CN109762590A - 一种分馏系统及分馏方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分馏系统及分馏方法，所述分馏系统包括分馏塔、塔顶冷却器、塔顶回流罐、中间重沸器；所述分馏塔至少设有进料入口、汽提介质入口、塔顶出口、塔底出口、第一侧线抽出口、第二侧线抽出口和第二侧线进料口；所述第二侧线抽出口经所述中间重沸器与所述第二侧线进料口连通。本发明的分馏系统及分馏方法采用分馏塔设置中间重沸器，提高中间组分的拔出率(如柴油产品)，提高塔底组分的初馏点(如塔底重油)，提高分馏塔的中间组分的收率(如柴油产品)，解决中间组分和塔底组分馏切割重叠的问题。

Description

一种分馏系统及分馏方法

技术领域

本发明属于化学工程领域，具体涉及一种分馏系统及分馏方法，尤其适用于油品物料的分馏。

背景技术

常规的油品分馏塔，通常处理来自罐区的原油，或者处理来自上游加工装置，包括催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、重油(渣油或蜡油)加氢和煤焦油加氢等装置的物料，通常会将轻于柴油的组分切割出来。由于通常该塔是塔底设置汽提蒸汽，全塔只有精馏段，没有提馏段，或者进料段底部的蒸汽汽提效果不好，导致塔底部的塔底重油与其最接近的侧线柴油组分无法清晰分割，导致柴油抽出率偏低，塔底重油的初馏点偏低，使得塔底重油含有柴油馏分最多达到30％之多。

若采用分馏重沸炉方案，通常可以解决部分问题，但是若塔底组分较重时，重沸炉出口温度偏高，导致油品在炉管内结焦，造成装置停工等风险。所以常规的油品分馏塔底部均不设重沸炉，只有当油品较轻，或者重组分较少的时候，才采用重沸炉。有时即便是采用了重沸炉的方案，由于回流比较低，塔的分馏效果依旧不明显，尤其是柴油组分和塔底重油组分依旧有馏分重叠现象。另外方案是分馏塔过气化进料，过气化势必要提高分馏塔进料加热炉的出口温度，出口温度越高，其炉管结焦的风险越大，会降低装置的操作周期。

专利CN1140606C描述了回收常压分馏塔塔底重油中柴油馏分的方法。在分离含汽油馏分、柴油馏分、重油馏分的混合烃的常压分馏塔后设置柴油回收塔，常压分馏塔底的塔底重油在柴油回收塔进行减压脱柴油分离，循环油返回常压分馏塔，利用常压分馏塔分离循环油。该工艺需要增加一个塔，同时需要抽真空，流程复杂，能耗高。

对于油品分馏，柴油组分往往和石脑油组分容易清晰分割，同时往往有馏程脱空现象，即柴油5％点馏程温度同石脑油组分95％点温度分开。但是柴油组分和塔底重油组分不容易分割开，实际操作中往往塔底重油中的轻组分偏多，即塔底重油组分中柴油组分含量过高，导致重油组分的初馏点低，常常塔底重油的初馏点在300℃左右，20％或30％馏程点在360℃左右。然而这部分300～360℃组分通常应划为柴油的切割组分。所以分馏塔的分割不清晰，导致分馏塔的柴油收率降低。若下游接减压塔，导致减压塔顶柴油组分收率偏高，增加减压塔顶的负荷。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种分馏系统及分馏方法，尤其适用于油品物料的分馏。采用该分馏系统及分馏方法后分馏塔的中间组分的收率(如柴油)提高，分馏塔塔底组分的初馏点提高，解决中间组分和塔底组分馏切割重叠的问题，为分馏系统提高经济效益，降低下游装置负荷有非常好的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明第一方面提供一种分馏系统，包括分馏塔、塔顶冷却器、塔顶回流罐、中间重沸器；

所述分馏塔至少设有进料入口、汽提介质入口、塔顶出口、塔底出口、第一侧线抽出口、第二侧线抽出口和第二侧线进料口，所述第二侧线出口位于所述第一侧线抽出口的下方，所述第二侧线进料口与第一侧线抽出口在相同塔板上，或者，所述第二侧线进料口位于所述第一侧线抽出口和第二侧线抽出口之间；从所述第一侧线抽出口获得中间组分；从所述塔底出口获得塔底组分；

所述塔顶出口经所述塔顶冷却器与所述塔顶回流罐连通，塔顶回流罐的出口分两通路：一通路与分馏塔的上部连通，形成回流；另一通路外送获得塔顶组分；

所述第二侧线抽出口经所述中间重沸器与所述第二侧线进料口连通。

所述分馏塔通常为板式塔，塔板数量视具体的产品数量和切割需要确定。

所述中间重沸器可以选用管壳式换热器，也可以选用其它形式的换热器，例如翅片式，板式等，优选为管壳式换热器。所述中间重沸器冷侧为第二侧线抽出口抽出的物料，热侧为外部加热介质。外部加热介质可以是其他工艺物料、导热油和蒸汽等。

所述中间重沸器的第二侧线抽出口抽出的物料可以利用高度差，直接将所述中间重沸器和所述分馏塔塔相连，也可以采用抽出泵，强制循环第二侧线抽出口抽出的物料。

所述进料入口可以有一个或多个，可以设置在分馏塔的不同合适位置。

优选地，还包括重沸炉或重沸器，所述塔底出口分两通路：一通路经所述重沸炉或重沸器与所述汽提介质入口连通；另一通路获得塔底组分。所述重沸炉或重沸器重沸塔底组分，为分馏塔提供热量。

优选地，所述第二侧线抽出口位于所述第一侧线抽出口下方的第2～6块塔板位置，所述第二侧线进料口位于所述第一侧线抽出口下方第1～3块塔板位置或者第二侧线进料口与第一侧线抽空口在相同塔板上。

更优选地，所述第二侧线抽出口和所述第二侧线进料口间隔1～5块塔板。

优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)所述分馏塔还设有若干侧线抽出口，所述侧线抽出口位于所述第一侧线抽出口的上方，从所述侧线抽出口获得侧线组分；

2)所述分馏系统还包括第一侧线汽提塔，所述第一侧线抽出口与所述第一侧线汽提塔连通，从第一侧线汽提塔的出口获得中间组分。

更优选地，特征1)中，所述分馏系统还包括若干侧线汽提塔，所述侧线抽出口与所述侧线汽提塔连通，从侧线汽提塔的出口获得侧线组分。

本发明第二方面提供一种分馏方法，待分馏的物料采用上述任一项所述的分馏系统进行分馏。

优选地，包括以下步骤：

1)将待分馏的物料和汽提介质分别经所述进料入口和所述汽提介质入口通入所述分馏塔，由所述塔顶出口排出的物料经所述塔顶冷却器和所述塔顶回流罐处理后分两部分：一部分回流至所述分馏塔，另一部分排出获得塔顶组分；由所述塔底出口排出获得塔底组分；由所述第一侧线抽出口排出获得中间组分；

2)由所述第二侧线抽出口抽出的物料经所述中间重沸器处理后由所述第二侧线进料口进入所述分馏塔。

塔顶组分、中间组分和塔底组分可分别送至下游，例如：通过换热冷却后送到罐区，或者送到下游处理单元，具体视工艺需要。

所述汽提介质可以为汽提蒸汽或其他汽提介质，如塔底重油采用蒸汽作为汽提介质。

更优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)步骤1)中，将待分馏的物料经所述进料入口通入所述分馏塔，由所述塔顶出口排出的物料经所述塔顶冷却器和所述塔顶回流罐处理后分两部分：一部分回流至所述分馏塔，另一部分排出获得塔顶组分；由所述塔底出口排出的物料分两部分：一部分经所述重沸炉或重沸器处理后由所述汽提介质入口进入所述分馏塔，另一部分排出获得塔底组分；由所述第一侧线抽出口排出获得中间组分；

2)由所述若干侧线抽出口排出获得若干侧线组分；

3)从所述第一侧线抽出口排出的物料经所述第一侧线汽提塔处理后获得中间组分。

进一步更优选地，特征2)中，从所述若干侧线抽出口排出的物料经所述若干侧线汽提塔处理后获得若干侧线组分。

上述分馏方法中，所述待分馏的物料为若经常规分馏塔分馏能从第一侧线抽出口排出中间组分并同时从塔底出口排出塔底组分的物料(常规分馏塔是指不包括中间重沸器的分馏塔)，可以为油品物料，也可以是其他物料，中间组分和塔底组分存在切割重叠的待分馏的物料适合本发明的分馏系统和分馏方法，即上述分馏系统及分馏方法适用于分馏塔中间至少采出一个中间组分，塔底得到塔底组分。使用该分馏系统及分馏方法后中间组分和塔底组分分割更清晰。

例如：所述待分馏的物料可以为油品物料，所述油品物料来自于上游油品加工装置或油品加热装置(如换热器、加热炉等)：所述油品物料可以是来自罐区的原油，或者来自催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、重油(渣油或蜡油)加氢和煤焦油加氢等装置的反应产物等；所述塔顶组分为石脑油，所述中间组分为柴油，所述塔底组分为塔底重油；所述塔顶组分为轻石脑油，所述中间组分为柴油，所述塔底组分为塔底重油，所述若干侧线组分为重石脑油和航煤。

所述油品物料经所述分馏系统及分馏方法后获得的具体产品的品种可能是以上的几种或全部，具体视工艺需求而定。一般情况下分馏产品中至少有石脑油、柴油和塔底重油产品。对于有些装置，石脑油也被称为汽油组分。

所述油品物料采用本发明的分馏系统及分馏方法进行分馏，在第一侧线抽出口下方增加中间重沸器，将第一侧线抽出口下部的塔底重油中的柴油组分尽量蒸发上去，这样以来柴油抽出量提高，塔底的重油初馏点会提高。同时，该中间重沸器可以在较低的温度下操作，比在塔底部设置重沸器容易。即便是分馏塔底部采用重沸炉方案，由于大于柴油的馏分较宽，对于原油馏分，其馏程为350～800℃馏程左右，所以若第一侧线抽出口下部设计塔板较多时，塔底温度过高，重沸炉容易结焦；若第一侧线抽出口以下设计塔板较少时，柴油组分夹带重油组分会严重。

以上抽出为塔板液体抽出，所述分馏塔可以设置单独的集油箱便于液体的抽出，也可以直接从抽出板的受液盘位置抽出。

本发明至少具有以下有益效果之一：

(1)本发明采用分馏塔设置中间重沸器，提高中间组分的拔出率(如柴油产品)，提高塔底组分的初馏点(如塔底重油)，提高分馏塔的中间组分的收率(如柴油产品)。

(2)本发明的分馏塔可以为现有的分馏塔通过增加中间重沸器的改造，实现中间组分(如柴油产品)产量收率的提高，同时降低塔底组分(如塔底重油)的下游装置处理负荷。

(3)本发明通过分馏塔设置中间重沸器，最大程度提高中间组分(如柴油产品)收率，提高经济效益。

附图说明

图1是本发明的分馏系统一。

图2是本发明的分馏系统二。

图3是本发明的分馏系统三。

附图标记：

1-分馏塔；11-进料入口；12-汽提介质入口；13-塔顶出口；14-塔底出口；15-第一侧线抽出口；16-第二侧线抽出口；17-第二侧线进料口；18-侧线抽出口；

2-塔顶冷却器；

3-塔顶回流罐；

4-中间重沸器；

5-重沸炉或重沸器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

一种分馏系统，如图1所示，包括分馏塔1、塔顶冷却器2、塔顶回流罐3、中间重沸器4；

所述分馏塔1至少设有进料入口11、汽提介质入口12、塔顶出口13、塔底出口14、第一侧线抽出口15、第二侧线抽出口16和第二侧线进料口17，所述第二侧线出口16位于所述第一侧线抽出口15的下方，所述第二侧线进料口17与第一侧线抽出口15在相同塔板上，或者，所述第二侧线进料口17位于所述第一侧线抽出口15和第二侧线抽出口16之间；从所述第一侧线抽出口15获得中间组分；从所述塔底出口14获得塔底组分；

所述塔顶出口13经所述塔顶冷却器2与所述塔顶回流罐3连通，塔顶回流罐3的出口分两通路：一通路与分馏塔的上部连通，形成回流；另一通路外送获得塔顶组分；

所述第二侧线抽出口16经所述中间重沸器4与所述第二侧线进料口17连通。

在另一个优选的实施例中，如图2所示，还包括重沸炉或重沸器5，所述塔底出口14分两通路：一通路经所述重沸炉或重沸器5与所述汽提介质入口12连通；另一通路获得塔底组分。所述重沸炉或重沸器重沸塔底组分，为分馏塔提供热量。

在另一个优选的实施例中，如图3所示，所述分馏塔1还设有若干侧线抽出口18，所述侧线抽出口18位于所述第一侧线抽出口15的上方，从所述侧线抽出口获得侧线组分。

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例

一种分馏系统，包括分馏塔1、塔顶冷却器2、塔顶回流罐3、中间重沸器4；

所述分馏塔1设有进料入口11、汽提介质入口12、塔顶出口13、塔底出口14、第一侧线抽出口15、第二侧线抽出口16、第二侧线进料口17和一个侧线抽出口18，所述第二侧线出口16位于所述第一侧线抽出口15的下方，所述第二侧线进料口17位于所述第一侧线抽出口15和第二侧线抽出口16之间；所述侧线抽出口18位于所述第一侧线抽出口15的上方；所述分馏系统还包括第一侧线汽提塔，所述第一侧线抽出口15与所述第一侧线汽提塔连通，从第一侧线汽提塔的出口获得中间组分；从所述塔底出口14获得塔底组分；所述分馏系统还包括若干侧线汽提塔，所述侧线抽出口18与所述侧线汽提塔连通，从侧线汽提塔的出口获得侧线组分；

所述塔顶出口13经所述塔顶冷却器2与所述塔顶回流罐3连通，塔顶回流罐3的出口分两通路：一通路与分馏塔的上部连通，形成回流；另一通路外送获得塔顶组分；

所述第二侧线抽出口16经所述中间重沸器4与所述第二侧线进料口17连通。

所述第二侧线抽出口16位于所述第一侧线抽出口15下方的第4块塔板位置，所述第二侧线进料口17位于所述第一侧线抽出口15下方第1块塔板位置。

一种分馏方法，采用上述分馏系统进行分馏，包括以下步骤：

1)将待分馏的物料和汽提介质分别经所述进料入口11和所述汽提介质入口12通入所述分馏塔1，由所述塔顶出口13排出的物料经所述塔顶冷却器2和所述塔顶回流罐3处理后分两部分：一部分回流至所述分馏塔1，另一部分排出获得塔顶组分；由所述塔底出口14排出获得塔底组分；从所述第一侧线抽出口排出的物料经所述第一侧线汽提塔处理后获得中间组分；从所述侧线抽出口排出的物料经所述侧线汽提塔处理后获得侧线组分；

2)由所述第二侧线抽出口16抽出的物料经所述中间重沸器4处理后由所述第二侧线进料口17进入所述分馏塔1。

所述中间重沸器加热介质采用高压蒸汽加热。所述中间重沸器采用卧式管壳式换热器。

某加氢裂化装置，主产中间馏分油，待分馏的物料为反应产物经过硫化氢汽提塔汽提后的塔底油，汽提介质为汽提蒸汽。

塔顶组分为轻石脑油，侧线组分为重石脑油，中间组分为柴油，塔底组分为尾油。

塔底组分尾油下游润滑油加氢装置提供原料，润滑油装置希望尾油产品中尽量不含有柴油组分。

分馏塔操作压力为0.07MPa，进料温度为390℃。

汽提蒸汽量为塔底组分量的3wt％。该塔操作的柴油产品和塔底尾油的性质见表1，表2。从表中可以看出，通过中间重沸器的使用，尾油产品的柴油组分较少，达到了下游润滑油装置的进料切割需求。

表1本发明实施例得到的柴油性质

表2本发明实施例得到的尾油性质

密度(20℃)/g·cm<sup>-3</sup>	0.86
		馏程(ASTM-D1160)/℃
IBP/10％	353/382
		30％/50％	396/420
70％/90％	445/483
		95％/FBP	/
BMCI	9.0
		S含量/μg·g<sup>-1</sup>	<50
N含量/μg·g<sup>-1</sup>	<25

Claims (10)

1.一种分馏系统，其特征在于，包括分馏塔(1)、塔顶冷却器(2)、塔顶回流罐(3)、中间重沸器(4)；

所述分馏塔(1)至少设有进料入口(11)、汽提介质入口(12)、塔顶出口(13)、塔底出口(14)、第一侧线抽出口(15)、第二侧线抽出口(16)和第二侧线进料口(17)，所述第二侧线出口(16)位于所述第一侧线抽出口(15)的下方，所述第二侧线进料口(17)与第一侧线抽出口(15)在相同塔板上，或者，所述第二侧线进料口(17)位于所述第一侧线抽出口(15)和第二侧线抽出口(16)之间；从所述第一侧线抽出口(15)获得中间组分；从所述塔底出口(14)获得塔底组分；

所述塔顶出口(13)经所述塔顶冷却器(2)与所述塔顶回流罐(3)连通，塔顶回流罐(3)的出口分两通路：一通路与分馏塔的上部连通，形成回流；另一通路外送获得塔顶组分；

所述第二侧线抽出口(16)经所述中间重沸器(4)与所述第二侧线进料口(17)连通。

2.如权利要求1所述的分馏系统，其特征在于，还包括重沸炉或重沸器(5)，所述塔底出口(14)分两通路：一通路经所述重沸炉或重沸器(5)与所述汽提介质入口(12)连通；另一通路获得塔底组分。

3.如权利要求1所述的分馏系统，其特征在于，所述第二侧线抽出口(16)位于所述第一侧线抽出口(15)下方的第2～6块塔板位置，所述第二侧线进料口(17)位于所述第一侧线抽出口(15)下方第1～3块塔板位置或者第二侧线进料口(17)与第一侧线抽空口(15)在相同塔板上。

4.如权利要求1所述的分馏系统，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)所述分馏塔(1)还设有若干侧线抽出口(18)，所述侧线抽出口(18)位于所述第一侧线抽出口(15)的上方，从所述侧线抽出口获得侧线组分；

2)所述分馏系统还包括第一侧线汽提塔，所述第一侧线抽出口(15)与所述第一侧线汽提塔连通，从第一侧线汽提塔的出口获得中间组分。

5.如权利要求4所述的分馏系统，其特征在于，特征1)中，所述分馏系统还包括若干侧线汽提塔，所述侧线抽出口(18)与所述侧线汽提塔连通，从侧线汽提塔的出口获得侧线组分。

6.一种分馏方法，其特征在于，待分馏的物料采用权利要求1至5任一项所述的分馏系统进行分馏。

7.如权利要求6所述的分馏方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待分馏的物料和汽提介质分别经所述进料入口(11)和所述汽提介质入口(12)通入所述分馏塔(1)，由所述塔顶出口(13)排出的物料经所述塔顶冷却器(2)和所述塔顶回流罐(3)处理后分两部分：一部分回流至所述分馏塔(1)，另一部分排出获得塔顶组分；由所述塔底出口(14)排出获得塔底组分；由所述第一侧线抽出口(15)排出获得中间组分；

2)由所述第二侧线抽出口(16)抽出的物料经所述中间重沸器(4)处理后由所述第二侧线进料口(17)进入所述分馏塔(1)。

8.如权利要求7所述的分馏方法，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)步骤1)中，将待分馏的物料经所述进料入口(11)通入所述分馏塔(1)，由所述塔顶出口(13)排出的物料经所述塔顶冷却器(2)和所述塔顶回流罐(3)处理后分两部分：一部分回流至所述分馏塔(1)，另一部分排出获得塔顶组分；由所述塔底出口(14)排出的物料分两部分：一部分经所述重沸炉或重沸器(5)处理后由所述汽提介质入口(12)进入所述分馏塔(1)，另一部分排出获得塔底组分；由所述第一侧线抽出口(15)排出获得中间组分；

2)由所述若干侧线抽出口排出获得若干侧线组分；

3)从所述第一侧线抽出口排出的物料经所述第一侧线汽提塔处理后获得中间组分。

9.如权利要求8所述的分馏方法，其特征在于，特征2)中，从所述若干侧线抽出口排出的物料经所述若干侧线汽提塔处理后获得若干侧线组分。

10.如权利要求6至9任一项所述的分馏方法，其特征在于，所述待分馏的物料为若经常规分馏塔分馏能从第一侧线抽出口排出中间组分并同时从塔底出口排出塔底组分的物料。