一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的装置及方法 |
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| 申请号 | CN201910238383.9 | 申请日 | 2019-03-27 | 公开(公告)号 | CN110373226A | 公开(公告)日 | 2019-10-25 |
| 申请人 | 宁波中金石化有限公司; | 发明人 | 仲俊威; 王纪龙; 顾大利; 王军伟; 柳亮亮; 殷晓; 张昊; 胡明涛; 朱中元; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及石化领域，公开了一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10 烃 类组分结焦的装置及方法，该装置包括阻聚剂注入器、绕管换热器、沉焦罐、进料加热炉、加氢反应器；绕管换热器、进料加热炉、加氢反应器回路连接，加氢反应器的物料经换热后从预加氢出料管出料；沉焦罐并联于绕管换热器与进料加热炉之间的管路上，沉焦罐上设有分散器、积垢器、收集器和压差测量机构。本发明将沉焦罐 串联 入系统内，将结焦物积聚的 位置 进行移位，增加抑制结焦发生的阻聚剂注入器，减少结焦物的产生量与结焦物进入炉管与反应器的量，延长加氢反应器撇头的周期。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的装置，其特征在于：包括阻聚剂注入器（1）、绕管换热器（2）、沉焦罐（3）、进料加热炉（4）、加氢反应器（5）； |
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| 说明书全文 | 一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的装置及方法 技术领域[0001] 本发明涉及石化领域，尤其涉及一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的装置及方法。 背景技术[0002] 在精制石脑油的制备过程中，需要对烃类组分进行加氢。普通的加氢工艺中C6-C10烃类物料与循环氢压缩机来的循环氢进行混合，再进入绕管换热器的管程与预加氢反应产物换热，经过加热炉进一步加热至一定温度后，进入反应器进行反应。加氢单元低负荷情况下，绕管换热器进料端管程压降上升快，同时催化剂床层压降上升也很快，同时发现绕管换热器管程有结焦现象，并且绕管换热器出口至反应进料加热炉入口管道内部有大量结焦。 [0004] 但是，在装置原料、运行条件与负荷不能改变的情况下，现有的防止结焦的方法无法解决该运行条件下的结焦问题，因此，开发一种新的防止C6-C10烃类组分结焦的技术，具有重大的意义。 发明内容[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的装置及方法，本发明将沉焦罐串联入系统内，将结焦物积聚的位置进行移位，增加抑制结焦发生的阻聚剂注入器，减少结焦物的产生量与结焦物进入炉管与反应器的量，延长加氢反应器撇头的周期。 [0006] 本发明的具体技术方案为：一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的装置，包括阻聚剂注入器、绕管换热器、沉焦罐、进料加热炉、加氢反应器。 [0007] 所述绕管换热器的入口处连接有阻聚剂注入器、循环氢进料管和C6-C10烃类进料管；所述绕管换热器、进料加热炉、加氢反应器回路连接，加氢反应器的物料经换热后从设于绕管换热器上的预加氢出料管出料。 [0008] 所述沉焦罐并联于绕管换热器与进料加热炉之间的管路上，所述沉焦罐内填充有除焦剂，沉焦罐的入口处设有分散器和积垢器，出口处设有收集器；沉焦罐的入口处与出口处还分别设有压差测量机构；沉焦罐所在线路作为主线，与其并联的线路作为副线，所述主线与副线上分别设有阀门。 [0009] 在本发明中，具有以下改进点：1、主线（沉焦罐）和副线并联操作，沉焦罐除焦剂失效后或差压上升到设计值时，则改通副线，将沉焦罐隔离切出，更换新的除焦剂或清理入口积垢器与分散器；更换或清理完成后，再重新投用沉焦罐。上述设计可以抑制结焦物的产生与收集已产生的结焦物，沉焦罐压差高时，可以切副线清理沉焦罐入口积垢器，而不用加氢停工，具有极大的经济效益。沉焦罐进出口运行差压为：0-0.2MPa（最大值为0.2MPa）。 [0010] 2、在绕管换热器入口连接阻聚剂注入系统，阻聚剂的注入，能够对易结焦的管线与系统内壁进行预膜，预膜结束后，降低阻聚剂的注入量，可以使绕管换热器一直维持在高效率的状态。 [0011] 3、沉焦罐入口设置积垢器，收集已生成结焦物，可以防止结焦物进入炉管，提高炉子运行的安全系数，延长加氢催化剂的使用寿命。在沉焦罐入口设置分散器，使进料物流均匀分散流入。 [0012] 作为优选，所述沉焦罐的入口处和出口处还分别设有氮气吹扫系统和火炬系统。 [0013] 沉焦罐内还设置氮气吹扫系统与火炬系统，可以做到更换除焦剂与清理清理结焦物安全环保。 [0014] 氮气吹扫系统工作原理：沉焦罐隔离切出后，沉焦罐存油排尽后，利用加热后的氮气（低压蒸汽加热）充压将沉焦罐内废剂与固定沉积物上的油气置换吹扫干净，防止沉焦罐内杂物卸出后，与空气接触发生自燃。 [0015] 火炬系统具体工作原理：沉焦罐内的轻烃组分先经过气柜的初步回收，后通过火炬系统，达到国家排放指标排入大气。 [0016] 本发明中的氮气吹扫系统与火炬系统均为现有技术中的装置。 [0017] 作为优选，所述阻聚剂注入器上设有标定机构。 [0018] 作为优选，所述阻聚剂包括质量比为1.5-2.5：1的A组分和B组分，所述A组分包括N，N-二甲基酰胺、2,6-二叔丁基对甲酚和4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基；所述B组分包括十二烷基苯磺酸、聚异丁烯和白油。 [0019] 本发明的复合阻聚剂利用自由基、抗氧化物质减少聚合物的形成，再利用具有分散效果的物质将已形成的聚合物带往下游，具有分散清理效果。此外阻聚剂内甲基酰胺类物质可以在后路反应器内脱除与不含铅、汞与镉等重金属离子，可以避免重整催化剂中毒。 [0020] 作为优选，所述除焦剂包括积污剂、FBN-03B04剂、FZC-106剂和FH-40A剂；其中，积污剂的装填体积为0.3-0.7m3，装填量为0.2-0.4t；FBN-03B04剂的装填体积为6-8m3，装填量为5-6t；FZC-106剂的装填体积为12-16m3，装填量为6-8t；FH-40A剂的装填体积为3-4m3，装填量为2-3t。 [0021] 本发明的除胶剂在上述特定装填条件下具有较好的除焦作用。 [0022] 一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的方法，采用上述的装置，包括以下步骤：A）高负荷运行模式： 1）C6-C10烃类组分（105-115%负荷，与氢气、阻聚剂混合后，以140-150℃的温度进入绕管换热器进行换热，升温至250-260℃； 2）物料输送至沉焦罐进行除焦； 3）物料输送至进料加热炉进一步至305-339℃； 4）物料输送至加氢反应器进行反应； 5）反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置与储罐（另行配置）。 [0023] B）低负荷运行模式：在步骤A）运行过程中，当沉焦罐的进出口压差达到设计值0.2MPa时，进入低负荷运行模式，进行以下调整： 步骤1）中，C6-C10烃类组分的负荷为45-55%；与氢气混合后，以135-145℃的温度进入热管换热器，升温至255-265℃； 步骤3）中，物料输送至进料加热炉进一步提温至290-339℃； 步骤5）中，反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置。 [0024] C）副线运行模式：在低负荷运行模式下，当沉焦罐的进出口压差再次达到设计值0.2MPa时，关闭沉焦罐出入口处的阀门，切换为副线运行模式，对积垢器和分散器清洗，清洗结束后，收集结焦物；完成后切换进入高负荷运行模式。 [0025] 在本发明方法中，沉焦罐可以分为初期操作负荷（高负荷）和末期操作负荷（低负荷），在初期操作负荷下可以适当提高运行负荷（加氢精制油外甩），末期操作负荷优选低负荷运行。对于具体以哪种模式运行则是根据设置于沉焦罐进出口的差压，在沉焦罐运行初期，沉焦罐需要微高负荷运行；沉焦罐出入口差压快达到设计值时，降低加氢的操作负荷，可以降低沉焦罐出入口差压，延长沉焦罐的使用时间；低负荷运行情况下，沉焦罐出入口差压再次达到设计值时，切换至沉焦罐副线，对沉焦罐入口积垢器与分散器清洗，清洗结束后，投用沉焦罐，收集结焦物。 [0026] 在本发明中，初期采用高负荷，末期采用低负荷的原因，以及在高负荷模式下，加氢精制油进入重整装置与储罐，而在低负荷下加氢精制油仅仅进入重整装置的原因为：配套的重整装置负荷为定值=预加氢负荷+加氢裂化负荷，加氢裂化负荷量受重整装置负荷控制，基本为定值。 [0027] 投用初期，预加氢装置要储备预加氢装置紧急停工用的精制油，预加氢多产出的精制油不能进重整装置，通过外甩管线送至罐区储罐，并且沉焦罐通过量大会增大沉焦罐进出口差压，初期沉焦罐出入口差压低，可以允许高负荷运行。 [0028] 投用中末期：预加氢紧急停工用的精制油已经储备足够，不再需要储备精制油，并且在末期，高负荷下沉焦罐出入口差压已经接近设计值（0.2MPa），为了延长沉焦罐使用时间，提高经济效益，在低负荷下沉焦罐可以继续使用。 [0029] 对于阻聚剂的注入，其能够对易结焦的管线与系统内壁进行预膜，预膜结束后，降低阻聚剂的注入量，可以使绕管换热器一直维持在高效率的状态。 [0030] 作为优选，A）高负荷运行模式下，步骤1）中， C6-C10烃类组分的负荷为110%负荷，与氢气、阻聚剂混合后，以145℃的温度进入绕管换热器进行换热，升温至255℃。 [0031] 作为优选，B）低负荷运行模式下，步骤1）中，C6-C10烃类组分的负荷为50%；与氢气混合后，以140℃的温度进入热管换热器，升温至260℃。 [0032] 作为优选，所述C6-C10烃类组分在100%负荷下的液相油流量为370.8t/h。 [0033] 与现有技术对比，本发明的有益效果是： 本发明在原有流程上串联一个除焦罐与在绕管换热器管程入口设置阻聚剂注入器，其中阻聚剂注入器有抑制结焦物生成的作用；沉焦罐入口积垢器起到收集结焦物的作用；沉焦罐入口分散器起到均匀进料物流的作用； 沉焦罐除焦剂起到脱除进料胶质的作用。沉焦罐压差达到设置值后，可以切副线运行，可以在加氢装置继续运行的情况下，脱除清理结焦物，提高进料加热炉运行系数，延长加氢反应器的撇头周期。 附图说明 [0034] 图1是本发明的一种装置结构示意图。 [0035] 附图标记为：阻聚剂注入器1、绕管换热器2、沉焦罐3、进料加热炉4、加氢反应器5、循环氢进料管6、C6-C10烃类进料管7、分散器8、积垢器9、收集器10、压差测量机构11、阀门12、氮气吹扫系统13、火炬系统14、标定机构15、预加氢出料管16。 具体实施方式[0036] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。 [0037] 总实施例一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的装置，包括阻聚剂注入器1、绕管换热器2、沉焦罐3、进料加热炉4、加氢反应器5。 [0038] 所述绕管换热器的入口处连接有阻聚剂注入器、循环氢进料管6和C6-C10烃类进料管7；所述绕管换热器、进料加热炉、加氢反应器回路连接，加氢反应器的物料经换热后从设于绕管换热器上的预加氢出料管16出料。 [0039] 所述沉焦罐并联于绕管换热器与进料加热炉之间的管路上，所述沉焦罐内填充有除焦剂，沉焦罐的入口处设有分散器8和积垢器9，出口处设有收集器10；沉焦罐的入口处与出口处还分别设有压差测量机构11；沉焦罐所在线路作为主线，与其并联的线路作为副线，所述主线与副线上分别设有阀门12。 [0040] 此外，所述沉焦罐的入口处和出口处还分别设有氮气吹扫系统13和火炬系统14。所述阻聚剂注入器处设有标定机构15。 [0041] 所述阻聚剂包括质量比为1.5-2.5：1的A组分和B组分，所述A组分包括20-40wt%的N，N-二甲基酰胺、10-30wt%的2,6-二叔丁基对甲酚和40-60wt%的4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基；所述B组分包括10-30wt%十二烷基苯磺酸、20-40wt%聚异丁烯和40-60wt%白油。 [0042] 所述除焦剂包括积污剂、FBN-03B04剂（购自北京三聚环保股份有限公司）、FZC-106剂（购自北京三聚环保股份有限公司）和FH-40A剂（购自北京三聚环保股份有限公司）； 其中，积污剂的装填体积为0.3-0.7m3，装填量为0.2-0.4t；FBN-03B04剂的装填体积为6- 8m3，装填量为5-6t；FZC-106剂的装填体积为12-16m3，装填量为6-8t；FH-40A剂的装填体积为3-4m3，装填量为2-3t。 [0043] 一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的方法，采用上述的装置，包括以下步骤：A）高负荷运行模式： 1）C6-C10烃类组分（105-115%负荷，100%负荷下的液相油流量为370.8t/h）与氢气、阻聚剂混合后，以140-150℃的温度进入绕管换热器进行换热，升温至250-260℃； 2）物料输送至沉焦罐进行除焦； 3）物料输送至进料加热炉进一步提温至305-339℃； 4）物料输送至加氢反应器进行反应； 5）反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置与储罐。 [0044] B）低负荷运行模式：在步骤A）运行过程中，当沉焦罐的进出口压差达到设计值（0.2MPa）时，进入低负荷运行模式，进行以下调整：步骤1）中，C6-C10烃类组分的负荷为45-55%；与氢气混合后，以135-145℃的温度进入热管换热器，升温至255-265℃； 步骤3）中，物料输送至进料加热炉进一步提温至290-339℃； 步骤5）中，反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置。 [0045] C）副线运行模式：在低负荷运行模式下，当沉焦罐的进出口压差再次达到设计值（0.2MPa）时，关闭沉焦罐出入口处的阀门，切换为副线运行模式，对积垢器和分散器清洗，清洗结束后，收集结焦物；完成后切换进入高负荷运行模式。 [0046] 实施例1如图1所示，一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的装置，包括阻聚剂注入器1、绕管换热器2、沉焦罐3、进料加热炉4、加氢反应器5。 [0047] 所述绕管换热器的入口处连接有阻聚剂注入器、循环氢进料管6和C6-C10烃类进料管7；所述绕管换热器、进料加热炉、加氢反应器回路连接，加氢反应器的物料经换热后从设于绕管换热器上的预加氢出料管16出料。 [0048] 所述沉焦罐并联于绕管换热器与进料加热炉之间的管路上，所述沉焦罐内填充有除焦剂，沉焦罐的入口处设有分散器8和积垢器9，出口处设有收集器10；沉焦罐的入口处与出口处还分别设有压差测量机构11；沉焦罐所在线路作为主线，与其并联的线路作为副线，所述主线与副线上分别设有阀门12。 [0049] 此外，所述沉焦罐的入口处和出口处还分别设有氮气吹扫系统13和火炬系统14。所述阻聚剂注入器处设有标定机构15。 [0050] 所述阻聚剂包括质量比为2：1的A组分和B组分，所述A组分包括30wt%的N，N-二甲基酰胺、20wt%的2,6-二叔丁基对甲酚和50wt%的4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基；所述B组分包括20wt%十二烷基苯磺酸、30wt%聚异丁烯和50wt%白油。 [0051] 所述除焦剂包括积污剂、FBN-03B04剂（购自北京三聚环保股份有限公司）、FZC-106剂（购自北京三聚环保股份有限公司）和FH-40A剂（购自北京三聚环保股份有限公司）； 其中，积污剂的装填体积为0.5m3，装填量为0.3t；FBN-03B04剂的装填体积为7.07m3，装填量为5.65t；FZC-106剂的装填体积为14.14m3，装填量为7.07t；FH-40A剂的装填体积为3.53m3，装填量为2.65t。一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的方法，采用上述的装置，包括以下步骤： A）高负荷运行模式： 1）C6-C10烃类组分（110%负荷，100%负荷下的液相油流量为370.8t/h）与氢气、阻聚剂混合后，以145℃的温度进入绕管换热器进行换热，升温至255℃； 2）物料输送至沉焦罐进行除焦； 3）物料输送至进料加热炉进一步至305℃； 4）物料输送至加氢反应器进行反应； 5）反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置与储罐。 [0052] B）低负荷运行模式：在步骤A）运行过程中，当沉焦罐的进出口压差达到设计值（0.2MPa）时，进入低负荷运行模式，进行以下调整：步骤1）中，C6-C10烃类组分的负荷为50%；与氢气混合后，以140℃的温度进入热管换热器，升温至260℃； 步骤3）中，物料输送至进料加热炉进一步提温至290℃； 步骤5）中，反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置。 [0053] C）副线运行模式：在低负荷运行模式下，当沉焦罐的进出口压差再次达到设计值（0.2MPa）时，关闭沉焦罐出入口处的阀门，切换为副线运行模式，对积垢器和分散器清洗，清洗结束后，收集结焦物；完成后切换进入高负荷运行模式。 [0054] 对比例1以320万吨/年的重整工艺为例，现有技术的处理方法如下： 以180t/h的C6-C10烃类组分量进入绕管换热器进行加热至145℃，以140℃的温度进入热管换热器进行升温至260℃，加热后物料进入进料加热炉，再次提温290℃后，进入加氢反应器，反应后精制油与加裂油混合进入重整装置。 [0055] 加氢装置投料8个月，发现进料端管程压降上升快，达到600KPa，催化剂床层压降也升到了350KPa。同时还发现绕管换热器管程有结焦现象，并且自绕管换热器顶部出口至反应进料加热炉入口管道内部有大量结焦，大量的结焦严重影响进料加热炉的运行安全，结焦物进入反应器增大床层的压降，此时需要加氢装置停工对反应器进行撇头。 [0056] 将实施例1与对比例1进行比较，对比例每隔8个月需要加氢装置停工10天，对加氢反应器进行撇头处理与绕管进行清洗，经济损失约500万，一年花费约750万。实施例1中，每4个月需要对沉焦罐进行清理一次，一年需阻聚剂5吨；每15个月需要更换除焦剂约15t，一年共花费约300万，并且将预加氢撇头周期延长至2年。大大减少了加氢催化剂的耗用量，减少了物料的损耗量和加氢反应器撇头的工作量，使在线运行的时间更长，提高公司的经济效益。 [0057] 实施例2一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的方法，采用上述的装置，包括以下步骤： A）高负荷运行模式： 1）C6-C10烃类组分（115%负荷，100%负荷下的液相油流量为370.8t/h）与氢气、阻聚剂混合后，以150℃的温度进入绕管换热器进行换热，升温至260℃； 2）物料输送至沉焦罐进行除焦； 3）物料输送至进料加热炉进一步提温至339℃； 4）物料输送至加氢反应器进行反应； 5）反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置与储罐。 [0058] B）低负荷运行模式：在步骤A）运行过程中，当沉焦罐的进出口压差达到设计值（0.2MPa）时，进入低负荷运行模式，进行以下调整：步骤1）中，C6-C10烃类组分的负荷为55%；与氢气混合后，以145℃的温度进入热管换热器，升温至265℃； 步骤3）中，物料输送至进料加热炉进一步提温至315℃； 步骤5）中，反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置。 [0059] C）副线运行模式：在低负荷运行模式下，当沉焦罐的进出口压差再次达到设计值（0.2MPa）时，关闭沉焦罐出入口处的阀门，切换为副线运行模式，对积垢器和分散器清洗，清洗结束后，收集结焦物；完成后切换进入高负荷运行模式。 [0060] 实施例3一种精制石脑油制备过程中防止C6-C10烃类组分结焦的方法，包括以下步骤： A）高负荷运行模式： 1）C6-C10烃类组分（105%负荷，100%负荷下的液相油流量为370.8t/h）与氢气、阻聚剂混合后，以140℃的温度进入绕管换热器进行换热，升温至250℃； 2）物料输送至沉焦罐进行除焦； 3）物料输送至进料加热炉进一步提温至322℃； 4）物料输送至加氢反应器进行反应； 5）反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置与储罐。 [0061] B）低负荷运行模式：在步骤A）运行过程中，当沉焦罐的进出口压差达到设计值（0.2MPa）时，进入低负荷运行模式，进行以下调整：步骤1）中，C6-C10烃类组分的负荷为45%；与氢气混合后，以135℃的温度进入热管换热器，升温至255℃； 步骤3）中，物料输送至进料加热炉进一步提温至305℃； 步骤5）中，反应所得物料输送至绕管换热器与进料换热后从预加氢出料管出料，进入重整装置。 [0062] C）副线运行模式：在低负荷运行模式下，当沉焦罐的进出口压差再次达到设计值（0.2MPa）时，关闭沉焦罐出入口处的阀门，切换为副线运行模式，对积垢器和分散器清洗，清洗结束后，收集结焦物；完成后切换进入高负荷运行模式。 [0063] 本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。 |
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