[实用新型]提高加氢装置氢气利用率的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用氢精制烃油领域，尤其涉及一种利用惯性分离分布技术、喷射闪蒸及离心脱气组合技术提高加氢装置氢气利用率的装置。

背景技术

随着原油资源的日益短缺和重质化、劣质化发展，馏分油加氢工艺在清洁燃料生产中获得了广泛应用。另外,在目前页岩气、天然气及煤化工中，也广泛采用馏分油加氢工艺，以得到清洁的燃料。

传统烃油加氢过程反应系统需要大量的氢气保证一定的氢分压，其中小部分氢气通过加氢化学反应消耗掉，大部分由循环氢压缩机升压后循环使用。常规渣油加氢、加氢裂化、加氢处理、加氢改质、加氢精制等中高压加氢工艺反应产物的分离流程通常有冷高分流程和热高分流程。通常全部反应产物经过空冷器后进行气液分离的流程称为冷高分流程；而全部反应产物在某温度下先进行一次气液分离，闪蒸出的油气再经换热和空冷后进行二次分离的流程，称为热高分流程。冷高分和热高分流程已经被广泛地应用于国内外加氢装置中。冷高分和热高分流程的选择的核心问题是如何对两种流程进行经济性比较。热高分流程的优点是：降低装置能耗，减少冷换面积；对于高寒地区可以减少空冷器凝冻现象的发生；对于全循环流程，有利于防止稠环芳烃的积累而堵塞高压空冷器。但其缺点是：增加高温油气分离系统，并且氢气损失较大，循环氢的浓度也略低于冷高分流程，造成整个反应系统的压力略有增加。采用热高分流程的前提条件就是低分气中含有的氢气必须得到有效地回收，溶解在冷低分油和热低分油中的氢气通常认为是氢气损失的一部分。

目前热高分流程中，氢气与加氢后馏分油在热高压分离器特定温度和压力下进行气液相分离，该分离采用重力沉降分离；热高压分离器气相经循环氢压缩机升压返回反应系统，热高压分离器液相经减压闪蒸后在热低压分离器特定温度和压力下释放出低分气，低分气中的氢含量一般约为70％，通过重力沉降分离后一般将这部分低分气作为富氢气体送至PSA装置回收其中的氢气。一般中高压加氢装置热低压分离器压力设计在1.2～3.0MPa（G），以保证分离出的低分油靠压力进入到分馏塔中，进入分馏塔分离出来的氢气因含量较低不能回收通常作为燃料气使用，氢气的利用效率较低。

因目前加氢热高分流程中热高压分离器、热低压分离器气液两相通常都采用自然的重力沉降，如附图1所示,因此不可避免的部分气体（主要为氢气）以微小气泡存在于液相中，随之送往后续装置，造成了部分氢气的损失；另外，热低压分离器采用传统的闪蒸-重力沉降分离方法，因停留时间一定的操作条件下液气相接触表面较小造成闪蒸效率低，造成了部分氢气损失；最后因热低压分离器压力设计在1.2～3.0MPa（G），在此分压下液相中还会溶解部分氢气，也造成了部分氢气的损失。因此需采用更高效的方法对该部分氢气进行回收利用，这对企业高效、经济的运行将带来好处。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种提高加氢热高分流程中氢气利用率的方法及装置。

加氢后馏分油、气体产物与氢气首先在高压下通过热高压分离器进口设置的惯性分离分布器进行初步的气液分离,强化气体分离效率，气相经冷高压及后续设施后经循环氢压缩机返回反应系统;液相第一步经喷射闪蒸技术进行初步分离释放出一部分低分气（主要为氢气），分离出的气相依靠重力沉降方法分为气相及液相；在该压力下依然溶解于馏分油的气体及部分微小气泡通过第二步的离心脱气方法进行分离，依靠离心脱气设备的压力梯度（径向截面自外向内压力逐渐降低）及离心场，溶解于馏分油的气体由于压力梯度场分压的降低而析出，该部分析出气体及微小气泡在离心场下得到进一步的分离；气相部分通过旋流分离或聚结分离将携带的液滴脱除干净后出装置，馏分油去后续设施。该方法装置弥补了现有技术的不足，提高了氢气的回收利用率。

具体的技术方案为：

一种提高加氢热高分流程中氢气利用率的装置,包括一设置有入口、液相出口和气相出口的热高压分离器和一设置有入口、液相出口和气相出口的热低压分离器，该热高压分离器的液相出口同热低压分离器的入口相连通，

该热低压分离器入口处设置有一喷射闪蒸分离器，该喷射闪蒸分离器包括至少一喷射闪蒸芯管；

该热低压分离器于液相出口前设置有至少一离心脱气芯管，该离心脱气芯管包括一腔体，该腔体上设有液气进口、气相出口和液相出口，该气相出口从该腔体上表面中心插入该腔体内，插入深度为该腔体最大直径的0.1～3倍。