專利名稱：一種在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法，屬于石油加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氫氣是加氫裂化裝置正常生產(chǎn)所不可缺少的原料，其氫氣純度的高低對加氫裂化裝置的制造成本、操作成本以及關(guān)系目標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)率和催化劑操作周期等的反應(yīng)性能有重要影響。傳統(tǒng)高壓加氫裂化的系統(tǒng)如圖1所示，其中主要設(shè)備包括加氫精制反應(yīng)器1，加氫裂化反應(yīng)器2，高壓分離器3，分液罐4，新氫壓縮機5，循環(huán)氫壓縮機6，循環(huán)氫加熱爐7，原料油給料泵12等。
從圖1可以看出，進入加氫精制反應(yīng)器1和加氫裂化反應(yīng)器2的氫氣的純度取決于新氫8的純度和循環(huán)氫9的純度。在加氫反應(yīng)的過程中要產(chǎn)生甲烷等輕烴組分，由于它們在高壓分離器3中不能有效地與循環(huán)氫分離，會逐漸累計從而降低循環(huán)氫的純度，目前通行的方法是放掉一部分循環(huán)氫(即所謂馳放氫10)，同時補充一部分高純度的新氫8，以保持循環(huán)氫濃度穩(wěn)定在85％左右這樣基本的水平。如果能有效地將高壓分離器3中得到的循環(huán)氫濃度提高到95％以上，則不僅可以避免馳放氫，還在其它方面可顯著節(jié)約成本，如可以降低相關(guān)設(shè)備的設(shè)計壓力。
從圖2-5可以看出，氫分壓的提高，能提高硫、氮的脫除率，提高原油轉(zhuǎn)化率、增加輕質(zhì)油品的收率。
加氫裂化裝置的循環(huán)氫壓力一般很高，目前已成熟的變壓吸附技術(shù)由于操作壓力低而不適用。另一種分離氣體混合物的技術(shù)-膜分離技術(shù)雖適合分離高壓氣體，但得到的提濃氫氣壓力太低，需大量增壓后才能循環(huán)進加氫反應(yīng)器，因此能耗很高也不適用。
中國專利00100279.1公開了一種利用生成水合物或其前身物對含氫混合氣中的氫氣分離提濃的方法，該方法將含氫混合氣體在溫度范圍為-20℃～10℃，壓力為0.1～20MPa的操作條件下，使非氫氣體生成水合物以固體形式存在，而氫氣不能生成水合物仍以氣體的形式存在，然后通過氣、固分離實現(xiàn)氣體分離。但未見該方法在加氫催化工藝中用于提濃循環(huán)氫的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有加氫裂化工藝中不易提高循環(huán)氫濃度的問題。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法，該方法包括從加氫裂化裝置的高壓分離器出來的待提濃循環(huán)氫在分液罐中脫除所夾帶的液滴后，進入一水合物法氫提純單元，在此脫除循環(huán)氫中的輕烴組分，提純后循環(huán)氫與新氫混合后再進入加氫反應(yīng)器。
上述方法中采用的水合物法氫提純單元包括水合反應(yīng)器和水合物分解器，所述水合反應(yīng)器用于將所述待提濃循環(huán)氫中的輕烴組分與含水液體生成水合物而與氫氣分離，所述水合物分解器用于將生成的水合物分解生成氣體輕烴組分和含水液體，含水液體循環(huán)使用。所述的含水液體可以是四氫呋喃水溶液或四氫呋喃水溶液和烴類液體形成的乳化液，還可以是水和含環(huán)戊烷、丙烷、異丁烷或氟里昂的烴類液體形成的乳化液。所述的烴類液體包括汽油、煤油、柴油等原油餾分。乳化液的配制通過加入任一種或幾種乳化劑，將水溶液和烴類液體混合攪拌而得。乳化劑的加入量根據(jù)乳化劑的品質(zhì)而定。
水合物法氫提純單元的水合反應(yīng)器的操作壓力為所述高壓分離器出來的待提濃循環(huán)氫的壓力，操作溫度為1～10℃；所述水合物分解器的操作壓力0.2～3MPa，操作溫度為10～25℃；所述含水液體和待提濃循環(huán)氫的流率體積比為1/50到1/300。
本發(fā)明充分利用了水合物氫氣分離提濃方法適合高壓操作和不明顯降低提濃氫壓力的特點，用于高壓加氫裝置循環(huán)氫的提濃。
本發(fā)明通過提高加氫反應(yīng)器內(nèi)氫氣分壓，改進了加氫反應(yīng)性能、降低設(shè)備成本和運行功耗并避免了弛放氫。
對于新建裝置而言，循環(huán)氫的氫氣濃度提高，可以降低設(shè)備的設(shè)計壓力。由于反應(yīng)所需要的氫分壓一定的情況下，提高氫濃度意味著可以降低反應(yīng)總壓，降低整個反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)備投資(反應(yīng)器、加熱爐、換熱器、冷卻器、高壓分離器及管線)。循環(huán)氫濃度提高后，反應(yīng)部分的操作總壓降低后，可選用揚程比低的泵，壓縮比小的壓縮機。對于已在運轉(zhuǎn)裝置而言，循環(huán)氫的氫氣濃度提高后，將使整個反應(yīng)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力提高，對欲進行提高生產(chǎn)能力的裝置，是重要的擴建措施之一。
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。


圖1是現(xiàn)有加氫裂化裝置加氫反應(yīng)單元工藝流程和設(shè)備示意圖；圖2是氫分壓對脫硫率的影響的示意圖；圖3是氫分壓對脫氮率的影響的示意圖；圖4是氫分壓對精制段脫氮的影響的示意圖；圖5是氫分壓對裂化轉(zhuǎn)化率的影響的示意圖；圖6是本發(fā)明加氫裂化裝置加氫反應(yīng)單元工藝流程和設(shè)備示意圖；圖7是本發(fā)明水合物法氫提純單元的工業(yè)化流程和設(shè)備示意圖。
具體實施例方式
參見圖6，讓高壓分離器3出來的氣體，即傳統(tǒng)流程中的循環(huán)氫，在分液罐4中脫除所夾帶的液滴后，進入水合物法氫提純單元11，在這里甲烷、乙烯等輕烴組分和水接觸生成水合物，而氫氣不能生成水合物仍以氣體的形式存在，從而與其它能夠生成水合物的氣體分離，使氫氣濃度提高到95％(V)以上；離開水合分離單元11的提濃氫作為循環(huán)氫9經(jīng)循環(huán)壓縮機6加壓，在與新氫8混合后返回加氫精制反應(yīng)器1和加氫裂化反應(yīng)器2，使兩反應(yīng)器內(nèi)的氫氣濃度和分壓保持在高水平。
其中水合分離提濃氫氣的操作流程如圖7所示。待提濃循環(huán)氫28首先和流出水合反應(yīng)器20的水合物漿液29換熱，溫度降到10℃以下后從下部進入水合反應(yīng)器20，大部分輕烴組分在上行的過程中和下行的經(jīng)氨循環(huán)冷卻系統(tǒng)23冷卻的含水液體30接觸生成固體水合物而與氫氣分離，提濃后的循環(huán)氫24從水合反應(yīng)器20的頂部離開水合物法氫提純單元11，與新氫混合后再進入加氫精制反應(yīng)器1和加氫裂化反應(yīng)器2(見圖6)；水合反應(yīng)器20中生成的固體水合物和未轉(zhuǎn)化的含水液體以漿液29的形式從水合反應(yīng)器20的底部排出，首先和待提濃循環(huán)氫28換熱，被加熱到10～25℃，再經(jīng)液力透平能量回收系統(tǒng)22減壓到0.2～3MPa，最后進入水合物分解器21，在這里水合物徹底分解形成輕烴氣體組分25和含水液體兩股物流，輕烴氣體組分25由水合物分解器21的頂部排出離開水合提純單元11，含水液體經(jīng)液體循環(huán)泵31增壓后經(jīng)過氨循環(huán)冷卻系統(tǒng)23返回水合反應(yīng)器20上部，形成下行的含水液體30。部分含水液體通過管線27經(jīng)液體循環(huán)泵31增壓后補充進含水液體的循環(huán)過程。水合反應(yīng)器20的操作壓力即為高壓分離器3(見圖6)來氣的壓力，操作溫度為1～10℃；水合物分解器21的操作壓0.2～3MPa，操作溫度為15～25℃；循環(huán)含水液體和待提濃的循環(huán)氫的流率比為1/50(V/V)到1/300(V/V)。
采用本發(fā)明方法，可明顯降低加氫裂化工藝的設(shè)備要求及設(shè)備功耗，下表給出了氫提純前后的設(shè)備對比和功耗對比。

最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法，其中包括從加氫裂化裝置的高壓分離器出來的待提濃循環(huán)氫在分液罐中脫除所夾帶的液滴后，進入一水合物法氫提純單元，在此脫除循環(huán)氫中的輕烴組分，提純后循環(huán)氫與新氫混合后再進入加氫反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在加氫裂化工藝中提高循環(huán)氫濃度的方法，其中采用的水合物法氫提純單元包括水合反應(yīng)器和水合物分解器，所述水合反應(yīng)器用于將所述待提濃循環(huán)氫中的輕烴組分與含水液體生成水合物而與氫氣分離，所述水合物分解器用于將生成的水合物分解生成氣體輕烴組分和含水液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法，其中所述的含水液體是四氫呋喃水溶液、四氫呋喃水溶液和烴類液體形成的乳化液或水和含環(huán)戊烷、丙烷、異丁烷或氟里昂的烴類液體形成的乳化液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法，其中所述的烴類液體為汽油、煤油或柴油。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法，其中所述水合物法氫提純單元的水合反應(yīng)器的操作壓力為所述高壓分離器出來的待提濃循環(huán)氫的壓力，操作溫度為1～10℃；所述水合物分解器的操作壓力0.2～3MPa，操作溫度為10～25℃；所述含水液體和待提濃循環(huán)氫的流率體積比為1/50到1/300。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法，其中所述提純后循環(huán)氫與新氫混合之前經(jīng)一循環(huán)氫壓縮機加壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在加氫裂化工藝中提濃循環(huán)氫的方法，包括從加氫裂化裝置的高壓分離器出來的待提濃循環(huán)氫在分液罐中脫除所夾帶的液滴后，進入一水合物法氫提純單元，在此脫除循環(huán)氫中的輕烴組分，提純后循環(huán)氫與新氫混合后進入加氫反應(yīng)器。本發(fā)明解決了加氫裂化工藝中不易提高循環(huán)氫濃度的問題，通過提高加氫反應(yīng)器內(nèi)氫氣分壓，改進了加氫反應(yīng)性能、降低設(shè)備成本和運行功耗并避免了弛放氫。
文檔編號C10G47/00GK1970697SQ200510123389
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者陳光進, 馬安, 郭緒強, 閻立軍, 孫長宇 申請人:中國石油大學(xué)(北京)