CN105579114B - 纯化石油洗涤塔中的裂化气流的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在石油洗涤塔(1)中从裂化气流(S)除去石油精馏分以及石油馏分的方法，其中，根据本发明，单位时间内被回收到顶部(11)的石油精段(20)的石油精馏分(F)的物质的量与单位时间内被引导入石油段(21)的裂化气(S)的物质的量的比率在1:16至1:10，优选1:12至1:10的范围内。

Description

纯化石油洗涤塔中的裂化气流的方法
本发明涉及根据权利要求1的方法。
在这样的方法中使用的石油洗涤塔通常具有沿着纵轴延伸并且限定塔的内部的壳，内部至少被细分成石油精段以及沿着纵轴被设置在石油精段下方的单独的石油段，在所述石油精段内设置有多块第一传质塔板，其具体地相对于纵轴横向延伸或沿着塔横截面延伸，并且在石油段内设置有多块第二传质塔板，其具体地相对于纵轴横向延伸或沿着塔横截面延伸。在该石油洗涤塔内，首先裂化气流被引导通过石油段内的第二传质塔板，并随后通过在石油精段内的第一传质塔板，其中对第二传质塔板施加液态含烃洗涤介质(更具体地石油馏分)，以便在所述裂化气流与该第二洗涤介质之间产生传质，从而在石油段内石油馏分从裂化气流中分离出来，并且其中对第一传质塔板施加液态含烃第一洗涤介质(更具体地石油精馏分)，以便在裂化气流与该第一洗涤介质之间产生传质，从而在石油精段内石油精馏分从裂化气中分离出来，并且具体地从那里被抽出，这后一种馏分的沸程比该石油馏分的沸程低。
裂化气流在顶部从石油精段抽出，石油精馏分被回收到石油精段和/或塔的顶部，并且在那里被用作第一洗涤介质。被回收到顶部内的石油精馏分(被称为回流)优选在石油洗涤塔后面的水洗涤塔内从裂化气中冷凝出来，并且从水洗涤塔的底部通入石油精/水分离容器，从那里其特别是以无水的形式作为回流通入石油精段和/或石油洗涤塔的顶部。在启动装置的时候，在某些情况下要求外部石油精。
例如，以上指定类型的塔被用于生产烯烃(如乙烯或丙烯，例如)，用于包括这些烯烃并且由烃原料的热裂化产生的裂化气流的冷却和纯化。在此过程中，在蒸汽存在下，烃原料的长链烃热裂化成较短链烃(例如所需产物乙烯和/或丙烯)。这种过程被称为蒸汽裂化或烃的热解。
在组成和单个长链烃的混合物以及聚集态的方面，此处的烃原料可以差别很大。气体原料与液体原料均被裂化，其中液体原料通常具有更高的长链烃比例并且因此具有较高的沸点。考虑的这种液体原料包括：例如石脑油或气体冷凝物。典型的石脑油原料具有160℃与170℃之间的范围内的沸点，而气体冷凝物通常具有250℃以上的沸点。
为进行蒸汽裂化，烃原料(如石脑油，例如)被通入裂化炉的对流区，其中它被具体地预热到550℃至650℃，并被转化成气相。然后，将热工艺蒸汽加入到对流区内的含烃原料蒸汽。烃原料和水蒸汽的气体混合物从所述对流区通入裂化炉或热解炉的加热的裂化或热解管道。在这些加热的裂化管内，温度在800℃-850℃的范围内，并导致来自原料的长链烃离解成较短链的优选饱和的烃。在此，所添加的工艺蒸汽用于降低单个反应物的分压，并且还用于防止已经被裂化的短链烃的重新组合。在此，在裂化炉的裂化管中的停留时间通常在0.2秒与0.6秒之间。
具有大约850℃的温度的从裂化炉出现的大部分裂化气流由乙烷、其他烯烃(丙烯)与二烯组成，并且被快速冷却至大约400℃，以便防止高活性裂化产物的副反应。这样冷却后，首先将裂化气流供应到以上说明的石油洗涤塔。此塔的目的是进一步冷却所产生的裂化气流，并且在第一分馏步骤中，冷凝出由高沸程烃(例如石油馏分，或轻油馏分与重油馏分)和低沸程烃(例如石油精馏分)构成的馏分，并且从而从裂化气分离此馏分。为了特别地进一步利用装置中的裂化气的热，已分离出的石油馏分或轻油或重油馏分具有一定的最低温度，并且在所述装置内的其他工艺步骤中被用作热传递介质。
这种石油洗涤塔的最大问题是由于形成聚合物，单个传质塔板的结垢。该聚合物形成主要基于两种机制。
首先，冷凝组分包括单体(例如这些是不饱和烃，如环烷烃、茚或苯乙烯)。这些单体可以在特定条件下形成聚合物。这些条件可能包括适合于聚合的温度范围、单体以足够高浓度的存在、在内部的长停留时间以及锈的存在。这些影响被称为“结垢因素”。优选应防止所有这四种条件的发生。
其次，在向下的途中，作为第一洗涤介质被引入到石油精段的所述液态烃的主要部分通过所述石油精段蒸发。结果，液体的最小量以及因此的液体的最长停留时间在石油精段的下端的传质塔板或元件上。此外，随着回流增加，长链烃的蒸发增加，并且因此气态塔顶产物的温度也升高。
因此，在现有技术的石油洗涤塔中，常有聚合物形成以及石油精段的下部传质塔板移位的实例。在现有技术中，已经尝试通过在石油段中使用相对侧挡板并且在石油精段中使用相对大量的有效传质的传质塔板，例如以筛状塔板或者阀状塔板的形式，来防止这些结垢问题，总的结果是石油洗涤塔结构在纵轴方面不利的大高度。所述相对侧挡板与塔板是单流或多流塔板，更具体地是倾斜(或者水平)塔板，其沿石油洗涤塔的纵轴一块在另一块之上方设置，并且各自在塔横截面的一部分的上方延伸，一块在另一块上方的相邻相对侧挡板对被设置成相对于彼此偏移，从而使从上部塔板流下的液相撞击到下部塔板上。因此，在石油洗涤塔中向下的途中所述液相来回流动。
在此基础上，本发明所要解决的问题是提供纯化石油洗涤塔内的裂化气流的方法，该方法消除上述结垢风险。
通过具有权利要求1的特征的方法，解决了此问题。
相应地，规定被回收到石油精段的顶部并且在那里被用作所述第一洗涤介质的石油精馏分的物质的量与每单位时间被引入石油段的裂化气的物质的量的比率是在1:16至1:10，优选1:12至1:10的范围内。
如在开始已经阐明的，由于形成聚合物，在石油精段的下部，更具体地在石油洗涤塔内的石油精段的最下面的传质塔板上存在最大的污染或移位的风险。在现有技术中，已经尝试通过在石油精段(见上文)增加传质塔板(更具体地以筛状塔板或者阀状塔板的形式)的数目来消除这种情况，沿着纵轴的高度较大。然而，实验和研究已经证明，这种措施无法有效消除在石油精段内的所述聚合物形成。
与此相反，形成根据本发明的本方案的基础是这样的发现：在石油精段内不会发生可能的结垢，石油精段在传质塔板方面更加灵敏，而在石油段内，其传质塔板具有较低的结垢敏感性。
在这方面，已经显现根据本发明设定上述的石油洗涤塔的顶部的石油精回流与石油洗涤塔的底部的裂化气进料之间的摩尔比(kmol/h)是有利的，以防止下部的第一传质塔板变干和/或防止在石油精段内的不饱和烃的冷凝(例如特别是单体，如茚、环烷烃等)。
原则上，回收的石油精馏分的量保持必要的尽量小是有利的。过大的量提高石油洗涤塔的顶部产物的温度。在通过第一传质塔板向下的途中，长链烃蒸发。因此，现在富含这些蒸发的长链烃的裂化气混合物具有比没有这些蒸发的烃时更高的沸点，因此在最上部的第一传质塔板上的平衡温度升高。
然后，总之支持本发明的这一发现是：不饱和烃(例如单体，如茚、环烷烃等)的浓缩必定不会发生在石油精段内，并且达到顶部产物的目标温度的可能性与可以被施加到塔顶的石油精回流的量成反比。
此外，在本发明中，使用上述有效传质的第二传质塔板，其还将可聚合的不饱和烃与第一传质塔板(也称为石油精塔板)保持距离。
但是，增加在石油精段内的传质塔板的数目并不减少聚合问题。
在开始时所提到的筛状塔板是具有降液管的塔板，洗涤介质经由降液管到达位于下方的塔板，筛状塔板具有多条通道，裂化气通过通道流动并接触位于相应的筛状塔板上的洗涤介质。同样地，泡罩塔板可以具有降液管。此外，对于泡罩塔板，通道与顶部具有封盖的烟囱颈相接，具体地，烟囱颈伸进相应的分派的封盖内。阀状塔板同样地可以具有降液管。此外，对于阀状塔板，所述通道可以被阀门封闭，更具体地被可动以及固定阀瓣(flap)或封盖封闭，其被足够大的裂化气压迫使打开，使得裂化气从下向上通过通道流动。
此外，包括石油洗涤塔底部的石油段优选沿着纵轴延伸到石油精段，其从石油段(例如，通过所述烟囱式塔板)继续，石油精段的顶部形成石油洗涤塔的顶部，可以在冷却与纯化后从那里取出裂化气流。
优选地，石油洗涤塔的或石油洗涤塔壳的所述纵轴沿着垂直线延伸，相对于以预定方式设置并且准备运行的石油洗涤塔。石油洗涤塔的壳至少部分是圆柱形设计，在这种情况下，石油洗涤塔的纵轴与壳的圆柱轴线重合。
根据本发明的一个实施方案，可以规定从石油精段抽出的石油精馏分的一部分被回收到第一传质塔板之一(所谓的泵唧循环)，并且具体地，基于以预期的方式设置的石油洗涤塔，优选直接回收到下部第一传质塔板之一。
该下部第一传质塔板优选是第二最下部、第三最下部或第四最下部第一传质塔板。
此外，石油精馏分优选从将石油精段与石油段分隔的烟囱式塔板抽出，或者从将石油精段与石油段分隔的最下部第一传质塔板抽出。
在石油段的一个下部区域，优选地石油洗涤塔具有容纳裂化气流的入口，除非存在不被再细分的石油段或者是单个回路石油洗涤，石油洗涤塔优选被设计成使得供给的裂化气流在石油洗涤塔内通过在石油段内一块在另一块之上设置的第二传质塔板上升。
根据本发明的另一个实施方案，石油段被细分成轻油段和单独的重油段，重油段沿纵轴设置在轻油段的下方，其中，特别是轻油段和重油段通过烟囱式塔板彼此分隔。更特别地，重油段被用于裂化气流的处理，裂化气流已经由相对较重的液体原料(例如比石脑油重)的蒸汽裂化得到。换言之，然后第二段可以被设计成整体的石油段(见上文)，或者可以被细分成轻油段与重油段，其中，不是得到石油馏分，而是分别得到轻油馏分和重油馏分。
当存在重油段时，优选地，经由现在设置在重油段的下部区域内的石油洗涤塔入口，裂化气流通入塔，并且引导通过重油段内的第二传质塔板，随后通过轻油段内的第二传质塔板，其中对重油段内的第二传质塔板施加液态含烃第三洗涤介质，以便在被引导通过第二传质塔板的裂化气流与该第三洗涤介质之间发生传质，其中，优选从裂化气流中分离出较重烃，并且作为重油馏分在石油洗涤塔的底部收集。
此外，优选对轻油段内的第二传质塔板施加液态含烃第二洗涤介质，以便在被引导通过第二传质塔板的裂化气流与该第二洗涤介质之间发生传质。在这种情况下，相比于石油精段(见上文)，优选这主要是较高沸程烃类，和/或，相比于重油段，主要是从裂化气流中分离出的低沸程烃类，并且在轻油段内作为轻油馏分收集。在这方面，从轻油段抽出该轻油馏分(例如，从烟囱式塔板，其从重油段分隔轻油段)，冷却，并且在适当情况下通过除去含碳质颗粒纯化所述馏分，并且还将其至少部分地作为第二洗涤介质或作为第二洗涤介质的组分回收进轻油段内。
此外，从石油精段抽出的石油精馏分的一部分优选添加到从轻油段抽出的轻油馏分，并且将这种混合物作为第二洗涤介质回收到轻油段内，并且在其中将它再次引导到最上部的第二传质塔板(类似于没有重油段的石油段)上。
此外，优选地，将在石油洗涤塔的底部产生的重油馏分抽出，并且在冷却和任选地除去碳质颗粒之后，将其作为第三洗涤介质至少部分地回收到重油段内，并且再次将它引导到重油段的最上部的第二传质塔板上。
优选地，石油精段的长度不大于石油段的一半，石油段可以任选地具有轻油段和重油段(见上文)。
此外，根据本发明的一个实施方案，石油精段具有6-8块、更特别地7块第一传质塔板。在这种情况下，优选地，相邻的第一传质塔板沿纵轴彼此间的距离在500mm-900mm的范围内。
根据另一个实施方案，石油洗涤塔的石油段具有10-20块、更特别地16块第二传质塔板。其中，所述石油段被分为所述轻油段和该重油段，轻油段优选地具有6-12块、更特别地8块第二传质塔板，而重油段优选具有4-8块、更特别地8块第二传质塔板。
第二石油段、轻油段与重油段或者石油洗涤塔的相邻第二传质塔板优选沿纵轴具有600mm-900mm的范围内的距离。
为了将每种洗涤介质分配到所分派的第二传质塔板，根据本发明的一个实施方案，石油洗涤塔具有第一液体分配器，其被设置在石油段内，并且在其辅助下对第二传质塔板施加该第二洗涤介质。
根据本发明的一个示例性实施方案，通过第一液体分配器，该第二洗涤介质被引导到石油段的最上部的第二传质塔板的径流元件的边缘上，从而使该第二洗涤介质经由相应的边缘两侧的径流表面从相应的径流元件流走。
在石油段具有轻油段和重油段的情况下，所述第一液体分配器被设置在轻油段内，并且石油段的该最上部的第二传质塔板是轻油段的最上部的第二传质塔板。
第二液体分配器优选地被设置在重油段内，在第二液体分配器的辅助下，对重油段的第二传质塔板施加第三洗涤介质。在这种情况下，该第三洗涤介质通过第二液体分配器被引导到重油段的最上部的第二传质塔板的径流元件的边缘上，从而该第三洗涤介质经由相应的边缘两侧的径流表面从径流元件流走。
在每种情况下，第一和/或第二液体分配器优选各自具有多个切口，相应的洗涤介质通过它们被供应到相应的最上部的第二传质塔板的径流元件的边缘，切口各自被垂直地设置在所分派的径流元件的边缘上方。
石油段或轻油段和重油段的第二传质塔板优选被以一块在另一块之上方的方式设置，从而相邻的两块第二传质塔板的径流元件被设置成彼此具有相对偏移，从而从上部径流元件流下的相应的洗涤介质撞击到以偏移设置于其下方的下部径流元件的径流表面上。这有利地确保了液体的全部量在最上部的传质塔板上已经可用，相比之下，喷雾喷嘴通常30％-50％的液体最后在径流元件之间的间隙或通道，从而仅仅对下部的传质塔板有效。
优选地，液相和/或相应的洗涤介质通过第一和/或第二液体分配器完全被引导到径流元件上，更具体地引导到它们的边缘上。此外，当洗涤介质被喷雾(小液滴)时，不利地，通过相应的塔顶的液体流出物较多。
根据本发明的一个实施方案，第一和/或第二液体分布器具有多条纵向延伸的最终分配器通道，基本上在整个塔横截面上，其每条相对于纵轴横向或沿着塔横截面延伸，并且也相对于径流元件横向或它们相应的纵向长度的方向延伸。
所述最终分配器通道优选各自具有相对于纵轴横向且沿着塔横截面延伸的基部，以及两个从所述基部开始的侧壁纵向延伸，并且彼此相对，所述侧壁各自具有上凸缘，具有在两个上凸缘的被设计成空缺形式的切口，具体是矩形空缺。此外，在端部，最终分配器通道优选各由另外的侧壁包围。侧壁的凸缘的所述空缺或切口特别地各自具有下边缘，液相或相应的洗涤介质经由下边缘从相应的最终分配器通道流到径流元件的下面边缘上，其中该下边缘沿着石油洗涤塔的纵轴与所讨论的最终分配器通道的相应的基部具有一定距离，这意味着在理论上相应的最终分配器通道能够收集污垢直到切口的所述下边缘，其中，利用相应的最终分配器通道，仍然始终可以将要被分配的液相经由切口和/或空缺以确定的方式供应到所分派的第二传质塔板。
此外，第一和/或第二液体分布器具有至少两条纵向延伸的初级分配器通道，其彼此平行设置，并且沿着塔壳的纵轴在最终分配器通道的上方，利用初级分配器通，将液相(石油馏分或轻油或重油馏分)供应到最终分配器通道，其中，所述初级分配器通道特别地相对于纵轴横向或沿着所述塔横截面延伸。初级分配器通道优选地相对于最终分配器通道横向延伸。初级分配器通道可以经由至少一个补偿通道彼此流动连接，从而使得可以通过至少一个补偿通道补偿初级分配器通道内的液相的水平的任何差异。
此外，初级分配器通道也优选各自具有相对于纵轴横向或沿着塔横截面延伸的基部，并且从所述基部开始的两个侧壁纵向延伸并且彼此相对，其中所述侧壁各自具有上凸缘，其中空缺形式的切口，具体是矩形空缺，被设计在这些凸缘上，液相能够分别经由所述切口传递到一条分派的最终分配器通道内。初级分配器通道内的这些切口优选各自被垂直设置在分派的最终分配器通道的上方。在此，同样地，在凸缘上的空缺或切口各自具有下边缘，液相经由下边缘从相应的初级分配器通道引导到下面的最终分配器通道内，其中，该下边缘沿着塔壳的纵轴与所讨论的初级分配器通道的相应基部有距离，从而相应的初级分配器通道能够收集污垢高达其切口的所述下边缘，同时通过切口或空缺仍然能够把要分配的液相供应到相应分派的最终分配器通道上。此外，初级分配器通道各自在端部被另一个侧壁包围。
优选地，所述初级分配器通道各自通过相应的至少一根、优选通过两根进料管被填充液相，即，石油馏分或轻油或重油馏分，其中这些进料管至少沿着所述塔的壳的纵轴部分地进行延伸，因此，通过它液相从相应的进料管道输送的相应进料管的切口沿着纵轴面对被供给的初级分配器通道的相应基部。在它们相应的切口的区域内，所述进料管各自优选地被设置在彼此平行延伸的两块防溅板之间，每块这样的板在相应初级分配器通道的分派的侧壁上固定就位。此外，在它们的侧壁朝外的外侧，在相应的初级分配器通道切口的两侧上，初级分配器通道具有挡板，挡板优选从相应的侧壁垂直地伸出，通过下部自由端区域，每个伸进设置在相应切口下方的最终分配器通道内。挡板被设计成从初级分配器通道的切口引导液相流，从而所述流最终尽可能完全地处于所分派的最终分配器通道内。
因此，在上述的实施方案中，优选地初级分配器和最终分配器通道被设计成向上开口的通道(通道向下由所述基部包围，在两侧由所述侧壁包围，并且在端部被其他侧壁包围)。所述通道因此也分别被称为初级分配器和最终分配器槽。
石油段或轻油段和重油段的第二传质塔板具有可以形成液相(如石油馏分)的多重帘(curtain)的有利的效果，即，通过从径流表面流下的液相，以及，如果可能的话，在径流表面上产生两相层的附加效果，这有助于高效率。在这方面，在试验中已经显现，本发明的传质塔板，也称为级联塔板，与穿流塔板(这些是无降液管但具有较大通道开口的塔板，例如直径在20mm-40mm的范围内，其中气相与液相逆流流动)相当。试验还已经表明，本发明的所述级联塔板或第二传质塔板在容量方面优于单流相对侧挡板(single-flow side-to-side baffle)。
由于它们的结构，有利地，本发明的第二传质塔板不易结垢，例如不存在可能迅速被堵塞的任何小面积开口。根据测试，效率比较高，大约是单流或双流相对侧挡板的两倍高。此外，它们的容量超过了相对侧挡板的容量。由于有角径流元件(angular runoffelement)，本发明的传质塔板还具有比较高的结构强度。
在有角型材形式的径流元件(尤其是有等臂的那些)的情况下，径流元件具有两个臂，其沿着设置在其上的液体分配器的方向上的纵轴成角度会聚，并且相遇，形成沿着塔横截面或相对于纵轴横向延伸的边缘。然后，相应的径流元件或有角型材的径流表面由臂的向上翻转的顶面形成(即，面对液体分配器的那些)。所述臂或径流表面优选包括在80°-100°范围内的角度，更具体地90°的角度。另外，径流表面的相对于它们的纵向长度横向的方向的宽度优选在40mm-150mm的范围内，优选100mm。
径流元件或它们的径流表面(或所述臂)优选是纵向设计，这意味着在其纵向长度的方向上，它们具有的长度大于它们相对于该方向横向方向的长度，并且优选在整个塔横截面上延伸，即，从壳的一个内部区域到石油洗涤塔的壳的相对侧内部区域。这些径流元件可以由多个片段组成，每个本身被设计为径流元件，并且在纵向长度的方向上被并排地设置。两个这样的片段之间存在(并且中断复合径流元件的径流表面)的间隙可以通过封盖元件隐藏，其抵靠相应片段的两个径流表面片段，产生均匀径流元件的整体印象，具体地其基本上沿着整个塔横截面从石油洗涤塔的壳的一个内部区域向石油洗涤塔的壳的相对侧内部区域延伸。
优选地，第二传质塔板在整个塔截面相对于纵轴横向延伸，彼此平行地延伸的径流元件优选地在相对于它们的纵向长度横向的方向上彼此等距离地设置，意味着相邻径流元件对限定传质塔板上的细长通道或孔，气相(例如裂化气流)通过它能够在塔内沿着塔壳的纵轴上升。在此，第二传质塔板的相邻径流元件优选具有在150mm-300mm范围内的边缘间距离。但是，还有可能这个距离具有与此偏离的值。每个所述距离的尺寸是这样的，使得从径流元件流下的液相撞击到设置在它们下方的径流元件上。
优选地，第二传质塔板以一块在另一块之上这样的方式布置，使得两块相邻的第二传质塔板的径流元件彼此具有偏移地设置，在每种情况下，下部第二传质塔板的径流元件沿着纵轴被设置在通道的下方中央，例如通道由上部第二传质塔板的两个相邻的径流元件所限定。
更优选的是，所述第二传质塔板具有支撑环，通过它相应的第二传质塔板被固定到位，特别是在壳上，支撑环优选沿所述塔横截面围绕石油洗涤塔的壳的内部。在每种情况下，这种情况下的径流元件优选通过第一端部区域以及相对的第二端部区域位于支撑环上。在这种设置中，端部区域之一通过固定轴承、另一端部区域通过滑动轴承安装在支撑环上。在一个径流元件包括多个片段的情况下，每个片段优选有一个固定轴承；所讨论的片段的其他轴承优选是滑动轴承。
此外，传质元件可以由一个、两个或多个承载件(更具体地，异型承载件)支撑，其彼此平行地延伸，并且沿着所述塔横截面延伸，这些承载件相对于径流元件横向延伸，并且作为其上有径流元件和/或它们的组件(见上文)的部件。端部区域相对，该承载件优选各自啮合在支撑环的下方，并且各自在一侧上经由设置在支撑环下方的滑动轴承，并且在另一侧上经由设置在支撑环下方的固定轴承连接到壳。
通过附图，本发明的其他细节与优点将通过示例性实施方案的以下附图描述变得显而易见。
图1显示现有技术的石油洗涤塔的示意性剖视图。
图2显示用于实施本发明方法的石油洗涤塔的示意性剖视图。
图3显示图2的细节；
图4显示图3的细节IV；
图5显示根据图4的细节的平面图；
图6显示沿图5中的VI-VI线的局部剖视图；
图7显示本发明的径流元件的固定轴承的细节视图；
图8显示根据图3的细节VIII的选定剖视图。
图9显示本发明的传质塔板(下部)以及用于将液相施加到传质塔板的液体分配器(上部)的平面图；
图10显示沿着液体分配器的补偿通道的图9的X方向的细节视图，其将液体分配器的两条初级分配器通道彼此连接；
图11显示沿着具有矩形空缺形式的切口的最终分配器通道的图9的XI方向的选定视图，其被沿着最终分配器通道的侧壁的一条凸缘设计；
图12显示沿着具有矩形空缺形式的切口的初级分配器通道的图9的XII方向的选定视图，其被沿着初级分配器通道的侧壁的一条凸缘设计；
图13显示根据图9-12的液体分配器的初级分配器通道的进料管的选定的局部剖视图；
图14显示根据图9-13的液体分配器的初级分配器通道的进料管的选定的另一幅局部剖视图；
图15到17分别显示筛状、泡罩与阀状塔板的示意性剖视图。
图1显示现有技术的石油洗涤塔2。石油洗涤塔2具有上部石油精段20和下部石油段21；由烃原料(例如石脑油)的蒸汽裂解产生的裂化气流S(见上文)被送入石油段21的下部区域。在石油段21内，对裂化气流S逆流施加液态含烃第二洗涤介质W'，它在石油段21内被施加到单流相对侧挡板17形式的第二传质塔板。因此，高沸烃从裂化气流S中分离出来，并且在底部12作为石油馏分F'收集。在石油精段20内，裂化气流S通过筛状塔板或阀状塔板15形式的第一传质塔板与第一洗涤介质W接触，向其施加液态含烃第一洗涤介质W，以便从裂化气流S中分离出相对低沸的石油精馏分F。
通过基于根据图2的石油洗涤塔1的实例说明的本发明的方法本身被设计成使得在根据图1的石油洗涤塔2的下部第一传质塔板15a上的结垢被消除。
详细而言，根据图2的石油洗涤塔1具有基本上是圆柱形的壳10，其沿着与垂直线重合的纵轴L延伸，并且其限定石油洗涤塔1的内部I，其沿着纵轴L被细分为包括石油洗涤塔1的顶部11的石油精段20以及设置在它下方并且包括石油洗涤塔1的底部12的石油段21，所述段21能够被细分为轻油段21a与设置在其下的重油段21b。在此，石油精段20通过烟囱式塔板14与石油段21或轻油段21a分隔，并且轻油段21a通过烟囱式塔板14与重油段21b分隔。
预冷的裂化气流S在例如大约400℃-600℃之间的温度下被供给到石油洗涤塔1的重油段21b的基部区域。石油洗涤塔1的重油段21b具有多块第二传质塔板100，其沿着纵轴L一块在另一块之上方设置，并且在图3至9中显示。如上所述，相邻的第二传质塔板100各自被设计成使得每块下部第二传质塔板100的径流元件101被对中设置于设置在它上方的第二个传质塔板100上的通道或孔的下方。
裂化气S沿着塔1的壳10的纵轴L从底部到顶部流过石油洗涤塔1的整个内部；在重油段21b内，液态含烃第三洗涤介质W”通过第二液体分配器300被引导到第二传质塔板100上，其在图9-14中显示，并且其沿纵轴L被设置在第二传质塔板100的上方。相应地，第三洗涤介质W”在重油段21b内向下流动，并且通过第二传质塔板100与上升的裂化气流S剧烈接触。结果，最重的烃馏分从裂化气流S中分离出来，并且这些烃作为液态重油馏分F'在石油洗涤塔1的底部12收集。重油馏分F”作为第三洗涤介质W”从这里抽出、冷却并且至少部分地回收进重油段21b，并且再次通过第二液体分配器300被引导到最上部的第二传质塔板100上或者裂化气相S上。
贫重油馏分的裂化气流S从重油段21b经由烟囱式塔板14通入石油洗涤塔1的轻油段21a。在此，裂化气相S继续向上上升，类似地穿过第二传质塔板100，其经由轻油段21a的第一液体分配器200(见图9-14)逆流施加液态含烃第二洗涤介质W'，导致从气相S分离出来的相应的低沸烃作为液态轻油馏分在轻油段21a内收集，更特别是在烟囱式塔板14上。从那里，该轻油馏分可以直接地，任选地通过径流，通入重油段21b的第二液体分配器300的初级分配器通道210内。此外，所述轻油馏分F'从轻油段21a抽出、冷却并且与从石油精段20抽出的石油精馏分F混合，并且经由所述第一液体分配器200作为第二洗涤介质W'被回收进轻油段21a。
最后，贫轻油馏分F'的裂化气流S从轻油段21a经由烟囱式塔板13通入石油洗涤塔1的石油精段20内，其中裂化气流S经由筛状、泡罩或阀状塔板(参见图15-17)形式的第一传质塔板16a、16b、16c通入塔1的顶部11，其从那里被抽出。在石油精段20内，裂化气流S与液态含烃第一洗涤介质W接触，其被引导到第一传质塔板16a、16b、16c上，其结果是低沸烃从裂化气流S分离出，并且作为石油精馏分F在石油精段20内收集。石油精馏分F从石油精段20抽出，并且部分地与从轻油段21a抽出的轻油馏分F'混合，并且作为第二洗涤介质W'被回收到轻油段21a内(见上文)。此外，石油精馏分F的一部分可以被回收到下部第一传质塔板之一(所谓的泵唧循环)，例如从底部起第二最下部第一传质塔板16b，以增加下部第一传质塔板16a与16b上的循环，从而消除下部第一传质塔板16a与16b的移位，由于形成聚合物，下部第一传质塔板16a与16b而特别容易结垢(见上文)。
此外，根据本发明，石油精的馏分F作为洗涤介质W或作为洗涤介质W的组分被回收到石油洗涤塔1的或石油精段20的顶部11，此石油精回流(kmol/h)与供应到石油段21或重油段21b的裂化气S(kmol/h)的物质的量之间的比率在1:16与1:10之间。回收到顶部11的石油精馏分(被称为回流)优选地来自石油洗涤塔1下游的水洗涤塔，并且经由所述水洗涤塔的底部通入石油精/水分离器，从那里其优选地以无水的形式作为回流被施加到石油洗涤塔1的顶部11。当装置启动时，外部石油精可以被额外地施加到石油洗涤塔1的顶部11(见上文)。
沿着纵轴L，石油洗涤塔1的石油精段20优选具有长度A，其比石油段21的长度A'小，优选小于石油段21的长度A'的一半。
当通过诸如石脑油或轻质原料的原料的蒸汽裂化产生裂化气S时，可以省略重油段21b。在这种情况下，石油馏分F'从石油段21的底部12抽出，并且以与示例性实施方案中的轻油馏分F'同样的方式处理。
图3-9详细地显示第二传质塔板100。一般而言，这些类型的传质塔板100可以有利地被用于塔的任何地方，其中由于其间要发生传质的液相或气相，具有高结垢风险。
根据图9，第二传质塔板100具有多个纵向延伸的径流元件101，其被定向成彼此平行，并且在相同的高度平行于塔横截面Q而延伸，塔横截面Q相对于纵轴L垂直延伸(基于壳10的纵轴L)。在此，相邻的径流元件101彼此被等距离地隔开，并且相对于它们的纵向长度的方向横向，从而在各对径流元件101之间形成通道或孔，气相S通过它能够在石油洗涤塔1的内部上升。
根据图4-7以及图9，径流元件101各自具有第一臂102和第二臂103，其被成角度地彼此连接以形成边缘104，从而径流元件101形成等臂有角型材101。径流元件101的相应边缘104同样是纵向延伸的设计，并且平行于塔横截面Q延伸。此外，径流元件101的臂102与103沿纵轴L向上彼此会聚，这意味着径流元件101的两条臂102与103各自限定面向上的径流表面102a与103a，其每个都从相应的径流元件101的边缘104开始向下倾斜。相应地，如果相应的液态洗涤介质W与W'被第一液体分配器200或第二液体分配器300引导到径流元件101的相应的边缘104上，它经由相应的边缘104两侧的径流表面102a与103a向下流，从而形成所讨论的洗涤介质W'与W”的两种帘。
根据图8，多块本发明的第二传质塔板100沿纵轴L一块在另一块之上方设置，相邻的第二传质塔板100的径流元件101沿塔横截面Q被设置成彼此相对偏移，因此从第二传质塔板100的相应的径流元件101的径流表面102a与103a流下的液相W'与W”被引导到设置在这个径流元件101下方的下部第二传质塔板100的两个径流元件101上。在此，下部第二传质塔板100的径流元件101在每种情况下沿着塔横截面Q设置，优选在每种情况下位于中心，在位于其上方的第二传质塔板100的两个径流元件101之间。本发明的第二传质塔板100因此也被称为级联塔板。
根据图4-7，具有彼此相对的端部区域101d(参照图7)，第二传质塔板100的径流元件101位于所分配的循环的支撑环110上，其在石油洗涤塔1的壳10的内部固定就位。在此，在每种情况下，一个端部区域101d通过固定轴承，而另一个通过滑动轴承安装在支撑环110上。
径流元件101可以全面地在塔横截面Q上方延伸，从石油洗涤塔1的壳10的一个内部区域到石油洗涤塔1的壳10的相对的内部区域。然而，也可能径流元件101由多个片段101a与101b构成(参照图5)，其在径流元件101的纵向长度方向上相继设置。在这种情况下，相邻片段101a与101b之间的间隙可以被封盖101c覆盖。在这种情况下，这样的片段101a与101b通过它们的自由端区域位于支撑环110和/或承载件112上，具体是异型承载件112，其相对于径流元件101横向延伸。任选地，可以提供多个这样的承载件112，在这种情况下其彼此平行地延伸。然后，片段101a、101b的一个端部区域经由固定轴承，而另一个端部区域经由滑动轴承分别安装在支撑环110或承载件112上。
当其存在时，承载件112各自通过在支撑环110下的一个自由端区域113啮合，所述区域位于轴承111上，其在壳10的内部的相应的支撑环110下固定就位。相应的承载件112的这些端部区域113具有容纳所分派的支撑环110的空缺，因此相应的支撑环110与相应的承载件112一起形成基本上无级表面112a，径流元件101可以位于其上(参照图4)。在承载件112的情况下，在每种情况下，类似地优选一个端部区域113经由滑动轴承111形式的轴承111(参照图4)被安装在壳10上，而另一个端部区域113通过固定轴承安装(参照图3)。
此外，根据图9，第二传质塔板100各自可以在最外侧径流元件101侧具有封盖元件115，其目的是把所述径流元件101与封盖元件115之间的通道划定到所设想的宽度。
根据图2和图9-14，为了对一块在另一块之上方设置的第二传质塔板100施加相应的液态洗涤介质W'与W”，设置第一液体分配器200和/或第二液体分配器300。这些分配器各自具有多条向上开口的末端分配器通道202，其横截面是箱形的，其被设置在沿着石油洗涤塔1的纵轴L的相应的分派的第二传质塔板100的上方，并且其沿着所述塔横截面Q并且还相对于径流元件101横向延伸。
纵向延伸的最终分配器通道202各自具有平行于塔横截面Q延伸的基部203，以及两个侧壁204，所述侧壁204从所述基部203开始，并且每个具有上凸缘205(参见图11)，切口201沿其以矩形空缺的形式设计，其各自沿着相应的塔1、3、4的纵轴L在分配到相应的切口201的径流元件101的边缘104上方垂直设置。为将液相W'与W”分配到径流元件101上，然后最终分配器通道202填充液相W'与W”，使得它穿过单个切口201的平行于相应的塔板203延伸的下边缘206，并下落到所述边缘104上，并且还通过级联径流元件101向下分配(参照图8)，从而形成液相W'与W”的多个帘，通过它用于处理的气相(例如裂化气)S被强制逆流，从而引起相W'和W”与S之间的剧烈的传质和/或能量转移。
根据图10，为了给最终分配器通道填充液相W'与W”，提供两条初级分配器通道210，它们彼此平行并且沿着纵轴L被设置在最终分配器通道202上方，所述通道210类似地被设计成向上开口，并且横截面为箱形。初级分配器通道210类似地沿着塔横截面Q，优选以最终分配器通道202同样的方式在整个塔横截面上方延伸，亦即，从相应的塔1、3、4的壳10的一个内部区域到壳10的相对的内部区域。此外，初级分配器通道210相对于最终分配器通道202横向延伸。
类似地，初级分配器通道210各自具有平行于塔横截面Q而延伸的基部211，以及两个侧壁212，其从所述基部211开始并且各自具有上凸缘213，在那里切口214以矩形空缺的形式被设计，通过它液相W'与W”可以在每种情况下被传递到一条分派的最终分配器通道202内。为此，沿着相应的塔1、3、4的壳10的纵轴L，初级分配器通道210的切口214各自依次被垂直设置在分派的最终分配器通道202(参见图12、13与14)上方。
根据图13与14，相应地，经由至少一根进料管220，优选地经由两根进料管220，用液相F填充所述初级分配器通道210，所述管道220至少部分地沿着相应的塔1、3、4的壳10的纵轴L延伸；相应的进料管220的切口221沿着所述纵轴L朝向被供给的初级分配器通道210的相应的基部211，通过切口221，液相W'与W”从相应的进料管220流入所分派的初级分配器通道210内。所述进料管220各自被设置在两块防溅板222之间，其彼此平行延伸，并且在两侧处于相应的进料管220的出口221的侧翼，并且各自在所讨论的初级分配器通道210的所分派的侧壁212上固定就位。
此外，在其侧壁212的向外的外侧，在相应的初级分配器通道210的切口214的两侧，初级分配器通道210具有挡板216，这些挡板216从相应的侧壁212垂直地伸出，并且通过下部自由端区域，其各自伸进设置在相应的切口214下方的最终分配器通道202内。挡板216用于引导液相W'与W”从初级分配器通道210的切口214流入所分派的最终分配器通道202内。
为了使在两条初级分配器通道210内的液相W'与W”总是在同一水平，根据图9与10，两条初级分配器通道210可以经由至少一条补偿通道215连接，其在两条初级分配器通道210之间延伸，特别相对于它们横向地延伸。
石油洗涤塔1的石油精段20的上述第一传质塔板16a、16b、16c被示意性地以剖视图显示在图15-17中。根据图15，筛状塔板16是具有降液管162的塔板，洗涤介质W通过它们传递到位于下面的塔板上。这些筛状塔板具有多条通道161，裂化气S流过它们，并且与位于相应的筛状塔板16上的洗涤介质W接触。
在第一传质塔板是泡罩塔板16形式的情况下，根据图16，再次设置降液管162。此外，在泡罩塔板16的情况下，所述通道161与烟囱颈164相接，用封盖163封顶，并且具体地烟囱颈164伸入相应分派的封盖163内。
根据图17，阀状塔板16可以类似地具有降液管162。此外，在阀状塔板16的情况下，所述通道161可以被阀165关闭，更具体地被阀瓣关闭，
以防止倾泻而下。如果裂化气压力是足够的，则阀门被迫使打开，使得裂化气S从底部流过阀状塔板的通道161到达顶部。除了可动阀门，也可以使用固定阀门，亦即，具有促进作用的固定阀盖。
参考符号表

Claims (24)

1.纯化石油洗涤塔中的裂化气流(S)的方法，所述石油洗涤塔具有沿着纵轴(L)延伸并且包围所述塔(1)的内部(I)的壳(10)，所述内部(I)被细分为石油精段(20)和石油段(21)，石油段(21)沿着纵轴(L)被设置在石油精段(20)下方，其中裂化气流(S)通过一块在另一块之上设置的第二传质塔板(100)被送入石油段(21)并且沿着纵轴(L)从石油段(21)的底部到顶部，对第二传质塔板(100)施加相对于裂化气流(S)逆流的液态含烃第二洗涤介质(W')，以便从裂化气流(S)分离出石油馏分(F')，其中第二传质塔板(100)各自具有彼此平行延伸并且具有距离的多个径流元件(101)，所述径流元件(101)各自具有第一和第二径流表面(102a，103a)，第二洗涤介质(W')沿着所述第一和第二径流表面(102a，103a)向下流动，并且所述第一和第二径流表面(102a，103a)沿着纵轴(L)朝向石油精段汇聚并且相遇，通过这样做，形成相对于纵轴(L)横向延伸的边缘(104)，其中在穿过石油段(21)的第二传质塔板(100)之后，裂化气流通入石油精段(20)，然后沿着纵轴(L)从底部穿过石油精段(20)的第一传质塔板(16a、16b、16c)到顶部，这些塔板一块在另一块之上设置，并且采用筛状塔板、鼓泡塔板和/或阀状塔板的形式，并且与裂化气流(S)逆流地被供应液态含烃第一洗涤介质(W)，以便从裂化气流(S)除去石油精馏分(F)，其中从石油精段(20)的顶部(11)抽出裂化气流(S)，其中从石油精段(20)抽出石油精馏分(F)，并且其中石油精馏分(F)作为第一洗涤介质(W)被回收到石油精段(20)的顶部(11)内，
其特征在于，
单位时间内被回收到石油精段(20)的石油精馏分(W)的物质的量与单位时间内被引导入石油段(21)的裂化气流(S)的物质的量的比率在1:16至1:10的范围内。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于单位时间内被回收到石油精段(20)的石油精馏分(W)的物质的量与单位时间内被引导入石油段(21)的裂化气流(S)的物质的量的比率在1:12至1:10的范围内。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于从石油精段(20)抽出的石油精馏分(F)的一部分被回收到第一传质塔板(16b，16c)之一上。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于从石油精段(20)抽出的石油精馏分(F)的一部分被回收到下部第一传质塔板(16b，16c)之一上。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述径流元件(101)为角型材形式。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于该第一传质塔板是第二最下部(16b)、第三最下部(16c)或第四最下部第一传质塔板。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于石油精馏分(F)从烟囱式塔板(13)抽出，或从将石油精段(20)与石油段(21)分隔的最下部第一传质塔板抽出。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于石油段(21)被细分成轻油段(21a)和重油段(21b)，重油段(21b)沿着纵轴(L)被设置在轻油段(21a)下方，在这些段中的任意一个都设置有多块第二传质塔板(100)，并且其中裂化气流(S)被引导通过重油段(21b)的第二传质塔板(100)，随后通过轻油段(21a)的第二传质塔板(100)，其中对重油段(21b)内的第二传质塔板(100)施加液态含烃第三洗涤介质(W”)，以便将重油馏分(F”)从裂化气流(S)中分离出来，并且其中对轻油段(21a)中的第二传质塔板(100)施加液态含烃第二洗涤介质(W')，以便将轻油馏分(F')从裂化气流(S)中分离出。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于轻油段(21a)通过烟囱式塔板(14)与重油段(21b)分隔。
10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于石油精段(20)具有6至8块第一传质塔板(16a、16b、16c)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于相邻的第一传质塔板沿纵轴(L)彼此间的距离在500mm-900mm的范围内。
12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述石油段(21)具有10至20块第二传质塔板(100)。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于轻油段(21a)具有6至12块第二传质塔板(100)。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于重油段(21b)具有4至8块第二传质塔板(100)。
15.如权利要求8所述的方法，其特征在于石油洗涤塔(1)具有第一液体分配器(200)，其被设置在石油段(21)内，并且第二传质塔板(100)通过它被施加第二洗涤介质(W')，其中第一液体分配器(200)将该第二洗涤介质(W')引导到石油段(21)的最上部第二传质塔板(100)的径流元件(101)的边缘(104)上，从而该第二洗涤介质(W')经由相应边缘(104)两侧的径流表面(102a、103a)从相应的径流元件(101)流下。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于第一液体分配器(200)被设置在轻油段(21a)内，并且该最上部第二传质塔板(100)是轻油段(21a)的最上部第二传质塔板(100)。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于第二液体分配器(300)被设置在重油段(21b)内，通过该第二液体分配器(300)，对重油段(21b)的第二传质塔板(100)施加该第三洗涤介质(W”)，并且其中第二液体分配器(300)将该第三洗涤介质(W”)引导到重油段(21b)的最上部第二传质塔板(100)的径流元件(101)的边缘(104)上，从而该第三洗涤介质(W”)经由相应的边缘(104)两侧的径流表面(102a，103a)从相应的径流元件(101)流下。
18.如权利要求15或17所述的方法，其特征在于第一和/或第二液体分配器(200、300)各自具有多个切口(201)，通过所述切口(201)，相应的洗涤介质(W'、W”)被引导到相应的最上部第二传质塔板(100)的径流元件(101)的边缘(104)上，其中，切口(201)各自在所分派的径流元件(101)的边缘(104)上方被垂直设置。
19.如权利要求15或17所述的方法，其特征在于第一和/或第二液体分配器(200、300)各自具有多条最终分配器通道(202)，其每个沿着所述塔横截面(Q)并且还相对于径流元件(101)横向延伸。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于最终分配器通道(202)各具有相对于纵轴(L)横向延伸的基部(203)，以及从所述基部(203)开始的两个侧壁(204)，其中所述侧壁(204)各自具有上凸缘(205)，并且其中切口(201)在两个上凸缘(205)被设计成空缺的形式。
21.如权利要求17所述的方法，其特征在于第一和/或第二液体分配器(200、300)具有至少两条初级分配器通道(210)，它们彼此平行，沿着所述纵轴(L)被设置在最终分配器通道(202)上方，并且通过它用相应的洗涤介质(W'、W”)填充最终分配器通道(202)。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于初级分配器通道(210)沿着塔横截面(Q)延伸，并且其中初级分配器通道(210)相对于最终分配器通道(202)横向延伸。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于初级分配器通道(210)各自具有相对于所述纵轴(L)横向延伸的基部(211)，以及从所述基部(211)开始的两个侧壁(212)，其中，所述侧壁(212)各具有上凸缘(213)，切口(214)在此以空缺的形式被设计，经由切口(214)相应的洗涤介质(W'、W”)被引导到一条分派的最终分配器通道(202)内。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于在每种情况下，初级分配器通道(210)的这些切口(214)在分派的最终分配器通道(202)上方被垂直设置，其中初级分配器通道(210)经由至少一条补偿通道(215)彼此连接。
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