一種污水蒸氣再用的含水含重?zé)N寬餾分烴物流的分餾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種污水蒸氣再用的含水含重?zé)N寬餾分烴物流的分餾方法，適合于中 低溫煤焦油原料油F的脫水分餾過(guò)程，原料油F在加壓脫水步驟Sl分離為帶壓含油水汽SlV 和脫水油料S1L，脫水油料SlL進(jìn)入使用氣提蒸汽TlBS的分離系統(tǒng)FRAC進(jìn)行餾分切割得到含 油污水T1PW、低沸點(diǎn)烴油TlPM和分餾尾油T1PH，將至少一部分SlV引入分離系統(tǒng)FRAC用作氣 提蒸汽T1BS，以減少外供氣提蒸汽用量、減少外排含油污水總量，氣提蒸汽通常用于中低溫 煤焦油原料油F蒸餾塔TlTl的進(jìn)料加熱爐爐管內(nèi)和或用于蒸餾塔TlTl的下部煤瀝青氣提 段。
【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明涉及中低溫煤焦油原料油F的脫水分餾過(guò)程，脫水過(guò)程的目的是閃蒸出原 料油F中的水蒸氣，防止含有大量水蒸氣的氣液混相物流在后續(xù)換熱過(guò)程出現(xiàn)壓力降太大、 傳熱系數(shù)太小、物流流動(dòng)不穩(wěn)定造成設(shè)備和管線(xiàn)震動(dòng)，分餾過(guò)程的目的是將原料油F中的烴 類(lèi)分割為預(yù)期的窄餾分。
[0003] 與本發(fā)明對(duì)象接近的工藝過(guò)程之一是原油蒸餾過(guò)程，通常含有電脫鹽脫水過(guò)程、 閃蒸塔或初餾塔脫微量水過(guò)程、常壓蒸餾過(guò)程及可能需要的減壓蒸餾過(guò)程。原油經(jīng)過(guò)電脫 鹽脫水過(guò)程得到脫鹽、粗脫水的預(yù)處理后原料油Ll，由于預(yù)處理后原料油Ll的重量含水率 通常很低比如一般低于0.3%，因此預(yù)處理后原料油Ll的閃蒸塔或初餾塔的脫水過(guò)程屬于 脫微量水過(guò)程，其脫水過(guò)程的目標(biāo)是分離水得到含有少量汽油組分或更輕組分的含油污 水，以1千萬(wàn)噸/年原油加工量計(jì)算，該水總量?jī)H3萬(wàn)噸/年，通常去污水處理廠經(jīng)過(guò)油回收、 生化處理等步驟得到回用水。以閃蒸塔為例，該工藝的目標(biāo)在于簡(jiǎn)化閃蒸塔塔頂氣體的回 收系統(tǒng)以降低投資，閃蒸塔塔頂含水氣相通常進(jìn)入常壓塔上段與常壓塔塔頂含水氣體聯(lián)合 冷凝冷卻后完成油、水分離，最后得到液態(tài)含油污水。以初餾塔為例，該工藝的目標(biāo)在于回 收原油中的液化氣和或輕汽油組分，由于初餾塔包含完整的塔頂回流系統(tǒng)，初餾塔塔頂含 水氣相經(jīng)過(guò)初餾塔塔頂冷凝冷卻后完成油、水分離，最后得到液態(tài)含油污水。總之，在預(yù)處 理后原料油Ll的分離和或蒸餾過(guò)程，預(yù)處理后原料油Ll中的水分以液態(tài)的含油污水形式排 出原油蒸餾過(guò)程。預(yù)處理后原料油Ll的分餾過(guò)程的加熱爐的加熱汽化過(guò)程通常不使用氣提 水蒸氣。
[0004] 另一與本發(fā)明對(duì)象接近的工藝過(guò)程是高溫焦油蒸餾過(guò)程，來(lái)自?xún)?chǔ)罐分水后的高溫 焦油原料油Ll溫度通常為70~80°C、重量含水率通常為2~3%，進(jìn)入分餾系統(tǒng)之前通常要 求將重量含水率降低至不大于0.5%，由于含較多多環(huán)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的高溫焦油與水 存在較強(qiáng)的吸引力，其沉降分離難度很大，因此必須經(jīng)過(guò)先加熱、后減壓或常壓閃蒸過(guò)程 才能實(shí)現(xiàn)深度脫水。由于高溫焦油處理規(guī)模通常較小（一般低于單系列加工60萬(wàn)噸/年，通 常僅15~30萬(wàn)噸/年），按30萬(wàn)噸/年、原料油Ll含水3%計(jì)算其水含量?jī)H0.9萬(wàn)噸/年，故高溫 焦油原料油Ll的脫水工藝均是脫水容器頂部含水氣相經(jīng)過(guò)冷凝冷卻后完成油、水分離，最 后得到液態(tài)含油污水排出高溫焦油蒸餾過(guò)程。由于高溫焦油中的瀝青重量含量高達(dá)45~ 60%，且高溫瀝青通常不需要與蒽油進(jìn)行高度清晰的分離，瀝青閃蒸段過(guò)程使用的氣提蒸 汽量很少，比如高溫煤焦油在分餾過(guò)程的加熱爐的加熱汽化過(guò)程通常不使用氣提水蒸氣。
[0005] 本發(fā)明涉及中低溫煤焦油原料油F的脫水分餾過(guò)程，來(lái)自?xún)?chǔ)罐分水后的中溫焦油 原料油Ll溫度通常為50~60°C、重量含水率通常為2.5~4.5%，進(jìn)入分餾系統(tǒng)之前通常要 求將液體重量含水率降低至不大于0.4%，由于含較多多環(huán)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的中溫焦油 與水存在較強(qiáng)的吸引力，其沉降分離難度很大，因此必須經(jīng)過(guò)先加熱、后減壓或常壓閃蒸過(guò) 程才能實(shí)現(xiàn)深度脫水。由于中溫焦油處理規(guī)模通常較大(一般單系列規(guī)模30~100萬(wàn)噸/年， 且新建裝置規(guī)模多數(shù)為30~50萬(wàn)噸/年），按50萬(wàn)噸/年、原料油Ll含水3 %計(jì)算其水含量1.5 萬(wàn)噸/年，現(xiàn)有的脫水工藝均是借鑒上述工藝，即中低溫煤焦油原料油Ll的脫水過(guò)程也屬于 水被蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)一次冷凝冷卻后完成油、水分離，最后得到液態(tài)含油污水排出蒸餾過(guò)程， 蒸發(fā)的水蒸氣的物質(zhì)和或熱量均未被二次有效利用。
[0006] 但是，中低溫煤焦油的分餾過(guò)程有自身的特點(diǎn)，與原油蒸餾過(guò)程相比，中溫焦油原 料油Ll重量含水率按3.0%計(jì)算，就是石油基原油Ll的重量含水率0.3%的10倍，即50萬(wàn)噸/ 年中溫焦油蒸餾過(guò)程的原料含水量，與500萬(wàn)噸/年石油基原油蒸餾過(guò)程的含水量相同，并 且由于中低溫煤焦油蒸餾系統(tǒng)排出的污水屬于酚含量極高(高達(dá)1~5%)的污水，其處理系 統(tǒng)流程復(fù)雜、成本高昂，因此，不能簡(jiǎn)單地照搬原油蒸餾過(guò)程的脫水方法。
[0007] 與高溫焦油蒸餾過(guò)程相比，中低溫煤焦油的分餾過(guò)程排出的污水的酚含量通常也 高出2~5倍，即按照有機(jī)酚數(shù)量計(jì)算，中低溫煤焦油的分餾過(guò)程排出的污水是一種超高濃 度酚含量的污水，其處理過(guò)程成本更加高昂，因此，不能簡(jiǎn)單地照搬高溫焦油蒸餾過(guò)程的脫 水方法。另一方面，由于中低溫焦油中的瀝青重量含量?jī)H有5~15%，而且蒸餾深拔中低溫 焦油的重餾分得到加氫原料的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于用作煤瀝青，通常需要將中低溫焦油瀝青 與重餾分油進(jìn)行高度清晰的深拔分離，為了降低油氣分壓，瀝青閃蒸過(guò)程通常使用相當(dāng)于 中溫焦油原料油Ll重量3~7%的氣提蒸汽量，這些氣提蒸汽用在中低溫焦油加熱爐爐管內(nèi) 氣提閃蒸和或焦油分餾塔的瀝青氣提塔段的氣提過(guò)程，很明顯，這些氣提蒸汽可以使用含 有少量焦油組分的水蒸氣物流，只要它們的壓力和溫度條件是合適的，這也是與高溫焦油 蒸餾過(guò)程不同之處。中低溫煤焦油的加熱爐氣化過(guò)程，氣提蒸氣量越多，油品拔出率越高， 但是氣提蒸汽耗量越大，如果全部使用新鮮干凈的水蒸氣，則成本越高，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量 含酚污水，增加其處理投資和能耗。
[0008] 為了減少外供新鮮氣提蒸汽用量、減少外排含酚油污水總量，需要實(shí)現(xiàn)脫水塔蒸 發(fā)的水蒸氣的物質(zhì)和熱量的二次有效利用，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明提出一種含水含重 油的寬餾分烴物流的分餾方法，適合于中低溫煤焦油原料油F的脫水分餾過(guò)程，原料油F在 加壓脫水步驟Sl分離為帶壓含油水汽SlV和脫水油料S1L，脫水油料SlL進(jìn)入使用氣提蒸汽 TlBS的分離系統(tǒng)FRAC進(jìn)行餾分切割得到含油污水T1PW、低沸點(diǎn)烴油TlPM和分餾尾油T1PH， 將至少一部分SlV引入分離系統(tǒng)FRAC用作氣提蒸汽TlBS，以減少外供氣提蒸汽用量、減少外 排含油污水總量，氣提蒸汽通常用于中低溫煤焦油原料油F蒸餾塔TlTl的進(jìn)料加熱爐爐管 內(nèi)和或用于蒸餾塔TlTl的下部煤瀝青氣提段。
[0009] 表1列出了 1.0 MPaA水組分的不同狀態(tài)焓值，可以看出，用1.0 MPaA、40°C液態(tài)水得 到的1.0 MPaA、360°C干的水蒸氣的總體過(guò)程中，露點(diǎn)水蒸氣升溫至360°C的吸熱量?jī)H占吸熱 量13.3%，即脫水過(guò)程的蒸發(fā)潛熱占絕大部分。換句話(huà)說(shuō)，本發(fā)明相當(dāng)于把加壓脫水過(guò)程變 成了蒸氣發(fā)生過(guò)程。
[0010]表1水不同狀態(tài)焓變量分析
[0012 ]本發(fā)明所述方法未見(jiàn)報(bào)道。
[0013] 本發(fā)明的第一目的在于提出一種污水蒸氣再用的含水含重?zé)N寬餾分烴物流的分 餾方法。
[0014] 本發(fā)明的第二目的在于提出一種污水蒸氣再用的含酚含水含重?zé)N寬餾分烴物流 的分餾方法。
[0015] 本發(fā)明的第三目的在于提出一種污水蒸氣再用的中低溫煤焦油的分餾方法。
[0016] 本發(fā)明的第四目的在于提出一種污水蒸氣再用的頁(yè)巖油的分餾方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明一種污水蒸氣再用的含水含重?zé)N寬餾分烴物流的分餾方法，其特征在于包 含以下步驟：
[0018] (1)在加壓脫水步驟Sl，含水含重油的寬餾分烴物流F分離為帶壓含油水汽SlV和 脫水油料SlL;
[0019] ⑵在分離系統(tǒng)FRAC，脫水油料SlL進(jìn)入使用氣提蒸汽TlBS的分餾系統(tǒng)Tl進(jìn)行餾分 切割得到含油污水T1PW、低沸點(diǎn)烴油TlPM和分餾尾油T1PH，將至少一部分帶壓含油水汽SlV 用作分離系統(tǒng)FRAC使用的氣提蒸汽T1BS，氣提蒸汽TlBS用于基于脫水油料SlL的烴物流的 加熱汽化過(guò)程和或用于基于脫水油料SlL的烴物流的閃蒸氣提過(guò)程S1L-HDS。
[0020] 本發(fā)明的第一種污水蒸氣再用方案，污水蒸氣用作物流F加熱過(guò)程的氣提蒸汽 TlBSl，其特征在于：
[0021] (1)在加壓脫水步驟Sl，含水含重油的寬餾分烴物流F分離為帶壓含油水汽SlV和 脫水油料SlL;
[0022] (2)在分離系統(tǒng)FRAC，脫水油料SlL進(jìn)入使用氣提蒸汽TlBSl的分餾系統(tǒng)Tl進(jìn)行餾 分切割得到含油污水T1PW、低沸點(diǎn)烴油TlPM和分餾尾油T1PH，至少一部分SlV用作加熱過(guò)程 HX3的換熱管HX3T內(nèi)使用的氣提蒸汽TlBSl，包含以下步驟：
[0023]①在第二預(yù)熱過(guò)程HX2,至少一部分脫水油料SlL吸收熱量后成為物流S1LH，物流 SlLH進(jìn)入加熱過(guò)程HX3換熱管HX3T內(nèi)作為換熱管油進(jìn)料HX3-FL使用；
[0024]②在加熱過(guò)程HX3的換熱管HX3T內(nèi)，操作壓力低于加壓脫水步驟Sl的操作壓力，氣 提蒸汽TlBSl和換熱管油進(jìn)料HX3-FL爐混合接觸，氣提蒸汽TlBSl吸收熱量升溫，加熱爐進(jìn) 料HX3-FL吸收熱量汽化，離開(kāi)加熱爐換熱管HX3T的物流作為分餾進(jìn)料TlF進(jìn)入分餾系統(tǒng)Tl; [0025]③在分餾系統(tǒng)T1，分餾進(jìn)料TIF完成餾分切割，得到含油污水TIPW、低沸點(diǎn)烴油 TlPM和分餾尾油T1PH。
[0026] 本發(fā)明的第二種污水蒸氣再用方案，污水蒸氣用作基于脫水油料SlL的主要由重 烴組分組成的烴物流的閃蒸氣提過(guò)程SlL-HDS使用的氣提蒸汽T1BS2,其特征在于：
[0027] (1)在加壓脫水步驟Sl，含水含重油的寬餾分烴物流F分離為帶壓含油水汽SlV和 脫水油料SlL;
[0028] (2)在分離系統(tǒng)FRAC，脫水油料SlL進(jìn)入使用氣提蒸汽T1BS2的分餾系統(tǒng)Tl進(jìn)行餾 分切割得到含油污水T1PW、低沸點(diǎn)烴油TlPM和分餾尾油T1PH，至少一部分SlV用作基于脫水 油料SlL的主要由重?zé)N組分組成的烴物流的閃蒸氣提過(guò)程SlL-HDS使用的氣提蒸汽T1BS2。 [0029]本發(fā)明的第二種污水蒸氣再用方案的一種具體方案，其特征在于：
[0030] (2)在分離系統(tǒng)FRAC，基于脫水油料SlL的主要由重?zé)N組分組成的烴物流TlF進(jìn)入 使用氣提蒸汽T1BS2的分餾系統(tǒng)T1的分餾塔TIT1，分餾塔TIT1包含烴物流TIF進(jìn)料口以下 的重油水蒸氣氣提段即下段、TlF進(jìn)料口以上的精餾段即上段;精餾段采出至少一個(gè)側(cè)線(xiàn)餾 分，分餾塔TlTl包含完整的塔頂回流系統(tǒng)，分餾塔TlTl塔頂含水氣相經(jīng)過(guò)冷凝冷卻后完成 油、水分離;在重油水蒸氣氣提段的傳質(zhì)段UTMS，自分餾塔TlTl塔底進(jìn)入的氣提蒸汽T1BS2 自下而上穿過(guò)傳質(zhì)段UTMS與自上而下流動(dòng)的重油接觸，重油中的部分輕組分閃蒸進(jìn)入氣提 蒸汽中并進(jìn)入精餾段，離開(kāi)傳質(zhì)段UTMS的氣提后重油MLQ排出分餾塔TlTl底部;重油水蒸氣 氣提段就是閃蒸氣提過(guò)程SIL-HDS。
[0031] 本發(fā)明的第三種污水蒸氣再用方案，是第一種、第二種污水蒸氣再用方案的組合 應(yīng)用，其特征在于：
[0032] (2)在分離系統(tǒng)FRAC，脫水油料SlL進(jìn)入使用氣提蒸汽TlBS的分餾系統(tǒng)Tl進(jìn)行餾分 切割得到含油污水T1PW、低沸點(diǎn)烴油TlPM和分餾尾油T1PH，至少一部分SlV用作加熱過(guò)程 HX3的換熱管HX3T內(nèi)使用的氣提蒸汽TlBSl，至少一部分SlV用作基于脫水油料SlL的主要由 重?zé)N組分組成的烴物流的閃蒸氣提過(guò)程SlL-HDS使用的氣提蒸汽T1BS2,包含以下步驟： [0033]①在第二預(yù)熱過(guò)程HX2,至少一部分脫水油料SlL吸收熱量后成為物流S1LH，物流 SlLH進(jìn)入加熱過(guò)程HX3換熱管HX3T內(nèi)作為換熱管油進(jìn)料HX3-FL使用；
[0034]②在加熱過(guò)程HX3的換熱管HX3T內(nèi)，操作壓力低于加壓脫水步驟Sl