一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统

申请号 CN202310767516.8 申请日 2023-06-26 公开(公告)号 CN116790282A 公开(公告)日 2023-09-22
申请人 镇海石化建安工程股份有限公司; 发明人 陶江; 汤其玉; 胡兴苗; 王健良; 俞小芳; 吕斌; 徐伟栋;
摘要 一种用于柴 蜡油 加氢的换热组件及加氢系统,换热组件包括有:第一换热器,其第一热介质通道的入口用于供一段反应流出物输入,其第一冷介质通道的入口用于供一段反应流进料输入,其第一冷介质通道的出口用于供换热后的一段反应流进料输出;第二换热器,其第二热介质通道的入口与第一热介质通道的出口相连通,其第二热介质通道的出口用于连通至热高分离罐的入口,其第二冷介质通道的入口用于供 汽提 塔底液输入;第三换热器,其第三热介质通道的入口用于供二段反应流出物输入,其第三冷介质通道的入口与第二冷介质通道的出口相连通,其第三冷介质通道的出口用于连通至下游设备;第四换热器。与 现有技术 相比,本 发明 能降低设备投资、提高换热效率。
权利要求

1.一种用于柴蜡油加氢的换热组件,其特征在于包括有:
第一换热器(110),具有第一热介质通道、第一冷介质通道,所述第一热介质通道的入口用于供一段反应流出物输入,所述第一冷介质通道的入口用于供一段反应流进料输入,所述第一冷介质通道的出口用于供换热后的一段反应流进料输出;
第二换热器(120),具有第二热介质通道、第二冷介质通道,所述第二热介质通道的入口与所述第一热介质通道的出口相连通,所述第二热介质通道的出口用于连通至热高分离罐(500)的入口;所述第二冷介质通道的入口用于供汽提塔底液输入;
第三换热器(130),具有第三热介质通道、第三冷介质通道,所述第三热介质通道的入口用于供二段反应流出物输入,所述第三冷介质通道的入口与所述第二冷介质通道的出口相连通,所述第三冷介质通道的出口用于连通至下游设备;
第四换热器(140),具有第四热介质通道、第四冷介质通道,所述第四热介质通道的入口与所述第三热介质通道的出口相连通,所述第四热介质通道的出口用于连通至热高分离罐(500)的入口,所述第四冷介质通道的入口用于供二段反应流进料输入,所述第四冷介质通道的出口用于供换热后的二段反应流进料输出。
2.根据权利要求1所述的换热组件,其特征在于:所述第一换热器(110)之第一冷介质通道的入口连接有用于输送一段反应流进料的第一进料管线(111),且第一进料管线(111)上设有用于控制流量的第一进料(112),所述第一冷介质通道的出口连接有用于输送换热后的一段反应流进料的第一出料管线(113);
还包括有第一旁路管线(114)以及设于第一旁路管线(114)上的用于控制流量的第一旁路阀门(115),所述第一旁路管线(114)的入口端连通至所述第一进料管线(111),所述第一旁路管线(114)的出口端连通至所述第一出料管线(113)。
3.根据权利要求2所述的换热组件,其特征在于:所述第一进料管线(111)包括有用于输送原料油的原料油管线(1111)以及用于输送氢的氢管线(1112),原料油管线(1111)的出口以及氢管线(1112)的出口均连通至所述第一换热器(110)之第一冷介质通道的入口;
所述第一旁路管线(114)的入口端连通至所述原料油管线(1111),所述第一进料阀门(112)设于所述原料油管线(1111)。
4.根据权利要求2所述的换热组件,其特征在于:所述第二换热器(120)之第二冷介质通道的入口连接有用于输送汽提塔底液的第二进料管线(121),且第二进料管线(121)上设有用于控制流量的第二进料阀门(122),所述第二冷介质通道的出口与所述第三换热器(130)之第三冷介质通道的入口之间通过第二出料管线(123)相连通;
还包括有第二旁路管线(124)以及设于第二旁路管线(124)上的用于控制流量的第二旁路阀门(125),所述第二旁路管线(124)的入口端连通至所述第二进料管线(121),所述第二旁路管线(124)的出口端连通至所述第二出料管线(123)。
5.根据权利要求4所述的换热组件,其特征在于:所述第三换热器(130)之第三冷介质通道的出口连接有第三出料管线(133);
还包括有第三旁路管线(134)以及设于第三旁路管线(134)上的用于控制流量的第三旁路阀门(135),所述第三旁路管线(134)的入口端连通至所述第二出料管线(123),所述第二旁路管线(124)的出口端连通至所述第三出料管线(133);且所述第二出料管线(123)上位于所述第三旁路管线(134)的入口端与所述第三冷介质通道的入口之间的位置设有用于控制流量的第三进料阀门(132)。
6.根据权利要求2所述的换热组件,其特征在于:所述第二换热器(120)之第二冷介质通道的入口连接有用于输送汽提塔底液的第二进料管线(121),且第二进料管线(121)上设有用于控制流量的第二进料阀门(122);所述第三换热器(130)之第三冷介质通道的出口连接有第三出料管线(133);
还包括有大旁路管线(144)以及设于大旁路管线(144)上的用于控制流量的大旁路阀门(145),所述大旁路管线(144)的入口端连通至所述第二进料管线(121),所述大旁路管线(144)的出口端连通至所述第三出料管线(133)。
7.根据权利要求5所述的换热组件,其特征在于:所述第一旁路管线(114)、第二旁路管线(124)、第三旁路管线(134)的至少其中之一设于对应的换热器内而形成旁路通道(2),旁路通道(2)的出口与对应的换热器内的冷介质通道的出口相连通。
8.根据权利要求7所述的换热组件,其特征在于:所述换热器为缠绕管式换热器,包括有壳体(1)、以及作为壳程(101)或管程(102)的上述冷介质通道,所述壳体(1)上设有与冷介质通道的入口端相连通的冷介质入口接管(100a)、与冷介质通道的出口端相连通的冷介质出口接管(100b)以及与旁路通道(2)的入口端相连通的旁路介质入口接管(2a);所述旁路通道(2)的出口端与所述冷介质通道的出口端相连通,所述冷介质出口接管(100b)供冷介质与旁路介质混合后的混合介质输出。
9.根据权利要求8所述的换热组件,其特征在于:所述旁路通道(2)的延伸方向与所述冷介质通道的延伸方向一致,且旁路通道(2)的入口端相对靠近冷介质通道的入口端。
10.根据权利要求9所述的换热组件,其特征在于:所述旁路通道(2)位于冷介质通道内。
11.根据权利要求10所述的换热组件,其特征在于:所述旁路通道(2)上下延伸,并作为中心筒设于壳体(1)内部的中央;所述管程(102)中的换热管(3)螺旋缠绕在旁路通道(2)的外周。
12.根据权利要求11所述的换热组件,其特征在于:所述旁路通道(2)内靠近其出口端的位置设有能切断或导通旁路通道(2)内通路的开关件。
13.根据权利要求12所述的换热组件,其特征在于:所述开关件包括有阀片(23)与弹性件(24),所述阀片(23)能转动地设于旁路通道(2)内,以切断或导通旁路通道(2)内的通路;
所述弹性件(24)作用于阀片(23),以使阀片(23)始终具有转动至切断通路的趋势;同时,在旁路通道(2)内由入口端流向出口端的旁路介质的作用下,所述阀片(23)被布置成能克服弹性件(24)的弹而转动至打开通路的状态。
14.根据权利要求13所述的换热组件,其特征在于:所述旁路通道(2)内横置有带通孔(250)的门板(25),所述阀片(23)能转动地设于门板(25)上,且沿旁路介质由旁路通道(2)的入口端至出口端的流动方向,所述阀片(23)位于门板(25)的下游,以启闭通孔(250),且在阀片(23)打开通孔(250)的状态下,所述旁路通道(2)内的通路导通,在阀片(23)闭合通孔(250)的状态下,所述旁路通道(2)内的通路切断。
15.根据权利要求14所述的换热组件,其特征在于:所述阀片(23)一侧的边缘通过转轴(231)转动连接于门板(25),所述弹性件(24)为套设在转轴(231)外周的扭簧
16.根据权利要求11所述的换热组件,其特征在于:所述壳体(1)上设有两用于支撑换热管(3)上、下端部的管板(5),所述旁路通道(2)的至少其中一个端部以能相对对应的管板(5)上下伸缩移动的方式约束于管板(5)。
17.一种加氢系统,包括有分馏塔(200)、汽提塔(300)、加热炉(400)、热高分离罐(500)以及第一换热装置(600),其特征在于还具有如权利要求1~16中任一权项所述的换热组件,所述第二换热器(120)之第二冷介质通道的入口与所述汽提塔(300)底部的出口相连通,所述热高分离罐(500)的入口与所述第二换热器(120)之第二热介质通道的出口以及所述第四换热器(140)之第四热介质通道的出口相连通,所述热高分离罐(500)顶部的出口与所述第一换热装置(600)之热介质通道的入口相连通,所述第一换热装置(600)之冷介质换热通道的入口连接有用于输送汽提塔进料的汽提塔进料管线(310),所述第一换热装置(600)之冷介质换热通道的出口与所述汽提塔(300)的进料口相连通;
所述第三换热器(130)之第三冷介质通道的出口与所述加热炉(400)的输入端相连通,所述加热炉(400)的输出端与所述分馏塔(200)的进料口相连通。
18.根据权利要求17所述的加氢系统,其特征在于:还包括有第二换热装置(700),其冷介质换热通道的入口与所述第三换热器(130)之第三冷介质通道的出口相连通,其冷介质换热通道的出口与所述加热炉(400)的输入端相连通,其热介质换热通道的入口与所述分馏塔(200)底部的出口连通。
19.根据权利要求18所述的加氢系统,其特征在于:还包括有第三换热装置(800),其热介质换热通道的入口与所述第二换热装置(700)之热介质换热通道的出口连通,其冷介质换热通道的入口连接有用于输送的供水管线(810)。
20.根据权利要求17所述的加氢系统,其特征在于:所述第一换热装置(600)之冷介质换热通道有三个,其中第一个冷介质换热通道的入口连接有用于输送氢的供氢管线(610),第二个冷介质换热通道的入口连接有上述的汽提塔进料管线(310),第三个冷介质换热通道的入口连接有用于输送水的送水管线(620),所述第一个冷介质换热通道、第二个冷介质换热通道、第三个冷介质换热通道沿第一换热装置(600)之热介质通道内热高分气的流动方向依次布置。

说明书全文

一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统

技术领域

[0001] 本发明属于石油加工技术领域,具体涉及一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统。

背景技术

[0002] 现有的用于柴蜡油加氢的系统如图1所示,其采用传统的列管换热器,存在换热效率低、容易内漏、设备大型化困难等一系列问题,需采用较大的换热温差,将冷热物流进行多温位切割以实现传热设计及设备可制造性,这样使得换热设备台数较多、高压管道、高压密封面多,占地较大,且配管工作困难,装置框架设计、设备造价等总投资大。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状,提供一种用于柴蜡油加氢的换热组件,以降低设备投资、提高换热效率。
[0004] 本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种具有上述换热组件的加氢系统。
[0005] 本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为:一种用于柴蜡油加氢的换热组件,其特征在于包括有:
[0006] 第一换热器,具有第一热介质通道、第一冷介质通道,所述第一热介质通道的入口用于供一段反应流出物输入,所述第一冷介质通道的入口用于供一段反应流进料输入,所述第一冷介质通道的出口用于供换热后的一段反应流进料输出;
[0007] 第二换热器,具有第二热介质通道、第二冷介质通道,所述第二热介质通道的入口与所述第一热介质通道的出口相连通,所述第二热介质通道的出口用于连通至热高分离罐的入口;所述第二冷介质通道的入口用于供汽提塔底液输入;
[0008] 第三换热器,具有第三热介质通道、第三冷介质通道,所述第三热介质通道的入口用于供二段反应流出物输入,所述第三冷介质通道的入口与所述第二冷介质通道的出口相连通,所述第三冷介质通道的出口用于连通至下游设备;
[0009] 第四换热器,具有第四热介质通道、第四冷介质通道,所述第四热介质通道的入口与所述第三热介质通道的出口相连通,所述第四热介质通道的出口用于连通至热高分离罐的入口,所述第四冷介质通道的入口用于供二段反应流进料输入,所述第四冷介质通道的出口用于供换热后的二段反应流进料输出。
[0010] 本发明中四台换热器的设计以及连接关系能有效提高一段反应流进料、二段反应流进料的出口温度,从而减小后续高压反应加热炉的负荷,即高压部分的加热炉的投资减少;且本发明将低温低压的汽提塔底液优先与高压反应流出物换热,扩大了高压部分的换热器的传热温差,减小了高压部分的换热器的设备投资;同时,二段反应流出物先与汽提塔底液换热,有助于提高汽提塔底液温度;综上,本发明在减少换热器设备数量的同时,提高换热效率,使得系统占地少、配管方便、总投资明显减少。
[0011] 为了便于根据实际工况进行调节,优选地,所述第一换热器之第一冷介质通道的入口连接有用于输送一段反应流进料的第一进料管线,且第一进料管线上设有用于控制流量的第一进料,所述第一冷介质通道的出口连接有用于输送换热后的一段反应流进料的第一出料管线;
[0012] 还包括有第一旁路管线以及设于第一旁路管线上的用于控制流量的第一旁路阀门,所述第一旁路管线的入口端连通至所述第一进料管线,所述第一旁路管线的出口端连通至所述第一出料管线。
[0013] 优选地,所述第一进料管线包括有用于输送原料油的原料油管线以及用于输送氢的氢管线,原料油管线的出口以及氢管线的出口均连通至所述第一换热器之第一冷介质通道的入口;
[0014] 所述第一旁路管线的入口端连通至所述原料油管线,所述第一进料阀门设于所述原料油管线。
[0015] 优选地,所述第二换热器之第二冷介质通道的入口连接有用于输送汽提塔底液的第二进料管线,且第二进料管线上设有用于控制流量的第二进料阀门,所述第二冷介质通道的出口与所述第三换热器之第三冷介质通道的入口之间通过第二出料管线相连通;
[0016] 还包括有第二旁路管线以及设于第二旁路管线上的用于控制流量的第二旁路阀门,所述第二旁路管线的入口端连通至所述第二进料管线,所述第二旁路管线的出口端连通至所述第二出料管线。
[0017] 较优选地,所述第三换热器之第三冷介质通道的出口连接有第三出料管线;
[0018] 还包括有第三旁路管线以及设于第三旁路管线上的用于控制流量的第三旁路阀门,所述第三旁路管线的入口端连通至所述第二出料管线,所述第二旁路管线的出口端连通至所述第三出料管线;且所述第二出料管线上位于所述第三旁路管线的入口端与所述第三冷介质通道的入口之间的位置设有用于控制流量的第三进料阀门。
[0019] 在上述方案中,优选地,所述第二换热器之第二冷介质通道的入口连接有用于输送汽提塔底液的第二进料管线,且第二进料管线上设有用于控制流量的第二进料阀门;所述第三换热器之第三冷介质通道的出口连接有第三出料管线;
[0020] 还包括有大旁路管线以及设于大旁路管线上的用于控制流量的大旁路阀门,所述大旁路管线的入口端连通至所述第二进料管线,所述大旁路管线的出口端连通至所述第三出料管线。
[0021] 在上述换热组件中,汽提塔底液或原料油作为冷流体走换热器的冷介质通道以及旁路管线,但是旁路管线和旁路阀门的设计需考虑现场框架及管廊等因素,旁路管线往往较长,旁路位差较大,造成旁路压降大于流体流经换热设备的压降,从而使得旁路管线无法正常调控,由此造成换热后的冷流体的温度会高于设计的所需值,对后续换热网络及操作造成影响。同时,若换热后的冷流体的温度过高,超过管线所能承担的最大温度,则会导致管线出现渗漏甚至爆炸的问题,存在安全隐患。
[0022] 故而,在上述各方案中,为提高使用安全性,优选地,所述第一旁路管线、第二旁路管线、第三旁路管线的至少其中之一设于对应的换热器内而形成旁路通道,旁路通道的出口与对应的换热器内的冷介质通道的出口相连通。如此,旁路介质能与换热后的冷流体混合后输出,混合后的介质能低于换热后的冷流体的温度,从而解决了换热后的冷流体温度过高而存在的安全问题。
[0023] 优选地,所述换热器为缠绕管式换热器,包括有壳体、以及作为壳程或管程的上述冷介质通道,所述壳体上设有与冷介质通道的入口端相连通的冷介质入口接管、与冷介质通道的出口端相连通的冷介质出口接管以及与旁路通道的入口端相连通的旁路介质入口接管;所述旁路通道的出口端与所述冷介质通道的出口端相连通,所述冷介质出口接管供冷介质与旁路介质混合后的混合介质输出。
[0024] 进一步地,所述旁路通道的延伸方向与所述冷介质通道的延伸方向一致,且旁路通道的入口端相对靠近冷介质通道的入口端。
[0025] 进一步地,所述旁路通道位于冷介质通道内。
[0026] 为提高结构紧凑性,优选地,所述旁路通道上下延伸,并作为中心筒设于壳体内部的中央;所述管程中的换热管螺旋缠绕在旁路通道的外周。
[0027] 在上述方案中,为避免介质在旁路通道内倒流的同时,还不影响旁路介质的正常输送,优选地,所述旁路通道内靠近其出口端的位置设有能切断或导通旁路通道内通路的开关件。
[0028] 优选地,所述开关件包括有阀片与弹性件,所述阀片能转动地设于旁路通道内,以切断或导通旁路通道内的通路;所述弹性件作用于阀片,以使阀片始终具有转动至切断通路的趋势;同时,在旁路通道内由入口端流向出口端的旁路介质的作用下,所述阀片被布置成能克服弹性件的弹而转动至打开通路的状态。
[0029] 如此,阀片能阻止旁路介质倒流进旁路,且旁路内正常走旁路介质时,旁路介质能冲开阀片而打开通路,从而不影响旁路介质的正常输送。
[0030] 优选地,所述旁路通道内横置有带通孔的门板,所述阀片能转动地设于门板上,且沿旁路介质由旁路通道的入口端至出口端的流动方向,所述阀片位于门板的下游,以启闭通孔,且在阀片打开通孔的状态下,所述旁路通道内的通路导通,在阀片闭合通孔的状态下,所述旁路通道内的通路切断。
[0031] 进一步地,所述阀片一侧的边缘通过转轴转动连接于门板,所述弹性件为套设在转轴外周的扭簧
[0032] 进一步地,所述壳体上设有两用于支撑换热管上、下端部的管板,所述旁路通道的至少其中一个端部以能相对对应的管板上下伸缩移动的方式约束于管板。
[0033] 本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为:一种加氢系统,包括有分馏塔、汽提塔、加热炉、热高分离罐以及第一换热装置,其特征在于还具有如上所述的换热组件,所述第二换热器之第二冷介质通道的入口与所述汽提塔底部的出口相连通,所述热高分离罐的入口与所述第二换热器之第二热介质通道的出口以及所述第四换热器之第四热介质通道的出口相连通,所述热高分离罐顶部的出口与所述第一换热装置之热介质通道的入口相连通,所述第一换热装置之冷介质换热通道的入口连接有用于输送汽提塔进料的汽提塔进料管线,所述第一换热装置之冷介质换热通道的出口与所述汽提塔的进料口相连通;
[0034] 所述第三换热器之第三冷介质通道的出口与所述加热炉的输入端相连通,所述加热炉的输出端与所述分馏塔的进料口相连通。
[0035] 优选地,还包括有第二换热装置,其冷介质换热通道的入口与所述第三换热器之第三冷介质通道的出口相连通,其冷介质换热通道的出口与所述加热炉的输入端相连通,其热介质换热通道的入口与所述分馏塔底部的出口连通。如此,能利用分馏塔底部的未转换油来加热汽提塔底液,减少分馏塔进料前的加热炉的负荷。
[0036] 进一步地,还包括有第三换热装置,其热介质换热通道的入口与所述第二换热装置之热介质换热通道的出口连通,其冷介质换热通道的入口连接有用于输送的供水管线。
[0037] 进一步地,所述第一换热装置之冷介质换热通道有三个,其中第一个冷介质换热通道的入口连接有用于输送氢的供氢管线,第二个冷介质换热通道的入口连接有上述的汽提塔进料管线,第三个冷介质换热通道的入口连接有用于输送水的送水管线,所述第一个冷介质换热通道、第二个冷介质换热通道、第三个冷介质换热通道沿第一换热装置之热介质通道内热高分气的流动方向依次布置。如此,能充分利用热高分气的热量。
[0038] 与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明中四台换热器的设计以及连接关系能有效提高一段反应流进料、二段反应流进料的出口温度,从而减小后续高压反应加热炉的负荷,即高压部分的加热炉的投资减少;且本发明将低温低压的汽提塔底液优先与高压反应流出物换热,扩大了高压部分的换热器的传热温差,减小了高压部分的换热器的设备投资;同时,二段反应流出物先与汽提塔底液换热,有助于提高汽提塔底液温度;综上,本发明在减少换热器设备数量的同时,提高换热效率,使得系统占地少、配管方便、总投资明显减少。附图说明
[0039] 图1为现有技术中加氢系统的结构示意图;
[0040] 图2为本发明实施例一中加氢系统的结构示意图;
[0041] 图3为本发明实施例二中换热组件的结构示意图(对应图2中虚线框内的部分);
[0042] 图4为本发明实施例三中换热组件的结构示意图(对应图2中虚线框内的部分);
[0043] 图5为本发明实施例四中换热组件的结构示意图(对应图2中虚线框内的部分);
[0044] 图6为本发明实施例四中换热器的结构示意图;
[0045]
[0046] 图7为本发明实施例五中换热器的结构示意图;
[0047] 图8为本发明实施例六中换热器的结构示意图;
[0048] 图9为图8中A部的放大图;
[0049] 图10为图8中A部的剖视图。

具体实施方式

[0050] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0051] 实施例一:
[0052] 如图2所示,为本发明的一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统的优选实施例一,该加氢系统包括有换热组件、分馏塔200、汽提塔300、加热炉400、热高分离罐500以及第一换热装置600、第二换热装置700、第三换热装置800。
[0053] 其中,换热组件包括有第一换热器110、第二换热器120、第三换热器130、第四换热器140。
[0054] 第一换热器110具有第一热介质通道和第一冷介质通道,第一热介质通道的入口用于供一段反应流出物输入,第一冷介质通道的入口用于供一段反应流进料输入,第一冷介质通道的出口用于供换热后的一段反应流进料输出,第一冷介质通道的出口用于连通至一反进料加热炉。
[0055] 第二换热器120具有第二热介质通道和第二冷介质通道,第二热介质通道的入口与第一换热器110之第一热介质通道的出口相连通,第二热介质通道的出口连通至热高分离罐500的入口;第二冷介质通道的入口与汽提塔300底部的出口相连通。
[0056] 第三换热器130具有第三热介质通道和第三冷介质通道,第三热介质通道的入口用于供二段反应流出物输入,第三冷介质通道的入口与第二换热器120之第二冷介质通道的出口相连通。
[0057] 第四换热器140具有第四热介质通道和第四冷介质通道,第四热介质通道的入口与第三换热器130之第三热介质通道的出口相连通,第四热介质通道的出口连通至热高分离罐500的入口,第四冷介质通道的入口用于供二段反应流进料输入,第四冷介质通道的出口用于供换热后的二段反应流进料输出,第四冷介质通道的出口用于连通至二反进料加热炉。
[0058] 上述第一换热装置600具有一个热介质通道、三个冷介质换热通道,且第一换热装置600之热介质通道的入口与热高分离罐500顶部的出口连通,第一换热装置600之热介质通道的出口连通至下游的空冷器。三个冷介质换热通道中的第一个冷介质换热通道的入口连接有用于输送氢的供氢管线610,第二个冷介质换热通道的入口连接有用于输送汽提塔进料的汽提塔进料管线310,第三个冷介质换热通道的入口连接有用于输送水的送水管线620,第一个冷介质换热通道、第二个冷介质换热通道、第三个冷介质换热通道沿第一换热装置600之热介质通道内热高分气的流动方向依次布置。
[0059] 上述汽提塔300为脱硫化氢汽提塔,其进料口与第一换热装置600之第二个冷介质换热通道的出口连通。且汽提塔300下部具有蒸汽入口。
[0060] 上述第三换热器130之第三冷介质通道的出口依次通过第二换热装置700、加热炉400与分馏塔200的进料口相连通。具体地,第二换热装置700的冷介质换热通道的入口与第三换热器130之第三冷介质通道的出口相连通,第二换热装置700的冷介质换热通道的出口与加热炉400的输入端相连通,加热炉400的输出端与分馏塔200的进料口相连通,第二换热装置700的热介质换热通道的入口与分馏塔200底部的出口连通。
[0061] 第三换热装置800的热介质换热通道的入口与第二换热装置700之热介质换热通道的出口连通,其冷介质换热通道的入口连接有用于输送水的供水管线810。
[0062] 本实施例的换热工艺如下:
[0063] 一段反应流出物依次通过第一换热器110之第一热介质通道、第二换热器120之第二热介质通道后输入热高分离罐500,其中,进入第一换热器110之第一热介质通道之前的一段反应流出物的温度为425℃、压力为17.08MPa,从第二换热器120之第二热介质通道输出的一段反应流出物的温度为255℃;同时,一段反应流进料(温度为207℃、压力为19.54MPa)输入第一换热器110之第一冷介质通道,与一段反应流出物进行换热,换热后的一段反应流进料(温度为405℃)送至一反进料加热炉;
[0064] 二段反应流出物依次通过第三换热器130之第三热介质通道、第四换热器140之第四热介质通道后输入热高分离罐500,其中,进入第三换热器130之第三热介质通道之前的二段反应流出物的温度为403℃、压力为16.8MPa,从第四换热器140之第四热介质通道输出的二段反应流出物的温度为255℃;同时,二段反应流进料(温度为216℃、压力为18.3MPa)输入第四换热器140之第四冷介质通道,与二段反应流出物进行换热,换热后的二段反应流进料(温度为380℃)送至二反进料加热炉;
[0065] 热高分离罐500顶部输出的热高分气(压力为16.4MPa)通过第一换热装置600的热介质通道后输出去空冷器,从第一换热装置600的热介质通道输出的热高分气的温度为90℃;同时,氢通过供氢管线610进入第一换热装置600的第一个冷介质换热通道与热高分气进行热交换,且换热前氢的温度为87℃,换热后氢的温度为200.7℃;汽提塔进料通过汽提塔进料管线310进入第一换热装置600的第二个冷介质换热通道与热高分气进行热交换,且换热前汽提塔进料的温度为49℃,换热后汽提塔进料的温度为166.6℃;水通过送水管线
620进入第一换热装置600的第三个冷介质换热通道与热高分气进行热交换,且换热前水温为70℃,换热后水温为95℃;
[0066] 从汽提塔底部输出的汽提塔底液依次通过第二换热器120之第二冷介质通道、第三换热器130之第三冷介质通道、第二换热装置700之冷介质换热通道、加热炉400后输入分馏塔200,其中,从汽提塔底部输出的汽提塔底液的温度为213℃,压力为3.0MPa,从第二换热器120之第二冷介质通道输出的汽提塔底液的温度为276℃,从第三换热器130之第三冷介质通道输出的汽提塔底液的温度为282.4℃,从第二换热装置700之冷介质换热通道输出的汽提塔底液的温度为307.5℃;
[0067] 同时,从分馏塔底部输出的未转换油依次通过第二换热装置700之热介质换热通道、第三换热装置800之热介质换热通道后输出,其中从分馏塔底部输出的未转换油的温度为354℃,压力为1.6MPa,从第二换热装置700之热介质换热通道输出的未转换油的温度为
287.5℃,从第三换热装置800之热介质换热通道输出的未转换油的温度为240℃。且同时,
70℃的水通过供水管线810进入第三换热装置800之冷介质通道,与未转换油换热后输出,输出的水温为95℃。
[0068] 本实施例有效提高了一段反应流进料、二段反应流进料的出口温度,从而减小后续高压反应加热炉的负荷,即高压部分的加热炉的投资减少。
[0069] 且对反应进料加热炉预留了10~15℃的温升,有利于工况变动的调节。加上原料油和汽提塔底液的大旁路,整个系统调节更加方便有效。
[0070] 相较于现有技术,本实施例中低压的加热炉400设计负荷需增加,但因压力低,成本增加比例不大。
[0071] 且本实施例中,通过热高分气与汽提塔进料换热,可提升汽提塔进料温度,从而有效减少汽提塔蒸汽用量。
[0072] 通过第二换热装置700的设计,减小未转换油和汽提塔底液换热温差,可减小分馏塔进料前的加热炉400的负荷。
[0073] 实施例二:
[0074] 如图3所示,为本发明的一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统的优选实施例二,本实施例与实施例一基本相同,区别在于本实施例中第二换热器120之第二冷介质通道的入口连接有用于输送汽提塔底液的第二进料管线121,且第二进料管线121上设有用于控制流量的第二进料阀门122,第二冷介质通道的出口与第三换热器130之第三冷介质通道的入口之间通过第二出料管线123相连通;第三换热器130之第三冷介质通道的出口连接有第三出料管线133;
[0075] 还包括有第二旁路管线124以及设于第二旁路管线124上的用于控制流量的第二旁路阀门125,第二旁路管线124的入口端连通至第二进料管线121,第二旁路管线124的出口端连通至第二出料管线123靠近第二换热器120之第二冷介质通道的出口的位置。
[0076] 还包括有第三旁路管线134以及设于第三旁路管线134上的用于控制流量的第三旁路阀门135,第三旁路管线134的入口端连通至第二出料管线123靠近第三换热器130之第三冷介质通道的入口的位置,第二旁路管线124的出口端连通至第三出料管线133;且第二出料管线123上位于第三旁路管线134的入口端与第三冷介质通道的入口之间的位置设有
用于控制流量的第三进料阀门132。
[0077] 实施例三:
[0078] 如图4所示,为本发明的一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统的优选实施例三,本实施例与实施例一基本相同,区别在于本实施例中第一换热器110之第一冷介质通道的出口连接有用于输送换热后的一段反应流进料的第一出料管线113;第一换热器110之第一冷介质通道的入口连接有用于输送一段反应流进料的第一进料管线111,第一进料管线111包括有用于输送原料油的原料油管线1111以及用于输送氢的氢管线1112,原料油管线1111的出口以及氢管线1112的出口均连通至第一换热器110之第一冷介质通道的入口,且原料油管线1111上设有用于控制流量的第一进料阀门112;
[0079] 还包括有第一旁路管线114以及设于第一旁路管线114上的用于控制流量的第一旁路阀门115,第一旁路管线114的入口端连通至原料油管线1111,第一旁路管线114的出口端连通至第一出料管线113。
[0080] 同时,第二换热器120之第二冷介质通道的入口连接有用于输送汽提塔底液的第二进料管线121,且第二进料管线121上设有用于控制流量的第二进料阀门122;第三换热器
130之第三冷介质通道的出口连接有第三出料管线133;
[0081] 还包括有大旁路管线144以及设于大旁路管线144上的用于控制流量的大旁路阀门145,大旁路管线144的入口端连通至第二进料管线121,大旁路管线144的出口端连通至第三出料管线133。
[0082] 实施例四:
[0083] 如图5、6所示,为本发明的一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统的优选实施例四,本实施例与实施例二基本相同,区别在于本实施例中第一换热器110之第一冷介质通道的出口连接有用于输送换热后的一段反应流进料的第一出料管线113;第一换热器110之第一冷介质通道的入口连接有用于输送一段反应流进料的第一进料管线111,第一进料管线111包括有用于输送原料油的原料油管线1111以及用于输送氢的氢管线1112,原料油管线1111的出口以及氢管线1112的出口均连通至第一换热器110之第一冷介质通道的入口,且原料油管线1111上设有用于控制流量的第一进料阀门112;
[0084] 还包括有第一旁路管线114以及设于第一旁路管线114上的用于控制流量的第一旁路阀门115,第一旁路管线114的入口端连通至原料油管线1111,第一旁路管线114的出口端连通至第一出料管线113。
[0085] 同时,本实施例中,第一旁路管线114、第二旁路管线124、第三旁路管线134分别设于各自对应的换热器内而形成三个旁路通道2,各旁路通道2的出口与对应的换热器内的冷介质通道的出口相连通。具体如下:
[0086] 每个换热器均为缠绕管式换热器,并包括有壳体1、旁路通道2与换热管3。
[0087] 其中,壳体1呈竖向设置的筒状,壳体1的上下两端分别设有冷介质入口接管100a、冷介质出口接管100b。同时,壳体1之侧壁的下部设有供热介质输入的壳程入口接管1a,壳体1之侧壁的上部设有供热介质输出的壳程出口接管1b,壳程入口接管1a、壳程出口接管1b与壳体1内部(作为换热器的壳程101)连通。
[0088] 旁路通道2上下延伸,并作为中心筒设于壳体1内部的中央;且壳体1内对应旁路通道2的两端分别设有管板5。其中,旁路通道2的下端位于对应的管板2上方,且两者相固定,且旁路通道2的下端口与冷介质出口接管100b相连通;旁路通道2的上端位于对应的管板5下方,两者相插接,以使旁路通道2的上端能相对管板5上下移动伸缩,同时,旁路通道2的上端与冷介质入口接管100a相连通。
[0089] 上述换热管3作为换热器的管程102(即冷介质通道)缠绕在旁路通道2的外周,换热管3的上下端分别支撑于对应的管板2,并分别与对应的冷介质入口接管100a、冷介质出口接管100b相连通。
[0090] 同时,壳体1上部相对靠近冷介质入口接管100a的位置设有旁路介质入口接管2a,旁路介质入口接管2a的局部向下穿过对应的管板5,并伸入旁路通道2的上端口(作为旁路通道2的入口端)内,与旁路通道2连通。旁路通道2的下端口(作为旁路通道2的出口端)与换热管3的下端口相连通,冷介质出口接管100b供冷介质与旁路介质混合后的混合介质输出。
[0091] 运行过程中,热介质从壳程入口接管1a输入壳体1内,与冷介质换热后从壳程出口接管1b输出。旁路介质从旁路介质入口接管2a输入旁路通道2内,冷介质从冷介质入口接管100a输入换热管3内,与热介质换热后流出换热管3,并与旁路介质混合后一起从冷介质出口接管100b输出。
[0092] 实施例五:
[0093] 如图7所示,为本发明的一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统的优选实施例五,本实施例与实施例四基本相同,区别在于本实施例中:
[0094] 壳体1呈竖向设置的筒状,壳体1的上下两端分别设有冷介质出口接管100b、冷介质入口接管100a。同时,壳体1之侧壁的上部设有供热介质输入的壳程入口接管1a,壳体1之侧壁的下部设有供热介质输出的壳程出口接管1b,壳程入口接管1a、壳程出口接管1b与壳体1内部(作为换热器的壳程101)连通。
[0095] 旁路通道2上下延伸,并作为中心筒设于壳体1内部的中央;且壳体1内对应旁路通道2的两端分别设有管板5。其中,旁路通道2的下端位于对应的管板2上方,且两者相固定;旁路通道2的上端位于对应的管板5下方,两者相插接,以使旁路通道2的上端能相对管板5上下移动伸缩,同时,旁路通道2的上端口与冷介质出口接管100b相连通。
[0096] 上述换热管3作为换热器的管程102(即冷介质通道)缠绕在旁路通道2的外周,换热管3的上下端分别支撑于对应的管板2,并分别与对应的冷介质出口接管100b、冷介质入口接管100a相连通。
[0097] 同时,壳体1下部相对靠近冷介质入口接管100a的位置设有旁路介质入口接管2a,旁路介质入口接管2a的局部向上穿过对应的管板5,并伸入旁路通道2的下端口(作为旁路通道2的入口端)内,与旁路通道2连通。旁路通道2的上端口(作为旁路通道2的出口端)与换热管3的上端口相连通,冷介质出口接管100b供管程介质与旁路介质混合后的混合介质输出。
[0098] 运行过程中,热介质从壳程入口接管1a输入壳体1内,与冷介质换热后从壳程出口接管1b输出。旁路介质从旁路介质入口接管2a输入旁路通道2内,冷介质从冷介质入口接管100a输入换热管3内,与热介质换热后流出换热管3,并与旁路介质混合后一起从冷介质出口接管100b输出。
[0099] 实施例六:
[0100] 如图8~10所示,为本发明的一种用于柴蜡油加氢的换热组件及加氢系统的优选实施例六,本实施例与实施例四基本相同,区别在于本实施例中:
[0101] 缠绕管式换热器包括有壳体1、旁路通道2、开关件与换热管3。
[0102] 其中,壳体1呈竖向设置的筒状,壳体1的上下两端分别设有供管程介质输入的管程入口接管、供管程介质输出的管程出口接管。同时,壳体1之侧壁的下部设有供冷介质输入的冷介质入口接管100a,壳体1之侧壁的上部设有供冷介质输出的冷介质出口接管100b,冷介质入口接管100a、冷介质出口接管100b与壳体1内部(作为换热器的壳程101,即冷介质通道)连通。
[0103] 旁路通道2上下延伸,并作为中心筒设于壳体1内部的中央;且壳体1内对应旁路通道2的两端分别设有管板5。其中,旁路通道2的下端(作为旁路通道2的入口端)位于对应的管板2上方,且两者相固定;旁路通道2的上端(作为旁路通道2的出口端)位于对应的管板5下方,两者相插接,以使旁路通道2的上端能相对管板5上下移动伸缩。
[0104] 上述换热管3作为换热器的管程102缠绕在旁路通道2的外周,换热管3的上下端分别支撑于对应的管板2,并分别与对应的管程入口接管、管程出口接管相连通。
[0105] 同时,壳体1之侧壁的下部对应旁路通道2下端的位置设有旁路介质入口接管2a,旁路介质入口接管2a的局部横向伸入壳体1内并与旁路通道2相连通。旁路通道2的上端(作为旁路通道2的出口端)设有流体出口22,该流体出口22与冷介质出口接管100b相对,且两者通过壳体1内部空间连通,即冷介质出口接管100b供冷介质与旁路介质混合后的混合介质输出。
[0106] 运行过程中,热介质从管程入口接管输入换热管3内,与冷介质换热后流出换热管3,旁路介质从旁路介质入口接管2a输入旁路通道2内,冷介质从冷介质入口接管100a输入壳体1内,与热介质换热后,与旁路介质混合在一起并从冷介质出口接管100b输出。
[0107] 上述开关件设于旁路通道2内,靠近旁路通道2上端并位于流体出口22下方。具体地,旁路通道2内对应开关件的位置横置有带通孔250的门板25。开关件包括有阀片23和弹性件24,阀片23一侧的边缘通过转轴231转动连接于门板25之上,以启闭通孔250,且在阀片23打开通孔250的状态下,旁路通道2内的通路导通,在阀片23闭合通孔250的状态下,旁路通道2内的通路切断。弹性件24为套设在转轴231外周的扭簧,以使阀片23始终具有转动至闭合通孔250的趋势;同时,在旁路通道2内由下往上流动的旁路介质的作用下,阀片23被布置成能克服弹性件24的弹力而转动至打开通路的状态。如此,阀片23仅能在由下往上流动的旁路介质的作用下打开通孔250,而使旁路通道2内的通路导通。
[0108] 在本发明的说明书权利要求书中使用了表示方向的术语,诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等,用来描述本发明的各种示例结构部分和元件,但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的,是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制,比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。
[0109] 在本发明的说明书及权利要求书中还使用了“竖向”一词,意为基本沿上下方向,并不局限于仅仅是竖直方向,也可以是相对竖直方向略有偏斜。
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