CN204455015U - 一种制备溶剂油的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低能耗的制备溶剂油的系统，属于加氢反应领域。该系统包括氢气储罐、物料储罐、加氢反应器、第一换热器、第二换热器、加热炉、热高分罐、空冷机、氢气压缩机和进料泵；加氢反应器包括加氢反应器进口、加氢脱硫催化剂床层、设置在加氢脱硫催化剂床层下部的氢气分布器、设置在氢气分布器下方的加氢脱不饱和烃催化剂床层、加氢反应器出口；第二换热器设置在加氢脱硫催化剂床层下部及氢气分布器上部；物料储罐与进料泵进口连接，氢气储罐同时与进料泵出口和氢气分布器连接；进料泵、第一换热器、第二换热器、加热炉与加氢反应器进口顺次连接；加氢反应器出口、第一换热器、热高分罐、空冷机、氢气压缩机与进料泵顺次连接。

Description

一种制备溶剂油的系统

技术领域

本实用新型涉及加氢反应领域，特别涉及一种制备溶剂油的系统。

背景技术

溶剂油是五大类石油产品之一，通常由各种烃类混合物组成。按沸程分，溶剂油可分为三类：低沸点溶剂油，如6#抽提溶剂油，沸程为60-90℃；中沸点溶剂油，如橡胶溶剂油，沸程为80-120℃；高沸点溶剂油，如油漆溶剂油，沸程为140-200℃以及油墨溶剂油，其干点可高达300℃。其中，6#溶剂油通常用在大豆植物浸出工艺中作抽提溶剂及工业溶剂，所以对6号溶剂油的质量有很高的要求。目前利用芳烃抽余油、直馏汽油或者油田凝析油作为原料，采用加氢脱硫及脱芳烃工艺制备6#溶剂油。

举例来说，CN101475836A公开了一种加氢吸附脱硫和加氢脱芳烃串联反应工艺，其采用加氢吸附催化剂和加氢脱除芳烃催化剂直接串联装填，原料先通过装填有加氢吸附催化剂的第一反应器，在加氢吸附条件下进行脱除硫化物后，再进入装填有加氢脱除芳烃催化剂的第二反应器，在加氢脱除芳烃条件下进行脱除芳烃。通过对原料先进行脱硫然后进行脱除芳烃，保证了加氢脱除芳烃催化剂的使用寿命，从而使加氢反应平稳进行。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术制备溶剂油的系统具有多个不同的反应器，热量损失严重，具有高能耗。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种低能耗的制备溶剂油的系统。具体技术方案如下：

一方面，提供了一种制备溶剂油的系统，包括：氢气储罐、物料储罐、加氢反应器、第一换热器、第二换热器、加热炉、热高分罐、空冷机、氢气压缩机和进料泵；

所述加氢反应器包括加氢反应器进口、加氢脱硫催化剂床层、设置在所述加氢脱硫催化剂床层下部的氢气分布器、设置在所述氢气分布器下方的加氢脱不饱和烃催化剂床层、以及加氢反应器出口；

所述第二换热器设置在所述加氢反应器中的所述加氢脱硫催化剂床层下部以及所述氢气分布器上部；

所述物料储罐与所述进料泵的进口连接，所述氢气储罐同时与所述进料泵的出口以及所述氢气分布器连接；

所述进料泵的出口、所述第一换热器、所述第二换热器、所述加热炉与所述加氢反应器进口顺次连接；

所述加氢反应器出口、所述第一换热器、所述热高分罐、所述空冷机、所述氢气压缩机与所述进料泵的出口顺次连接。

具体地，所述第二换热器为蛇形盘管。

具体地，所述氢气分布器为绕所述加氢反应器内壁一圈的圆管，所述圆管上均匀分布有多个孔。

作为优选，所述圆管上均匀分布有10-50个直径为2-10cm的圆孔。

具体地，所述氢气分布器为表面带有多个通孔的圆盘。

进一步地，所述加氢反应器还包括第一气液分布器和第二气液分布器，第一气液分布器设置在所述加氢反应器进口下方以及所述加氢脱硫催化剂床层的上方，第二气液分布器设置在所述氢气分布器的下方以及所述加氢脱不饱和烃催化剂床层的上方。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的制备溶剂油的系统，第一方面，加氢脱硫反应和加氢脱不饱和烃反应同时在一个加氢反应器中进行，而不是在不同的反应器中分别进行，不仅避免了反应原料输送过程中造成了的热量损失，降低了能耗，还减少了装置的占地空间。第二方面，由于加氢脱硫反应所需温度较高，而加氢脱不饱和烃反应所需温度较低。利用本实用新型实施例提供的系统，在使用第一氢气进料与物料进行加氢脱硫反应的过程中，第一氢气进料通过换热器吸收来自于前一加氢脱不饱和烃反应过程中所产生的热量，提高加氢脱硫反应的温度，相应地降低加氢脱不饱和烃反应的温度，对反应过程中热量进行了合理利用，进一步降低了能耗；而第二氢气进料不仅能进一步降低加氢脱不饱和烃反应的温度，避免了单独地降温步骤，还能为加氢脱不饱和烃反应补充氢源，利于降低能耗及加氢脱不饱和烃反应进行完全，提高了反应速率及产物收率。第三方面，从反应过程中产生的残余氢气经氢气压缩后再进入进料泵作为第一氢气进料使用，通过对氢气进行循环利用，降低了生产成本，更进一步降低了能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的制备溶剂油的系统的结构示意图。

附图标记分别表示：

1  物料储罐；

2  氢气储罐；

3  进料泵；

4  第一换热器；

5  第二换热器；

6  加热炉；

7  加氢反应器；

71  加氢反应器进口；

72  第一气液分布器；

73  加氢脱硫催化剂床层；

74  氢气分布器；

75  第二气液分布器；

76  加氢脱不饱和烃催化剂床层；

77  加氢反应器出口；

8  热高分罐；

9  空冷机；

10  氢气压缩机。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，如附图1所示，本实用新型实施例提供了一种制备溶剂油的系统，包括：氢气储罐2、物料储罐1、加氢反应器7、第一换热器4、第二换热器5、加热炉6、热高分罐8、空冷机9、氢气压缩机10和进料泵3；

其中，加氢反应器7包括加氢反应器进口71、加氢脱硫催化剂床层73、设置在加氢脱硫催化剂床层73下部的氢气分布器74、设置在氢气分布器74下方的加氢脱不饱和烃催化剂床层76、以及加氢反应器出口77；

第二换热器5设置在加氢反应器7中的加氢脱硫催化剂床层73下部以及氢气分布器74上部；

物料储罐1与进料泵3的进口连接，氢气储罐2同时与进料泵3的出口以及氢气分布器74连接；

进料泵3的出口、第一换热器4、第二换热器5、加热炉6与加氢反应器进口71顺次连接；

加氢反应器出口77、第一换热器4、热高分罐8、空冷机9、氢气压缩机10与进料泵3的出口顺次连接。

本实用新型实施例制备溶剂油的系统的工作原理是：

来自于物料储罐1的物料经进料泵3泵入进料管线，与此同时，来自于氢气储罐2的新氢和来自于氢气压缩机10的前一段反应的残余氢气混合后作为第一氢气进料也进入进料管线，并在此处与物料混合，形成加氢脱硫反应进料。由于加氢脱硫反应所需温度较高，该加氢脱硫反应进料将经过顺次经第一换热器4、第二换热器5进行换热处理来吸收热量。具体地，由于第一换热器4还与加氢反应器出口77连接，所以此处由加氢反应器出口77排出的前一段加氢脱不饱和烃反应的脱不饱和烃反应产物将通过第一换热器4将热量传递给加氢脱硫反应进料，提高加氢脱硫反应进料的温度；由于第二换热器5设置在加氢反应器7中的加氢脱硫催化剂床层73下部以及氢气分布器74上部，所以此处由前一段加氢脱硫反应的脱硫反应产物将通过第二换热器5再一次地将热量传递给加氢脱硫反应进料，不仅进一步提高了加氢脱硫反应进料的温度，还同时降低了其自身的温度，更利于后续低反应温度下的加氢脱不饱和烃反应的进行。

经第一换热器4和第二换热器5换热后的加氢脱硫反应进料的温度得到了一定提高，为了达到加氢脱硫反应所需的高反应温度，该加氢脱硫反应进料进一步经过加热炉6进行加热至所需的反应温度，然后从加氢反应器进口71进入加氢反应器7，然后在加氢脱硫催化剂床层73进行加氢脱硫反应，得到脱硫反应产物。

脱硫反应产物由加氢脱硫催化剂床层73流过其下方的第二换热器5，将热量传递给后一段的加氢脱硫反应的进料，然后流向加氢脱不饱和烃催化剂床层76。在此过程中，温度较低的第二氢气进料进入设置在加氢脱硫催化剂床层73下部的氢气分布器74，并由其进行分布，从而使第二氢气进料与脱硫反应产物混合，形成温度较低的加氢脱不饱和烃反应进料，然后在加氢脱不饱和烃催化剂床层76进行加氢脱不饱和烃反应，得到脱不饱和烃反应产物。

脱不饱和烃反应产物经加氢反应器出口77排出后，通过第一换热器4将热量传递给前一段加氢脱硫反应进料，使热量合理利用，减少热量损失。换热后脱不饱和烃反应产物进入热高分罐8进行气液分离，得到粗溶剂油和残余氢气。残余氢气顺次经空冷机9和氢气压缩机10后与来自于氢气储罐2的新氢混合，作为第一氢气进料进行循环利用；而粗溶剂油经精馏处理后得到溶剂油。其中，对粗溶剂油进行精馏处理为本领域现有技术，本实用新型实施例在此不对其作具体限制。

可以理解的是，本实用新型实施例中所述的“加氢脱不饱和烃”中的不饱和烃指的是烯烃和芳烃。“进料泵3的出口”可以理解为进料泵3的出口管线。

综上所述，本实用新型实施例提供的制备溶剂油的系统，第一方面，加氢脱硫反应和加氢脱不饱和烃反应同时在一个加氢反应器中进行，而不是在不同的反应器中分别进行，避免了反应原料输送过程中造成了的热量损失，降低了能耗，还减少了装置的占地空间。第二方面，由于加氢脱硫反应所需温度较高，而加氢脱不饱和烃反应所需温度较低。利用本实用新型实施例提供的系统，在使用第一氢气进料与物料进行加氢脱硫反应的过程中，第一氢气进料通过换热器吸收来自于前一加氢脱不饱和烃反应过程中所产生的热量，提高加氢脱硫反应的温度，相应地降低加氢脱不饱和烃反应的温度，对反应过程中热量进行了合理利用，进一步降低了能耗；而由氢气分布器分布的第二氢气进料不仅能进一步降低加氢脱不饱和烃反应的温度，避免了单独地降温步骤，还能为加氢脱不饱和烃反应补充氢源，利于降低能耗及加氢脱不饱和烃反应进行完全，提高了反应速率及产物收率。第三方面，从反应过程中产生的残余氢气经氢气压缩机压缩后后再进入进料泵作为第一氢气进料使用，通过对氢气进行循环利用，降低了生产成本，更进一步降低了能耗。

具体地，第二换热器5为蛇形盘管。通过将第二换热器5设置成蛇形盘管，使加氢脱硫反应进料从该盘管内部通过(即管程)，使脱硫反应产物从该盘管外部通过(即壳程)，不仅能提高两者的换热面积，更利于热量完全均匀地传递，提高换热效率。

具体地，氢气分布器74为绕加氢反应器7内壁一圈的圆管，该圆管上均匀分布有多个孔。通过将氢气分布器74设置成绕加氢反应器7内壁一圈的圆管，一方面可以使脱硫反应产物顺利通过，还能提高氢气分布的均匀性，更利于两者的混合，利于提高加氢脱不饱和烃反应的进行。作为优选，该圆管上均匀分布有10-50个直径为2-10cm的圆孔。

可以理解的是，该氢气分布器74还可以设置成其他类型的结构，例如设置成表面上带有多个通孔的圆盘等。

进一步地，加氢反应器7还包括第一气液分布器72和第二气液分布器75，第一气液分布器72设置在加氢反应器进口71下方以及加氢脱硫催化剂床层73的上方，第二气液分布器75设置在氢气分布器74的下方以及加氢脱不饱和烃催化剂床层76的上方。通过设置气液反应器，使反应物均匀地分散在催化剂床层上，利于反应的完全进行，提高反应速率及收率。

以下将通过具体实施例进一步地描述本实用新型。

实施例1

如附图1所示，本实施例提供了一种制备溶剂油的系统，包括：氢气储罐2、物料储罐1、加氢反应器7、第一换热器4、第二换热器5、加热炉6、热高分罐8、空冷机9、氢气压缩机10和进料泵3；

加氢反应器7包括加氢反应器进口71、加氢反应器出口77、加氢脱硫催化剂床层73、设置在加氢脱硫催化剂床层73下部的氢气分布器74、设置在氢气分布器74下方的加氢脱不饱和烃催化剂床层76、以及第一气液分布器72和第二气液分布器75。其中，第一气液分布器72设置在加氢反应器进口71下方以及加氢脱硫催化剂床层73的上方，第二气液分布器75设置在氢气分布器74的下方以及加氢脱不饱和烃催化剂床层76的上方。

其中，氢气分布器74为绕加氢反应器7内壁一圈的圆管，该圆管上均匀分布有10-50个直径为2-10cm的圆孔。加氢脱硫催化剂床层73上装填有Ni/ZnO催化剂，装填量为200千克。而加氢脱不饱和烃催化剂床层76上装填有Ni/Al₂O₃催化剂，装填量为200千克。

第二换热器5为蛇形盘管，设置在加氢反应器7中的加氢脱硫催化剂床层73下部以及氢气分布器74上部；

物料储罐1与进料泵3的进口连接，氢气储罐2同时与进料泵3的出口以及氢气分布器74连接；

进料泵3的出口、第一换热器4、第二换热器5、加热炉6与加氢反应器进口71顺次连接；

加氢反应器出口77、第一换热器4、热高分罐8、空冷机9、氢气压缩机10与进料泵3的出口顺次连接。

本实施例通过对制备溶剂油的系统进行上述限定，通过使用一个加氢反应器同时进行加氢脱硫和加氢脱不饱和烃的反应，不仅有效节省了系统占地空间，且减少了由于在多个反应器中分别进行上述反应所造成的热量输送损失，减少了能耗。而且，通过使用第一换热器和第二换热器来对反应过程中中间产物和物料进行换热，进一步减少了能耗；通过氢气压缩机对循环氢进行压缩并由进料泵输送到进料管线，使其进行循环利用，进一步降低了制备过程的能耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种制备溶剂油的系统，包括：氢气储罐、物料储罐、加氢反应器、第一换热器、第二换热器、加热炉、热高分罐、空冷机、氢气压缩机和进料泵；

所述加氢反应器包括加氢反应器进口、加氢脱硫催化剂床层、设置在所述加氢脱硫催化剂床层下部的氢气分布器、设置在所述氢气分布器下方的加氢脱不饱和烃催化剂床层、以及加氢反应器出口；

所述第二换热器设置在所述加氢反应器中的所述加氢脱硫催化剂床层下部以及所述氢气分布器上部；

所述物料储罐与所述进料泵的进口连接，所述氢气储罐同时与所述进料泵的出口以及所述氢气分布器连接；

所述进料泵的出口、所述第一换热器、所述第二换热器、所述加热炉与所述加氢反应器进口顺次连接；

所述加氢反应器出口、所述第一换热器、所述热高分罐、所述空冷机、所述氢气压缩机与所述进料泵的出口顺次连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二换热器为蛇形盘管。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述氢气分布器为绕所述加氢反应器内壁一圈的圆管，所述圆管上均匀分布有多个孔。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述圆管上均匀分布有10-50个直径为2-10cm的圆孔。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述氢气分布器为表面带有多个通孔的圆盘。

6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述加氢反应器还包括第一气液分布器和第二气液分布器，所述第一气液分布器设置在所述加氢反应器进口下方以及所述加氢脱硫催化剂床层的上方，所述第二气液分布器设置在所述氢气分布器的下方以及所述加氢脱不饱和烃催化剂床层的上方。