CN213416775U - 能够长效运行的轻烃芳构化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够长效运行的轻烃芳构化系统，属于油气深加工技术领域。包括原料预热装置、芳构化反应装置、重芳烃缓冲罐、轻芳烃分离装置及重芳烃分离装置，重芳烃分离装置包括重芳烃出料冷却换热器。重芳烃出料冷却换热器的冷物料侧连接有轻烃进料管，热物料侧连接有热介质进料管。原料轻烃首先经过重芳烃出料冷却换热器，与重芳烃蒸馏塔塔釜的塔釜出料换热，后被送入原料预热装置。原料轻烃经两次预热，既回收了重芳烃蒸馏塔塔釜的塔釜出料余热，也回收了芳构化反应装置的出料余热，提高反应过程中的热利用效率，节约能源，降本增效。同时，重芳烃分离装置检维修时，可以通过热介质进料管供热，从而保证芳构化反应装置长效运行。

Description

能够长效运行的轻烃芳构化系统

技术领域

本实用新型属于油气深加工技术领域，具体涉及一种能够长效运行的轻烃芳构化系统。

背景技术

轻烃芳构化是指利用轻烃（主要包含C4组分的混合油气），在催化剂存在下，发生芳构化反应，生产芳烃的生产工艺。轻烃芳构化包括原料预热、芳构化反应、轻芳烃稳定和重芳烃回收等主要工艺过程。例如，专利号为201320308842.4的中国实用新型专利公开了一种轻烃芳构化反应装置，包括通过管道依次连接的反应塔、脱重塔、吸收塔及稳定塔。上述反应装置虽然能够实现轻烃芳构化制备芳烃，但反应过程中的热量利用效率低，不能合理回收利用高温反应产物的余热，造成能源浪费。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种能够长效运行的轻烃芳构化系统，以解决现有技术中存在的轻烃芳构化反应过程热量利用效率低，造成能源浪费的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种能够长效运行的轻烃芳构化系统，包括通过管线连接的原料预热装置、芳构化反应装置、重芳烃缓冲罐、轻芳烃分离装置及重芳烃分离装置；

所述原料预热装置的冷物料侧连接有原料进料管，热物料侧连接所述芳构化反应装置的出料端；

所述重芳烃缓冲罐连接所述原料预热装置的热物料侧的出料端，所述轻芳烃分离装置连接所述重芳烃缓冲罐的顶部出料端，所述重芳烃分离装置连接所述重芳烃缓冲罐的底部出料端；

所述重芳烃分离装置包括重芳烃蒸馏塔及重芳烃出料冷却换热器，所述重芳烃蒸馏塔的塔釜设置有塔釜出料管，所述塔釜出料管连接所述重芳烃出料冷却换热器的热物料侧，且所述塔釜出料管上设置有塔釜出料阀；所述重芳烃出料冷却换热器的冷物料侧的进料端连接有轻烃进料管，所述重芳烃出料冷却换热器的冷物料侧的出料端连接所述原料进料管；

所述重芳烃出料冷却换热器的热物料侧还连接有热介质进料管及热介质出料管，所述热介质进料管上设置有热介质进料阀，所述热介质出料管上设置有热介质出料阀。

优选地，所述重芳烃出料冷却换热器的热物料侧的出料端连接有重芳烃出料管，所述重芳烃出料管上设置重芳烃出料阀，所述重芳烃出料阀的阀前设置有排料导淋。

优选地，所述塔釜出料阀、所述重芳烃出料阀、所述热介质进料阀与所述热介质出料阀的阀后均设置有防串料盲板。

优选地，所述原料预热装置包括串联连接的第一预热换热器及第二预热换热器，所述原料进料管连接所述第一预热换热器的冷物料侧的进料端，所述芳构化反应装置的出料端连接所述第二预热换热器的热物料侧的进料端，所述重芳烃缓冲罐连接所述第一预热换热器的热物料侧的出料端。

优选地，所述第一预热换热器为管壳式换热器或板式换热器，所述第二预热换热器为管壳式换热器或板式换热器，所述重芳烃出料冷却换热器为管壳式换热器或板式换热器。

优选地，所述芳构化反应装置包括加热炉及芳构化反应器，所述第二预热换热器的冷物料侧的出料端连接所述加热炉的进料端，所述加热炉的出料端连接所述芳构化反应器的进料端，所述芳构化反应器的出料端连接所述第二预热换热器的热物料侧的进料端。

优选地，所述轻芳烃分离装置包括轻烃预处理单元及轻烃稳定塔，所述轻烃预处理单元连接所述重芳烃缓冲罐的顶部出料端，用于冷却分离来自所述重芳烃缓冲罐顶部的气相，所述轻烃稳定塔的进料端连接所述轻烃预处理单元的出料端，所述轻烃稳定塔的塔顶设置有稳定塔回流组件及液化气出料管，所述液化气出料管连接所述稳定塔回流组件的出料端，所述轻烃稳定塔的塔釜设置有第一轻烃出料管，所述第一轻烃出料管上设置轻烃冷却换热器。

优选地，所述重芳烃蒸馏塔的顶部设置有重芳烃回流组件及第二轻烃出料管，所述第二轻烃出料管连接所述重芳烃回流组件的出料端。

由上述技术方案可知，本实用新型提供了一种能够长效运行的轻烃芳构化系统，其有益效果是：所述能够长效运行的轻烃芳构化系统包括通过管线连接的原料预热装置、芳构化反应装置、重芳烃缓冲罐、轻芳烃分离装置及重芳烃分离装置，所述重芳烃分离装置包括重芳烃蒸馏塔及重芳烃出料冷却换热器，所述重芳烃出料冷却换热器的热物料侧还连接有热介质进料管及热介质出料管，所述热介质进料管上设置有热介质进料阀，所述热介质出料管上设置有热介质出料阀。原料轻烃首先经过所述重芳烃出料冷却换热器，与来自所述重芳烃蒸馏塔塔釜的高温物料进行换热，回收所述重芳烃蒸馏塔塔釜出料中的余热。经一次换热后，原料轻烃被送入所述原料预热装置，与来自所述芳构化反应装置的高温反应物料进行二次换热，回收所述芳构化反应装置的高温反应物料中的余热。原料轻烃经过两次预热，既回收了所述重芳烃蒸馏塔塔釜的高温物料中的余热，也回收了所述芳构化反应装置的高温反应物料中的余热，提高反应过程中的热量利用效率，节约能源，降本增效。同时，当所述重芳烃蒸馏塔及所述重芳烃出料冷却换热器停工进行检维修时，利用所述热介质进料管与所述热介质出料管，向所述重芳烃出料冷却换热器中通入蒸气或导热油，预热原料轻烃，从而保证所述芳构化反应装置的正常运行，提高芳构化反应装置的稳定运行周期。

附图说明

图1是能够长效运行的轻烃芳构化系统的流程示意图。

图中：轻烃芳构化系统10、原料预热装置100、原料进料管101、第一预热换热器110、第二预热换热器120、芳构化反应装置200、加热炉210、芳构化反应器220、重芳烃缓冲罐300、轻芳烃分离装置400、轻烃预处理单元410、轻烃稳定塔420、空冷器4211、第一冷凝器4212、第一受槽4213、第一回流泵4214、液化气出料管422、第一轻烃出料管423、轻烃冷却换热器424、重芳烃分离装置500、轻烃进料管501、塔釜出料管502、塔釜出料阀503、热介质进料管504、热介质出料管505、热介质进料阀506、热介质出料阀507、重芳烃出料管508、重芳烃出料阀509、重芳烃蒸馏塔510、第二轻烃出料管512、第二冷凝器5111、第二受槽5112、第二回流泵5113、排料导淋513、防串料盲板514、重芳烃出料冷却换热器520。

具体实施方式

以下结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

请参看图1，一种能够长效运行的轻烃芳构化系统10，用于以轻烃（主要包含C4组分）为原料，在催化剂存在下，通过芳构化反应，制备并分离轻芳烃和重芳烃。所述轻烃芳构化系统10包括：通过管线连接的原料预热装置100、芳构化反应装置200、重芳烃缓冲罐300、轻芳烃分离装置400及重芳烃分离装置500。

所述原料预热装置100的冷物料侧连接有原料进料管101，热物料侧连接所述芳构化反应装置200的出料端。所述重芳烃缓冲罐300连接所述原料预热装置100的热物料侧的出料端，所述轻芳烃分离装置400连接所述重芳烃缓冲罐300的顶部出料端，所述重芳烃分离装置500连接所述重芳烃缓冲罐300的底部出料端。所述轻芳烃分离装置400用于处理并分离得到轻芳烃，所述重芳烃分离装置500用于蒸馏并分离得到重芳烃。

所述重芳烃分离装置500包括重芳烃蒸馏塔510及重芳烃出料冷却换热器520，所述重芳烃出料冷却换热器520的热物料侧连接所述重芳烃蒸馏塔510的塔釜出料端，所述重芳烃出料冷却换热器520的冷物料侧的进料端连接有轻烃进料管501，所述重芳烃出料冷却换热器520的冷物料侧的出料端连接所述原料进料管101。

原料轻烃首先经过所述重芳烃出料冷却换热器520，与来自所述重芳烃蒸馏塔510塔釜的高温物料进行换热，回收所述重芳烃蒸馏塔510塔釜出料中的余热。经一次换热后，原料轻烃被送入所述原料预热装置100，与来自所述芳构化反应装置200的高温反应物料进行二次换热，回收所述芳构化反应装置200的高温反应物料中的余热。原料轻烃经过两次预热，既回收了所述重芳烃蒸馏塔塔釜510的高温物料中的余热，也回收了所述芳构化反应装置200的高温反应物料中的余热，提高反应过程中的热量利用效率，节约能源，降本增效。

然而此时，虽然回收了所述重芳烃蒸馏塔510塔釜出料的热量，则由于重芳烃蒸馏塔510及所述重芳烃出料冷却换热器520检维修频率较高，难以保证芳构化反应装置200长期稳定运行，即当所述重芳烃蒸馏塔510停产后，所述芳构化反应装置200受所述重芳烃出料冷却换热器520影响，也需要停止运行。

为解决以上问题，一优选实施方式中，所述重芳烃蒸馏塔510的塔釜设置有塔釜出料管502，所述塔釜出料管511连接所述重芳烃出料冷却换热器520的热物料侧，且所述塔釜出料管502上设置有塔釜出料阀503。所述重芳烃出料冷却换热器520的热物料侧还连接有热介质进料管504及热介质出料管505，所述热介质进料管504上设置有热介质进料阀506，所述热介质出料管505上设置有热介质出料阀507。

正常运行状态下，所述热介质进料阀506、所述热介质出料阀507关闭，通过所述重芳烃蒸馏塔510的塔釜出料的高温为所述重芳烃出料冷却换热器520提供热量，预热轻烃原料。当所述重芳烃蒸馏塔510及所述重芳烃出料冷却换热器520由于堵塞等原因进行检维修作业时，关闭所述塔釜出料阀503，打开所述热介质进料阀506、所述热介质出料阀507，向所述重芳烃出料冷却换热器520通入蒸气或导热油，预热轻烃原料。从而，保证了在所述重芳烃蒸馏塔510或所述重芳烃出料冷却换热器520事故状态下或检维修状态下，所述芳构化反应装置200能够正常运行，提高所述芳构化反应装置200的稳定运行周期。

进一步地，所述重芳烃出料冷却换热器520的热物料侧的出料端连接有重芳烃出料管508，所述重芳烃出料管508上设置重芳烃出料阀509，所述重芳烃出料阀509的阀前设置有排料导淋513，以能够在切换换热介质的时候，将所述重芳烃出料冷却换热器520的物料泄清，并吹扫干净，防止物料互串。

进一步地，所述塔釜出料阀503、所述重芳烃出料阀509、所述热介质进料阀506与所述热介质出料阀507的阀后均设置有防串料盲板514，例如所述防串料盲板514为8字盲板，以能够在切换换热介质的时候，将备用管线通过所述盲板封堵，防止串料。

作为优选实施方式，所述原料预热装置100包括串联连接的第一预热换热器110及第二预热换热器120，所述原料进料管101连接所述第一预热换热器110的冷物料侧的进料端，所述芳构化反应装置200的出料端连接所述第二预热换热器120的热物料侧的进料端，所述重芳烃缓冲罐300连接所述第一预热换热器110的热物料侧的出料端。经一次换热后的原料轻烃，依次经过所述第一预热换热器110、所述第二预热换热器120与来自所述芳构化反应装置200的高温反应物料进行二次换热，经过两级换热，进一步提高原料轻烃的预热温度，充分利用了来自所述芳构化反应装置200的高温反应物料的余热，提高热利用效率。同时，经过两级换热，来自所述芳构化反应装置200的高温反应物料被充分冷却，有利于在所述重芳烃缓冲罐300中，轻芳烃与重芳烃的分离，提高轻芳烃的品质。

具体地，所述第一预热换热器110、所述第二预热换热器120、所述重芳烃出料冷却换热器520可以为管壳式换热器，以提高热交换效率。作为优选，所述第一预热换热器110、所述第二预热换热器120、所述重芳烃出料冷却换热器520为板式换热器，以提高热交换接触面积，提高热交换效率，进而提高热量回收利用效率。同时，所述重芳烃出料冷却换热器520采用板式换热器，利于随所述重芳烃出料冷却换热器520进行清洗，方便检修维护。

一实施例中，所述芳构化反应装置200包括加热炉210及芳构化反应器220，所述第二预热换热器120的冷物料侧的出料端连接所述加热炉210的进料端，所述加热炉210的出料端连接所述芳构化反应器220的进料端，所述芳构化反应器220的出料端连接所述第二预热换热器120的热物料侧的进料端。原料轻烃及其他反应原料经预热后，进入所述加热炉210，加热至反应温度后，送入所述芳构化反应器220，在催化剂作用下，发生芳构化反应，生成包含轻芳烃、重芳烃及未反应轻烃的反应物料，反应物料经所述第二预热换热器120、所述第一预热换热器110，与原料轻烃进行热交换后，送入所述重芳烃缓冲罐300中，在所述重芳烃缓冲罐300中，重芳烃液化沉降于所述重芳烃缓冲罐300的罐底，轻芳烃以及未完全反应的原料从所述重芳烃缓冲罐300的顶部气相排入所述轻芳烃分离装置400。所述重芳烃缓冲罐300罐底的重芳烃则被泵入所述重芳烃蒸馏塔510中，减压蒸馏，获取重芳烃。

一实施例中，所述轻芳烃分离装置400包括轻烃预处理单元410及轻烃稳定塔420，所述轻烃预处理单元410连接所述重芳烃缓冲罐300的顶部出料端，用于冷却分离来自所述重芳烃缓冲罐300顶部的气相，所述轻烃稳定塔420的进料端连接所述轻烃预处理单元410的出料端，所述轻烃稳定塔420的塔顶设置有稳定塔回流组件及液化气出料管422，所述液化气出料管422连接所述稳定塔回流组件的出料端，所述轻烃稳定塔420的塔釜设置有第一轻烃出料管423，所述第一轻烃出料管423上设置轻烃冷却换热器424。

来自所述重芳烃缓冲罐300的顶部的气相首先经所述轻烃预处理单元410冷凝，液相送入所述轻烃稳定塔420中，气相则被进一步压缩液化，形成液化气收集回用。在所述轻烃稳定塔420中，蒸馏，气相经所述稳定塔回流组件冷凝，部分回流，部分作为液化气采出。例如，所述稳定塔回流组件包括空冷器4211、第一冷凝器4212、第一受槽4213及第一回流泵4214，来自所述轻烃稳定塔420塔顶的气相首先被所述空冷器4211冷凝，在所述第一冷凝器4212的作用下，进一步冷凝，凝液进入所述第一受槽4213，所述第一回流泵4214将所述第一受槽4213内的凝液部分回流至所述轻烃稳定塔420中，部分作为液化气产品输出。所述轻烃稳定塔420塔釜液相则被作为轻芳烃，经过所述轻烃冷却换热器424冷却后，排入轻芳烃储罐。

一实施例中，所述重芳烃蒸馏塔510的顶部设置有重芳烃回流组件及第二轻烃出料管512，所述第二轻烃出料管512连接所述重芳烃回流组件的出料端，所述重芳烃蒸馏塔510的顶部气相被所述重芳烃回流组件冷凝后，凝液部分被回流至所述重芳烃蒸馏塔510中，部分则被作为轻芳烃或作为调和芳烃排出。例如，所述重芳烃回流组件包括第二冷凝器5111、第二受槽5112及第二回流泵5113，所述重芳烃蒸馏塔510的塔顶气相首先被所述第二冷凝器5111冷凝，凝液存储于所述第二受槽5112中，所述第二回流泵5113将所述第二受槽5112的凝液部分回流至所述重芳烃蒸馏塔510中，部分作为轻芳烃或作为调和芳烃排至对应的储罐中。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种能够长效运行的轻烃芳构化系统，其特征在于，包括通过管线连接的原料预热装置、芳构化反应装置、重芳烃缓冲罐、轻芳烃分离装置及重芳烃分离装置；

所述原料预热装置的冷物料侧连接有原料进料管，热物料侧连接所述芳构化反应装置的出料端；

所述重芳烃缓冲罐连接所述原料预热装置的热物料侧的出料端，所述轻芳烃分离装置连接所述重芳烃缓冲罐的顶部出料端，所述重芳烃分离装置连接所述重芳烃缓冲罐的底部出料端；

所述重芳烃分离装置包括重芳烃蒸馏塔及重芳烃出料冷却换热器，所述重芳烃蒸馏塔的塔釜设置有塔釜出料管，所述塔釜出料管连接所述重芳烃出料冷却换热器的热物料侧，且所述塔釜出料管上设置有塔釜出料阀；所述重芳烃出料冷却换热器的冷物料侧的进料端连接有轻烃进料管，所述重芳烃出料冷却换热器的冷物料侧的出料端连接所述原料进料管；

所述重芳烃出料冷却换热器的热物料侧还连接有热介质进料管及热介质出料管，所述热介质进料管上设置有热介质进料阀，所述热介质出料管上设置有热介质出料阀。

2.如权利要求1所述的能够长效运行的轻烃芳构化系统，其特征在于，所述重芳烃出料冷却换热器的热物料侧的出料端连接有重芳烃出料管，所述重芳烃出料管上设置重芳烃出料阀，所述重芳烃出料阀的阀前设置有排料导淋。

3.如权利要求2所述的能够长效运行的轻烃芳构化系统，其特征在于，所述塔釜出料阀、所述重芳烃出料阀、所述热介质进料阀与所述热介质出料阀的阀后均设置有防串料盲板。

4.如权利要求1所述的轻烃芳构化系统，其特征在于，所述原料预热装置包括串联连接的第一预热换热器及第二预热换热器，所述原料进料管连接所述第一预热换热器的冷物料侧的进料端，所述芳构化反应装置的出料端连接所述第二预热换热器的热物料侧的进料端，所述重芳烃缓冲罐连接所述第一预热换热器的热物料侧的出料端。

5.如权利要求4所述的轻烃芳构化系统，其特征在于，所述第一预热换热器为管壳式换热器或板式换热器，所述第二预热换热器为管壳式换热器或板式换热器，所述重芳烃出料冷却换热器为管壳式换热器或板式换热器。

6.如权利要求4所述的轻烃芳构化系统，其特征在于，所述芳构化反应装置包括加热炉及芳构化反应器，所述第二预热换热器的冷物料侧的出料端连接所述加热炉的进料端，所述加热炉的出料端连接所述芳构化反应器的进料端，所述芳构化反应器的出料端连接所述第二预热换热器的热物料侧的进料端。

7.如权利要求1所述的轻烃芳构化系统，其特征在于，所述轻芳烃分离装置包括轻烃预处理单元及轻烃稳定塔，所述轻烃预处理单元连接所述重芳烃缓冲罐的顶部出料端，用于冷却分离来自所述重芳烃缓冲罐顶部的气相，所述轻烃稳定塔的进料端连接所述轻烃预处理单元的出料端，所述轻烃稳定塔的塔顶设置有稳定塔回流组件及液化气出料管，所述液化气出料管连接所述稳定塔回流组件的出料端，所述轻烃稳定塔的塔釜设置有第一轻烃出料管，所述第一轻烃出料管上设置轻烃冷却换热器。

8.如权利要求1所述的轻烃芳构化系统，其特征在于，所述重芳烃蒸馏塔的顶部设置有重芳烃回流组件及第二轻烃出料管，所述第二轻烃出料管连接所述重芳烃回流组件的出料端。

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