一種對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法及加熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法及加熱系統(tǒng)，加熱方法是：由熱水/物料換熱器在分餾塔外對物料預(yù)熱升溫至80±10℃，預(yù)熱后的物料進(jìn)入分餾塔，在塔內(nèi)被塔底重沸器加熱并維持在物料分餾所需的工作溫度，實(shí)現(xiàn)物料的梯級加熱。加熱系統(tǒng)包括石油分餾加熱系統(tǒng)組件及回收余熱加熱進(jìn)口物料系統(tǒng)組件，其中：氣體分餾加熱系統(tǒng)組件包括：分餾塔、空冷器、水冷換熱器及重沸器；回收余熱加熱進(jìn)口物料系統(tǒng)組件包括：熱水/物料換熱器及蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵。其優(yōu)點(diǎn)是：利用回收的余熱對進(jìn)口物料進(jìn)行預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)了分餾塔加熱工藝的能量梯級利用，降低工藝蒸汽消耗量20％以上，提高了能源利用率，節(jié)約了成本。
【專利說明】一種對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法及加熱系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油煉化生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法及加熱系統(tǒng)，特別涉及到回收氣體分餾塔塔頂產(chǎn)品物料余熱及石油煉化其他工藝熱聯(lián)合余熱對分餾塔進(jìn)口物料梯級加熱的方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，社會(huì)對石油化工產(chǎn)品的需求日益增長，該行業(yè)能源消耗量占全國能源消耗總量的10%以上。而石油煉化廠生產(chǎn)中，氣體分餾工藝環(huán)節(jié)是用熱大戶，常規(guī)氣體分餾工藝系統(tǒng)流程如圖1所示，主要包含以下幾個(gè)主要部分:分餾塔1、重沸器2、空冷器3、水冷換熱器4以及用于連接上述設(shè)備的管路、閥門等。常溫物料由物料入口 Pl直接進(jìn)入分餾塔，由塔底重沸器加熱并維持至工作溫度，塔頂出口的產(chǎn)品熱物料依次經(jīng)過空冷器和水冷換熱器冷卻后至物料出口 P2。
[0003]其缺點(diǎn)I為:分餾塔塔頂出口的產(chǎn)品熱物料(油氣)的余熱通過空冷器、水冷換熱器及其循環(huán)水系統(tǒng)散失到環(huán)境中，造成大量的能量浪費(fèi)。
[0004]其缺點(diǎn)2為:分餾塔的常溫(20°C左右)進(jìn)口物料經(jīng)塔底重沸器加熱并維持至工作溫度，其中醇胺再生、脫丙烷、催化蒸餾等工藝的塔底物料工作溫度約為110°c，重沸器通常以壓力為0.3MPa左右的工藝蒸汽作為加熱熱媒，這種加熱模式存在較大的換熱溫差，力口熱環(huán)節(jié)的熵增較大，能源的利用不合理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有分餾塔物料加熱工藝流程的不足，提出一種對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法及加熱系統(tǒng)。特別提出一種利用蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵回收分餾塔塔頂余熱對進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱系統(tǒng)，可以有效回收分餾塔塔頂出口產(chǎn)品熱物料余熱制備熱水，通過熱水/物料換熱器對分餾塔進(jìn)料進(jìn)行預(yù)熱；在有穩(wěn)定的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱熱媒水時(shí)，可代替蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵作為熱水/物料換熱器的加熱熱源對分餾塔進(jìn)口物料進(jìn)行預(yù)熱。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案如下:
[0007]一種對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法，由熱水/物料換熱器在分餾塔外對物料預(yù)熱升溫至80±10°C，預(yù)熱后的物料進(jìn)入分餾塔，在塔內(nèi)被塔底重沸器加熱并維持在物料分餾所需的工作溫度，實(shí)現(xiàn)物料的梯級加熱。所述熱水/物料換熱器的加熱熱源是回收分餾塔塔頂出口產(chǎn)品熱物料余熱制備的熱水，或是石油煉化的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱熱媒水。
[0008]所述物料分餾所需的工作溫度為110±10°C。
[0009]一種實(shí)現(xiàn)上述加熱方法的利用余熱對分餾塔進(jìn)口物料梯級加熱的系統(tǒng)，包括氣體分餾加熱系統(tǒng)組件及回收余熱加熱進(jìn)口物料系統(tǒng)組件，其中:所述的氣體分餾加熱系統(tǒng)組件包括:分餾塔、空冷器、水冷換熱器及重沸器，分餾塔塔頂物料出口接空冷器物料側(cè)入口，空冷器物料側(cè)出口接水冷換熱器物料側(cè)入口 ；水冷換熱器水側(cè)接循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；重沸器的低溫側(cè)接分餾塔，重沸器高溫側(cè)接高溫工藝蒸汽；所述的回收余熱加熱進(jìn)口物料系統(tǒng)組件包括:熱水/物料換熱器及蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵，其中:熱水/物料換熱器物料側(cè)接分餾塔物料入口，熱水/物料換熱器熱水側(cè)接蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵冷凝器及吸收器，蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器接高溫工藝蒸汽，蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)器接循環(huán)冷卻水。
[0010]所述的蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵能夠被石油煉化的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱熱媒水管道所替代，其中:熱水/物料換熱器低溫側(cè)接分餾塔物料入口，熱水/物料換熱器高溫側(cè)接石油煉化的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱熱媒水管道。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:回收原本散失到環(huán)境中的分餾塔塔頂產(chǎn)品物料余熱，或者利用石油煉化的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱，用于對進(jìn)口物料進(jìn)行預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)了分餾塔加熱工藝的能量梯級利用，降低工藝蒸汽消耗量20%以上，提高了分餾塔工藝流程的能源利用效率,進(jìn)而節(jié)約生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是常規(guī)分餾塔工藝系統(tǒng)流程簡圖。
[0013]圖2是利用溴化鋰吸收式熱泵和工藝蒸汽對進(jìn)口物料梯級加熱的分餾塔工藝系統(tǒng)流程簡圖。
[0014]圖3是利用石油煉化的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱熱媒水和工藝蒸汽對進(jìn)口物料梯級加熱的分餾塔工藝系統(tǒng)流程簡圖。
[0015]圖中:1.分餾塔，2.重沸器，3.空冷器，4.水冷換熱器，5.熱水/物料換熱器，6.蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵，7.閥門，Pl.物料進(jìn)口管道，P2.塔頂產(chǎn)品物料出口管道，P3.塔底產(chǎn)品物料出口管道，P4.工藝蒸汽管道，P5、P6.疏水管道，P7.循環(huán)冷卻水高溫管道，P8.循環(huán)冷卻水低溫管道，P9.熱聯(lián)合余熱熱媒水高溫管道，P10.熱聯(lián)合余熱熱媒水低溫管道，A.吸收器，C.冷凝器，E.蒸發(fā)器，G.發(fā)生器。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]實(shí)施例1:
[0018]在圖2所示的流程2中，物料進(jìn)口管道Pl分別與熱水/物料換熱器5的物料側(cè)入口 51和閥門7的進(jìn)口相連，分餾塔I的物料入口 11分別與閥門7的出口和熱水/物料換熱器5的物料側(cè)出口 52相連，分餾塔I的塔頂高溫產(chǎn)品物料出口 12與空冷器的入口相連，分餾塔I塔底成品物料接塔底產(chǎn)品出口管道P3，分餾塔I塔底物料出口 13與重沸器2的低溫側(cè)進(jìn)口 21相連，分餾塔I塔底物料進(jìn)口 14與重沸器2的低溫側(cè)出口 22相連；空冷器3的出口與水冷換熱器4的物料入口 41相連；水冷換熱器4的物料出口 42與塔頂成品出口管P2相連，水冷換熱器4的循環(huán)冷卻水進(jìn)口 43與循環(huán)冷卻水低溫管道P8相連，循環(huán)冷卻水出口 44與循環(huán)冷卻水高溫管道P7相連；蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵6的蒸發(fā)器E接口 65、66分別與循環(huán)冷卻水高溫管道P7、循環(huán)冷卻水低溫管道P8相連，吸收器A和冷凝器C接口63,64分別與熱水/物料換熱器的高溫側(cè)接口 54、53相連，發(fā)生器G接口 61、62分別與工藝蒸汽管道P4、疏水管道P6相連；重沸器的高溫側(cè)接口 23、24分別與工藝蒸汽管道P4、疏水管道P5相連。
[0019]系統(tǒng)工作時(shí)，物料由物料進(jìn)口管道Pl進(jìn)入熱水/物料換熱器進(jìn)行加熱，溫度升至80±10°C后經(jīng)物料入口 11進(jìn)入分餾塔I，在塔內(nèi)被塔底重沸器加熱并維持至110°C左右，實(shí)現(xiàn)物料的梯級加熱。塔頂產(chǎn)品依次經(jīng)空冷器3和水冷換熱器4到達(dá)產(chǎn)品物料出口管道P2 ;塔底物料由塔底物料出口 13進(jìn)入重沸器2，加熱后經(jīng)塔底物料進(jìn)口 14進(jìn)入分餾塔I。
[0020]循環(huán)冷卻水系統(tǒng)通過水冷換熱器4將塔頂產(chǎn)品物料的大量余熱帶走，升溫后的循環(huán)冷卻水通往蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵6的蒸發(fā)器E，作為蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵6的低溫?zé)嵩矗蒙倭扛邷毓に囌羝鳛轵?qū)動(dòng)熱源，制備的中溫?zé)崴?，該中溫?zé)崴鳛闊崴?物料換熱器5的熱源，由此實(shí)現(xiàn)回收蘊(yùn)含在循環(huán)冷卻水中的塔頂物料余熱。
[0021]實(shí)施例2:
[0022]若石油煉化廠其它工藝(如常減壓、催化裂化)生產(chǎn)有富余的品位低于工藝蒸汽的熱聯(lián)合余熱熱媒水，可將蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵替換為熱聯(lián)合熱媒水循環(huán)管路P9、P10，作為熱水/物料換熱器的熱源，其他連接方式及工作原理同實(shí)施例1，其流程如圖3所
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[0023]本發(fā)明中新增的熱水/物料換熱器5、蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵6以及閥門7均為成熟廣品。
[0024]各設(shè)備的【具體實(shí)施方式】分別說明如下:
[0025]1.分餾塔，根據(jù)物料生產(chǎn)量確定，為常用設(shè)備；
[0026]2.重沸器，根據(jù)物料生產(chǎn)量、進(jìn)料溫度和塔內(nèi)物料溫度確定，為常用設(shè)備；
[0027]3.空冷器，根據(jù)塔頂物料的生產(chǎn)量、要求的成品物料冷卻溫度確定，為常用設(shè)備；
[0028]4.水冷換熱器，根據(jù)塔頂物料的生產(chǎn)量、要求的成品物料冷卻溫度確定，為常用設(shè)備;
[0029]5.熱水/物料換熱器，根據(jù)進(jìn)口物料流量和加熱溫度確定，為非標(biāo)設(shè)計(jì)設(shè)備；
[0030]6.蒸汽溴化鋰吸收式熱泵，根據(jù)工藝蒸汽壓力、塔頂余熱量及溫度和熱水/物料換熱器的需熱量及溫度確定，此為非標(biāo)設(shè)計(jì)設(shè)備；
[0031]7.閥門，根據(jù)管徑確定大小。
[0032]本發(fā)明的方法是在分餾塔物料加熱工藝原有流程的基礎(chǔ)上，于分餾塔物料進(jìn)口處增設(shè)了熱水/物料換熱器，利用蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵回收氣體分餾塔塔頂余熱，對進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱流程2如圖2所示；利用其它石化工藝熱聯(lián)合余熱熱媒水實(shí)現(xiàn)進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱流程3如圖3所示。該方法可以減少醇胺再生、脫丙烷、催化蒸餾等工藝的分餾塔加熱環(huán)節(jié)的熵增，實(shí)現(xiàn)、能源的合理利用，節(jié)約生產(chǎn)消耗的工藝蒸汽。
【權(quán)利要求】
1.一種對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法，其特征是:由熱水/物料換熱器在分餾塔外對物料預(yù)熱升溫至80±10°c，預(yù)熱后的物料進(jìn)入分餾塔，在塔內(nèi)被塔底重沸器加熱并維持在物料分餾所需的溫度，實(shí)現(xiàn)物料的梯級加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法，其特征是:所述熱水/物料換熱器的加熱熱源是利用蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵回收分餾塔塔頂出口產(chǎn)品熱物料余熱制備的熱水，或是石油煉化的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱熱媒水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對氣體分餾塔進(jìn)口物料預(yù)熱的梯級加熱方法，其特征是:所述物料分餾所需的工作溫度為110±10°C。
4.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述加熱方法的加熱系統(tǒng)，包括氣體分餾加熱系統(tǒng)組件及回收余熱加熱進(jìn)口物料系統(tǒng)組件，其中:所述的氣體分餾加熱系統(tǒng)組件包括:分餾塔、空冷器、水冷換熱器及重沸器，分餾塔塔頂物料出口接空冷器物料側(cè)入口，空冷器物料側(cè)出口接水冷換熱器物料側(cè)入口 ；水冷換熱器水側(cè)接循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；重沸器的低溫側(cè)接分餾塔，重沸器高溫側(cè)接高溫工藝蒸汽，其特征是:所述的回收余熱加熱進(jìn)口物料系統(tǒng)組件包括:熱水/物料換熱器及蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵，其中:熱水/物料換熱器物料側(cè)接分餾塔進(jìn)口物料，熱水/物料換熱器熱水側(cè)接蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵冷凝器及吸收器，蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器接高溫工藝蒸汽，蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)器接循環(huán)冷卻水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱系統(tǒng)，其特征是:所述的蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵能夠被石油煉化的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱熱媒水管道所替代，其中:熱水/物料換熱器低溫側(cè)接分餾塔進(jìn)口物料，熱水/物料換熱器高溫側(cè)接石油煉化的其它工藝環(huán)節(jié)熱聯(lián)合余熱熱媒水管道。
【文檔編號】B01D3/42GK104383704SQ201410483273
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】李巖, 朱蒙, 張淑彥, 常珊珊, 劉軍 申請人:燕山大學(xué)