CN110903847A - 汽提塔底油与高温分离罐顶油气换热的汽油加氢系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽提塔底油与高温分离罐顶油气换热的汽油加氢系统，包括：一段反应进料/反应流出物换热器；一段加氢反应器；一段加热炉；一段高温分离罐；一段低温分离罐；一段加氢物料冷凝器；汽提塔；二段反应进料/反应流出物换热器；二段加氢反应器；二段加热炉；还包括汽提塔底油换热器；一段高温分离罐的顶部通过管道依次与汽提塔底油换热器和一段加氢物料冷凝器连接；汽提塔底通过管道分别与氢气管道、汽提塔底油换热器连接，汽提塔底油换热器通过管道与二段反应进料/反应流出物换热器连接。本发明降低一段加氢物料冷凝器冷却负荷；降低二段加热炉加热负荷；减少燃料气消耗量，从而降低CO2、SO2、NOX排放量，节能环保。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种汽提塔底油与高温分离罐顶油气换热的汽油加氢方法。
背景技术
汽油加氢是汽油精制的主要手段。在一定温度、压力和催化剂的条件下，通过汽油与氢气之间发生化学反应，以除去汽油中的硫、氮、氧化合物以及金属杂质，并使烯烃选择性饱和，从而达到改善汽油性能、降低汽油中有害物质排放的目的。汽油加氢装置通常由加氢反应、油气分离和产品分离三部分组成。反应部分中，通常设有两段加氢反应器，原料经换热并与循环氢和新氢混合后送入反应进料加热炉，加热到规定温度进入加氢反应器。油气分离部分中，自加氢反应器流出的混氢油气依次通过高温分离罐、低温分离罐、汽提塔，实现氢气、硫化氢、汽油的分离。
图1为目前汽油加氢装置的加工方法。原料汽油与氢气混合后，在进入一段加氢反应器R001前，在一段反应进料/反应流出物换热器E001内与一段加氢反应器R001出料进行热交换而加热并完全蒸发。一段加氢反应器R001入口温度由燃料气体控制的一段加热炉F001控制。一段加氢反应器运行处于全气相，介质向下流动。出一段加氢反应器R001的物料由一段反应进料/反应流出物换热器E001换热后送到一段高温分离罐V001进行气液相分离。气相与汽提塔T001的塔顶物料混合，混合后的物料在一段加氢物料冷凝器E002内冷却，然后送入一段低温分离罐V002进行气液相分离。一段低温分离罐V002的液态烃相与来自一段高温分离罐V001的液态烃相混合送入汽提塔T001第一层塔板。汽提塔T001的最下层塔板通入汽提氢气。汽提塔T001的塔底物料与氢气混合，在二段反应进料/反应流出物换热器E003内加热后，经二段加热炉F002控制温度，进入二段加氢反应器R002。
上述加工方法中，高温分离罐与低温分离罐的液态烃相在温度具有显著差异的情况下进行了直接混合。同时，汽提塔底通入的汽提氢气温度低于进塔的液态烃相温度。上述两方面共同导致汽提塔底物料的温度降低，在进入二段加氢反应器前，需进行再次加热。因此，现有加工方法中的物料混合与换热过程具有明显缺点，造成了热量的损失和能源的浪费。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种减少能源消耗的汽提塔底油与高温分离罐顶油气换热的汽油加氢系统。
本发明的技术方案概述如下：
汽提塔底油与高温分离罐顶油气换热的汽油加氢系统，包括：一段反应进料/反应流出物换热器E001；一段加氢反应器R001；一段加热炉F001；一段高温分离罐V001；一段低温分离罐V002；一段加氢物料冷凝器E002；汽提塔T001；二段反应进料/反应流出物换热器E003；二段加氢反应器R002；二段加热炉F002；还包括汽提塔底油换热器E004；所述一段高温分离罐V001的顶部通过管道依次与汽提塔底油换热器E004和一段加氢物料冷凝器E002连接；汽提塔T001底通过管道分别与氢气管道、汽提塔底油换热器E004连接，汽提塔底油换热器E004通过管道与二段反应进料/反应流出物换热器E003连接。
本发明可降低一段加氢物料冷凝器E002约30％的冷却负荷；可降低二段加热炉F002约80％的加热负荷；减少燃料气消耗量，从而降低CO2、SO2、NOX等气体的排放量，节能环保。
附图说明
图1为本发明现有技术的汽油加氢系统示意图。
图2为本发明汽提塔底油与高温分离罐顶油气换热的汽油加氢系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明中所用的技术词语在没有特别说明的情况下均按照本领域的常规解释。
对比例
现有的汽油加氢系统的加工方法。
如图1所示，原料汽油与氢气混合后(100.4℃，1.85Mpag，53.2t/h)，在一段反应进料/反应流出物换热器E001内与一段加氢反应器R001出料进行热交换而加热并完全蒸发(265℃，1.81Mpag，53.2t/h)。一段加氢反应器R001入口温度由燃料气体控制的一段加热炉F001控制(284℃，1.79Mpag，53.2t/h)。一段加氢反应器R001运行处于全气相，介质向下流动。出一段加氢反应器R001的物料由一段反应进料/反应流出物换热器E001换热后送到一段高温分离罐V001进行气液相分离。气相(140℃，1.45Mpag，17.4t/h)与汽提塔T001的塔顶物料(113.8℃，1.42Mpag，1.7t/h)混合，混合后的物料在一段加氢物料冷凝器E002(3.51MW)内冷却(44℃，1.37Mpag，19.2t/h)，然后送入一段低温分离罐V002进行气液相分离。一段低温分离罐V002的液态烃相与来自一段高温分离罐V001的液态烃相混合(113.8℃，1.44Mpag，50.4t/h)送入汽提塔T001第一层塔板。汽提塔T001的最后一层塔板通入汽提氢气(88℃，2.0Mpag，0.51t/h)。汽提塔T001的塔底物料(108℃，1.44Mpag，49.2t/h)与氢气混合(96.5℃，1.8Mpag，51.9t/h)，在二段反应进料/反应流出物换热器E003内加热后(268℃，1.74Mpag，51.9t/h)，经二段加热炉F002(1.41MW)控制温度(300℃，1.63Mpag，51.9t/h)，进入二段加氢反应器R002，再经二段反应进料/反应流出物换热器E003换热，得到加氢汽油。
实施例1
汽提塔底油与高温分离罐顶油气换热的汽油加氢系统(见图2)包括：一段反应进料/反应流出物换热器E001；一段加氢反应器R001；一段加热炉F001；一段高温分离罐V001；一段低温分离罐V002；一段加氢物料冷凝器E002；汽提塔T001；二段反应进料/反应流出物换热器E003；二段加氢反应器R002；二段加热炉F002；还包括汽提塔底油换热器E004，所述一段高温分离罐V001的顶部通过管道依次与汽提塔底油换热器E004和一段加氢物料冷凝器E002连接；汽提塔T001底通过管道分别与氢气管道、汽提塔底油换热器E004连接，汽提塔底油换热器E004通过管道与二段反应进料/反应流出物换热器E003连接。
汽提塔T001的塔底物料(108℃，1.44Mpag，49.2t/h)与氢气混合(96.5℃，1.8Mpag，51.9t/h)，经汽提塔底油换热器E004，与高温分离罐V001顶油气换热。高温分离罐V001顶油气被冷却至114℃，汽提塔底油与氢气的混合物料被加热至118℃。被冷却的高温分离罐V001顶油气与汽提塔T001的塔顶物料混合(113.7℃，1.42Mpag，19.2t/h)，混合后的物料在一段加氢物料冷凝器E002(2.40MW)内冷却(44℃，1.37Mpag，19.2t/h)。汽提塔底油与氢气的混合物料经在二段反应进料/反应流出物换热器E003内加热后(294.5℃，1.74Mpag，51.9t/h)，经二段加热炉F002(0.24MW)控制温度(300℃，1.63Mpag，51.9t/h)，进入二段加氢反应器R002，再经二段反应进料/反应流出物换热器E003换热，得到加氢汽油。
采用发明的装置，节能环保效果如下：
(1)一段加氢物料冷凝器E002的冷却负荷由3.51MW降低至2.40MW，节省循环水95.7t/h。循环水单价0.25元/t，降低冷却成本23.9元/h，折合20.1万元/年。
(2)二段加热炉F002的加热负荷由1.41MW降低至0.24MW，节省天然气124.6Nm3/h。天然气单价2.83元/Nm3，降低加热成本352.6元/h，折合296.2万元/年。
(3)节省天然气124.6Nm3/h，从而减少CO2排放244.75kg/h，折合2056t/年；减少SO2排放62.3g/h，折合523.3kg/年；减少NOx排放124.6g/h，折合1046.6kg/年。
综上，本发明在不改变现有汽油加氢装置的原理工艺，不改变装置的产品收率和质量的前提下，实现节能316.3万元/年，减少CO2排放2056t/年，减少SO2排放523.3kg/年，减少NOx排放1046.6kg/年，经济效益与环保效益显著。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.汽提塔底油与高温分离罐顶油气换热的汽油加氢系统，包括：一段反应进料/反应流出物换热器E001；一段加氢反应器R001；一段加热炉F001；一段高温分离罐V001；一段低温分离罐V002；一段加氢物料冷凝器E002；汽提塔T001；二段反应进料/反应流出物换热器E003；二段加氢反应器R002；二段加热炉F002；其特征是还包括汽提塔底油换热器E004；所述一段高温分离罐V001的顶部通过管道依次与汽提塔底油换热器E004和一段加氢物料冷凝器E002连接；汽提塔T001底通过管道分别与氢气管道、汽提塔底油换热器E004连接，汽提塔底油换热器E004通过管道与二段反应进料/反应流出物换热器E003连接。
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