专利名称：一种催化重整装置原料预处理的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于石油加工领域，特别涉及一种催化重整装置原料预处理的方法及其装置。
背景技术：
催化重整装置原料预处理包括预分馏和精制预分馏是通过蒸馏，对石脑油原料 “拔头去尾”，切取合适沸程的重整原料；精制是通过催化加氢工艺脱除预分馏后重整原料 中对重整催化剂有害的杂质，使杂质含量达到限制要求。催化重整装置原料预处理的基 本流程具体为来自常减压等装置的原料石脑油先预分馏，再进预加氢加热炉，被加热到 280 320°C后进入预加氢反应器，在2. 0 2. 5MPa压力、氢分压约1. 6MPa条件下，通过 钨、钴、镍催化剂作用，脱除其有害物质，在预加氢反应器内反应结束后，预加氢反应产物经 过预加氢反应产物冷却器冷却至40 45°C后进入预加氢反应产物气液分离罐，分离出来 的液相换热至190 210°C后进入汽提塔；接着，在汽提塔塔底再沸炉提供热源的情况下， 进入汽提塔的预加氢反应产物，轻质部分升至塔顶，重质部分降至塔底；轻质部分经过塔顶 空冷器、塔顶水冷器冷却后进入塔顶回流罐，汽液分离后排出H2S、NH3以及少量C1 C3低 碳轻烃和酸性水，剩余部分再返回汽提塔塔顶，形成冷回流；重质部分一部分作为产品去往 石脑油分馏塔，一部分经过塔底再沸炉加热循环返回汽提塔塔底作为热源。由此可看出，汽 提塔整塔采用的全回流操作不但提高塔顶冷却负荷，也因为内循环量增加，提高塔底再沸 炉负荷。虽然H2S、NH3、H2O等杂质以及少量C1 C3低碳轻烃在预加氢反应产物中的含量很 低，为约0.5%，但是其严重影响到精制石脑油和轻石脑油质量，因此，汽提塔是必不可少的 装置。一般而言，每吨预加氢反应产物需要大约7. 41万大卡能耗，才能去除前述的杂质，能 耗是非常高的。因此，在催化重整装置原料预处理工艺中有效地降低汽提塔能耗非常重要。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术中使用催化重整装置的汽提塔能耗大的缺 点，提供一种催化重整装置原料预处理的方法。该方法不但能保证汽提塔的分离要求，相比 现有流程，还可大幅度降低能耗和提高操作灵活性。本发明的再一目的在于提供实现所述方法的装置。本发明的目的通过下述技术方案实现一种催化重整装置原料预处理的方法，包 含以下步骤将从预加氢反应产物气液分离罐得到液相的预加氢反应产物分为两部分，一 部分直接作为冷进料自压进汽提塔的自上往下数第一块塔板，另一部分则走与现有技术相 同的流程(即经过与汽提塔塔底油换热后进入汽提塔)；所述冷进料的质量流量可以在汽提塔总进料质量流量的5 20%之间波动，冷回 流量可以在0到全回流量之间波动，但要相互协调，以保证塔顶温度在100 130°C之间；所述冷进料的温度优选为40 45°C ；
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实现所述方法的装置是在汽提塔上设置冷进料管线，冷进料管线的一端与预加氢 反应产物气液分离罐的液相出口连接，另一端与汽提塔的自上往下数第一块塔板连接。本发明的基本原理是鉴于汽提塔顶不出产品、只分离H2S、NH3等杂质和C1 C3 低碳轻烃以及酸性水，全回流操作必然加大内循环量，提高能耗，因而可以用冷进料替代冷 回流，冷进料的作用是代替冷回流建立沿塔的温度场分布。由于冷进料直接进汽提塔自上 往下数的第一块塔板，从而相应地减少冷回流的量，这样既能保证分离效果，又能减少内循 环，从而降低能耗。本发明相对于现有技术具有如下优点及有益效果(1)本发明中由于降低了汽提塔的内循环量，从而大大降低塔顶冷却负荷和塔底 再沸负荷；(2)本发明中由于热进料量减少、相应进塔换热后的温度提高可以辅助降低塔底 再沸炉热负荷、减少燃料消耗；(3)本发明能将预加氢反应产物中H2S、NH3、H20等杂质和少量C1 C3低碳轻烃完 全分离，因此，本发明不对下游操作产生影响；(4)本发明投资增加少，只需在汽提塔新增一根冷进料管线，汽提塔及塔板不做变 动，且操作的灵活性增强。
图1是现有技术的汽提塔流程图，其中1-预加氢反应产物冷却器，2-预加氢反应产物气液分离罐，3-汽提塔进料/塔底 换热器，4-汽提塔，5-空冷器，6-水冷器，7-塔顶回流罐，8-塔顶回流泵，9-汽提塔底再沸 炉；a_预加氢反应产物，b-酸性水，C-循环氢，d-汽提塔底油，e_气体，f_汽提塔顶冷回 流；汽提塔4中的数字表示塔板数。图2是实施例1所示的汽提塔流程图，其中1 7同图1，8-汽提塔底再沸炉，9-冷进料管线；a e同图1。图3是实施例2所示的汽提塔流程图，其中1 9同图1，10-冷进料管线；a f同图1。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于 此。比较例(现有技术的催化重整装置中的气提塔工艺流程，如图1所示)预加氢反应产物a经过预加氢反应产物冷却器1降温至43°C，进入到预加氢反应 产物气液分离罐2，排出酸性水b，在2. OMpaG操作压力下进行气液分离，排出循环氢c，得到 78. 8t/h的液相先与汽提塔底油d(224. 5°C、78. 4t/h)换热，在汽提塔进料/塔底换热器3 换热升温至192°C，进入汽提塔4的第11块塔板，轻质部分上升到塔顶为塔顶油气。汽提塔 4的塔顶操作压力为1. 25MpaG、塔顶温度为101. 5°C、塔顶油气经过空冷器5和水冷器6降 温至40°C进入塔顶回流罐7。冷回流f的质量流量为19. 7t/h，经塔顶回流泵8加压后打入 汽提塔塔顶第一块板(即冷回流返塔口)。塔顶40°C前总冷却负荷为205. 5X 104kcal/h ；从塔顶回流罐7分离出来气体e和酸性水b，气体e入燃气管网，气体e总量为345kg/h，其 中 H2 为 24. 22kg/h、H2S 为 9. 92kg/h、NH3 为 0. 09kg/h、彡 C3 轻烃为 29. 06kg/h、C4 C5 轻 烃为280. 95kg/h ；重质部分(即汽提塔底油d)下降到塔底，一部分经过汽提塔底再沸炉9 加热并返回汽提塔塔底作为热源内部循环，剩余部分经过汽提塔进料/塔底换热器3将预 加氢反应产物加热后进入下游的石脑油分馏塔。塔底温度为224. 5°C，汽提塔底再沸炉9有 效热负荷为 378. 4X 104kcal/h。实施例1本实施例汽提塔工艺流程如图2所示，相较于比较例流程实施了如下改进(1)增加冷进料管线冷进料管线9的一端与预加氢反应产物气液分离罐的液相出口连接，另一端与与 汽提塔自上往下数第一块塔板(即现有技术的冷回流返塔口)连接；(2)实施冷、热进料来自预加氢反应产物分液罐2 (43°C、2. OMpaG,78. 8t/h)的汽提塔进料，通过流量 控制，让15t/h、43°C的预加氢反应产物通过新增加冷进料管线9自压进汽提塔原冷回流进 料口，全部替代冷回流；而余下的63. 8t/h预加氢反应产物继续走现有流程与汽提塔底油d 通过汽提塔进料/塔底换热器3换热后进汽提塔第11块板；(3)关停冷回流泵、停开冷回流其他流程、控制参数及设备均不改变，与比较例一致。采用本实施例的汽提塔操作情况及效果如下A、塔顶温度为101. 5°C，同比较例101. 5°C对比，保持不变；B、塔顶总冷却负荷为4. 4X104kcal/h,同比较例205. 5X 104kcal/h对比降低 201. lX104kcal/h，下降97.9%，说明前置空冷可停开；C、63. 8t/h热进料的换热后温度为204. 8°C，同比较例192°C对比提高12. 8°C ；D、塔底再沸炉有效热负荷为246. 9X 104kcal/h，同比较例378. 4X 104kcal/h对比 下降 131. 5X104kcal/h，降低 34. 8% ；E、汽提塔塔顶气液分离罐排出的气体量为228. 4kg/h，同比较例345kg/h对比减 少116. 56kg/h。其中，H2, H2S, NH3和彡C2的轻烃量均没有改变，只是C3减少了 0. 02kg/h, C4 C5的总量减少了 116. 54kg/h，说明本实施例不但保证了气提塔的分离要求，还明显减 少了轻石脑油进入燃气管网的量，有利于提高装置收益；F、汽提塔底油78. 572t/h，同比较例78.455t/h对比增加0. 117t/h，说明新工艺中 C4 C5轻石脑油收率提高，同时塔底油不含H2S、NH3> H2O, C1 C2等组分；G、汽提塔底油与热进料换热后的温度为122.9°C，同比较例85°C对比提高 37. 9°C，有利于降低下游石脑油分馏塔的塔底再沸炉热负荷；实施例2本实施例汽提塔工艺流程如图3所示，相较于比较例流程实施了如下改进(1)增加冷进料管线冷进料管线10的一端与预加氢反应产物气液分离罐的液相出口连接，另一端与 与汽提塔自上往下数第一块塔板连接；(2)实施冷、热进料
来自预加氢反应产物分液罐2 (43°C、2. OMpaG,78. 8t/h)的汽提塔进料，通过流量 控制，让10t/h、43°C的预加氢反应产物通过新增的冷进料管线10自压进汽提塔原冷回流 进料口，替代14. 7t/h的冷回流；而余下的68. 8t/h预加氢反应产物继续走现有流程与汽提 塔底油d通过汽提塔进料/塔底换热器3换热后进汽提塔第11块板；(3)降低冷回流量由于有10t/h冷进料，故将塔顶冷回流f的质量流量由比较例的19. 7t/h调低至 5t/h。其他流程、控制参数及设备均不改变，与比较例一致。采用本实施例的汽提塔操作情况及效果如下A、塔顶温度为123. 5°C，同比较例101. 5°C对比升高22°C ；B、塔顶总冷却负荷为59. 75X 104kcal/h，同比较例205. 5X 104kcal/h对比降低 145. 75X 104kcal/h、下降 70. 92% ；C、68. 8t/h热进料的换热后温度为203. 9°C，同比较例192°C对比提高11. 9°C ；D、塔底再沸炉有效热负荷为259. 45X 104kcal/h，同比较例378. 4X 104kcal/h对 比下降 118. 95X 104kcal/h，降低 31. 4% ；E、汽提塔塔顶气液分离罐排出的气体量为282. 8kg/h，同比较例345kg/h对比减 少62. 2kg/h。其中，H2、H2S, NH3和彡C3的轻烃量均没有改变，只是C4 C5的总量减少了 62. 2kg/h，说明本实施例不但保证了气提塔的分离要求，还明显减少了轻石脑油进入燃气 管网的量，有利于提高装置收益；F、汽提塔底油78. 52t/h，同比较例78. 455t/h对比增加62. 2/h，说明新工艺中 C4 C5轻石脑油收率提高，同时塔底油不含H2S、NH3> H2O, C1 C2等组分；G、汽提塔底油与热进料换热后的温度为118. 1°C，同比较例85 °C对比提高 33. 1°C，有利于降低下游石脑油分馏塔的塔底再沸炉热负荷；实施例3本实施例汽提塔工艺流程如图3所示，相较于比较例流程实施了如下改进(1)增加冷进料管线同实施例2;(2)实施冷、热进料来自预加氢反应产物分液罐2(431、2.01^冗、78.8^11)的汽提塔进料，通过流量 控制，让5t/h、43°C的预加氢反应产物通过新增的冷进料管线10自压进汽提塔原冷回流进 料口，替代部分冷回流9. 7t/h;而余下的73. 8t/h反应产物继续走现有流程与汽提塔底油d 通过汽提塔进料/塔底换热器3换热后进汽提塔第11块板；(3)降低冷回流量由于有5t/h冷进料，故将塔顶冷回流f的质量流量由比较例的19. 7t/h调低至 10t/h。其他流程、控制参数及设备均不改变，与比较例一致。采用本实施例的气提塔操作情况及效果如下A、塔顶温度为112. 2°C，同比较例101. 5°C对比升高10. 7°C ；B、塔顶总冷却负荷为121. IX 104kcal/h，同比较例205. 5X 104kcal/h对比降低
684. 4X 104kcal/h、下降 41. 1% ；C、73. 8t/h热进料的换热后温度为196. 4°C，同比较例192°C对比提高4. 4°C ；D、塔底再沸炉有效热负荷为303. 9X 104kcal/h，同比较例378. 4X 104kcal/h对比 下降 74. 5X 104kcal/h，降低 19. 7% ；E、汽提塔塔顶气液分离罐排出的气体量为316kg/h，同比较例345kg/h对比减少 29kg/h。其中，H2、H2S、NH3和彡C3的轻烃量均没有改变，只是C4 C5的总量减少了 29kg/h， 说明本实施例不但保证了气提塔的分离要求，还明显减少了轻石脑油进入燃气管网的量， 有利于提高装置收益；F、汽提塔底油78.484t/h，同比较例78. 455t/h对比增加29kg/h，说明新工艺中 C4 C5轻石脑油收率提高，同时塔底油不含H2S、NH3> H2O, C1 C2等组分；G、汽提塔底油与热进料换热后的温度为89. 5°C，同比较例85°C对比提高4. 5°C， 有利于降低下游石脑油分馏塔的塔底再沸炉热负荷；综上所述，可知实施例1 3首先能保证汽提塔的分离要求，其次能降低汽提塔自 身的能耗及下游石脑油分馏塔的能耗，最后就是能改善气体的质量，降低其C4、C5含量，提 高石脑油收率。三个实施例对比，实施例1的节能效果及轻石脑油收率均优于实施例2和 3，但实施例2和3保留了冷回流措施，因此操作的灵活性较强；建议在保证分离效果的前提 下，逐步提高冷进料的量和逐步降低冷回流的量，使其接近实施例1。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种催化重整装置原料预处理的方法，其特征在于包含以下步骤从预加氢反应产物气液分离罐得到的液相预加氢反应产物中取出一部分，将其直接作为冷进料自压进汽提塔的自上往下数第一块塔板。
2.根据权利要求1所述催化重整装置原料预处理的方法，其特征在于所述冷进料的 质量流量在汽提塔总进料质量流量的5 20%之间波动。
3.根据权利要求1所述催化重整装置原料预处理的方法，其特征在于所述冷进料的 温度为40 45°C。
4.实现权利要求1 3所述方法的装置，其特征在于所述装置是在汽提塔上设置冷 进料管线，冷进料管线的一端与预加氢反应产物气液分离罐的液相出口连接，另一端与汽 提塔的自上往下数第一块塔板连接。
全文摘要
本发明公开了一种催化重整装置原料预处理的方法及其装置。本发明所述方法将从预加氢反应产物气液分离罐得到的预加氢反应产物分为两部分，一部分直接作为冷进料自压进汽提塔的自上往下数第一块塔板，另一部分则走与现有技术相同的流程进入汽提塔。由于冷进料直接进汽提塔自上往下数的第一块塔板，从而相应地减少汽提塔塔顶冷回流的量，这样既能保证分离效果，又能减少内循环，从而降低能耗。实现该方法的装置是在汽提塔上设置冷进料管线，冷进料管线的一端与预加氢反应产物气液分离罐的液相出口连接，另一端与汽提塔的自上往下数第一块塔板连接。可见该装置投资增加少，只需增加一根冷进料管线，汽提塔及塔板不做变动，能显著降低能耗，便于推广。
文档编号C10G69/08GK101906319SQ201010250488
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者张忠洋, 李国庆, 高聃 申请人:华南理工大学;中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司