去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置及其方法
【专利摘要】一种去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置，包括一反高压闪蒸罐、换热器、一反分液罐、循环压缩机吸入罐、循环氢压缩机、二反高压闪蒸罐和硫化氢汽提塔，还包括分离器，一反分液罐和二反高压闪蒸罐的顶端气相出口分别与分离器的进口相连，分离器的顶端气相出口与所述的循环压缩机吸入罐的进口相连，二反高压闪蒸罐、分离器和循环压缩机吸入罐的底端液相出口分别经控制阀、第七换热器与硫化氢汽提塔的进口相连。本发明对进入压缩机前的带液循环氢混合物进行旋流分离，以除去循环氢混合物中夹带的液滴，消除循环氢压缩机积液现象，同时提高了循环氢的纯度，延长了催化剂的使用寿命，保证了装置的长周期稳定运转。
【专利说明】去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工【技术领域】，涉及一种采用气液旋流分离器去除石油炼制加氢汽油工艺过程循环氢中少量液滴和催化剂固体颗粒的方法，适于处理包括汽油加氢工艺循环氢在内的气-液、气-固、气-液-固等非均相分离过程。具体的说，本发明提供了一种汽油加氢循环氢夹带液滴和固体颗粒的分离方法。本发明还提供了一种加氢汽油循环氢夹带液滴和固体颗粒的旋流分离装置。
【背景技术】
[0002]裂解汽油是乙烯生产中的副产物，乙烯装置利用各种石油馏分为原料，通过裂解分离得到低级烯烃，同时副产大量的液态烃，其中包括C5~ClO的馏份。裂解汽油加氢装置工艺的流程是根据裂解汽油中各组分在一定温度压力的条件下，其相对挥发度不同，用精馏的方法将C5和沸点在之以下的轻组份及C9馏份和沸点在之以上的重组分通过脱C5塔和脱C9塔分离脱除，得到含有不饱和烃的C6至CS馏份。C6至CS馏份进入反应部分，在催化剂的作用下进行选择性二次加氢反应，将C6至CS馏份中的不饱烃加氢生成饱和烃，同时除去其中的有机硫化物和氮化物等有害物质，为芳烃抽提装置提供稳定的原料。
[0003]目前国内大部分裂解汽油加氢装置采用二段加氢法，一段反应器采用钯催化剂，在低温下加氢反应，主要目的是把原料中的双烯烃加氢转化成单烯烃。二段反应器采用钴一钥催化剂，在高温下加氢反应，主要目的是把经一段加氢反应后物料中的单烯烃加氢转化成饱和烃，同时进行加氢脱硫、脱氮、脱氧等反应，使加氢汽油符合芳烃抽提的要求。
[0004]汽油在氢分压高于2.5^3.0MPa压力下加氢精制时，反应深度不受热力学平衡控制，而取决于反应速度和反应时间。汽油在加氢精制条件下一般处于气相，提高压力使汽油的停留时间延长，从而提高了汽油的精制深度。氢分压高于3.0MPa时，催化剂表面上氢的浓度已达到饱和状态，如果操作压力不变，通过提高氢油比来提高氢分压则精制深度下降，因为这时会使原料油的分压降低。
[0005]汽油加氢反应是在高温下进行，其反应热较高，为迅速移走反应热，所以要求维持较高的氢油比。加氢反应产物和循环氢通过高压闪蒸罐分离后循环氢中仍然含有少量的烃类、水的液滴和催化剂细粉颗粒。冬季时由于环境气温较低时，循环氢中夹带液体尤为严重，夹带的液体进入压缩机后，时常造成防喘振阀处积液，这给压缩机的正常运行和装置的安稳运行带来直接威胁。当带液累积到一定程度时会引起防喘振阀波动，若波动过大时会造成防喘振阀打开，结果导致加热炉和循环氢压缩机联锁停车。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的是上述现有技术中汽油加氢装置压缩机积液的问题，提供一种去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置及其方法，有效去除循环氢混合物中夹带的液滴和固体颗粒。
[0007]本发明的技术解决方案如下:一种去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置，包括一反高压闪蒸罐、换热器、一反分液罐、循环压缩机吸入罐、循环氢压缩机、二反高压闪蒸罐和硫化氢汽提塔，一反高压闪蒸罐的气相出口经第一换热器与一反分液罐的进口相连，循环压缩机吸入罐的气相出口与循环氢压缩机相连，其特征在于，还包括分离器，所述的一反分液罐和二反高压闪蒸罐的顶端气相出口分别与所述的分离器的进口相连，分离器的顶端气相出口与所述的循环压缩机吸入罐的进口相连，所述的二反高压闪蒸罐、分离器和循环压缩机吸入罐的底端液相出口分别经控制阀、第七换热器与所述的硫化氢汽提塔的进口相连。
[0008]所述的分离器为气液(或气固)旋流分离器。
[0009]所述的气液旋流分离器由一套或若干套旋流芯管组成。
[0010]所述的气液旋流分离器的进口循环氢气体进入速度为5-25米/秒。
[0011]所述的分离器顶部、中部和下部分别设有顶部压力表、中部压力表和下部压力表。
[0012]所述的分离器还连接有液位控制阀，用于显示分离器的积液高度，自动控制排液，并指不报警。
[0013]所述的分离器还设有现场玻璃板液位计，用于在现场显示分离器内积液高度。
[0014]一种利用所述的装置去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的方法，所述方法的原料粗裂解汽油经过一段反应产生一反尾氢、经二段反应产生二反尾氢，其特征在于该方法还包括如下步骤:
a)一反尾氢和二反尾氢合并为循环氢混合物，经分离器(10)处理，分离为循环氢和分离下来的液体与固体混合物；
b)所述的循环氢通过分离器(10)的顶端气相`出口进入循环压缩机吸入罐(4)，所述的分离下来的液体与固体混合物通过分离器(10)的底端液相出口进入硫化氢汽提塔(11)。
[0015]所述的循环氢混合物是夹带液态烃类、水及催化剂固体颗粒物的多组分混合物。
[0016]所述气液旋流分离器的循环氢入口速度为5-25米/秒，压力降不大于150mmH20柱。
[0017]所述气液旋流分离器的循环氢入口操作压力为1.0-5.0MPa，操作温度为20-80。。。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明采用分离器，对汽油加氢反应得到的产物和循环氢经高压分离后得到的夹带液滴和细微固体颗粒的循环氢进行旋流分离，使脱除液滴和固体颗粒后的循环氢气体进入循环氢压缩机吸入罐，分离下来的液体和固体颗粒经分离器底部液相出口排出。分离器底部排液通过控制阀控制，当分离器积液腔内液体液位达到一定高度时，控制阀开启进行排液。明显改善了压缩机的积液现象，降低了压缩机的能耗，延长催化剂使用寿命、提高循环氢的纯度、保障装置长周期运转的目标。循环氢纯度从改造前的平均84.36%(v/v)增加到88.75%(v/v)，平均提高4.39%(v/v)。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是现有技术汽油加氢脱烃的流程图。
[0020]图2是本发明去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置的汽油加氢脱烃流程图。
[0021]图中:1_ 一反高压闪蒸罐、2-1…2-7-换热器、3-—反分液罐、4-循环压缩机吸入罐、5-循环氢压缩机、6-泵、7-1，7-2-加热炉、8- 二段反应器、9- 二反高压闪蒸罐、10-气液旋流分离器、11-硫化氢汽提塔、12-控制阀、13-混合喷嘴。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0023]本发明的发明人经过广泛地调研发现，在汽油加氢工艺过程中通过在高压分离器与循环压缩机之间安装气液旋流分离器来分离循环氢混合物中的夹带的液滴和固体颗粒，可以解决压缩机积液的问题，达到延长催化剂使用寿命和压缩机运转周期的目的。
[0024]图1是现有技术汽油加氢脱烃流程简图。如图所示，循环氢气体由一段反应生成的一反尾氢及二段反应生成的二反尾氢组成，二者比例为1:10左右。一段反应生成物是经一反高压闪蒸罐I进行气液分离，为了进一步气液分离，一反高压闪蒸罐I顶出氢气经过2-1冷却后进入一反分液罐3，顶部得到的循环氢至去循环氢压缩机吸入罐4。一反高压闪蒸罐I底部排出的一段加氢汽油由泵6升压，经调节器控制其流量送往二段进行加氢反应，与2-3进行热交换后，进入混合喷嘴13与循环氢混合进入加热炉。二段反应生成物是经二反高压分离罐9气液分离后，其反应尾氢和一段反应尾氢在循环压缩机吸入罐4合并后，再进入循环氢压缩机5升压，经2-5、2-2与二段反应物料进行二次热交换，进入炉7-1进一步加热后，进入混合喷嘴13。一反高压闪蒸罐I来的物料在混合喷嘴内被热氢气流汽化，使汽化的物料成雾状分散，进入炉7-2加热后，再送至二段反应器8进行加氢反应，脱去单烯烃及硫氮氧杂质，得到二段加氢汽油。该加氢汽油经由2-2、2-3、2-4和2-5换热，通过2_6冷却水冷凝后，进入二反高压分离罐9进行汽液分离，尾氢大部分作为循环氢与一段分离罐来的尾氢合并后进入循环氢压缩机吸入罐4，另外一小部分作为尾氢进行排放。罐9底部排出的液相物料则由12控制其流量，经2-7换热后进入硫化氢汽提塔11。
[0025]图2是本发明去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置的汽油加氢脱烃流程图，如图所示，一种去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置，包括一反高压闪蒸罐
1、换热器2、一反分液罐3、循环压缩机吸入罐4、循环氢压缩机5、二反高压闪蒸罐9和硫化氢汽提塔11，一反高压闪蒸罐I的气相出口经第一换热器2-1与一反分液罐3的进口相连，循环压缩机吸入罐4的气相出口与循环氢压缩机5相连，其特征在于，还包括分离器10，所述的一反分液罐3和二反高压闪蒸罐9的顶端气相出口分别与所述的分离器10的进口相连，分离器10的顶端气相出口与所述的循环压缩机吸入罐4的进口相连，所述的二反高压闪蒸罐9、分离器10和循环压缩机吸入罐4的底端液相出口分别经控制阀12、第七换热器2-7与所述的硫化氢汽提塔11的进口相连。
[0026]增加的分离器10，用以脱除液滴和固体颗粒，净化后的循环氢气体进入循环压缩机吸入罐4，液滴和固体颗粒从旋流芯管底流口聚集到分离器10底部，当液位超过30%时，控制阀12开启进行排液。
[0027]分离器10的进口速度是影响分离效率的一个重要参数，对于气液两相体系，气相的入口速度在约5-25米/秒比较合适，根据操作条件及循环氢处理量调节旋流芯管的数目可以使旋流芯管入口速度处于适宜的范围之内。
[0028]经试用表明，本发明解决了循环氢夹带液的问题，反应器入口温度未升温，催化剂不易结焦，可延长催化剂运行周期。
【权利要求】
1.一种去除裂解加氢汽油中循环氢液滴和颗粒的装置，包括一反高压闪蒸罐(I)、换热器(2)、一反分液罐(3)、循环压缩机吸入罐(4)、循环氢压缩机(5)、二反高压闪蒸罐(9)和硫化氢汽提塔(11)，一反高压闪蒸罐(I)的气相出口经第一换热器(2-1)与一反分液罐(3)的进口相连，循环压缩机吸入罐(4)的气相出口与循环氢压缩机(5)相连，其特征在于，还包括分离器(10)，所述的一反分液罐(3)和二反高压闪蒸罐(9)的顶端气相出口分别与所述的分离器(10)的进口相连，分离器(10)的顶端气相出口与所述的循环压缩机吸入罐(4)的进口相连，所述的二反高压闪蒸罐(9)、分离器(10)和循环压缩机吸入罐(4)的底端液相出口分别经控制阀(12)、第七换热器(2-7)与所述的硫化氢汽提塔(11)的进口相连。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于:所述的分离器(10)为气液(或气固)旋流分离器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于:所述的气液旋流分离器由一套或若干套旋流芯管组成。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于:所述的气液旋流分离器的进口循环氢气体进入速度为5-25米/秒。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的分离器(10)顶部、中部和下部分别设有顶部压力表(101)、中部压力表(102)和下部压力表(103)。
6.如权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述的分离器(10)还连接有液位控制阀(104)，用于显示分离器的积液高度，自动控制排液，并指示报警。
7.如权利要求1、4或5所述的装置，其特征在于，所述的分离器(10)还设有现场玻璃板液位计(105)，用于在现场显示分离器(10)内积液高度。
8.一种利用如权利要求1所述的装置去除裂解汽油加氢中循环氢液滴和颗粒的方法，所述方法的原料粗裂解汽油经过一段反应产生一反尾氢、经二段反应产生二反尾氢，其特征在于该方法还包括如下步骤: a)一反尾氢和二反尾氢合并为循环氢混合物，经分离器(10)处理，分离为循环氢和分离下来的液体与固体混合物； b)所述的循环氢通过分离器(10)的顶端气相出口进入循环压缩机吸入罐(4)，所述的分离下来的液体与固体混合物通过分离器(10)的底端液相出口进入硫化氢汽提塔(11)。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于:所述的循环氢混合物是夹带液态烃类、水及催化剂固体颗粒物的多组分混合物。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于:所述的分离器(10)的进口操作压力为1.0-5.0Mpa0
【文档编号】B01D45/12GK103657264SQ201210359088
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】张艳红, 张彩娟, 吴精平, 杨传根, 汪华林, 张德, 崔馨, 秦朝晖, 胡行正 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石化上海石油化工股份有限公司