CN108795494A - 重整生成油加氢装置与脱轻组分塔耦合系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重整生成油加氢装置与脱轻组分塔耦合系统，包括：加氢装置和脱轻组分塔，脱轻组分塔包括再沸系统，具体包括输送泵、再沸炉以及配套管线和控制系统；加氢装置与脱轻组分塔耦合关系包括，再沸炉出口设置气液分离器，气液分离器气相出口通过管线与脱轻组分塔再沸物料入口连通，气液分离器液相出口通过管线与脱轻组分塔进料管线上设置的换热器B连通。本发明在现有技术基础上，解决了加氢装置温度提升对脱轻组分塔操作影响的问题，有利于装置稳定运转并延长运转周期。

Description

重整生成油加氢装置与脱轻组分塔耦合系统

技术领域

本发明涉及一种重整生成油加氢装置与脱轻组分塔耦合系统，具体的说是一种重整反应液相产物液相加氢脱除含有碳碳双键和/或碳碳三键烃类的系统。

背景技术

催化重整（Catalytic Reforming）是石油炼制主要过程之一。它是在一定温度、压力、临氢和催化剂存在的条件下，使石脑油转变成富含芳烃的重整反应液相产物，并副产氢气的过程。重整反应液相产物可直接用作车用汽油的调和组分，也可经芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯之一，副产的氢气是炼油厂加氢装置（如加氢精制、加氢裂化等)用氢的主要来源之一。

自1940年第一套临氢重整工艺装置投产以来，催化重整工艺至今已历经近60多年的发展历程，随着市场和人类生活对燃料和芳烃的需求，许多国家都对催化重整过程不断进行了开发和研究。

催化重整过程的发展应该包括二部分：即催化重整工艺的发展和催化重整催化剂的发展，二者相辅相成，缺一不可。催化重整催化剂决定了催化重整反应过程的速率和深度，是决定催化重整工艺过程中最重要的因素，催化重整催化剂的发展又支持了催化重整工艺的发展。反之，催化重整工艺的发展，又推动催化重整催化剂的进一步的开发和研究。

近些年来，随着重整催化剂和催化重整工艺的发展，加上逆流立式换热器、多流路联合加热炉等高效设备的引入，均改进了工艺流程，减小了临氢系统的压力降，催化重整的临氢压力得到了大幅降低；同时还降低了能耗，提高了产品收率。由于重整装置反应压力的进一步降低，反应苛刻度的进一步提高，导致重整反应液相产物中富含大量的不饱和烃，如有含碳碳双键或碳碳三键的烃类，严重影响后续芳烃抽提装置稳定运行和产品质量。因此重整反应液相产物通常在进入芳烃抽提前需要进行预处理。我国目前仍有大量重整装置采用白土预处理工艺。白土预处理工艺存在着精制深度差、重组分产量大、白土失活快等问题，尤其是失活废白土的处置存在着严重的环境污染风险，使炼化企业面临巨大的环保压力。

近年来，国外已有选择性加氢脱除重整反应液相产物中烯烃的工艺技术的相关报导（法国IFP的Arofining工艺）。以重整反应液相产物的苯馏分为原料，使用贵金属催化剂，在比较缓和的条件下脱除原料中的烯烃。国内外尚未见催化重整反应液相产物BTX馏分和全馏分选择性加氢脱烯烃技术的工业应用报导。

中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院开发了使用贵金属催化剂进行催化重整反应液相产物选择性加氢脱烯烃技术（FHDO）。2003年FHDO技术成功应用在茂名石化分公司的苯馏分加氢脱烯烃装置上；2005年成功的在燕山BTX馏分选择性加氢脱烯烃和长岭分公司BTX馏分选择性加氢脱烯烃工业装置实现工业应用；2009年在镇海炼化重整反应液相产物全馏分选择性加氢脱烯烃工业装置上实现工业应用。目前工业应用的重整反应液相产物选择性加氢脱烯烃装置，设有原料泵、新氢压缩机、循环氢压缩机等动设备，装置氢气循环操作。氢气的循环，不但带来了装置较高的能耗，同时也在反应器内形成温升，造成了芳烃的部分饱和，影响了企业的经济效益。

CN103666544B公开了一种重整生成油加氢处理方法，该方法包括在液相加氢处理条件下，将重整生成油与具有催化加氢作用的催化剂在加氢反应器中进行接触，所述加氢处理中使用的氢气至少部分来自于所述重整生成油中的溶解氢，加氢反应产物直接进入脱轻组分塔。根据该方法，将从重整产物分离罐中分离得到的重整生成油直接进行液相加氢处理，充分利用了重整生成油中的溶解氢，装置构成简单。在实践中存在以下不足：（1）为了强化液相加氢反应，进入加氢反应器的是重整产物分离罐中分离得到的重整生成油，本领域技术人员知道，重整产物分离罐中分离得到的气相中仍含有较多的轻烃组分，该方法需要其它装置将该轻烃组分回收，没有充分利用重整系统装置和工况条件；（2）为了满足脱轻组分塔进料的温度要求，加氢反应装置的温度仅能在较小范围调整，一般来说无法满足催化剂活性下降后提升温度以达到所需反应深度的要求。CN203878113U公开了一种重整反应液相产物加氢系统。该系统包括加氢反应器，加氢反应器设置在重整再接触器和稳定塔之间，利用再接触器得到的高纯度氢气与再接触器塔底油混合后，在加氢反应器内进行在线液相加氢反应，反应产物再进入稳定塔。该系统可以在较为缓和的工艺条件下，对重整反应液相产物进行深度选择性加氢反应；由于加氢反应器设置在再接触器和稳定塔之间，可直接利用再接触器得到的氢气作为氢源，在液相加氢条件下进行加氢脱除含碳碳双键或碳碳三键烃类的反应，从而省掉了现有加氢系统中的循环氢压缩机，大幅降低了投资成本和操作成本。该系统的不足在于：加氢反应产物直接进入脱轻组分塔，因此加氢反应温度受脱轻组分塔进料温度的限制，不能大范围调整，以适应催化剂活性变化的所需的反应温度调整。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种重整生成油加氢装置与脱轻组分塔耦合系统，用来对催化重整反应液相产物进行加氢来脱除含碳碳双键和/或碳碳三键烃类杂质，以满足芳烃抽提装置对催化重整反应液相产物中含碳碳双键或碳碳三键烃类含量的限制，同时加氢反应装置反应温度可以根据反应需要在较大范围内进行调整，同时不影响与加氢装置耦合的脱轻组分塔的正常操作。

本发明提供的技术方案为：

一种重整生成油加氢装置与脱轻组分塔耦合系统，包括：

加氢装置，其包括用来将加氢装置进料引至所述加氢反应装置的进料管线，和用来移出加氢产物的加氢产物移出管线；

脱轻组分塔，其包括用来将脱轻组分塔进料引至所述脱轻组分塔的进料管线，和用来移出分馏后得到的塔顶轻组分的移出管线，以及用来移出分馏后得到的塔底重组分的移出管线；还包括再沸系统，具体包括输送泵、再沸炉以及配套管线和控制系统；

加氢装置与脱轻组分塔耦合关系包括：再沸炉出口设置气液分离器，气液分离器气相出口通过管线与脱轻组分塔再沸物料入口连通，气液分离器液相出口通过管线与脱轻组分塔进料管线上设置的换热器B连通。

加氢装置与脱轻组分塔耦合关系还优选包括：其包括加氢产物移出管线上设置的换热器A（对加氢产物降温）和换热器B（对加氢产物升温），加氢产物移出管线与换热器A连通，再经管线与换热器B连通，加氢产物移出管线最后经脱轻组分塔的进料管线与脱轻组分塔连通。

加氢装置与脱轻组分塔耦合关系进一步优选包括：加氢装置进料管线上设置升温装置及温度控制装置，用于调控加氢装置反应温度，升温装置为换热器C，换热器热物流为再沸系统输送泵出口物料的至少一部分，即输送泵出口管线与换热器C加热物流入口连通，换热器C加热物流出口与再沸炉入口连通，再沸炉出口与脱轻组分塔再沸物料入口连通。优选地，在换热器C加热物流入口与出口之间设置跨线，在跨线上设置流量调节装置，以调节进入换热器C的物流流量。

本发明中，换热器A的冷物料为加氢装置进料，换热器B的热物料为再沸系统加热炉出口气液分离器得到的液相物料，即脱轻组分塔的外排塔底重组分。

本发明中，可以在加氢装置前设置预加氢装置，在比加氢装置低的温度下操作，预加氢装置出口管线与换热器A连通，重整全馏分液相产物先经过预加氢装置中进行预加氢，然后在加氢装置中进行加氢。

本发明中，加氢装置和/或预加氢装置设置氢气补充管线及氢气量控制装置，补充氢气量根据反应需求确定，但以不对脱轻组分塔操的作为产生严重影响为前提。可以设置气液混合器将补充氢气补充到加氢装置进料中，也可以通过管道混合或借助其它现有装置（如换热器等）辅助混合。

本发明中，重整全馏分液相产物一般包括回收了重整装置轻烃（重整氢中的轻烃、脱轻组分塔塔顶气中的轻烃等），还可以补充其它来源的适宜原料。可以根据需要设置再接触器（重整生成油与重整氢再接触，回收其中的轻烃）、脱杂质罐（如脱氯罐等）、液化气回收罐等，具体设置方式可以采用现有方式，如CN203878113U等所述。

本发明中，加氢装置或预加氢装置优选使用贵金属催化剂，催化剂一般以Pt和/或Pt为活性组分，载体一般为氧化铝。加氢装置进料方式可以是上进料，也可以是下进料。

本发明中，加氢装置可以包括两个以上的催化剂床层。优选还包括用来往两个以上催化剂床层之间补充任意来源氢气的进料管线。

本发明中，补充氢气可以为重整再接触器得到的适量高纯度氢气，也可以是其它来源的氢气。

本发明中，气液混合器可以为静态混合器或动态混合器，优选静态混合器。静态混合器可以选自SV型静态混合器、SK型静态混合器、SX型静态混合器、SH型静态混合器、SL型静态混合器中的一种或者几种组合，动态混合器可以选自混合泵、超临界混合器、搅拌混合器中一种或者几种组合。

本发明中，还可以包括催化重整反应产物气液分离器，在其中将催化重整反应产物分离为富氢气体和重整反应液相产物。气液分离器包括用来往将催化重整反应产物进料至所述气液分离器的进料管线，用来移出富氢气体的管线、用来对富氢气体进行增压的增压压缩机、用来移出重整反应液相产物的管线和用来对重整反应液相产物进行增压的泵。其中，在用来将催化重整反应产物进料至所述气液分离器的进料管线上通常设置有冷却器，用于对催化重整反应产物进行冷却降温。

所述的重整再接触器中，在用来将增压后的富氢气体和增压后的重整反应液相产物进料至再接触器的进料管线上通常还设置冷却器，以进一步降低混合进料的温度，取得更好的轻烃回收效果和提高氢气的纯度。

本发明中，在将来自气液混合器的混合物料进料至加氢反应器的进料管线上通常还可以设置升温装置，以将氢气和再接触器塔底油的混合进料通过升温装置加热至加氢反应器的入口温度。或者，可以在将任意来源的氢气和重整再接触器塔底油进料至气液混合器的进料管线上设置升温装置，用来将氢气和塔底油预热至反应器入口温度后，再进入气液混合器进行溶氢。

本发明中，可以设置加氢装置反应产物气液分离器，分离后的气相和液相分别从适宜的位置引入脱轻组分塔。

本发明中，预加氢装置的操作温度一般低于加氢装置10～100℃。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的加氢系统可以在较为缓和的工艺条件下，对重整反应液相产物进行深度选择性加氢，以脱除其中的含碳碳双键和/或或碳碳三键的烃类，加氢过程中芳烃损失量可以控制在0.5个百分点以下，因此加氢后的重整反应液相产物完全可以满足下游芳烃抽提装置对进料的质量要求。

2、由于加氢反应器设置在再接触器和稳定塔之间，可以直接利用再接触器得到的适量氢气作为氢源，在液相加氢条件下进行加氢，省掉了现有加氢系统中的循环氢压缩机，降低了投资成本和操作成本。

3、由于加氢反应器设置在再接触器和稳定塔之间，减少了原料升降温过程，因而可以充分利用了装置的低温位热源，降低装置的操作能耗。

4、加氢反应器内反应环境主要为液相反应，消减了偏流和沟流出现的几率，使装置精制得到的重整反应液相产物性质更加稳定。

5、由于装置分离器内氢气为不饱和态，减少了企业氢气损失或者氢气回收的消耗，也降低了装置能耗。

6、采用预加氢装置与加氢装置组合，可以充分利用加氢催化剂的低温活性和高温活性，有利于延长催化剂的使用寿命。

7、通过加氢装置与脱轻组分塔的耦合关系，保证了加氢装置在较大范围内调整温度时，对脱轻组分塔的操作影响较小。加氢装置反应产物先进行降温后进行升温的换热流程，虽然理论上热量利用效率有所降低，但可以保证脱轻组分塔入口温度波动较小。经计算表明，加氢装置反应温度在100～230℃范围内调整时，脱轻组分塔入口温度波动范围在5℃左右，并且是长周期的缓慢波动，通过脱轻组分塔的简单调整，不影响其正常操作。操作时不用担心调整反应器温度而影响脱轻组分塔的运行。在脱轻组分塔的塔底重组分外排到下一处理单元之前（或在下一处理单元中）设置物料温度调控系统，满足下一处理单元对物料温度的需求，就可以使本系统和下游处理单元自动平稳运转，不需过多的人为调节。

8、重整过程的轻烃在装置内回收，不需另行设置轻烃回收装置。

9、脱轻组分塔再沸系统物料流量大，具有动力装置，用于加氢装置进料的温度调整具有更大的调整空间，更高的调整灵活性，有利于工业装置稳定操作。脱轻组分塔再沸系统具有加热炉，加热炉的优势是调节灵敏，受进料影响较小，因此，上述调整不影响脱轻组分塔的稳定操作。

10、脱轻组分塔再沸系统具有加热炉，将经过加热炉的外排物料用于脱轻组分塔进料的换热，由于该物料的温度进一步提升，可以有效提升系统装置的稳定操作弹性空间，加氢反应装置可以在更宽的操作范围内调整，而不会影响脱轻组分塔的稳定操作。

附图说明

图1为本发明一种构成示意图。

图2为本发明另一种构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的重整反应液相产物加氢系统进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括：重整再接触器12，其包括用来将增压后的富氢气体进料至所述再接触器的进料管线9和将增压后的重整反应液相产物进料至所述再接触器的进料管线8、用来移出氢气的氢气移出管线13和用来移出再接触器生成油的移出管线14。

所述的重整再接触器12中，在用来将增压后的富氢气体进料至所述再接触器的进料管线9上还设置有冷却器11，将增压后的重整反应液相产物进料至所述再接触器的进料管线8上还可以设置冷却器10，进一步降低进料的温度，以在再接触器中取得更好的轻烃回收效果和提高氢气的纯度。

气液混合器15，其包括用来将来自重整再接触器的塔底油进料至所述气液混合器的进料管线14，用来将来自任意来源的氢气进料至所述气液混合器的进料管线。如图1所示，在本实施方式中，用于将来自任意来源的氢气进料至气液混合器的进料管线与重整再接触器中用来移出氢气的氢气移出管线13相连接，即所述的任意来源的氢气可以为重整再接触器得到的适量高纯度氢气。根据气液混合器的结构，可以将氢气直接引入气液混合器，也可以在其它位置与原料混合后进入气液混合器。

加氢反应器18，其包括用来将来自气液混合器的混合物料进料至所述加氢反应器的进料管线17，和用来移出加氢产物的加氢产物移出管线19。

加氢反应器18通常包括两个以上的加氢催化剂床层24。所述的加氢系统优选还包括用来往两个以上催化剂床层之间补充来自任意来源氢气的补充氢进料管线。在本实施方式中，用来往两个以上催化剂床层之间补充来自任意来源的氢气的补充氢进料管线与重整再接触器中用来移出氢气的氢气移出管线13相连接，即可以利用重整再接触器得到的适量高纯度氢气作为补充氢。

所述的加氢反应器18为液相加氢反应器（主要为液相，少部分为物料气化的气相），其可以为上进料或下进料反应器，本发明中优选采用下进料反应器。

所述的加氢反应器18中，在将来自气液混合器的混合物料进料至加氢反应器的进料管线17上优选设置升温装置16.3（换热器C），用于将氢气和再接触器塔底油的混合进料通过升温装置加热至加氢反应器的入口温度。或者，根据需要可以在将来自再接触器的氢气和塔底油进料至气液混合器的进料管线上设置升温装置。升温装置为换热器形式，换热器热物流为再沸系统输送泵31出口物料的至少一部分，即输送泵31出口管线与换热器加热物流入口连通，换热器加热物流出口与再沸炉32入口连通，再沸炉32出口与脱轻组分塔再沸物料入口连通。优选地，在换热器加热物流入口与出口之间设置跨线，在跨线上设置流量调节装置，以调节进入换热器的物流流量。

本发明中，还包括气液分离器3，其包括用来往将催化重整反应产物进料至所述气液分离器3的进料管线1，用来移出富氢气体的管线4、用来对富氢气体进行增压的增压压缩机5、用来移出重整反应液相产物的管线6和用来对重整反应液相产物进行增压的泵7。其中，在用来将催化重整反应产物进料至所述气液分离器3的进料管线1上还设置有冷却器2，用于对催化重整反应产物进行冷却降温。

本发明中，脱轻组分塔20（也称稳定塔），其包括用来将液相加氢反应器加氢产物进料至所述脱轻组分塔的进料管线19，该进料管线同时用作加氢反应器18的加氢产物移出管线，用来移出脱轻组分塔塔顶气体产物的塔顶产物移出管线21和用来将重整反应液相产物从脱轻组分塔排出的移出管线22。

脱轻组分塔的再沸炉32出口设置气液分离器33，气液分离器33气相出口通过管线与脱轻组分塔连通，气液分离器液相出口通过管线与脱轻组分塔进料管线上设置的换热器16.2连通，实现加热后的脱轻组分塔排出物料对脱轻组分进料的换热温度调整。

本发明中，加氢反应器出料首先在换热器16.1（换热器A）中与加氢反应器进料换热（降温）后，再在换热器16.2（换热器B）中与脱轻组分塔塔底出料换热（升温），然后进入脱轻组分塔进行分馏处理。加氢反应器出料经过先降温后升温调整，很好地满足了脱轻组分塔进料温度稳定的要求。如果不经过降温的调整，直接进行升温换热，脱轻组分塔进料温度会随着加氢反应器温度的提高而提高，最终影响脱轻组分塔的正常操作。

图2所示为本发明另一种具体实施方式的构成示意图。其中主要组成部分同图1中的流程，不再赘述。

其中区别之处在于，在加氢反应器之前设置预加氢反应器23，预加氢反应器23进料经过换热器16.4升温后进行预加氢反应，换热器16.4的热物料可以是适宜的热物流，如经过换热器16.2换热（降温）的脱轻组分塔塔底排出物料等。

结合图1，本发明用于重整反应液相产物加氢的一种工艺过程为：

来自重整反应器的重整反应产物经管线1、冷却器2后进入气液分离器3进行分离，在其中经过分离得到富氢气体和重整反应液相产物。气液分离器3所得富氢气体经管线4进入增压压缩机5进行增压，所得重整反应液相产物经管线6进入泵7进行增压。增压后的富氢气体经管线9和冷却器11，增压后的重整反应液相产物经管线8和冷却器10后，分别进入重整再接触器12，进一步脱除富氢气体中含有的轻烃。重整再接触器12得到高纯度的氢气经氢气移出管线13移出，一路经管线与经过管线14的重整再接触器塔底油混合后经过升温、气液混合器15和管线17，或者经过气液混合器15、并升温后经管线17进入加氢反应器18，与含有活性组分铂的加氢催化剂接触进行液相加氢反应，脱除重整反应液相产物中含有碳碳双键和/或碳碳三键的烃类杂质；重整再接触器得到的高纯度氢气的另一路经管线进入循环氢压缩机或离开装置，可以设置第三路氢气通过管线进入加氢反应器18的两个以上加氢催化剂床层24之间，用作补充氢。加氢反应产物经加氢产物移出管线19先经过换热器16.1降温，再经后换热器16.2升温后进入稳定塔20，得到的气体产物经过塔顶产物移出管线21排出，得到杂质含量降低的重整反应液相产物经管线22排出。

按图1构成示意图进行流程模拟计算，当加氢反应器18的反应温度从加氢装置反应温度在120～210℃范围内调整时，脱轻组分塔入口温度从186℃逐步升至189℃，通过脱轻组分塔的简单调整，不影响其正常操作。

Claims (12)

1.一种重整生成油加氢装置与脱轻组分塔耦合系统，包括：

加氢装置，其包括用来将加氢装置进料引至所述加氢反应装置的进料管线，和用来移出加氢产物的加氢产物移出管线；

脱轻组分塔，其包括用来将脱轻组分塔进料引至所述脱轻组分塔的进料管线，和用来移出分馏后得到的塔顶轻组分的移出管线，以及用来移出分馏后得到的塔底重组分的移出管线；还包括再沸系统，具体包括输送泵、再沸炉以及配套管线和控制系统；

加氢装置与脱轻组分塔耦合关系包括：再沸炉出口设置气液分离器，气液分离器气相出口通过管线与脱轻组分塔再沸物料入口连通，气液分离器液相出口通过管线与脱轻组分塔进料管线上设置的换热器B连通。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：加氢装置与脱轻组分塔耦合关系包括：加氢装置进料管线上设置升温装置及温度控制装置，用于调控加氢装置反应温度，升温装置为换热器C，换热器热物流为再沸系统输送泵出口物料的至少一部分，即输送泵出口管线与换热器C加热物流入口连通，换热器C加热物流出口与再沸炉入口连通，再沸炉出口与脱轻组分塔再沸物料入口连通。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：换热器A的冷物料为加氢装置进料，换热器B的热物料为脱轻组分塔的塔底重组分。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在加氢装置前设置预加氢装置，在比加氢装置低的温度下操作，预加氢装置出口管线与换热器A连通。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：加氢装置和/或预加氢装置设置氢气补充管线及氢气量控制装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：设置气液混合器，通过气液混合器将补充氢气补充到加氢装置进料中。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：加氢装置或预加氢装置使用贵金属催化剂，催化剂以Pt和/或Pt为活性组分，载体为氧化铝。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：气液混合器为静态混合器或动态混合器。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：设置加氢装置反应产物气液分离器，分离后的气相和液相分别从适宜的位置引入脱轻组分塔。

10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：预加氢装置的操作温度低于加氢装置10～100℃。

11.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：在换热器C加热物流入口与出口之间设置跨线，在跨线上设置流量调节装置，以调节进入换热器C的物流流量。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：加氢装置与脱轻组分塔耦合关系包括：其包括加氢产物移出管线上设置的换热器A和换热器B，加氢产物移出管线与换热器A连通，再经管线与换热器B连通，加氢产物移出管线最后经脱轻组分塔的进料管线与脱轻组分塔连通；换热器B的热物料为再沸系统加热炉出口气液分离器得到的液相物料，即脱轻组分塔的外排塔底重组分。