輕苯加氫裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種輕苯加氫裝置，其包括第一換熱器、塔式蒸發(fā)器、第二換熱器、預反應塔、第三換熱器、主加氫塔、冷凝器和高壓分離器；第一換熱器管程出口與蒸發(fā)器連接；蒸發(fā)器出氣口與第二換熱器管程進口連接；第二換熱器管程出口與預反應塔進氣口連接有導熱油加熱器；預反應塔出氣口與第三換熱器管程進口連接，第三換熱器與主加氫塔之間連接電加熱器；主加氫塔出氣口與第三換熱器殼程進口連接，第三換熱器殼程出口與第二換熱器殼程進口連接，第二換熱器殼程出口與第一換熱器殼程進口連接，第一換熱器殼程出口與冷凝器連接，冷凝器的與高壓分離器連接。本實用新型設備流程簡單、控制方便、熱量利用率高且脫硫、脫氮、脫氧效果好。
【專利說明】輕苯加氫裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及粗苯精制領域，具體的說是一種輕苯加氫裝置。
【背景技術】
[0002] 苯、甲苯以及二甲苯都是非常重要的化工原料，其在工業(yè)上是由粗苯經(jīng)過提純分 離而獲得，所謂粗苯提純和分離即是指粗苯精制工藝。目前的粗苯精制工藝主要有三類：酸 洗法、加氫精制法、萃取蒸餾法，其中酸洗法由于環(huán)境污染嚴重而被淘汰，結合加氫精制和 萃取蒸餾，本 申請人:提供一種新的精制工藝，其包括預先進行脫重，將粗苯分離成重苯和輕 苯，再在輕苯中加氫在催化劑的作用下進行脫硫、脫氮和脫氧反應，獲得苯、甲苯以及二甲 苯以及其他輕質(zhì)組分，再通過脫輕處理，將上述混合物中的輕質(zhì)組分以及反應雜質(zhì)(硫化氫 氣體等）脫除，從而獲得半成品BTXS (苯、甲苯、二甲苯以及C8、非芳烴等混合物，又稱之為 脫氫油混合物)，再通過預精餾工藝，將半成品BTXS分離成BT (苯、甲苯、非芳烴的混合物） 和XS (二甲苯、C8等的混合物)，將BT通入萃取裝置中，從而獲得產(chǎn)品非芳烴，苯和甲苯的 混合物經(jīng)過純苯塔裝置中，從而將苯和甲苯分離，獲得最終產(chǎn)品苯、甲苯，將XS經(jīng)過二甲苯 塔的處理工藝，分離出最終產(chǎn)品二甲苯以及C8。
[0003] 目前沒有現(xiàn)成的設備能夠?qū)崿F(xiàn)上述工藝流程，因而需要單獨設置一套裝置。本實 用新型主要針對輕苯加氫工序而設計，由于氫苯加氫催化脫硫、脫氮和脫氧反應的溫度較 高，目前的設備無法實現(xiàn)該道工序上熱量有效控制和高效利用，存在資源和能量浪費的問 題。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種設備流程簡單、控制方便、熱量利用率 高以及脫硫、脫氮、脫氧效果好的輕苯加氫裝置。
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型輕苯加氫裝置的結構特點是包括第一換熱器、 塔式蒸發(fā)器、第二換熱器、預反應塔、第三換熱器、主加氫塔、冷凝器和高壓分離器；第一換 熱器底部的管程進口與輕苯儲罐的出口連接、頂部的管程出口與蒸發(fā)器的進料口連接；蒸 發(fā)器的底部連通有一由導熱油作為加熱介質(zhì)的蒸發(fā)器再沸器，蒸發(fā)器頂部的出氣口與第二 換熱器頂部的管程進口連接；第二換熱器的管程出口與預反應塔底部的進氣口之間連接有 導熱油加熱器；預反應塔頂部的出氣口與第三換熱器頂部的管程進口連接，第三換熱器底 部的管程出口與主加氫塔頂部的進氣口之間連接電加熱器；主加氫塔的中部開設氫氣進 口，主加氫塔底部的出氣口與第三換熱器的殼程進口連接，第三換熱器的殼程出口與第二 換熱器的殼程進口連接，第二換熱器的殼程出口與第一換熱器的殼程進口連接，第一換熱 器的殼程出口與冷凝器的進氣口連接，冷凝器的出液口與高壓分離器的進料口連接，高壓 分離器的底部開設產(chǎn)品液出口，高壓分離器的頂部開設有循環(huán)氣出口，蒸發(fā)器再沸器的底 部開設有與上述循環(huán)氣出口通過循環(huán)管路連接的循環(huán)氣進口，循環(huán)管路上安裝有氣體壓縮 機。
[0006] 采用上述結構，原料油經(jīng)第一換熱器預熱后到蒸發(fā)器氣化，再經(jīng)第導熱油加熱器 升溫達到反應溫度時進入預反應塔進行脫硫、脫氮、脫氧反應，從預反應塔出來的混合氣經(jīng) 電加熱器加熱后進入主加氫塔進行深度脫硫、脫氮、脫氧反應，產(chǎn)品氣再進入系統(tǒng)中的各換 熱器作為加熱介質(zhì)使用，最后經(jīng)冷凝器冷凝并進入高壓分離器內(nèi)進行油氣分離，從高壓分 離器內(nèi)出來的氣體成分再次通過蒸發(fā)器再沸器進入蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)反應?？梢姡麄€系統(tǒng)流 程簡單，控制方便，經(jīng)過多個換熱器多次利用系統(tǒng)熱量，使得系統(tǒng)的熱量利用率高，同時，利 用導熱油加熱器以及電加熱器逐步提升反應溫度，并經(jīng)過預反應塔和主加氫塔進行兩步脫 硫、脫氮和脫氧反應，反應效果好，產(chǎn)品純度高。
[0007] 所述循環(huán)管路上還連接有循環(huán)氣換熱器，該循環(huán)氣換熱器的管程與循環(huán)管路連 通，該循環(huán)氣換熱器的殼程串接在第二換熱器的殼程出口與第一換熱器的殼程進口之間。 由于高壓分離器內(nèi)的氣體成分中會含有大量氫氣，為了避免浪費，將該氣體通過循環(huán)管路 送回到系統(tǒng)內(nèi)重新利用，設置循環(huán)氣換熱器可將該部分氣體進行預加熱，同時也循環(huán)利用 了系統(tǒng)的熱量。
[0008] 換熱器內(nèi)的換熱結構包括上管板、下管板和連接在上、下管板之間的多根換熱管， 上、下管板之間還間隔設置多塊連接在設備內(nèi)壁上的折流板，折流板交叉排布在設備兩相 對側(cè)的內(nèi)壁上。各換熱器的換熱結構均為該種管殼式的結構，所謂的管程指的是各換熱管 連通的通道，殼程為殼體內(nèi)的空間，管程和殼程均分別開設進口和出口，利用換熱管的管壁 進行換熱。
[0009] 所述預反應塔下部橫設有柵板，柵板的底部為預反應塔進氣腔，預反應塔進氣口 上連接有延伸至進氣腔中部的進氣延長管，該進氣延長管的內(nèi)伸端向下開口且在開口上安 裝布氣板，柵板上部填充催化劑填料形成催化劑層，預反應塔上在催化劑填料層的底部開 設預反應塔催化劑卸口。
[0010] 所述主加氫塔內(nèi)通過不銹鋼絲網(wǎng)由下至上依次分隔成出氣腔、下層催化劑腔、氫 氣進氣腔、上層催化劑腔和原料氣進氣腔，主加氫塔上開設有與氫氣進氣腔連通的氫氣進 口，主加氫塔內(nèi)在氫氣進口上連接有氫氣延伸管，延伸管的內(nèi)伸端安裝氫氣布氣器，主加氫 塔進氣口開設在塔體頂端且在進氣口上安裝原料氣布氣器，主加氫塔出氣口開設在塔體底 端且在出氣口上安裝集氣盒，主加氫塔上層催化劑腔和下層催化劑腔的底部各開設一個主 加氫塔催化劑卸口。
[0011] 所述冷凝器為風冷式冷凝器。
[0012] 綜上所述，本實用新型設備流程簡單、控制方便、熱量利用率高且脫硫、脫氮、脫氧 效果好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明：
[0014] 圖1為本實用新型的其中一種實施方式的結構流程示意圖；
[0015] 圖2為本實用新型的另一種實施方式的結構流程示意圖；
[0016] 圖3為本實用新型中換熱器的結構示意圖；
[0017] 圖4為本實用新型中主加氫塔的結構示意圖；
[0018] 圖5為本實用新型中預反應塔的結構示意圖；
[0019] 圖6為本實用新型中蒸發(fā)器的結構示意圖；
[0020] 圖7為本實用新型中蒸發(fā)器再沸器的結構示意圖；
[0021] 圖8為本實用新型中導熱油加熱器的結構示意圖；
[0022] 圖9為本實用新型中高壓分離器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 參照附圖，本實用新型輕苯加氫裝置一種實施方式為包括第一換熱器1、塔式蒸發(fā) 器2、第二換熱器3、預反應塔4、第三換熱器5、主加氫塔6、冷凝器7和高壓分離器8 ;第一 換熱器1底部的管程進口與輕苯儲罐的出口連接、頂部的管程出口與蒸發(fā)器2的進料口連 接；蒸發(fā)器2的底部連通有一由導熱油作為加熱介質(zhì)的蒸發(fā)器再沸器9,蒸發(fā)器2頂部的出 氣口與第二換熱器3頂部的管程進口連接；第二換熱器3的管程出口與預反應塔4底部的 進氣口之間連接有導熱油加熱器10 ;預反應塔4頂部的出氣口與第三換熱器5頂部的管程 進口連接，第三換熱器5底部的管程出口與主加氫塔6頂部的進氣口之間連接電加熱器11 ; 主加氫塔6底部的出氣口與第三換熱器5的殼程進口連接，第三換熱器5的殼程出口與第 二換熱器3的殼程進口連接，第二換熱器3的殼程出口與第一換熱器1的殼程進口連接，第 一換熱器1的殼程出口與冷凝器7的進氣口連接，冷凝器7的出液口與高壓分離器8的進 料口連接，高壓分離器8的底部開設產(chǎn)品液出口 8-03,高壓分離器8的頂部開設有循環(huán)氣出 口 81，蒸發(fā)器再沸器9的底部開設有與上述循環(huán)氣出口 8-01通過循環(huán)管路89連接的循環(huán) 氣進口 9-01，循環(huán)管路89上安裝有氣體壓縮機891。其中，冷凝器7的作用是將高溫氣液 混合物冷凝，其可采用水冷式或風冷式的結構，本實用新型優(yōu)選為后者。
[0024] 圖2中示意了本實用新型的另一種實施方式，該實施方式與圖1的不同在于，循環(huán) 管路89上還連接有循環(huán)氣換熱器892,該循環(huán)氣換熱器892的管程與循環(huán)管路89連通，該 循環(huán)氣換熱器892的殼程串接在第二換熱器3的殼程出口與第一換熱器1的殼程進口之 間。由于高壓分離器8內(nèi)的氣體成分中會含有大量氫氣，為了避免浪費，將該氣體通過循環(huán) 管路89送回到系統(tǒng)內(nèi)重新利用，設置循環(huán)氣換熱器892可將該部分氣體進行預加熱，同時 也循環(huán)利用了系統(tǒng)的熱量。
[0025] 上述結構中，原料油經(jīng)第一換熱器1預熱后到蒸發(fā)器2氣化，再經(jīng)第導熱油加熱器 10升溫達到反應溫度時進入預反應塔4進行脫硫、脫氮、脫氧反應，從預反應塔4出來的混 合氣經(jīng)電加熱器11加熱后進入主加氫塔6進行深度脫硫、脫氮、脫氧反應，產(chǎn)品氣再進入系 統(tǒng)中的各換熱器作為加熱介質(zhì)使用，最后經(jīng)冷凝器7冷凝并進入高壓分離器8內(nèi)進行油氣 分離，從高壓分離器8內(nèi)出來的氣體成分再次通過蒸發(fā)器再沸器9進入蒸發(fā)器5內(nèi)循環(huán)反 應。可見，整個系統(tǒng)流程簡單，控制方便，經(jīng)過多個換熱器多次利用系統(tǒng)熱量，使得系統(tǒng)的熱 量利用率高，同時，利用導熱油加熱器以及電加熱器逐步提升反應溫度，并經(jīng)過預反應塔和 主加氫塔進行兩步脫硫、脫氮和脫氧反應，反應效果好，產(chǎn)品純度高。
[0026] 本實用新型中使用了第一、第二和第三換熱器以及循環(huán)氣換熱器，該四個換熱器 內(nèi)的換熱結構相同，在實施例中以第一換熱器為例進行說明，如圖3所示，換熱結構包括上 管板12、下管板13和連接在上、下管板之間的多根換熱管14,上、下管板之間還間隔設置多 塊連接在設備內(nèi)壁上的折流板15,折流板15交叉排布在設備兩相對側(cè)的內(nèi)壁上。采用該種 管殼式的結構，所謂的管程指的是各換熱管連通的通道，殼程為殼體內(nèi)的空間，管程和殼程 均分別開設進口和出口，利用換熱管14的管壁進行換熱。在圖3中，第一換熱器1的管程 內(nèi)進入的是原料油液體，因此，管程進口 1-02在下，管程出口 1-01在上，殼程內(nèi)進入的是反 應后的高溫氣體，換熱器上開設殼程進口 1-03和殼程出口 1-04。
[0027] 其中，由圖7和圖8可知，蒸發(fā)器再沸器9和導熱油加熱器10內(nèi)的換熱結構與換 熱器內(nèi)的換熱結構類似，蒸發(fā)器再沸器9和導熱油加熱器10的殼程內(nèi)通入導熱油，利用導 熱油加熱。圖7中，蒸發(fā)器再沸器9上開設再沸器液體進口 9-03、再沸器液體出口 9-02、再 沸器導熱油進口 9-04、再沸器導熱油出口 9-05以及循環(huán)氣進口 9-01。圖8中，導熱油加熱 器10上開設加熱器進口 10-01、加熱器出口 10-02、加熱器導熱油進口 10-04和加熱器導熱 油出口 10-03。
[0028] 如圖4所示，主加氫塔6內(nèi)通過不銹鋼絲網(wǎng)由下至上依次分隔成出氣腔61、下層 催化劑腔62、氫氣進氣腔63、上層催化劑腔64和原料氣進氣腔65,主加氫塔6上開設有與 氫氣進氣腔63連通的氫氣進口 6-01，主加氫塔6內(nèi)在氫氣進口 6-01上連接有氫氣延伸管 66,延伸管66的內(nèi)伸端安裝氫氣布氣器67,主加氫塔進氣口 6-02開設在塔體頂端且在進氣 口上安裝原料氣布氣器68,主加氫塔出氣口 6-03開設在塔體底端且在出氣口上安裝集氣 盒69,主加氫塔6上層催化劑腔64和下層催化劑腔62的底部各開設一個主加氫塔催化劑 卸口 6-04。
[0029] 如圖5所示，預反應塔上開設預反應塔進氣口 4-01、預反應塔出氣口 4-02,預反應 塔4下部橫設有柵板41，柵板41的底部為預反應塔進氣腔，預反應塔進氣口上連接有延伸 至進氣腔中部的進氣延長管42,該進氣延長管42的內(nèi)伸端向下開口且在開口上安裝布氣 板43,柵板42上部填充催化劑填料形成催化劑層44,預反應塔4上在催化劑填料層的底部 開設預反應塔催化劑卸口 4-03。
[0030] 圖9中示意出了高壓分離器8的結構，高壓分離器8上開設分離器進口 8-02、產(chǎn)品 液出口 8-03和循環(huán)氣出口 8-01，高壓分離器8的底部設置集液槽81，集液槽81的底部開 分離器設排污口 8-04。分離器進口 8-02開設在高壓分離器8的頂部且在進口上安裝有延 長管82,延長管82向下延伸至靠近分離器底壁，延長管82旁邊還安裝防沖擋板83。
[0031] 其中，本實用新型中的各個罐體上根據(jù)需要開設排空口、排污口以及液位計安裝 口、壓力傳感器安裝口、界面計安裝口等常用開口，本領域技術人員根據(jù)設備流程的需要進 行設置，為現(xiàn)有技術，在此不再贅述。
[0032] 綜上所述，本實用新型不限于上述【具體實施方式】。本領域技術人員，在不脫離本實 用新型的精神和范圍的前提下，可做若干的更改和修飾。本實用新型的保護范圍應以本實 用新型的權利要求為準。
【權利要求】
1. 一種輕苯加氫裝置，其特征是包括第一換熱器（1)、塔式蒸發(fā)器（2)、第二換熱器 (3)、預反應塔（4)、第三換熱器（5)、主加氫塔（6)、冷凝器（7)和高壓分離器（8);第一換熱 器（1)底部的管程進口與輕苯儲罐的出口連接、頂部的管程出口與蒸發(fā)器（2)的進料口連 接；蒸發(fā)器（2)的底部連通有一由導熱油作為加熱介質(zhì)的蒸發(fā)器再沸器（9)，蒸發(fā)器（2)頂 部的出氣口與第二換熱器（3)頂部的管程進口連接；第二換熱器（3)的管程出口與預反應 塔（4)底部的進氣口之間連接有導熱油加熱器（10);預反應塔（4)頂部的出氣口與第三換 熱器（5)頂部的管程進口連接，第三換熱器（5)底部的管程出口與主加氫塔（6)頂部的進氣 口之間連接電加熱器（11);主加氫塔（6)的中部開設氫氣進口（6-01)，主加氫塔（6)底部的 出氣口與第三換熱器（5)的殼程進口連接，第三換熱器（5)的殼程出口與第二換熱器（3)的 殼程進口連接，第二換熱器（3)的殼程出口與第一換熱器（1)的殼程進口連接，第一換熱器 (1)的殼程出口與冷凝器（7)的進氣口連接，冷凝器（7)的出液口與高壓分離器（8)的進料 口連接，高壓分離器（8)的底部開設產(chǎn)品液出口（8-03)，高壓分離器（8)的頂部開設有循環(huán) 氣出口（ 81 )，蒸發(fā)器再沸器（9 )的底部開設有與上述循環(huán)氣出口（ 8-01)通過循環(huán)管路（89 ) 連接的循環(huán)氣進口（9-01)，循環(huán)管路（89)上安裝有氣體壓縮機（891)。
2. 如權利要求1所述的輕苯加氫裝置，其特征是所述循環(huán)管路（89)上還連接有循環(huán)氣 換熱器（892)，該循環(huán)氣換熱器（892)的管程與循環(huán)管路（89)連通，該循環(huán)氣換熱器（892) 的殼程串接在第二換熱器（3)的殼程出口與第一換熱器（1)的殼程進口之間。
3. 如權利要求2所述的輕苯加氫裝置，其特征是換熱器內(nèi)的換熱結構包括上管板 (12)、下管板（13)和連接在上、下管板之間的多根換熱管（14)，上、下管板之間還間隔設置 多塊連接在設備內(nèi)壁上的折流板（15)，折流板（15)交叉排布在設備兩相對側(cè)的內(nèi)壁上。
4. 如權利要求1所述的輕苯加氫裝置，其特征是所述預反應塔（4)下部橫設有柵板 (41)，柵板（41)的底部為預反應塔進氣腔，預反應塔進氣口上連接有延伸至進氣腔中部的 進氣延長管（42)，該進氣延長管（42)的內(nèi)伸端向下開口且在開口上安裝布氣板（43)，柵板 (42 )上部填充催化劑填料形成催化劑層（44)，預反應塔（4)上在催化劑填料層的底部開設 預反應塔催化劑卸口（4-03)。
5. 如權利要求1所述的輕苯加氫裝置，其特征是所述主加氫塔（6)內(nèi)通過不銹鋼絲 網(wǎng)由下至上依次分隔成出氣腔（61)、下層催化劑腔（62)、氫氣進氣腔（63)、上層催化劑腔 (64)和原料氣進氣腔（65)，主加氫塔（6)上開設有與氫氣進氣腔（63)連通的氫氣進口 (6-01)，主加氫塔（6)內(nèi)在氫氣進口（6-01)上連接有氫氣延伸管（66)，延伸管（66)的內(nèi)伸 端安裝氫氣布氣器（67)，主加氫塔進氣口（6-02)開設在塔體頂端且在進氣口上安裝原料 氣布氣器（68)，主加氫塔出氣口（6-03)開設在塔體底端且在出氣口上安裝集氣盒（69)，主 加氫塔（6)上層催化劑腔（64)和下層催化劑腔（62)的底部各開設一個主加氫塔催化劑卸 口（6-04)。
6. 如權利要求1-5中任一項所述的輕苯加氫裝置，其特征是所述冷凝器（7)為風冷式 冷凝器。
【文檔編號】C07C15/06GK203890265SQ201420341665
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權日:2014年6月25日
【發(fā)明者】孫濤 申請人:沾化瑜凱新材料科技有限公司