技术领域
本发明涉及重质芳烃高效利用领域，具体地说是一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的方法及装置。
背景技术：
随着我国石油化学工业的快速发展，催化重整装置、乙烯裂解装置副产的重质芳烃，催柴和DCC柴油中富含的重质芳烃的产量也逐年增高。目前炼化企业均存在重质芳烃难以处理、轻质芳烃资源短缺等问题。
因此，能否将廉价的重质芳烃转化为高附加值的低碳芳烃和高辛烷值的汽油调和组分，并有效缓解汽柴油调和压力，极大的改善发动机的燃烧性能，减少空气污染，需要一种新的加工方法来实现，目前还没有工艺方法能够合理的解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的技术任务是提供一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的方法及装置。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：
一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的方法，该方法步骤如下：
步骤1）将来自重质芳烃原料罐的重质芳烃通过原料泵加压到3-5MpaG；同时，将新鲜氢气通过新氢压缩机加压到3-5MPaG后与重质芳烃混合,新鲜氢气的消耗与重质芳烃的质量比为2-4wt%；
步骤2）混合后的重质芳烃和新鲜氢气经过H2-重质芳烃混合器进行气液混合后进入反应物料换热器与加氢反应器出口的物料进行换热，氢气和重质芳烃加热到250-300℃后进入预加氢反应器；
步骤3）从预加氢反应器输出的物料进入加氢反应电加热器加热到350-400℃，之后进入加氢反应器进行加氢反应；
步骤4）从加氢反应器输出的产品进入反应物料换热器与H2-重质芳烃混合物料换热后温度降为220-250℃，之后进入产品冷却器进一步冷却到40℃；
步骤5）冷却后的产品经分离罐进行气液分离后，液相产品进入产品分离塔对产品细分为干气、液化气、轻烃及混合芳烃产品；气相产品一部分进入循环氢压缩机加压后与来自新氢压缩机的新氢混合循环使用，另一部分通过分离罐的压力调节阀排放到火炬。
所述的步骤2）中，加热到250-300℃的氢气和重质芳烃的混合物料在预加氢反应器中进行加氢反应，使得重质芳烃中的轻烃进行加氢饱和。
所述的步骤3）中之后进入加氢反应器进行加氢反应，此时，加氢反应器出口的产品温度为420-450℃。
所述的步骤3）中加氢反应器连通冷氢管线，作为加氢反应器反应的紧急冷却措施。
所述的步骤5）中通过压力调节阀对分离罐及反应系统进行压力调节，维持系统压力稳定。
所述的步骤5）中进入循环氢压缩机的气相与新氢的体积比为4-5:1。
一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的装置，包括重质芳烃原料罐、H2-重质芳烃混合器、反应物料换热器、预加氢反应器、加氢反应电加热器、加氢反应器、分离罐和产品分离塔；
所述的重质芳烃原料罐的底部出口通过管道与原料泵的进口连通，所述的原料泵的出口通过管道与所述的H2-重质芳烃混合器的侧面进口连通，所述的H2-重质芳烃混合器的侧面出口通过管道与所述的反应物料换热器的上部进口连通，所述的反应物料换热器的下部出口通过管道与所述的预加氢反应器的顶部进口连通，所述的预加氢反应器的底部出口通过管道与所述的加氢反应电加热器的进口连通，所述的加氢反应电加热器的出口通过管道与所述的加氢反应器的顶部进口连通，所述的加氢反应器的底部出口通过管道与所述的反应物料换热器的侧面进口连通，所述的反应物料换热器的侧面出口通过管道与冷却器的进口连通，所述的冷却器的出口与所述的分离罐的上部进口连通，所述的分离罐的底部出口通过管道与所述的产品分离塔的进口连通；
所述的分离罐的顶部出口一路管道连通循环氢压缩机的进口，所述的循环氢压缩机的出口管道与所述的H2-重质芳烃混合器的上部进口连通；所述的分离罐的顶部出口另一路管道通过压力调节阀后连通火炬塔。
所述的加氢反应器的侧面连通冷氢管线。
所述的冷却器连通循环冷却水管线。
所述的H2-重质芳烃混合器的上部进口通过管道与新氢压缩机的出口连通，所述的新氢压缩机的进口连通新鲜氢气输送管线。
本发明的一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的装置和现有技术相比，具有设计合理、安装方便、能源消耗低、重质芳烃转化率高等特点；本发明的一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的方法和现有技术相比，反应温度和压力适中，空速大，氢耗低，液体收率达到90%以上，可以将廉价的重质芳烃转化为高附加值的低碳芳烃和高辛烷值的汽油调和组分，有效缓解汽柴油调和压力，极大的改善发动机的燃烧性能，减少空气污染，具有极大的经济和社会意义。
附图说明
附图1为一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的装置的结构示意图。
图中：1、重质芳烃原料罐，2、原料泵，3、H2-重质芳烃混合器，4、反应物料换热器，5、冷却器，6、分离罐，7、循环氢压缩机，8、新氢压缩机，9、预加氢反应器，10、加氢反应电加热器，11、加氢反应器，12、压力调节阀，13、产品分离塔，14、冷氢管线，15、循环冷却水管线。
具体实施方式
实施例1：
组装设备：
本发明的一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的装置，包括重质芳烃原料罐1、H2-重质芳烃混合器3、反应物料换热器4、预加氢反应器9、加氢反应电加热器10、加氢反应器11、分离罐6和产品分离塔13；
所述的重质芳烃原料罐1的底部出口通过管道与原料泵2的进口连通，所述的原料泵2的出口通过管道与所述的H2-重质芳烃混合器3的侧面进口连通，所述的H2-重质芳烃混合器3的侧面出口通过管道与所述的反应物料换热器4的上部进口连通，所述的反应物料换热器4的下部出口通过管道与所述的预加氢反应器9的顶部进口连通，所述的预加氢反应器9的底部出口通过管道与所述的加氢反应电加热器10的进口连通，所述的加氢反应电加热器10的出口通过管道与所述的加氢反应器11的顶部进口连通，所述的加氢反应器11的底部出口通过管道与所述的反应物料换热器4的侧面进口连通，所述的反应物料换热器4的侧面出口通过管道与冷却器5的进口连通，所述的冷却器5连通循环冷却水管线15，所述的冷却器5的出口与所述的分离罐6的上部进口连通，所述的分离罐6的底部出口通过管道与所述的产品分离塔13的进口连通；所述的分离罐6的顶部出口一路管道连通循环氢压缩机7的进口，所述的循环氢压缩机7的出口管道与所述的H2-重质芳烃混合器3的上部进口连通；所述的H2-重质芳烃混合器3的上部进口通过管道与新氢压缩机8的出口连通，所述的新氢压缩机8的进口连通新鲜氢气输送管线；所述的分离罐6的顶部出口另一路管道通过压力调节阀12后连通火炬塔。
加工工艺：
步骤1）将初馏程为175℃，终馏程为307℃的C10+重质芳烃按照25t/h的量通过原料泵2加压到3.5MpaG；同时，将量为0.75t/h的新鲜氢气通过新氢压缩机8加压到3.5MPaG后与重质芳烃混合；
步骤2）混合后的重质芳烃和新鲜氢气经过H2-重质芳烃混合器3进行气液混合后进入反应物料换热器4与加氢反应器11出口的物料进行换热，氢气和C10+重质芳烃加热到250℃后进入预加氢反应器9进行加氢反应，使得重质芳烃中的轻烃进行加氢饱和，预加氢反应器9出口温度为270℃；
步骤3）从预加氢反应器9输出的物料进入加氢反应电加热器10加热到350℃，之后进入加氢反应器11进行加氢反应，此时，加氢反应器11出口的产品温度为420℃；
步骤4）从加氢反应器11输出的产品进入反应物料换热器4与H2-重质芳烃混合物料换热后温度降为220℃，之后进入产品冷却器5进一步冷却到40℃；
步骤5）冷却后的产品经分离罐6进行气液分离后，压力为3.2MpaG，温度为40℃，液相产品进入产品分离塔13对产品细分为干气、液化气、轻烃及混合芳烃产品，对应比例为：5wt%，8wt%，22wt%，65wt%；气相产品一部分进入循环氢压缩机7加压后压力达到3.5MpaG与来自新氢压缩机8的新氢混合循环使用，进入循环氢压缩机7的气相与新氢的体积比为4:1；另一部分通过分离罐6的压力调节阀12排放到火炬；通过压力调节阀12对分离罐6及反应系统进行压力调节，维持系统压力稳定。
实施例2：
组装设备：
本发明的一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的装置，包括重质芳烃原料罐1、H2-重质芳烃混合器3、反应物料换热器4、预加氢反应器9、加氢反应电加热器10、加氢反应器11、分离罐6和产品分离塔13；
所述的重质芳烃原料罐1的底部出口通过管道与原料泵2的进口连通，所述的原料泵2的出口通过管道与所述的H2-重质芳烃混合器3的侧面进口连通，所述的H2-重质芳烃混合器3的侧面出口通过管道与所述的反应物料换热器4的上部进口连通，所述的反应物料换热器4的下部出口通过管道与所述的预加氢反应器9的顶部进口连通，所述的预加氢反应器9的底部出口通过管道与所述的加氢反应电加热器10的进口连通，所述的加氢反应电加热器10的出口通过管道与所述的加氢反应器11的顶部进口连通，所述的加氢反应器11的侧面连通冷氢管线14，所述的加氢反应器11的底部出口通过管道与所述的反应物料换热器4的侧面进口连通，所述的反应物料换热器4的侧面出口通过管道与冷却器5的进口连通，所述的冷却器5的出口与所述的分离罐6的上部进口连通，所述的分离罐6的底部出口通过管道与所述的产品分离塔13的进口连通；所述的分离罐6的顶部出口一路管道连通循环氢压缩机7的进口，所述的循环氢压缩机7的出口管道与所述的H2-重质芳烃混合器3的上部进口连通；所述的H2-重质芳烃混合器3的上部进口通过管道与新氢压缩机8的出口连通，所述的新氢压缩机8的进口连通新鲜氢气输送管线；所述的分离罐6的顶部出口另一路管道通过压力调节阀12后连通火炬塔。
加工工艺：
步骤1）将初馏程为175℃，终馏程为307℃的C10+重质芳烃按照25t/h的量通过原料泵2加压到4MpaG；同时，将量为0.5t/h的新鲜氢气通过新氢压缩机8加压到4MPaG后与重质芳烃混合；
步骤2）混合后的重质芳烃和新鲜氢气经过H2-重质芳烃混合器3进行气液混合后进入反应物料换热器4与加氢反应器11出口的物料进行换热，氢气和C10+重质芳烃加热到280℃后进入预加氢反应器9进行加氢反应，使得重质芳烃中的轻烃进行加氢饱和，预加氢反应器9出口温度为270℃；
步骤3）从预加氢反应器9输出的物料进入加氢反应电加热器10加热到380℃，之后进入加氢反应器11进行加氢反应，此时，加氢反应器11出口的产品温度为440℃；同时，加氢反应器11连通冷氢管线14，作为加氢反应器11反应“飞温”的紧急冷却措施；
步骤4）从加氢反应器11输出的产品进入反应物料换热器4与H2-重质芳烃混合物料换热后温度降为240℃，之后进入产品冷却器5进一步冷却到40℃；
步骤5）冷却后的产品经分离罐6进行气液分离后，压力为3.2MpaG，温度为40℃，液相产品进入产品分离塔13对产品细分为干气、液化气、轻烃及混合芳烃产品，对应比例为：5wt%，8wt%，22wt%，65wt%；气相产品一部分进入循环氢压缩机7加压后压力达到3.5MpaG与来自新氢压缩机8的新氢混合循环使用，进入循环氢压缩机7的气相与新氢的体积比为4.5:1；另一部分通过分离罐6的压力调节阀12排放到火炬；通过压力调节阀12对分离罐6及反应系统进行压力调节，维持系统压力稳定。
实施例3：
组装设备：
本发明的一种重质芳烃轻质化制备低碳芳烃的装置，包括重质芳烃原料罐1、H2-重质芳烃混合器3、反应物料换热器4、预加氢反应器9、加氢反应电加热器10、加氢反应器11、分离罐6和产品分离塔13；
所述的重质芳烃原料罐1的底部出口通过管道与原料泵2的进口连通，所述的原料泵2的出口通过管道与所述的H2-重质芳烃混合器3的侧面进口连通，所述的H2-重质芳烃混合器3的侧面出口通过管道与所述的反应物料换热器4的上部进口连通，所述的反应物料换热器4的下部出口通过管道与所述的预加氢反应器9的顶部进口连通，所述的预加氢反应器9的底部出口通过管道与所述的加氢反应电加热器10的进口连通，所述的加氢反应电加热器10的出口通过管道与所述的加氢反应器11的顶部进口连通，所述的加氢反应器11的侧面连通冷氢管线，所述的加氢反应器11的底部出口通过管道与所述的反应物料换热器4的侧面进口连通，所述的反应物料换热器4的侧面出口通过管道与冷却器5的进口连通，所述的冷却器5连通循环冷却水管线15，所述的冷却器5的出口与所述的分离罐6的上部进口连通，所述的分离罐6的底部出口通过管道与所述的产品分离塔13的进口连通；所述的分离罐6的顶部出口一路管道连通循环氢压缩机7的进口，所述的循环氢压缩机7的出口管道与所述的H2-重质芳烃混合器3的上部进口连通；所述的H2-重质芳烃混合器3的上部进口通过管道与新氢压缩机8的出口连通，所述的新氢压缩机8的进口连通新鲜氢气输送管线；所述的分离罐6的顶部出口另一路管道通过压力调节阀12后连通火炬塔。
加工工艺：
步骤1）将初馏程为175℃，终馏程为307℃的C10+重质芳烃按照25t/h的量通过原料泵2加压到5MpaG；同时，将量为1t/h的新鲜氢气通过新氢压缩机8加压到5MPaG后与重质芳烃混合；
步骤2）混合后的重质芳烃和新鲜氢气经过H2-重质芳烃混合器3进行气液混合后进入反应物料换热器4与加氢反应器11出口的物料进行换热，氢气和C10+重质芳烃加热到300℃后进入预加氢反应器9进行加氢反应，使得重质芳烃中的轻烃进行加氢饱和，预加氢反应器9出口温度为270℃；
步骤3）从预加氢反应器9输出的物料进入加氢反应电加热器10加热到400℃，之后进入加氢反应器11进行加氢反应，此时，加氢反应器11出口的产品温度为450℃；同时，加氢反应器11连通冷氢管线14，作为加氢反应器11反应“飞温”的紧急冷却措施；
步骤4）从加氢反应器11输出的产品进入反应物料换热器4与H2-重质芳烃混合物料换热后温度降为250℃，之后进入产品冷却器5进一步冷却到40℃；
步骤5）冷却后的产品经分离罐6进行气液分离后，压力为3.2MpaG，温度为40℃，液相产品进入产品分离塔13对产品细分为干气、液化气、轻烃及混合芳烃产品，对应比例为：5wt%，8wt%，22wt%，65wt%；气相产品一部分进入循环氢压缩机7加压后压力达到3.5MpaG与来自新氢压缩机8的新氢混合循环使用，进入循环氢压缩机7的气相与新氢的体积比为5:1；另一部分通过分离罐6的压力调节阀12排放到火炬；通过压力调节阀12对分离罐6及反应系统进行压力调节，维持系统压力稳定。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。