一種重整催化劑再生氮氣專供裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種重整催化劑再生氮氣專供裝置及方法，屬于石油化工領(lǐng)域中的低溫供氮技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)重整是一種石油二次加工技術(shù)，加工的原料主要為低辛烷值的直餾石腦油、加氫石腦油等，利用鉑-錸(Pt-Re)雙金屬催化劑使分子發(fā)生重排，異構(gòu)，增加芳烴的產(chǎn)量，提高汽油辛烷值的技術(shù)，同時副產(chǎn)大量珍貴氫氣。連續(xù)重整技術(shù)是我國煉化企業(yè)優(yōu)先選擇的技術(shù)，因為該技術(shù)具有消耗少、轉(zhuǎn)化率高、可大型化等技術(shù)優(yōu)勢。然而工藝包對再生用氮提出4個要求:1.純度大于99.99% ;2.連續(xù)供應(yīng)；3.壓力大于0.85MPa (G)，空分站界區(qū)壓力為0.95MPa(G) ;4.間斷流量比連續(xù)流量大10倍以上。常規(guī)煉廠空分站無法滿足以上要求，必須新增相應(yīng)設(shè)備為其單獨供應(yīng)氮氣。目前針對重整裝置催化劑再生用氮的供應(yīng)方法有:1.用壓縮機(jī)將氮氣壓縮到0.95MPa(G)送出界區(qū)作為連續(xù)供氮；2.用低溫泵將液氮加壓到l.0MPa(G)經(jīng)氣化后再送出界區(qū)作為連續(xù)供氮；大流量間斷供氮選利用煉廠內(nèi)中壓氮壓降獲得。在這兩種方法中第一種方法操作穩(wěn)定，但功耗高；第二種方法低溫設(shè)備可靠性不夠，操作靈活性差。其中方法2相比較與方法1，具有功耗小、設(shè)備投資略低、氮氣純度穩(wěn)定等優(yōu)勢，劣勢在于低溫設(shè)備常溫操作，設(shè)備操作可靠性有待提高，同時流量的調(diào)節(jié)能力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種重整催化劑再生氮氣專供裝置及方法。該裝置及方法可以有效降低運行成本并簡化操作。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種重整催化劑再生氮氣專供裝置，該裝置包括液氮儲存及增壓系統(tǒng)、小流量連續(xù)供氮管路系統(tǒng)、大流量間斷供氮管路系統(tǒng)以及儀控系統(tǒng)；
[0005]其中，液氮儲存及增壓系統(tǒng)包括兩套液氮儲存及增壓設(shè)備，每套液氮儲存及增壓設(shè)備均包括一臺液氮儲罐、一臺增壓換熱器、一根U型連通管以及幾個閥門；
[0006]小流量連續(xù)供氮管路系統(tǒng)包括:一臺氮氣緩沖罐以及一套壓力控制閥組；
[0007]大流量間斷供氮管路系統(tǒng)包括:一臺氣化器以及一套壓力控制閥組；
[0008]兩臺液氮儲罐底部的液氮入口均通過管線連接于深冷制氮設(shè)備；
[0009]兩臺液氮儲罐頂部均設(shè)有儲罐泄壓管線，并且在該管線上設(shè)有儲罐泄壓雙位開關(guān)閥；
[0010]兩臺液氮儲罐底部的第一出口分別通過U型連通管與對應(yīng)的增壓換熱器相連，且該U型連通管上設(shè)有液氮送出雙位開關(guān)閥；兩臺增壓換熱器的頂部出口都分為兩路，其中一路均連接于氮氣緩沖罐，另一路分別連接于對應(yīng)的液氮儲罐頂部的儲罐泄壓管線，此路管線(即連接儲罐泄壓管線與增壓換熱器出口管線的管線)上分別設(shè)有穩(wěn)壓閥來控制液氮儲罐頂部維持壓強(qiáng)(當(dāng)液氮儲罐因液位降低操作壓強(qiáng)下降的時候，增壓換熱器內(nèi)氣體通過穩(wěn)壓閥返回液氮儲罐頂部，以起到補(bǔ)壓的作用)；氮氣緩沖罐的出口通過管線連通重整再生專用氮氣管網(wǎng)(送出界區(qū))并在氮氣緩沖罐的出口管線上設(shè)有一套壓力控制閥組；
[0011]兩臺液氮儲罐底部的第二出口均通過管線連接于氣化器的入口，在兩臺液氮儲罐底部的第二出口管線上分別設(shè)有切斷閥，氣化器的出口通過管線連通重整再生專用氮氣管網(wǎng)并在氣化器的出口管線上設(shè)有一套壓力控制閥組；
[0012]兩臺液氮儲罐分別連接有液位遠(yuǎn)傳控制設(shè)備，液位遠(yuǎn)傳控制設(shè)備、儲罐泄壓雙位開關(guān)閥與液氮送出雙位開關(guān)閥分別連接于儀控系統(tǒng)。
[0013]在上述的重整催化劑再生氮氣專供裝置中，優(yōu)選地，所述增壓換熱器為垂直安裝的垂直圓管結(jié)構(gòu)或螺旋上升結(jié)構(gòu)的耐低溫鋁合金多翼空溫式氣化器。增壓換熱器可以通過改變其內(nèi)部的液氮液位來改變換熱速度，從而調(diào)節(jié)液氮的氣化速度。
[0014]在上述的重整催化劑再生氮氣專供裝置中，優(yōu)選地，所述U型連通管為絕熱真空管。液氮在所述U型連通管內(nèi)可以雙向流動，正常工作時作為液氮進(jìn)入增壓換熱器的通道，抑制液氮氣化時同樣作為液氮返回液氮儲罐的通道。
[0015]在上述的重整催化劑再生氮氣專供裝置中，優(yōu)選地，所述儀控系統(tǒng)為就近借助的全廠或空分空壓的DCS控制系統(tǒng)，或者為獨立設(shè)置的PLC控制系統(tǒng)。
[0016]在上述的重整催化劑再生氮氣專供裝置中，優(yōu)選地，所述儲罐泄壓管線連接于低壓氮氣管網(wǎng)，避免造成氮氣放空浪費。
[0017]在上述的重整催化劑再生氮氣專供裝置中，該裝置還包括其他閥門，如在液氮儲罐入口管線上設(shè)置的單向閥，在增壓換熱器入口管線上以及氮氣緩沖罐入口和出口管線上設(shè)置的單向閥等，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)手段在上述裝置中設(shè)置其他所需的閥門。上述裝置中的儲罐泄壓雙位開關(guān)閥與液氮送出雙位開關(guān)閥是為區(qū)分而加以命名的，二者實際上均為本領(lǐng)域常規(guī)的雙位開關(guān)閥。
[0018]另一方面，本發(fā)明還提供一種重整催化劑再生氮氣專供方法，其為采用上述的重整催化劑再生氮氣專供裝置進(jìn)行氮氣供應(yīng)的方法，該方法包括以下步驟:
[0019]在采用小流量連續(xù)供氮時，液氮儲存及增壓系統(tǒng)中的一套液氮儲存及增壓設(shè)備處于供應(yīng)狀態(tài)，另一套液氮儲存及增壓設(shè)備處于充裝狀態(tài)，通過深冷制氮設(shè)備向處于充裝狀態(tài)的液氮儲罐充裝液氮；一旦處于供應(yīng)狀態(tài)的液氮儲罐液位低于設(shè)定值，儀控系統(tǒng)便將充裝狀態(tài)的液氮儲罐所連接的儲罐泄壓雙位開關(guān)閥關(guān)閉(例如可以在液氮儲罐內(nèi)設(shè)有傳感器，該傳感器將信號輸給液位遠(yuǎn)傳控制設(shè)備，進(jìn)而輸給儀控系統(tǒng))，并將其液氮送出雙位開關(guān)閥打開，該液氮儲存及增壓設(shè)備自動充壓到設(shè)定的壓力，并且開始供應(yīng)氮氣；然后將原供氮狀態(tài)的那套液氮儲存及增壓設(shè)備切換到充裝狀態(tài)，即將其儲罐泄壓雙位開關(guān)閥打開和液氮送出雙位開關(guān)閥關(guān)閉；處于供應(yīng)狀態(tài)的液氮儲罐中的液氮進(jìn)入到增壓換熱器內(nèi)，并通過增壓換熱器氣化，氣化氮氣主要進(jìn)入氮氣緩沖罐，再經(jīng)過壓力控制閥組調(diào)節(jié)進(jìn)入重整再生專用氮氣管網(wǎng)，少量氮氣經(jīng)過穩(wěn)壓閥進(jìn)入液氮儲罐維持其頂部操作壓力穩(wěn)定；對兩套液氮儲存及增壓設(shè)備進(jìn)行切換從而實現(xiàn)氮氣的連續(xù)供應(yīng)；儀控系統(tǒng)實現(xiàn)所供氮氣的壓力控制和液氮儲存及增壓設(shè)備的切換；
[0020]在采用大流量間斷供氮時，(一臺或兩臺)液氮儲罐中的液氮經(jīng)管線和切斷閥進(jìn)入氣化器，液氮在氣化器內(nèi)氣化，再經(jīng)過壓力控制閥組調(diào)節(jié)進(jìn)入重整再生專用氮氣管網(wǎng)，實現(xiàn)大流量間斷氮氣的供應(yīng)。
[0021]在采用本發(fā)明的重整催化劑再生氮氣專供裝置進(jìn)行供氮時，常規(guī)的深冷制氮設(shè)備將液氮送至液氮儲存及增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠同時實現(xiàn)液氮的儲存、氣化、增壓功能；即將液氮充裝至液氮儲罐，在采用小流量連續(xù)供氮時，液氮經(jīng)液氮送出雙位開關(guān)閥和U型連通管進(jìn)入到增壓換熱器內(nèi)，并通過增壓換熱器吸收環(huán)境空氣熱量而氣化，氣化氮氣主要送入小流量連續(xù)供氮管路系統(tǒng)為重整裝置提供小流量連續(xù)氮氣，少量氮氣經(jīng)過穩(wěn)壓閥進(jìn)入液氮儲罐維持其頂部操作壓力穩(wěn)定；在采用大流量間斷供氮時，液氮經(jīng)過切斷閥進(jìn)入氣化器，液氮在氣化器內(nèi)氣化升溫，再經(jīng)過壓力控制閥組調(diào)節(jié)進(jìn)入重整再生專用氮氣管網(wǎng)，從而實現(xiàn)大流量間斷氮氣的供應(yīng)。液氮儲存及增壓系統(tǒng)包括兩套液氮儲存及增壓設(shè)備，其中一套設(shè)備處于供應(yīng)狀態(tài)，另一套設(shè)備處于充裝狀態(tài)，能夠保證小流量氮氣的連續(xù)供應(yīng)。
[0022]本發(fā)明為重整裝置催化劑再生用氮提供了一種供應(yīng)裝置及方法，該裝置能夠滿足工藝包對再生用氮的各項要求，且該裝置的功耗小、投資不高、氮氣純度高、操作可靠性穩(wěn)定，且有效降低了運行成本并簡化了操作。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例的重整催化劑再生氮氣專供裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]主要組件符號說明:
[0025]1-液氮儲罐，2-U型連通管，3-增壓換熱器，4-氮氣緩沖罐，5_第一壓力控制閥組，6-儲罐泄壓雙位開關(guān)閥，7-液氮送出雙位開關(guān)閥，8-穩(wěn)壓閥，9-液位遠(yuǎn)傳控制設(shè)備，10-儀控系統(tǒng)，11-氣化器，12-第二壓力控制閥組，13-切斷閥。
【具體實施方式】
[0026]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0027]下面以一具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0028]本實施例提供了一種重整催化劑再生氮氣專供裝置，如圖1所示，該裝置包括液氮儲存及增壓系統(tǒng)、小流量連續(xù)供氮管路系統(tǒng)、大流量間斷供氮管路系統(tǒng)以及儀控系統(tǒng)，圖1中雙點劃線外的設(shè)備為常規(guī)的深冷制氮和空分設(shè)備，雙點劃線內(nèi)的部位為本實施例的裝置；
[0029]其中，液氮儲存及增壓系統(tǒng)包括兩套液氮儲存及增壓設(shè)備，每套液氮儲存及增壓設(shè)備包括一臺液氮儲罐1、一臺增壓換熱器3、一根U型連通管2以及幾個包括穩(wěn)壓閥8和雙位開關(guān)閥在內(nèi)的閥門；所述增壓換熱器3為垂直安裝的垂直圓管結(jié)構(gòu)或螺旋上升結(jié)構(gòu)的耐低溫鋁合金多翼空溫式氣化器，增壓換熱器3可以通過改變其內(nèi)部的液氮液位來改變換熱速度，從而調(diào)節(jié)液氮的氣化速度；所述U型連通管2為絕熱真空管，液氮在所述U型連通管2內(nèi)可以雙向流動，正常工作時作為液氮進(jìn)入增壓換熱器3的通道，抑制液氮氣化時同樣作為液氮返回液氮儲罐I的通道；
[0030]小流量連續(xù)供氮管路系統(tǒng)包括:一臺氮氣緩沖罐4以及一套第一壓力控制閥組5 ；
[0031]大流量間斷供氮管路系統(tǒng)包括:一臺氣化器11、一套第二壓力控制閥組12以及若干切斷閥13 ；
[0032]儀控系統(tǒng)為就近借助的全廠或空分空壓的DCS控制系統(tǒng)，或者