[发明专利]用于测量和计算分馏塔顶部产物的露点的方法和设备

说明书

早期国家申请的优先权要求

本申请要求2012年7月26日提交的美国申请No.13/558,887和美国申请No.13/558,896的优先权。

发明领域

本发明一般性地涉及分馏塔，更特别是用于控制分馏塔的操作以避免塔溢流的设备和方法。

发明背景

烃精制和石油化学工业中的许多不同应用使用汽提机以从包含各种沸程化合物的液流中除去较低沸点化合物。将蒸汽引入蒸汽汽提分馏塔中对不同沸点化合物的分离而言是有利的。然而如果加入对塔中有效的热量而言太多的蒸汽，则蒸汽会在汽提器塔板上冷凝，在那里形成水并最终溢出汽提器，导致大的操作混乱。液态水的存在还导致提高的汽提塔塔板和壁的腐蚀。

通过引用并入本文中的美国No.6,640,161描述了用于计算露点并提供可能导致塔溢流的操作条件警告的计算机方法。测量进入蒸汽汽提分馏塔顶部的烃的总摩尔数和作为蒸汽进入蒸汽汽提分馏塔顶部的水的总摩尔数。使用该信息，连续地计算作为蒸汽进入塔顶部的水的摩尔分数。测量塔的顶部压力，并通过计算作为蒸汽进入塔顶部的水的摩尔分数和塔顶部压力的乘积而进行水分压的连续测定。另外，进行进入塔顶部的蒸汽的露点温度的连续测定。测量塔的顶部温度并提供给计算机，在那里计算进入塔顶部的蒸汽的计算露点温度与所测量的顶部温度之间的差。当该计算差接近零时，塔溢流的潜势提高。选择预定值并与计算的差对比以产生使操作员改变不满意的塔操作的警报。当检测到警报时，操作员然后可对塔进行合适的调整以避免塔溢流。

然而，美国专利No.6,640,161没有描述进行所需测量所需的仪器和仪表之间的连接。不经合适的仪器，计算方法不会报告有用的信息并且可能发生溢流条件。这导致昂贵的修理和损失产生。

因此，需要用于计算蒸汽汽提分馏塔中的水露点的仪器和方法。

发明概述

本发明一方面涉及控制分馏塔的操作的方法。

本发明另一方面涉及用于控制分馏塔操作的设备。

在一个实施方案中，本方法包括测量从分馏塔至接收器的顶部蒸气流的分子量或比重、温度和压力；测量来自接收器的烃液流的温度；测量汽提器回流液流、或回流烃液流和汽提器净顶部烃液流的质量流速；测量来自接收器的汽提器蒸气流的质量流速；和测量来自接收器的水流的流速。总顶部流量使用来自接收器的水流的流速、来自接收器的汽提器蒸气流的质量流速、汽提器烃液流的质量流速，或者汽提器净顶部烃液的质量流速和回流烃液流的质量流速测定。顶部产物总摩尔数由总顶部流量和顶部蒸气流的分子量测定。水的总摩尔数由来自接收器的水流量和来自接收器的烃液流的测量温度测定。顶部蒸气流中的水分压由水的总摩尔数、顶部产物总摩尔数和所测量的顶部压力测定。露点温度在水的测定分压下测定。露点范围由测定露点和顶部蒸气流的温度测定。将计算露点范围与预定最小露点范围对比，当计算露点范围小于预定最小露点范围时引发警报和/或改变分馏塔的操作条件。

在另一实施方案中，设备包括具有顶部出口和回流入口的分馏塔，和具有入口、水出口、烃液出口和蒸气出口的接收器。存在连接分馏塔的顶部出口与接收器的入口的顶部蒸气管线。分子量分析仪或比重分析仪、温度计和压力计与顶部蒸气管线连通。存在与接收器的烃液出口连接的烃液出口管线，其分成与分馏塔的回流入口连接的汽提器回流管线，和汽提器净顶部液体管线。存在与烃液出口管线连通的温度计。存在与烃液出口管线流体连通的汽提器烃液质量流量计，或者与汽提器回流管线连通的汽提器回流烃液质量流量计，和与汽提器净顶部液体管线连通的汽提器净顶部烃液质量流量计。存在与来自接收器的蒸气出口的蒸气出口管线连通的汽提器蒸气质量流量计。存在与来自接收器的水出口的水出口管线连通的水流量计。该设备还包括与如下连通的至少一个计算机：分子量分析仪或比重分析仪；顶部蒸气管线压力表；顶部蒸气管线温度计；烃液出口管线温度计；汽提器烃液质量流量计或汽提器回流烃液质量流量计和汽提器净顶部烃液质量流量计；汽提器蒸气质量流量计；和水流量计。

附图简述

图1阐述用于蒸汽汽提分馏塔的控制仪器的一个实施方案。

图2阐述用于蒸汽汽提分馏塔的控制仪器的另一实施方案。

图3阐述控制方法的一个实施方案的步骤。

发明详述

本发明通过提供给操作员关于接近水露点的条件的警告警报使得可在汽提塔混乱以前进行合适调整而帮助防止不理想的蒸汽冷凝。它确定实时测定露点和露点范围的所需仪器和合适计算，容许对塔的适当控制和操作，这帮助使能量消耗最小化。