CN109385293B - 烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置和方法。所述装置，包括中变反应器，中变反应器连接换热器A，换热器A连接换热器B，换热器B连接汽包，汽包连接水汽分离器，水汽分离器顶部出口连接第一分水器，水汽分离器底部排液口连接汽提塔，第一分水器顶部出气口分别连接换热器C和空冷器，换热器C连接第二分水器，第二分水器顶部出气口连接第三分水器，空冷器连接第三分水器，第三分水器上部出气口连接换热器D，换热器D连接第四分水器，第一分水器、第二分水器、第三分水器、第四分水器底部排液口均连接汽提塔进口。本发明设备简单，运行成本低，降低酸性水处理负担；所述方法，工艺合理、操作性强。

Description

烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置和方法
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置和方法。
背景技术
为了保证足够的烃类蒸汽转化反应效率，防止烃类在催化剂上结炭，工艺气中必须配入过剩的水蒸气，通常是化学反应式计量系数的3-5倍，这些过剩的水蒸气在热交换过程中被冷凝下来，形成了工艺凝结水。这部分凝结水的量很大，能否将其合理利用关系到企业的经济效益和社会效益。
另外，在烃类蒸汽转化过程中，转化工艺气在铁铬系中温变换催化剂的作用下，会发生F-T反应，反应过程见式(1)：
nCO+2nH2＝CnH2n+1OH+(n-1)H2O (1)
从式(1)可以看出，F-T反应又生成了少量水和小分子有机物(如甲醇、甲醛等)，这些低分子量有机物又极易与水形成氢键，在工艺气冷却过程中很难自行脱除；同时，转化反应和中温变换反应产生的二氧化碳溶解到凝结水中。烃类蒸汽转化装置的工艺凝结水含有小分子有机物并呈酸性，直接排放会造成环境污染和能源浪费。
现有酸性水处理技术存在如下缺点：(1)工艺气的热量回收不完全，相当一部分热量在空冷损耗；(2)使用1.0MPa蒸汽在汽提塔汽提，蒸汽成本昂贵，另外，塔顶蒸汽没有回收手段，放空造成水资源浪费。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置，设备简单，运行成本低，降低酸性水处理负担，减少装置对新鲜盐水的消耗；本发明同时提供采用该装置的方法，工艺合理，操作性强。
本发明所述的烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置，包括中变反应器，中变反应器出口连接换热器A进口，换热器A出口连接换热器B进口，换热器B出口连接汽包进口，汽包出口连接水汽分离器上部进口，水汽分离器顶部出口连接第一分水器进口，水汽分离器底部排液口连接汽提塔进口，第一分水器底部排液口连接汽提塔进口，第一分水器顶部出气口分别连接换热器C进口和空冷器进口，换热器C出口连接第二分水器进口，第二分水器顶部出气口连接第三分水器进口，空冷器出口连接第三分水器进口，第三分水器上部出气口连接换热器D进口，换热器D出口连接第四分水器进口，第四分水器底部排液口连接汽提塔进口，第二分水器底部排液口、第三分水器底部排液口均连接汽提塔进口。
其中：
所述的汽包底部进口连接除氧水管线，汽包顶部出气口连接0.6MPa蒸汽管线。
所述的第四分水器顶部出气口连接去PSA管线。
所述的汽提塔出口连接锅炉上水管线。
所述的第一分水器分两部分，前端是一台横置的管束式换热器，与管束中的脱盐水换热，换热后的物料(即冷凝液)进入它的后端分水器(分水器位于设备的最低处)。工艺气换热后从管束式换热器尾部排出，冷凝液从分水器底部排出至汽提塔。
本发明采用所述的烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置的回收方法，将原料送入中变反应器进行反应，反应得到的工艺气依次经换热器A、换热器B换热，换热后的工艺气进入汽包，在汽包中将通入的除氧水制成0.6MPa蒸汽后送入低压蒸汽管网利用，出汽包的工艺气进入水汽分离器进行分离，分离得到的高温冷却液送汽提塔，水汽分离器顶部排出的工艺气进入第一分水器，在第一分水器中排出部分冷凝液至汽提塔，第一分水器顶部排出的工艺气一部分进入换热器C换热后在第二分水器中排出酸性冷凝液，另外一部分进入空冷器空冷后，与来自第二分水器顶部的工艺气混合进入第三分水器，在第三分水器中排出酸性冷凝液后的工艺气经过换热器D换热后进入第四分水器，在第四分水器中再次排酸性冷凝液后的工艺气进入PSA，所述的酸性冷凝液排至汽提塔，汽提塔内的冷凝液直接利用水汽分离器分离得到的高温冷却液加热进行汽提，汽提后的冷凝液与新鲜脱盐水混合后，除氧，即可作为锅炉上水。
所述的进入汽包的工艺气的温度为195-200℃。
所述的出汽包的工艺气的温度为160-165℃。
所述的分离得到的高温冷却液的温度为160-165℃。
所述的水汽分离器顶部排出的工艺气的温度为160-165℃。
所述的汽提塔的塔底温度为82-85℃，塔顶只冒出少量蒸汽，减少了水资源的浪费。
所述的水汽分离器操作在100％液位状态，其排液线与第一分水器的排液线相连，将高温冷却液送至汽提塔。
经过本发明所述的回收方法汽提后的冷凝水pH值呈碱性，返回到除氧器之前，与新鲜脱盐水混合后，除氧，作为锅炉上水，从而减少了转化装置对新鲜脱盐水的需求量。经过汽提的冷凝水pH值在9.0或以上。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明采用汽包的形式，回收了中变气的部分热量，产生低压蒸汽；借助汽包产气，产生高温冷却液，用其替代1.0MPa蒸汽作为热源进行汽提，节约蒸汽，降低装置运行费用；汽包产气后的工艺气温度下降，降低了空冷的操作负荷，节约电力资源，并且降低了在空冷中损耗的热量。经此技术处理后的水质呈碱性，满足锅炉上水要求。
2、本发明通过能量梯级利用，一方面增产蒸汽，一方面用高温冷却液进行冷凝水汽提，汽提后冷凝水作为锅炉补水回用，节约了能量，减少了装置对新鲜脱盐水的消耗，设备简单，工艺合理，操作性强。
附图说明
图1是本发明烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置的结构示意图；
图中：1-中变反应器；2-换热器A；3-换热器B；4-汽包；5-0.6MPa蒸汽管线；6-除氧水管线；7-水汽分离器；8-第一分水器；9-换热器C；10-空冷器；11-第二分水器；12-第三分水器；13-换热器D；14-第四分水器；15-去PSA管线；16-汽提塔；17-锅炉上水管线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例
如图1所示，所述的烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置，包括中变反应器1，中变反应器1出口连接换热器A2进口，换热器A2出口连接换热器B3进口，换热器B3出口连接汽包4进口，汽包4出口连接水汽分离器7上部进口，水汽分离器7顶部出口连接第一分水器8进口，水汽分离器7底部排液口连接汽提塔16进口，第一分水器8底部排液口连接汽提塔16进口，第一分水器8顶部出气口分别连接换热器C9进口和空冷器10进口，换热器C9出口连接第二分水器11进口，第二分水器11顶部出气口连接第三分水器12进口，空冷器10出口连接第三分水器12进口，第三分水器12上部出气口连接换热器D13进口，换热器D13出口连接第四分水器14进口，第四分水器14底部排液口连接汽提塔16进口，第二分水器11底部排液口、第三分水器12底部排液口均连接汽提塔16进口。
所述的汽包4底部进口连接除氧水管线6，汽包4顶部出气口连接0.6MPa蒸汽管线5。
所述的第四分水器14顶部出气口连接去PSA管线15。
所述的汽提塔16出口连接锅炉上水管线17。
所述的第一分水器8分为两部分，前端是一台横置的管束式换热器，与管束中的脱盐水换热，换热后的物料(即冷凝液)进入它的后端分水器(分水器位于设备的最低处)。工艺气换热后从管束式换热器尾部排出，冷凝液从分水器底部排出至汽提塔16。
采用所述的烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置的回收方法，将原料送入中变反应器1进行反应，反应得到的工艺气依次经换热器A2、换热器B3换热，换热后的工艺气进入汽包4，在汽包4中将通入的除氧水制成0.6MPa蒸汽后送入低压蒸汽管网利用，出汽包4的工艺气进入水汽分离器7进行分离，分离得到的高温冷却液送汽提塔16，水汽分离器7顶部排出的工艺气进入第一分水器8，在第一分水器8中排出部分冷凝液至汽提塔16，第一分水器8顶部排出的工艺气一部分进入换热器C9换热后在第二分水器11中排出酸性冷凝液，另外一部分进入空冷器10空冷后，与来自第二分水器11顶部的工艺气混合进入第三分水器12，在第三分水器12中排出酸性冷凝液后的工艺气经过换热器D13换热后进入第四分水器14，在第四分水器14中再次排酸性冷凝液后的工艺气进入PSA，所述的酸性冷凝液排至汽提塔16，汽提塔16内的冷凝液直接利用水汽分离器7分离得到的高温冷却液加热进行汽提，汽提后的冷凝液与新鲜脱盐水混合后，除氧，即可作为锅炉上水。
所述的进入汽包4的工艺气的温度为197.5±2.5℃。
所述的出汽包4的工艺气的温度为162.5±2.5℃。
所述的分离得到的高温冷却液的温度为162.5±2.5℃。
所述的水汽分离器7顶部排出的工艺气的温度为162.5±2.5℃。
所述的汽提塔16的塔底温度为83.5±1.5℃。
分析化验经过汽提的冷凝水的pH值，结果见表1。
表1经过汽提的冷凝水pH值
采样时间 pH值
2017-4-3 8:00 9.20
2017-4-5 8:00 9.30
2017-4-7 8:00 9.28
2017-4-10 8:00 9.25
2017-4-12 8:00 9.09
2017-4-14 8:00 9.02
2017-4-17 8:00 9.12
2017-4-19 8:00 9.09
2017-4-21 8:00 9.38
2017-4-24 8:00 9.14
2017-4-26 8:00 9.04
2017-4-28 8:00 9.12
由表1可得：汽提后的冷凝水pH值始终呈碱性，将其返回到除氧器之前，与新鲜脱盐水混合后，除氧，作为锅炉上水使用。

Claims (10)

1.一种烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置，其特征在于：包括中变反应器(1)，中变反应器(1)出口连接换热器A(2)进口，换热器A(2)出口连接换热器B(3)进口，换热器B(3)出口连接汽包(4)进口，汽包(4)出口连接水汽分离器(7)上部进口，水汽分离器(7)顶部出口连接第一分水器(8)进口，水汽分离器(7)底部排液口连接汽提塔(16)进口，第一分水器(8)底部排液口连接汽提塔(16)进口，第一分水器(8)顶部出气口分别连接换热器C(9)进口和空冷器(10)进口，换热器C(9)出口连接第二分水器(11)进口，第二分水器(11)顶部出气口连接第三分水器(12)进口，空冷器(10)出口连接第三分水器(12)进口，第三分水器(12)上部出气口连接换热器D(13)进口，换热器D(13)出口连接第四分水器(14)进口，第四分水器(14)底部排液口连接汽提塔(16)进口，第二分水器(11)底部排液口、第三分水器(12)底部排液口均连接汽提塔(16)进口。
2.根据权利要求1所述的烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置，其特征在于：所述的汽包(4)底部进口连接除氧水管线(6)，汽包(4)顶部出气口连接0.6MPa蒸汽管线(5)。
3.根据权利要求1所述的烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置，其特征在于：所述的第四分水器(14)顶部出气口连接去PSA管线(15)。
4.根据权利要求1所述的烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置，其特征在于：所述的汽提塔(16)出口连接锅炉上水管线(17)。
5.一种采用权利要求1-4任一所述的烃类蒸汽转化酸性水回收利用装置的回收方法，其特征在于：将原料送入中变反应器(1)进行反应，反应得到的工艺气依次经换热器A(2)、换热器B(3)换热，换热后的工艺气进入汽包(4)，在汽包(4)中将通入的除氧水制成0.6MPa蒸汽后送入低压蒸汽管网利用，出汽包(4)的工艺气进入水汽分离器(7)进行分离，分离得到的高温冷却液送汽提塔(16)，水汽分离器(7)顶部排出的工艺气进入第一分水器(8)，在第一分水器(8)中排出部分冷凝液至汽提塔(16)，第一分水器(8)顶部排出的工艺气一部分进入换热器C(9)换热后在第二分水器(11)中排出酸性冷凝液，另外一部分进入空冷器(10)空冷后，与来自第二分水器(11)顶部的工艺气混合进入第三分水器(12)，在第三分水器(12)中排出酸性冷凝液后的工艺气经过换热器D(13)换热后进入第四分水器(14)，在第四分水器(14)中再次排酸性冷凝液后的工艺气进入PSA，所述的酸性冷凝液排至汽提塔(16)，汽提塔(16)内的冷凝液直接利用水汽分离器(7)分离得到的高温冷却液加热进行汽提，汽提后的冷凝液与新鲜脱盐水混合后，除氧，即可作为锅炉上水。
6.根据权利要求5所述的回收方法，其特征在于：所述的换热后的工艺气进入汽包(4)，进入汽包(4)的工艺气的温度为195-200℃。
7.根据权利要求5所述的回收方法，其特征在于：所述的出汽包(4)的工艺气的温度为160-165℃。
8.根据权利要求5所述的回收方法，其特征在于：所述的分离得到的高温冷却液的温度为160-165℃。
9.根据权利要求5所述的回收方法，其特征在于：所述的水汽分离器(7)顶部排出的工艺气的温度为160-165℃。
10.根据权利要求5所述的回收方法，其特征在于：所述的汽提塔(16)的塔底温度为82-85℃。
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