CN106244189A - 含灰高温油气洗涤分离装置及洗涤分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种含灰高温油气洗涤分离装置及洗涤分离方法，包括洗涤塔，洗涤塔的侧壁上连接有洗涤气导入管；其特征在于洗涤塔的下部为洗涤区，洗涤塔的中部为冷却区，洗涤塔的上部为油气分离区；洗涤塔的塔顶出口连接有轻油气排出管线，轻油气排出管线连接冷凝分离器的入口，冷凝分离器的液相出口同时连接轻油循环管线和轻油回收管线；轻油循环管线的出口连接第一喷淋装置；洗涤塔的塔底出口通过重油循环管线连接第二喷淋装置；重油循环管线上设有冷却器、重油过滤器和油泵；第一喷淋装置和第二喷淋装置设置在冷却区内，第一喷淋装置位于第二喷淋装置的上方；导入管伸入到洗涤区的下部；除沫区内设有除沫器。

Description

含灰高温油气洗涤分离装置及洗涤分离方法
技术领域
本发明涉及到化工产品的后处理，具体指一种高温焦油气洗涤分离装置及洗涤分离方法。
背景技术
对于一些化工装置，例如煤加氢热解，其产物为同时含有煤灰的高温油气；目前这类混合物的分离是一个难题。
在当前的高温煤焦油气混合物分离技术中，目前主要都是通过增加各种溶剂进行分离，但由于溶剂的加入既增加了设备中的副反应，又增加了分离的难度及费用，且带来设备的腐蚀问题，同时由于高温煤焦油气含灰量大，容易使设备造成堵塞。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种分离效果好、节能降耗且不会造成设备堵塞的含灰高温油气洗涤分离装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种分离效果好、节能降耗且不会造成设备堵塞的含灰高温油气洗涤分离方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该含灰高温油气洗涤分离装置，包括洗涤塔，所述洗涤塔的侧壁上连接有洗涤气导入管；
其特征在于所述洗涤塔的下部为洗涤区，洗涤塔的中部为冷却区，洗涤塔的上部为油气分离区；
所述洗涤塔的塔顶出口连接有轻油气排出管线，所述轻油气排出管线连接冷凝分离器的入口，所述冷凝分离器的液相出口同时连接轻油循环管线和轻油回收管线；所述轻油循环管线的出口连接第一喷淋装置；
所述洗涤塔的塔底出口通过重油循环管线连接第二喷淋装置；所述重油循环管线上设有冷却器、重油过滤器和油泵；所述第二喷淋管线上设有用于排放重油的旁路；所述旁路位于所述过滤器的下游；
所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置设置在所述冷却区内，所述第一喷淋装置位于所述第二喷淋装置的上方；
所述导入管伸入到所述洗涤区的下部；
所述除沫区内设有除沫器。
为方便控制轻油组成，可以在所述洗涤塔的顶部设有温度计，所述轻油循环管线上设有调节阀；
所述温度计、调节阀均连接控制模块。
为进一步提高洗涤分离效果，避免混合气进入洗涤液时假液位和液泛的出现，防止设备震动，所述导入管可以包括用于连接待洗涤混合气的导管，所述导管位于所述洗涤区内的部分管路外套设有套管，所述套管的下端口低于所述导管的下端口；所述套管的上端口容置在封头内；所述封头连接在所述导管的外周壁上，并且所述封头的下端口的直径大于所述套管的直径；所述封头不连接所述套管；
所述导管与所述套管之间的间隙形成上升通道。
所述导管的下端口的端缘为锯齿形。通过锯齿破碎待洗涤气流中夹带的气泡，避免洗涤液产生“假沸腾”现象，提高液位测量精度。
作为改进，还可以在所述上升通道内间隔设有多块筋板，各所述筋板的厚度均小于所述上升通道的宽度。筋板的设计能够破碎净化气内的气泡，避免气液夹带，增加气液分离效果。
较好的，所述筋板有两组，分别设置在靠近所述导管的第一端口的位置和靠近所述上升通道的第二端口的位置。
为进一步避免导管和套管的震动，还可以在所述套管与所述塔的内壁之间、所述封头与所述塔的内壁之间均连接有支撑板。
所述塔的底部可以为锥形结构，以有效阻止含渣重油在装置底部堆积，进一步降低装置堵塞的几率，并方便含渣重油的排放，可以在所述排油管道上设有重油液位调节阀；
所述洗涤区内设有液位计；
所述重油液位调节阀和所述液位计均连接控制模块。
使用上述含灰高温油气洗涤分离装置的洗涤分离方法，其特征在于包括下述步骤：
温度为500℃～600℃，压力为3.0～3.5MPaG的含灰高温油气以2500～3500Nm3/h的速度通过导管22进入洗涤塔底重油液面下部，在塔底重油中鼓泡洗涤后，脱除部分重油和灰，其余的油气经由上升通道上升至油气冷却区；
上行的油气在冷却区内被温度为180～250℃的重油和30～50℃轻油依次喷淋降温；重组分被冷凝成重油回落至塔底；
所述洗涤塔的塔底液位的控制由所述控制模块控制根据所述液位计的检测数据来调节所述重油液位调节阀的开度；当液位过高时，增加调节阀开度，送下游流量增加；液位过低时，减少调节阀开度，送下游流量减少。
与现有技术相比，本装置结构简单，利用油气在洗涤冷却塔底重油内的鼓泡方式，脱除油气携带的煤灰；利用循环重油及轻油喷淋直接冷却洗涤高温油气，避免间接冷却时，出现换热管结垢或堵塞问题；并且采用重油、轻油分级喷淋降温，有利于塔的操作，有利于提高塔内换热传质效率，减少设备尺寸；本装置可以通过调整轻油循环流量控制出口油气温度。
附图说明
图1为本发明实施例装配结构的剖视示意图；
图2为本发明实施例中导入管的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1和图2所示，该含灰高温油气洗涤分离装置包括：
洗涤塔1，其下部为洗涤区17，中部为冷却区18，上部为油气分离区19。
其中，油气分离区19内设有除沫器5。
洗涤塔的塔顶出口连接有轻油气排出管线11，轻油气排出管线11连接冷凝分离器3的入口，冷凝分离器的液相出口同时连接轻油循环管线12和轻油回收管线13；轻油循环管线12的出口连接第一喷淋装置41；洗涤塔的顶部设有温度计15，轻油循环管线12上设有调节阀16；温度计15和调节阀16均连接控制模块(图中未示出)。可以根据所需要控制的塔顶温度控制调节阀的开度，从而控制所分离出的轻油的组成。
洗涤塔的塔底出口通过重油循环管线14连接第二喷淋装置42；重油循环管线14上连接有冷却器43、重油过滤器44和油泵45。
重油循环管线14上设有用于排放重油的旁路46；旁路46位于重油过滤器44的下游；旁路46上设有重油液位调节阀17；重油液位调节阀17连接控制模块。
第一喷淋装置41和第二喷淋装置42设置在洗涤塔的冷却区内，第一喷淋装置41位于第二喷淋装置42的上方；本实施例中第二喷淋装置采用喷淋喷嘴，第一喷淋装置采用雾化喷嘴。
导入管2，连接上游含灰高温油气源并伸入到洗涤区的下部，包括：
导管22，为待洗涤分离混合气的输送管道，用于连接待洗涤混合气源，其下端口插入到洗涤区11的液面下；下端口的端缘为锯齿形；其上端口222通过弯头223连接洗涤塔1的管口。导管22外套设有套管23；套管23的管径大于导管22的管径，两者之间的间隙形成上升通道211；套管的下端口231低于导管的下端口221。使用时，套管的下端口231靠近液面的底部，而导管22的下端口221则位于低液位液面的下方且靠近低液位液面。
套管23的上端口232容置在封头24内。封头24连接在导管22的外周壁上，封头24下端口的直径大于套管23的直径，封头24与套管23之间不连接；封头位于最高液位的上方。
套管23与洗涤塔1的内壁之间、封头24与洗涤塔1的内壁之间均连接有支撑板26。
上升通道211内间隔设有多块筋板25，各筋板25的厚度均小于上升通道211的宽度。本实施例中，筋板25分为两组，每组有四块，连接在导管22的外壁上并沿导管22的外周壁均匀布置；两组筋板分别设置在靠近导管第一端口221的位置和靠近上升通道211第二端口的位置。
筋板25的数量可以根据洗涤塔的尺寸规格以及实际需要设定，例如可以是二块、三块或更多块。
含灰高温油气洗涤分离装置的洗涤冷却方法包括下述步骤：
温度为500℃～600℃，压力为3.0～3.5MPaG的含灰高温油气以3000Nm3/h的流量通过导管22进入洗涤塔底重油下液面下部，在塔底重油中鼓泡洗涤后，脱除部分重油和灰，其余的油气经由上升通道上升至冷却区；
上行的油气在冷却区内被温度为200℃的重油和40℃的轻油依次喷淋降温；重组分被冷凝成重油回落至塔底。
轻油气继续上升，经由除沫器分离出夹带的液相后从轻油气排出管线排出，本实施例控制油气分离区温度为250～350℃。轻油气进入冷凝分离器3；分离得到的气相送至下游，分离得到的轻油分为两路，一路经由轻油回收管线13送至下游，另一路经由轻油循环管线12返回洗涤塔作为喷淋轻油；通过调节阀控制两路轻油的比例。当洗涤塔顶温度升高时，开大循环轻油的流量调节阀，增加循环轻油的量，进而降低塔顶油气温度。反之，当洗涤塔顶温度降低时，关小循环轻油的流量调节阀，减少循环轻油的量，进而提高塔顶油气温度。
塔底重油经重油循环管线14上的冷却器43冷却后，通过油泵45送至重油过滤器44，过滤出重油中的灰分，过滤后的重油分为两路，一路通过管道46送至下游，另一路通过循环管道14返回洗涤塔内作为喷淋重油从第二喷淋装置喷出。
塔底液位通过重油管线46上的调节阀控制，液位过高时，增加调节阀开度，送下游流量增加；液位过低时，减少调节阀开度，送下游流量减少。

Claims (9)

1.含灰高温油气洗涤分离装置，包括洗涤塔(1)，所述洗涤塔(1)的侧壁上连接有洗涤气导入管(2)；
其特征在于所述洗涤塔的下部为洗涤区(17)，洗涤塔的中部为冷却区(18)，洗涤塔的上部为油气分离区(19)；
所述洗涤塔的塔顶出口连接有轻油气排出管线(11)，所述轻油气排出管线(11)连接冷凝分离器(3)的入口，所述冷凝分离器的液相出口同时连接轻油循环管线(12)和轻油回收管线(13)；所述轻油循环管线(12)的出口连接第一喷淋装置(41)；
所述洗涤塔的塔底出口通过重油循环管线(14)连接第二喷淋装置(42)；所述重油循环管线(14)上设有冷却器(43)、重油过滤器(44)和油泵(45)；所述重油循环管线(14)上设有用于排放重油的旁路(46)；所述旁路(46)位于所述过滤器(44)的下游；
所述旁路(46)上设有重油液位调节阀(17)；
所述第一喷淋装置(41)和所述第二喷淋装置(42)设置在所述冷却区内，所述第一喷淋装置(41)位于所述第二喷淋装置(42)的上方；
所述导入管(2)伸入到所述洗涤区的下部；
所述除沫区内设有除沫器(5)。
2.根据权利要求1所述的含灰高温油气洗涤分离装置，其特征在于所述洗涤塔的顶部设有温度计(15)，所述轻油循环管线(12)上设有调节阀(16)；
所述温度计(15)、调节阀(16)均连接控制模块。
3.根据权利要求1或2所述的含灰高温油气洗涤分离装置，其特征在于所述导入管(2)包括用于连接待洗涤混合气的导管(22)，所述导管(22)位于所述洗涤区内的部分管路外套设有套管(23)，所述套管的下端口(231)低于所述导管的下端口(221)；所述套管(23)的上端口(232)容置在封头(24)内；所述封头(24)连接在所述导管(22)的外周壁上，并且所述封头(24)的下端口的直径大于所述套管(23)的直径；所述封头(24)不连接所述套管(23)；
所述导管(22)与所述套管(23)之间的间隙形成上升通道(211)。
4.根据权利要求3所述的含灰高温油气洗涤分离装置，其特征在于所述导管的下端口(231)的端缘为锯齿形。
5.根据权利要求4所述的含灰高温油气洗涤分离装置，其特征在于所述上升通道(211)内间隔设有多块筋板(25)，各所述筋板(25)连接在所述导管(22)的外壁上并与所述套管(23)之间具有间隙。
6.根据权利要求5所述的含灰高温油气洗涤分离装置，其特征在于所述筋板(25)有两组，分别设置在靠近所述导管的第一端口(221)的位置和靠近所述上升通道(211)的第二端口的位置。
7.根据权利要求6所述的含灰高温油气洗涤分离装置，其特征在于所述套管(23)与所述洗涤塔(1)的内壁之间、所述封头(24)与所述洗涤塔(1)的内壁之间均连接有支撑板(26)。
8.根据权利要求7所述的含灰高温油气洗涤分离装置，其特征在于所述洗涤塔(1)的底部为锥形结构；
所述洗涤区(11)内设有液位计(18)；
所述重油液位调节阀(17)和液位计(18)均连接控制模块。
9.使用如权利要求1至8任一权利要求所述的含灰高温油气洗涤分离装置的洗涤分离方法，其特征在于包括下述步骤：
温度为500℃～600℃，压力为3.0～3.5MPaG的含灰高温油气以2500～3500Nm3/h的速度通过导管(22)进入洗涤塔底重油液面下部，在塔底重油中鼓泡洗涤后，脱除部分重油和灰，其余的油气经由上升通道上升至油气冷却区；
上行的油气在冷却区内被温度为180～250℃的重油和30～50℃轻油依次喷淋降温；重组分被冷凝成重油回落至塔底；
塔底重油经由重油循环管线(14)上的冷却器(43)冷凝后，由油泵(45)送至重油过滤器(44)，过滤出重油中的灰分，过滤后的重油分为两路，一路送至下游，另一路返回洗涤塔内作为喷淋重油从第二喷淋装置喷出。
所述洗涤塔的塔底液位的控制由所述控制模块控制根据所述液位计(18)的检测数据来调节所述重油液位调节阀(17)的开度；当液位过高时，增加调节阀开度，送下游流量增加；液位过低时，减少调节阀开度，送下游流量减少。
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