CN207091361U - 一种用于催化汽油加氢反应的反应加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于催化汽油加氢反应的反应加热系统，属于炼油技术领域。所述系统包括换热器(1)、与换热器(1)的壳程进口连接的第一管线(2a)、与换热器(1)的管程出口连接的第二管线(2b)、以及加氢反应器(3)、加氢反应加热炉(4)，换热器(1)的壳程出口与加氢反应器(3)的进口通过第三管线(2c)连接；加氢反应器(3)的出口与加氢反应加热炉(4)的进口通过第四管线(2d)连接；加氢反应加热炉(4)的出口与换热器(1)的管程进口通过第五管线(2e)连接。本实用新型提供的用于催化汽油加氢反应的反应加热系统能够避免在反应加热炉炉管内产生结焦前驱物，进而保证了催化汽油加氢的系统压降稳定。

Description

一种用于催化汽油加氢反应的反应加热系统

技术领域

本实用新型涉及炼油技术领域，特别涉及一种用于催化汽油加氢反应的反应加热系统。

背景技术

催化汽油加氢技术，又称催化裂化汽油加氢技术，是一种对催化裂化汽油进行加氢处理以使其硫含量满足国家车用汽油排放标准的技术。近年来，随着国民经济的发展，对成品油质量的要求也日益提高，这也对车用汽油产品中硫含量的要求也越来越高。其中，催化裂化汽油作为炼油厂汽油调和组份的重要组成部分，其硫含量的高低，直接决定着炼油厂成品汽油质量能否满足国家标准的要求。催化汽油加氢技术作为降低催化裂化汽油中硫含量的技术之一，越来越受到炼油技术领域的重视。因此，提供一种合理的催化汽油加氢技术，是十分必要的。

目前，催化汽油加氢技术采用催化汽油加氢反应系统对催化裂化汽油进行加氢反应，以脱除催化裂化汽油的硫化物，催化汽油加氢系统包括顺次连接的换热器、反应加热炉、加氢反应器、以及后处理装置，其中，换热器、加氢反应加热炉、加氢反应器配合构成催化汽油加氢反应的反应加热系统。加氢反应时，先将混氢原料油(即催化裂化汽油与氢气的混合物)经过换热器，与反应产物(即催化裂化汽油与氢气的反应产物)进行热交换；之后，换热后的混氢原料油进入加氢反应加热炉炉管内进行加热，以提高混氢原料油的温度；然后，加热后的混氢原料油以气相形式进入加氢反应器内，在催化剂的作用下发生加氢反应；之后，该反应产物流经换热器，与混氢原料油进行换热，换热后的反应产物送至下游后处理装置，进行后处理流程，最终获得满足要求的汽油产品。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

当换热后的混氢原料油进入反应加热炉炉管时，若混氢原料油中液相、气相分配不均匀的话，会导致部分进入加氢反应加热炉炉管内的混氢原料油的流速过低，再加上催化裂化汽油中二烯烃和胶质等结焦前驱物含量较高，这就使得加氢反应加热炉炉管内产生结焦前驱物的几率增加，导致催化汽油加氢反应系统的压降增大，严重时会造成非计划停产。

实用新型内容

为了解决上述的问题，本实用新型实施例提供了一种用于催化汽油加氢反应的反应加热系统。所述技术方案如下：

一种用于催化汽油加氢反应的反应加热系统，所述系统包括换热器、与所述换热器的壳程进口连接的第一管线、与所述换热器的管程出口连接的第二管线、以及加氢反应器、加氢反应加热炉，

所述换热器的壳程出口与所述加氢反应器的进口通过第三管线连接；

所述加氢反应器的出口与所述加氢反应加热炉的进口通过第四管线连接；

所述加氢反应加热炉的出口与所述换热器的管程进口通过第五管线连接。

优选地，所述第三管线靠近所述加氢反应器的进口的一端设置有第一温度测试仪。

优选地，所述第一管线上设置有第一温度调节阀。

优选地，所述第一温度测试仪与所述第一温度调节阀连接，形成第一自动调节回路。

优选地，所述系统还包括：第六管线；

所述第六管线的一端与所述第一管线连通，所述第六管线的另一端与所述第三管线连通；

所述第六管线上设置有第二温度调节阀；

所述第六管线与所述第一管线连通的一端位于所述第一温度调节阀的上游。

优选地，所述第一温度测试仪与所述第二温度调节阀连接，形成第二自动调节回路。

优选地，所述加氢反应加热炉的燃料管道上设置有燃气流量调节阀。

优选地，所述第五管线靠近所述加氢反应加热炉的出口的一端设置有第二温度测试仪。

优选地，所述第二温度测试仪与所述燃气流量调节阀连接，形成第三自动调节回路。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过将加氢反应器的进口与换热器的壳程出口进行管线连接、以及将加氢反应器的出口与加氢反应加热炉的进口进行管线连接，使得混氢原料油首先在加氢反应器内发生加氢反应，可生成气相反应产物，如此设置，一方面，由于反应产物为气相，即不存在气液分配不均匀的问题；另一方面，高温的混氢原料油在加氢反应器内即已反应完毕，不会进入加氢反应加热炉内进行副反应。综上，利用本实用新型实施例提供的用于催化汽油加氢反应的反应加热系统能够避免在加氢反应加热炉炉管内产生结焦前驱物，进而保证了催化汽油加氢的反应系统压降稳定。此外，由于反应产物在进入换热器之前需要在加氢反应加热炉内加热，这就保证了与其进行换热的混氢原料油能够获得期望的高温，利于在加氢反应器内实现加氢反应。

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用于催化汽油加氢反应的反应加热系统的结构示意图。

附图标记为：

1 换热器；

2a 第一管线；

2b 第二管线；

2c 第三管线；

2d 第四管线；

2e 第五管线；

2f 第六管线；

3 加氢反应器；

4 加氢反应加热炉；

5 第一温度测试仪；

6 第一温度调节阀；

7 第二温度调节阀；

8 第二温度测试仪。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、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。

本实用新型实施例提供了一种用于催化汽油加氢反应的加热反应系统，如图1所示，该系统包括换热器1、与换热器1的壳程进口连接的第一管线2a、与换热器1的管程出口连接的第二管线2b、以及加氢反应器3、加氢反应加热炉4；其中，换热器1的壳程出口与加氢反应器3的进口通过第三管线2c连接；加氢反应器3的出口与加氢反应加热炉4的进口通过第四管线2d连接；加氢反应加热炉4的出口与换热器1的管程进口通过第五管线2e连接。

需要说明的是，图1中的箭头代表流体的输送方向。

以下就该系统的工作原理给予说明：

混氢原料油流经第一管线2a进入到换热器1的壳程，与流经换热器1的管程的反应产物(即混氢原料油加氢反应后的产物)换热，使混氢原料油达到加氢反应所需的温度。

混氢原料油流经第三管线2c进入到加氢反应器3内，进行加氢反应，脱除混氢原料油中硫化物，形成气相反应产物。

该气相反应产物流经第四管线2d进入到加氢反应加热炉4内进行加热，以提高其自身的温度，使其与混氢原料油发生换热时，能使得混氢原料油获得足够多的热量，以满足混氢原料油发生加氢反应的温度需求。

反应产物流经第五管线2e进入到换热器1的管程，与混氢原料油发生换热；之后，反应产物流经第二管线2b进入到下游的后处理设备，例如分离设备，进行后续工作。

本实用新型实施例提供的用于催化汽油加氢反应的反应加热系统，通过将加氢反应器3的进口与换热器1的壳程出口进行管线连接、以及将加氢反应器3的出口与加氢反应加热炉4的进口进行管线连接，使得混氢原料油首先在加氢反应器3内发生加氢反应，可生成气相反应产物，如此设置，一方面，由于反应产物为气相，即不存在气液分配不均匀的问题；另一方面，高温的混氢原料油在加氢反应器3内即已反应完毕，不会进入加氢反应加热炉4内进行副反应。综上，利用本实用新型实施例提供的用于催化汽油加氢反应的反应加热系统能够避免在加氢反应加热炉炉管内产生结焦前驱物，进而保证了催化汽油加氢的反应系统压降稳定。此外，由于反应产物在进入换热器1之前需要在加氢反应加热炉4内加热，这就保证了与其进行换热的混氢原料油能够获得期望的高温，利于在加氢反应器3内实现加氢反应。

在实际操作中，即要保证混氢原料油具有足够的温度，使得混氢原料油在加氢反应器3内进行加氢反应；又要避免混氢原料油温度过高，以延长进行加氢反应所使用催化剂的寿命，则需要获取混氢原料油到达加氢反应器3时的温度(该温度可用混氢原料油到达加氢反应器3的进口时的温度来表示)。之后，基于该温度的大小，对该系统的相关设备进行调节，使得该温度在合理范围之内。

其中，为了便于获取混氢原料油到达加氢反应器3时的温度，本实用新型实施例在第三管线2c靠近加氢反应器3的进口的一端设置有第一温度测试仪5。通过观察第一温度测试仪5，可直接读取混氢原料油到达加氢反应器3时的温度，便于对该系统的相关设备做出相应的调整，保证混氢原料油具备合理的温度。

在设置第一温度测试仪5的基础上，关于调控混氢原料油到达加氢反应器3时的温度的方式主要有以下三种方式：

第一种，第一管线2a上设置有第一温度调节阀6。

其调控温度的原理为：由于流体温度与流体流量成正比关系，第一温度调节阀6通过调节混氢原料油的流量，则可调整混氢原料油的温度。

具体为，当第一温度测试仪5显示混氢原料油到达加氢反应器3时的温度过低的话，可控制第一温度调节阀6，增大混氢原料油到达换热器1的壳程进口前的流量，使被换热的混氢原料油的量增大，从而可提高混氢原料油到达加氢反应器3时的温度。

反之，当第一温度测试仪5显示混氢原料油到达加氢反应器3时的温度过高的话，可控制第一温度调节阀6，减少混氢原料油到达换热器1的壳程进口时的流量，使被换热的混氢原料油的量减少，从而可降低混氢原料油到达加氢反应器3时的温度。

为了对混氢原料油到达加氢反应器3时的温度进行及时调节，可将第一温度测试仪5与第一温度调节阀6连接，形成第一自动调节回路。

第一温度测试仪5将获取的混氢原料油到达加氢反应器3时的温度作为仪表信号(即电信号)反馈给第一温度调节阀6，第一温度调节阀6根据该仪表信号来获取该实时温度，并根据该实时温度调节来调节混氢原料油到达换热器1的壳程进口前的流量，进而来调整混氢原料油到达加氢反应器3时的温度。该方法操作较方便，通过仪表自动化控制，不存在人为误差。

第二种，该系统还包括：第六管线2f；第六管线2f的一端与第一管线2a连通，第六管线2f的另一端与第三管线2c连通；第六管线2f上设置有第二温度调节阀7，第六管线2f与第一管线2a连通的一端位于第一温度调节阀6的上游。

通过如上设置第六管线2f，并在其上设置第二温度调节阀7，当第一温度测试仪5显示混氢原料油到达加氢反应器3时的温度过高的话，可关小第一温度调节阀6，使混氢原料油通过第一温度调节阀6的流量减小，并控制第二温度调节阀7，此时，混氢原料油未经换热直接进入第三管线2c中，通过增大混氢原料油进入到第三管线2c的流量、以及减小混氢原料油进入到第一管线2a的量，即减小被换热的混氢原料油的比例，可降低混氢原料油到达加氢反应器3时的温度。

反之，当第一温度测试仪5显示混氢原料油到达加氢反应器3时的温度过低的话，可关小第二温度调节阀7使混氢原料油通过第二温度调节阀7的流量减小，并控制第一温度调节阀6，使得氢原料油通过第一温度调节阀6的流量增大，通过减少混氢原料油进入到第三管线2c的流量、以及增大第一管线2a的流量，即增大被换热的混氢原料油的比例，可提高混氢原料油到达加氢反应器3时的温度。

另外，第二温度调节阀7调节温度的原理可参见上述对第一种调整方式的原理说明，在此就不进行说明。

为了对混氢原料油到达加氢反应器3时的温度进行及时调节，可将第一温度测试仪5与第二温度调节阀7连接，形成第二自动调节回路，用于自动控制第二温度调节阀7。其调节原理参见上述对第一种调控方式的原理说明，在此就不进行说明。

第三种，在加氢反应加热炉4的燃料管道上设置燃气流量调节阀。

其中，加氢反应加热炉4的燃料进口与燃料管道相通，以对它输送燃料。

通过设置燃气流量调节阀，当混氢原料油到达加氢反应器3时的温度过高时，控制燃气流量调节阀，减少燃气流量，降低加热后的反应产物的温度，从而降低混氢原料油与反应产物换热后的温度。

反之，当混氢原料油到达加氢反应器3时的温度过低时，控制燃气流量调节阀，增加燃气流量，提高加热后的反应产物的温度，从而提高混氢原料油与反应产物换热后的温度。

由于第一温度测试仪5是设置在靠近加氢反应器3的第三管线2c上，且第三管线2c与加氢反应加热炉4相隔一定距离，不利于对燃气流量调节阀的直接控制。为了解决该问题，本实用新型实施例在第五管线2e靠近加氢反应加热炉4的出口的一端设置有第二温度测试仪8，可通过读取加氢反应加热炉4的出口的气体温度，来判断是否要通过调节燃气流量调节阀来调节燃气流量，以实现调整加氢反应加热炉出口的气体温度。

在实际操作中，可将第二温度测试仪8与燃气流量调节阀连接，形成第三自动调节回路，用于自动控制燃气流量调节阀。其调节原理为，第二温度测试仪8将获取的加氢反应加热炉4的出口的气体温度作为仪表信号反馈给燃气流量调节阀，燃气流量调节阀根据该仪表信号来判断加氢反应加热炉4的出口的气体的温度大小，并根据该温度来调节燃料流量，进而来调整加氢反应加热炉4的出口的气体温度。该方法操作较方便，通过仪表自动化控制，不存在人为误差。

该系统中所涉及的第一管线2a、第二管线2b、第三管线2c、第四管线2d、第五管线2e以及第六管线2f，本实用新型实施例不对这些管线的材质进行具体限制，保证这些管线具有良好的耐腐性能即可，举例来说，可采用X80级别以上的管线。

另外，该系统中的换热器1、加氢反应器3与加氢反应加热炉4为本领域常见的设备，本实用新型实施例在此不进行说明。

本实用新型实施例所述的用于催化汽油加氢反应的反应加热系统第一温度调节阀6、第二温度调节阀7以及燃气流量调节阀均为本领域所常见的，它们均属于控制阀的一种，并且，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量来达到最终控制的目的。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

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，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 (9)

1.一种用于催化汽油加氢反应的反应加热系统，所述系统包括换热器(1)、与所述换热器(1)的壳程进口连接的第一管线(2a)、与所述换热器(1)的管程出口连接的第二管线(2b)、以及加氢反应器(3)、加氢反应加热炉(4)，

其特征在于，所述换热器(1)的壳程出口与所述加氢反应器(3)的进口通过第三管线(2c)连接；

所述加氢反应器(3)的出口与所述加氢反应加热炉(4)的进口通过第四管线(2d)连接；

所述加氢反应加热炉(4)的出口与所述换热器(1)的管程进口通过第五管线(2e)连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三管线(2c)靠近所述加氢反应器(2)的进口的一端设置有第一温度测试仪(5)。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一管线(2a)上设置有第一温度调节阀(6)。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一温度测试仪(5)与所述第一温度调节阀(6)连接，形成第一自动调节回路。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第六管线(2f)；

所述第六管线(2f)的一端与所述第一管线(2a)连通，所述第六管线(2f)的另一端与所述第三管线(2c)连通；

所述第六管线(2f)上设置有第二温度调节阀(7)；

所述第六管线(2f)与所述第一管线(2a)连通的一端位于所述第一温度调节阀(6)的上游。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一温度测试仪(5)与所述第二温度调节阀(7)连接，形成第二自动调节回路。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加氢反应加热炉(4)的燃料管道上设置有燃气流量调节阀。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第五管线(2e)靠近所述加氢反应加热炉(4)的出口的一端设置有第二温度测试仪(8)。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二温度测试仪(8)与所述燃气流量调节阀连接，形成第三自动调节回路。