催化重整預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物的二級冷凝分離方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及催化重整預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物的二級冷凝分離方法及裝置，特別涉及重整預(yù)加氫反應(yīng)部分的氫氣二級冷凝分離流程。主要包括以下步驟：預(yù)加氫反應(yīng)部分得到的產(chǎn)物首先進入一級高壓分離罐進行氣液分離，氣相經(jīng)過換熱冷卻后進入二級高壓分離罐進一步冷凝分離氫氣，液相經(jīng)過降壓后進入低壓分離罐；一級高壓分離罐的氣相進入二級高壓分離罐進行氣液分離，氣相作為循環(huán)氫返回預(yù)加氫反應(yīng)部分或作為裝置產(chǎn)氫并入氫氣管網(wǎng)外送，液相經(jīng)過換熱后與一低分罐液相混合進入后續(xù)加工流程。本發(fā)明適用于催化重整預(yù)加氫產(chǎn)物的氣液分離，在不影響循環(huán)氫純度、低分油收率情況下，避免了一級高壓分離罐液相的冷卻，顯著降低裝置后續(xù)分餾系統(tǒng)的能耗；同時一級高壓分離罐氣相流量明顯減小，極大地降低了產(chǎn)物分離部分的冷卻負荷。
【專利說明】催化重整預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物的二級冷凝分離方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煉油工藝過程重整預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物分離【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及催化重整預(yù)加氫產(chǎn)物氫氣分離的二級冷凝分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]催化重整工藝是煉油和石化工業(yè)中的重要加工過程，主要用來生產(chǎn)高辛烷值汽油或高芳烴含量汽油。催化重整過程催化劑對原料要求較為苛刻，因此重整工藝中需要通過預(yù)加氫、預(yù)分餾過程將原料中的雜質(zhì)(S、N、As)去除并將輕組分分離(即拔頭)。在預(yù)加氫反應(yīng)流程中，產(chǎn)物離開反應(yīng)器的溫度為280~300°C，與進料換熱后溫度仍高達95~140°C，壓力為1.8~2.6MPa，此時的汽油處于氣液兩相狀態(tài)，為了分離出產(chǎn)物中的氫氣以循環(huán)使用或外送，目前大多數(shù)裝置在生產(chǎn)或設(shè)計中采用將產(chǎn)物空冷、水冷，使溫度降低到40°C以下再進行氣液分離。上述流程得到的精制油溫度降低到了 40°C以下，而后續(xù)的加工過程(汽提或分餾)又需要將精制油溫度升高到其泡點溫度(140~180°C)，如此的重復(fù)冷卻-加熱過程不僅消耗了大量的冷卻負荷，也加大了下游流程的加熱能耗。
[0003]目前，氣液冷凝冷卻分離方法中采用二級或多級冷凝分離方法具有明顯節(jié)能優(yōu)勢，例如煉油工藝中常壓塔頂油氣和催化裂化主分餾塔頂油氣的冷凝冷卻分離均采用二級冷凝分離方法。
[0004]本發(fā)明根據(jù)催化重整預(yù)加氫反應(yīng)部分的工藝特點，在溫度介于150~300°C、壓力介于1.8~3.0MPa的石腦油餾分和氫氣進行分離時，采用二級或多級冷凝冷卻分離避免精制油的重復(fù)冷卻-加熱，將熱能(溫度)和壓力能分別進行回收。二級或多級冷凝冷卻分離流程減小冷卻負荷和下游處理的加熱負荷，可以顯著降低過程能耗，具有更明顯的節(jié)能特點。
`[0005]本發(fā)明為解決催化重整預(yù)加氫反應(yīng)部分精制油的重復(fù)冷卻-加熱問題，采用二級(多級)冷凝冷卻分離方法將預(yù)加氫產(chǎn)物預(yù)先分離出需冷卻物流和不需冷卻物流，不需冷卻物流——一級高壓分離罐油直接進入低壓分離罐進行熱量回收，充分降低冷凝和下游加熱的能耗；需冷卻物流——一級高壓分離罐氣直接進入二級高壓分離罐進行壓力回收，避免氫氣重復(fù)降壓和升壓過程；二級高壓分離罐液相通過與一級高壓分離罐氣相換熱進一步提高溫度后，與低壓分離罐液相混合后溫度為90~130°C，大大降低了下游分離部分的加熱能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的通過本發(fā)明方法實現(xiàn)，即本發(fā)明提供了一種基于二級冷凝分離方法的催化重整預(yù)加氫產(chǎn)物分離方法，涉及下述方案:
方案1、一種基于二級冷凝分離方法的催化重整預(yù)加氫產(chǎn)物分離方法，其包括:
在預(yù)加氫工段中，采用二級冷凝分離步驟；
在預(yù)加氫工段中，采用二級高壓分離罐進一步冷凝分離一級高壓分離罐分離出的氣相。
[0007]方案2、根據(jù)方案I所述方法，其中，用于催化重整預(yù)加氫分離方法的二級冷凝分離步驟包括預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物(主要為石油烴類，餾程45~190°C之間)進入一級高壓分離罐進行一次氣液分離；一級高壓分離罐分離出的氣相(一般主要包括氫氣和Cl~CS的輕烴)經(jīng)過冷卻后，進入二級高壓分離罐進行二次的氣液分離，一級高壓分離罐分離出的液相(一般主要包括C5~C12的烴類)經(jīng)過降壓后進入低壓分離罐；二級高壓分離罐液相與低壓分離罐液相(一般主要包括C5~C12的烴類)合并后進入下游分離部分。
[0008]方案3、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物與預(yù)加氫進料換熱后不經(jīng)冷卻直接進入一級高壓分離罐進行氣液分離。 [0009]方案4、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中產(chǎn)物進入一級高壓分離罐的溫度為80~160°C之間，壓力為1.3~2.8MPa之間。
[0010]方案5、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中一級高壓分離罐分離出的氣相經(jīng)過冷卻后進入二級高壓分離罐進一步冷凝分離氣相，冷卻溫度為30~50°C，壓力為1.2~2.6MPa0
[0011]方案6、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中一級高壓分離罐分離出的液相經(jīng)過降壓后進入低壓分離罐，低壓分離罐壓力為0.9~1.6MPa。
[0012]方案7、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中二級高壓分離罐液相經(jīng)過換熱后與低壓分離油混合進入下游分離部分，其中分離部分例如汽提和分餾部分。
[0013]方案8、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中二級高壓分離罐氣相作為循環(huán)氫經(jīng)過脫硫或直接返回預(yù)加氫反應(yīng)部分或者作為裝置產(chǎn)氫被輸出。
[0014]方案9、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中包括:一級高壓分離罐油通過液力透平或限流閥降壓后進入低壓分離罐。
[0015]方案10、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中該流程的冷卻負荷是一級高壓分離罐的氣相物流，氣相物流與二級高壓分離罐液相或循環(huán)氫換熱后經(jīng)過空冷進一步冷卻進入二級高壓分離罐。
[0016]方案11、根據(jù)前述方案任一項所述方法，其中在一級高壓分離罐氣相進入二級高壓分離罐的冷卻之前經(jīng)過換熱步驟。
[0017]方案12、催化重整預(yù)加氫裝置，其中包括二級冷凝分離設(shè)備，例如一級高壓分離罐、二級高壓分離罐、低壓分離罐。
[0018]方案13、根據(jù)方案12的裝置,其用于實施方案I~11任一項的方法。
[0019]根據(jù)本發(fā)明另一種具體實施方案，其適合于固定床半再生重整、循環(huán)再生重整以及連續(xù)重整等工藝裝置的預(yù)加氫反應(yīng)氣液分離過程，預(yù)加氫反應(yīng)壓力為1.8~3.0MPa，反應(yīng)溫度為200~300°C。預(yù)加氫反應(yīng)流程采用先拔頭后加氫的前分懼流程或先加氫后拔頭的后分餾流程，分餾部分采用汽提分餾單塔或雙塔流程。
[0020]根據(jù)本發(fā)明另一種具體實施方案，其中催化重整預(yù)加氫反應(yīng)部分的氫氣流程為循環(huán)氫加補充氫的循環(huán)氫流程，或重整產(chǎn)氫一次通過預(yù)加氫反應(yīng)部分的氫氣流程，二級高壓分罐壓力決定了氣液分離部分分離出氫氣壓力大小。
[0021]根據(jù)本發(fā)明另一種具體實施方案，將經(jīng)過與進料換熱的預(yù)加氫產(chǎn)物直接進入加設(shè)的一級高壓分離罐，分離罐溫度在80~160°C之間，此時的預(yù)加氫產(chǎn)物處于氣液兩相狀態(tài)；將一級高壓分離罐氣相(包含汽油氣相和氫氣)引出，經(jīng)過換熱、空冷冷卻到40°C以下后進入二級高壓分離罐分相，二級高壓分離罐氣相為純度較高(90%~99%)的循環(huán)氫或外送氫氣，二級高壓分離罐液相作為下游進料；一級高壓分離罐液相經(jīng)過減壓后進入低壓分離罐，壓力為0.9~1.6MPa，一級低壓分離油與二高壓分離罐油合并進入下游分餾系統(tǒng)，一級低壓分離氣經(jīng)過加壓后與二高壓分離罐氣混合作為循環(huán)氫或外送氫氣。
[0022]根據(jù)本發(fā)明另一種具體實施方案，氣相返回預(yù)加氫反應(yīng)部分(對于氫氣循環(huán)流程)或者作為裝置產(chǎn)氫(對于重整產(chǎn)氫一次通過預(yù)加氫流程)被送出。
[0023]根據(jù)本發(fā)明另一種具體實施方案，所述預(yù)加氫反應(yīng)壓力為1.8~3.0MPa，反應(yīng)溫度為200~300°C。
[0024]根據(jù)本發(fā)明另一種具體實施方案，預(yù)加氫反應(yīng)流程采用先拔頭(分餾出較輕組分輸出裝置)后加氫的前分餾流程或先加氫后拔頭的后分餾流程，分餾部分采用汽提分餾單塔或雙塔流程。
[0025]根據(jù)本發(fā)明另一種具體實施方案，催化重整預(yù)加氫反應(yīng)部分的氫氣流程為循環(huán)氫加補充氫的循環(huán)氫流程，或重整產(chǎn)氫一次通過預(yù)加氫反應(yīng)部分的氫氣流程，二級高壓分罐壓力決定了氣液分離部分分離出氫氣壓力大小，例如二級高壓分離罐壓力1.8^2.3MPa。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]附圖1是本發(fā)明一種二級冷凝分離方法分離預(yù)加氫產(chǎn)物工藝過程具體實施方案的示意圖。其中，1:預(yù)加氫產(chǎn)物；2:預(yù)加氫進料；2’:預(yù)加氫進料換熱器；3:—級高壓分離罐；3’:一級高壓分離罐分離出的氣相；4:低壓分離罐；5:二級高壓分離罐；5’:二級高壓分離罐分離出的氣相；6:—級高壓分離罐液相；7:二級高壓分離罐液相；8:低壓分離罐液相；9:低壓分離罐氣相；10:空冷；11:二級高壓分離罐分離出的氣相(氫氣)與低壓分離罐氣相(氫氣)合并氣體。`
【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合實施例來進一步解釋本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。
[0028]實施例1
本實施例以煉油廠100萬噸/年連續(xù)重整裝置為例，具體說明本發(fā)明二級冷凝分離方法。
[0029]此裝置采用UOP同軸連續(xù)重整工藝，預(yù)加氫部分為先加氫后分餾流程，分餾部分采用先汽提后分餾的工藝，汽提塔進料溫度158°C，壓力為1.1MPa0重整預(yù)加氫反應(yīng)器產(chǎn)物冷凝后組成為:循環(huán)氫流量，5679.5kg/h ;液相流量，133372.9kg/h，液相蒸餾數(shù)據(jù)如表1所
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[0030]表1重整預(yù)加氫產(chǎn)物液相的蒸餾數(shù)據(jù)
恩氏蒸館 I初館點 |5% 110? 130? 150? 170% 190? 195? |干點
溫度，V K4.0 K7.4 |54.4 |57.8 |l03.5 |?22.0 |?46.2 |l71.0 |?89.0
原流程采用一次冷凝分餾流程，重整預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物與預(yù)加氫進料換熱后溫度為
119°C，壓力為1.9 MPa，空冷冷卻到40°C進入分離罐進行汽液分離，其冷卻物流流量為
139052.4 kg/h，經(jīng)模擬計算，其冷卻負荷為:7.96 X IO6 kcal/h，液相溫度為40°C，下游需將液相換熱升溫到150°C進入分餾塔，共需加熱負荷8.23 X IO6 kcal/h。
[0031]本發(fā)明將換熱后的預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物直接進入一級高壓分離罐，壓力為2.0MPaJ^度為119°C，此時一級高壓分離罐氣相物流流量為:25471.0kg/h，與二級高壓分離罐液相換熱后溫度104°C，經(jīng)空冷冷卻到40°C，其冷負荷為2.40X 106kcal/h。一級高壓分離罐液相經(jīng)過節(jié)流，壓力降至1.4MPa進入低壓分離罐，低壓分離罐氣相流量為:320.9kg/h，與二級高壓分離罐氣相混合后，氫氣純度為94.77%，低壓分離罐液相(流量為113259.8kg/h)與二級高壓分離罐液相(流量為18123.8kg/h)混合后溫度為117°C，降低后續(xù)加熱負荷:5.47 X IO6 kcal/h。經(jīng)過二級冷凝分離方法改造前后氫氣純度對比如表2。
[0032]表2改造前后氫氣純度對比
【權(quán)利要求】
1.一種基于二級冷凝分離方法的催化重整預(yù)加氫產(chǎn)物分離方法，其包括: 在預(yù)加氫工段中，采用二級冷凝分離步驟； 在預(yù)加氫工段中，采用二級高壓分離罐進一步冷凝分離一級高壓分離罐分離出的氣相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中，用于催化重整預(yù)加氫分離方法的二級冷凝分離步驟包括預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物進入一級高壓分離罐進行一次氣液分離；一級高壓分離罐分離出的氣相經(jīng)過冷卻后，進入二級高壓分離罐進行二次的氣液分離，一級高壓分離罐分離出的液相經(jīng)過降壓后進入低壓分離罐；二級高壓分離罐液相與低壓分離罐液相合并后進入下游分離部分。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物與預(yù)加氫進料換熱后不經(jīng)冷卻直接進入一級高壓分離罐進行氣液分離。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中產(chǎn)物進入一級高壓分離罐的溫度為80~160°C之間，壓力為1.3~2.8MPa之間。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中一級高壓分離罐分離出的氣相經(jīng)過冷卻后進入二級高壓分離罐進一步冷凝分離氣相，冷卻溫度為30~50°C，壓力為1.2~2.6MPa。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中一級高壓分離罐分離出的液相經(jīng)過降壓后進入低壓分離罐，低壓分離罐壓力為0.9~1.6MPa。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中二級高壓分離罐液相經(jīng)過換熱后與低壓分離油混合進入下游分離部`分，其中分離部分例如汽提和分餾部分。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中二級高壓分離罐氣相作為循環(huán)氫經(jīng)過脫硫或直接返回預(yù)加氫反應(yīng)部分或者作為裝置產(chǎn)氫被輸出。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中包括:一級高壓分離罐油通過液力透平或限流閥降壓后進入低壓分離罐。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中該流程的冷卻負荷是一級高壓分離罐的氣相物流，氣相物流與二級高壓分離罐液相或循環(huán)氫換熱后經(jīng)過空冷進一步冷卻進入二級聞壓分尚罐。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述方法，其中在一級高壓分離罐氣相進入二級高壓分離罐的冷卻之前經(jīng)過換熱步驟。
12.催化重整預(yù)加氫裝置，其中包括二級冷凝分離設(shè)備，例如一級高壓分離罐、二級高壓分離罐、低壓分離罐。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其用于實施權(quán)利要求1~11任一項的方法。
【文檔編號】C10G31/06GK103725313SQ201210381799
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月10日
【發(fā)明者】田濤, 陳清林, 王北星, 張冰劍, 胡鵬飛, 葉劍云, 王躍 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化咨詢公司, 中山大學