一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔及其工作方法，所述轻苯蒸发塔包括塔体，塔体由隔板分隔为上部的气雾分离段和下部的蒸发段；塔体的顶部设轻苯气体出口，塔体的底部设塔底液体采出装置；气雾分离段设有中心管道和螺旋通道；塔底液体采出装置采用内外套管结构，其中内管的顶部向上延伸至塔釜液中心部位，内管的底部设轻苯液体出口；外管的顶部与塔体底部连通，外管的下部设轻苯残油出口；靠近塔体底部的内管延伸段外侧设有水平挡板。本发明专利技术将轻苯蒸发塔的塔体分隔为上部的气雾分离段和下部的蒸发段，有效避免再沸器堵塞或降低再沸器发生堵塞的频率；在气雾分离段采用旋风分离原理实现气体和雾滴的完全分离。

Light benzene evaporation tower in benzene hydrogenation system and its working method

The invention relates to a light benzene evaporation tower in a benzene hydrogenation system and a working method thereof. The light benzene evaporation tower comprises a tower body, which is separated by a baffle into an upper spray separation section and a lower evaporation section; the top of the tower body is provided with a light benzene gas outlet; and the bottom of the tower is provided with a liquid extraction device; and the gas spray separation section is provided with a center; The top of the inner tube extends upward to the center of the liquid in the tower kettle, and the bottom of the inner tube is provided with a light benzene liquid outlet; the top of the outer tube is connected with the bottom of the tower, and the bottom of the outer tube is provided with a light benzene residual oil outlet; and the outer tube is near the bottom of the tower with an extension section of the inner tube. There are horizontal baffles. The light benzene evaporator is divided into the upper spray separation section and the lower evaporation section, which can effectively avoid the blockage of the reboiler or reduce the blockage frequency of the reboiler; and the gas and droplet are completely separated by the cyclone separation principle in the spray separation section.

【技术实现步骤摘要】
一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔及其工作方法
本专利技术涉及粗苯加氢精制
，尤其涉及一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔及其工作方法。
技术介绍
焦化过程中产生的粗苯主要成分是苯、甲苯和二甲苯，此外还含有5％～10％的不饱和化合物，是一些带有一个或两个双键的环状烃和直链烯烃，容易发生聚合反应，并且某些不饱和化合物、硫化物及含氮化合物的沸点与相应的苯类产品之间的沸点温度相近，不能用精馏的方法把它们分开。加氢精制工艺的作用是将粗苯中以噻吩为主的各种杂质利用加氢方法全部除去，其中硫化物全部转化为H2S，氮化物转化为NH3，氧化物转化为H2O，不饱和烃加氢饱和，分离除去H2S、NH3和H2O之后剩下的加氢油很容易通过萃取精馏的方式生产出优质苯、甲苯和二甲苯。粗苯加氢精制工艺污染小，且产品品质可以媲美石油苯，所以，目前焦化行业粗苯精制工艺基本上是以粗苯加氢精制为主。而粗苯加氢精制又分为先液相、后气相加氢和两段气相加氢两种基本方式，且主要以气相加氢为主。粗苯在进行气相加氢前，气化工艺主要由以下两个步骤组成，第一步是粗苯脱重，即把粗苯中高沸点的馏分通过蒸馏的方法除去，得到液体轻苯；第二步是轻苯气化，如附图1所示，循环氢气高速通过预蒸发器喷射混合器4形成负压，使外来的轻苯液体在预蒸发器1内高速循环流动，利用加氢反应后的轻苯气体的热量，通过预蒸发器1把外来轻苯液体预热和大部分气化，形成轻苯气液混合物，高速通过轻苯蒸发塔喷射混合器5形成负压作为动力，使得轻苯蒸发塔3塔底与再沸器2形成一个闭路循环，利用加氢反应后的轻苯气体的热量，通过再沸器2的供热，剩余的轻苯在轻苯蒸发塔3内全部气化(通过保持塔底液面平衡实现)。这种轻苯气化工艺的核心设备是轻苯蒸发塔3。常规的轻苯蒸发塔3属于空塔，塔体上部仅有一个捕雾器，这种轻苯蒸发塔在实际运行中存在的最主要问题有两个：首先是轻苯蒸发塔3的再沸器2频繁发生堵塞(3个月就堵塞一次)，严重时导致整个设备停产，而且不易清理，给企业造成了较大的经济损失；造成这种现象的原因是，由于不饱和化合物的存在，在加热气化过程中发生了聚合反应，产生一定量的聚合物，大部分的聚合物集聚在蒸发塔塔底，悬浮在塔底的液体当中，并在随液体循环时堵塞再沸器2；目前，为了减少再沸器堵塞的频率，只能采取在轻苯蒸发塔塔底采出大量塔底轻苯残液以减少塔底聚合物浓度的方法。第二个问题是塔顶的捕雾器起不到捕雾的作用，由于气体流速太快，有大量雾滴被高速通过的轻苯气体携带到后面的预反应器中，附着在催化剂的表面，降低了预反应器的效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔及其工作方法，将塔体分隔为上部的气雾分离段和下部的蒸发段，有效避免再沸器堵塞或降低再沸器发生堵塞的频率；在气雾分离段采用旋风分离原理实现气体和雾滴的完全分离。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔，包括塔体，所述塔体由隔板分隔为上部的气雾分离段和下部的蒸发段；塔体的顶部设轻苯气体出口，塔体的底部设塔底液体采出装置；气雾分离段设有中心管道和螺旋通道，中心管道通过水平支撑板悬吊在塔体中部，中心管道的上部穿过水平支撑板伸入上部塔体空间，即水平支撑板上方的塔体空间与下方的塔体空间通过中心管道连通；水平支撑板下方的塔体与中心管道形成的环形空间内设螺旋通道；靠近隔板的气雾分离段塔体一侧设轻苯分离液出口，同侧的蒸发段下部塔体上设轻苯分离液入口，轻苯分离液入口通过轻苯分离液管道连接轻苯分离液出口；靠近隔板的蒸发段塔体另一侧设气化轻苯气体出口，水平支撑板下方的同侧塔体上设轻苯气体入口，轻苯气体入口通过轻苯气体管道连接气化轻苯气体出口；蒸发段的塔体中部一侧、低于塔釜液液面高度的位置设轻苯气液混合物入口，轻苯气体混合物入口与塔体切向连接；塔底液体采出装置采用内外套管结构，其中内管的顶部向上延伸至塔釜液中心部位，内管的底部设轻苯液体出口；外管的顶部与塔体底部连通，外管的下部设轻苯残油出口；靠近塔体底部的内管延伸段外侧设有水平挡板。所述轻苯气体出口连接加氢预反应器的轻苯气体入口。所述轻苯气液混合物入口连接轻苯蒸发塔喷射混合器的混合介质出口，轻苯蒸发塔喷射混合器的一个混合介质入口通过再沸器连接轻苯液体出口，另一个混合介质入口与预蒸发器的轻苯液体出口连接；预蒸发器设轻苯液体入口、循环氢气入口和循环氢气出口，循环氢气入口和循环氢气出口通过循环氢气管道连接，循环氢气管道上设预蒸发器喷射混合器；再沸器的换热介质入口连接加氢反应后的轻苯气体管道，再沸器的换热介质出口连接预蒸发器的换热介质入口，预蒸发器的换热介质出口连接加氢后的轻苯气液混合物管道。所述水平支撑板上方的塔体采用分体结构，通过法兰连接。所述内管的顶部设喇叭形引流口；水平挡板的面积不小于对应位置塔体截面积的2/3。所述轻苯蒸发塔的工作方法，包括如下步骤：1)循环氢气高速通过预蒸发器喷射混合器形成负压，使粗苯脱重后得到液体轻苯在预蒸发器内高速循环流动，并与加氢反应后的轻苯气体进行换热升温，将液体轻苯预热并大部分气化，形成轻苯气液混合物；2)以轻苯气液混合物高速通过轻苯蒸发塔喷射混合器形成负压作为动力，使轻苯蒸发塔塔底与再沸器形成一个闭路循环，通过再沸器与加氢反应后的轻苯气体换热，由再沸器供热将剩余的液体轻苯在轻苯蒸发塔内全部气化，该过程中保持塔釜液的液面高度不变；3)在塔体下部的蒸发段将轻苯气体蒸发，蒸发后的轻苯气体由气化轻苯气体出口引出，经轻苯气体入口进入塔体上部的气雾分离段，然后沿螺旋通道下行；在此过程中实现气液分离，蒸发后的轻苯气体中夹带的大量雾滴通过离心力的作用附着在塔壁上，并沿螺旋通道在自重及气流作用下汇集到隔板上方，由轻苯分离液出口引出，经轻苯分离液入口进入塔体下部的蒸发段，气液分离出的轻苯气体折返180度沿中心管道道向上流动，最终由轻苯气体出口送到后续的加氢预反应器内进行加氢反应；4)在蒸发段，轻苯气液混合物入口采用切向进料方式，同时由于其位于塔釜液液面的下方，可以使塔釜液保持高速旋转状态，使悬浮在塔釜液中的聚合物在塔壁聚集；而连接轻苯液体出口的内管顶部直接延伸到塔釜液中心部位，从而保证采出的轻苯液体聚合物的含量最少，能够避免或降低再沸器堵塞现象的发生；轻苯残油出口直接与外管相接，通过外管在塔内最低点连续小流量地采出含高浓度聚合物的轻苯残油，内管上设置的水平挡板起挡流作用，能够保证通过轻苯残油出口只采出外围悬浮聚合物，而不会将塔釜液中心聚合物含量少的轻苯液体采出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)将塔体分隔为上部的气雾分离段和下部的蒸发段，在蒸发段，将轻苯蒸发塔塔底液体的状态由静态改为旋转流动状态，使悬浮在液体中的聚合物在塔壁四周聚集，并沿塔壁汇集到塔底，通过塔底液体采出装置的外管用连续小流量方式采出，而去往再沸器的轻苯液体，由塔底液体采出装置的内管从聚合物的含量非常少的塔底液体中心采出，从而有效避免再沸器堵塞或降低再沸器发生堵塞的频率；2)在气雾分离段采用旋风分离原理实现气体和雾滴的完全分离。附图说明图1是常规轻苯蒸发塔的结构示意图。图2是本专利技术所述轻苯蒸发塔的结构示意图。图3是本专利技术所述轻苯气液混合物入口与塔体连接示意图。图中：1.预蒸发器2.再沸器3.常规轻苯蒸发塔4.预蒸发器喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔，其特征在于，包括塔体，所述塔体由隔板分隔为上部的气雾分离段和下部的蒸发段；塔体的顶部设轻苯气体出口，塔体的底部设塔底液体采出装置；气雾分离段设有中心管道和螺旋通道，中心管道通过水平支撑板悬吊在塔体中部，中心管道的上部穿过水平支撑板伸入上部塔体空间，即水平支撑板上方的塔体空间与下方的塔体空间通过中心管道连通；水平支撑板下方的塔体与中心管道形成的环形空间内设螺旋通道；靠近隔板的气雾分离段塔体一侧设轻苯分离液出口，同侧的蒸发段下部塔体上设轻苯分离液入口，轻苯分离液入口通过轻苯分离液管道连接轻苯分离液出口；靠近隔板的蒸发段塔体另一侧设气化轻苯气体出口，水平支撑板下方的同侧塔体上设轻苯气体入口，轻苯气体入口通过轻苯气体管道连接气化轻苯气体出口；蒸发段的塔体中部一侧、低于塔釜液液面高度的位置设轻苯气液混合物入口，轻苯气体混合物入口与塔体切向连接；塔底液体采出装置采用内外套管结构，其中内管的顶部向上延伸至塔釜液中心部位，内管的底部设轻苯液体出口；外管的顶部与塔体底部连通，外管的下部设轻苯残油出口；靠近塔体底部的内管延伸段外侧设有水平挡板。

【技术特征摘要】
1.一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔，其特征在于，包括塔体，所述塔体由隔板分隔为上部的气雾分离段和下部的蒸发段；塔体的顶部设轻苯气体出口，塔体的底部设塔底液体采出装置；气雾分离段设有中心管道和螺旋通道，中心管道通过水平支撑板悬吊在塔体中部，中心管道的上部穿过水平支撑板伸入上部塔体空间，即水平支撑板上方的塔体空间与下方的塔体空间通过中心管道连通；水平支撑板下方的塔体与中心管道形成的环形空间内设螺旋通道；靠近隔板的气雾分离段塔体一侧设轻苯分离液出口，同侧的蒸发段下部塔体上设轻苯分离液入口，轻苯分离液入口通过轻苯分离液管道连接轻苯分离液出口；靠近隔板的蒸发段塔体另一侧设气化轻苯气体出口，水平支撑板下方的同侧塔体上设轻苯气体入口，轻苯气体入口通过轻苯气体管道连接气化轻苯气体出口；蒸发段的塔体中部一侧、低于塔釜液液面高度的位置设轻苯气液混合物入口，轻苯气体混合物入口与塔体切向连接；塔底液体采出装置采用内外套管结构，其中内管的顶部向上延伸至塔釜液中心部位，内管的底部设轻苯液体出口；外管的顶部与塔体底部连通，外管的下部设轻苯残油出口；靠近塔体底部的内管延伸段外侧设有水平挡板。2.根据权利要求1所述的一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔，其特征在于，所述轻苯气体出口连接加氢预反应器的轻苯气体入口。3.根据权利要求1所述的一种苯加氢系统中的轻苯蒸发塔，其特征在于，所述轻苯气液混合物入口连接轻苯蒸发塔喷射混合器的混合介质出口，轻苯蒸发塔喷射混合器的一个混合介质入口通过再沸器连接轻苯液体出口，另一个混合介质入口与预蒸发器的轻苯液体出口连接；预蒸发器设轻苯液体入口、循环氢气入口和循环氢气出口，循环氢气入口和循环氢气出口通过循环氢气管道连接，循环氢气管道上设预蒸发器喷射混合器；再沸器的换热介质入口连接加氢反应后的轻苯气体管道，再沸器的换热介质出口连接预蒸发器的换热介质入口，预蒸发器的换热介质出口连接加氢后的轻苯气液混合物管道。4.根据权利要求1所述的一种苯加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪松，
申请(专利权)人：中冶焦耐大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21