本實(shí)用新型涉及一種液相加氫裝置，具體的說是一種液相加氫試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

液相試驗(yàn)裝置是技術(shù)人員用于催化劑評(píng)價(jià)、模擬工業(yè)裝置經(jīng)常用到的試驗(yàn)裝置，在從事加氫工藝開發(fā)的科研單位應(yīng)用較為廣泛。現(xiàn)有的液相加氫試驗(yàn)裝置通常只包括一個(gè)溶氫罐和一個(gè)反應(yīng)器，由于溶氫能力的不足，不能很好的滿足模擬工業(yè)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

科研人員后來開發(fā)出了使用多級(jí)反應(yīng)器和多級(jí)溶氫系統(tǒng)的液相加氫試驗(yàn)裝置。液相加氫試驗(yàn)裝置通常都包括三個(gè)反應(yīng)器、三個(gè)溶氫罐、三個(gè)定壓閥、三臺(tái)氣體流量計(jì)及三個(gè)液位控制器和一個(gè)高壓分離器、低壓分離器和洗氣塔。其中洗氣塔的結(jié)構(gòu)較為簡單，通常包括高壓筒體、不銹鋼填料和液位控制器。筒體內(nèi)裝填的不銹鋼填料的作用是加大氣液接觸的面積。洗氣塔的主要作用是洗掉高分氣體中含有的H₂S、NH₃、NH₄HS或(NH₄)₂S，以防止高溫下呈氣相的銨鹽(NH₄)HS或(NH₄)于溫度降低時(shí)在管線中結(jié)晶析出而造成運(yùn)轉(zhuǎn)事故。液相試驗(yàn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中通過三個(gè)定壓閥對(duì)三個(gè)溶氫罐進(jìn)行高、中、低一次定壓，同時(shí)來分別控制三個(gè)反應(yīng)器和三個(gè)溶氫罐的壓力，因?yàn)槿窔錃夂喜⒑筮M(jìn)入洗氣塔故造成第二、第三反應(yīng)器氣體排排不出去，第二、第三反應(yīng)器壓力及液位控制不穩(wěn)，經(jīng)常造成液相裝置非正常停運(yùn)的發(fā)生。

現(xiàn)有的多級(jí)液相加氫試驗(yàn)裝置存在的問題：液相試驗(yàn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中，高分出來的氣體與注入的洗滌水（或堿性洗滌液）混合后，從洗氣塔上部進(jìn)入洗氣塔內(nèi)，通過洗氣塔內(nèi)的不銹剛填料并進(jìn)行氣液分離。由于液相試驗(yàn)裝置三個(gè)反應(yīng)器、三個(gè)溶氫罐及三個(gè)定壓閥、三臺(tái)氣體流量計(jì)液相試驗(yàn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中通過三個(gè)定壓閥對(duì)三個(gè)溶氫罐進(jìn)行高、中、低一次定壓，同時(shí)來分別控制三個(gè)反應(yīng)器和三個(gè)溶氫罐的壓力才能使液相試驗(yàn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

因?yàn)橐合嘣囼?yàn)裝置三個(gè)溶氫罐進(jìn)行高、中、低、一次定壓將導(dǎo)致出現(xiàn)一種不確定性：液相試驗(yàn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中，三臺(tái)氣體流量計(jì)在同時(shí)排氣時(shí)第一反應(yīng)器壓力高，第二、第三反應(yīng)器壓力低，因?yàn)槿窔錃夂喜⒑筮M(jìn)入洗氣塔故造成第二、第三反應(yīng)器氣體排排不出去，第二、第三反應(yīng)器壓力及液位控制不穩(wěn)，試驗(yàn)無法進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的液相加氫試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種液相加氫試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括：

第一反應(yīng)器，其包括：

用于將溶氫后液相進(jìn)料至該第一反應(yīng)器的進(jìn)料管線；第一溶氫罐，其包括用于將原料油進(jìn)料至第一溶氫罐的進(jìn)料管線、用于將氫氣進(jìn)料至第一溶氫罐的進(jìn)料管線、用于排出過量氫氣的排出裝置、用于將飽和溶氫后的液相進(jìn)料移出第一溶氫罐的移出裝置；和用于將加氫產(chǎn)物移出第一反應(yīng)器的移出裝置；

第二反應(yīng)器，其包括：

第二溶氫罐，其包括用于第一反應(yīng)器加氫產(chǎn)物進(jìn)料至第二溶氫罐的進(jìn)料管線、用于將氫氣進(jìn)料至第二溶氫罐的進(jìn)料管線、用于排出過量氫氣的排出裝置、用于將飽和溶氫后的液相進(jìn)料移出第二溶氫罐的移出裝置；用于將溶氫后液相進(jìn)料至第二反應(yīng)器的進(jìn)料管線；和用于將加氫產(chǎn)物移出第二反應(yīng)器的移出裝置；

第三反應(yīng)器，其包括：

第三溶氫罐，其包括用于將第二反應(yīng)器加氫產(chǎn)物進(jìn)料至第三溶氫罐的進(jìn)料管線、用于將氫氣進(jìn)料第三溶氫罐的進(jìn)氣管線、用于排出過量氫氣的排出裝置、用于將飽和溶氫后的液相進(jìn)料移出第三溶氫罐的移出裝置；用于將溶氫后液相進(jìn)料至第三反應(yīng)器的進(jìn)料管線；和用于將加氫產(chǎn)物移出第三反應(yīng)器的移出裝置；

高壓分離器，在其中將最后一個(gè)反應(yīng)器所得加氫產(chǎn)物分離為氣相和液相；其包括：用于往所述高壓分離器引入所述第三反應(yīng)器加氫產(chǎn)物的進(jìn)料管線，用于排出氣體產(chǎn)物的移出裝置，和用于移出液相產(chǎn)物的移出裝置；

洗氣塔，在其中對(duì)各溶氫罐和高壓分離器排出的氣相進(jìn)行洗滌；其包括：用于將第一溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線；用于將第二溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線；用于將第三溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線；用于將高壓分離器排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線。

本實(shí)用新型的液相加氫裝置中，其中所述的第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器和第三反應(yīng)器分別在不同的壓力下操作。第二反應(yīng)器在高于第三反應(yīng)器的壓力下操作，而第三反應(yīng)器在高于第二反應(yīng)器的壓力下操作。所述各反應(yīng)器的操作壓力差通常略高于裝置的壓力降即可，如該壓力差一般為0.01～2MPa，優(yōu)選為0.01～1MPa。

各反應(yīng)器的壓力通過進(jìn)入溶氫罐的氫氣的壓力、溶氫罐排放氫氣（或高壓分離器排出氣體）的壓力來進(jìn)行控制。因此，在用于將氫氣進(jìn)料至第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器和第三反應(yīng)器的進(jìn)料管線上通常分別還設(shè)置有定壓閥和流量計(jì)，而在將第一溶氫罐、第二溶氫罐、第三溶氫罐和高壓分離器的氣體產(chǎn)物排出各裝置的移出裝置上還設(shè)置有定壓閥（如，可以選擇YT式上游壓力控制閥）。

各反應(yīng)器之前的定壓閥及流量計(jì)采用本領(lǐng)域的常規(guī)結(jié)構(gòu)。如，定壓閥一般采用背壓閥，流量計(jì)一般選取質(zhì)量流量計(jì)或熱式質(zhì)量流量計(jì)。

本實(shí)用新型的加氫裝置中，所述的洗氣塔還包括用于將洗滌水進(jìn)料至洗氣塔的進(jìn)料管線，用于將洗滌后氣體排出洗氣塔的移出裝置，和用于將洗滌后酸性廢水排出的移出裝置

本實(shí)用新型的加氫裝置中，其中，第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器和第三反應(yīng)器內(nèi)還包括有加氫催化劑床層。

本實(shí)用新型中，其中用于將第一溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線、用于將第二溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線和用于將第三溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線可以為分別獨(dú)立的管線或者為同一管線，優(yōu)選為同一管線。

進(jìn)一步的，在用于將第一溶氫罐、第二溶氫罐、第三溶氫罐及高壓分離器排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線上還設(shè)置有氣體單向閥。所述的第一溶氫罐、第二溶氫罐、第三溶氫罐可以采用本領(lǐng)域的常規(guī)氣液混合器，如可以采用靜態(tài)混合器或動(dòng)態(tài)混合器。

本實(shí)用新型中，所述液相加氫裝置通常還包括總氫管線，其分別同用于將氫氣進(jìn)料同各溶氫罐（第一溶氫罐、第二溶氫罐和第三溶氫罐）的進(jìn)氣管線相連通。

進(jìn)一步的，所述的高壓分離器還包括：用于往所述高壓分離器引入所述第一反應(yīng)器加氫產(chǎn)物、和用于往所述高壓分離器引入所述第二反應(yīng)器加氫產(chǎn)物的進(jìn)料管線。所述的用于往高壓分離器引入第一加氫反應(yīng)器加氫產(chǎn)物、第二反應(yīng)器加氫產(chǎn)物和第三反應(yīng)器加氫產(chǎn)物的進(jìn)料管線上分別設(shè)置有截止閥門。

進(jìn)一步的，在用于將溶氫后液相進(jìn)料至第二反應(yīng)器的進(jìn)料管線、用于將溶氫后液相進(jìn)料至第三反應(yīng)器的進(jìn)料管線上同樣設(shè)置有截止閥門。通過各截止閥門的設(shè)置，本實(shí)用新型的液相加氫裝置可以根據(jù)需要，靈活調(diào)整需要投入運(yùn)轉(zhuǎn)的反應(yīng)器的數(shù)量。如，本實(shí)用新型中可以僅有第一反應(yīng)器投入運(yùn)轉(zhuǎn)，或者第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器同時(shí)投入運(yùn)轉(zhuǎn)，又或者第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器和第三反應(yīng)器全部投入運(yùn)轉(zhuǎn)。此等調(diào)整，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的操作，本實(shí)用新型在此不作贅述。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的液相加氫試驗(yàn)裝置具有以下效果：

1、本實(shí)用新型的液相加氫裝置能夠滿足液相加氫工藝的研發(fā)需要。其中的多級(jí)反應(yīng)器及配套的溶氫系統(tǒng)很好地解決了現(xiàn)有液相加氫裝置溶氫量不足，無法真正模擬工業(yè)裝置的問題。

2、本實(shí)用新型優(yōu)選在洗氣塔上部設(shè)置三個(gè)孔，分別通過獨(dú)立的管線同各溶氫罐排氣管線相連通，解決了下游的第二、第三反應(yīng)器氣體排放困難、以及第二、第三反應(yīng)器壓力及液位控制不穩(wěn)的技術(shù)問題，確保了裝置的連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保障了科研工作的順利進(jìn)行。

3、本實(shí)用新型的技術(shù)方案，既適用于新建液相加氫裝置，又可以應(yīng)用于對(duì)現(xiàn)有液相加氫裝置的升級(jí)改造過程。而且僅需對(duì)裝置進(jìn)行少許改動(dòng)，即可解決影響液相裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)的難題。改造投入資金少，見效快，可以廣泛適用于對(duì)現(xiàn)有的試驗(yàn)用途液相裝置的改造。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的液相加氫裝置的一種流程示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的液相加氫裝置的另一種流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的液相加氫裝置進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1-2給出了本實(shí)用新型的液相加氫裝置的主要設(shè)備，其中省略了一些設(shè)備，如原料油罐、原料油泵和一些閥門。

如圖1所示，本實(shí)用新型的液相加氫裝置包括：總氫管線1，其用于往溶氫罐中通入氫氣；

第一反應(yīng)器10，包括：用于將溶氫后液相進(jìn)料至該第一反應(yīng)器的進(jìn)料管線14；第一溶氫罐11，其包括用于將原料油進(jìn)料至第一溶氫罐的進(jìn)料管線19、用于將氫氣進(jìn)料至第一溶氫罐的進(jìn)料管線12、用于排出過量氫氣的排出裝置（管線）13、用于將飽和溶氫后的液相進(jìn)料移出第一溶氫罐的移出裝置14（管線）；和用于將加氫產(chǎn)物移出第一反應(yīng)器的移出裝置（管線）15；

第二反應(yīng)器20，其包括：第二溶氫罐21，其包括用于第一反應(yīng)器加氫產(chǎn)物進(jìn)料至第二溶氫罐的進(jìn)料管線15（與第一反應(yīng)器移出加氫產(chǎn)物的管線為同一裝置）、用于將氫氣進(jìn)料至第二溶氫罐的進(jìn)料管線22、用于排出過量氫氣的排出裝置（管線）23、用于將飽和溶氫后的液相進(jìn)料移出第二溶氫罐的移出裝置（管線）24；用于將溶氫后液24相進(jìn)料進(jìn)料至第二反應(yīng)器的進(jìn)料管線；和用于將加氫產(chǎn)物移出第二反應(yīng)器的移出裝置（管線）25；

第三反應(yīng)器30，其包括：第三溶氫罐31，其包括用于將第二反應(yīng)器加氫產(chǎn)物進(jìn)料至第三溶氫罐的進(jìn)料管線25（與第二反應(yīng)器移出加氫產(chǎn)物的管線為同一裝置）、用于將氫氣進(jìn)料第三溶氫罐的進(jìn)氣管線32、用于排出過量氫氣的排出裝置33、用于將飽和溶氫后的液相進(jìn)料移出第三溶氫罐的移出裝置34；用于將溶氫后液相進(jìn)料至第三反應(yīng)器的進(jìn)料管線34；和用于將加氫產(chǎn)物移出第三反應(yīng)器的移出裝置35；

高壓分離器40，在其中將最后一個(gè)反應(yīng)器所得加氫產(chǎn)物分離為氣相和液相；其包括：用于往所述高壓分離器引入所述第三反應(yīng)器加氫產(chǎn)物的進(jìn)料管線35，用于排出氣體產(chǎn)物的移出裝置41，和用于移出液相產(chǎn)物的移出裝置42；

洗氣塔50，其用于對(duì)各溶氫罐和高壓分離器排出的氣相進(jìn)行洗滌；包括：用于將第一溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線13；用于將第二溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線23；用于將第三溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線33；用于將高壓分離器排出的氣體進(jìn)料至所述洗氣塔的進(jìn)料管線41；用于將洗滌水進(jìn)料至洗氣塔的進(jìn)料管線55；用于將洗滌后氣體排出洗氣塔的移出裝置52；和用于將洗滌后酸性廢水排出的移出裝置53。其中，用于將各溶氫罐排出的氣體進(jìn)料至洗氣塔的進(jìn)料管線13、23、33匯集后經(jīng)過閥門54和一路進(jìn)料管線51與洗氣塔連接。

其中，在用于往第一溶氫罐通入氫氣的進(jìn)料管線12上還順序（沿氣體流動(dòng)方向）設(shè)置有定壓閥16和流量計(jì)17；同樣，在用于往第二溶氫罐通入氫氣的進(jìn)料管線22上還順序設(shè)置有定壓閥26和流量計(jì)27；在用于往第三溶氫罐通入氫氣的進(jìn)料管線32上還順序設(shè)置有定壓閥36和流量計(jì)37。定壓閥16、26、36可以選擇本領(lǐng)域的常用設(shè)備，優(yōu)選采用背壓閥。

而在第一、第二和第三溶氫罐中用于排出過量氣體的排出裝置（管線）13、23和33上還分別設(shè)置有定壓閥18、28和38。在高壓分離器用于排出氣體產(chǎn)物的移出裝置上設(shè)置有閥門43。所述的控制閥18、28、38和43可以采用本領(lǐng)域的常用定壓閥，優(yōu)選采用YT式上游壓力控制閥。

本實(shí)用新型的液相加氫裝置中，第一反應(yīng)器10、第二反應(yīng)器20和第三反應(yīng)器30通常分別在不同的壓力下操作。第二反應(yīng)器在高于第三反應(yīng)器的壓力下操作，而第三反應(yīng)器在高于第二反應(yīng)器的壓力下操作。所述各反應(yīng)器的操作壓力差通常略高于裝置的壓力降即可，如該壓力差一般為0.01～2MPa，優(yōu)選為0.01～1MPa。

如圖2所示，為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式。其中，主要結(jié)構(gòu)同實(shí)施方式1。不同之處在于，第一溶氫罐11中用于排出過量氣體的排出裝置13與用于往洗氣塔進(jìn)料的進(jìn)料管線51a直接相連；第二溶氫罐21中用于排出過量氣體的排出裝置23與用于往洗氣塔進(jìn)料的進(jìn)料管線51b直接相連；第三溶氫罐31中用于排出過量氣體的排出裝置33與用于往洗氣塔進(jìn)料的進(jìn)料管線51c直接相連；高壓分離器40用于排出過量氣體的排出裝置41與用于往洗氣塔進(jìn)料的進(jìn)料管線51d直接相連。進(jìn)料管線51a、51b、51c、51d上分別設(shè)置閥門54a、54b、54c、54d。而且管線51a、51b、51c、51d在洗氣塔上開口的位置并不相同，各開口位置的高度依次降低。

如圖2所示，本實(shí)用新型的一種液相加氫試驗(yàn)裝置的工作過程包括：原料油經(jīng)過管線19進(jìn)入第一溶氫罐11，在其中與管線12進(jìn)入的氫氣進(jìn)行飽和溶氫；溶氫后液相經(jīng)管線14進(jìn)入第一反應(yīng)器10進(jìn)行反應(yīng)，過量氣體經(jīng)管線13、51a進(jìn)入洗氣塔；第一反應(yīng)器加氫產(chǎn)物進(jìn)入第二氫罐21，與管線22進(jìn)入的氫氣進(jìn)行飽和溶氫，過量氣體經(jīng)管線23、51b進(jìn)入洗氣塔，飽和溶氫的液相產(chǎn)物進(jìn)入第二反應(yīng)器20進(jìn)行反應(yīng)；加氫產(chǎn)物進(jìn)入第三溶氫罐31，與管線32進(jìn)入的氫氣進(jìn)行飽和溶氫，過量氣體經(jīng)管線33、51c進(jìn)入洗氣塔；飽和溶氫后液相經(jīng)管線34進(jìn)入第三反應(yīng)器30進(jìn)行反應(yīng)；加氫產(chǎn)物經(jīng)管線35進(jìn)入高壓分離器40，氣體經(jīng)管線41和51d進(jìn)入洗氣塔，液體經(jīng)管線42排出，并進(jìn)行收集。在洗氣塔內(nèi)，經(jīng)各管線進(jìn)入的氣體與管線55引入的洗滌水接觸進(jìn)行洗滌，洗滌后氣體經(jīng)管線52排出，而酸性水經(jīng)管線53排出。

本實(shí)用新型提供的液相加氫試驗(yàn)裝置為液相加氫的工業(yè)應(yīng)用提供了很好的試驗(yàn)平臺(tái)。而洗氣塔系統(tǒng)的改進(jìn)，則有效減少了非正常停運(yùn)的發(fā)生，保障了裝置的長周期平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。