CN220424566U - 一种水洗塔及加氢试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水洗塔及加氢试验装置。一种水洗塔，包括筒体；所述筒体内部空间自上而下依次包括气相出料段、液相进料段、气液混合段、气相进料段、液相出料段；所述加氢试验装置包括依次连通的混氢罐、循环氢增压机、加氢反应器、高压分离器和上述水洗塔；所述水洗塔实现了气相和洗涤水的充分接触，杂质脱除效率高；所述加氢试验装置非正常停工次数大幅降低，操作稳定性好。
Description
技术领域
本实用新型属于加氢装备技术领域，涉及一种水洗塔及加氢试验装置，具体地说涉及一种适用于实验室使用的为炼厂做基础数据评价的小型或中型加氢试验装置。
背景技术
小型或中型加氢试验装置是技术人员用于催化剂评价、模拟工业装置常用的试验装置。小型试验装置的流程比较简单，处理量比较小，最高处理量仅为200mL/h，氢气可循环，但是油不循环，通常只能用于催化剂初评。中型试验装置流程比较复杂，处理量偏大，最高处理量为3L/h。中型试验装置运转过程中氢气循环，油也可以循环使用，可为后续工业化提供基础数据。同时，中型加氢装置配置分馏塔系统，可在分馏塔直接蒸馏出合格的轻石脑油和柴油等产品，从而加快了试验进度。
上述小型或中型加氢试验装置通常都包括反应器、高压分离器、循环氢增压机、低压分离器和水洗塔。水洗塔的主要作用是洗掉高分气体中含有的H2S、NH3、NH4HS或(NH4)2S,以防止高温下呈气相的铵盐(NH4)HS或(NH4)2S在低温下在气相管线中析出结晶并堵塞管线，而造成装置非正常停运的发生。
现有小型或中型加氢试验装置中使用的水洗塔的结构较为简单，通常包括高压筒体、不锈钢填料和液位控制器。简体内装填的不锈钢填料的作用是加大气液接触的面积。上述水洗塔存在以下几种问题：一种是进水量小，气体快速穿过填料，将水击穿，气快水慢；另一种是气体走捷径，气和水没有在水洗塔内充分接触，没有达到洗掉气中的H2S的效果。在小型或中型加氢试验装置中，洗涤水的注入量通常较大，一般为进油量的25wt%～50wt%以上。然而在运转中发现，由于小型水洗塔的结构限制，洗涤水和高分气在水洗塔内的接触不充分，洗涤水对高分气体中H2S、NH3以及铵盐的洗涤不完全，造成经洗涤塔处理后的高分气中仍然含有大量H2S、NH3，以及NH4HS和(NH4)2S，这将导致装置在运转中出现两种现象：（1）经洗涤塔处理后的高分气进入到混氢罐时造成混氢罐入口管线堵塞和低分气路堵塞；（2）分馏系统中稳定塔和常压塔顶部气路NH4盐结晶，导致实验无法迸行，必须将分馏系统停运后进行处理。频繁的非正常停运极大地影响了正常试验进程的进行。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种水洗塔及加氢试验装置。所述水洗塔实现了气相和洗涤水的充分接触，杂质脱除效率高；所述加氢试验装置非正常停工次数大幅降低，操作稳定性好。
本实用新型第一方面提供一种水洗塔，包括筒体；
所述筒体内部空间自上而下依次包括气相出料段、液相进料段、气液混合段、气相进料段、液相出料段；
所述气相出料段设置气相出料口，气相出料口连接气相出料管线，用于排出经水洗塔处理后的高分气；所述液相出料段设置液相出料口，液相出料口连接液相出料管线，用于排出洗涤水；
所述液相进料段设置液相进料口，所述液相进料口连接液相进料管线，用于洗涤水进料；所述气相进料段设置气相进料口，所述气相进料口连接气相进料管线，用于高分气进料。
所述气相出料段、液相进料段、气相进料段和液相出料段均为空筒结构；
所述液相进料段与气液混合段之间、气液混合段与气相进料段之间均设置不锈钢筛网。
进一步地，所述不锈钢筛网开孔率为12-19%，孔径为2-4mm。传统水洗塔采用的不锈钢筛网开孔率为50-62%，孔径为3-5mm，从而便于洗涤水快速通过。本实用新型中采用的不锈钢筛网孔径明显小于传统水洗塔采用的不锈钢筛网，从而调控洗涤水的下流速度，使得气液混合段维持一定的液位。
进一步地，所述气液混合段内装填不锈钢填料。
进一步地，所述液相进料段还设置溢水口，溢水口位于液相进料口上部；所述液相出料段还设置回水口，回水口位于液相出料口上部；所述溢水口与回水口通过排水管线相连通。溢水口用于排出过量洗涤水，从而调控液相进料段液位，避免洗涤水进入气相出料段。
进一步地，所述排水管线设置视窗，视窗用于观察是否有水从溢水口流出来，判断气液混合段水位是否到达指定液位高度，方便及时调节进水量。
进一步地，所述气相出料口设置在筒体顶端。
进一步地，所述气相出料口与液相进料口之间的距离占水洗塔总高度的2/5-4/5，优选3/5-3/4，避免将洗涤水带入气相出料管线。
进一步地，所述气相出料口设置气体过滤器，避免将洗涤水带入气相出料管线。
进一步地，所述液相进料口距离液相进料段与气液混合段之间设置的不锈钢筛网一段距离，所述气相进料口距离气液混合段与气相进料段之间设置的不锈钢筛网一段距离。
本实用新型第二方面提供一种加氢试验装置，所述加氢试验装置包括依次连通的混氢罐、循环氢增压机、加氢反应器、高压分离器和上述水洗塔；
混氢罐，用于接收新氢和经水洗塔处理后的高分气，得到混氢；
循环氢增压机，用于接收来自混氢罐的混氢，得到高压氢气；
加氢反应器，其用于接收原料油和来自循环氢增压机的高压氢气，与加氢催化剂接触进行反应得到反应流出物；
高压分离器，其用于接收并分离来自加氢反应器的反应流出物，经分离后得到高分气和高分油；
水洗塔，其用于接收来自洗涤水和高压分离器的高分气，经对流接触后得到经水洗塔处理后的高分气。
进一步地，所述加氢试验装置还包括低压分离器，低压分离器与高压分离器通过管线连接；低压分离器用于接收来自高压分离器的高分油，经分离得到低分气和低分油。
进一步地，所述加氢反应器包括但不限于加氢裂化反应器、加氢精制反应器中的任一种。
进一步地，所述加氢反应器设置为一个或多个。
进一步地，所述高压分离器和低压分离器均可以采用常规的分离器，分离器的入口设置在侧壁上。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
本实用新型提供一种新型的水洗塔，通过调整水洗塔结构实现了高分气和洗涤水的对流接触，两者接触成分，脱除杂质效果好；
本实用新型中加氢试验装置通过采用新型的水洗塔，能够有效避免混氢罐和分馏塔管线堵塞，非正常停工次数大幅降低，操作稳定性好。
附图说明
图1为本实用新型一种水洗塔的结构示意图
其中：1为气相进料口；2为气相出料口；3为液相进料口；4为液相出料口；5为溢水口；6为视窗；7为回水口；8为不锈钢筛网；9为气体过滤器；10为气相出料段；11为液相进料段；12为气液混合段；13为气相进料段；14为液相出料段。
图2为本实用新型一种加氢试验装置的结构示意图。
其中，1为第一加氢反应器；2为第二加氢反应器；3为高压分离器；4为低压分离器；5为水洗塔；6为混氢罐；7为循环氢增压机；8为洗涤水；9为新氢；10为原料油；11为第一加氢反应器反应流出物；12为第二加氢反应器反应流出物；13为高分气；14为高分油；15为低分气；16为低分油；17为经水洗塔处理后的高分气；18为经水洗塔处理后的洗涤水；19为混氢；20为高压氢气。
实施方式
下面结合附图来进一步说明本实用新型一种水洗塔及加氢试验装置的结构和操作过程，但以下实施例不构成对本实用新型保护方案的限制。
如图1所示，本实用新型一种水洗塔的基本结构如下：
本实用新型的水洗塔为耐高温、高压的不锈钢筒体，内部空间自下而上包括依次包括气相出料段10、液相进料段11、气液混合段12、气相进料段13、液相出料段14；其中气相出料段10设置气相出料口2，气相出料口2设置在筒体上端；液相出料段14设置液相出料口4；液相进料段11设置液相进料口3，气相进料段13设置气相进料口1。所述气相出料段、液相进料段、气相进料段和液相出料段均为空筒结构；所述液相进料段与气液混合段之间、气液混合段与气相进料段之间均设置不锈钢筛网8。
进一步地，所述不锈钢筛网开孔率为17%，孔径为2.5mm。
进一步地，所述液相进料段11还设置溢水口5，溢水口5位于液相进料口3上部，位于液相进料口3对向且从液相进料口3到溢水口5竖直高度为5mm；所述液相出料段14还设置回水口7，回水口7位于液相出料口4上部，从液相出料口4到回水口7竖直高度为50mm，占水洗塔总高度的6/100；所述溢水口5与回水口7通过排水管线相连通。
进一步地，所述排水管线设置视窗6。
进一步地，所述气相出料口2与液相进料口3之间的距离为500mm，占水洗塔总高度的3/5。
进一步地，所述气相出料口2设置气体过滤器9。
结合图1，本实用新型的水洗塔的工作过程如下：
洗涤水通过液相进料口3进入水洗塔向下流动经过不锈钢筛网8，洗涤水的进料速度通过水泵进行控制。由于不锈钢筛网8的网孔孔径小，洗涤水的下流速度偏小，可以控制洗涤水的下流速度小于进料速度，使得部分洗涤水停留在气液混合段12，在气液混合段12处形成液位；而另一部分洗涤水经过气液混合段12后继续下流，到达水洗塔底部，最后经液相出料口4排出。高分气通过气相进料口1进入水洗塔，向上流动经过不锈钢筛网8和气液混合段12，高分气和洗涤水在气液混合段12逆流接触，脱除高分气中的杂质。而后，高分气通过气液混合段12后继续向上流动，最后经气相出料口2排出水洗塔；气相出料口2处安装气体过滤器9，能够避免洗涤水被带入气相管线。液相进料段11还设置溢水口5，当液位达到溢水口5处时，洗涤水从溢水口5溢出，经视窗6、回水口7回到水洗塔底部，避免因水位过高而被气相通过气相出料口2带入气相管线。
如图2所示，本实用新型一种加氢试验装置的的基本结构如下：
加氢试验装置包括依次连通的混氢罐6、循环氢增压机7、第一加氢反应器1、第二加氢反应器2、高压分离器3和水洗塔5；进一步地，所述加氢试验装置还包括低压分离器4，低压分离器与高压分离器通过管线连接。
结合图2，本实用新型的加氢试验装置的工作过程如下：
新氢9进入混氢罐6与经水洗塔处理后的高分气17混合经过循环氢增压机7增压得到高压氢气20，高压氢气20和原料油10混合依次进入第一加氢反应器1和第二加氢反应器2，在氢气与催化剂的作用下进行反应，反应流出物12经过管线进入高压分离器3进行气液分离；高分气13于高压分离器3顶部经管线进入水洗塔5，在水洗塔5内经洗涤水洗涤；高分油14经管线进入低压分离器4，经过再次进行分离得到低分气15和低分油16。
Claims (12)
1.一种水洗塔，其特征在于：包括筒体；所述筒体内部空间自上而下依次包括气相出料段、液相进料段、气液混合段、气相进料段、液相出料段；所述气相出料段设置气相出料口，气相出料口连接气相出料管线，用于排出经水洗塔处理后的高分气；所述液相出料段设置液相出料口，液相出料口连接液相出料管线，用于排出洗涤水；所述液相进料段设置液相进料口，所述液相进料口连接液相进料管线，用于洗涤水进料；所述气相进料段设置气相进料口，所述气相进料口连接气相进料管线，用于高分气进料；所述气相出料段、液相进料段、气相进料段和液相出料段均为空筒结构；所述液相进料段与气液混合段之间、气液混合段与气相进料段之间均设置不锈钢筛网。
2.根据权利要求1所述的水洗塔，其特征在于：所述不锈钢筛网开孔率为12-19%，孔径为2-4mm。
3.根据权利要求1所述的水洗塔，其特征在于：所述气液混合段内装填不锈钢填料。
4.根据权利要求1所述的水洗塔，其特征在于：所述液相进料段还设置溢水口，溢水口位于液相进料口上部；所述液相出料段还设置回水口，回水口位于液相出料口上部；所述溢水口与回水口通过排水管线相连通。
5.根据权利要求4所述的水洗塔，其特征在于：所述排水管线设置视窗。
6.根据权利要求1所述的水洗塔，其特征在于：所述气相出料口设置在筒体顶端。
7.根据权利要求1所述的水洗塔，其特征在于：所述气相出料口与液相进料口之间的距离占水洗塔总高度的2/5-4/5，优选3/5-3/4。
8.根据权利要求1所述的水洗塔，其特征在于：所述气相出料口设置气体过滤器。
9.一种加氢试验装置，其特征在于：所述加氢试验装置包括依次连通的混氢罐、循环氢增压机、加氢反应器、高压分离器和权利要求1-8任一项的水洗塔；
混氢罐，用于接收新氢和经水洗塔处理后的高分气，得到混氢；
循环氢增压机，用于接收来自混氢罐的混氢，得到高压氢气；
加氢反应器，其用于接收原料油和来自循环氢增压机的高压氢气，与加氢催化剂接触进行反应得到反应流出物；
高压分离器，其用于接收并分离来自加氢反应器的反应流出物，经分离后得到高分气和高分油；
水洗塔，其用于接收来自洗涤水和高压分离器的高分气，经对流接触后得到经水洗塔处理后的高分气。
10.根据权利要求9所述的加氢试验装置，其特征在于：所述加氢试验装置还包括低压分离器，低压分离器与高压分离器通过管线连接；低压分离器用于接收来自高压分离器的高分油，经分离得到低分气和低分油。
11.根据权利要求9所述的加氢试验装置，其特征在于：所述加氢反应器包括加氢裂化反应器和加氢精制反应器中的任一种。
12.根据权利要求9所述的加氢试验装置，其特征在于：所述加氢反应器设置为一个或多个。
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