CN204735197U - 一种加氢压力控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加氢压力控制装置，涉及用于石油化工和煤化工的加氢技术领域。包括原料和氢气系统；原料进料管线经换热器、加热炉与加氢反应器进口相连，加氢反应器出口通过出料管线与换热器和高压气液分离罐入口相连；氢气系统包括新氢和循环氢单元：新氢入口总线经新氢的单向阀、压力控制阀、分液缓冲罐和压缩机与原料进料管线相连；新氢压缩机出入口通过设有减压调节阀的新氢压缩机返回线相连；高压气液分离罐上出口设有循环氢管线，循环氢管线经循环氢的分液缓冲罐、压缩机与新氢入口总线对接；循环氢分液缓冲罐和高压气液分离罐间的循环氢管线与设有放火炬调节阀的循环氢放火炬管线相连。本实用新型实现装置节能减排和安全平稳运行。

Description

一种加氢压力控制装置

技术领域

本实用新型涉及用于石油化工和煤化工的加氢技术领域。

背景技术

随着人类生产和生活水平的提高，对化石能源（石油、煤炭、天然气等）的需求日益增加。在能源消耗的同时，对环境带来了巨大的负面影响。随着生存环境的恶化，人们的环保意识逐渐增强，迫切需要更环保清洁、有害物质更低的能源化工产品。加氢工艺是降低产品中硫、氮等有害元素，改善产品质量，提高劣质原料利用率的一种应用广泛、环境友好的先进技术。

加氢技术主要包括加氢精制和加氢裂化两大类。加氢装置一般由氢气压缩机、加热炉、加氢反应器、进料泵、换热器、气液分离器、调节阀等设备和工艺管线组成，一般分为原料系统和氢气系统，两个系统相互关联又相对独立，氢气系统则是由新鲜氢气（简称新氢）单元和循环氢气（简称循环氢）单元组成。加氢装置的压力控制主要是通过调节氢气系统的压力来实现，即在循环氢气气液分离器的循环氢管线上设置压力调节控制阀，与放火炬系统相连，在装置由于原料性质变化、反应深度波动、工艺设备参数调整等因素所导致的装置压力升高的状况下，压力调节控制阀打开，循环氢气排入放火炬系统，降低装置压力，反之，压力调节控制阀关闭，从而实现装置的安全平稳运行。这种控制方法一方面造成了价格高昂的氢气白白浪费，增加了生产成本，另一方面由于循环氢气中含有硫、氮等有害化合物，造成环境污染。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种加氢压力控制装置，通过调节高压气液分离罐压力来实现压力控制，高压气液分离罐压力由循环氢放火炬调节阀、新氢压缩机返回线减压调节阀、以及紧急泄压阀控制，实现了装置的安全平稳运行，而且减少氢气浪费，节能减排，降低生产成本，保护环境。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种加氢压力控制装置，包括原料系统和氢气系统；

原料系统包括原料进料管线、换热器、加热炉、加氢反应器、出料管线和高压气液分离罐，原料进料管线依次经换热器、加热炉与加氢反应器进口相连，加氢反应器出口与出料管线的一端相连，出料管线的另一端经换热器与高压气液分离罐的入口相连；

氢气系统包括新氢单元和循环氢单元，新氢单元包括新氢入口总线、新氢入口单向阀、新氢入口总线压力控制阀、新氢压缩机入口分液缓冲罐、新氢压缩机、新氢压缩机返回线和新氢压缩机返回线减压调节阀，新氢入口总线依次经新氢入口单向阀、新氢入口总线压力控制阀、新氢压缩机入口分液缓冲罐和新氢压缩机在换热器进口前与原料进料管线相连；新氢压缩机出口处的新氢入口总线和新氢压缩机入口分液缓冲罐进口处的新氢入口总线通过新氢压缩机返回线相连，新氢压缩机返回线上设有新氢压缩机返回线减压调节阀；

循环氢单元包括循环氢管线、循环氢压缩机入口分液缓冲罐、循环氢压缩机、循环氢放火炬管线和循环氢放火炬调节阀，高压气液分离罐的上部出口处设有循环氢管线，循环氢管线依次经循环氢压缩机入口分液缓冲罐、循环氢压缩机在新氢入口总线和原料进料管线相连之前与新氢入口总线对接；循环氢压缩机入口分液缓冲罐和高压气液分离罐之间的循环氢管线与循环氢放火炬管线相连，循环氢放火炬管线上设有循环氢放火炬调节阀。

优选的，高压气液分离罐上设有第一压力控制器，新氢压缩机入口分液缓冲罐上设有第二压力控制器，第一压力控制器和第二压力控制器通过导线与新氢压缩机返回线减压调节阀、循环氢放火炬调节阀和新氢入口总线压力控制阀相连。

优选的，循环氢管线与循环氢放火炬管线相连处和循环氢压缩机入口分液缓冲罐之间的循环氢管线通过紧急泄压管线与紧急泄压系统相连，紧急泄压管线上设有紧急泄压阀。

优选的，循环氢管线与新氢入口总线对接处和循环氢压缩机出口之间的循环氢管线通过冷氢线在加氢反应器进口前与原料进料管线相连，冷氢线上设有阀门。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过调节高压气液分离罐压力来实现压力控制，高压气液分离罐压力由循环氢放火炬调节阀、新氢压缩机返回线减压调节阀、以及紧急泄压阀控制，实现了装置的安全平稳运行，而且减少氢气浪费，节能减排，降低生产成本，保护环境。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明；

图1是本实用新型的结构示意图；

图中，1、原料进料管线；2、出料管线；3、换热器；4、加热炉；5、加氢反应器；6、冷氢线；7、新氢入口总线；8、导线；9、第二压力控制器；10、新氢压缩机返回线减压调节阀；11、新氢压缩机返回线；12、新氢入口单向阀；13、新氢入口总线压力控制阀；14、循环氢放火炬管线；15、高压气液分离罐；16、第一压力控制器；17、循环氢放火炬调节阀；18、新氢压缩机入口分液缓冲罐；19、新氢压缩机；20、循环氢压缩机；21、紧急泄压管线；22、紧急泄压阀；23、紧急泄压系统；24、循环氢管线；25、循环氢压缩机入口分液缓冲罐。

具体实施方式

实施例1

一种加氢压力控制装置，见图1所示，包括原料系统和氢气系统；原料系统包括原料进料管线1、换热器3、加热炉4、加氢反应器5、出料管线2和高压气液分离罐15，原料进料管线1依次经换热器3、加热炉4与加氢反应器5进口相连，加氢反应器5出口与出料管线2的一端相连，出料管线2的另一端经换热器3与高压气液分离罐15的入口相连。换热器3的设计可以使出料与进料进行热交换，节约了能耗，提高了资源利用率。

氢气系统包括新氢单元和循环氢单元，新氢单元包括新氢入口总线7、新氢入口单向阀12、新氢入口总线压力控制阀13、新氢压缩机入口分液缓冲罐18、新氢压缩机19、新氢压缩机返回线11和新氢压缩机返回线减压调节阀10，新氢入口总线7依次经新氢入口单向阀12、新氢入口总线压力控制阀13、新氢压缩机入口分液缓冲罐18和新氢压缩机19在换热器3进口前与原料进料管线1相连；新氢压缩机19出口处的新氢入口总线7和新氢压缩机入口分液缓冲罐18进口处的新氢入口总线7通过新氢压缩机返回线11相连，新氢压缩机返回线11上设有新氢压缩机返回线减压调节阀10。新氢入口总线7上设置新氢入口单向阀12和新氢入口总线压力控制阀13，以便于调节新氢流量，并防止高压氢气串入低压氢气系统；新氢入口总线7在换热器3进口前与原料进料管线1相连，使原料油和氢气充分混合，再加热，有利于加氢反应的进行。

循环氢单元包括循环氢管线24、循环氢压缩机入口分液缓冲罐25、循环氢压缩机20、循环氢放火炬管线14和循环氢放火炬调节阀17，高压气液分离罐15的上部出口处设有循环氢管线24，循环氢管线24依次经循环氢压缩机入口分液缓冲罐25、循环氢压缩机20在新氢入口总线7和原料进料管线1相连之前与新氢入口总线7对接；循环氢压缩机入口分液缓冲罐25和高压气液分离罐15之间的循环氢管线24与循环氢放火炬管线14相连，循环氢放火炬管线14上设有循环氢放火炬调节阀17。循环氢管线24在新氢入口总线7和原料进料管线1相连之前与新氢入口总线7对接，使新氢和循环氢充分混合，然后再与原料油混合，最后经换热器3、加热炉4加热，有利于加氢反应的进行。

循环氢管线24与循环氢放火炬管线14相连处和循环氢压缩机入口分液缓冲罐25之间的循环氢管线24通过紧急泄压管线21与紧急泄压系统23相连，紧急泄压管线21上设有紧急泄压阀22。紧急泄压阀仅在事故状态启用。

循环氢管线24与新氢入口总线7对接处和循环氢压缩机20出口之间的循环氢管线24通过冷氢线6在加氢反应器5进口前与原料进料管线1相连，冷氢线6上设有阀门。当加氢反应器5内温度过高时，可打开冷氢线6上的阀门，使循环氢（循环氢因经过换热器3换热，所以温度比加氢反应器5内温度低，为冷氢）经冷氢线6进入加氢反应器5，从而使加氢反应器5内温度降低，使反应稳定。

高压气液分离罐15上设有第一压力控制器16，新氢压缩机入口分液缓冲罐18上设有第二压力控制器9，第一压力控制器16和第二压力控制器9通过导线8与新氢压缩机返回线减压调节阀10、循环氢放火炬调节阀17和新氢入口总线压力控制阀13相连。第二压力控制器9和第一压力控制器16将压力信号通过导线8传递给新氢压缩机返回线减压调节阀10、循环氢放火炬调节阀17和新氢入口总线压力控制阀13，实现在线压力控制。压力控制器可根据具体的规格和参数由市面购买。

本装置提出了“减进返回、先返后防”的新控制方案，充分利用较大容积的新氢压缩机入口分液缓冲罐18进行缓冲，其核心设计包括：新氢压缩机出入口设置新氢压缩机返回线11，新氢压缩机返回线11上设置新氢压缩机返回线减压调节阀10；新氢入口总线7上设置新氢入口单向阀12和新氢入口总线压力控制阀13；循环氢放火炬调节阀17与新氢压缩机返回线减压调节阀10、新氢入口总线压力控制阀13采用分程联动控制，即在正常生产状态下，装置出现压力升高，高分压力同步升高的现象，首先新氢压缩机返回线减压调节阀10开启，新氢压缩机19出口的新氢通过新氢压缩机返回线11和新氢压缩机返回线减压调节阀10返回到新氢压缩机入口分液缓冲罐18，减少注入系统的新氢流量，从而降低装置的压力。而且避免了氢气的浪费，节能减排，降低生产成本，保护环境。

正常生产状态下，加氢压力控制装置操作压力为h, 设计压力为H；在装置不稳定状态下，装置压力为h1；设定分程压力控制点为h2，其中h＜h2＜H。

1、当h＜h1≤h2，即装置不稳定压力升高，高于正常时的操作压力且不高于分程压力控制点时，循环氢放火炬调节阀17关闭，新氢压缩机返回线减压调节阀10打开，新氢入口总线压力控制阀13开度减小，新氢进入装置流量减小，装置压力下降，恢复正常。

2、当h2＜h1≤H，即装置持续压力升高，在实施了步骤1的措施后，h1达到了高于分程压力控制点操作压力h2且不高于设计压力H，新氢压缩机返回线减压调节阀10全部打开，新氢入口总线压力控制阀13开度减小直至关闭，新氢停止进入装置，循环氢放火炬调节阀17打开，装置压力下降，恢复正常。

在发生事故状态下，新氢压缩机返回线减压调节阀10关闭，新氢入口总线压力控制阀13关闭，停止新氢进入装置，循环氢放火炬调节阀17全部打开，同时紧急泄压阀22全部打开，紧急泄压系统23投用，装置压力迅速降至安全状态。

本实用新型适用于石油化工和煤化工领域的加氢精制和加氢裂化装置。实现了装置的安全平稳运行，而且减少氢气浪费，节能减排，降低生产成本，保护环境。

Claims (4)

1.一种加氢压力控制装置，其特征在于：包括原料系统和氢气系统；

所述原料系统包括原料进料管线（1）、换热器（3）、加热炉（4）、加氢反应器（5）、出料管线（2）和高压气液分离罐（15），所述原料进料管线（1）依次经换热器（3）、加热炉（4）与加氢反应器（5）进口相连，加氢反应器（5）出口与出料管线（2）的一端相连，出料管线（2）的另一端经换热器（3）与高压气液分离罐（15）的入口相连；

所述氢气系统包括新氢单元和循环氢单元，所述新氢单元包括新氢入口总线（7）、新氢入口单向阀（12）、新氢入口总线压力控制阀（13）、新氢压缩机入口分液缓冲罐（18）、新氢压缩机（19）、新氢压缩机返回线（11）和新氢压缩机返回线减压调节阀（10），所述新氢入口总线（7）依次经新氢入口单向阀（12）、新氢入口总线压力控制阀（13）、新氢压缩机入口分液缓冲罐（18）和新氢压缩机（19）在换热器（3）进口前与原料进料管线（1）相连；新氢压缩机（19）出口处的新氢入口总线（7）和新氢压缩机入口分液缓冲罐（18）进口处的新氢入口总线（7）通过新氢压缩机返回线（11）相连，新氢压缩机返回线（11）上设有新氢压缩机返回线减压调节阀（10）；

所述循环氢单元包括循环氢管线（24）、循环氢压缩机入口分液缓冲罐（25）、循环氢压缩机（20）、循环氢放火炬管线（14）和循环氢放火炬调节阀（17），高压气液分离罐（15）的上部出口处设有循环氢管线（24），循环氢管线（24）依次经循环氢压缩机入口分液缓冲罐（25）、循环氢压缩机（20）在新氢入口总线（7）和原料进料管线（1）相连之前与新氢入口总线（7）对接；循环氢压缩机入口分液缓冲罐（25）和高压气液分离罐（15）之间的循环氢管线（24）与循环氢放火炬管线（14）相连，循环氢放火炬管线（14）上设有循环氢放火炬调节阀（17）。

2.根据权利要求１所述的一种加氢压力控制装置，其特征在于，高压气液分离罐（15）上设有第一压力控制器（16），新氢压缩机入口分液缓冲罐（18）上设有第二压力控制器（9），第一压力控制器（16）和第二压力控制器（9）通过导线（8）与新氢压缩机返回线减压调节阀（10）、循环氢放火炬调节阀（17）和新氢入口总线压力控制阀（13）相连。

3.根据权利要求１或2所述的一种加氢压力控制装置，其特征在于，循环氢管线（24）与循环氢放火炬管线（14）相连处和循环氢压缩机入口分液缓冲罐（25）之间的循环氢管线（24）通过紧急泄压管线（21）与紧急泄压系统（23）相连，紧急泄压管线（21）上设有紧急泄压阀（22）。

4.根据权利要求1所述的一种加氢压力控制装置，其特征在于，循环氢管线（24）与新氢入口总线（7）对接处和循环氢压缩机（20）出口之间的循环氢管线（24）通过冷氢线（6）在加氢反应器（5）进口前与原料进料管线（1）相连，冷氢线（6）上设有阀门。