一种芳构化过程的在线取样系统及方法
【专利摘要】本发明属于芳构化工业化装置及方法【技术领域】，特别涉及一种芳构化过程的在线取样系统及方法。本发明在线取样系统由引入装置、气固分离装置、冷却装置、气液分离装置、气相产品脱水和干燥装置、气相计量装置、气相取样装置、液相取样装置和尾气吸收装置构成；本发明方法中物料经预热后引入在线取样系统，经气固分离装置除去催化剂，再经产品冷却装置冷却，进入气液分离装置分相，气相产品从顶部流出，经过脱水干燥后，计量并采集气样分析；在气液分离装置底部采集液相产品，进行分液称重。本发明方法可以精确的对芳构化系统产品的气相、油相、水相进行精确的定量，充分考虑的取样装置的环保性和安全性，结构简单，使用方便，具有非常好的可操作性。
【专利说明】一种芳构化过程的在线取样系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于芳构化工业化装置及方法【技术领域】，特别涉及一种芳构化过程的在线取样系统及方法。
【背景技术】
[0002]甲醇、二甲醚芳构化技术是新兴的芳烃的生产工艺，它是一种以甲醇或二甲醚为原料，在金属与分子筛双功能催化剂上反应生成苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等芳烃的过程。
[0003]在芳构化的工业化装置中，需要经常用到在线取样装置对于气体、液体样品进行取样。但是，由于芳构化技术采用流化床反应器，取出的工艺物料中经常夹带催化剂颗粒，同时产品在冷却后会分为气相、水相和油相三相，在采集过程中“气相带液”等问题会造成采样不准确，不能及时的反应芳构化工业装置的运行情况。因此，一种结构简单，使用方便，计量准确的在线取样系统对于评价装置的运行情况和产品的质量情况非常关键。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种芳构化过程的在线取样系统及方法，该方法可以精确的对于芳构化系统产出的产品的气相、油相、水相进行精确的定量，充分考虑的取样装置的环保性和安全性，结构简单，使用方便，具有非常好的可操作性。
[0005]一种芳构化过程的在线取样系统，所述在线取样系统由引入装置、气固分离装置、冷却装置、气液分离装置、气相产品脱水和干燥装置、气相计量装置、气相取样装置、液相取样装置和尾气吸收装置构成；其中，引入装置、气固分离装置、冷却装置、气液分离装置、气相产品脱水和干燥装置和气相计量装置顺次相连；所述气液分离装置和液相取样装置相连；所述气相计量装置分别与气相取样装置和尾气吸收装置相连。
[0006]所述在线取样系统的气固分离装置由加热蒸气入口、加热蒸汽出口、气固分离罐体、固体外排口、加热盘管、金属滤芯、气相产品外排控制阀和去火炬管线构成；其中在气固分离罐体内部设置加热盘管，所述加热盘管分别通过管路与设置在气固分离罐体外部的加热蒸气入口和加热蒸汽出口相连；在气固分离罐体顶部设置金属滤芯，所述金属滤芯通过管路与设置在气固分离罐体外部的气相产品外排控制阀相连；所述去火炬管线与气固分离罐体相连，所述气固分离罐体底部通过管路与固体外排口相连。
[0007]所述在线取样系统的冷却装置由冷却装置罐体、冷却盘管和冷却液制冷循环器构成；其中在冷却装置罐体内部设置冷却盘管，所述冷却液制冷循环器通过管路与冷却装置罐体相连，构成循环回路；
[0008]所述在线取样系统的气液分离装置由分离装置罐体、排空截止阀、气相产品出口和液相产品出口截止阀构成；其中在冷却装置罐体的底部设置分离装置罐体，所述分离装置罐体分别通过管路与冷却盘管、排空截止阀、气相产品出口和液相产品出口截止阀相连。
[0009]所述在线取样系统的尾气吸收装置由尾气入口、尾气吸收装置罐体、尾气出口截止阀和与尾气出口截止阀相连的火炬系统的排空管线构成；其中所述尾气吸收装置罐体分别通过管路与尾气入口和尾气出口截止阀相连。
[0010]所述液相产品出口截止阀通过管路与液相取样装置相连；所述气相产品外排控制阀分别通过管路与冷却盘管分离装置罐体和气相产品出口相连；所述气相产品脱水和干燥装置由脱水罐和吸水罐通过管路相连构成；所述气相产品出口通过管路与脱水罐相连，所述吸水罐通过管路与气体流量计相连；所述气体流量计分别通过管路与气相取样装置和尾气入口相连；所述排空截止阀通过管路与尾气吸收装置罐体相连。
[0011]一种芳构化过程的在线取样方法，其具体步骤如下:
[0012](I)打开蒸汽加热系统，维持气固分离装置的温度在100°C以上，防止物料中沸点低的物料冷凝；
[0013](2)通过引入装置将物料引入在线取样系统；
[0014](3)将所引入的物料通过气固分离装置除去所夹带的催化剂颗粒；
[0015](4)打开冷却装置，保持冷却装置中的冷却物质恒温，将经过气固分离装置的物料通入冷却装置，使物料冷却；
[0016](5)将冷却后的物料通入气液分离装置，在气液分离装置中完成气液分离，液相产品留在气液分离装置中，气相产品从气液分离装置的上部排出；
[0017](6)将由气液分离装置分离出的气相产品通过气相产品脱水和干燥装置脱水、干燥，除去气相产品中夹带的水分；
[0018](7)将经过气相产品脱水和干燥装置脱水、干燥的气相产品经过气相计量装置计量后，通过气相取样装置取样分析；
[0019](8)将由气液分离装置分离出的气相尾气，通入尾气吸收装置，经过油吸收除去夹带的芳烃物质后，气相尾气进火炬系统；
[0020](9)将由气液分离装置分离出的液相产品通过液相取样装置密闭取样后，分液称重。
[0021]所述物料通入冷却装置后，冷却后的物料温度为5°C?10°C。
[0022]所述尾气吸收装置中所使用的尾气吸收液为石蜡油。
[0023]所述物料为甲醇芳构化的产品、混合轻烃芳构化的产品、丙烷芳构化的产品或丁烷芳构化的产品。
[0024]本发明的有益效果为:
[0025](I)能够准确的分析产物中的气相、水相和油相产品的组成，碳平衡误差在2%以内，准确度高，重复性好；
[0026](2)采用石蜡油吸收了尾气中的芳烃，并且将排空管线与火炬系统连接，实现密闭取样，环保性好；
[0027](3)方法操作简单，成本低，实用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明芳构化过程的在线取样系统装置结构示意图；
[0029]图2为一种具体的本发明芳构化过程的在线取样系统装置结构示意图；
[0030]图中标号:al_引入装置、a2_气固分离装置、a3_冷却装置、a4_气液分离装置、a5_气相产品脱水和干燥装置、a6_气相计量装置、a7_气相取样装置、a8_液相取样装置、a9-尾气吸收装置；
[0031]1-物料来源、2-去火炬管线、3-加热蒸汽入口、4-加热蒸汽出口、5-气固分离罐体、6-固体外排口、7-加热盘管、8-金属滤芯、9-冷却装置罐体、10-冷却盘管、11-冷却液制冷循环器、12-分离装置罐体、13-液相取样装置、14-脱水罐、15-吸水罐、16-气体流量计、17-气相取样装置、18-尾气吸收装置罐体、19-尾气出口截止阀、20-排空截止阀、21-液相产品出口截止阀、22-气相产品外排控制阀、23-气相产品出口、24-尾气入口。
【具体实施方式】
[0032]本发明针对目前对于芳构化过程的取样过程中，气、液、液三相共存，存在“气相带液”等问题，导致分析数据不准确，不能够及时反应工业装置的运行情况等问题，提供一种芳构化过程的在线取样系统及方法，该方法可以精确的对于芳构化系统产出的产品的气相、油相、水相进行精确的定量，结构简单，使用方便，具有非常好的可操作性；下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0033]如I所示，本发明一种芳构化过程的在线取样系统由引入装置al、气固分离装置a2、冷却装置a3、气液分离装置a4、气相产品脱水和干燥装置a5、气相计量装置a6、气相取样装置a7、液相取样装置a8和尾气吸收装置a9构成；其中，引入装置al、气固分离装置a2、冷却装置a3、气液分离装置a4、气相产品脱水和干燥装置a5和气相计量装置a6顺次相连；所述气液分离装置a4和液相取样装置a8相连；所述气相计量装置a6分别与气相取样装置a7和尾气吸收装置a9相连。
[0034]图2为一种具体的本发明芳构化过程的在线取样系统装置结构示意图；其中所述在线取样系统的气固分离装置a2由加热蒸气入口 3、加热蒸汽出口 4、气固分离罐体5、固体外排口 6、加热盘管7、金属滤芯8、气相产品外排控制阀22和去火炬管线2构成；其中在气固分离罐体5内部设置加热盘管7，所述加热盘管7分别通过管路与设置在气固分离罐体5外部的加热蒸气入口 3和加热蒸汽出口 4相连；在气固分离罐体5顶部设置金属滤芯8，所述金属滤芯8通过管路与设置在气固分离罐体5外部的气相产品外排控制阀22相连；所述去火炬管线2与气固分离罐体5相连，所述气固分离罐体5底部通过管路与固体外排口 6相连。
[0035]所述在线取样系统的冷却装置a3由冷却装置罐体9、冷却盘管10和冷却液制冷循环器11构成；其中在冷却装置罐体9内部设置冷却盘管10，所述冷却液制冷循环器11通过管路与冷却装置罐体9相连，构成循环回路；
[0036]所述在线取样系统的气液分离装置a4由分离装置罐体12、排空截止阀20、气相产品出口 23和液相产品出口截止阀21构成；其中在冷却装置罐体9的底部设置分离装置罐体12，所述分离装置罐体12分别通过管路与冷却盘管10、排空截止阀20、气相产品出口 23和液相产品出口截止阀21相连。
[0037]所述在线取样系统的尾气吸收装置a9由尾气入口 24、尾气吸收装置罐体18、尾气出口截止阀19和与尾气出口截止阀19相连的火炬系统的排空管线构成；其中所述尾气吸收装置罐体18分别通过管路与尾气入口 24和尾气出口截止阀19相连。
[0038]所述液相产品出口截止阀21通过管路与液相取样装置13相连；所述气相产品外排控制阀22分别通过管路与冷却盘管10分离装置罐体12和气相产品出口 23相连；所述气相产品脱水和干燥装置a5由脱水罐14和吸水罐15通过管路相连构成；所述气相产品出口 23通过管路与脱水罐14相连，所述吸水罐15通过管路与气体流量计16相连；所述气体流量计16分别通过管路与气相取样装置17和尾气入口 24相连；所述排空截止阀20通过管路与尾气吸收装置罐体18相连。
[0039]本发明一种芳构化过程的在线取样方法，其具体步骤如下:
[0040](I)打开蒸汽加热系统，维持气固分离装置a2的温度在100°C以上，防止物料中沸点低的物料冷凝；
[0041](2)通过引入装置al将物料引入在线取样系统；
[0042](3)将所引入的物料通过气固分离装置a2除去所夹带的催化剂颗粒；
[0043](4)打开冷却装置a3，保持冷却装置a3中的冷却物质恒温，将经过气固分离装置a2的物料通入冷却装置a3，使物料冷却；
[0044](5)将冷却后的物料通入气液分离装置a4，在气液分离装置a4中完成气液分离，液相产品留在气液分离装置a4中，气相产品从气液分离装置a4的上部排出；
[0045](6)将由气液分离装置a4分离出的气相产品通过气相产品脱水和干燥装置a5脱水、干燥，除去气相产品中夹带的水分；
[0046](7)将经过气相产品脱水和干燥装置a5脱水、干燥的气相产品经过气相计量装置a6计量后，通过气相取样装置a7取样分析；
[0047](8)将由气液分离装置a4分离出的气相尾气，通入尾气吸收装置a9，经过油吸收除去夹带的芳烃物质后，气相尾气进火炬系统；
[0048](9)将由气液分离装置a4分离出的液相产品通过液相取样装置a8密闭取样后，分液称重。
[0049]所述物料通入冷却装置a3后，冷却后的物料温度为5°C?10°C。
[0050]所述尾气吸收装置a9中所使用的尾气吸收液为石蜡油。
[0051]实施例1
[0052]打开引入装置al的加热系统和气固分离罐体5的蒸汽加热，维持气固分离装置a2和引入装置al的温度在150°C，同时打开冷却液循环制冷器11维持冷却装置a3保持在5°C。同时，采用氮气吹扫气固分离罐体5，除去气固分离罐体5内残留的催化剂。
[0053]甲醇芳构化的产品经过引入装置al引入在线取样系统，打开气固分离罐体5入口的截止阀，物料进入气固分离罐体5除去物料中夹带的催化剂颗粒。然后进入冷却装置a3冷却至5°C左右，进入气液分离装置a4中分离为气相和液相，液相产品留在分离装置罐体12中，气相产品从分离装置罐体12的上部排出，首先经过脱水罐14将气相物料中夹带的大液滴分离，然后进入吸水罐15中用硅胶吸附气相产品中的水，然后进入气体流量计16计量，再进入尾气吸收装置a9脱去气相产品中的芳烃，排入大气。在取样过程中，打开气相取样装置17，取出一定量的气相产品进行色谱分析定量。在取样结束后记录气体的总量。采用液相取样装置13，取出分离装置罐体12底部的液相产品，经过分液分别得到油相和水相产品的质量。打开气固分离罐体5底部的固体外排口 6，取得少量的催化剂，分析催化剂中的焦炭含量。
[0054]采用上述方法连续分析稳态情况下甲醇芳构化工业装置的产品，I小时内连续3次取样，进行相关的计算并将结果进行比较。数据表明该取样系统采样稳定，水平衡在2%以内，碳平衡在1%以内。
[0055]表1本实施例测得的油相、气相、水相组成数据表
[0056]
【权利要求】
1.一种芳构化过程的在线取样系统，其特征在于:所述在线取样系统由引入装置(al)、气固分离装置(a2)、冷却装置(a3)、气液分离装置(a4)、气相产品脱水和干燥装置(a5)、气相计量装置(a6)、气相取样装置(a7)、液相取样装置(a8)和尾气吸收装置(a9)构成；其中，引入装置(al)、气固分离装置(a2)、冷却装置(a3)、气液分离装置(a4)、气相产品脱水和干燥装置(a5)和气相计量装置(a6)顺次相连；所述气液分离装置(a4)和液相取样装置(a8 )相连；所述气相计量装置(a6 )分别与气相取样装置(a7 )和尾气吸收装置(a9 )相连。
2.根据权利要求1所述的一种芳构化过程的在线取样系统，其特征在于:所述在线取样系统的气固分离装置(a2)由加热蒸气入口(3)、加热蒸汽出口(4)、气固分离罐体(5)、固体外排口( 6 )、加热盘管(7 )、金属滤芯(8 )、气相产品外排控制阀(22 )和去火炬管线(2 )构成；其中在气固分离罐体(5)内部设置加热盘管(7)，所述加热盘管(7)分别通过管路与设置在气固分离罐体(5)外部的加热蒸气入口(3)和加热蒸汽出口(4)相连；在气固分离罐体(5)顶部设置金属滤芯(8)，所述金属滤芯(8)通过管路与设置在气固分离罐体(5)外部的气相产品外排控制阀(22)相连；所述去火炬管线(2)与气固分离罐体(5)相连，所述气固分离罐体(5)底部通过管路与固体外排口(6)相连。
3.根据权利要求1所述的一种芳构化过程的在线取样系统，其特征在于:所述在线取样系统的冷却装置(a3)由冷却装置罐体(9)、冷却盘管(10)和冷却液制冷循环器(11)构成；其中在冷却装置罐体(9)内部设置冷却盘管(10)，所述冷却液制冷循环器(11)通过管路与冷却装置罐体(9)相连，构成循环回路； 所述在线取样系统的气液分离装置U4)由分离装置罐体(12)、排空截止阀(20)、气相产品出口( 23 )和液相产品出口截止阀(21)构成；其中在冷却装置罐体(9 )的底部设置分离装置罐体(12)，所述分离装置罐体(12)分别通过管路与冷却盘管(10)、排空截止阀(20)、气相产品出口( 23 )和液相产品出口截止阀(21)相连。
4.根据权利要求1所述的一种芳构化过程的在线取样系统，其特征在于:所述在线取样系统的尾气吸收装置(a9)由尾气入口(24)、尾气吸收装置罐体(18)、尾气出口截止阀(19)和与尾气出口截止阀(19)相连的火炬系统的排空管线构成；其中所述尾气吸收装置罐体(18)分别通过管路与尾气入口(24)和尾气出口截止阀(19)相连。
5.一种使用如权利要求1所述的芳构化过程的在线取样系统的在线取样方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)打开蒸汽加热系统，维持气固分离装置(a2)的温度在100°C以上，防止物料中沸点低的物料冷凝； (2)通过引入装置(al)将物料引入在线取样系统； (3)将所引入的物料通过气固分离装置(a2)除去所夹带的催化剂颗粒； (4)打开冷却装置(a3)，保持冷却装置(a3)中的冷却物质恒温，将经过气固分离装置(a2 )的物料通入冷却装置(a3 )，使物料冷却； (5)将冷却后的物料通入气液分离装置(a4)，在气液分离装置(a4)中完成气液分离，液相产品留在气液分离装置(a4)中，气相产品从气液分离装置(a4)的上部排出； (6)将由气液分离装置(a4)分离出的气相产品通过气相产品脱水和干燥装置(a5)脱水、干燥，除去气相产品中夹带的水分；(7)将经过气相产品脱水和干燥装置(a5)脱水、干燥的气相产品经过气相计量装置(a6 )计量后，通过气相取样装置(a7 )取样分析； (8)将由气液分离装置(a4)分离出的气相尾气，通入尾气吸收装置(a9)，经过油吸收除去夹带的芳烃物质后，气相尾气进火炬系统； (9)将由气液分离装置(a4)分离出的液相产品通过液相取样装置(a8)密闭取样后，分液称重。
6.根据权利要求5所述的在线取样方法，其特征在于:所述物料通入冷却装置(a3)后，冷却后的物料温度为5°C~10°C。
7.根据权利要求5所述的在线取样方法，其特征在于:所述尾气吸收装置(a9)中所使用的尾气吸 收液为石蜡油。
【文档编号】G01N1/28GK103900853SQ201410148864
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】惠兴育, 黄晓凡, 崔宇, 何旭东, 汤效平, 柴鹏飞, 王彤, 韩振兴, 高长平, 郭子殿, 梁彦鸿, 丁焕德 申请人:陕西华电榆横煤化工有限公司, 华电煤业集团有限公司