含冲蚀含易汽化组分的带压料的使用吸收液料的降压方法与流程

文档序号:15234127发布日期:2018-08-21 20:10阅读:217来源:国知局

本发明涉及含冲蚀含易汽化组分的带压料的使用吸收液料的降压方法,冲蚀组分可为固体颗粒和或强腐蚀性组分,物料可以包含气相和或液相,吸收液料可以是带压料的减压或深度减压的脱汽液料,适用于煤加氢直接液化反应产物的高固体含量的热高分油的高压差、高气化率的降压过程,在降压过程结束前如开始或过程中或多级降压过程中,加入吸收液料从而形成相对过冷的液体或吸收至少部分汽相使其液化,减少降压步骤的汽化、复压步骤的凝结的相变过程引发的体积变化量,利于控制流场的稳定性、减弱空蚀,延长混合点下游的减压器的有效工作周期,利于延长装置安全运转周期、提高液料的固体颗粒的浓度,利于实施煤直接液化深度热裂化工艺。



背景技术:

本发明所述冲蚀料,通常操作压力较高的带压料,通常为冲蚀组分可为固体颗粒和或腐蚀性组分,物料可以包含气相和或液相。

本发明所述降压系统,通常其降压过程的前后操作压力比值较高,即降压过程的压力比值较高。

本发明所述含冲蚀组分的带压料,其冲蚀组分可为固体颗粒和或腐蚀性组分,带压料可以包含气相和或液相,在高流速的条件下,冲蚀组分的存在加速了降压系统的降压器的过流部件(阀座、排料管、阀头、阀芯或它们的衬套)表面的原子的冲击剥离与腐蚀剥离和或撞击剥离,形成了叠加冲蚀效应。

本发明所述含固体颗粒的带压料,其固体颗粒为工艺流体所携带的颗粒性固体,对于煤加氢直接液化反应产物的高固体含量的热高分油而言,这些固体来自未转化的煤有机质如半焦、煤中含有的无机物灰分、催化剂颗粒、铁锈、煤液化过程烃油缩合物,高流速的固体颗粒会对过流部件的表面产生高强度的磨损。

本发明所述含易汽化组分的带压料,其易汽化组分可为溶解性的低沸点组分xgn和或凝结性中沸点组分xlgn。

本发明所述溶解性的低沸点组分xgn,指的是在带压料的温度、带压料的平衡气相中组分xgn分压的条件下纯组分xgn为气态,其存在于带压料的液相中的原因是被液相主体组分所平衡吸收,如热高分油中的溶解性氢气分子。

本发明所述凝结性中沸点组分xlgn,指的是在带压料的温度、带压料的平衡气相中组分xlgn分压的条件下纯组分xlgn为液态,但是在带压料的降压终端的操作压力(组分xlgn分压)、降压终端的操作温度的条件下,至少一部分组分xlgn转化为气态,并因此产生带压料体积的膨胀,并且速度极快的汽化过程产生的体积膨胀过程会给界面的固体颗粒传递较大的动能,且扰乱物料流场的稳定性。

本发明所述凝结性中沸点组分,包括这些组分xlgn1:在带压料的温度、带压料的平衡气相中组分xlgn1分压的条件下组分xlgn1为液态,但是在带压料的降压终端的操作压力(组分xlgn2分压)、降压终端的操作温度的条件下,至少一部分组分xlgn1转化为气态,并因此产生带压料体积的膨胀,并且速度极快的汽化过程产生的体积膨胀过程会给界面的固体颗粒传递较大的动能,且扰乱物料流场的稳定性。

本发明所述凝结性中沸点组分,还包括这些组分xlgn2:在带压料的降压终端的操作压力(组分xlgn2分压)、降压终端的操作温度的条件下为液态,但是在降压终端前的形成流体“缩脉”的“压力值低于降压终端压力值”的深度降压阶段转化为气相,并且在“缩脉”后“降低速度增加压力”的恢复压力的复压阶段由气相凝结为液相,并且速度极快的汽化过程产生的体积膨胀过程、速度极快的凝结过程产生的体积收缩过程,会给界面的固体颗粒传递较大的动能且扰乱物料流场的稳定性,汽相凝结运动方向还会受复压阶段存在的静压场指向的影响,它们综合作用产生的空蚀方式,可以是液体和或固体微射流冲击、高温冲击、冲击波。

本发明用至少2个可动节流件组成的冲蚀料降压系统及设备,目的在于延长降压系统及降压器的正常连续运转周期,对于煤加氢直接液化反应产物的高固体含量的热高分油的高压差、高气化率的降压过程,期望借此可以处理高浓度固体颗粒的液料的高气化率降压过程,可减少热高分油的降低固体浓度的稀释油数量,为实施煤直接液化深度热裂化工艺和热高分油高效分离工艺创造条件,大幅度延长装置安全运转周期,减少巨额的停工检修费用。

本文所述降压系统nvs及降压阀nv的过流部件的冲蚀过程,本质上是一个动量传递(冲击、撞击)下的耐冲蚀结构件(阀座、排料管、阀头、阀芯或它们的衬套)表面金属原子被剥离进入工艺物流的时间积累过程,也是一个能量传递的时间积累过程。与不含固体颗粒的固定床蜡油加氢裂化装置或固定床渣油高压加氢脱硫装置的反应产物的热高压分离器液位控制系统的热高分油的液位控制降压阀的冲蚀过程相比,主要差别是工艺流体中含有大量固体颗粒:通常含有3~30%、一般含有8~20%的半焦颗粒、催化剂颗粒、灰分、铁锈等,由于这些颗粒物硬度高,在降压过程的后期即低压高气化率段,这些硬度高的颗粒物获得了高速度并冲出液相区撞击流道表面,形成快速冲蚀即磨蚀。由于这种固体冲击引起的磨蚀的破坏程度强烈地受颗粒运动速度的影响,因此,本文也将固体磨蚀归类于冲蚀。

本文所述冲蚀,是指在物料高流速前提条件下降压阀过流部件发生的表面原子剥离形成的损伤,因此,它不同于简单的物料(液料或气料)低流速(比如流速低于10~3米/秒)下的腐蚀,对于不含固体颗粒的物料(液料或气料)而言,因为冲击作用会快速剥离化学腐蚀形成的腐蚀产物薄层,使结构件的新生表面暴露接触腐蚀物,从而形成腐蚀--冲蚀--再腐蚀-再冲蚀的循环过程,加速总体腐蚀速度,腐蚀性介质物料高速度冲击降压阀过流部件而发生的损伤被称为冲击性腐蚀,是腐蚀剥离和冲击剥离两种作用的叠加效应。

本文所述冲蚀,是指在物料高流速前提条件下降压阀过流部件发生的表面原子剥离形成的损伤,因此,它可以是含固体颗粒的无腐蚀性组分的液料或气料在高速度下的冲蚀即磨蚀,由于高速运动的固体颗粒拥有较大的惯性且属于大量分子集合体,不可能像液相或气相那样拥有单个分子体积因而可以在流道壁面形成气相滞流膜或液相滞流膜能够用作“气垫”或“液垫”进行流速降低过程的缓冲地带,高速运动的固体颗粒会以接近直线的方式撞击过流部件的表面即形成固固撞击式磨磨蚀。

本文所述冲蚀,是指在物料高流速前提条件下降压阀过流部件发生的表面原子剥离形成的损伤,因此,它可以是含固体的含腐蚀性组分的液料或气料在高速度下的冲蚀,是腐蚀剥离、撞击剥离、冲击剥离三种作用的叠加效应。

本文所述冲蚀,由于流道过流件承受着工艺介质的温度、压力,而温度越高通常金属之间的距离越大拉力越小即越容易剥离,而内压越高通常金属之间的距离越大拉力越小即越容易剥离,因此,流道过流件的操作温度值、内压值(或内外压差数值),也影响着流道过流表面原子的剥离速度。

中国神华鄂尔多斯煤制油分公司拥有的世界唯一的一套商业化的100万吨/年煤加氢直接液化装置,其使用的热高分油thpl的降压系统和降压阀,单个降压阀nv的寿命或使用周期,经过阀门的不断改进,由早期的20~200小时提高到了2000~2519小时,尽管进步巨大,但是最高纪录2519小时也仅仅为1年连续生产所要求的8000小时指标的31.4%,为2年连续生产所要求的16000小时指标的15.7%,装置实际生产被迫采用1开多备、下线维修的模式,频繁的检修和维护,不仅成本高昂而且威胁整体装置长周期连续运转的安全性,目前降压阀nv单次运行周期短已经成为煤直接液化装置反应系统延长连续运行周期的最大瓶颈。

中国神华鄂尔多斯煤制油分公司的煤加氢直接液化反应产物的分离过程,常规工艺是热高压闪蒸分离方法,高压高温含固体的煤加氢直接液化反应产物进入热高压分离器thps分离为包含绝大多数固体产物的液固混相物流thps-l和热高分气thps-v,液固混相物流thps-l简称为热高分油thps-l,当然,本领域技术人员公知这是一种习惯命名,所述的热高分油thps-l为含固体的油料。通常,热高分油thps-l经过1级降压或2级降压或多级降压后,进入蒸馏过程frac1完成固体和烃组分的分离得到蒸馏油frac1-mh、主要由固体和重质烃组成的残渣,蒸馏油frac1-mh通常和热高分气thps-v中的烃组分thps-v-lm联合加工;热高分油thps-l,对于降压设备而言,其操作条件极度苛刻,操作压力为18~19mpa、操作温度为400~430℃,高压、高温条件使热高分油溶解了大量的氢气,高压条件下约40~60%的中沸点烃如常规沸点为250~350℃烃以液态形式存在于热高分油中,含有8~25%的固体颗粒,通常热高分油通过降压器将压力降低至2.0~4.0mpa后进入热低压分离器tlps,分离为热低分气tlps-v和热低分油tlps-l;然后热低分油tlps-l进一步降压后去蒸馏过程frac1。

按照煤加氢直接液化反应产物的热高压闪蒸分离方法,热高分油thps-l为高压、高温、含固体、含腐蚀性组分、含大量溶解性气体和低沸点烃组分的液固混相物流,热高分油thps-l的降压过程对降压阀过流部件必然形成强烈的冲蚀,严重缩短过流部件寿命即缩短煤直接液化装置反应系统的连续运行周期,威胁装置安全,其根源在于多种腐蚀的综合;以下以常规的不设置阀头的单座阀芯一阀座式降压阀(通常为角阀)的流场来说明冲蚀机制:

①过流介质中的低沸点组分的降压空化(或汽化)和升压凝结(或液化)形成空蚀:热高分油thps-l属于高压饱和液体,操作压力为p1的热高分油thps-l进入蒸馏过程frac1之前,必须经历降压过程,执行降压过程的设备为降压阀门,在降压过程中,流体流过阀门的节流流道时,增加速度将压力能转化为动能以降低静压,而随着压力的降低,热高分油中溶解的低沸点组分如h2、h2o、h2s、c1~c4和易气化烃组分将逐步解吸或汽化,即必然发生空化;离开降压阀出口的流体,在“缩脉”m2之前的某一位置mk,热高分油thps-l的压力已经降到了预期的降压终端压力值p3,但是离开减压阀节流通道末端m1的高速混相流体束的截面积,因为其高速流动将继续收缩即压力继续降低,在位置m2处收缩至最小形成“缩脉”,“缩脉”处压力为p2,然后开始扩张,在位置m3处扩张至整个流道截面并实现稳流,此时压力为p3,也就是设计预期的降压终端压力;缩脉处m2流速最大、压力p2最低;流体束由位置mk加速收缩流动至“缩脉”m2的降压过程,属于产生空蚀汽源的极速汽化过程;流体束由“缩脉”m2减速扩张流动至m3的加压过程,属于提供空蚀能量的汽泡极速凝结溃灭过程,形成了指向低压区的压差动力,受此动力的驱使,液体向溃灭汽泡的中心极速流动;由于热高分油thps-l降压过程的降压幅度很大,上述降压空化过程和增压空蚀过程在极小空间剧烈完成,其空间变化梯度甚大;靠近过流部件壁面的气泡溃灭时,溃灭过程将造成壁面气泡中心温度急剧升高(推测可高达700℃以上)、高速液体微射流造成气泡中心压力急剧升高(推测可高达几十至上百mpa)形成空蚀;空蚀的方式,可以是微射流冲击、高温冲击、冲击波;基于降压阀的结构和节流流道的结构所形成的流场,上述空蚀位置主要集中在阀芯前端及其附近区域,并且随着冲蚀的发展,所述阀芯位置自动后移、形状越来越不规则且失去对称型,其破坏性随之加剧;

从以上分析可以看出,空蚀的动力指标直接与汽泡凝结溃灭过程的体积减少量、体积缩小率等相关,一句话,汽泡凝结溃灭过程的体积减少量越大其空蚀能力越强、体积缩小率越大其空蚀能力越强,空蚀做功量越大,破坏力越强;

②固体冲击形成冲蚀:热高分油thps-l空蚀时介质的快速运动必然导致其中固体颗粒的快速流动即必然形成冲蚀,这种固体冲蚀速度的来源至少分三种:一种是物料主体流动形成的速度,一种是相变过程如液体汽化过程、气体凝结过程产生的速度,一种是压力场推动过程产生的速度;其强度直接与具体区域的流体流速相关,因为固体一定是被流体(液体和或气体)和压力场推动或曳动,存在高速固体微射流;

故流体(液体和或气体)的流速是固体破坏力的最关键动力指标,一句话,流体体积流量越大、流体体积变化率越大,固体浓度越高,固体冲击过流部件表面的做功量越大,其磨蚀能力越强;

③高温条件与腐蚀组分、液相低粘度等条件的组合,强化了高温氢腐蚀、高温有机酸腐蚀、高温硫化氢腐蚀、高温有机硫腐蚀等多种化学腐蚀:

第一,高温使得过流部件原子间的距离远故原子间拉力小,原子易于被冲击分离;

第二,气相和液相中的腐蚀性介质的组合作用,这些腐蚀介质有高温高分压氢气、高温硫化氢、高温有机硫化物、高温有机酸性氧化物、其它微量高温腐蚀组分如氯化氢;

第三,高温使得高分油液相粘度降低太多,液相在过流部件表面形成的滞流膜厚度变小且易于被气体、固体破坏,对固体颗粒流过过流部件表面的润滑能力、带热能力大幅度降低;

第四,高温使得高分油中的腐蚀组分与过流部件原子间碰撞次数远多故原子腐蚀速度快;

④流体不稳定流动,导致液相携裹固体颗粒使其滑过过流部件表面而不与过流部件碰撞的“液相携带固相”能力差:由于前述三项因素,液相在过流部件表面形成的滞流膜区域和无滞流膜区域,变化不定,形成了二种状态的交变,交变频率越高,固相从液相内部运动至液相表面的几率越高,过流部件表面被固体碰撞破坏的速度越快,过流部件寿命越短;

⑤由于过流部件通常呈现为受力结构不理想的不对称的异型结构,在上述诸项因素综合作用下,过流部件的整体结构中的某一环节制造过程出现缺陷或使用过程出现损伤,会迅速扩展为整体结构的破坏;

⑥由于热高分油thps-l含有大量固体,降压阀不宜使用流道过长、降压级数过多的多级降压阀,这也限制了缓解空蚀、冲蚀的改善降压阀结构的物理性手段。

近9年来,中国神华鄂尔多斯煤制油分公司100万吨/年煤加氢直接液化装置的煤加氢直接液化反应产物的热高分油的降压系统及降压阀,其结构发展史如下:

①早期阀节流件形式,圆锥体阀芯且不设阀芯前部延伸体;

②中期阀节流件形式,阀芯密封面上游设节流柱、阀芯密封面为圆锥面、阀芯密封面下游设阀芯前部延伸体;

③进期阀节流件形式,阀芯密封面上游尽量减少节流效应即取消了节流柱、阀芯密封面为圆锥面、阀芯密封面下游设长度更长的阀芯前部延伸体。

由以上分析可知,无论降压阀结构如何,煤加氢直接液化反应产物的高固体含量的热高分油的减压阀xv的冲蚀最强烈的部位即降压过程的高汽化率的后期降压段,其冲蚀速度与气化率成正比关系,因此,在现有的流道结构、耐磨蚀材料的基础上,延长减压阀xv的连续运转周期的问题,本质上就是如何延长减压阀xv的位于降压过程的高汽化率的后期降压段部位的连续运转周期的问题。基于热力学分析可知,为了减缓热高分油thps-l降压阀过流部件的腐蚀,其手段必然是选自能够有效减少降压过程闪蒸气的体积量、减少腐蚀性组分含量、增加闪蒸油的粘度、降低过流部件温度的手段,当然多种手段并用的“综合治理方法”更为有效。由于物流的热力学条件包含“组分组成、组分数量、温度、压力”共四项条件,除压力外均应属于变更对象,这要求采用一种具有综合效果的方法。

由于降压过程的后期降压段的汽化率越高则冲蚀速度越快,所以本发明特别关心的主题是如何降低后期降压段的气化率以减弱冲蚀破坏力的能量源。

本发明的基本设想是:本发明涉及含冲蚀含易汽化组分的带压料的使用吸收液料的降压方法,冲蚀组分可为固体颗粒和或强腐蚀性组分,物料可以包含气相和或液相,吸收液料可以是带压料的减压或深度减压的脱汽液料,适用于煤加氢直接液化反应产物的高固体含量的热高分油的高压差、高气化率的降压过程,在降压过程结束前如开始或过程中或多级降压过程中,加入吸收液料从而形成相对过冷的液体或吸收至少部分汽相使其液化,减少降压步骤的汽化、复压步骤的凝结的相变过程引发的体积变化量,利于控制流场的稳定性、减弱空蚀,延长混合点下游的减压器的有效工作周期,利于延长装置安全运转周期、提高液料的固体颗粒的浓度,利于实施煤直接液化深度热裂化工艺。

本发明的第一目的,是加入吸收液增加了降压阀降压过程的总物料中的不会汽化的液相组分总量,从而降低降压阀出口低压端总物料中的气相总量,甚至基本消除总物料的汽化现象,减缓空蚀、冲蚀。

根据需要,本发明可以使用温度低的吸收液料实现降温效果,即进一步构成过冷液体,利于进一步减缓空蚀、冲蚀,这是本发明的第二功能即降低油液ds2l温度。

本发明吸收液料的加入位置,可以在带压料降压过程开始前直至降压过程结束前的任意的有效合适位置,因此,根据需要,可以在降压过程的开始或在降压过程中或在多级降压过程或最后一级降压过程排出的高速物料中加入吸收液料,从而溶解或吸收气相降低气相体积。在降压过程中或在多级降压过程的已经完成部分降压任务的位置加入吸收液料,可以降低吸收液料的循环增压过程的能耗、降低混合点上游的低汽化率降压阶段的通过降压器的物料总量的优点,这是本发明的第三功能即低压段注入吸收油的优点。

按照本发明,吸收液料可以是带压料的减压或深度减压的脱汽液料的循环料,因此,至少一部分带压料的减压或深度减压的脱汽液料ds2l-lp1x可以作为循环加氢料sx进入包含裂化功能的煤液化加氢反应过程dr1构成循环过程dch2,由于本发明的循环加氢料sx减少了低沸点组分量、提高了重组分浓度,因此循环过程dch2可以降低循环加氢料sx循环量、避免低沸点组分过度热裂化,最终利于提高液体油品总收率,这是本发明的第四功能即优化循环过程dc02循环油组成。

当然,可以组合应用高压过滤技术比如过滤脱除大颗粒,降低进入减压阀的热高分油ds2l中的大颗粒固体的含量。

当然,可以组合应用油品深度加氢提质技术形成集成工艺。

现有的一种热高分油使用循环吸收液的方法,是将热高分油降压所得热低分油的分馏脱出固体、脱出沥青质的分馏后馏分油作为循环吸收液,其缺点是扩大了分馏部分规模,增加了投资和能耗,经济性很差,而且采用的是将分馏后馏分油加入到热热高压分离器中或加入到热高分油中,其循环过程压差太大,能耗太高。

到目前为止,尚未见到其它同类方法的报道。

本发明的第一目的在于提出含冲蚀含易汽化组分的带压料的使用吸收液料的降压方法。

本发明的第二目的在于提出含冲蚀含易汽化组分的带压料的使用吸收液料的降压方法,在带压料的降压过程开始前直至降压过程结束前的任意有效的合适位置,可以在降压过程中或多级降压过程中加入吸收液料。

本发明的第三目的在于提出一种碳氢料加氢反应的含固体产物的热高分油的使用吸收液料的降压方法。

本发明的第四目的在于提出一种碳氢料加氢反应的含固体产物的热高分油的使用吸收液料的降压方法,减压或深度减压的脱汽液料ds2l-lp1x可以循环进入包含裂化功能的煤液化加氢反应过程dr1构成循环过程dch2。



技术实现要素:

本发明含冲蚀含易汽化组分的带压料的使用吸收液料的降压方法,其特征在于包含以下步骤:

①在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触;

冲蚀组分为固体颗粒和或腐蚀性组分;

含液相料的带压料f1,包含液相及可能存在的气相;

吸收液料as进入降压过程dp中的流程位置,在带压料的降压过程之前直至降压过程结束前的任意位置;带压料的降压过程之前的流程位置,包括排出带压料f1的操作步骤的上游流程;

吸收液料as对降压过程dp的作用是,与单独带压料f1的降压开始压力为pa、降压结束压力为pb的隔离体系降压过程dp-base相比,在增加降压过程dp的总物料中的不会汽化的液相组分总量的同时,降低降压过程dp的出口低压端总物料中的气相总量;

②在脱气步骤ltps,在操作压力pc条件下,降压料dp-p完成气液分离,得到脱气液料ltps-l和气体ltps-v;操作压力pc不大于pb;

回收气体ltps-v;

脱气液料ltps-l至少分流为2路,回收第一路脱气液料ltps-l-to-frac,第二路脱气液料ltps-l-to-dp用作深度降压脱气原料;

③在脱气步骤kltps,在操作压力pd条件下,至少一部分第二路脱气液料ltps-l-to-dp完成气液分离,得到脱气液料kltps-l和气体kltps-v;操作压力pd小于操作压力pc;

回收气体kltps-v;

至少一部分脱气液料kltps-l用作作基础吸收液料as-base返回降压过程dp循环使用;

基础吸收液料as-base,作为吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触。

本发明,深度脱气流程方式是:

②在脱气步骤ltps,在操作压力pc条件下,降压料dp-p完成气液分离,得到脱气液料ltps-l和气体ltps-v;操作压力pc不大于pb;

回收气体ltps-v;

③在脱气步骤kltps,在操作压力pd条件下,至少一部分脱气液料ltps-l完成气液分离,得到脱气液料kltps-l和气体kltps-v;操作压力pd小于操作压力pc;

回收气体kltps-v;

④在脱气步骤qltps,在操作压力pq条件下,至少一部分脱气液料kltps-l完成气液分离,得到脱气液料qltps-l和气体qltps-v;操作压力pq小于操作压力pd;

回收气体qltps-v;

至少一部分脱气液料qltps-l用作用基础作吸收液料as-base返回降压过程dp循环使用;

基础吸收液料as-base,作为吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触。

本发明,工作流程方式可以是:

①在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触;

降压过程dp,为2级串联降压过程或多级串联降压过程;

吸收液料as进入降压过程dp中的位置,在带压料的降压过程开始前直至降压过程结束前的任意位置,选自任意一级降压过程的过程前或过程中或过程后的位置。

本发明,工作流程方式可以是:

①在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触;

降压过程dp,为2级串联降压过程或多级串联降压过程;

上游一级降压过程排出的含气相物料脱气得到的脱气液料进入下游相邻一级降压过程。

本发明,操作效果通常为:

①在降压过程dp,吸收液料as对降压过程dp的作用是,降压料dp-p中的气相的操作状态下体积量为vb,与单独带压料f1的降压开始压力为pa、降压结束压力为pb的隔离体系降压过程dp-base的排料中的气相的操作状态下体积量为v0相比,吸收率k100=(vo-vb)/vo,k100:通常>50%、一般>70%、较佳者>90%。

本发明,带压料f1可以是热高分液料htps-l:

①在第一加氢反应过程r10,在氢气和可能存在的第一加氢催化剂r10c存在条件下,碳氢原料r10f进行第一加氢反应r10r得到包含氢气、低沸点烃、高沸点烃和固体的第一加氢反应流出物r10p;

第一加氢反应过程r10对至少一部分烃原料r10f具有加氢和或加氢热裂化的功能;

可能存在的第一加氢催化剂r10c,总体具有加氢和或加氢热裂化的功能;

第一加氢反应r10r包含至少一部分加氢精制反应和或至少一部分加氢热裂化反应;

在热高压分离过程htps,第一加氢反应流出物r10p完成气液分离,得到含有固体的热高分液料htps-l和热高分气气体htps-v;热高压分离过程htps,可能使用气体氢气htps-hg与来自第一加氢反应流出物r10p的液体物料接触脱除液相中的至少一部分低沸点组分;至少一部分热高分液料htps-l用作带压料f1;

在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触。

本发明,带压料f1可以是第一加氢反应过程r10的产物的热高分液料htps-l,第一加氢反应过程r10的烃原料r10f,可以选自下列物料的一种或几种,均含有常规沸点高于450℃的烃组分:

①低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程;

②中温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

③高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

④煤液化过程所得煤液化油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;煤液化工艺选自使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化制油过程、油煤共炼过程、煤临氢热溶液化过程;

⑤页岩油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑥乙烯裂解焦油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑦石油基蜡油热裂化焦油;

⑧石油砂基油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑨石油基重油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑩其它芳烃重量含量高于40%、有机氮重量含量高于0.10%的烃油。

本发明,所述第一加氢反应过程r10,可以选自下列加氢反应过程的一种或几种:

①煤加氢直接液化制油过程,包括使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化制油过程、油煤共炼过程、煤临氢热溶液化过程;

②中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

③高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

④页岩油或其馏分油或其热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑤乙烯裂解焦油的使用上流式膨胀床的加氢过程;

⑥石油基重油热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑦石油砂基重油热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑧其它芳烃重量含量高于40%、有机氮重量含量高于0.10%的烃油的使用上流式膨胀床的加氢过程。

本发明,所述第一加氢反应过程r10,操作条件为:

①在第一加氢反应过程r10,在氢气和可能存在的第一加氢催化剂r10c存在条件下,碳氢原料r10f进行第一加氢反应r10r得到包含氢气、低沸点烃、高沸点烃和固体的第一加氢反应流出物r10p;

第一加氢反应过程r10对至少一部分烃原料r10f具有加氢和或加氢热裂化的功能;

可能存在的第一加氢催化剂r10c,总体具有加氢和或加氢热裂化的功能;

第一加氢反应r10r包含至少一部分加氢精制反应和或至少一部分加氢热裂化反应;

第一加氢反应过程r10,操作压力为4.0~40mpa、操作温度为300~480℃,第一加氢反应流出物r10p中的固体重量占“固体重量+常规液态烃重量”的5~40%;

在热高压分离过程htps,第一加氢反应流出物r10p完成气液分离,得到含有固体杂质的热高分液料htps-l和热高分气气体htps-v;热高压分离过程htps,可能使用气体氢气htps-hg与来自第一加氢反应流出物r10p的液体物料接触脱除液相中的至少一部分低沸点组分;至少一部分热高分液料htps-l用作带压料f1;

在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触;操作压力pb小于pa的70%。

本发明,带压料f1可以是第一加氢反应过程r10的产物的热高分液料htps-l:

①在降压过程dp,操作压力pb小于pa的60%;

②在脱气步骤ltps,在操作压力pc条件下,降压料dp-p完成气液分离,得到脱气液料ltps-l和气体ltps-v;操作压力pc小于pa的60%;

回收气体ltps-v;

③在脱气步骤kltps,在操作压力pd条件下,至少一部分脱气液料ltps-l完成气液分离,得到脱气液料kltps-l和气体kltps-v;操作压力pd小于操作压力pc的60%;

至少一部分脱气液料kltps-l用作基础吸收液料as-base;

回收气体kltps-v。

本发明,带压料f1可以是第一加氢反应过程r10的产物的热高分液料htps-l:

①在降压过程dp,操作压力pb小于pa的60%;

②在脱气步骤ltps,在操作压力pc条件下,降压料dp-p完成气液分离,得到脱气液料ltps-l和气体ltps-v;操作压力pc小于pa的60%;

回收气体ltps-v;

③在脱气步骤kltps,在操作压力pd条件下,至少一部分脱气液料ltps-l完成气液分离,得到脱气液料kltps-l和气体kltps-v;操作压力pd小于操作压力pc的60%;

回收气体kltps-v;

④在脱气步骤qltps,在操作压力pq条件下,至少一部分脱气液料kltps-l完成气液分离,得到脱气液料qltps-l和气体qltps-v;操作压力pq小于操作压力pd;

回收气体qltps-v;

至少一部分脱气液料qltps-l用作用基础作吸收液料as-base。

本发明,在降压过程dp,吸收液料as的重量流量as-w与带压料f1的重量流量f1-w之比定义为吸收液料循环比k300,k300=(as-w)/(f1-w),k300:通常为0.05~10.0、一般为0.15~4.00、宜为0.50~2.00。

具体实施方式

本发明所述的压力,指的是绝对压力。

本发明所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽、液平衡温度。

本发明所述的常规沸程指的是馏分的常规沸点范围。

本发明所述的比重,除非特别说明,指的是常压、15.6℃条件下液体密度与常压、15.6℃条件下水密度的比值。

本发明所述的常规气体烃,指的是常规条件下呈气态的烃类,包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。

本发明所述的常规液体烃,指的是常规条件下呈液态的烃类,包括戊烷及其沸点更高的烃类。

本发明所述的杂质元素,指的是原料油中的非氢、非碳、非金属组分如氧、硫、氮、氯等。

本发明所述的杂质组分,指的是原料油中非烃组分的加氢转化物如水、氨、硫化氢、氯化氢等。

本发明所述的中间馏分油,指的是适合于用作柴油和或石脑油的烃馏分,可以是石脑油和或柴油。

本发明所述的中间馏分油组分,指的是适合于用作柴油和或石脑油的烃组分。

本发明所述的石脑油组分指的是常规沸点通常低于220℃、一般低于190℃、特别地165℃的常规液体烃组分。

本发明所述的柴油组分指的是常规沸点通常介于165~380℃、一般介于190~350℃、特别地介于220~330℃的常规液体烃。

本发明所述的重油组分指的是常规沸点通常高于300℃、一般高于330℃、特别地高于370℃的常规液体烃。本发明所述的重油,可以含有部分中间馏分油。

以下描述本发明的特征部分。

本发明含冲蚀含易汽化组分的带压料的使用吸收液料的降压方法,其特征在于包含以下步骤:

①在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触;

冲蚀组分为固体颗粒和或腐蚀性组分;

含液相料的带压料f1,包含液相及可能存在的气相;

吸收液料as进入降压过程dp中的流程位置,在带压料的降压过程之前直至降压过程结束前的任意位置;带压料的降压过程之前的流程位置,包括排出带压料f1的操作步骤的上游流程;

吸收液料as对降压过程dp的作用是,与单独带压料f1的降压开始压力为pa、降压结束压力为pb的隔离体系降压过程dp-base相比,在增加降压过程dp的总物料中的不会汽化的液相组分总量的同时,降低降压过程dp的出口低压端总物料中的气相总量;

②在脱气步骤ltps,在操作压力pc条件下,降压料dp-p完成气液分离,得到脱气液料ltps-l和气体ltps-v;操作压力pc不大于pb;

回收气体ltps-v;

脱气液料ltps-l至少分流为2路,回收第一路脱气液料ltps-l-to-frac,第二路脱气液料ltps-l-to-dp用作深度降压脱气原料;

③在脱气步骤kltps,在操作压力pd条件下,至少一部分第二路脱气液料ltps-l-to-dp完成气液分离,得到脱气液料kltps-l和气体kltps-v;操作压力pd小于操作压力pc;

回收气体kltps-v;

至少一部分脱气液料kltps-l用作作基础吸收液料as-base返回降压过程dp循环使用;

基础吸收液料as-base,作为吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触。

本发明,深度脱气流程方式是:

②在脱气步骤ltps,在操作压力pc条件下,降压料dp-p完成气液分离,得到脱气液料ltps-l和气体ltps-v;操作压力pc不大于pb;

回收气体ltps-v;

③在脱气步骤kltps,在操作压力pd条件下,至少一部分脱气液料ltps-l完成气液分离,得到脱气液料kltps-l和气体kltps-v;操作压力pd小于操作压力pc;

回收气体kltps-v;

④在脱气步骤qltps,在操作压力pq条件下,至少一部分脱气液料kltps-l完成气液分离,得到脱气液料qltps-l和气体qltps-v;操作压力pq小于操作压力pd;

回收气体qltps-v;

至少一部分脱气液料qltps-l用作用基础作吸收液料as-base返回降压过程dp循环使用;

基础吸收液料as-base,作为吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触。

本发明,工作流程方式可以是:

①在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触;

降压过程dp,为2级串联降压过程或多级串联降压过程;

吸收液料as进入降压过程dp中的位置,在带压料的降压过程开始前直至降压过程结束前的任意位置,选自任意一级降压过程的过程前或过程中或过程后的位置。

本发明,工作流程方式可以是:

①在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触;

降压过程dp,为2级串联降压过程或多级串联降压过程;

上游一级降压过程排出的含气相物料脱气得到的脱气液料进入下游相邻一级降压过程。

本发明,操作效果通常为:

①在降压过程dp,吸收液料as对降压过程dp的作用是,降压料dp-p中的气相的操作状态下体积量为vb,与单独带压料f1的降压开始压力为pa、降压结束压力为pb的隔离体系降压过程dp-base的排料中的气相的操作状态下体积量为vo相比,吸收率k100=(vo-vb)/vo,k100:通常>50%、一般>70%、较佳者>90%。

本发明,带压料f1可以是热高分液料htps-l:

①在第一加氢反应过程r10,在氢气和可能存在的第一加氢催化剂r10c存在条件下,碳氢原料r10f进行第一加氢反应r10r得到包含氢气、低沸点烃、高沸点烃和固体的第一加氢反应流出物r10p;

第一加氢反应过程r10对至少一部分烃原料r10f具有加氢和或加氢热裂化的功能;

可能存在的第一加氢催化剂r10c,总体具有加氢和或加氢热裂化的功能;

第一加氢反应r10r包含至少一部分加氢精制反应和或至少一部分加氢热裂化反应;

在热高压分离过程htps,第一加氢反应流出物r10p完成气液分离,得到含有固体的热高分液料htps-l和热高分气气体htps-v;热高压分离过程htps,可能使用气体氢气htps-hg与来自第一加氢反应流出物r10p的液体物料接触脱除液相中的至少一部分低沸点组分;至少一部分热高分液料htps-l用作带压料f1;

在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触。

本发明,带压料f1可以是第一加氢反应过程r10的产物的热高分液料htps-l,第一加氢反应过程r10的烃原料r10f,可以选自下列物料的一种或几种,均含有常规沸点高于450℃的烃组分:

①低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程;

②中温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

③高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

④煤液化过程所得煤液化油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;煤液化工艺选自使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化制油过程、油煤共炼过程、煤临氢热溶液化过程;

⑤页岩油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑥乙烯裂解焦油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑦石油基蜡油热裂化焦油;

⑧石油砂基油或其馏分油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑨石油基重油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑩其它芳烃重量含量高于40%、有机氮重量含量高于0.10%的烃油。

本发明,所述第一加氢反应过程r10,可以选自下列加氢反应过程的一种或几种:

①煤加氢直接液化制油过程,包括使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化制油过程、油煤共炼过程、煤临氢热溶液化过程;

②中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

③高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

④页岩油或其馏分油或其热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑤乙烯裂解焦油的使用上流式膨胀床的加氢过程;

⑥石油基重油热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑦石油砂基重油热加工过程所得油品的使用上流式膨胀床的加氢过程,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或重油加氢过程;

⑧其它芳烃重量含量高于40%、有机氮重量含量高于0.10%的烃油的使用上流式膨胀床的加氢过程。

本发明,所述第一加氢反应过程r10,操作条件为:

①在第一加氢反应过程r10,在氢气和可能存在的第一加氢催化剂r10c存在条件下,碳氢原料r10f进行第一加氢反应r10r得到包含氢气、低沸点烃、高沸点烃和固体的第一加氢反应流出物r10p;

第一加氢反应过程r10对至少一部分烃原料r10f具有加氢和或加氢热裂化的功能;

可能存在的第一加氢催化剂r10c,总体具有加氢和或加氢热裂化的功能;

第一加氢反应r10r包含至少一部分加氢精制反应和或至少一部分加氢热裂化反应;

第一加氢反应过程r10,操作压力为4.0~40mpa、操作温度为300~480℃,第一加氢反应流出物r10p中的固体重量占“固体重量+常规液态烃重量”的5~40%;

在热高压分离过程htps,第一加氢反应流出物r10p完成气液分离,得到含有固体杂质的热高分液料htps-l和热高分气气体htps-v;热高压分离过程htps,可能使用气体氢气htps-hg与来自第一加氢反应流出物r10p的液体物料接触脱除液相中的至少一部分低沸点组分;至少一部分热高分液料htps-l用作带压料f1;

在降压过程dp,操作压力为pa的含冲蚀含易汽化组分的含液相料的带压料f1,降低压力成为操作压力为pb的降压料dp-p;在降压过程dp,吸收液料as进入降压过程dp中与基于带压料f1的物料混合接触;操作压力pb小于pa的70%。

本发明,带压料f1可以是第一加氢反应过程r10的产物的热高分液料htps-l:

①在降压过程dp,操作压力pb小于pa的60%;

②在脱气步骤ltps,在操作压力pc条件下,降压料dp-p完成气液分离,得到脱气液料ltps-l和气体ltps-v;操作压力pc小于pa的60%;

回收气体ltps-v;

③在脱气步骤kltps,在操作压力pd条件下,至少一部分脱气液料ltps-l完成气液分离,得到脱气液料kltps-l和气体kltps-v;操作压力pd小于操作压力pc的60%;

至少一部分脱气液料kltps-l用作基础吸收液料as-base;

回收气体kltps-v。

本发明,带压料f1可以是第一加氢反应过程r10的产物的热高分液料htps-l:

①在降压过程dp,操作压力pb小于pa的60%;

②在脱气步骤ltps,在操作压力pc条件下,降压料dp-p完成气液分离,得到脱气液料ltps-l和气体ltps-v;操作压力pc小于pa的60%;

回收气体ltps-v;

③在脱气步骤kltps,在操作压力pd条件下,至少一部分脱气液料ltps-l完成气液分离,得到脱气液料kltps-l和气体kltps-v;操作压力pd小于操作压力pc的60%;

回收气体kltps-v;

④在脱气步骤qltps,在操作压力pq条件下,至少一部分脱气液料kltps-l完成气液分离,得到脱气液料qltps-l和气体qltps-v;操作压力pq小于操作压力pd;

回收气体qltps-v;

至少一部分脱气液料qltps-l用作用基础作吸收液料as-base。

本发明,在降压过程dp,吸收液料as的重量流量as-w与带压料f1的重量流量f1-w之比定义为吸收液料循环比k300,k300=(as-w)/(f1-w),k300:通常为0.05~10.0、一般为0.15~4.00、宜为0.50~2.00。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1