CN108992961A - 一种含氯化氢的加氢反应产物的热高分气急冷方法 - Google Patents
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Abstract
一种含氯化氢的加氢反应产物的热高分气急冷方法，特别涉及高氯煤的加氢直接液化反应产物、高氯煤焦油的悬浮床加氢反应产物的热高分气急冷过程及后续空冷过程和冷高压分离过程，在不增加外供洗涤水用量的前提下，为了冲洗氯化铵结晶并抑制HCL和或H2S和或HF和或CO2形成酸性水并广泛存在，向热高分气回注冷高分油或冷高分水使其温度大幅降低如降至130℃以下，使液态水大量存在溶解氨并电离氨而形成偏碱性环境进而吸收酸性气体，急冷后物料经过空冷器冷却至常温分离为冷高分气、冷高分油、高分水，部分冷高分油或高分水作为急冷液回注，外排酸性水经净化处理过程所得净化水可作为外供洗涤水回注至空冷器前部。
Description
技术领域
本发明涉及一种含氯化氢的加氢反应产物的热高分气急冷方法，特别涉及高氯煤的加氢直接液化反应产物、高氯煤焦油的悬浮床加氢反应产物的热高分气急冷过程及后续空冷过程和冷高压分离过程，在不增加外供洗涤水用量的前提下，为了冲洗氯化铵结晶并抑制HCL和或H2S和或HF和或CO2形成酸性水并广泛存在，向热高分气回注冷高分油或冷高分水使其温度大幅降低如降至130℃以下，使液态水大量存在溶解氨并电离氨而形成偏碱性环境进而吸收酸性气体，急冷后物料经过空冷器冷却至常温分离为冷高分气、冷高分油、高分水，部分冷高分油或高分水作为急冷液回注，外排酸性水经净化处理过程所得净化水可作为外供洗涤水回注至空冷器前部。
背景技术
本发明涉及含氯化氢的加氢反应产物比如高氯煤的加氢直接液化反应产物、高氯煤焦油的悬浮床加氢反应产物的热高分气的空冷器前的急冷方法或注水急冷的方法。
由于世界上的煤加氢直接液化工业装置仅有一套，即中国神华鄂尔多斯煤制油分公司的产油量100万吨/年的煤加氢直接液化装置，并且其原料煤中的氯离子含量较低，因此，高氯煤的加氢直接液化反应产物的注水洗涤方法尚未真正成熟。而高氯煤是一种广泛存在的煤种，因此，研究高氯煤的加氢直接液化反应的热高分气急冷方法具有现实意义。
作为相近技术领域的石油基加氢装置，尚未出现高氯原料油的问题，这是因为，石油是一种氮含量较低、氯离子含量极低比如低于2～5PPm的油品，或者石油馏分油进入加氢装置之前已经经过了脱盐过程如电脱盐过程。石油基加氢装置的反应产物洗涤水的成熟使用经验，也只能保证适合于石油基烃类加氢装置加氢反应流出物的注水洗涤过程，尚缺乏高氯油品的加氢反应流出物的注水经验。
在氯化氢含量极低的加氢装置如石油基蜡油加氢裂化装置中，加氢反应流出物注入洗涤水，第一目的在于吸收加氢反应流出物中的氨，防止氨浓度太高，在反应系统积聚，降低催化剂活性，通常循环氢中的氨浓度控制的越低越好，一般不大于200PPm，最好不大于50PPm；第二目的是，吸收氨后的水溶液必然吸收硫化氢，可以防止加氢反应流出物的冷却降温过程形成硫氢化氨或多硫氨结晶而堵塞换热器通道、堵塞管道增加系统压力降。石油基蜡油加氢裂化装置的加氢反应流出物洗涤水注入量需要满足以下要求：洗涤水注入加氢反应流出物后的温度条件，保证水的相平衡结果是存在液相水和汽相水，即水不能全汽化并且液相水量必最好为洗涤水总量的30％或更多，同时注水后的温度条件必须保证液态水相优先吸收一定数量的氨气形成偏碱性的水溶液，以防止水全汽化后在后续的冷凝过程形成酸雾。由于硫氢化氨结晶温度点一般较低，因此，注冲洗水流程点操作温度一般在220～100℃范围内，而注水后混合物料温度一般在160～70℃范围内，可以满足前述要求。就石油基烃类加氢装置加氢反应流出物空气冷却器而言，通常操作条件为：压力为1.0～22MPa，管程入口温度为90～220℃(反应系统紧急卸压时短期可达250～350℃)，管程出口温度为30～60℃(反应系统紧急卸压时可达150～250℃)，加氢反应流出物含有硫化氢--氨--氢气，通常加氢反应流出物空气冷却器入口已经加入冲洗水，且加入的冲洗水的汽化率一般小于80％、通常小于60％，此时，加氢反应流出物空气冷却器的操作温度较高如150～180℃的前端管束内，仍然形成了硫化氢--氨--氢气--水腐蚀环境，这主要是因为温度较高造成水相无法吸收足够数量的氨气，工业装置通常采用在空冷器前部管束使用衬管的方式解决该问题。
氯化铵结晶热平衡数据、硫氢化铵结晶热平衡数据，参见文献A01：①出版物名称：《加氢处理工艺与工程》，662页；②检索用图书编码：ISBN7-80164-665-7；③主编：李大东；④出版社：中国石化出版社。
氨、硫化氢、水物系的气液平衡数据，可用国际通用流程模拟软件如美国ASPENTECH的ASPENPLUS程序、美国SIMSCI-ESSCOR公司的PROCESS程序，使用专用的酸性水系统相平衡数据包给出准确的计算。另外，氨、硫化氢、水物系的气液平衡数据计算方法和部分数据，可以参见文献A02：①出版物名称：《加氢裂化工艺与工程》，560～574页；②检索用图书编码：ISBN7-80164-064-0；③主编：韩崇仁；④出版社：中国石化出版社。
然而，在煤加氢直接液化反应产物的注水洗涤过程，则存在极大的不同。
与石油馏分加氢装置相比，通常煤的氮含量高得多、而煤加氢直接液化过程的氢油体积比低得多，因此，煤加氢直接液化反应产物分离出的热高分气中的氨气浓度通常很高；当煤中含有较多的氯、氟时，高氯和或高氟煤的加氢直接液化反应产物中，存在较多的氯化氢、氟化氢组分；当煤加氢直接液化反应产物的热高分气中氯化氢浓度与氨气浓度均很高时，出现氯化氨结晶的温度点就会很高比如高达250～280℃，这样必须在一定安全温距之上的温度点如280～310℃的流程点注水，这样导致注水后物料的温度仍然很高比如高达190～220℃，甚至达不到水露点即无法形成大量冷凝水；及时有大量冷凝水存在，由于190～220℃的温度条件，水中溶解的氨很少并且难以电离形成碱性水溶液环境，这样的液相水实质上就是酸性组分HCL和或H2S和或HF和或CO2饱和后形成的强腐蚀性酸性水，在后续的水冷凝过程中会腐蚀设备、管道。
由于煤中通常含有较多的氧元素，煤加氢直接液化反应中含有较多的水组分，如果按照吸收氨气需要的溶剂水的数量计算注水量，洗涤水数量则为溶剂水量理论值减去反应过程的生成水量，为防止形成大量酸性水，因此外供洗涤水量通常较小。
比如200万吨/年原煤加工生产100万吨/年油品的煤加氢直接液化装置，加工原料煤250吨/时，加工可反应生成氯化氢的氯离子含量为28PPm的煤，流量为22万标准立方米/时的温高分气中的氯化氢体积浓度为20.0PPm、氨气浓度为4200PPm，温高压分离器操作压力为22.0MPa，氯化铵结晶点温度为约为263℃，向280℃的温高分气注入洗涤氨盐需要的冲洗水31吨/时，使物流温度降低至209℃，那么，将出现以下两种情况：
①由于常规的注水量是为了洗涤氨气而确定的，如果不增加洗涤水数量，注水后混合物料温度就会依然很高为209℃，在后续的冷凝过程中必然形成强腐蚀性酸性水，导致后续过程设备如空冷器前端管束内、换热器前端管束内、管道中形成快速腐蚀条件，这种环境无论是碳钢材料还是普通不锈钢均难以长期安全工作，这样的事故在含较高氯离子的煤焦油的悬浮床加氢装置的热高分气空冷器部位已经发生；或者必选用价格昂贵的金属合金材料如抗应力腐蚀的双相钢经过特殊工艺制备的设备，对于200万吨/年原煤加工生产100万吨/年油品的煤直接液化装置，双相钢材料的高压空气冷却器投资比碳钢材料的高压空气冷却器投资多出至少0.35亿人民币，一次投资太大；而且由于不能在根本上消除强腐蚀性酸性水，这种设备方案缺乏本质安全性；
②如果为了保证洗涤水注入点后的混相物料中液相水量为洗涤水总量的30％或更多，成为偏碱性水溶液而不是形成强腐蚀性酸性水，那么，就必须注入大量冲洗水充当急冷水进行降温幅度大的急冷，如果将注水点后温度降低至135℃，则需要多注入洗涤水约185吨/时，即多产生酸性水185吨/时，这样将形成大量的酸性水需要处理，大幅度增加酸性水净化单元的工程投资和能耗。
上述分析说明，高氯煤的液化反应产物的高压热态含气相物流的注水洗涤过程，同时应该是一个降温幅度大的急冷过程，这要求使用大量冷物料，同时应避免增加外供新鲜冲洗水用量即避免导致酸性水数量的增加。
类似问题也存在于高氯煤焦油的悬浮床加氢反应产物的热高分气的空冷器前的注水洗涤急冷过程中。
另一方面，为了应对紧急泄压情况的极端换热需要，热高分气的高压空冷器均存在换热面积安全余量。
上述分析暗示，在冷高压分离器排出的常温物料如冷循环氢、冷高分油、冷高分水的范围内，有选择性地循环回注至急冷点，在防止降温过程产生结晶物前提下，实现大幅度降温，即可实现本发明的目的。
在上述三种物料中，在防止降温过程产生结晶物前提下，回注冷循环氢难以实现大幅度降温，因为氯化铵结晶常数(气相中氨气分压与气相中氯化氢分压的乘积值)随着温度的降低快速下降，比如温度由结晶点250℃降低至200℃时，为了防止出现结晶物，循环氢数量必须增大约7倍来稀释气相中的氨气、氯化氢；比如温度由结晶点200℃降低至150℃时，为了防止出现结晶物，循环氢数量必须增大约15.8倍来稀释气相中的氨气、氯化氢；对于加氢装置而言，如此操作方案已经失去经济性，是无法采用的，存在投资过大、能耗过大的缺点；因为需要使用或借用循环氢气压缩机、并按所述倍数增大循环氢气系统规模，且不能增加碱性水溶液的数量，特别地，煤加氢直接液化装置通常不设置冷高分气的直接加压循环氢压缩机，使用本方案导致增加直接加压循环氢压缩机组，投资太大、能耗高。
在上述三种物料中，回注冷高分油可以实现大幅度降温，但是因为无法有效地降低气相中的氨气、氯化氢，不能阻止降温过程产生结晶物；如果强行降低温度，氯化铵结晶仍然不可避免，这需要同步实施外供洗涤水的冲洗。对于煤加氢直接液化反应产物中水量大、水浓度高的情况，大幅度降温使反应产物大量水冷凝则需要大量的冷高分油循环量，能耗高，循环泵尺寸大，同时会大幅度降低空冷器传热温差、增加空冷器传热面积。
而将冷高压分离器排出的常温高分水或基于高分水的物流如低压酸性水，循环回注至急冷点，在实现大幅度降温的同时，液相水吸收氨、氯化氢、硫化氢形成碱性环境水溶液，能够最佳化实现本发明的目的：在防止降温过程产生结晶物前提下，抑制强腐蚀性酸性水的出现，其优点在于：
①增加碱性高分水溶液的数量，增加了水液体与气体的混合接触几率，可以加快专用洗涤水吸收氨、氯化氢、硫化氢的速度，增强消除强腐蚀性酸性水的能力；
②由于水蒸汽的冷凝传热系数、水的传热系数很大，可以降低需要的空冷器的换热面积；利用高压空冷器为了应对紧急泄压而必须存在的换热面积安全余量，即可完成循环酸性水的循环冷却，基本不增加空冷器换热面积；
③由于水液的比热约为油液比热的2倍，且气化潜热非常高，单位重量水的汽化潜热是油品的5～7倍，且水蒸汽的露点低即在100℃，与回注冷高分油方案相比，可以大幅度降低冷却液数量，同时循环过程压差很小，循环泵可使用离心式屏蔽泵加压即可，增压的电耗很小；
④水的密度较大，利于缩小循环泵的尺寸和降低泵制造难度。
本发明的基本设想是：一种含氯化氢的加氢反应产物的热高分气急冷方法，特别涉及高氯煤的加氢直接液化反应产物、高氯煤焦油的悬浮床加氢反应产物的热高分气急冷过程及后续空冷过程和冷高压分离过程，在不增加外供洗涤水用量的前提下，为了冲洗氯化铵结晶并抑制HCL和或H2S和或HF和或CO2形成酸性水并广泛存在，向热高分气回注冷高分油或冷高分水使其温度大幅降低如降至130℃以下，使液态水大量存在溶解氨并电离氨而形成偏碱性环境进而吸收酸性气体，急冷后物料经过空冷器冷却至常温分离为冷高分气、冷高分油、高分水，部分冷高分油或高分水作为急冷液回注，外排酸性水经净化处理过程所得净化水可作为外供洗涤水回注至空冷器前部。
本发明，对高氯煤、高氟煤的加氢直接液化过程的热高分气可以经济地实施安全注水洗涤，防止注水点后温度过高导致无液态水或者液态水中溶解氨的数量太低形成酸雾的强腐蚀环境，从根本上缩小酸性组分氯化氢、氟化氢、硫化氢、二氧化碳构成的酸雾的存续空间和时间，提高了设备、管道的本质安全性，类似的技术方案未见报道。
本发明，可以与专利ZL201010205298.1一种空气冷却器联合使用。
本发明第一目的在于提出一种含氯化氢的加氢反应产物的热高分气急冷方法。
本发明第二目的在于提出了一种高氯煤或高氟煤的加氢直接液化方法。
发明内容
本发明一种含氯化氢的加氢反应产物的热高分气急冷方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)在加氢反应过程R10，含氯、含氮原料R10F转化为含有氯化氢、氨的加氢产物R10P；
在热高压分离部分S1，加氢产物R10P分离为含有氯化氢、氨的热高分气S1V和热高分液料S1L；
(2)在降温部分DT，基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，与洗涤水WW混合为混合物KF100，混合物KF100进入高压空气冷却器部分AIRC降温；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
进入高压空气冷却器部分AIRC的混合物料中，含有至少一部分液态水，液态水溶解至少一部分氨；
(3)在高压空气冷却器部分AIRC，混合物KF100降低温度后成为冷后物流TOS3；
(4)在冷高压分离部分S3，冷后物流TOS3分离为冷高分气S3V、冷高分油S3L和冷高分水S3W；
(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分水S3W的物流S3WR和或至少一部分基于冷高分油S3L的物流S3LR，作为循环急冷液RSW返回降温部分DT。
本发明，(1)加氢反应过程R10的含氯、含氮原料R10F，通常，选自下述物料的一种或几种：
①中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
②高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
③页岩油重油或页岩油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
④页岩油基重油热加工过程所得重油馏分产品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑤石油砂基重油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑥石油基重油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑦其它可氢解氯含量高于10PPm，有机氮重量含量高于0.30％的烃油。
本发明，(2)在降温部分DT，基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，通常，选自下述物料的一种或几种：
①含气相物料S1VB，为热高分气S1V；
②含气相物料S1VB，为热高分气S1V的降温混相物流；
③含气相物料S1VB，为热高分气S1V的降温混相物流在温高压分离器S2分离得到的温高分气S2V；
热高分气S1V的降温混相物流，在温高压分离器S2分离为温高分气S2V和温高分液S2L；
④含气相物料S1VB，为温高分气S2V的降温混相物流。
本发明，(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分水S3W的物流S3WR，通常，选自下述物料的1种或2种：
①物流S3WR，为冷高分水S3W；
②物流S3WR，为冷高分水S3W的降压混相物流在冷高分水脱气部分S9分离得到的脱气冷酸性水S9L；
冷高分水S3W的降压混相物流，在冷高分水脱气部分S9分离为气体S9V和脱气冷酸性水S9L；
③物流S3WR，为冷高分水S3W的降压混相物流在冷高分水脱气部分S9分离得到的脱气冷酸性水S9L；
冷高分水S3W的降压混相物流，在冷高分水脱气部分S9分离为气体S9V和脱气冷酸性水S9L；
冷高分水脱气部分S9的操作条件为：压力为0.01～4.0MPa、温度为20～70℃；
④物流S3WR，为冷高分水S3W的酸性水净化过程PROC得到的半净化水；
在酸性水净化过程PROC，至少一部分冷高分水S3W分离出硫化氢、氨后得到净化水、半净化水；半净化水，是冷高分水S3W脱出部分硫化氢后的一种含有氨组分、硫化氢组分的水；
至少一部分净化水作为洗涤水WW返回降温部分DT；
半净化水，作为循环急冷水RSW返回降温部分DT；
⑤物流S3WR，为冷高分水S3W的酸性水净化过程PROC-W得到的半净化水；
在酸性水净化过程PROC-W，至少一部分冷高分水S3W分离出硫化氢、氨后得到净化水、半净化水；半净化水，是冷高分水S3W脱出部分硫化氢后的一种含有氨组分、硫化氢组分的水，半净化水中氨的分子数大于硫化氢的分子数的4倍以上；
至少一部分净化水作为洗涤水WW返回降温部分DT；
半净化水，作为循环急冷水RSW返回降温部分DT。
本发明，(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分油S3L的物流S3LR，通常，选自下述物料的1种或2种：
①物流S3LR，为冷高分油S3L；
②物流S3LR，为冷高分油S3L的降压混相物流在冷高分油脱气部分S5分离得到的脱气冷低分油S5L；
冷高分油S3L的降压混相物流，在冷高分油脱气部分S5分离为气体S5V和脱气冷低分油S5L；
③物流S3LR，为冷高分油S3L的降压混相物流在冷高分油脱气部分S5分离得到的脱气冷低分油S5L；
冷高分油S3L的降压混相物流，在冷高分油脱气部分S5分离为气体S5V和脱气冷低分油S5L；
冷高分油脱气部分S5的操作条件为：压力为0.01～4.0MPa、温度为20～70℃；
④物流S3LR，为脱气冷低分油S5L的深度脱轻组分过程PROC-L得到的深度脱轻组分油S5L-L；
在深度脱轻组分过程PROC-L，至少一部分脱气冷低分油S5L脱出至少一部分常规气态烃后得到深度脱轻组分油S5L-L。
本发明，一般，(1)原料煤R10F为高氯煤；
(5)在急冷液循环部分RS100，至少冷高分油S3L的5～90％和或至少一部分冷高分水S3W的5～90％，作为循环急冷液RSW使用。
本发明，一般，(1)原料煤R10F为高氯煤；
(2)在降温部分DT，来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低20～150℃。
本发明，较佳者，(1)原料煤R10F为高氯煤；
(2)在降温部分DT，来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低50～100℃。
本发明，通常，(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分冷高分油S3L和或至少一部分冷高分水S3W，作为循环急冷液RSW经过离心式屏蔽电泵PUMP升压后返回降温部分DT。
本发明，各步骤操作条件通常为：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量高于10PP。
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作条件为：压力为1.0～30.0MPa、温度为230～360℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低20～100℃；
(4)冷高压分离部分S3的操作条件为：压力为1.0～30.0MPa、温度为20～70℃。
本发明，各步骤操作条件一般为：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量为10～1000PPm；
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作温度为230～360℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，使混合物KF100的温度降低至80～145℃后进入高压空气冷却器部分AIRC。
本发明，各步骤操作条件宜为：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量为10～300PPm；
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作温度为265～325℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，使混合物KF100的温度降低至90～125℃后进入高压空气冷却器部分AIRC。
具体实施方式
以下详细描述本发明。
本发明所述的压力，指的是绝对压力。
本发明所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽、液平衡温度。
本发明所述的常规沸程指的是馏分的常规沸点范围。
本发明所述的比重，除非特别说明，指的是常压、15.6℃条件下液体密度与常压、15.6℃条件下水密度的比值。
本发明所述的组分的组成或浓度或含量或收率值，除非特别说明，均为重量基准值。
本发明所述的常规气体烃，指的是常规条件下呈气态的烃类，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。
本发明所述的常规液体烃，指的是常规条件下呈液态的烃类，包括戊烷及其沸点更高的烃类。
以下详细描述本发明的特征部分。
本发明一种含氯化氢的加氢反应产物的热高分气急冷方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)在加氢反应过程R10，含氯、含氮原料R10F转化为含有氯化氢、氨的加氢产物R10P；
在热高压分离部分S1，加氢产物R10P分离为含有氯化氢、氨的热高分气S1V和热高分液料S1L；
(2)在降温部分DT，基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，与洗涤水WW混合为混合物KF100，混合物KF100进入高压空气冷却器部分AIRC降温；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
进入高压空气冷却器部分AIRC的混合物料中，含有至少一部分液态水，液态水溶解至少一部分氨；
(3)在高压空气冷却器部分AIRC，混合物KF100降低温度后成为冷后物流TOS3；
(4)在冷高压分离部分S3，冷后物流TOS3分离为冷高分气S3V、冷高分油S3L和冷高分水S3W；
(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分水S3W的物流S3WR和或至少一部分基于冷高分油S3L的物流S3LR，作为循环急冷液RSW返回降温部分DT。
本发明，(1)加氢反应过程R10的含氯、含氮原料R10F，通常，选自下述物料的一种或几种：
①中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
②高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
③页岩油重油或页岩油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
④页岩油基重油热加工过程所得重油馏分产品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑤石油砂基重油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑥石油基重油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑦其它可氢解氯含量高于10PPm，有机氮重量含量高于0.30％的烃油。
本发明，(2)在降温部分DT，基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，通常，选自下述物料的一种或几种：
①含气相物料S1VB，为热高分气S1V；
②含气相物料S1VB，为热高分气S1V的降温混相物流；
③含气相物料S1VB，为热高分气S1V的降温混相物流在温高压分离器S2分离得到的温高分气S2V；
热高分气S1V的降温混相物流，在温高压分离器S2分离为温高分气S2V和温高分液S2L；
④含气相物料S1VB，为温高分气S2V的降温混相物流。
本发明，(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分水S3W的物流S3WR，通常，选自下述物料的1种或2种：
①物流S3WR，为冷高分水S3W；
②物流S3WR，为冷高分水S3W的降压混相物流在冷高分水脱气部分S9分离得到的脱气冷酸性水S9L；
冷高分水S3W的降压混相物流，在冷高分水脱气部分S9分离为气体S9V和脱气冷酸性水S9L；
③物流S3WR，为冷高分水S3W的降压混相物流在冷高分水脱气部分S9分离得到的脱气冷酸性水S9L；
冷高分水S3W的降压混相物流，在冷高分水脱气部分S9分离为气体S9V和脱气冷酸性水S9L；
冷高分水脱气部分S9的操作条件为：压力为0.01～4.0MPa、温度为20～70℃；
④物流S3WR，为冷高分水S3W的酸性水净化过程PROC得到的半净化水；
在酸性水净化过程PROC，至少一部分冷高分水S3W分离出硫化氢、氨后得到净化水、半净化水；半净化水，是冷高分水S3W脱出部分硫化氢后的一种含有氨组分、硫化氢组分的水；
至少一部分净化水作为洗涤水WW返回降温部分DT；
半净化水，作为循环急冷水RSW返回降温部分DT；
⑤物流S3WR，为冷高分水S3W的酸性水净化过程PROC-W得到的半净化水；
在酸性水净化过程PROC-W，至少一部分冷高分水S3W分离出硫化氢、氨后得到净化水、半净化水；半净化水，是冷高分水S3W脱出部分硫化氢后的一种含有氨组分、硫化氢组分的水，半净化水中氨的分子数大于硫化氢的分子数的4倍以上；
至少一部分净化水作为洗涤水WW返回降温部分DT；
半净化水，作为循环急冷水RSW返回降温部分DT。
本发明，(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分油S3L的物流S3LR，通常，选自下述物料的1种或2种：
①物流S3LR，为冷高分油S3L；
②物流S3LR，为冷高分油S3L的降压混相物流在冷高分油脱气部分S5分离得到的脱气冷低分油S5L；
冷高分油S3L的降压混相物流，在冷高分油脱气部分S5分离为气体S5V和脱气冷低分油S5L；
③物流S3LR，为冷高分油S3L的降压混相物流在冷高分油脱气部分S5分离得到的脱气冷低分油S5L；
冷高分油S3L的降压混相物流，在冷高分油脱气部分S5分离为气体S5V和脱气冷低分油S5L；
冷高分油脱气部分S5的操作条件为：压力为0.01～4.0MPa、温度为20～70℃；
④物流S3LR，为脱气冷低分油S5L的深度脱轻组分过程PROC-L得到的深度脱轻组分油S5L-L；
在深度脱轻组分过程PROC-L，至少一部分脱气冷低分油S5L脱出至少一部分常规气态烃后得到深度脱轻组分油S5L-L。
本发明，一般，(1)原料煤R10F为高氯煤；
(5)在急冷液循环部分RS100，至少冷高分油S3L的5～90％和或至少一部分冷高分水S3W的5～90％，作为循环急冷液RSW使用。
本发明，一般，(1)原料煤R10F为高氯煤；
(2)在降温部分DT，来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低20～150℃。
本发明，较佳者，(1)原料煤R10F为高氯煤；
(2)在降温部分DT，来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低50～100℃。
本发明，通常，(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分冷高分油S3L和或至少一部分冷高分水S3W，作为循环急冷液RSW经过离心式屏蔽电泵PUMP升压后返回降温部分DT。
本发明，各步骤操作条件通常为：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量高于10PP。
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作条件为：压力为1.0～30.0MPa、温度为230～360℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低20～100℃；
(4)冷高压分离部分S3的操作条件为：压力为1.0～30.0MPa、温度为20～70℃。
本发明，各步骤操作条件一般为：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量为10～1000PPm；
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作温度为230～360℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，使混合物KF100的温度降低至80～145℃后进入高压空气冷却器部分AIRC。
本发明，各步骤操作条件宜为：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量为10～300PPm；
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作温度为265～325℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，使混合物KF100的温度降低至90～125℃后进入高压空气冷却器部分AIRC。
实施例
实施例一
200万吨/年原煤加工生产100万吨/年油品的煤加氢直接液化装置，加工原料煤250吨/时，加工可反应生成氯化氢的氯离子含量为28PPm的煤，流量为22万标准立方米/时的温高分气中的氯化氢体积浓度为20.0PPm、氨气浓度为4200PPm，温高压分离器操作压力为22.0MPa，氯化铵结晶点温度为约为263℃，向280℃的温高分气注入洗涤氨盐需要的冲洗水31吨/时，使物流温度降低至209℃。
采用本发明循环冷高分水的方法，将注水后温度由209℃降低至135℃，高压空气冷却器材料，由双相钢材料改为使用碳钢材料，高压空气冷却器投资节省至少0.35亿人民币，并且在根本上消除了强腐蚀性酸性水环境，提高了设备、管道的本质安全性。
各步骤具体操作条件如下：
(1)在加氢反应过程R10执行煤加氢直接液化反应过程，含氯、含氮原料煤R10F转化为含有氯化氢、氨的加氢产物R10P；
在热高压分离部分S1，在压力为22.1MPa、温度为420℃的操作条件下，加氢产物R10P分离为含有氯化氢、氨的热高分气S1V和热高分液料S1L；
(2)在降温部分DT，热高分气S1V的降温至280℃成为混相物流，在温高压分离器S2分离为温高分气S2V和温高分液S2L；
温高分气S2V作为基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，与洗涤水WW混合为混合物KF100，混合物KF100温度为210℃；
循环急冷液RSW使用185吨/时的冷高分水循环液，与洗涤水WW混合后一并与温高分气S2V混合为温度为135℃的高压空冷器入口物料；
(3)在高压空气冷却器部分AIRC，高压空冷器入口物料降低温度至48℃后成为冷后物流TOS3；
(4)在冷高压分离部分S3，在压力为21.1MPa、温度为48℃的操作条件下，冷后物流TOS3分离为冷高分气S3V、冷高分油S3L和冷高分水S3W；
(5)在急冷液循环部分RS100，185吨/时冷高分水S3W用作物流S3WR，作为循环急冷液RSW返回降温部分DT，使用屏蔽离心泵对循环急冷液RSW增压；其它外排酸性水经净化处理过程所得净化水可作为外供洗涤水回注至空冷器前部。
实施例二
基于实施例一，为实现同样的降温目标，在急冷液循环部分RS100，用356吨/时的冷高分油S3L用作物流S3LR，代替185吨/时冷高分水S3W用作物流S3WR，作为循环急冷液RSW返回降温部分DT，使用屏蔽离心泵对循环急冷液RSW增压。
Claims (12)
1.一种含氯化氢的加氢反应产物的热高分气急冷方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)在加氢反应过程R10，含氯、含氮原料R10F转化为含有氯化氢、氨的加氢产物R10P；
在热高压分离部分S1，加氢产物R10P分离为含有氯化氢、氨的热高分气S1V和热高分液料S1L；
(2)在降温部分DT，基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，与洗涤水WW混合为混合物KF100，混合物KF100进入高压空气冷却器部分AIRC降温；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
进入高压空气冷却器部分AIRC的混合物料中，含有至少一部分液态水，液态水溶解至少一部分氨；
(3)在高压空气冷却器部分AIRC，混合物KF100降低温度后成为冷后物流TOS3；
(4)在冷高压分离部分S3，冷后物流TOS3分离为冷高分气S3V、冷高分油S3L和冷高分水S3W；
(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分水S3W的物流S3WR和或至少一部分基于冷高分油S3L的物流S3LR，作为循环急冷液RSW返回降温部分DT。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(1)加氢反应过程R10的含氯、含氮原料R10F，选自下述物料的一种或几种：
①中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
②高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
③页岩油重油或页岩油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
④页岩油基重油热加工过程所得重油馏分产品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑤石油砂基重油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑥石油基重油热加工过程所得油品；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑦其它可氢解氯含量高于10PPm，有机氮重量含量高于0.30％的烃油。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(2)在降温部分DT，基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，选自下述物料的一种或几种：
①含气相物料S1VB，为热高分气S1V；
②含气相物料S1VB，为热高分气S1V的降温混相物流；
③含气相物料S1VB，为热高分气S1V的降温混相物流在温高压分离器S2分离得到的温高分气S2V；
热高分气S1V的降温混相物流，在温高压分离器S2分离为温高分气S2V和温高分液S2L；
④含气相物料S1VB，为温高分气S2V的降温混相物流。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分水S3W的物流S3WR，选自下述物料的1种或2种：
①物流S3WR，为冷高分水S3W；
②物流S3WR，为冷高分水S3W的降压混相物流在冷高分水脱气部分S9分离得到的脱气冷酸性水S9L；
冷高分水S3W的降压混相物流，在冷高分水脱气部分S9分离为气体S9V和脱气冷酸性水S9L；
③物流S3WR，为冷高分水S3W的降压混相物流在冷高分水脱气部分S9分离得到的脱气冷酸性水S9L；
冷高分水S3W的降压混相物流，在冷高分水脱气部分S9分离为气体S9V和脱气冷酸性水S9L；
冷高分水脱气部分S9的操作条件为：压力为0.01～4.0MPa、温度为20～70℃；
④物流S3WR，为冷高分水S3W的酸性水净化过程PROC得到的半净化水；
在酸性水净化过程PROC，至少一部分冷高分水S3W分离出硫化氢、氨后得到净化水、半净化水；半净化水，是冷高分水S3W脱出部分硫化氢后的一种含有氨组分、硫化氢组分的水；
至少一部分净化水作为洗涤水WW返回降温部分DT；
半净化水，作为循环急冷水RSW返回降温部分DT；
⑤物流S3WR，为冷高分水S3W的酸性水净化过程PROC-W得到的半净化水；
在酸性水净化过程PROC-W，至少一部分冷高分水S3W分离出硫化氢、氨后得到净化水、半净化水；半净化水，是冷高分水S3W脱出部分硫化氢后的一种含有氨组分、硫化氢组分的水，半净化水中氨的分子数大于硫化氢的分子数的4倍以上；
至少一部分净化水作为洗涤水WW返回降温部分DT；
半净化水，作为循环急冷水RSW返回降温部分DT。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分基于冷高分油S3L的物流S3LR，选自下述物料的1种或2种：
①物流S3LR，为冷高分油S3L；
②物流S3LR，为冷高分油S3L的降压混相物流在冷高分油脱气部分S5分离得到的脱气冷低分油S5L；
冷高分油S3L的降压混相物流，在冷高分油脱气部分S5分离为气体S5V和脱气冷低分油S5L；
③物流S3LR，为冷高分油S3L的降压混相物流在冷高分油脱气部分S5分离得到的脱气冷低分油S5L；
冷高分油S3L的降压混相物流，在冷高分油脱气部分S5分离为气体S5V和脱气冷低分油S5L；
冷高分油脱气部分S5的操作条件为：压力为0.01～4.0MPa、温度为20～70℃；
④物流S3LR，为脱气冷低分油S5L的深度脱轻组分过程PROC-L得到的深度脱轻组分油S5L-L；
在深度脱轻组分过程PROC-L，至少一部分脱气冷低分油S5L脱出至少一部分常规气态烃后得到深度脱轻组分油S5L-L。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(1)原料煤R10F为高氯煤；
(5)在急冷液循环部分RS100，至少冷高分油S3L的5～90％和或至少一部分冷高分水S3W的5～90％，作为循环急冷液RSW使用。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(1)原料煤R10F为高氯煤；
(2)在降温部分DT，来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低20～150℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(1)原料煤R10F为高氯煤；
(2)在降温部分DT，来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低50～100℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(5)在急冷液循环部分RS100，至少一部分冷高分油S3L和或至少一部分冷高分水S3W，作为循环急冷液RSW经过离心式屏蔽电泵PUMP升压后返回降温部分DT。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量高于10PPm；
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作条件为：压力为1.0～30.0MPa、温度为230～360℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，进入高压空气冷却器部分AIRC；
循环急冷液RSW，单独与含气相物料S1VB混合为混合物KXM，可以使混合物KXM的温度比含气相物料S1VB的温度降低20～100℃；
(4)冷高压分离部分S3的操作条件为：压力为1.0～30.0MPa、温度为20～70℃。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量为10～1000PPm；
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作温度为230～360℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，使混合物KF100的温度降低至80～145℃后进入高压空气冷却器部分AIRC。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
(1)原料煤R10F为高氯含量煤，有机氯含量为10～300PPm；
(2)在降温部分DT，与洗涤水WW混合的基于热高分气S1V的含气相物料S1VB，其操作温度为265～325℃；
来自步骤(5)的循环急冷液RSW，与含气相物料S1VB和或洗涤水WW和或混合物KF100混合后，使混合物KF100的温度降低至90～125℃后进入高压空气冷却器部分AIRC。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104220559A (zh) * | 2012-03-30 | 2014-12-17 | 环球油品公司 | 处理可再生原料的方法和装置 |
| CN105567279A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-11 | 何巨堂 | 一种含固体的烃加氢产物的热高压氢气气提分离方法 |
| CN105694969A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-06-22 | 何巨堂 | 一种碳氢料加氢反应三相产物的热高压分离气体脱尘方法 |
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