CN207749076U - 一种炼油厂产品提质增效及氢气回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，包括膜分离单元，叠合单元，抽余油改质单元；膜分离单元包括干气膜分离组件和与之连接的净化罐和氢气压缩机；叠合单元包括依次连接的换热器、加热炉、反应器、汽提塔再沸器、空冷器、水冷器、油水分离器，油水分离器气出口和液出口连接吸收塔，底部出口通过泵及管路依次连接换热器、雾化器、反应器的中部进料口，吸收塔底部油出口通过泵及管路连接汽提塔；抽余油改质单元包括依次连接的脱异己烷塔、改质加热炉、改质反应器、稳定塔、吸收解吸塔，汽提塔连接稳定塔。本系统将催化干气中氢气回收利用、乙烯叠合生成叠合油，抽余油改制生产高辛烷值汽油调和组分，经济和社会效益显著提高。

Description

一种炼油厂产品提质增效及氢气回收系统

技术领域

本实用新型涉及一种炼油厂产品提质及氢气回收系统，主要用于炼油厂油品提质增效和氢气的回收利用。

背景技术

炼厂氢气用量一般占原油加工量的0.8%～1.4%，在炼厂中，重整副产氢是最理想的氢源,但在石油的炼制过程中，副产的炼厂气中含有不同浓度的氢气组分，且来源自石油加工的不同过程，如催化裂化、热裂化、焦化等。不同过程中产生的炼厂气的组分不同，含氢气量也不同。而随着原油质量变差,主要表现在：一是原油密度越来越大；二是原油硫含量越来越高；因此加氢装置成了原油轻质化和清洁化的重要手段，随着炼厂加氢装置的不断投产，大量的富氢气体外排瓦斯管网，造成资源的极大浪费。

利用催化干气生产汽油一般采用叠合和干气制乙苯技术路线。干气叠合工艺流程短，能耗低，投资规模小，建设周期短；利用催化干气中的乙烯制乙苯，则对原料进行严格的精制，原料中丙烯、硫化氢、氧气、水等杂质均需净化至质量分数为10ppm一下，流程复杂，能耗相对较高，建设周期长，投资巨大，产出汽油价格低于原料苯的价格，经济效益较差。

炼厂中的抽余油，一般直接用作汽油调和组分，但因其辛烷值较低，会影响产品汽油性质，现有炼厂没有成熟的高效利用催化干气和抽余油的系统。

实用新型内容

本实用新型目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种炼油厂产品提质增效及氢气回收系统。

本实用新型为达到上述目的，所采用的技术手段是：一种炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，包括膜分离单元，叠合单元，抽余油改质单元；所述膜分离单元包括干气膜分离组件和与之连接的净化罐和氢气压缩机，干气膜分离组件连接叠合单元；所述叠合单元包括依次连接的换热器、加热炉、反应器、汽提塔再沸器、空冷器、水冷器、油水分离器，油水分离器顶部气出口连接吸收塔，油水分离器中下部液出口连接吸收塔，油水分离器底部出口通过泵及管路依次连接换热器、雾化器、反应器的中部侧进料口，汽提塔再沸器连接汽提塔，吸收塔底部油出口通过泵及管路连接汽提塔；所述抽余油改质单元包括依次连接的脱异己烷塔、改质加热炉、改质反应器、稳定塔、吸收解吸塔，汽提塔连接稳定塔。

进一步的，所述汽提塔顶部出口依次连接空冷器、水冷器和回流罐，回流罐通过回流泵连接汽提塔。

进一步的，所述干气膜分离组件设置一个进气口和两个出气口，净化罐连接其中一个进气口，将来自催化装置的脱硫干气净化后送入干气膜分离组件，干气膜分离组件对进气处理后得到渗透气经出气口由氢气压缩机增压送入氢气回收单元，另一出气口尾气送入与之连接的叠合单元。

进一步的，所述脱异己烷塔连接原料缓冲罐，脱异己烷塔底部连接改质加热炉，脱异己烷塔顶部连接换热器、空冷器、水冷器、回流罐，回流罐通过回流泵连接脱异己烷塔。

进一步的，所述改质加热炉和改质反应器设置3组。

更进一步的，所述稳定塔底部连接吸收塔，稳定塔顶部连接换热器、空冷器、水冷器、回流罐，回流罐通过回流泵连接稳定塔，稳定塔顶部通过不凝气压缩机、聚结器连接吸收解吸塔。

更进一步的，所述吸收解吸塔底部设置再沸器。

进一步的，所述一种炼油厂产品提质及氢气回收系统还包括再生单元，再生单元由加热炉、含结焦催化剂的反应器、空气组件、氮气组件、循环压缩机组成。

本实用新型有益效果在于：膜分离单元从催化干气中回收氢气用于提高燃料气热值，增加燃料气管网稳定性，提高加热炉系统的安全性；同时降低制氢装置的负荷,降低氢源综合制备成本,实现节能减排效果；干气中的乙烯转化为汽油馏分,减少燃料系统中的烯烃含量,使燃料气更清洁,燃烧效率更高,减少燃烧过程中颗粒物的排放；抽余油改质,提高汽油池辛烷值,从汽油调和池中解放出更多量的高价值芳烃料，在一定程度上缓解芳烃料短缺,降低重整装置的负荷；本系统将催化干气中氢气回收利用、乙烯叠合生成叠合油，抽余油改制生产高辛烷值汽油调和组分，经济和社会效益显著提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

一种炼油厂产品提质及氢气回收系统，包括膜分离单元，叠合单元，抽余油改质单元；所述膜分离单元包括干气膜分离组件和与之连接的净化罐和氢气压缩机，干气膜分离组件连接叠合单元；所述叠合单元包括依次连接的换热器、加热炉、反应器、汽提塔再沸器、空冷器、水冷器、油水分离器，油水分离器顶部气出口连接吸收塔，油水分离器中下部液出口连接吸收塔，油水分离器底部出口通过泵及管路依次连接换热器、雾化器、反应器的中部侧进料口，汽提塔再沸器连接汽提塔，吸收塔底部油出口通过泵及管路连接汽提塔；所述抽余油改质单元包括依次连接的脱异己烷塔、改质加热炉、改质反应器、稳定塔、吸收解吸塔，汽提塔连接稳定塔。

所述汽提塔顶部出口依次连接空冷器、水冷器和回流罐，回流罐通过回流泵连接汽提塔。

所述干气膜分离组件设置一个进气口和两个出气口，净化罐连接其中一个进气口，将来自催化装置的脱硫干气净化后送入干气膜分离组件，干气膜分离组件对进气处理后得到渗透气经出气口由氢气压缩机增压送入氢气回收单元，另一出气口尾气送入与之连接的叠合单元。

所述脱异己烷塔连接原料缓冲罐，脱异己烷塔底部连接改质加热炉，脱异己烷塔顶部连接换热器、空冷器、水冷器、回流罐，回流罐通过回流泵连接脱异己烷塔。

所述改质加热炉和改质反应器设置3组。

所述稳定塔底部连接吸收塔，稳定塔顶部连接换热器、空冷器、水冷器、回流罐，回流罐通过回流泵连接稳定塔，稳定塔顶部通过不凝气压缩机、聚结器连接吸收解吸塔。

所述吸收解吸塔底部设置再沸器。

所述一种炼油厂产品提质及氢气回收系统还包括再生单元，再生单元由加热炉、含结焦催化剂的反应器、空气组件、氮气组件、循环压缩机组成。

炼油厂产品提质及氢气回收系统的工艺过程如下：

装置由膜分离,叠合反应和分离,抽余油改质反应和分离,再生四部分构成。

膜分离单元将来自催化装置的脱硫干气首先进入原料净化罐,净化罐中装有碱性氮吸附剂,目的是脱除原料干气中的碱性氮,避免催化剂碱性氮中毒。抽余油单元经过改质反应所产生的改质干气经过吸收解吸塔,与 FCC 干气汇合后一起送到膜分离单元，在膜分离撬块中通过膜的物料为渗透气，未通过的为尾气。尾气压力损失小,可以直接送入叠合单元作 DTL反应的原料。渗透气压力低,需要经过氢气压缩机增压后送入到氢回收单元。

叠合单元的反应和分离：

干气加热和反应从膜分离出来的尾气(富烯干气)进入叠合单元,和循环返回的贫烯干气汇合后,进入两组换热器和反应产物换热后升温,进入加热炉达到合适的反应温度之后，进入反应器。循环贫烯干气的目的是降低反应器中的烯烃浓度(主要是乙烯),避免在反应过程中物料温升过大,使液体产品的选择性降低。在反应器中主要是干气中的乙烯发生叠合和芳构化反应,生成汽油馏程内的液体产品。该反应是强放热反应,通过引入贫烯干气循环和反应器中段冷进料(可以是冷原料干气，也可以是冷贫烯干气和急冷水)来控制温升,温升控制在60℃以内。

叠合产物的冷却和分离，反应产物先给汽提塔再沸器做热源,再和原料干气换热后,进入空冷器和水冷器冷却到常温,之后进入油水分离器。油水分离器的顶部为气相产品,气相产品为贫烯干气(其中携带部分液化气),进入吸收塔。油水分离器的中下部用泵抽出液相产品，液相产品主要是叠合汽油，送到吸收塔。油水分离器的底部急冷水,通过泵抽出送到换热器预热到一定温度,与贫烯干气一起雾化后进入反应器的中部侧进料,目的是有效的控制反应器床层温升。

吸收和汽提，贫烯干气从油水分离器出来夹带着一定比例的液化气和汽油组分,吸收剂从吸收塔顶进来,把贫烯干气中夹带的经济价值较高的 C3+组分吸收下来,该吸收塔中段有液体抽出、冷却、返回。经过吸收的贫烯干气从塔顶出去,分两路,一路进入压缩机,作为循环干气返回反应器，另一路作为燃料进入全厂瓦斯管网。塔底油经过泵送入汽提塔,把吸收的轻组分释放出来,塔顶设置空冷器、水冷器、回流罐，轻组分从塔顶出来,经过冷却后不凝气从回流罐顶出来,进入抽余油改质单元的不凝气压缩机，DTL油从回流罐底部出来,经过泵增压后,一部分回流进塔,另一部分进入稳定塔；经过汽提的吸收剂从塔底出来,一部分进入稳定塔,一部分经过冷却,进入吸收塔。

压缩，贫烯干气进入压缩机,经升压后分两股:一股和富烯干气混合,进入反应器,以稀释反应原料中的乙烯浓度,降低反应热；另一股与急冷水混合、雾化，作为冷进料,进入反应器,降低催化剂床层温升。

抽余油改质单元的反应和分离：

抽余油的分离，自罐区来的抽余油进入原料缓冲罐,抽余油经过一系列的预热,之后进入脱异己烷塔,塔顶物料经过冷却,与改质油一起作为产品送到罐区。塔底物料C6～C8组分送至改质反应加热炉，塔顶有换热器、空冷器、水冷器、回流罐、回流泵,塔底设双再沸器,用1.0MPa 蒸汽作为热源。

抽余油加热和反应，脱除掉异己烷的抽余油和反应产物换热后,进入加热炉,将温度升至反应温度。设3台反应器,根据装置处理量的变化2开1备。反应器设3段,方便催化剂再生时可以多段进再生气。

稳定，从反应器出来的混合油气产物,由于温位较高,进入换热网络,充分利用其热量预热抽余油原料。然后作为稳定塔的再沸器热源,之后进入稳定塔,在稳定塔中,富丙烷液化气从塔顶分离出来,经冷凝冷却之后一部分回流,一部分出装置。改质油从稳定塔底出来,一部分改质油经冷却后作为吸收剂进入吸收塔顶部,一部分作为产品送入储罐。不凝气从回流罐顶部出来,与汽提塔回流罐顶部的不凝气一起进入不凝气压缩机,增压 0.6MPa后,进入一个聚结器,把液相组分分离下来,与稳定塔顶液化气产品一起出装置,难以凝结的组分进入吸收解吸塔。塔顶设置换热器、空冷器、水冷器、回流罐、回流泵,塔底设置双再沸器,一个用改质反应产物作热源,一个用1.0MPa作热源。

吸收解吸，稳定塔底部的改质油经换热、冷却至常温后用作吸收油进入吸收解吸塔的上部,吸收富气中的 C3、C4 组分。吸收塔中间设中部抽出回流。吸收解吸塔的底部设置再沸器,保证解吸塔体有一定的温度梯度,将油气产物中的轻组分解吸出来。吸收解吸塔的塔底产物经换热进入稳定塔。吸收解吸塔顶部的改质干气送入膜分离部分进一步提取氢气。

再生单元：

再生单元由加热炉,含结焦催化剂的反应器,空气系统,氮气系统,循环压缩机组成。叠合反应催化剂的再生和抽余油改质催化剂的再生,原理和工艺流程是一样的,而且共用一套再生压缩机,当其中一个反应器中的催化剂结焦失活时,就要把这个反应器从系统中切换出来。用氮气把油气吹到后续系统中,当此反应器中的油气的浓度降低到规定值,停止吹扫,拆卸盲板,把该反应器切出来,将再生气体切入反应器,进行再生,再生过程中要时刻检测反应器中过程氧的含量,烧焦的温度要控制好,从380～480℃之间,分四个温度梯度,每个温度梯度上都保持一定时间,保证焦炭完全燃烧。烧焦结束后,用氮气吹扫,使反应器中氧含量达到安全范围,再拆卸盲板,作为备用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，其特征在于：包括膜分离单元，叠合单元，抽余油改质单元；所述膜分离单元包括干气膜分离组件和与之连接的净化罐和氢气压缩机，干气膜分离组件连接叠合单元；所述叠合单元包括依次连接的换热器、加热炉、反应器、汽提塔再沸器、空冷器、水冷器、油水分离器，油水分离器顶部气出口连接吸收塔，油水分离器中下部液出口连接吸收塔，油水分离器底部出口通过泵及管路依次连接换热器、雾化器、反应器的中部侧进料口，汽提塔再沸器连接汽提塔，吸收塔底部油出口通过泵及管路连接汽提塔；所述抽余油改质单元包括依次连接的脱异己烷塔、改质加热炉、改质反应器、稳定塔、吸收解吸塔，汽提塔连接稳定塔。

2.根据权利要求1所述的炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，其特征在于：所述汽提塔顶部出口依次连接空冷器、水冷器和回流罐，回流罐通过回流泵连接汽提塔。

3.根据权利要求1所述的炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，其特征在于：所述干气膜分离组件设置一个进气口和两个出气口，净化罐连接其中一个进气口，将来自催化装置的脱硫干气净化后送入干气膜分离组件，干气膜分离组件对进气处理后得到渗透气经出气口由氢气压缩机增压送入氢气回收单元，另一出气口尾气送入与之连接的叠合单元。

4.根据权利要求1所述的炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，其特征在于：所述脱异己烷塔连接原料缓冲罐，脱异己烷塔底部连接改质加热炉，脱异己烷塔顶部连接换热器、空冷器、水冷器、回流罐，回流罐通过回流泵连接脱异己烷塔。

5.根据权利要求1所述的炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，其特征在于：所述改质加热炉和改质反应器设置3组。

6.根据权利要求1所述的炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，其特征在于：所述稳定塔底部连接吸收塔，稳定塔顶部连接换热器、空冷器、水冷器、回流罐，回流罐通过回流泵连接稳定塔，稳定塔顶部通过不凝气压缩机、聚结器连接吸收解吸塔。

7.根据权利要求6所述的炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，其特征在于：所述吸收解吸塔底部设置再沸器。

8.根据权利要求1所述的炼油厂产品提质增效及氢气回收系统，其特征在于：还包括再生单元，再生单元由加热炉、含结焦催化剂的反应器、空气组件、氮气组件、循环压缩机组成。