一種多重優(yōu)化的分離器組合系統(tǒng)及其設(shè)計方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分離器組合系統(tǒng)及分離器組合使用方法，屬于石油化工和煤化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著原油開采量的不斷增加和常規(guī)原油儲量的不斷減少，原油劣質(zhì)化趨勢越來越嚴(yán)重，原油直接蒸餾得到的中間餾分油及焦化、催化裂化等二次加工得到的中間餾分的S、N含量也相應(yīng)增加，與此同時，市場對輕質(zhì)油需求量的不斷增加以及人們環(huán)保意識的不斷增強，環(huán)保法律法規(guī)對發(fā)動機尾氣排放要求更加嚴(yán)格，各種燃油標(biāo)準(zhǔn)要求S、N的含量也更加苛刻。如何將硫、氮等雜質(zhì)含量較高的中間餾分加工成可滿足環(huán)保要求的產(chǎn)品是各煉廠所面臨的重要問題。
[0003]在此現(xiàn)實環(huán)境下，重油加氫技術(shù)、煤直接液化技術(shù)和油煤混煉技術(shù)越來越受到重視，這些工藝技術(shù)都需要一種高效的分離器，將反應(yīng)器出口的產(chǎn)物實現(xiàn)氣相和液相分離，氣相中的循環(huán)氫循環(huán)使用，尾氣進(jìn)入氣體處理裝置，液相進(jìn)入分餾系統(tǒng)進(jìn)行分餾。
[0004]目前煉油廠的常規(guī)分離方法是在反應(yīng)器出口只設(shè)置一級高溫高壓分離器，氣液相分離后液相進(jìn)入分餾塔分餾后再加氫，氣相進(jìn)入輕烴回收裝置。這樣無疑會給后續(xù)的輕烴回收裝置造成很大的分離壓力。還有的做法是在反應(yīng)器出口設(shè)置高溫高壓分離器，分離器氣相出口設(shè)置一級在線加氫反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物再進(jìn)入中溫高壓分離器，中溫分離器出口設(shè)置二級在線加氫反應(yīng)器，二級在線加氫反應(yīng)器出口再設(shè)置常溫高壓分離器，實現(xiàn)串級加氫，免去液相減壓后在升壓的麻煩。但是這樣就帶來一個嚴(yán)重的問題:煤加氫液化生成的C0、0)2在在線加氫反應(yīng)器中被甲烷化，一方面增加了氫氣消耗量，另一方面產(chǎn)生了大量的反應(yīng)熱，需要注入大量的冷卻氫或冷卻油才能穩(wěn)定住反應(yīng)器的溫度。
[0005]分離器的目的是分離反應(yīng)器出口的物料，由于重油加氫、煤直接液化和油煤混煉反應(yīng)器的共同特點是高溫高壓，反應(yīng)器出口物料組分復(fù)雜，簡單通過一臺高溫高壓分離器就將氣液相分離開來是不現(xiàn)實的。因為氣相中除了有氫氣外，還有大量的輕烴、C0、0)2及硫化物和氮化物等，要將氫氣循環(huán)使用就必須將其余組分去除掉，以保證循環(huán)氫純度。液相中除了有輕、重餾分油，還有降溫時可能出現(xiàn)的結(jié)晶物需要除掉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種多重優(yōu)化的分離器組合系統(tǒng)，為包括高溫高壓分離器和常溫低壓分離器的至少兩個分離器的組合系統(tǒng)，極大提高了分離效率，降低了分離產(chǎn)物中雜質(zhì)的含量。本發(fā)明還提供了一種多重優(yōu)化的分離器組合系統(tǒng)的設(shè)計方法和用途。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0008]一種多重優(yōu)化的分離器組合系統(tǒng)，其特征在于包括至少兩個分離器，所述兩個分離器為高溫高壓分離器和常溫低壓分離器，
[0009]所述高溫高壓分離器的操作溫度為350-470°C，操作壓力為17_22MPa，其入口連接加氫反應(yīng)器的出口；
[0010]所述常溫低壓分離器的操作溫度為30-80°C，操作壓力為l_5MPa，上部出口流出常溫氣體進(jìn)入循環(huán)氫處理設(shè)施得到循環(huán)氫和尾氣，下部出口流出常溫液相分離產(chǎn)物進(jìn)入分餾系統(tǒng)分離出常溫油。
[0011]分離系統(tǒng)優(yōu)選的包括輕組分出入口依次串連、溫度依次降低的多個高壓分離器和與高壓分離器分別對應(yīng)的輕組分出入口依次串連的常壓分離器，每個高壓分離器的重組分出口與相對應(yīng)的常壓分離器相通；相鄰的高壓分離器之間的壓力相同或壓差小于5%，相鄰的低壓分離器之間的壓力相同或壓差小于5% ;相對應(yīng)的高壓分離器與低壓分離器的溫度相同或溫差小于5%。
[0012]分離系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)選的包括六個分離器:高溫高壓分離器、中溫高壓分離器、常溫高壓分離器、高溫低壓分離器、中溫低壓分離器和常溫低壓分離器，其中:
[0013]高溫高壓分離器，操作溫度為350-470°C，操作壓力為17_22MPa，其入口連接加氫反應(yīng)器的出口，上部出口與中溫高壓分離器的入口連接，下部出口與高溫低壓分離器的入口連接；
[0014]中溫高壓分離器，操作溫度為250_330°C，操作壓力為17_22MPa，上部出口與常溫高壓分離器的入口連接，下部出口與中溫低壓分離器的入口連接；
[0015]常溫高壓分離器，操作溫度為30_80°C，操作壓力為17_22MPa，上部出口流出氣相分離產(chǎn)物，下部出口與常溫低壓分離器的入口連接；
[0016]高溫低壓分離器，操作溫度為350_470°C，操作壓力為l_5MPa，上部出口與所述中溫低壓分離器的入口連接，下部出口流出高溫液相分離產(chǎn)物；
[0017]中溫低壓分離器，操作溫度為250-330 V，操作壓力為l_5MPa，上部出口與所述低壓常溫分離器的入口連接，下部出口流出中溫液相分離產(chǎn)物；
[0018]常溫低壓分離器，操作溫度為30_80°C，操作壓力為l_5MPa，上部出口流出氣相分離產(chǎn)物，下部出口流出常溫液相分離產(chǎn)物。
[0019]優(yōu)選的所述常溫低壓分離器為臥式水平放置，其余分離器為立式豎直放置。
[0020]系統(tǒng)中優(yōu)選的包括液位控制閥和變溫器，所述液位控制閥位于相連的壓力改變的分離器之間，所述變溫器位于相連的溫度改變的分離器之間。
[0021]可在至少一處相連的溫度改變的分離器之間的上部氣相出口管道中注入脫鹽水，所述脫鹽水回收至所述常溫低壓分離器內(nèi)的集液包，所述集液包下部連接廢水處理裝置。
[0022]加氫反應(yīng)器出口的反應(yīng)產(chǎn)物的溫度高于所述高溫高壓分離器的操作溫度，在所述高溫高壓分離器入口前連接冷卻劑管路。
[0023]在六個分離器的系統(tǒng)中，優(yōu)選的待分離物在所述高溫高壓分離器的停留時間為0.5-5分鐘；在所述中溫高壓分離器的停留時間為3-15分鐘；在所述常溫高壓分離器的停留時間為3-35分鐘；在所述高溫低壓分離器的停留時間為0.5-5分鐘；在所述中溫低壓分離器的停留時間為3-15分鐘；在所述常溫低壓分離器的停留時間為3-15分鐘。
[0024]上述多重優(yōu)化的分離器組合系統(tǒng)的用途，其特征在于用于重油加氫工藝、煤直接液化工藝和油煤混煉工藝，重油加氫工藝指以重質(zhì)原油、渣油、催化油漿、脫油瀝青、煤焦油的一種或者多種組合為原料進(jìn)行加工；油煤混煉工藝指以原油、渣油、催化油漿、脫油瀝青和煤焦油中的一種或者多種組合與褐煤、煙煤、不粘煤中的一種或者多種組合為原料進(jìn)行加工，油與煤的比例范圍為97:3-40:60。
[0025]—種多重優(yōu)化的分離器組合系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于設(shè)計所述分離器組合系統(tǒng)包括至少兩個分離器，所述分離器為依次連接的高溫高壓分離器和常溫低壓分離器，
[0026]所述高溫高壓分離器的操作溫度為350-470°C，操作壓力為17_22MPa，其入口連接加氫反應(yīng)器的出口，上部出口與所述常溫高壓分離器的入口連接，下部出口流出高溫液相產(chǎn)物進(jìn)入分餾系統(tǒng)分離出高溫油；
[0027]所述常溫低壓分離器的操作溫度為30_80°C，操作壓力為l_5MPa，上部出口流出常溫氣體進(jìn)入循環(huán)氫處理設(shè)施得到循環(huán)氫和尾氣，下部出口流出常溫液相分離產(chǎn)物進(jìn)入分餾系統(tǒng)分離出常溫油。
[0028]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0029]本發(fā)明的一種多重優(yōu)化的分離器組合系統(tǒng)，由至少兩個分離器組成，所述兩臺分離器為高溫高壓分離器和常溫低壓分離器形成，高溫高壓分離器首先對加氫裂化產(chǎn)物進(jìn)行初步分離，上部出口分離出汽化產(chǎn)物經(jīng)降溫、降壓送入常溫低壓分離器，下部出口初步分離出高溫液相產(chǎn)物后再進(jìn)入分餾系統(tǒng)分離出高溫油，常溫低壓分離器對所述汽化產(chǎn)物進(jìn)一步分離，上部出口流出常溫氣體，流入循環(huán)氫處理裝置分離出循環(huán)氫和尾氣，所述循環(huán)氫的純度能夠提升1.3vol%以上，下部出口流出常溫液相分離產(chǎn)物，進(jìn)入分餾系統(tǒng)分離出常溫油。本發(fā)明的兩個分離器對加氫裂化產(chǎn)物逐步分離，相對于一臺分離器，分離出的油量能提升3.5wt% 以上。
[0030]根據(jù)需要，在二者之間可以增加分離器，通過排列組合不同溫度和高壓、低壓兩個不同壓力形成多個分離器組合系統(tǒng)，設(shè)置合理的溫度和壓力變化梯度，有機地將不同溫度、壓力的分離器組合起來形成兩排溫度降低、壓力不變以及若干列溫度不變、壓力降低的分離器組合系統(tǒng)。例如，優(yōu)選的為六個，依次連接的高溫/中溫/常溫高壓分離器維持高壓不變、溫度逐漸降低，將反應(yīng)器出口物料逐級進(jìn)行氣液分離，液化產(chǎn)物被送入對應(yīng)的高溫/中溫/常溫低壓分離器，最后氣相被凈化得到循環(huán)氫氣得以循環(huán)使用。依次連接的高溫/中溫/常溫低壓分離器維持低壓不變、溫度逐漸降低，從高溫高壓分離器下部出口流出的液化產(chǎn)物溫度不變、壓力降低進(jìn)入高溫低壓分離器中分離，汽化產(chǎn)物被送入與其連接的中溫低壓分離器，底部分離出液相高溫油。在中溫低壓分離器內(nèi)，接收高溫低壓分離器上部出口的氣相和中溫高壓分離器下部出口的液相，氣相和液相由于溫度或壓力的變化分別液化和汽化后形成的氣相進(jìn)入低壓常溫分離器，底部分離出液相中溫油。在低壓常溫分離器內(nèi)，接收中溫低壓分離器上部出口的氣相和常溫高壓分離器下部出口的液相，氣相和液相由于溫度或壓力的變化分別液化和汽化后形成的氣相作為尾氣自上部流出，底部分離出液相常溫油。本發(fā)明對氣相的分離達(dá)到了既減輕下游裝置的操作壓力，又保證了循環(huán)氫的純度的目的，對液相的分離達(dá)到了除S、N的目的。多個分離器組合系統(tǒng)可實現(xiàn)循環(huán)氫的純度能夠提升1.5-5.5vol%，分離出的油量能提升3.5-15wt%，尾氣中氫氣夾帶減少2_7%，廢水中油夾帶減少5-18%。
[0031]本發(fā)明的分離器組合系統(tǒng)根據(jù)分離產(chǎn)物的需要采用立式和臥式相結(jié)合。
[0032]高壓分離器入口在側(cè)面，主要是怕分離出的輕組分在進(jìn)料入口處憋壓和結(jié)焦，阻礙進(jìn)料；低壓分離器，更需要考慮的是方便的接收高壓分離器的來料，所以進(jìn)口設(shè)置在頂部。
[0033]液位控制閥用于降低壓力，變溫器用于降低溫度。
[0034]對相連的溫度改變的分離器之間的上部氣相出口管道中進(jìn)行噴脫鹽水，有效脫除氣相中的S、N化合物，目的是防止碳酸氫銨和硫化銨等銨鹽在低溫下結(jié)晶沉積在管壁引起堵塞，大大減輕了其對下游裝置的腐蝕程度。
[0035]對反應(yīng)器出口的混合氣相物料首先進(jìn)行降溫使部分液化，便于高溫高壓分離器進(jìn)行分離。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明實施例1的分離器示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明實施例2的分離器示意圖。
[0038]附圖標(biāo)號:
[0039]1-高溫高壓分離器；2_中溫高壓分離器；3_常溫高壓分離器；4_高溫低壓分離器；5_中溫低壓分離器；6_常溫低壓分離器；7_反應(yīng)產(chǎn)物；8_冷卻劑；9_