一種乙烯裝置的復(fù)合汽油分餾塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種乙烯裝置的新型復(fù)合汽油分餾塔，分餾塔內(nèi)從上往下依次為汽油分離段、柴油分離段、中質(zhì)油循環(huán)段、急冷油循環(huán)段和裂解氣進(jìn)料段；汽油分離段設(shè)有孔流?溢流復(fù)合型槽式液體分布器和高效環(huán)矩鞍填料；柴油分離段設(shè)有熱補(bǔ)償式集油箱、孔流?溢流復(fù)合型槽式液體分布器和雙曲波紋塔盤；中質(zhì)油循環(huán)段設(shè)有變截面變孔徑管式液體分布器、雙曲波紋塔盤和熱補(bǔ)償式集油箱；急冷油循環(huán)段設(shè)有變截面變孔徑管式液體分布器和帶開孔的人字擋板；裂解氣進(jìn)料段設(shè)有無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器和捕液吸能器。是一種高通量、低壓降、抗堵型的汽油分餾塔。具有操作彈性大、分離效果好、取熱效果優(yōu)及抗堵性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，保證裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】
一種乙烯裝置的復(fù)合汽油分餾塔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于化工分離設(shè)備，特別是涉及一種乙烯裝置的高通量、低壓降、抗堵型汽油分餾塔。
【背景技術(shù)】
[0002]乙烯裝置是石油化工生產(chǎn)有機(jī)原料的基礎(chǔ)，是石油化學(xué)工業(yè)的龍頭，所以它的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量和技術(shù)標(biāo)志著一個(gè)國家的石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展水平。
[0003]汽油分餾塔是乙烯裝置中裂解氣預(yù)分餾系統(tǒng)的重要組成部分，其擔(dān)負(fù)的主要任務(wù)是將裂解氣、裂解汽油、裂解柴油及重油進(jìn)行初步分離，回收急冷鍋爐出口裂解氣所攜帶的高位熱能，是一個(gè)傳熱控制的“傳熱-分餾型”塔，改善氣、液接觸有助于改善裂解氣的冷卻。汽油分餾塔設(shè)計(jì)的三個(gè)重要指標(biāo)是塔壓降、塔頂溫度和塔釜溫度。
[0004]現(xiàn)有的汽油分餾塔一般由汽油分離段、柴油分離段、中質(zhì)油循環(huán)段、急冷油循環(huán)段和裂解氣進(jìn)料段組成，主要存在問題有:汽油分離段的分離效率低、柴油分離段易聚、中質(zhì)油循環(huán)段和急冷油循環(huán)段易堵以及全塔壓降較高等問題。
[0005]汽油分離段最初選用浮閥或固閥塔盤，現(xiàn)為了降低壓降，多選用填料。本實(shí)用新型提出一種高效環(huán)矩鞍填料，作為本段的傳質(zhì)元件，并選用分布效果好、抗堵能力強(qiáng)的孔流_溢流槽式液體分布器與之搭配使用，滿足汽油分段高分離效率和低壓降的要求。
[0006]柴油分離段一般選用浮閥、填料、固閥、波紋篩板等，相對(duì)于浮閥、固閥和填料，波紋篩板的抗堵性能更高。本實(shí)用新型提出一種抗堵性能更優(yōu)、通量更大的雙曲波紋塔盤，作為本段的傳質(zhì)元件。
[0007]中質(zhì)油循環(huán)段通常設(shè)計(jì)為填料、固閥或波紋篩板。本實(shí)用新型采用一種抗堵性能更優(yōu)、通量更大的雙曲波紋塔盤，作為本段的傳質(zhì)元件。
[0008]急冷油循環(huán)段一般設(shè)計(jì)為角鋼塔盤、人字擋板等。本實(shí)用新型采用帶開孔的人字擋板，以降低全塔壓降、提高傳熱效率和抗堵性能。
[0009]生產(chǎn)實(shí)踐證明，在急冷油循環(huán)段取熱量不足，中油循環(huán)段取熱量不足或停開，塔內(nèi)氣、液負(fù)荷不平穩(wěn)，氣、液分布不夠均勻，回流液不均勻時(shí)易產(chǎn)生聚合物。在填料中的聚合物使塔的壓降增大，不僅影響油洗塔的操作，而且還將影響裂解爐系統(tǒng)的操作，使得裂解爐出口壓力增高，從而降低裂解反應(yīng)的選擇性和烯烴產(chǎn)品的收率，加快爐管和急冷鍋爐的結(jié)焦，縮短裂解爐和急冷鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。
[0010]為了解決這個(gè)問題，通常采用的方法有兩種，一是更換結(jié)垢堵塞的填料;二是在塔的某一部位注入配有鏈終止劑、金屬鈍化劑、分散劑和洗滌劑的混合藥劑(也稱阻聚劑、防垢劑)。采用這一措施可以有效地控制聚合問題，但增加了運(yùn)行成本，而且助劑殘留會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，許多研究人員正在開發(fā)新型的塔板(如固定閥)、填料及氣液相分布器，達(dá)到從硬件上解決這個(gè)問題，如專利CN201632085U《乙烯裝置的穿流-折流復(fù)合型汽油分餾塔》中提出了穿流-折流復(fù)合型汽油分餾塔，其壓降比常用的浮閥、固閥塔低，但全塔壓降依然較高;此外，穿流篩板用于汽油分離段，傳質(zhì)效率較低;柴油直接從穿流篩板采出會(huì)出現(xiàn)采出量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致汽油分餾塔塔頂溫度較高、塔釜溫度較低，還會(huì)造成急冷水的乳化;裂解氣進(jìn)口的氣體分布效果也有待提高。
[0011 ]根據(jù)汽油分餾塔實(shí)際運(yùn)行過程中存在的問題，結(jié)合本課題組的相關(guān)研究成果，本實(shí)用新型提出一種乙烯裝置的新型復(fù)合汽油分餾塔，這是一種高通量、低壓降、抗堵型汽油分餾塔。通過內(nèi)件的優(yōu)化配置，將極大的提高裝置的處理量、操作的穩(wěn)定性，降低裝置的能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本實(shí)用新型的目的在于公開一種乙烯裝置的高通量、低壓降、抗堵型汽油分餾塔，一種傳質(zhì)元件由高效填料、雙曲波紋塔盤、帶開孔的人字擋板復(fù)合而成的汽油分餾塔，并采用高效塔內(nèi)件技術(shù):孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器、熱補(bǔ)償式集油箱、變截面變孔徑管式液體分布器、無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器和捕液吸能器。該汽油分餾塔具有傳質(zhì)傳熱效率高、抗堵耐用、節(jié)能降耗、處理量大等突出特點(diǎn)。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種乙烯裝置的復(fù)合汽油分餾塔;分餾塔內(nèi)從上往下依次為汽油分離段、柴油分離段、中質(zhì)油循環(huán)段、急冷油循環(huán)段和裂解氣進(jìn)料段;汽油分離段設(shè)有孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器和高效環(huán)矩鞍填料;柴油分離段設(shè)有熱補(bǔ)償式集油箱、孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器和雙曲波紋塔盤；中質(zhì)油循環(huán)段設(shè)有變截面變孔徑管式液體分布器、雙曲波紋塔盤和熱補(bǔ)償式集油箱；急冷油循環(huán)段設(shè)有變截面變孔徑管式液體分布器和帶開孔的人字擋板;裂解氣進(jìn)料段設(shè)有無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器和捕液吸能器。
[0014]優(yōu)選汽油分離段的填料高度為3m?8m。
[0015]優(yōu)選柴油分離段雙曲波紋塔盤層數(shù)為2層?5層。
[0016]優(yōu)選中質(zhì)油循環(huán)段雙曲波紋塔盤層數(shù)為5層?12層。
[0017]優(yōu)選急冷油循環(huán)段人字擋板層數(shù)為6層?20層。
[0018]汽油分離段:汽油分離段需要保證一定的傳質(zhì)效率，實(shí)現(xiàn)汽柴油的分離，并防止汽油干點(diǎn)過高而引起急冷塔的水質(zhì)乳化。所述汽油分離段設(shè)置3m?Sm的新型高效環(huán)矩鞍填料，此種高效填料具有傳質(zhì)效率高、壓降低、強(qiáng)度好、壽命長的優(yōu)點(diǎn)。填料段上方設(shè)置進(jìn)料分布管和孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器，此種分布器的出液方式采取孔流與溢流相結(jié)合的方式，從而保證噴淋密度較小時(shí)液體分布的均勻性，同時(shí)具備較強(qiáng)的抗堵塞性能?？琢鱛溢流復(fù)合型槽式液體分布器和新型高效環(huán)矩鞍填料的配合使用，一方面提高了汽油分離段的傳質(zhì)效率，另一方面提高了汽油分離段的抗堵性，可延長裝置的穩(wěn)定運(yùn)行周期。
[0019]所述的高效環(huán)矩鞍填料為本課題組之前申請(qǐng)?zhí)峤坏膶＠?，專利?hào)為201520996019.6，通過引用，一并引入本篇專利。
[0020]所述的孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器為本課題組之前申請(qǐng)的發(fā)明專利，并已獲得授權(quán)，專利號(hào)為CNl 843568A，通過引用，一并引入本篇專利。
[0021]柴油分離段:柴油分離段是苯乙烯等易聚合的地方，因此對(duì)于柴油分離段的內(nèi)件選型最關(guān)鍵的是抗堵性能要優(yōu)。在本實(shí)用新型中，柴油分離段設(shè)置了熱補(bǔ)償式集油箱、孔流溢流槽式液體分布器和2?5層雙曲波紋塔盤。熱補(bǔ)償式集油箱保證柴油餾分的采出可控可調(diào)，此種集油箱還有具有優(yōu)良的氣體分布和液體收集功能，且能夠減少集液的停留時(shí)間，阻止結(jié)焦的發(fā)生。熱補(bǔ)償式集油箱下方設(shè)置孔流-溢流槽式液體分布器，保證液體均勻分布到雙曲波紋塔盤上。雙曲波紋塔盤，為一種具有自清潔功能的新型傳質(zhì)塔盤，具有更大的通量及操作彈性。
[0022]所述的熱補(bǔ)償式集油箱為本課題組之前申請(qǐng)的發(fā)明專利，并已獲得授權(quán)，專利號(hào)為CN1864788A，通過引用，一并引入本篇專利。
[0023]所述的雙曲波紋塔盤為本課題組之前的論文《新型正交波紋板流體力學(xué)性能CFD模擬》，通過引用，一并引入本篇專利。
[0024]中質(zhì)油循環(huán)段:對(duì)于中質(zhì)油循環(huán)段，內(nèi)件的選型主要考慮的也是抗堵性能要優(yōu)。中質(zhì)油循環(huán)段設(shè)置具有自潔功能的雙曲波紋塔盤。所述的中質(zhì)油循環(huán)段包括變截面變孔徑管式液體分布器(含噴頭)、5?12層雙曲波紋塔盤和熱補(bǔ)償式集油箱。變截面變孔徑液體分布器(含噴頭)，可以實(shí)現(xiàn)液體在雙曲波紋塔盤上的均勻分布。中質(zhì)油循環(huán)段設(shè)置雙曲波紋塔盤。雙曲波紋塔盤下方設(shè)置熱補(bǔ)償式集油箱，以利于中質(zhì)油的采出；此種集油箱還具有在高溫下，可以自由膨脹，保證塔器在高溫操作工況下的正常運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。
[0025]所述的變截面變孔徑液體分布管為本課題組之前申請(qǐng)的發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枮镃N101581400A，通過引用，一并引入本篇專利。
[0026]所述的熱補(bǔ)償式集油箱為本課題組之前申請(qǐng)的發(fā)明專利，并已獲得授權(quán)，專利號(hào)為CN1864788A，通過引用，一并引入本篇專利。
[0027]急冷油循環(huán)段:急冷油循環(huán)段變截面變孔徑管式液體分布器(含噴頭)和帶開孔的人字擋板。急冷油循環(huán)段設(shè)置6?20層帶開孔的人字擋板。帶開孔的人字擋板是一種低壓降、高效傳熱、抗堵塞設(shè)備，適用于氣液高換熱量、易堵塞物料大型精餾塔中。
[0028]所述的帶開孔的人字擋板為本課題組之前申請(qǐng)的發(fā)明專利，并已獲得授權(quán)，專利號(hào)為CN101549213A，通過引用，一并引入本篇專利。
[0029]裂解氣進(jìn)料段設(shè)置無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器和捕液吸能器。無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器，是一種用于大型塔器的進(jìn)料分布器，其有益效果是高速氣液兩相流體流經(jīng)無阻礙內(nèi)套筒的環(huán)形通道，壓降低，且有效減小振動(dòng)造成的破壞;喇叭形蓋板避免了氣體在塔壁附近的渦旋，氣體分布更加均勻。無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器下方設(shè)置捕液吸能器。這種捕液吸能裝置大幅度減小從切向環(huán)流氣體分布器中流出的氣體的湍動(dòng)，同時(shí)氣體中夾帶的液滴被兩級(jí)捕液吸能板捕集下來，減少夾帶。
[0030]所述的一種無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器為本課題組之前申請(qǐng)的發(fā)明專利，并已獲得授權(quán)，專利號(hào)為CNl 02824817A，通過引用，一并引入本篇專利。
[0031]所述的捕液吸能器為本課題組之前申請(qǐng)的發(fā)明專利，并已獲得授權(quán)，專利號(hào)為CN1864787A，通過引用，一并引入本篇專利。
[0032]本實(shí)用新型的特點(diǎn):
[0033]1、與傳統(tǒng)填料塔相比，其抗堵性能優(yōu)越，可以提高裝置的穩(wěn)定運(yùn)行周期。
[0034]2、與傳統(tǒng)板式塔相比，其具有壓降低、效率高、通量大、操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)，可以有效降低裝置的能耗、提高裝置的處理量。
[0035]3、本汽油分餾塔克服了填料塔常發(fā)生聚合物堵塞、板式塔傳質(zhì)效率不足以及全塔壓降大等問題，具有分離效果好、取熱效果優(yōu)及抗堵性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以保證裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說明】
[0036]圖1:本實(shí)用新型的附圖。
[0037]圖中:〗-汽油分離段;2_柴油分離段;3-中質(zhì)油循環(huán)段;4-急冷油循環(huán)段;5-裂解氣進(jìn)料段。
[0038]圖2:孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器。
[0039]圖3:高效環(huán)矩鞍填料。
[0040]圖4:熱補(bǔ)償式集油箱。
[0041 ]圖5:雙曲波紋塔盤。
[0042 ]圖6:變截面變孔徑管式液體分布器。
[0043]圖7:帶開孔的人字擋板。
[0044]圖8:無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器。
[0045]圖9:捕液吸能器。
【具體實(shí)施方式】
[0046]以下為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，所述實(shí)施例是為進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，而不是限制本實(shí)用新型。
[0047]實(shí)施例1:
[0048]如圖1所示，本乙烯裝置的高通量、低壓降、抗堵型汽油分餾塔從上往下依次為汽油分離段1、柴油分離段2、中質(zhì)油循環(huán)段3、急冷油循環(huán)段4和裂解氣進(jìn)料段5。
[0049]汽油分離段I的回流汽油入口設(shè)置進(jìn)料分布管和如圖2所示的孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器，以保證進(jìn)料液體的均勻分布，并提高抗堵性能。分布器下方設(shè)置一段3m的如圖3所示的高效環(huán)矩鞍填料。
[0050]柴油分離段2的最上部為如圖4所示的熱補(bǔ)償式集油箱，以保證柴油的側(cè)線采出。集油箱下部設(shè)置如圖2所示的孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器，以保證進(jìn)料液體的均勻分布，并提高抗堵性能。分布器下方設(shè)置5層如圖5所示的雙曲波紋塔盤。
[0051]中質(zhì)油循環(huán)段3的中質(zhì)油回流口設(shè)置帶噴頭的如圖6所示的變截面變孔徑管式液體分布器以保證中質(zhì)油的均勻分布。分布器下方設(shè)置12層如圖5所示的雙曲波紋塔盤。塔盤下方設(shè)置如圖4所示的熱補(bǔ)償式集油箱，以保證循環(huán)中質(zhì)油的采出。
[0052]急冷油循環(huán)段4設(shè)置如圖6所示的變截面變孔徑管式液體分布器(含噴頭)和20層如圖7所示的帶開孔的人字擋板。
[0053]裂解氣進(jìn)料段5設(shè)置如圖8所示的無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器和如圖9所示的捕液吸能器。
[0054]實(shí)施例2:
[0055]如圖2所示，本乙烯裝置的高通量、低壓降、抗堵型汽油分餾塔從上往下依次為汽油分離段1、柴油分離段2、中質(zhì)油循環(huán)段3、急冷油循環(huán)段4和裂解氣進(jìn)料段5。
[0056]汽油分離段I的回流汽油入口設(shè)置進(jìn)料分布管和如圖2所示的孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器，以保證進(jìn)料液體的均勻分布，并提高抗堵性能。分布器下方設(shè)置一段8m的如圖3所示的高效環(huán)矩鞍填料。
[0057]柴油分離段2的最上部為如圖4所示的熱補(bǔ)償式集油箱，以保證柴油的側(cè)線采出。集油箱下部設(shè)置如圖2所示的孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器，以保證進(jìn)料液體的均勻分布，并提高抗堵性能。分布器下方設(shè)置2層如圖5所示的雙曲波紋塔盤。
[0058]中質(zhì)油循環(huán)段3的中質(zhì)油回流口設(shè)置帶噴頭的如圖6所示的變截面變孔徑管式液體分布器以保證中質(zhì)油的均勻分布。分布器下方設(shè)置5層如圖5所示的雙曲波紋塔盤。塔盤下方設(shè)置如圖4所示的熱補(bǔ)償式集油箱，以保證循環(huán)中質(zhì)油的采出。
[0059]急冷油循環(huán)段4設(shè)置如圖6所示的變截面變孔徑管式液體分布器(含噴頭)和6層如圖7所示的帶開孔的人字擋板。
[0060]裂解氣進(jìn)料段5設(shè)置如圖8所示的無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器和如圖9所示的捕液吸能器。
[0061]本實(shí)用新型提出的一種乙烯裝置的復(fù)合汽油分餾塔及其各個(gè)部件在塔內(nèi)的排布方式已通過實(shí)施例進(jìn)行了描述。本實(shí)用新型的有益效果是針對(duì)汽油分餾塔的各段特點(diǎn)，優(yōu)化了各段內(nèi)件的選型與布置，可明顯提高長周期穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)指標(biāo)，節(jié)能降耗、增效顯著。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種乙烯裝置的復(fù)合汽油分餾塔;其特征是分餾塔內(nèi)從上往下依次為汽油分離段、柴油分離段、中質(zhì)油循環(huán)段、急冷油循環(huán)段和裂解氣進(jìn)料段;汽油分離段設(shè)有孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器和高效環(huán)矩鞍填料;柴油分離段設(shè)有熱補(bǔ)償式集油箱、孔流-溢流復(fù)合型槽式液體分布器和雙曲波紋塔盤；中質(zhì)油循環(huán)段設(shè)有變截面變孔徑管式液體分布器、雙曲波紋塔盤和熱補(bǔ)償式集油箱;急冷油循環(huán)段設(shè)有設(shè)有變截面變孔徑管式液體分布器和帶開孔的人字擋板;裂解氣進(jìn)料段設(shè)有無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器和捕液吸能器。2.如權(quán)利要求1所述的分餾塔;其特征是汽油分離段的填料高度為3m?Sm。3.如權(quán)利要求1所述的分餾塔;其特征是柴油分離段雙曲波紋塔盤層數(shù)為2層?5層。4.如權(quán)利要求1所述的分餾塔；其特征是中質(zhì)油循環(huán)段雙曲波紋塔盤層數(shù)為5層?12層。5.如權(quán)利要求1所述的分餾塔;其特征是急冷油循環(huán)段人字擋板層數(shù)為6層?20層。
【文檔編號(hào)】C10G7/00GK205576027SQ201620146246
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日
【發(fā)明人】張呂鴻, 楊娜, 劉玉花, 姜斌, 張志恒, 王世強(qiáng)
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)