CN107916137A - 一种液相循环加氢的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液相循环加氢的装置，包括原料油缓冲罐、进料泵、加热炉、加氢反应器、热低压分离器、氢油混合器、补充氢管路和透平循环泵。补充氢管路与氢油混合器连接。透平循环泵包括泵侧和透平侧。加氢反应器出料口分为两路或经热高压汽提分离器分为两路，一路通过透平循环泵的泵侧连接到氢油混合器或加氢反应器，一路经流量调节阀再分为两路，其中一路经透平循环泵的透平侧和低压减压阀连接到热低压分离器，另一路经高压减压阀连接到热低压分离器。本发明通过透平循环泵，利用加氢反应出料油减压的压力能为驱动力为进料油增压，减少了油品加氢过程中反应器进料升压所需的动力消耗，降低了加氢的能耗和生产成本，改善了装置的密封性能。

Description

一种液相循环加氢的装置

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，涉及一种加氢装置，具体涉及一种液相循环加氢的装置。

背景技术

传统滴流床加氢技术已广泛应用于石油化工加氢装置中，但该工艺需要在一定的氢分压下维持较高的氢油体积比，需要借用大量的循环氢循环，用于相间传质、传热等工序，带来大量的动力消耗和大量的资金投入。液相循环加氢技术取消了氢气循环系统，节省了循环压缩机系统，节约设备投资和能耗。

液相循环加氢工艺流程分为两种。一种为新鲜原料、循环油和氢气在混合器内混合，混合后的反应物料自上而下进入加氢反应器进行加氢反应，反应产物分两部分，一部分经循环泵增压后循环使用，另一部分进入下游单元，经分离、汽提后作为产品。另一种为原料与补充氢混合经加热炉加热后，与来自反应产物循环泵的循环油混合，一起自下而上流经整合的加氢反应分离器进行加氢反应，从加氢反应器出来的反应产物进入热高压汽提分离器进行气液分离。从热高压汽提分离器底部出来的油分成两路，一路经循环泵升压后作为循环油循环至加氢反应器，另一路作为反应生成油与混氢原料油换热后进入热低压分离器进行闪蒸。

以上两种略有不同的液相循环加氢装置可以看出，液相循环加氢中，从加氢反应器出来的反应产物或从热高压汽提分离器出来的反应产物都有一部分需由循环泵升压后循环返回加氢反应器，其循环流量Q_R是加氢进料流量Q_I的1～2.5倍。液相循环加氢循环泵的特点是：1)高温操作，温度为390℃～410℃；2)进口压力高,在7MPa～11MPa；3)扬程低，扬程一般只有100米左右。循环油泵入口介质是反应出料含有的氢气和硫化物，具有一定的腐蚀性。

由于循环泵的工况极为恶劣，特别是机械密封选型困难，目前液相加氢装置都选用了屏蔽泵做循环泵，屏蔽泵的叶轮和电机的转子共轴，安装在一个密闭的壳体内，整台设备没有动密封，从根本上消除了泵送介质的外漏。

液相循环加氢一方面需要循环泵为加氢反应系统升压，另一方面反应后产物需要经减压阀减压后进行后续的精制处理。液相循环加氢的高压液相反应出料油经减压阀减为低压后到低压分离器，压力一般由9.8MPa减至2.5MPa，其压力能基本全部浪费掉。经计算此减压压力能比循环泵驱动电机功率大很多，如果高效率地回收利用此压力能，液相循环加氢装置的能耗将进一步降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种液相循环加氢的方法，以减少油品加氢过程中反应器进料升压所需的动力消耗，降低油品加氢的能耗和生产成本。本发明的另一目的是提供一种液相循环加氢的装置。

本发明的技术方案是：液相循环加氢的装置，包括原料油缓冲罐、进料泵、加热炉、加氢反应器、热低压分离器、氢油混合器、补充氢管路和透平循环泵。补充氢管路与氢油混合器连接。透平循环泵包括泵侧和透平侧。加氢反应器出料口分为两路或经热高压汽提分离器分为两路，一路通过透平循环泵的泵侧连接到氢油混合器或加氢反应器，一路经流量调节阀再分为两路，其中一路经透平循环泵的透平侧和低压减压阀连接到热低压分离器，另一路经高压减压阀连接到热低压分离器。

加氢反应器为下流式加氢反应器，加氢反应器的上部设有排气口。原料油缓冲罐通过进料泵和加热炉与氢油混合器连接，氢油混合器与加氢反应器连接。

作为选择，加氢反应器为上流式加氢反应器，热高压汽提分离器上部设有排气口，下部设有出料口。原料油缓冲罐通过进料泵和氢油混合器与加热炉连接，加热炉与加氢反应器连接。

透平循环泵由泵壳体、泵叶轮、透平叶轮和泵轴构成，泵叶轮和透平叶轮通过泵轴连接，泵叶轮、透平叶轮和泵轴密封安装在泵壳体内。透平循环泵的泵侧设有泵入口和泵出口，透平循环泵的透平侧设有透平入口和透平出口。装置设有背压调节阀和单向阀，透平出口通过背压调节阀连接到热低压分离器。泵出口通过单向阀连接到氢油混合器或加氢反应器。装置设有循环泵和备用减压阀，加氢反应器或热高压汽提分离器出料口通过循环泵连接到油气混合器或加氢反应器的进料口，通过备用减压阀连接到热低压分离器。

本发明采用透平循环泵替代目前液相循环加氢中的电驱动屏蔽泵，不使用来自装置外的电力或其它能源，利用加氢反应出料油减压压力能作驱动力，对需要循环回加氢反应器的出料油进行增压。透平叶轮与泵叶轮共用一根泵轴，无外伸轴，不需要机械密封，可以做到零泄漏。泵侧循环油升压后返回加氢反应器，透平侧出料油减压后去热低压分离器，透平侧和泵侧介质都是来自加氢反应物料，因此在透平循环泵内透平侧和泵侧介质可以混合。

本发明通过透平循环泵，利用加氢反应出料油的减压压力能为驱动力给进料油增压，减少了油品加氢过程中反应器进料升压所需的动力消耗，降低了油品加氢的能耗和生产成本，有利于延长循环泵的使用寿命和液相循环加氢装置的生产周期。透平循环泵的转动部件密封在泵壳体内，密封性能好，不会出现外泄漏等问题。

附图说明

图1为本发明液相循环加氢装置的流程示意图；

图2为本发明另一种实施方案的流程示意图；

图3为透平循环泵的工作原理示意图；

图4为已有技术液相循环加氢装置的流程示意图；

图5为已有技术另一种液相循环加氢装置的流程示意图。

其中：1—原料油缓冲罐、2—进料泵、3—加热炉、4—加氢反应器、5—循环泵、6—备用减压阀、7—热高压汽提分离器、8—热低压分离器、9—透平循环泵、10—流量调节阀、11—高压减压阀、12—低压减压阀、13—泵叶轮、14—透平叶轮、15—透平侧进口、16—透平侧出口、17—泵侧进口、18—泵侧出口、19—泵壳体、20—泵轴、21—背压调节阀、22—氢油混合器、23—单向阀、24—排气口、25—阀门、26—循环备用管路、27—低压分离备用管路。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明液相循环加氢的装置如图1所示，包括原料油缓冲罐1、进料泵2、加热炉3、加氢反应器4、循环泵5、热低压分离器8、透平循环泵9、流量调节阀10、高压减压阀11、低压减压阀12、背压调节阀21、备用减压阀6、单向阀23、氢油混合器22和补充氢管路。加氢反应器为下流式加氢反应器，加氢反应器的上部设有排气口10和进料口，下部设有出料口。如图3所示，透平循环泵由泵壳体19、泵叶轮13、透平叶轮14和泵轴20构成，泵叶轮和透平叶轮通过泵轴连接，泵叶轮、透平叶轮和泵轴密封安装在泵壳体内。透平循环泵包括泵侧和透平侧，泵叶轮13位于泵侧，透平叶轮14位于透平侧。透平循环泵的泵侧设有泵入口17和泵出口18，透平侧设有透平入口15和透平出口16。原料油缓冲罐通过进料泵和加热炉与氢油混合器连接，补充氢管路与氢油混合器连接，氢油混合器连接到加氢反应器的进料口。加氢反应器出料口分为四路，一路为循环备用管路26，经循环泵5连接到氢油混合器，一路为低压分离备用管路27，经备用减压阀6连接到热低压分离器8。一路连接到透平循环泵的泵入口，泵出口经单向阀连接到氢油混合器。一路连接到流量调节阀10，流量调节阀出口分为两路，一路连接到透平循环泵的透平入口，透平出口16经背压调节阀21和低压减压阀12连接到热低压分离器；另一路经高压减压阀11连接到热低压分离器。

本发明液相循环加氢的过程：为柴油液相循环加氢，柴油原料经原料管路输送到原料油缓冲罐1，原料油缓冲罐中柴油原料油经过进料泵进入加热炉加热至温度为410℃，加热后原料油进入氢油混合器22与循环油和补充氢混合后 进入加氢反应器4进行加氢反应。柴油的液相循环加氢的压力为7.0MPa，温度为410℃。加氢后气体产物经排气口24到气体处理单元处理，液相反应产物经出料口分成两部分，一部分经透平循环泵9的泵侧增压后返回到氢油混合器，与氢气和新鲜原料油混合后进入加氢反应器，通过透平循环泵侧的流量Q_R为新鲜原料的质量流量Q_I的2.0倍。另一部分经流量调节阀10分成两部分，一部分经透平循环泵9的透平侧到热低压分离器8，由透平叶轮14将压力能转化为机械能，通过泵轴20传递给泵侧的泵叶轮13，再把机械能转化成循环油升压压力能；另一部分经高压减压阀11降压后到热低压分离器8，经热低压分离器闪蒸分离后出装置。循环备用管路26和低压分离备用管路27用作备用管路，在透平循环泵及管路控制系统出现故障或检修时启用，此时压力流量控制阀流量调节阀10、高压减压阀11和低压减压阀12处于关闭状态。

实施例2

本发明另一实施方式如图2所示，包括原料油缓冲罐1、进料泵2、加热炉3、加氢反应器4、循环泵5、热低压分离器8、热高压汽提分离器7、透平循环泵9、流量调节阀10、高压减压阀11、低压减压阀12、背压调节阀21、单向阀23、氢油混合器22和补充氢管路。加氢反应器4为上流式加氢反应器，下部设有进料口，上部设有出料口。热高压汽提分离器上部设有排气口24，下部设有出料口。原料油缓冲罐通过进料泵和氢油混合器与加热炉连接，加热炉与加氢反应器连接，补充氢管路与氢油混合器连接。加氢反应器的出料口连接到热高压汽提分离器，热高压汽提分离器的出料口分为四路，一路为循环备用管路26，经循环泵5连接到加氢反应器进料口，一路为低压分离备用管路27，经备用减压阀6连接到热低压分离器8。一路连接到透平循环泵的泵入口，泵出口经单向阀23连接到加氢反应器4的进料口。一路连接到流量调节阀10，流量调节阀出口分为两路，一路连接到透平循环泵的透平入口，透平出口16经背压调节阀21和低压减压阀12连接到热低压分离器；另一路经高压减压阀11连接到热低压分离器。

本实施例为汽油液相循环加氢，汽油原料经原料管路输送到原料油缓冲罐1，原料油缓冲罐中汽油原料油经过进料泵进入氢油混合器22，与补充氢混合后经加热炉加热到400℃，从底部进料口进入加氢反应器进行加氢反应。汽油的液相循环加氢的反应压力为6.5MPa，反应温度为390℃。加氢后的反应产物经上部出口到热高压汽提分离器7进行汽提，汽提分离出的气体经排气口到气体处理单元处理，分离出的液相经出料口分为两部分，一部分经透平循环泵9的泵侧增压后返回到加氢反应器，通过透平循环泵侧的流量Q_R为新鲜原料的质量流量Q_I的1.8倍。另一部分经流量调节阀10分成两部分，一部分经透平循环泵9的透平侧到热低压分离器8，由透平叶轮14将压力能转化为机械能，通过泵轴20传递给泵侧的泵叶轮13，再把机械能转化成循环油升压压力能；另一部分经高压减压阀11减压后到热低压分离器8，经热低压分离器闪蒸分离后出装置。循环备用管路26和低压分离备用管路27用作备用管路，在透平循环泵及管路控制系统出现故障或检修时启用，此时流量调节阀10、高压减压阀11和低压减压阀12处于关闭状态。

Claims (5)

1.一种液相循环加氢的装置，包括原料油缓冲罐（1）、进料泵（2）、加热炉（3）、加氢反应器（4）、热低压分离器（8）、透平循环泵（9）、氢油混合器（22）和补充氢管路，所述补充氢管路与氢油混合器连接，其特征是：所述装置设有透平循环泵（9），透平循环泵包括泵侧和透平侧；所述加氢反应器出料口分为两路或经热高压汽提分离器（7）分为两路，一路通过透平循环泵的泵侧连接到氢油混合器或加氢反应器，一路经流量调节阀（10）再分为两路，其中一路经透平循环泵的透平侧和低压减压阀（12）连接到热低压分离器，另一路经高压减压阀（11）连接到热低压分离器。

2.根据权利要求1所述的液相循环加氢的装置，其特征是：所述加氢反应器（4）为下流式加氢反应器，加氢反应器的上部设有排气口（24）；所述原料油缓冲罐（1）通过进料泵（2）和加热炉（3）与氢油混合器（22）连接，所述氢油混合器与加氢反应器连接。

3.根据权利要求1所述的液相循环加氢的装置，其特征是：所述加氢反应器（4）为上流式加氢反应器，所述热高压汽提分离器（7）上部设有排气口（24），下部设有出料口；所述原料油缓冲罐（1）通过进料泵（2）和氢油混合器（22）与加热炉（3）连接，所述加热炉与加氢反应器连接。

4.根据权利要求1所述的液相循环加氢的装置，其特征是：所述透平循环泵（9）由泵壳体（19）、泵叶轮（13）、透平叶轮（14）和泵轴（20）构成，所述泵叶轮和透平叶轮通过泵轴连接，所述泵叶轮、透平叶轮和泵轴密封安装在泵壳体内；所述透平循环泵的泵侧设有泵入口（17）和泵出口（18）；所述透平循环泵的透平侧设有透平入口（15）和透平出口（16）。

5.根据权利要求4所述的液相循环加氢的装置，其特征是：所述装置设有背压调节阀（21）和单向阀（23）；所述透平出口（16）通过背压调节阀连接到热低压分离器（8）；所述泵出口（18）通过单向阀连接到氢油混合器（22）或加氢反应器（4）。