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一种可控制 蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置

阅读：608发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种可控制蒸汽 / 烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，主要包括轻烃进料饱和塔、工艺水循环泵、循环加热器、饱和进料过热器和排污冷却器；轻烃进料饱和塔下部的一侧与轻烃进料管道连通，另一侧设有工艺水进口，工艺水进口与工艺水进水管道连通；轻烃进料饱和塔的底部设置工艺水抽出口，工艺水抽出口通过管道依次与工艺水循环泵、循环加热器及工艺水入口连通；轻烃进料饱和塔底部设有排污口，排污口与排污冷却器连通，排污冷却器连接至污水处理系统；轻烃进料饱和塔的顶部设置出口，出口与饱和进料过热器相连，饱和进料过热器连接至裂解炉。本实用新型集稀释蒸汽发生和蒸汽/烃比控制于一体，操作简单，可降低操作成本。，下面是一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述发生装置主要包括轻烃进料饱和塔、工艺水循环泵、循环加热器、饱和进料过热器和排污冷却器；
所述轻烃进料饱和塔下部的一侧与轻烃进料管道连通，所述轻烃进料饱和塔下部的另一侧设有工艺水进口，所述工艺水进口与工艺水进水管道连通；所述轻烃进料饱和塔的底部设置工艺水抽出口，所述工艺水抽出口通过管道依次与工艺水循环泵、循环加热器及设于所述轻烃进料饱和塔上部的工艺水入口连通；所述轻烃进料饱和塔底部还设有排污口，所述排污口与排污冷却器连通，所述排污冷却器连接至污水处理系统；所述轻烃进料饱和塔的顶部设置出口，所述出口与饱和进料过热器相连，所述饱和进料过热器连接至裂解炉。
2.如权利要求1所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述轻烃进料饱和塔内由下至上依次设置隔板、气体分布器、填料区和除沫器。
3.如权利要求2所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述工艺水进口与所述工艺水抽出口设于所述轻烃进料饱和塔的同一侧，所述隔板设于所述轻烃进料饱和塔的底部，所述隔板将工艺水进口、工艺水抽出口与排污口隔开。
4.如权利要求3所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述隔板的截面为L形，所述隔板与所述轻烃进料饱和塔的底部之间有间隙，使得所述隔板两侧连通。
5.如权利要求2所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述气体分布器设于所述轻烃进料饱和塔内的隔板上方，所述轻烃进料管道向塔内伸入后连接至气体分布器。
6.如权利要求2所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述填料区设于所述轻烃进料饱和塔内的气体分布器上方，所述填料区内为散装填料或规整填料。
7.如权利要求2所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述除沫器设于所述轻烃进料饱和塔内的填料区的上方，所述除沫器为不锈钢除沫网。
8.如权利要求2所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述工艺水入口设于所述填料区与除沫器之间。
9.如权利要求1所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述轻烃进料饱和塔的顶部出口与饱和进料过热器之间通过出料管道相连，所述出料管道向所述轻烃进料饱和塔方向倾斜，所述倾斜的斜度为1/500～1/100。
10.如权利要求1所述的一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，其特征在于：所述的循环加热器和饱和进料过热器均采用低压蒸汽加热。

说明书全文

一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，属于化工设备领域。

背景技术

[0002] 目前，世界上乙烯装置的工艺主要为石油烃蒸汽热裂解，即将轻烃、石脑油、直馏柴油等原料和稀释蒸汽按一定比例混合，高温下发生裂解反应，经冷却、压缩、精馏分离等产生乙烯、丙烯等化工基础原料。乙烯装置中注入稀释蒸汽可以降低裂解炉辐射炉管的烃分压，可以提高乙烯、丙烯等主产品的选择性、稳定炉管温度及抑制炉管结焦。通常，乙烯装置的裂解原料有乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、轻柴油、加氢裂化馏分油等，一般原料越轻，装置的乙烯收率越高，投资和能耗越低。

[0003] 国内乙烯装置的主要原料为石脑油、直馏柴油等，裂解产物含有大量汽油、柴油和燃料油等重质馏分，重质馏分易与水混合因乳化难于进行油水分离，故急冷区设置急冷油塔和急冷水塔，稀释蒸汽发生系统以急冷油为热源，通过回收急冷油的热量发生稀释蒸汽，同时，采用中压蒸汽为热源发生稀释蒸汽作为备用。随着页岩气和油田伴生气的开发，轻烃裂解流程将广泛应用。而轻烃的裂解产物以C4s以下轻组分为主，汽油、柴油和燃料油等重质馏分较少，无法在急冷油塔建立循环，不仅造成设备投资浪费，而且以急冷油为热源无法产生足够的稀释蒸汽，以中压蒸汽作为热源发生稀释蒸汽能耗较高，因此，传统乙烯装置的稀释蒸汽发生系统不适用轻烃热裂解装置。发明内容

[0004] 为解决现有乙烯装置稀释蒸汽发生系统不适用轻烃热裂解发生稀释蒸汽的问题，本实用新型提供了一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，该发生装置集稀释蒸汽发生和蒸汽/烃比控制于一体，操作简单，且可减少中压蒸汽的使用量，降低操作成本。

[0005] 本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，所述发生装置主要包括轻烃进料饱和塔、工艺水循环泵、循环加热器、饱和进料过热器和排污冷却器；所述轻烃进料饱和塔下部的一侧与轻烃进料管道连通，所述轻烃进料饱和塔下部的另一侧设有工艺水进口，所述工艺水进口与工艺水进水管道连通；所述轻烃进料饱和塔的底部设置工艺水抽出口，所述工艺水抽出口通过管道依次与工艺水循环泵、循环加热器及设于所述轻烃进料饱和塔上部的工艺水入口连通；所述轻烃进料饱和塔底部还设有排污口，所述排污口与排污冷却器连通，所述排污冷却器连接至污水处理系统；所述轻烃进料饱和塔的顶部设置出口，所述出口与饱和进料过热器相连，所述饱和进料过热器连接至裂解炉。

[0006] 进一步地，所述轻烃进料饱和塔内由下至上依次设置隔板、气体分布器、填料区和除沫器。

[0007] 进一步地，所述工艺水进口与所述工艺水抽出口设于所述轻烃进料饱和塔的同一侧，所述隔板设于所述轻烃进料饱和塔的底部，所述隔板将工艺水进口、工艺水抽出口与排污口隔开。

[0008] 更进一步地，所述隔板的截面为L形，所述隔板与所述轻烃进料饱和塔的底部之间有间隙，使得所述隔板两侧连通。

[0009] 进一步地，所述气体分布器设于所述轻烃进料饱和塔内的隔板上方，所述轻烃进料管道向塔内伸入后连接至气体分布器。

[0010] 进一步地，所述填料区设于所述轻烃进料饱和塔内的气体分布器上方，所述填料区内为散装填料或规整填料。

[0011] 进一步地，所述除沫器设于所述轻烃进料饱和塔内的填料区的上方，所述除沫器为不锈钢除沫网。

[0012] 进一步地，所述工艺水入口设于所述填料区与除沫器之间。

[0013] 进一步地，所述轻烃进料饱和塔的顶部出口与饱和进料过热器之间通过出料管道相连，所述出料管道向所述轻烃进料饱和塔方向倾斜，所述倾斜的斜度为1/500～1/100。

[0014] 进一步地，所述的循环加热器和饱和进料过热器均采用低压蒸汽加热。

[0015] 上述稀释蒸汽发生装置的工作方式如下：

[0016] 上述轻烃进料饱和塔内的过热蒸汽/轻烃混合物在裂解炉中裂解，在裂解炉内裂解的裂解气经急冷后，在急冷水塔内进一步冷却，裂解气中的稀释蒸汽被冷凝成含油急冷水，含油急冷水进行净化处理，分离出的工艺水经工艺水进水管道、工艺水进口进入轻烃进料饱和塔，控制工艺水流量以维持塔内液位，不高于气体分布器。工艺水通过工艺水循环泵自工艺水抽出口抽出，送入循环加热器，在循环加热器内采用低压蒸汽加热后，从轻烃进料饱和塔的上部进入填料区，沿填料区向下流动。

[0017] 轻烃在裂解炉对流段采用烟气预热后自轻烃进料管道进入轻烃进料饱和塔，通过气体分布器分散均匀后沿塔内部向上流动，在填料区与经低压蒸汽加热的循环工艺水逆流接触，工艺水汽化后产生稀释蒸汽，稀释蒸汽在轻烃中饱和，在总压一定的情况下，预热的轻烃提供了部分分压，降低了工艺水的汽化温度，降低装置能耗。通过控制循环工艺水的流速和温度，达到要求的蒸汽/烃比。

[0018] 水饱和后的轻烃通过不锈钢除沫网除去气相中夹带的小水滴和杂质，然后进入饱和进料过热器中采用低压蒸汽过热，防止蒸汽/轻烃进料混合物中的饱和蒸汽在流动过程中在管壁冷凝形成两相流。轻烃进料饱和塔顶部出口与饱和进料过热器之间的出料管道向轻烃进料饱和塔方向倾斜，使蒸汽/轻烃进料混合物中的冷凝液返回轻烃进料饱和塔。轻烃进料饱和塔底部设置连续排污，维持轻烃进料饱和塔内的工艺水水质，在排污冷却器中采用冷却水降温后送至界区污水处理系统，以除去工艺水因汽化而累积的溶解固体和盐。

[0019] 本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的稀释蒸汽发生装置在轻烃进料饱和塔内完成稀释蒸汽发生和蒸汽/烃比控制，操作简单，且工艺水和原料轻烃直接接触，工艺水汽化温度较低，可以使用低压蒸汽作为热源，降低了装置能耗。附图说明

[0020] 图1为本实用新型提供的稀释蒸汽发生装置的结构示意图。

[0021] 图2为本实用新型提供的稀释蒸汽发生装置的工艺水循环使用的工艺流程图。

[0022] 其中，1-出口；2-不锈钢除沫网；3-填料区；4-轻烃进料饱和塔；5-轻烃进料管道；6-隔板；7-排污口；8-工艺水进水管道；9-排污冷却器；10-工艺水循环泵；11-工艺水抽出口；12-工艺水进口；13-气体分布器；14-工艺水入口；15-出料管道；16-饱和进料过热器；
17-循环加热器；18-裂解炉；19-急冷水塔；20-工艺水处理单元。

具体实施方式

[0023] 下面通过具体实施例来进一步说明本实用新型。但这些实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。实施例

[0024] 如图1和2所示，一种可控制蒸汽/烃比的轻烃热裂解用稀释蒸汽发生装置，所述发生装置主要包括轻烃进料饱和塔4、工艺水循环泵10、循环加热器17、饱和进料过热器16和排污冷却器9；所述轻烃进料饱和塔4下部的一侧与轻烃进料管道5连通，所述轻烃进料饱和塔4下部的另一侧设有工艺水进口12，所述工艺水进口12与工艺水进水管道8连通；所述轻烃进料饱和塔4的底部设置工艺水抽出口11，所述工艺水抽出口11通过管道依次与工艺水循环泵10、循环加热器17及设于所述轻烃进料饱和塔4上部的工艺水入口14连通；所述工艺水进口12与工艺水入口14在轻烃进料饱和塔4的同一侧。所述轻烃进料饱和塔4底部还设有排污口7，其中底部排污口7位置和工艺水进口12位置在轻烃进料饱和塔4上相对的方向；所述排污口7与排污冷却器9连通，所述排污冷却器9连接至污水处理系统；所述轻烃进料饱和塔4的顶部设置出口1，所述出口1与饱和进料过热器16相连，所述饱和进料过热器16连接至裂解炉18。所述的循环加热器17和饱和进料过热器16均采用低压蒸汽加热。

[0025] 所述轻烃进料饱和塔4内由下至上依次设置隔板6、气体分布器13、填料区3和除沫器。所述工艺水进口12与所述工艺水抽出口11设于所述轻烃进料饱和塔4的同一侧，所述隔板6设于所述轻烃进料饱和塔4的底部，所述隔板6的截面为L形，所述隔板6与所述轻烃进料饱和塔4的底部之间有间隙，使得所述隔板6两侧连通。所述隔板6将工艺水进口12、工艺水抽出口11与排污口7隔开；隔板6一侧为新鲜工艺水，另一侧为经汽化后的残余水。

[0026] 所述气体分布器13设于所述轻烃进料饱和塔4内的隔板6上方，所述轻烃进料管道5向塔内伸入后连接至气体分布器13。所述填料区3设于所述轻烃进料饱和塔4内的气体分布器13上方，所述填料区3内为散装填料或规整填料。所述除沫器设于所述轻烃进料饱和塔
4内的填料区3的上方，所述除沫器为不锈钢除沫网2。所述工艺水入口14设于所述填料区3与除沫器之间。所述轻烃进料饱和塔4的顶部出口1与饱和进料过热器16之间通过出料管道
15相连，所述出料管道15向所述轻烃进料饱和塔4方向倾斜，所述倾斜的斜度为1/500～1/
100。

[0027] 上述稀释蒸汽发生装置的工作方法如下：

[0028] 新鲜轻烃在裂解炉18对流段预热到160℃后，通过轻烃进料管道5进入轻烃进料饱和塔4，经气体分布器13均匀分配，沿塔内部向上流动，在填料区3表面与经低压蒸汽加热的循环工艺水逆流接触，工艺水汽化后在轻烃中饱和，在总压一定的情况下，轻烃提供了部分分压，降低工艺水的汽化温度，降低装置能耗。优选乙烷进料，轻烃进料饱和塔4塔顶压力为0.5MPa(g)，塔顶温度为120℃，质量比（蒸汽/乙烷）为0.3。水饱和后的乙烷通过不锈钢除沫网2，除去气相中夹带的小水滴，避免工艺水中的化学介质进入辐射炉管，尤其Na+，减少对辐射炉管的危害。蒸汽/乙烷进料混合物进入饱和进料过热器16中采用低压蒸汽过热7℃，防止蒸汽/乙烷进料混合物中的饱和蒸汽在流动过程中在管壁冷凝形成两相流，冲刷管壁和蒸汽/乙烷比减少，经过热后的蒸汽/乙烷进料混合物进入裂解炉18。

[0029] 工艺水来源于急冷水塔19，经工艺水处理单元20净化后的工艺水进入轻烃进料饱和塔4的隔板6下方，新鲜的工艺水经工艺水循环泵10在循环加热器17中使用低压蒸汽加热后，在填料区3上方分布，沿填料向下流动，与上升的乙烷逆流接触汽化。优选乙烷进料为200 t/h，循环工艺水的流量为960 t/h，温度为138℃，轻烃进料饱和塔4的塔顶温度为120℃。

[0030] 轻烃进料饱和塔4中的工艺水连续排污到界区污水处理系统，维持轻烃进料饱和塔4内的工艺水水质，防止工艺水中溶解性固体及盐在填料上结垢，影响设备性能。

[0031] 以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

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