一种石脑油加氢和芳构化联合反应系统及方法与流程

本发明涉及石化加工技术领域，尤其涉及一种石脑油加氢和芳构化联合反应系统及方法。

背景技术：

芳构化装置原料为加氢石脑油和碳四，通过芳构化反应器、吸收稳定系统后得到产品，产品包括干气、液化气、轻芳烃和重芳烃。

其中干气中含有＞60v％的氢气，而这部分干气全部用来作为燃料气，从干气本身含有＞60v％氢气的角度考虑，全部作为燃料气实际上属于自愿浪费，另外芳构化装置原料为加氢石脑油，原料来源比较高，需要对石脑油加氢。

因此，考虑到成本问题，当前急需一种石脑油加氢和芳构化联合反应系统。

技术实现要素：

为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种石脑油加氢和芳构化联合反应系统及方法。

本发明提供了一种石脑油加氢和芳构化联合反应系统，包括：加氢反应装置、芳构化反应装置、氢气脱硫装置、吸收稳定系统、碳四储料罐、膜吸附装置以及氢气压缩机，所述加氢反应装置、芳构化反应装置、吸收稳定系统、膜吸附装置以及氢气压缩机依次循环连接，所述碳四储料罐与所述加氢反应装置连接，所述氢气脱硫装置分别连接所述加氢反应装置以及膜吸附装置；石脑油和氢气作为进料通入到所述加氢反应装置内进行加氢反应，得到加氢石脑油以及硫化氢；硫化氢和混杂的未反应氢气通入到氢气脱硫装置进行分离，分离出的氢气通入到膜吸附装置，余下的硫化氢作为酸性水收集；碳四储料罐输出碳四与所述加氢石脑油一起通入到芳构化反应装置进行芳构化反应，得到干气、液化气和芳烃，并通入到吸收稳定系统进行吸收和分离，其中的干气通入到膜吸附装置，液化气和芳烃收集利用；所述膜吸附装置对氢气脱硫装置以及吸收稳定系统输入的进料进行提纯，符合加氢反应条件的氢气通过氢气压缩机压缩后通入到加氢反应装置循环利用，余下部分作为燃料气利用。

在本发明的某些实施方式中，所述加氢反应装置包括依次连接设置的石脑油缓冲罐、加氢反应器、第一换热器、冷却器以及冷高分罐，所述第一换热器连接所述芳构化反应装置，所述冷高分罐分别连接所述第一换热器以及氢气脱硫装置，所述石脑油缓冲罐用于石脑油进料，所述石脑油和氢气分别通入到所述加氢反应器内进行加氢反应得到加氢产物，包括加氢石脑油、未反应的氢气以及硫化氢，加氢产物经过所述第一换热器换热后经过冷却器冷却至40℃下，再通入到冷高分罐中进行分离操作，其中，碳四储料罐输出的碳四和所述加氢石脑油在所述第一换热器内与新反应得到的加氢产物换热后通入到芳构化反应装置，硫化氢和混杂的未反应氢气通入到氢气脱硫装置进行分离操作。

在本发明的某些实施方式中，所述芳构化反应装置包括依次循环连接的第二换热器、加热炉以及芳构化反应器，所述碳四和所述加氢石脑油的混合物在第二换热器内换热后通入到加热炉升温至床层反应温度，再通入到芳构化反应器内进行芳构化反应，芳构化反应产物通入到第二换热器内与所述碳四和所述加氢石脑油的混合物换热后通入到吸收稳定系统中进行吸收和分离操作。

在本发明的某些实施方式中，所述符合加氢反应条件的氢气是指纯度不低于95％的氢气。

本发明还提供了一种石脑油加氢和芳构化联合反应方法，应用于上述任一项所述的石脑油加氢和芳构化联合反应系统，包括如下步骤：

步骤1：将加氢反应装置、芳构化反应装置、氢气脱硫装置、吸收稳定系统、碳四储料罐、膜吸附装置以及氢气压缩机依次设置，其中，所述加氢反应装置、芳构化反应装置、吸收稳定系统、膜吸附装置以及氢气压缩机依次循环连接，所述碳四储料罐与所述加氢反应装置连接，所述氢气脱硫装置分别连接所述加氢反应装置以及膜吸附装置；

步骤2：将石脑油和氢气作为进料通入到所述加氢反应装置内进行加氢反应，得到加氢石脑油以及硫化氢；

步骤3：硫化氢和混杂的未反应氢气通入到氢气脱硫装置进行分离，分离出的氢气通入到膜吸附装置，余下的硫化氢作为酸性水收集；

步骤4：碳四储料罐输出碳四与所述加氢石脑油一起通入到芳构化反应装置进行芳构化反应，得到干气、液化气和芳烃，并通入到吸收稳定系统进行吸收和分离，其中的干气通入到膜吸附装置，液化气和芳烃收集利用；

步骤5：通过所述膜吸附装置对氢气脱硫装置以及吸收稳定系统输入的进料进行提纯，符合加氢反应条件的氢气通过氢气压缩机压缩后通入到加氢反应装置循环利用，余下部分作为燃料气利用。

在本发明的某些实施方式中，上述步骤2中，所述加氢反应装置包括依次连接设置的石脑油缓冲罐、加氢反应器、第一换热器、冷却器以及冷高分罐，所述第一换热器连接所述芳构化反应装置，所述冷高分罐分别连接所述第一换热器以及氢气脱硫装置，所述石脑油缓冲罐用于石脑油进料，所述石脑油和氢气分别通入到所述加氢反应器内进行加氢反应得到加氢产物，包括加氢石脑油、未反应的氢气以及硫化氢，加氢产物经过所述第一换热器换热后经过冷却器冷却至40℃下，再通入到冷高分罐中进行分离操作，其中，碳四储料罐输出的碳四和所述加氢石脑油在所述第一换热器内与新反应得到的加氢产物换热后通入到芳构化反应装置，硫化氢和混杂的未反应氢气通入到氢气脱硫装置进行分离操作。

在本发明的某些实施方式中，上述步骤4中，所述芳构化反应装置包括依次循环连接的第二换热器、加热炉以及芳构化反应器，所述碳四和所述加氢石脑油的混合物在第二换热器内换热后通入到加热炉升温至床层反应温度，再通入到芳构化反应器内进行芳构化反应，芳构化反应产物通入到第二换热器内与所述碳四和所述加氢石脑油的混合物换热后通入到吸收稳定系统中进行吸收和分离操作。

在本发明的某些实施方式中，上述步骤5中，所述符合加氢反应条件的氢气是指纯度不低于95％的氢气。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

本发明所述石脑油加氢和芳构化联合反应系统通过对石脑油的加氢反应以及芳构化反应进行合理的结合，在同一套反应系统内同时完成两种反应，极大的提高了对加氢反应以及芳构化反应中干气部分的利用，避免了浪费同时降低了能源消耗的成本，具有较佳的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述石脑油加氢和芳构化联合反应系统的原理结构图；

图2为本发明所述加氢反应装置的原理结构图；

图3为本发明所述芳构化反应装置的原理结构图。

附图标记说明：

100-加氢反应装置、200-芳构化反应装置、300-氢气脱硫装置、400-吸收稳定系统、500-碳四储料罐、600-膜吸附装置、700-氢气压缩机、101-石脑油缓冲罐、102-加氢反应器、103-第一换热器、104-冷却器、105-冷高分罐、201-第二换热器、202-加热炉、203-芳构化反应器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，以下给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1为本发明所述石脑油加氢和芳构化联合反应系统的原理结构图，参阅图1所示，所述石脑油加氢和芳构化联合反应系统包括加氢反应装置100、芳构化反应装置200、氢气脱硫装置300、吸收稳定系统400、碳四储料罐500、膜吸附装置600以及氢气压缩机700，所述加氢反应装置100、芳构化反应装置200、吸收稳定系统400、膜吸附装置600以及氢气压缩机700依次循环连接，所述碳四储料罐500与所述加氢反应装置100连接，所述氢气脱硫装置300分别连接所述加氢反应装置100以及膜吸附装置600；石脑油(总硫小于800ppm)和氢气(纯度不低于95％)作为进料通入到所述加氢反应装置100内进行加氢反应，得到加氢石脑油(总硫小于50ppm)以及硫化氢；硫化氢和混杂的未反应氢气通入到氢气脱硫装置300进行分离，分离出的氢气通入到膜吸附装置600，余下的硫化氢作为酸性水收集；碳四储料罐500输出碳四与所述加氢石脑油一起通入到芳构化反应装置200进行芳构化反应，得到干气、液化气和芳烃，并通入到吸收稳定系统400进行吸收和分离，其中的干气通入到膜吸附装置600，液化气和芳烃收集利用；所述膜吸附装置600对氢气脱硫装置300以及吸收稳定系统400输入的进料进行提纯，符合加氢反应条件(即纯度不低于95％)的氢气通过氢气压缩机700压缩后通入到加氢反应装置100循环利用，余下部分作为燃料气通入到加热炉202等设备利用。

图2为本发明所述加氢反应装置100的原理结构图，参阅图2所示，所述加氢反应装置100包括依次连接设置的石脑油缓冲罐101、加氢反应器102、第一换热器103、冷却器104以及冷高分罐105，所述第一换热器103连接所述芳构化反应装置200，所述冷高分罐105分别连接所述第一换热器103以及氢气脱硫装置300，所述石脑油缓冲罐101用于石脑油进料，所述石脑油和氢气分别通入到所述加氢反应器102内进行加氢反应得到加氢产物，包括加氢石脑油、未反应的氢气以及硫化氢，加氢产物经过所述第一换热器103换热后经过冷却器104冷却至40℃下，再通入到冷高分罐105中进行分离操作，其中，碳四储料罐500输出的碳四和所述加氢石脑油在所述第一换热器103内与新反应得到的加氢产物换热后通入到芳构化反应装置200，硫化氢和混杂的未反应氢气通入到氢气脱硫装置300进行分离操作。

图3为本发明所述芳构化反应装置200的原理结构图，参阅图3所示，所述芳构化反应装置200包括依次循环连接的第二换热器201、加热炉202以及芳构化反应器203，所述碳四和所述加氢石脑油的混合物在第二换热器201内换热后通入到加热炉202升温至床层反应温度，再通入到芳构化反应器203内进行芳构化反应，芳构化反应产物通入到第二换热器201内与所述碳四和所述加氢石脑油的混合物换热后通入到吸收稳定系统400中进行吸收和分离操作。

需要说明的是，在系统内的进料中出现氢气不足的情况下，可以从装置外补充新鲜氢气作为进料和循环氢一起通入到所述加氢反应装置100中。

本发明所述石脑油加氢和芳构化联合反应系统通过对石脑油的加氢反应以及芳构化反应进行合理的结合，在同一套反应系统内同时完成两种反应，极大的提高了对加氢反应以及芳构化反应中干气部分的利用，避免了浪费同时降低了能源消耗的成本，具有较佳的市场前景。

在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种石脑油加氢和芳构化联合反应方法，应用于上述任一实施例所述的石脑油加氢和芳构化联合反应系统，包括如下步骤：

步骤1：将加氢反应装置、芳构化反应装置、氢气脱硫装置、吸收稳定系统、碳四储料罐、膜吸附装置以及氢气压缩机依次设置，其中，所述加氢反应装置、芳构化反应装置、吸收稳定系统、膜吸附装置以及氢气压缩机依次循环连接，所述碳四储料罐与所述加氢反应装置连接，所述氢气脱硫装置分别连接所述加氢反应装置以及膜吸附装置；

步骤2：将石脑油和氢气作为进料通入到所述加氢反应装置内进行加氢反应，得到加氢石脑油以及硫化氢；

步骤3：硫化氢和混杂的未反应氢气通入到氢气脱硫装置进行分离，分离出的氢气通入到膜吸附装置，余下的硫化氢作为酸性水收集；

步骤4：碳四储料罐输出碳四与所述加氢石脑油一起通入到芳构化反应装置进行芳构化反应，得到干气、液化气和芳烃，并通入到吸收稳定系统进行吸收和分离，其中的干气通入到膜吸附装置，液化气和芳烃收集利用；

步骤5：通过所述膜吸附装置对氢气脱硫装置以及吸收稳定系统输入的进料进行提纯，符合加氢反应条件的氢气通过氢气压缩机压缩后通入到加氢反应装置循环利用，余下部分作为燃料气利用。

在本发明的实施例中，上述步骤2中，所述加氢反应装置包括依次连接设置的石脑油缓冲罐、加氢反应器、第一换热器、冷却器以及冷高分罐，所述第一换热器连接所述芳构化反应装置，所述冷高分罐分别连接所述第一换热器以及氢气脱硫装置，所述石脑油缓冲罐用于石脑油进料，所述石脑油和氢气分别通入到所述加氢反应器内进行加氢反应得到加氢产物，包括加氢石脑油、未反应的氢气以及硫化氢，加氢产物经过所述第一换热器换热后经过冷却器冷却至40℃下，再通入到冷高分罐中进行分离操作，其中，碳四储料罐输出的碳四和所述加氢石脑油在所述第一换热器内与新反应得到的加氢产物换热后通入到芳构化反应装置，硫化氢和混杂的未反应氢气通入到氢气脱硫装置进行分离操作。

在本发明的实施例中，上述步骤4中，所述芳构化反应装置包括依次循环连接的第二换热器、加热炉以及芳构化反应器，所述碳四和所述加氢石脑油的混合物在第二换热器内换热后通入到加热炉升温至床层反应温度，再通入到芳构化反应器内进行芳构化反应，芳构化反应产物通入到第二换热器内与所述碳四和所述加氢石脑油的混合物换热后通入到吸收稳定系统中进行吸收和分离操作。

在本发明的实施例中，上述步骤5中，所述符合加氢反应条件的氢气是指纯度不低于95％的氢气。

上述实施例所述的石脑油加氢和芳构化联合反应系统可执行本发明实施例所提供的石脑油加氢和芳构化联合反应方法，所述石脑油加氢和芳构化联合反应方法具备上述实施例所述石脑油加氢和芳构化联合反应系统相应的功能部件以及有益效果，具体请参阅上述石脑油加氢和芳构化联合反应系统的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书内容所做的等效替换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。