一种防止催化脱丙烷塔塔底结焦的分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种催化气体分馏装置中低压脱丙烷的分离装置，具体是一种防止催化脱丙烷塔塔底结焦的分离装置。


背景技术：

2.气体分馏装置是催化裂解、催化裂化的配套生产单元，主要目的是为了回收分离催化液化气(液态烃)中的丙烯、丙烷产品。催化裂解因其苛刻度较高，丙烯收率和丁二烯含量也高于常规的催化裂化装置。催化裂解、催化裂化装置生产的液态烃经精制单元处理后(碱洗、脱硫、脱硫醇)被送往下游的气体分馏装置进行分馏。
3.国内外的催化气体分馏装置通常按三塔流程设计(脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯精馏塔)。脱丙烷塔进料中含有c4及c4以上不饱和烃，其中丁二烯聚合活性很高，在较高温度下容易生成聚合物而使脱丙烷塔塔底的重沸器结焦堵塞，使重沸器换热效果变差，严重时会影响到装置的加工负荷和导致装置非计划停工。目前，脱丙烷塔塔顶的操作压力一般为1.8
‑
2.0mpag，塔底温度约为104℃，塔底重沸器采用0.5mpa蒸汽作为热源，蒸汽消耗量较大，能耗较高，且易导致脱丙烷塔塔底重沸器内物料中的丁二烯聚合结焦堵塞重沸器。
4.现有的针对催化裂解、催化裂化气体分馏装置脱丙烷塔塔底结焦堵塞问题，通常是采用向脱丙烷塔进料或塔底物料中注入阻聚剂的方法解决。注入阻聚剂可以在一定程度上缓解脱丙烷塔底结焦堵塞问题，但未能从根本上解决脱丙烷塔塔底重沸器内物料中的丁二烯聚合结焦的问题，且生产运行成本增加。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种防止催化脱丙烷塔塔底结焦的分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种防止催化脱丙烷塔塔底结焦的分离装置，包括脱丙烷塔，所述脱丙烷塔的中部设有进口管线，在脱丙烷塔的顶部设有塔顶气相外送管线，所述塔顶气相外送管线上沿气相流动方向依序设有塔顶冷凝机构和塔顶回流罐；
8.所述塔顶回流罐的顶部设有燃料气排放管线，在塔顶回流罐的底部分别设有塔顶液相回流管线和塔顶液相外送管线，所述塔顶液相回流管线的出口与脱丙烷塔的顶部导通连接；
9.在脱丙烷塔的底部设有塔底液相外送管线，在塔底液相外送管线上设有塔底重沸器，所述塔底重沸器的出口与脱丙烷塔导通连接。
10.作为本实用新型进一步的方案：所述塔顶冷凝机构包括分别与塔顶气相外送管线导通连接的第一支路、第二支路和第三支路；
11.所述第一支路上设有冷凝器，所述冷凝器的出口与塔顶回流罐连接；
12.所述第二支路上沿气相流动方向依序设有第一塔顶气体增压机和冷却器，所述冷
却器的出口与塔顶回流罐连接；
13.所述第三支路上沿气相流动方向依序设有第二塔顶气体增压机和塔顶气体后冷器，所述第二塔顶气体增压机的出口与塔底重沸器连接；所述塔底重沸器的出口与塔顶气体后冷器连接，塔顶气体后冷器的出口与塔顶回流罐连接；第二塔顶气体增压机、塔底重沸器和塔顶气体后冷器配合组成热泵系统。
14.作为本实用新型进一步的方案：所述脱丙烷塔的理论塔板15
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80层，塔顶操作压力为0.5
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1.2mpag，塔顶温度为0
‑
30℃，塔底温度60
‑
95℃。
15.作为本实用新型进一步的方案：所述塔底重沸器采用80
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95℃热水、低温位工艺物料余热或低低压蒸汽作为热源。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、本实用新型与现有催化裂解、催化裂化气体分馏装置采用的一个高压脱丙烷塔分离技术和分离方法相比，在满足气体分馏装置脱丙烷塔分离精度要求的情况下，本方法可有效防止脱丙烷塔塔底结焦堵塞、降低催化气体分馏装置的能耗。
18.2、本实用新型采用低压脱丙烷工艺进行分离，有效降低了塔底操作温度，从根本上解决了脱丙烷塔塔底结焦堵塞的问题，避免了因脱丙烷塔塔底结焦堵塞导致的催化气分装置加工负荷降低和非计划停工；塔底温度较低，塔底重沸器可以采用工厂80℃
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95℃热水、低温位工艺物料余热或低低压蒸汽作为热源(或与塔顶气体增压机组成热泵系统)，节约了脱丙烷塔塔底的蒸汽消耗，降低了装置能耗。
19.3、本实用新型在对脱丙烷塔顶部气相物料进行冷凝时，具有三种冷凝方式：方式一、不使用增压机，可以节约电耗，适用于冷媒水量较充足的工厂，降低装置能耗；方式二、第一塔顶气体增压机增压后使用空气冷却或循环水冷却，可以节约冷媒水用量，进一步降低装置能耗；方式三、第二塔顶气体增压机与塔底重沸器、塔顶气体后冷器组成热泵系统，塔底不再需要外来热源，装置能耗降低更多。
20.4、本分离装置和分离方法，催化液态烃中的c3、c4分离效果不受影响，通过采用低压脱丙烷，降低了脱丙烷塔塔底的操作温度，有效解决了脱丙烷塔塔底聚合结焦堵塞的问题，提高了气体分离装置的生产运行周期，节约了清焦成本；同时脱丙烷塔塔底重沸器节约了0.5mpa蒸汽约22t/h，实现了本质节能增效。
附图说明
21.图1为一种防止催化脱丙烷塔塔底结焦的分离装置的结构示意图。
22.图中：1、脱丙烷塔；2、进口管线；3、塔顶气相外送管线；4、塔顶冷凝机构；401、第一支路；402、第二支路；403、第三支路；404、冷凝器；405、第一塔顶气体增压机；406、冷却器；407、第二塔顶气体增压机；408、塔顶气体后冷器；5、塔顶回流罐；6、燃料气排放管线；7、塔顶液相回流管线；8、塔顶液相外送管线；9、塔底液相外送管线；10、塔底重沸器。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
24.请参阅图1，一种防止催化脱丙烷塔塔底结焦的分离装置，包括脱丙烷塔1，所述脱丙烷塔1的中部设有进口管线2，用于物料输入；在脱丙烷塔1的顶部设有塔顶气相外送管线
3，所述塔顶气相外送管线3上沿气相流动方向依序设有塔顶冷凝机构4和塔顶回流罐5；所述塔顶回流罐5的顶部设有燃料气排放管线6，可直接将燃料气排放火炬或并入燃料气管网；在塔顶回流罐5的底部分别设有塔顶液相回流管线7和塔顶液相外送管线8，所述塔顶液相回流管线7的出口与脱丙烷塔1的顶部导通连接；在脱丙烷塔1的底部设有塔底液相外送管线9，在塔底液相外送管线9上设有塔底重沸器10，所述塔底重沸器10的出口与脱丙烷塔1导通连接。
25.进一步的，所述塔顶冷凝机构4包括分别与塔顶气相外送管线3导通连接的第一支路401、第二支路402和第三支路403；
26.所述第一支路401上设有冷凝器404，所述冷凝器404的出口与塔顶回流罐5连接，采用冷媒水或0℃丙烯作为冷源；
27.所述第二支路402上沿气相流动方向依序设有第一塔顶气体增压机405和冷却器406，所述冷却器406的出口与塔顶回流罐5连接；第一塔顶气体增压机405将塔顶气体增压至1.5
‑
2.0mpag，冷却器406为空气冷却或循环水冷却。
28.所述第三支路403上沿气相流动方向依序设有第二塔顶气体增压机407和塔顶气体后冷器408，所述第二塔顶气体增压机407的出口与塔底重沸器10连接；所述塔底重沸器10的出口与塔顶气体后冷器408连接，塔顶气体后冷器408的出口与塔顶回流罐5连接；第二塔顶气体增压机407、塔底重沸器10和塔顶气体后冷器408配合组成热泵系统。第二塔顶气体增压机407将塔顶气体增压至2.5
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3.0mpag
29.进一步的，所述脱丙烷塔1的理论塔板15
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80层，塔顶操作压力为0.5
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1.2mpag，塔顶温度为0
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30℃，塔底温度60
‑
95℃。
30.进一步的，所述塔底重沸器10采用80
‑
95℃热水、低温位工艺物料余热或低低压蒸汽作为热源。
31.一种防止催化脱丙烷塔塔底结焦的分离方法，包括下述步骤：
32.s1、由上游装置来的催化液化气物料经进口管线2进入脱丙烷塔1；
33.s2、脱丙烷塔1顶部出来的气相物料经塔顶冷凝机构4冷却后形成凝液进入塔顶回流罐5；塔顶回流罐5内的凝液经泵加压后分成两部分，一部分凝液作为回流经塔顶液相回流管线7返回到脱丙烷塔1顶部，另一部分凝液从塔顶液相外送管线8送至下游装置(脱乙烷塔或丙烯精馏塔)继续进行分离；塔顶回流罐5内的不凝汽由燃料气排放管线6排出；
34.s3、脱丙烷塔1底部的液相物料一部分进入塔底重沸器10加热再返回到脱丙烷塔1底部，另一部分经泵加压后，再经塔底液相外送管线9送到下游装置继续分离。
35.进一步的，在步骤s2中，脱丙烷塔1顶部气相物料进入塔顶冷凝机构4后，具有三种冷凝方式：
36.方式一、脱丙烷塔1顶部气相物料进入第一支路401，通过冷凝器404冷却形成凝液；
37.方式二、脱丙烷塔1顶部气相物料进入第二支路402，先经过第一塔顶气体增压机405增压后，再进入冷却器406冷却形成凝液；
38.方式三、脱丙烷塔1顶部气相物料进入第三支路403，先经过第二塔顶气体增压机407增压后，再依序经过塔底重沸器10和塔顶气体后冷器408冷却形成凝液。
39.实施例1：
40.在本实施例中，脱丙烷塔1理论塔板为30层，塔顶操作压力为0.85mpag，塔顶温度为16℃，塔底温度74.3℃。进口管线2位于脱丙烷塔1的塔板10层上方位置。燃料气直接排放火炬。塔顶冷凝机构4采用方式一，塔顶气相物料经冷凝器404冷凝，冷凝器404采用7℃冷媒水作为冷源。塔底重沸器10采用90℃热水作为热源。
41.分离方法包括以下步骤：
42.由上游装置来的物料经侧线进口管线2进入脱丙烷塔1；脱丙烷塔1顶部出来的气相物料经塔顶冷凝器404冷却后形成凝液进入塔顶回流罐5，凝液经泵加压后，一部分作为回流液经塔顶液相回流管线7返回到脱丙烷塔1顶部，另一部分塔顶液相从塔顶液相外送管线8送至下游脱乙烷塔(或丙烯精馏塔)继续进行分离。塔顶回流罐5内的不凝汽由燃料气排放管线6排出；脱丙烷塔1底部的液相物料一部分进入塔底重沸器10加热后再返回脱丙烷塔1底部，另一部分经泵加压后，经塔底液相外送管线9送到下游装置继续分离。
43.实施例2：
44.在本实施例中，脱丙烷塔1理论塔板为30层，塔顶操作压力为0.6mpag，塔顶温度为6.5℃，塔底温度63.3℃。侧线进口管线2位于脱丙烷塔1的塔板10层上方位置。塔顶冷凝机构4采用方式二，塔顶气相物料经过第一塔顶气体增压机405增压至1.7mpag后，进入冷却器406，冷却器406采用空气冷却器进行冷却。塔底重沸器10采用85℃热水作为热源。
45.分离方法包括以下步骤：
46.由上游装置来的物料经侧线进口管线2进入脱丙烷塔1；脱丙烷塔1顶部出来的气相物料经第一塔顶气体增压机405增压后，进入冷却器406，采用空气冷却器进行冷却，冷却后形成凝液进入塔顶回流罐5。凝液经泵加压后，一部分作为回流液经塔顶液相回流管线7返回到脱丙烷塔1顶部，另一部分塔顶液相从塔顶液相外送管线8送至下游脱乙烷塔(或丙烯精馏塔)继续进行分离。塔顶回流罐5内的不凝汽由燃料气排放管线6排出；脱丙烷塔1底部的液相物料一部分进入塔底重沸器10加热后再返回脱丙烷塔1底部，另一部分经泵加压后，再经塔底液相外送管线9送到下游装置继续分离。
47.实施例3：
48.在本实施例中，脱丙烷塔1理论塔板为30层，塔顶操作压力为0.65mpag，塔顶温度为8.8℃，塔底温度65.2℃。侧线进口管线2位于塔板10层位置。塔顶冷凝机构4采用方式三，塔顶气相经过第二塔顶气体增压机407增压至2.85mpag后，进入塔底重沸器10，与塔底物料换热后再经塔顶气体后冷器408冷凝后，全部形成凝液进入塔顶回流罐5。塔底重沸器10不需要外来热源。
49.分离方法包括以下步骤：
50.由上游装置来的物料经侧线进口管线2进入脱丙烷塔1；脱丙烷塔1顶部出来的气相物料经第二塔顶气体增压机407增压后，进入塔底重沸器10，与塔底物料换热后，再经塔顶气体后冷器408冷凝后，全部形成凝液进入塔顶回流罐5。凝液经泵加压后，一部分作为回流液经塔顶液相回流管线7返回到脱丙烷塔1顶部，另一部分从塔顶液相外送管线8送至下游脱乙烷塔(或丙烯精馏塔)继续进行分离。塔顶回流罐5内的不凝汽由燃料气排放管线6排出；脱丙烷塔1底部的液相物料一部分进入塔底重沸器10加热后再返回脱丙烷塔1底部，另一部分经泵加压后，经塔底液相外送管线9送到下游装置继续分离。
51.本分离装置和分离方法，催化液态烃中的c3、c4分离效果不受影响，通过采用低压
脱丙烷，降低了脱丙烷塔塔底的操作温度，有效解决了脱丙烷塔塔底聚合结焦堵塞的问题，提高了气体分离装置的生产运行周期，节约了清焦成本；同时脱丙烷塔塔底重沸器节约了0.5mpa蒸汽约22t/h，实现了本质节能增效。
52.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。