窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法及裝置的製作方法

2023-05-31 18:37:26

專利名稱：窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種窄餾份液相烴類物料氣相反應裝置建立氣相循環的方法，特別是涉及初期時採取惰性氣體推動建立氣相循環的新方法，屬於煉油化工生產技術領域背景技術在煉油化工生產中，為增加C4、C5、C6異構烯烴原料量，常採取烯烴骨架異構工藝，將正構烯烴轉化為叔碳位異構烯烴，進一步將產物與甲醇進行反應，生產甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)或甲基叔己基醚(HxME)。在反應之前需要建立起氣相循環。
南充煉油化工總廠在中國首套引進的汽油醚化裝置中，C5烯烴骨架異構採用了美國LYONDELL公司專利技術，其工藝裝置建立氣相循環的方法是採取增大反應加熱爐設計負荷，是正常負荷的2～3倍。在循環管線上設置安全閥，防止液相短時間快速汽化造成管線及設備超壓事故發生。這種建立氣相循環的方法在實際生產中操作控制難度很大。在反應加熱爐和工藝管線中易形成氣液混相流，內部壓力波動大，流量不穩定。查閱大量資料，如何建立氣相循環，既能保持反應加熱爐和工藝管線內壓力波動小，又能使流量穩定、安全是一項技術難題。

發明內容
本發明的目的是提供一種安全可靠的窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環的裝置，和採用本裝置使液相烴類物料建立穩定的轉為氣相循環的方法。適用於採用加熱器(換熱設備、加熱爐)使沸程較窄的混合烴類液相循環轉化為氣相循環的工藝流程；同時，克服增大反應加熱爐設計負荷方法使反應加熱爐設備費用高、正常運行效率降低的不足，並且克服上述設備容易形成氣液混相流現象，壓力波動大，流量不穩定，生產不安全的不足。
本發明技術是這樣實現的窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環的裝置，包括循環泵，循環泵出口連接進料換熱器，在循環泵出口與進料換熱器之間的管線上有原料入口。進料換熱器連接原料加熱爐，原料加熱爐連接反應器。反應器連接進料換熱器。換熱器連接冷卻器和循環緩衝罐，循環緩衝罐液體出口連接循環泵入口。另外，還包括工藝管線及相關控制顯示儀表組成。本發明區別其它技術的地方在於在循環泵出口管線上有惰性氣體入口，在惰性氣入口管線上設置有單向閥，防止烴類物料倒流。循環緩衝罐頂部有放空裝置(如火炬)及系統壓力控制裝置、惰性氣體流量控制裝置及顯示儀表。
窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法a、引原料從原料入口進入，開動循環泵，建立液相循環；原料加熱爐點火加熱，控制原料加熱爐出口溫度低於組分汽化溫度。
b、控制原料循環量，總汽化熱低於加熱爐設計熱負荷。
c、引惰性氣體從惰性氣體入口進入，加入液相循環。惰性氣體很多，如天然氣、氮氣、煉油廠幹氣等。惰性氣體流量以能穩定推動循環為宜，惰性氣體壓力在0.3-1.5MPa之間，惰性氣體在循環緩衝罐頂放空放火炬。
d、逐步增大原料加熱爐負荷，在烴類液相穩定汽化情況下，相應調整惰性氣體補充量，保證汽化穩定並使氣相達到過熱狀態。
e、當烴類液相流動穩定，逐步減少補充惰性氣體量，直至關閉惰性氣體入口閥門。完成氣相穩定循環建立。調整增加原料循環量、原料加熱爐出口溫度達到正常操作條件，循環泵引原料進入循環系統，產品轉出系統，進入正常生產。
惰性氣體加入到在烴類液相循環中，不參與烴類反應，在循環到循環緩衝罐頂放空或放火炬。
本發明的有益效果是本發明先建立原料液相循環，根據加熱汽化負荷控制循環量，以建立穩定循環為目標控制適宜的惰性氣體流量，逐步加熱汽化原料，汽化至過熱的原料循環加熱液相原料，達到在加熱設備進口全部形成穩定氣相，惰性氣體與原料在緩衝容器進行分離。採用惰性氣體加入到烴類液相循環中，穩定推動循環建立。克服了烴類液相循環中經常發生氣液混相流現象，壓力波動大，流量不穩定，生產不安全的問題。同時，也克服了增大反應加熱爐設計負荷方法，使反應加熱爐設備造價高的問題。惰性氣體相態在工藝全過程溫度、壓力條件下均為氣相，且不會在換熱冷卻後轉為液相，便於在緩衝容器進行氣液相分離，在循環工藝條件下與原料發生化學反應，不對設備產生腐蝕等。本發明適用比較廣泛適用於，採用加熱器使沸程較窄的混合烴類液相循環轉化為氣相循環的工藝流程，為這些液相循環轉化為氣相循環提供了一條嶄新的途徑。是一條防止循環系統內發生壓力、流量大幅度波動的新途徑。
附圖
及簡要說明本申請附圖是窄餾份液相烴類氣相反應工藝流程圖，是本發明的一個實施例。附圖中的箭頭表示工藝流程中，液相和氣相流動的方向。
圖中1.循環泵；2.原料入口；3.惰性氣體入口4.進料換熱器5.原料加熱爐；6.反應器；7.冷卻器；8.氣體排放口；9.循環緩衝罐。
具體實施例方式
如說明書附圖所示，窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環的裝置是在原有設備基礎上，在循環泵(1)出口管線連接一個惰性氣體入口(3)。在惰性氣入口(3)管線上設置有一個單向閥，防止烴類物料倒流；還有一個流量控制閥，可以調節進入循環的惰性氣體量。惰性氣體入口(3)的規格，設計人員可以根據設備能力確定。原有設備包括循環泵(1)、原料入口(2)、進料換熱器(4)、原料加熱爐(5)、反應器(6)、冷卻器(7)和循環緩衝罐(9)。循環緩衝罐(9)液體出口連接循環泵(1)入口。循環緩衝罐(9)氣體出口(8)也可以連接火炬，也可以直接放空，及系統壓力控制裝置、惰性氣體流量控制裝置。另外，還包括工藝管線以及相關控制顯示儀表等。
窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法，就是採用惰性氣體作為外加推動循環介質，對由換熱器(4)、冷卻器(7)、反應器(6)、緩衝容器(9)、循環泵(1)、工藝管線及相關控制顯示儀表等組成的窄餾份液相物料進料進行氣相反應工藝系統，在開車期間由液相循環逐步升溫汽化轉入氣相循環過程施加推動力的方法。
以生產甲基叔戊基醚(MTBE)為例，進行詳細說明惰性氣推動建立氣相循環方法的全過程首先將碳5烯烴原料從原料入口(2)進入，開動循環泵(1)，建立液相循環；原料加熱爐(5)點火加熱，控制爐出口溫度是90℃，低於組分汽化的溫度。組分汽化的溫度是120℃。
第二、控制原料循環量，總汽化熱低於原料加熱爐(5)設計熱負荷。液相循環正常。
第三、引惰性氣體從惰性氣體入口(3)進入，加入液相循環中。惰性氣體採用的是天然氣。天然氣的壓力在0.6MPa。流量在200～500Nm3/h之間。
第四、逐步增大原料加熱爐(5)負荷，在烴類液相穩定汽化情況下，相應調整天然氣氣體補充量，保證汽化穩定並使氣相達到過熱狀態。
第五、當烴類液相流動穩定，逐步減少補充天然氣氣體量，直至閉惰性氣體入口(3)閥門。完成氣相穩定循環的建立。調整增加原料循環量，原料加熱爐(5)出口溫度達到正常操作條件，引入原料碳5烯烴，產品甲基叔戊基醚(MTBE)出系統，進入正常生產。
權利要求
1.一種窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環的裝置，包括循環泵(1)，循環泵(1)出口連接進料換熱器(4)，在循環泵(1)出口與進料換熱器(4)之間的管線上有原料入口(2)，進料換熱器(4)連接原料加熱爐(5)，原料加熱爐(5)連接反應器(6)，反應器(6)連接進料換熱器(4)，進料換熱器(4)連接冷卻器(7)和循環緩衝罐(9)，循環緩衝罐(9)液體出口連接循環泵(12)的入口，其特徵在於在循環泵(1)出口管線上有惰性氣體入口(3)，在惰性氣入口(3)管線上設置有單向閥，循環緩衝罐頂部有放空裝置及系統壓力控制裝置、惰性氣體流量控制裝置及顯示儀表。
2.如權利要求1所述的窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環的裝置，其特徵在於在惰性氣入口(3)管線上設置有個流量控制閥。
3.一種窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法，其特徵在於a、引原料從原料入口(2)進入，開動循環泵(1)，建立液相循環，原料加熱爐(5)點火加熱，控制原料加熱爐(5)出口溫度低於組分汽化溫度；b、控制原料循環量；c、引惰性氣體從惰性氣體入口(3)進入，加入液相循環，惰性氣體流量以能穩定推動循環為宜，惰性氣體壓力在0.3-1.5MPa之間；d、逐步增大原料加熱爐(5)負荷，在烴類液相穩定汽化情況下，相應調整惰性氣體補充量，保證汽化穩定並使氣相達到過熱狀態；e、當烴類液相流動穩定，逐步減少補充惰性氣體量，直至關閉惰性氣體入口(3)閥門，完成氣相穩定循環建立，調整增加原料循環量、原料加熱爐(5)出口溫度達到正常操作條件，引入原料，產品轉出系統，進入正常生產。
4.如權利要求3所述的窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法，其特徵在於所採用的惰性氣體是氮氣。
5.如權利要求3所述的窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法，其特徵在於所採用的惰性氣體是天然氣。
6.如權利要求5所述的窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法，其特徵在於天然氣的壓力在0.30.6MPa，流量在200～500Nm3/h之間。
7.如權利要求3所述的窄餾份液相烴類惰性氣推動建立氣相循環方法，其特徵在於所採用的惰性氣體是煉油廠幹氣。
全文摘要
本發明採用惰性氣體作為推動氣，在窄餾份液相烴類進行氣相反應過程中，由液相循環建立氣相循環的新方法。先建立窄餾份烴類物流液相循環，再引入惰性氣體，逐步給混合物流加熱，使烴類穩定汽化，通過過熱氣相循環加熱液相進料，惰性氣體經換熱冷卻後在緩衝容器中與原料分離並排空或放火炬，隨著組份進料汽化，逐步減少並關閉全部惰性氣體達到建立氣相循環的目的。本方法適用於採用加熱器使沸程較窄的混合餾份液相循環轉化為氣相循環的多種工藝。工藝操作安全、控制穩定，惰性氣體可以採用天然氣、氮氣、煉廠幹氣等易於獲得。能節約加熱爐增加設計負荷所提高的造價。
文檔編號B01J8/02GK1872403SQ20051007324
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月3日 優先權日2005年6月3日
發明者段啟彬, 華洪基, 蘭洪平, 程正勇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司