用于含硫化氢的精制混合芳烃的脱硫分离装置的制作方法

文档序号:15362773发布日期:2018-09-05 01:02阅读:195来源:国知局

本实用新型涉及乙烯裂解燃料油加氢产物处理脱硫技术领域,是一种用于含硫化氢的精制混合芳烃的脱硫分离装置。



背景技术:

目前,芳烃产品质量标准已朝着超低硫、的清洁化方向发展。乙烯裂解燃料油经过分离后得到轻馏分油,轻馏分油经过两段加氢后得到精制混合芳烃,原料中的有机硫在加氢过程中转换为无机硫。目前常规的工艺流程会产生如下问题:乙烯裂解燃料油中轻组分油所含的有机硫在加氢过程中均会转化为硫化氢,所以精制混合芳烃中含硫量较高;若直接将该精制混合芳烃进行精馏分离,所得到的多种窄馏分溶剂油含硫量也较高,同时,目前常用的脱硫化氢方法为蒸汽直接汽提脱除硫化氢气体。但是,此方法会产生大量污水,也避免了产品带水的情况。并且,若是采用现有的技术对精制混合芳烃进行进一步分离得到多牌号的溶剂油,常规的工艺方法见图1,需要在混三甲苯和混四甲苯后分别设置一套精馏塔系统1,才能继续对混三甲苯和混四甲苯进行进一步精致分离,这样会导致生产装置设备数量、投资、能耗等均增加。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种用于含硫化氢的精制混合芳烃的脱硫分离装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决目前常规的乙烯裂解燃料油经过两段加氢后得到精制混合芳烃未经脱硫后,直接分布到各窄馏分产品中,影响产品的高附加值利用,以及采用现有技术对精制混合芳烃进行进一步分离得到多牌号的窄馏分会导致生产装置设备数量、投资、能耗等均增加问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种用于含硫化氢的精制混合芳烃的脱硫分离的装置包括脱硫精馏塔、混合芳烃分离塔和窄馏分分离塔,在混合芳烃分离塔后接一台窄馏分分离塔,脱硫精馏塔的中部连通有进料侧线,脱硫精馏塔的下端连通有精制混合芳烃出料管线,脱硫精馏塔的塔底设置有再沸器,再沸器的冷流通道与脱硫精馏塔的内部相连通,再沸器的热流通道上连通有蒸汽管线,进料侧线上串接有进料换热器,进料换热器的热流通道上连通有蒸汽管线;精制混合芳烃出料管线与混合芳烃分离塔的物料进口相连通,混合芳烃分离塔的塔身上分别连通有1#侧线和2#侧线,1#侧线与窄馏分分离塔的物料进口之间通过混合三甲苯进料管相连通,2#侧线与窄馏分分离塔的物料进口之间通过混合四甲苯进料管相连通,窄馏分分离塔的塔顶连通有混合二甲苯/混合三甲苯排出管线,窄馏分分离塔的塔底连通有2#/4#窄馏分排出管线,窄馏分分离塔的塔身上连通有1#/3#窄馏分排出侧线,在混合三甲苯进料管和混合四甲苯进料管上分别串接有控制阀。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:

上述脱硫精馏塔为常规的板式精馏塔,脱硫精馏塔的塔顶内设置有类似Z字型的隔板,在塔顶的顶部外侧设置有管壳式冷凝器作为塔顶冷凝器,隔板下方的脱硫精馏塔与塔顶冷凝器的热源进口之间连通有富硫化氢气体冷凝管线,管壳式冷凝器的壳程与隔板上方的脱硫精馏塔的内部相通,隔板上方的脱硫精馏塔上连通有硫化氢气体排出管线,在隔板最低处的隔板上方的脱硫精馏塔上连通有物料回流排出管线,在隔板最低处的隔板下方的脱硫精馏塔上连通有物料回流返回管线,物料回流排出管线的出口端和物料回流返回管线的进口端均与回流罐的顶部连通,回流罐的顶部低于隔板最低处的水平位置。

上述窄馏分分离塔为常规的板式精馏塔,在常规的板式精馏塔内设置60块塔盘,常规的板式精馏塔内自下而上的第40块塔盘位置为1#窄馏分和3#窄馏分的侧线抽出位置;或/和,混合芳烃分离塔的塔顶连通有混合二甲苯排出管线,混合芳烃分离塔的塔底连通有油浆排出管线。

本实用新型在改进现有的板式精馏塔的基础上得到适用于本实用新型的脱硫精馏塔,采用该脱硫精馏塔进行脱硫,不仅脱硫效果好,而且减少了设备投入量(其中减少了回流泵、塔顶馏出线),减少了设备占地面积和生产投入,并且在改进现有的板式精馏塔的基础上得到适用于本实用新型的窄馏分分离塔,通过采用一台窄馏分分离塔就能得到馏程宽度更窄的1#窄馏分、2#窄馏分、3#窄馏分和4#窄馏分,生产装置设备投入量少,相应的也会降低能耗的使用量,减少污水排放,生产效果更好,操作灵活性强。

附图说明

附图1为现有技术精制混合芳烃的分离工艺流程框图。

附图2为本实用新型的工艺流程示意图。

附图3为本实用新型中脱硫精馏塔塔顶内部的结构示意图。

附图中的编码分别为:1为精馏塔系统,2为脱硫精馏塔,3为再沸器,4为塔顶冷凝器,5为隔板,6为硫化氢气体排出管线,7为物料回流排出管线,8为回流罐,9为物料回流返回管线,10为精制混合芳烃出料管线,11为混合芳烃分离塔,12为窄馏分分离塔,13为进料侧线,14为蒸汽管线,15为进料换热器,16为1#侧线,17为2#侧线,18为混合三甲苯进料管,19为混合四甲苯进料管,20为混合二甲苯/混合三甲苯排出管线,21为2#/4#窄馏分排出管线,22为1#/3#窄馏分排出侧线,23为控制阀,24为混合二甲苯排出管线,25为油浆排出管线,26为富硫化氢气体冷凝管线。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制,可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本本实用新型中的百分数如没有特殊说明,均为质量百分数。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:

实施例1,如附图2所示,该用于含硫化氢的精制混合芳烃的脱硫分离装置包括脱硫精馏塔2、混合芳烃分离塔11和窄馏分分离塔12,在混合芳烃分离塔11后接一台窄馏分分离塔12,脱硫精馏塔2的中部连通有进料侧线13,脱硫精馏塔2的下端连通有精制混合芳烃出料管线10,脱硫精馏塔2的塔底设置有再沸器3,再沸器3的冷流通道与脱硫精馏塔2的内部相连通,再沸器3的热流通道上连通有蒸汽管线14,进料侧线13上串接有进料换热器15,进料换热器15的热流通道上连通有蒸汽管线14;精制混合芳烃出料管线10与混合芳烃分离塔11的物料进口相连通,混合芳烃分离塔11的塔身上分别连通有1#侧线16和2#侧线17,1#侧线16与窄馏分分离塔12的物料进口之间通过混合三甲苯进料管18相连通,2#侧线17与窄馏分分离塔12的物料进口之间通过混合四甲苯进料管19相连通,窄馏分分离塔12的塔顶连通有混合二甲苯/混合三甲苯排出管线20,窄馏分分离塔12的塔底连通有2#/4#窄馏分排出管线21,窄馏分分离塔12的塔身上连通有1#/3#窄馏分排出侧线22,在混合三甲苯进料管18和混合四甲苯进料管19上分别串接有控制阀23。

本实用新型在改进现有的板式精馏塔的基础上得到适用于本实用新型的窄馏分分离塔12,通过采用一台窄馏分分离塔12就能得到馏程宽度更窄的1#窄馏分、2#窄馏分、3#窄馏分和4#窄馏分,生产装置设备投入量少,相应的也会降低能耗的使用量,减少污水排放,生产效果更好。

实施例2,如附图3所示,作为上述实施例的优化,脱硫精馏塔2为常规的板式精馏塔,脱硫精馏塔2的塔顶内设置有类似Z字型的隔板5,在塔顶的顶部外侧设置有管壳式冷凝器作为塔顶冷凝器4,隔板5下方的脱硫精馏塔2与塔顶冷凝器4的热源进口之间连通有富硫化氢气体冷凝管线26,管壳式冷凝器的壳程与隔板5上方的脱硫精馏塔2的内部相通,隔板5上方的脱硫精馏塔2上连通有硫化氢气体排出管线6,在隔板5最低处的隔板5上方的脱硫精馏塔2上连通有物料回流排出管线7,在隔板5最低处的隔板5下方的脱硫精馏塔2上连通有物料回流返回管线9,物料回流排出管线7的出口端和物料回流返回管线9的进口端均与回流罐8的顶部连通,回流罐8的顶部低于隔板5最低处的水平位置。脱硫精馏塔2的塔顶内的隔板5采用类似Z字型,当经过脱硫精馏塔2的管壳式冷凝器冷凝下来的冷凝液回落至隔板5上时,液体在重力作用下向低处流,这样,能够保证类似Z字型隔板5的最低处最先聚集满冷凝液,此处的冷凝液由物料回流排出管线7排至回流罐8内,再经物料回流返回管线9回流至脱硫精馏塔2内,这样,能够有效避免隔板5上方酸性的硫化氢回流至脱硫精馏塔2内,增加脱硫精馏塔2内的处理负担;回流罐8的顶部低于隔板5最低处的水平位置,可以省去回流泵的设置,这样依靠液体自身的特性回流至脱硫精馏塔2内。

本实用新型在改进现有的板式精馏塔的基础上得到适用于本实用新型的脱硫精馏塔2,采用该脱硫精馏塔2进行脱硫,不仅脱硫效果好,而且减少了设备投入量(其中减少了回流泵、塔顶馏出线),减少了设备占地面积和生产投入。

实施例3,根据实际需要,作为上述实施例的优化,窄馏分分离塔12为常规的板式精馏塔,在常规的板式精馏塔内设置60块塔盘,常规的板式精馏塔内自下而上的第40块塔盘位置为1#窄馏分和3#窄馏分的侧线抽出位置。

实施例4,如附图2所示,作为上述实施例的优化,混合芳烃分离塔11的塔顶连通有混合二甲苯排出管线24,混合芳烃分离塔11的塔底连通有油浆排出管线25。

如附图2所示,采用上述该用于含硫化氢的精制混合芳烃的脱硫分离装置的含硫化氢的精制混合芳烃分离的方法,按下述步骤进行:第一步,含硫化氢的精制混合芳烃先预热至200℃至220℃后,再送入脱硫精馏塔2中进行脱硫阶段;第二步,脱硫阶段:含硫化氢的精制混合芳烃经过塔底的再沸器3的加热后回流至脱硫精馏塔2内,经过塔底再沸器3的加热后的含硫化氢的精制混合芳烃中的硫化氢气逸出,上升至塔顶,经过塔顶冷凝器4的冷凝后,冷凝下来的冷凝液回落至脱硫精馏塔2塔顶内的隔板5上方的脱硫精馏塔2内,没有冷凝下来的硫化氢气体经过硫化氢气体排出管线6排出,回落至脱硫精馏塔2塔顶内的隔板5上方的冷凝液,先通过与脱硫精馏塔2塔顶内的隔板5上方连通的物料回流排出管线7排至回流罐8内,然后通过与脱硫精馏塔2塔顶内的隔板5下方连通的物料回流返回管线9回流至脱硫精馏塔2内,继续参与含硫化氢的精制混合芳烃的脱硫阶段,脱硫阶段脱硫精馏塔2的操作压力为0.1MPa至0.6MPa、塔顶温度为130℃至160℃、塔底再沸器3的温度为230℃至260℃;第三步,当精制混合芳烃中的硫化氢含量低于10ppm后,精制混合芳烃由精制混合芳烃出料管线10排出后进入混合芳烃分离塔11中进行混合二甲苯、混合三甲苯、混合四甲苯和油浆的精馏分离,精馏分离后,由混合芳烃分离塔11的顶部排出混合二甲苯,由混合芳烃分离塔11的底部排出油浆,由混合芳烃分离塔11的塔身侧线分别排出混合三甲苯和混合四甲苯,混合芳烃分离塔11的塔顶温度为145℃至185℃、塔顶压力为0.08MPa至0.1MPa、塔底温度为214℃至254℃、塔底压力为0.11MPa至0.13MPa、回流比为3至7;第四步,当需要对混合三甲苯进行进一步的分离时,将混合三甲苯送入窄馏分分离塔12中进行精馏分离,精馏分离后,由窄馏分分离塔12的顶部排出混合二甲苯,由窄馏分分离塔12的塔身侧线抽出馏程为153℃至175℃的1#窄馏分,由窄馏分分离塔12的底部收集馏程为174℃至199℃的2#窄馏分,当需要对混合四甲苯进行进一步的分离时,将混合四甲苯送入窄馏分分离塔12中进行精馏分离,精馏分离后,由窄馏分分离塔12的顶部排出混合三甲苯,由窄馏分分离塔12的塔身侧线抽出馏程为161℃至191℃的3#窄馏分,由窄馏分分离塔12的底部收集馏程为192℃至210℃的4#窄馏分,本步骤中,窄馏分分离塔12的塔顶温度为160℃至200℃、塔顶压力为0.08MPa至0.1MPa、塔底温度为190℃至230℃、塔底压力为0.11MPa至0.13MPa、回流比为2至5。

经过本方法和装置脱硫后得到的精制混合芳烃中硫含量明显降低,混合芳烃分离塔11为现有技术中常规的精馏塔,脱硫后的精制混合芳烃经过混合芳烃分离塔11的分离后,分离出混合二甲苯、混合三甲苯、混合四甲苯和油浆,此为现有公知技术,在混合芳烃分离塔11之后增设一台窄馏分分离塔12,使经过混合芳烃分离塔11分离出的混合三甲苯和混合四甲苯进一步进行精密精馏分离,并能分别得到馏程宽度更窄的1#窄馏分、2#窄馏分、3#窄馏分和4#窄馏分,得到的1#窄馏分、2#窄馏分、3#窄馏分和4#窄馏分的馏程宽度均为20℃至30℃;通过混合芳烃分离塔11分离出来的混合三甲苯和混合四甲苯可以根据生产需要选择性的通过窄馏分分离塔12进行进一步的精密精馏分离,也可以根据生产需要不进入窄馏分分离塔12进行进一步的精密精馏分离,操作灵活性强,并且,本实用新型使得经过后续的精馏分离后所得的多种窄馏分溶剂油中的硫含量明显降低,得到能够满足市场需求的低含硫溶剂油,此溶剂油作为汽油调和组分时也可满足国Ⅳ汽油的新标准。

根据实际需要,作为上述方法的优化,混合二甲苯为馏程不大于160℃的馏分,混合三甲苯为馏程是145℃至185℃的馏分,混合四甲苯为馏程是155℃至205℃的馏分。

采用该混合芳烃分离塔11和窄馏分分离塔12实施精制混合芳烃分离的方法,具体参照如下:精制混合芳烃由混合芳烃精制混合芳烃出料管线10进入混合芳烃分离塔11中进行混合二甲苯、混合三甲苯、混合四甲苯和油浆的精馏分离,分离出来的混合二甲苯经过混合二甲苯排出管线24排出,分离出来的混合三甲苯通过1#侧线16排出,分离出来的混合四甲苯通过2#侧线17排出,分离出来的油浆通过油浆排出管线25排出;当需要对混合三甲苯进行进一步的分离时,关闭混合四甲苯进料管19上的控制阀23,将混合三甲苯通过1#侧线16和混合三甲苯进料管18送入窄馏分分离塔12中进行精馏分离,通过混合二甲苯/混合三甲苯排出管线20收集分离出来的混合二甲苯,通过1#/3#窄馏分排出侧线22收集1#窄馏分,通过2#/4#窄馏分排出管线21收集2#窄馏分;当需要对混合四甲苯进行进一步的分离时,关闭混合三甲苯进料管18上的控制阀23,将混合四甲苯通过2#侧线17和混合四甲苯进料管19送入窄馏分分离塔12中进行精馏分离,通过混合二甲苯/混合三甲苯排出管线20收集分离出来的混合三甲苯,通过1#/3#窄馏分排出侧线22收集3#窄馏分,通过2#/4#窄馏分排出管线21收集4#窄馏分。

将采用本实用新型技术前后的精制混合芳烃送入混合芳烃分离塔11和和窄馏分分离塔12分离后的产物进行对比,采用本实用新型技术进行改造后,精制混合芳烃经过混合芳烃分离塔11和和窄馏分分离塔12分离后得到的多种牌号的窄馏分混合芳烃溶剂油中的硫含量大大降低,混合二甲苯由改造前的300ppm降低至改造后的10ppm,混合三甲苯由改造之前的30ppm降低至改造后的≤10ppm,混合四甲苯由改造之前的30ppm降低至改造后的≤10ppm,经过混合芳烃分离塔11和和窄馏分分离塔12分离后得到的1#、2#、3#、4#窄馏分均由改造之前的30ppm降低至改造后的≤10ppm,说明,采用本实用新型技术,能够有效降低加多种牌号的窄馏分溶剂油中的硫含量。

由此可知,在改进现有的板式精馏塔的基础上得到适用于本实用新型的脱硫精馏塔2,采用该脱硫精馏塔2进行脱硫,不仅脱硫效果好,而且减少了设备投入量(其中减少了回流泵、塔顶馏出线),减少了设备占地面积和生产投入,并且在改进现有的板式精馏塔的基础上得到适用于本实用新型的窄馏分分离塔12,通过采用一台窄馏分分离塔12就能得到馏程宽度更窄的1#窄馏分、2#窄馏分、3#窄馏分和4#窄馏分,生产装置设备投入量少,相应的也会降低能耗的使用量,减少污水排放,生产效果更好,操作灵活性强。

以上技术特征构成了本实用新型的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

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