同时，利 用导热油加热器以及电加热器逐步提升反应温度，并经过预反应塔和主加氢塔进行两步脱 硫、脱氮和脱氧反应，反应效果好，产品纯度高。
[0007] 所述循环管路上还连接有循环气换热器，该循环气换热器的管程与循环管路连 通，该循环气换热器的壳程串接在第二换热器的壳程出口与第一换热器的壳程进口之间。 由于高压分离器内的气体成分中会含有大量氢气，为了避免浪费，将该气体通过循环管路 送回到系统内重新利用，设置循环气换热器可将该部分气体进行预加热，同时也循环利用 了系统的热量。
[0008] 换热器内的换热结构包括上管板、下管板和连接在上、下管板之间的多根换热管， 上、下管板之间还间隔设置多块连接在设备内壁上的折流板，折流板交叉排布在设备两相 对侧的内壁上。各换热器的换热结构均为该种管壳式的结构，所谓的管程指的是各换热管 连通的通道，壳程为壳体内的空间，管程和壳程均分别开设进口和出口，利用换热管的管壁 进行换热。
[0009] 所述预反应塔下部横设有栅板，栅板的底部为预反应塔进气腔，预反应塔进气口 上连接有延伸至进气腔中部的进气延长管，该进气延长管的内伸端向下开口且在开口上安 装布气板，栅板上部填充催化剂填料形成催化剂层，预反应塔上在催化剂填料层的底部开 设预反应塔催化剂卸口。
[0010] 所述主加氢塔内通过不锈钢丝网由下至上依次分隔成出气腔、下层催化剂腔、氢 气进气腔、上层催化剂腔和原料气进气腔，主加氢塔上开设有与氢气进气腔连通的氢气进 口，主加氢塔内在氢气进口上连接有氢气延伸管，延伸管的内伸端安装氢气布气器，主加氢 塔进气口开设在塔体顶端且在进气口上安装原料气布气器，主加氢塔出气口开设在塔体底 端且在出气口上安装集气盒，主加氢塔上层催化剂腔和下层催化剂腔的底部各开设一个主 加氢塔催化剂卸口。
[0011] 所述冷凝器为风冷式冷凝器。
[0012] 综上所述，本实用新型设备流程简单、控制方便、热量利用率高且脱硫、脱氮、脱氧 效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明：
[0014] 图1为本实用新型的其中一种实施方式的结构流程示意图；
[0015] 图2为本实用新型的另一种实施方式的结构流程示意图；
[0016] 图3为本实用新型中换热器的结构示意图；
[0017] 图4为本实用新型中主加氢塔的结构示意图；
[0018] 图5为本实用新型中预反应塔的结构示意图；
[0019] 图6为本实用新型中蒸发器的结构示意图；
[0020] 图7为本实用新型中蒸发器再沸器的结构示意图；
[0021] 图8为本实用新型中导热油加热器的结构示意图；
[0022] 图9为本实用新型中高压分离器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 参照附图，本实用新型轻苯加氢装置一种实施方式为包括第一换热器1、塔式蒸发 器2、第二换热器3、预反应塔4、第三换热器5、主加氢塔6、冷凝器7和高压分离器8 ;第一 换热器1底部的管程进口与轻苯储罐的出口连接、顶部的管程出口与蒸发器2的进料口连 接；蒸发器2的底部连通有一由导热油作为加热介质的蒸发器再沸器9,蒸发器2顶部的出 气口与第二换热器3顶部的管程进口连接；第二换热器3的管程出口与预反应塔4底部的 进气口之间连接有导热油加热器10 ;预反应塔4顶部的出气口与第三换热器5顶部的管程 进口连接，第三换热器5底部的管程出口与主加氢塔6顶部的进气口之间连接电加热器11 ; 主加氢塔6底部的出气口与第三换热器5的壳程进口连接，第三换热器5的壳程出口与第 二换热器3的壳程进口连接，第二换热器3的壳程出口与第一换热器1的壳程进口连接，第 一换热器1的壳程出口与冷凝器7的进气口连接，冷凝器7的出液口与高压分离器8的进 料口连接，高压分离器8的底部开设产品液出口 8-03,高压分离器8的顶部开设有循环气出 口 81，蒸发器再沸器9的底部开设有与上述循环气出口 8-01通过循环管路89连接的循环 气进口 9-01，循环管路89上安装有气体压缩机891。其中，冷凝器7的作用是将高温气液 混合物冷凝，其可采用水冷式或风冷式的结构，本实用新型优选为后者。
[0024] 图2中示意了本实用新型的另一种实施方式，该实施方式与图1的不同在于，循环 管路89上还连接有循环气换热器892,该循环气换热器892的管程与循环管路89连通，该 循环气换热器892的壳程串接在第二换热器3的壳程出口与第一换热器1的壳程进口之 间。由于高压分离器8内的气体成分中会含有大量氢气，为了避免浪费，将该气体通过循环 管路89送回到系统内重新利用，设置循环气换热器892可将该部分气体进行预加热，同时 也循环利用了系统的热量。
[0025] 上述结构中，原料油经第一换热器1预热后到蒸发器2气化，再经第导热油加热器 10升温达到反应温度时进入预反应塔4进行脱硫、脱氮、脱氧反应，从预反应塔4出来的混 合气经电加热器11加热后进入主加氢塔6进行深度脱硫、脱氮、脱氧反应，产品气再进入系 统中的各换热器作为加热介质使用，最后经冷凝器7冷凝并进入高压分离器8内进行油气 分离，从高压分离器8内出来的气体成分再次通过蒸发器再沸器9进入蒸发器5内循环反 应。可见，整个系统流程简单，控制方便，经过多个换热器多次利用系统热量，使得系统的热 量利用率高，同时，利用导热油加热器以及电加热器逐步提升反应温度，并经过预反应塔和 主加氢塔进行两步脱硫、脱氮和脱氧反应，反应效果好，产品纯度高。
[0026] 本实用新型中使用了第一、第二和第三换热器以及循环气换热器，该四个换热器 内的换热结构相同，在实施例中以第一换热器为例进行说明，如图3所示，换热结构包括上 管板12、下管板13和连接在上、下管板之间的多根换热管14,上、下管板之间还间隔设置多 块连接在设备内壁上的折流板15,折流板15交叉排布在设备两相对侧的内壁上。采用该种 管壳式的结构，所谓的管程指的是各换热管连通的通道，壳程为壳体内的空间，管程和壳程 均分别开设进口和出口，利用换热管14的管壁进行换热。在图3中，第一换热器1的管程 内进入的是原料油液体，因此，管程进口 1-02在下，管程出口 1-01在上，壳程内进入的是反 应后的高温气体，换热器上开设壳程进口 1-03和壳程出口 1-04。
[0027] 其中，由图7和图8可知，蒸发器再沸器9和导热油加热器10内的换热结构与换 热器内的换热结构类似，蒸发器再沸器9和导热油加热器10的壳程内通入导热油，利用导 热油加热。图7中，蒸发器再沸器9上开设再沸器液体进口 9-03、再沸器液体出口 9-02、再 沸器导热油进口 9-04、再沸器导热油出口 9-05以及循环气进口 9-01。图8中，导热油加热 器10上开设加热器进口 10-01、加热器出口 10-02、加热器导热油进口 10-04和加热器导热 油出口 10-03。
[0028] 如图4所示，主加氢塔6内通过不锈钢丝网由下至上依次分隔成出气腔61、下层 催化剂腔62、氢气进气腔63、上层催化剂腔64和原料气进气腔65,主加氢塔6上开设有与 氢气进气腔63连通的氢气进口 6-01，主加氢塔6内在氢气进口 6-01上连接有氢气延伸管 66,延伸管66的内伸端安装氢气布气器67,主加氢塔进气口 6-02开设在塔体顶端且在进气 口上安装原料气布气器68,主加氢塔出气口 6-03开设在塔体底端且在出气口上安装集气 盒69,主加氢塔6上层催化剂腔64和下层催化剂腔62的底部各开设一个主加氢塔催化剂 卸口 6-04。
[0029] 如图5所示，预反应塔上开设预反应塔进气口 4-01、预反应塔出气口 4-02,预反应 塔4下部横设有栅板41，栅板41的底部为预反应塔进气腔，预反应塔进气口上连接有延伸 至进气腔中部的进气延长管42,该进气延长管42的内伸端向下开口且在开口上安装布气 板43,栅板42上部填充催化剂填料形成催化剂层44,预反应塔4上在催化剂填料层的底部 开设预反应塔催化剂卸口 4-03。
[0030] 图9中示意出了高压分离器8的结构，高压分离器8上开设分离器进口 8-02、产品 液出口 8-03和循环气出口 8-01，高压分离器8的底部设置集液槽81，集液槽81的底部开 分离器设排污口 8-04。分离器进口 8-02开设在高压分离器8的顶部且在进口上安装有延 长管82,延长管82向下延伸至靠近分离器底壁，延长管82旁边还安装防冲挡板83。
[0031] 其中，本实用新型中的各个罐体上根据需要开设排空口、排污口以及液位计安装 口、压力传感器安装口、界面计安装口等常用开口，本领域技术人员根据设备流程的需要进 行设置，为现有技术，在此不再赘述。
[0032] 综上所述，本实用新型不限于上述【具体实施方式】。本领域技术人员，在不脱离本实 用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实 用新型的权利要求为准。
【权利要求】
1. 一种轻苯加氢装置，其特征是包括第一换热器（1)、塔式蒸发器（2)、第二换热器 (3)、预反应塔（4)、第三换热器（5)、主加氢塔（6)、冷凝器（7)和高压分离器（8);第一换热 器（1)底部的管程进口与轻苯储罐的出口连接、顶部的管程出口与蒸发器（2)的进料口连 接；蒸发器（2)的底部连通有一由导热油作为加热介质的蒸发器再沸器（9)，蒸发器（2)顶 部的出气口与第二换热器（3)顶部的管程进口连接；第二换热器（3)的管程出口与预反应 塔（4)底部的进气口之间连接有导热油加热器（10);预反应塔（4)顶部的出气口与第三换 热器（5)顶部的管程进口连接，第三换热器（5)底部的管程出口与主加氢塔（6)顶部的进气 口之间连接电加热器（11);主加氢塔（6)的中部开设氢气进口（6-01)，主加氢塔（6)底部的 出气口与第三换热器（5)的壳程进口连接，第三换热器（5)的壳程出口与第二换热器（3)的 壳程进口连接，第二换热器（3)的壳程出口与第一换热器（1)的壳程进口连接，第一换热器 (1)的壳程出口与冷凝器（7)的进气口连接，冷凝器（7)的出液口与高压分离器（8)的进料 口连接，高压分离器（8)的底部开设产品液出口（8-03)，高压分离器（8)的顶部开设有循环 气出口（ 81 )，蒸发器再沸器（9 )的底部开设有与上述循环气出口（ 8-01)通过循环管路（89 ) 连接的循环气进口（9-01)，循环管路（89)上安装有气体压缩机（891)。
2. 如权利要求1所述的轻苯加氢装置，其特征是所述循环管路（89)上还连接有循环气 换热器（892)，该循环气换热器（892)的管程与循环管路（89)连通，该循环气换热器（892) 的壳程串接在第二换热器（3)的壳程出口与第一换热器（1)的壳程进口之间。
3. 如权利要求2所述的轻苯加氢装置，其特征是换热器内的换热结构包括上管板 (12)、下管板（13)和连接在上、下管板之间的多根换热管（14)，上、下管板之间还间隔设置 多块连接在设备内壁上的折流板（15)，折流板（15)交叉排布在设备两相对侧的内壁上。
4. 如权利要求1所述的轻苯加氢装置，其特征是所述预反应塔（4)下部横设有栅板 (41)，栅板（41)的底部为预反应塔进气腔，预反应塔进气口上连接有延伸至进气腔中部的 进气延长管（42)，该进气延长管（42)的内伸端向下开口且在开口上安装布气板（43)，栅板 (42 )上部填充催化剂填料形成催化剂层（44)，预反应塔（4)上在催化剂填料层的底部开设 预反应塔催化剂卸口（4-03)。
5. 如权利要求1所述的轻苯加氢装置，其特征是所述主加氢塔（6)内通过不锈钢丝 网由下至上依次分隔成出气腔（61)、下层催化剂腔（62)、氢气进气腔（63)、上层催化剂腔 (64)和原料气进气腔（65)，主加氢塔（6)上开设有与氢气进气腔（63)连通的氢气进口 (6-01)，主加氢塔（6)内在氢气进口（6-01)上连接有氢气延伸管（66)，延伸管（66)的内伸 端安装氢气布气器（67)，主加氢塔进气口（6-02)开设在塔体顶端且在进气口上安装原料 气布气器（68)，主加氢塔出气口（6-03)开设在塔体底端且在出气口上安装集气盒（69)，主 加氢塔（6)上层催化剂腔（64)和下层催化剂腔（62)的底部各开设一个主加氢塔催化剂卸 口（6-04)。
6. 如权利要求1-5中任一项所述的轻苯加氢装置，其特征是所述冷凝器（7)为风冷式 冷凝器。
【文档编号】C07C15/06GK203890265SQ201420341665
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】孙涛 申请人:沾化瑜凯新材料科技有限公司