[發明專利]用于測量和計算分餾塔頂部產物的露點的方法和設備

有效

• 申請號: 201380038789.3
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN104487147A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: R·K·赫恩;J·W·哈里斯;A·戈亞爾;X·X·朱
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: B01D3/42
• 分類號: B01D3/42;C10G7/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 唐秀玲;林柏楠

早期國家申請的優先權要求

本申請要求2012年7月26日提交的美國申請No.13/558,887和美國申請No.13/558,896的優先權。

發明領域

本發明一般性地涉及分餾塔，更特別是用于控制分餾塔的操作以避免塔溢流的設備和方法。

發明背景

烴精制和石油化學工業中的許多不同應用使用汽提機以從包含各種沸程化合物的液流中除去較低沸點化合物。將蒸汽引入蒸汽汽提分餾塔中對不同沸點化合物的分離而言是有利的。然而如果加入對塔中有效的熱量而言太多的蒸汽，則蒸汽會在汽提器塔板上冷凝，在那里形成水并最終溢出汽提器，導致大的操作混亂。液態水的存在還導致提高的汽提塔塔板和壁的腐蝕。

通過引用并入本文中的美國No.6,640,161描述了用于計算露點并提供可能導致塔溢流的操作條件警告的計算機方法。測量進入蒸汽汽提分餾塔頂部的烴的總摩爾數和作為蒸汽進入蒸汽汽提分餾塔頂部的水的總摩爾數。使用該信息，連續地計算作為蒸汽進入塔頂部的水的摩爾分數。測量塔的頂部壓力，并通過計算作為蒸汽進入塔頂部的水的摩爾分數和塔頂部壓力的乘積而進行水分壓的連續測定。另外，進行進入塔頂部的蒸汽的露點溫度的連續測定。測量塔的頂部溫度并提供給計算機，在那里計算進入塔頂部的蒸汽的計算露點溫度與所測量的頂部溫度之間的差。當該計算差接近零時，塔溢流的潛勢提高。選擇預定值并與計算的差對比以產生使操作員改變不滿意的塔操作的警報。當檢測到警報時，操作員然后可對塔進行合適的調整以避免塔溢流。

然而，美國專利No.6,640,161沒有描述進行所需測量所需的儀器和儀表之間的連接。不經合適的儀器，計算方法不會報告有用的信息并且可能發生溢流條件。這導致昂貴的修理和損失產生。

因此，需要用于計算蒸汽汽提分餾塔中的水露點的儀器和方法。

發明概述

本發明一方面涉及控制分餾塔的操作的方法。

本發明另一方面涉及用于控制分餾塔操作的設備。

在一個實施方案中，本方法包括測量從分餾塔至接收器的頂部蒸氣流的分子量或比重、溫度和壓力；測量來自接收器的烴液流的溫度；測量汽提器回流液流、或回流烴液流和汽提器凈頂部烴液流的質量流速；測量來自接收器的汽提器蒸氣流的質量流速；和測量來自接收器的水流的流速。總頂部流量使用來自接收器的水流的流速、來自接收器的汽提器蒸氣流的質量流速、汽提器烴液流的質量流速，或者汽提器凈頂部烴液的質量流速和回流烴液流的質量流速測定。頂部產物總摩爾數由總頂部流量和頂部蒸氣流的分子量測定。水的總摩爾數由來自接收器的水流量和來自接收器的烴液流的測量溫度測定。頂部蒸氣流中的水分壓由水的總摩爾數、頂部產物總摩爾數和所測量的頂部壓力測定。露點溫度在水的測定分壓下測定。露點范圍由測定露點和頂部蒸氣流的溫度測定。將計算露點范圍與預定最小露點范圍對比，當計算露點范圍小于預定最小露點范圍時引發警報和/或改變分餾塔的操作條件。

在另一實施方案中，設備包括具有頂部出口和回流入口的分餾塔，和具有入口、水出口、烴液出口和蒸氣出口的接收器。存在連接分餾塔的頂部出口與接收器的入口的頂部蒸氣管線。分子量分析儀或比重分析儀、溫度計和壓力計與頂部蒸氣管線連通。存在與接收器的烴液出口連接的烴液出口管線，其分成與分餾塔的回流入口連接的汽提器回流管線，和汽提器凈頂部液體管線。存在與烴液出口管線連通的溫度計。存在與烴液出口管線流體連通的汽提器烴液質量流量計，或者與汽提器回流管線連通的汽提器回流烴液質量流量計，和與汽提器凈頂部液體管線連通的汽提器凈頂部烴液質量流量計。存在與來自接收器的蒸氣出口的蒸氣出口管線連通的汽提器蒸氣質量流量計。存在與來自接收器的水出口的水出口管線連通的水流量計。該設備還包括與如下連通的至少一個計算機：分子量分析儀或比重分析儀；頂部蒸氣管線壓力表；頂部蒸氣管線溫度計；烴液出口管線溫度計；汽提器烴液質量流量計或汽提器回流烴液質量流量計和汽提器凈頂部烴液質量流量計；汽提器蒸氣質量流量計；和水流量計。

附圖簡述

圖1闡述用于蒸汽汽提分餾塔的控制儀器的一個實施方案。

圖2闡述用于蒸汽汽提分餾塔的控制儀器的另一實施方案。

圖3闡述控制方法的一個實施方案的步驟。

發明詳述

本發明通過提供給操作員關于接近水露點的條件的警告警報使得可在汽提塔混亂以前進行合適調整而幫助防止不理想的蒸汽冷凝。它確定實時測定露點和露點范圍的所需儀器和合適計算，容許對塔的適當控制和操作，這幫助使能量消耗最小化。