1.本实用新型涉及石油化工技术领域，具体地涉及一种费托合成脱碳尾气的分离装置和费托合成反应系统。


背景技术：

2.费托合成(fischer
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tropsch process)，又称f
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t合成，是以合成气(一氧化碳和氢气的混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成以液态的烃或碳氢化合物(hydrocarbon)的工艺过程。费托合成脱碳尾气中主要含有氮气、氢气、甲烷及碳原子数为2以上的烃类物质等，为了避免能源浪费，需要对费托合成脱碳尾气进行回收利用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了提供一种费托合成脱碳尾气的分离装置，该费托合成脱碳尾气的分离装置能够费托合成脱碳尾气中所含有的干气、碳原子数为1和2的烃类物质以及碳原子数为3和4的烃类物质分别分离出来，使得费托合成脱碳尾气得到回收利用，降低了物料的浪费以及能源的损耗。
4.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种费托合成脱碳尾气的分离装置，所述费托合成脱碳尾气的分离装置包括：
5.吸收单元，所述吸收单元设置为能够利用洗涤油洗涤分离出费托合成脱碳尾气中的干气并得到待脱吸液；
6.脱吸单元，所述脱吸单元设置于所述吸收单元的下游，所述脱吸单元设置为能够接收由所述吸收单元排放的待脱吸液并分离出所述待脱吸液中的碳原子数为1和2的烃类物质而得到待稳定液；以及
7.稳定单元，所述稳定单元设置于所述脱吸单元的下游，所述稳定单元设置为能够接收由所述脱吸单元排放的待稳定液并分离出待稳定液中的液化石油气而得到待再生液。
8.上述技术方案，通过设置吸收单元、脱吸单元和稳定单元，从而能够将费托合成脱碳尾气中所含有的物质分别分离出来，例如可将干气、碳原子数为1和2的烃类物质以及碳原子数为3和4的烃类物质分别分离出来，使得费托合成脱碳尾气得到回收利用，降低了物料的浪费以及能源的损耗。
9.优选地，所述稳定单元包括稳定塔，所述稳定塔具有供所述液化石油气排出的稳定塔轻质排出口以及供回流液进入的稳定塔回流进口；
10.所述稳定单元包括回流罐，所述回流罐具有回流进口和回流出口，所述稳定单元包括连通所述稳定塔轻质排出口和所述回流进口的轻质导出管以及设置于所述轻质导出管的冷却器，所述回流出口连通于所述稳定塔回流进口。
11.优选地，所述稳定单元包括连接于所述回流出口的供纯度低于预设纯度值的液化石油气排出的导出管以及设置于所述导出管的能够控制所述导出管中的纯度低于预设纯度值的液化石油气的流通状态的导出控制阀。
12.优选地，所述稳定塔具有供待再生液排出的稳定塔重质排出口；
13.所述稳定单元包括换热器，所述换热器设置有分别供加热介质进出的加热介质进口和加热介质出口以及分别供待加热介质进出的待加热介质进口和待加热介质出口，其中：所述待加热介质进口与所述导出管相连通，所述待加热介质出口与所述脱吸单元的脱吸入口相连通，所述加热介质进口与所述稳定塔重质排出口相连通。
14.优选地，所述稳定单元包括连通所述待加热介质出口与所述脱吸单元的脱吸入口的第一连通管以及设置于所述第一连通管的能够控制所述第一连通管内的介质的流通状态的第一连通控制阀。
15.优选地，所述吸收单元包括吸收塔，所述吸收塔具有供所述待脱吸液排出的吸收塔重质排出口；
16.所述脱吸单元包括脱吸塔，所述脱吸塔具有供所述待脱吸液进入的脱吸入口；
17.所述费托合成脱碳尾气的分离装置包括连接所述吸收塔重质排出口和所述脱吸入口的混合器；其中：
18.所述第一连通管与所述混合器的混合器入口相连通。
19.优选地，所述稳定单元包括连接所述导出管和所述第一连通管的第二连通管以及设置于所述第二连通管的第二连通控制阀，所述第二连通管在所述第二连通控制阀的作用下能够将纯度低于预设纯度值的液化石油气直接导入所述混合器；或者
20.所述稳定单元包括连接所述导出管和所述第一连通管的第二连通管以及设置于所述第二连通管的第二连通控制阀，所述稳定单元包括能够检测纯度低于预设纯度值的液化石油气的温度的温度传感器以及第一控制器，所述温度传感器和所述第二连通控制阀均与所述第一控制器相连通，所述第一控制器设置为在检测到纯度低于预设纯度值的液化石油气的温度高于预设值时控制所述第二连通控制阀处于打开状态以能够将纯度低于预设纯度值的液化石油气直接导入所述混合器。
21.优选地，稳定单元包括：
22.连通主管，所述连通主管连接于所述回流出口；
23.回流管，所述回流管的两端分别连接于所述连通主管和所述稳定塔回流进口，所述回流管上设置有回流控制阀，所述回流控制阀能够控制所述回流管中的回流液的流通状态；
24.排放管，所述排放管连接于所述连通主管，所述排放管供液化石油气排出，所述排放管设置为能够控制所述排放管中的介质的流通状态的排放控制阀；以及
25.第二控制器，所述回流罐的液位计、所述导出控制阀、所述回流控制阀和所述排放控制阀均与所述第二控制器相连，所述第二控制器设置为能够根据所述液位计所显示的液位值调节以及所述回流出口排放的液化石油气的纯度控制所述导出控制阀、所述回流控制阀和所述排放控制阀的开闭状态。
26.优选地，所述费托合成脱碳尾气的分离装置包括能够回收洗涤油的回收塔，所述回收塔具有供回收物料进入的回收塔进口，所述加热介质出口和所述回收塔进口相连通。
27.本实用新型第二方面提供一种费托合成反应系统，所述费托合成反应系统包括费托合成反应装置以及设置于所述费托合成反应装置的下游的本实用新型所提供的费托合成脱碳尾气的分离装置。通过在费托合成反应系统中设置本实用新型所提供的费托合成脱
碳尾气的分离装置，可对费托合成反应装置所排放的费托合成脱碳尾气进行回收利用，提高了废气的回收使用率，减少了废气的排放，不仅提高了经济效益，而且减少了环境污染。
附图说明
28.图1是本实用新型优选实施方式的费托合成脱碳尾气的分离装置的整体结构示意图。
29.附图标记说明
30.10
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费托合成脱碳尾气的分离装置；11
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温度传感器；12
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吸收单元；120
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吸收塔；14
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脱吸单元；140
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脱吸塔；16
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稳定单元；160
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稳定塔；161
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换热器；162
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回流罐；162a
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液位计；163a
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第一连通管；163b
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第一连通控制阀；164
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轻质导出管；165a
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第二连通管；165b
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第二连通控制阀；166
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冷却器；167a
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放空管；167b
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放空控制阀；168a
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回流管；168b
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回流控制阀；168c
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连通主管；168d
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排放管；168e
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排放控制阀；169a
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导出管；169b
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导出控制阀；18
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混合器；19
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回收塔；20
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输送泵。
具体实施方式
31.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中所示的方位理解，“内、外”是指部件的轮廓的内、外。
32.本实用新型提供了一种费托合成脱碳尾气的分离装置，如图1中所示，费托合成脱碳尾气的分离装置10包括吸收单元12、脱吸单元14和稳定单元16。
33.吸收单元12设置为能够利用洗涤油洗涤分离出费托合成脱碳尾气中的干气并得到待脱吸液，可采用逆流洗涤的方式对费托合成脱碳尾气进行洗涤，由此可将费托合成脱碳尾气所含有的干气分离出，洗涤油可包括轻质油如轻质石脑油，洗涤出的干气可包括n2、h2、甲烷以及少量的碳原子数为2的烃类物质，可以理解的是，待脱吸液中含有洗涤油如石脑油；脱吸单元14设置于吸收单元12的下游，脱吸单元14设置为能够接收由吸收单元12排放的待脱吸液并分离出所述待脱吸液中的碳原子数为1和2的烃类物质而得到待稳定液，碳原子数为1和2的烃类物质主要包括甲烷、乙烷、乙烯等烃类物质，可以明白的是，待稳定液中含有洗涤油如石脑油；稳定单元16设置于脱吸单元14的下游，稳定单元16设置为能够接收由脱吸单元14排放的待稳定液并分离出待稳定液中的液化石油气而得到待再生液，其中，液化石油气主要包括碳原子数为3和4的烃类物质如丙烷和丁烷，当液化石油气达到合格标准时，碳原子数为3和4的烃类物质的摩尔含量为95％以上。通过设置吸收单元12、脱吸单元14和稳定单元16，从而能够将费托合成脱碳尾气中所含有的物质分别分离出来，例如可将干气、碳原子数为1和2的烃类物质以及碳原子数为3和4的烃类物质分别分离出来，使得费托合成脱碳尾气得到回收利用，降低了物料的浪费以及能源的损耗。
34.如图1中所示，稳定单元16可包括稳定塔160，稳定塔160具有供液化石油气排出的稳定塔轻质排出口以及供回流液进入的稳定塔回流进口，其中，稳定塔轻质排出口可设置于稳定塔160的顶壁，稳定塔回流进口可设置于稳定塔160的侧壁的顶部；稳定单元16可包括回流罐162，回流罐162具有回流进口和回流出口，稳定单元16可包括连通稳定塔轻质排出口和回流进口的轻质导出管164以及设置于轻质导出管164的冷却器166，回流出口可连通于稳定塔回流进口。可以明白的是，稳定塔160可为精馏塔。
35.稳定单元16可包括连接于回流出口的供纯度低于预设纯度值的液化石油气排出的导出管169a以及设置于导出管169a的能够控制导出管169a中的纯度低于预设纯度值的液化石油气的流通状态的导出控制阀169b。当检测到回流出口的液化石油气纯度较低，例如碳原子数为3和4的烃类物质的摩尔含量为小于95％时，液化石油气为不合格的产品，可打开导出控制阀169b，将部分不合格的液化石油气排出进行收集，另一部分的不合格液化石油气可由稳定塔回流进口返回到稳定塔160中，这样，当整个系统因为出现工况异常或是进行开停车时而产生不合格的液化石油气时，可通过导出管169a进行收集，收集后可返回到脱吸单元14中进行精馏作业以进行回收利用，由此不仅降低了稳定塔160的负担，而且减少了不合格的液化石油气的直接排放量，提高了经济效益。
36.需要说明的是，稳定塔160具有供待再生液排出的稳定塔重质排出口，其中，稳定塔重质排出口可设置于稳定塔160的底壁。稳定单元16可包括换热器161，换热器161可设置有分别供加热介质进出的加热介质进口和加热介质出口以及分别供待加热介质进出的待加热介质进口和待加热介质出口，其中：待加热介质进口可与导出管169a相连通，待加热介质出口可与脱吸单元14的脱吸入口相连通，加热介质进口与稳定塔重质排出口相连通，可以明白的是，由稳定塔重质排出口排出的待再生液可作为加热介质，而由导出管169a排出的不合格的液化石油气可作为待加热介质，这样，可充分利用加热介质所释放的热量，提高了热量利用率，加热后的不合格的液化石油气可导入到脱吸单元14中进行精馏处理。
37.稳定单元16可包括连通待加热介质出口与脱吸单元14的脱吸入口的第一连通管163a以及设置于第一连通管163a的能够控制第一连通管163a内的介质的流通状态的第一连通控制阀163b，这样，能够控制进入到脱吸单元14中的不合格的液化石油气的量，以能够保证脱吸单元14的稳定精馏。
38.吸收单元12可包括吸收塔120，吸收塔120具有供待脱吸液排出的吸收塔重质排出口，其中，吸收塔重质排出口可设置于吸收塔120的底壁，吸收塔120可设置有供干气排出的吸收塔轻质排出口；脱吸单元14可包括脱吸塔140，脱吸塔140具有供待脱吸液进入的脱吸入口，脱吸入口可设置于脱吸塔140的顶部，脱吸塔140可设置有供分离出的碳原子数为1和2的烃类物质排出的脱吸塔轻质排出口；费托合成脱碳尾气的分离装置10可包括连接吸收塔重质排出口和脱吸入口的混合器18，例如可选用静态混合器作为混合器18；其中：第一连通管163a与混合器18的混合器入口相连通。通过设置混合器18，可使得由第一连通管163a导出的不合格的液化石油气能够与吸收塔120所排出的待脱吸液混合均匀，使得不合格的液化石油气与待脱吸液的温度接近，减少了脱吸塔140的波动，使得脱吸塔140能够稳定作业。
39.为了提高作业效率，可设置旁路结构以将导出管169a导出的不合适液化石油气直接导入到混合器18中。如图1中所示，稳定单元16可包括连接导出管169a和第一连通管163a的第二连通管165a以及设置于第二连通管165a的第二连通控制阀165b，第二连通管165a可在第二连通控制阀165b的作用下能够将纯度低于预设纯度值的液化石油气直接导入混合器18，由此，由第二连通管165a导出的纯度低于预设纯度值的液化石油气可不被换热器161进行加热而直接进入到混合器18中，这样，也减少了换热器161的负担，尤其当不需要对不合格的液化石油气进行加热时，可使得第一连通控制阀163b处于关闭状态，而第二连通控制阀165b处于开启状态。具体来件，第一连通管163a的两端可分别连接于导出管169a以及
第一连通管163a。
40.此外，可设置能够检测纯度低于预设纯度值的液化石油气的温度的温度传感器11，例如，温度传感器11可设置于第一连通管163a，另外，可设置第一控制器，温度传感器11和第二连通控制阀165b均可与第一控制器相连通，第一控制器可设置为在检测到纯度低于预设纯度值的液化石油气的温度高于预设值时控制第二连通控制阀165b处于打开状态以能够将纯度低于预设纯度值的液化石油气即不合格的液化石油气直接导入混合器18。通过设置温度传感器11和第一控制器，从而使得第一控制器能够根据温度传感器11所检测的温度控制第二连通控制阀165b的开闭状态，实现了自动控制，并且使得第二连通控制阀165b能够被及时开启或是关闭，提高了操作灵活性，大大降低了人工劳动强度。另外，第一控制器可与第一连通控制阀163b相连通，第一控制器可设置为在检测到纯度低于预设纯度值的液化石油气的温度高于预设值时控制第二连通控制阀165b处于打开状态并控制第一连通控制阀163b处于关闭状态。另外，第一控制器可设置为在检测到纯度低于预设纯度值的液化石油气的温度不高于预设值时控制第二连通控制阀165b处于关闭状态并控制第一连通控制阀163b处于打开状态，以使得纯度低于预设纯度值的液化石油气加热后由第一连通管163a导入混合器18中。
41.此外，可设置连通主管168c、回流管168a、排放管168d。
42.如图1中所示，连通主管168c可设置于回流出口处，连通主管168c可连通于回流出口；回流管168a的两端可分别连接于连通主管168c和稳定塔回流进口，可在回流管168a上设置回流控制阀168b，回流控制阀168b能够控制回流管168a中的回流液的流通状态；排放管168d可连接于连通主管168c，排放管168d可供液化石油气排出，排放管168d可设置为能够控制排放管168d中的介质的流通状态的排放控制阀168e，可以明白的是，在排放控制阀168e的作用下，排放管168d可将合格的液化石油气排出。由此，通过连通主管168c所导出的合格的液化石油气可分成两股，一股可通过回流管168a进入到稳定塔160中，另一股可通过排放管168d排出并进行收集；另外，通过连通主管168c所导出的纯度低于预设纯度值的液化石油气也可分成两股，一股可通过回流管168a进入到稳定塔160中，另一股可通过导出管169a导入到脱吸塔140中。
43.为了便于液化石油气的输送，可在连通主管168c上设置输送泵20，输送泵20能够将液化石油气泵送到相应的管线中。
44.可在排放管168d设置与排放管168d相连通的放空管167a，并可在放空管167a上设置放空控制阀167b，放空控制阀167b可设置为能够控制放空管167a中的介质的流通状态。这样，当回流罐162内的液位过高时，可通过放空管167a适度的排放液化石油气，以保证整个系统的安全稳定性。
45.可以理解的是，回流罐162具有液位计162a。另外，可设置第二控制器，导出控制阀169b、回流控制阀168b和排放控制阀168e均可与第二控制器相连，第二控制器可设置为能够根据液位计162a所显示的液位值调节以及回流出口排放的液化石油气的纯度控制导出控制阀169b、回流控制阀168b和排放控制阀168e的开闭状态。需要说明的是，液化石油气的纯度不低于预设纯度值时，并且当液位计162a所显示的液位值高于预设液位值时，第二控制器可控制排放控制阀168e和回流控制阀168b均处于打开状态，与此同时，第二控制器可控制导出控制阀169b处于关闭状态，另外，第二控制器可控制放空控制阀167b处于关闭状
态；液化石油气的纯度不低于预设纯度值时，并且当液位计162a所显示的液位值不高于预设液位值时，第二控制器可控制回流控制阀168b处于打开状态，与此同时，第二控制器可控制导出控制阀169b处于关闭状态，第二控制器可控制排放控制阀168e处于打开状态，另外，第二控制器可控制放空控制阀167b处于关闭状态；当液化石油气的纯度低于预设纯度值时，并且当液位计162a所显示的液位值不高于预设液位值时，第二控制器可控制回流控制阀168b和导出控制阀169b处于打开状态，同时，第二控制器可控制放空控制阀167b和排放控制阀168e处于关闭状态；当液化石油气的纯度低于预设纯度值时，并且当液位计162a所显示的液位值高于预设液位值时，第二控制器可控制回流控制阀168b和导出控制阀169b处于打开状态，同时，第二控制器可控制排放控制阀168e处于关闭状态，另外，在需要时，第二控制器可控制放空控制阀167b处于打开状态。
46.由此，通过设置第二控制器，可自动调节上述各个控制阀的开闭状态，提高操作灵活性，降低了操作人员的劳动强度。
47.为了进一步回收利用洗涤油，费托合成脱碳尾气的分离装置10可包括能够回收洗涤油如石脑油的回收塔19，回收塔19具有供回收物料进入的回收塔进口，所述加热介质出口和所述回收塔进口相连通，可以理解的是，由稳定塔160所排放的待再生液经过换热器161降温后导入到回收塔19中进行分离提纯。其中，回收塔19可为精馏塔，通过对洗涤油进行精馏的方式以实现轻质石脑油和重质石脑油彼此之间的分离，可使得洗涤油可被重复利用，降低了物料的浪费，降低了整个装置的回收成本。
48.本实用新型还提供了一种费托合成反应系统，费托合成反应系统可包括费托合成反应装置以及设置于费托合成反应装置的下游的本实用新型所提供的费托合成脱碳尾气的分离装置10。通过在费托合成反应系统中设置本实用新型所提供的费托合成脱碳尾气的分离装置10，可对费托合成反应装置所排放的费托合成脱碳尾气进行回收利用，提高了废气的回收使用率，减少了废气的排放，不仅提高了经济效益，而且减少了环境污染。
49.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。