技术领域本发明属于混合碳四分离技术领域，涉及一种混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统及其换热方法和用途。
背景技术：
近年来，随着我国原油加工能力的迅速提高和乙烯产量的不断增加，作为石化副产的碳四资源也在不断扩大，其总量已超过8.0Mt/a。目前，我国碳四在化工方面的利用率只有10％左右，而美国、日本和西欧等工业发达国家碳四烃的利用率已达到了60～90％，可见我国碳四的化工利用率远远落后于发达国家的水平，尤其是丁烯-1化工利用率极低，除了少量作为共聚单体和制备甲乙酮外，其余很大部分作为燃料烧掉。丁烯是碳四单烯烃，可通过多种烃加工工艺而获得。丁烯是碳四单烯烃，可通过多种烃加工工艺而获得。目前工业生产中的丁烯-l主要来自于混合碳四分离方法和化学合成方法。传统上利用混合碳四的主要工艺为：首先通过选择性加氢，将二烯烃/炔烃转化为单烯烃后，再进行醚化将异丁烯转化为MTBE产品或选择加氢将异丁烯转化为异丁烷，再通过分离可得到异丁烷、1-丁烯等产品，这些产品作为重要的化工原料，通过加工成下游产品可提高其经济附加值。CN101012145A公开了一种从C4馏分中分离丁烯-1的方法，利用异丁烯极易进行阳离子聚合反应这一特性，用含有异丁烯的混合C4馏分作为原料，使用布朗特酸及路易斯酸形成的络合物作为引发剂，使C4馏分中的异丁烯全部转化为聚异丁烯，除去异丁烯后的聚合反应尾气C4再送入精馏系统进行分离，得到聚合物级丁烯-1产品。所述系统中的精馏塔使用的是低压蒸汽(0.3～1.0MPa)作为再沸热源。现有混合碳四分离丁烯-1精馏系统基本均采用低压蒸汽(0.3～1.0MPa)作为再沸热源，即低压蒸汽由蒸汽总管送至精馏装置内，连接至精馏塔再沸器壳程入口，蒸汽凝液出再沸器后汇合送至凝结水管网。但由于混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的精馏塔塔底温度较低，约为60℃左右，造成了低压蒸汽热量的“高质低用”问题，导致传热温差大，能耗高，进而提高了加工成本。
技术实现要素：
针对现有技术混合碳四分离丁烯-1精馏系统采用低压蒸汽造成的低压蒸汽热量的“高质低用”问题，以及导致传热温差大，能耗高，加工成本高等问题，本发明提供了一种混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统及其换热方法和用途，所述方法通过构建一个基于导热装置(内含导热介质)的热联合换热系统，以导热介质回收混合碳四分离丁烯-1精馏系统除精馏塔再沸器外其余装置的余热，并作为精馏塔再沸器的热源为其供热，不仅可以降低低压蒸汽耗量，节约生产成本，同时可回收化工装置被浪费掉的余热，并降低热源装置因冷却余热所产生的电耗或水耗。为达此目的，本发明采用以下技术方案：第一方面，本发明提供了一种混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统，所述换热系统包括精馏塔再沸器和导热装置，所述导热装置的导热介质出口与精馏塔再沸器的热源入口相连，精馏塔再沸器的热源出口与导热装置的导热介质入口相连。本发明所述混合碳四分离丁烯-1精馏系统为现有技术中已有的碳四分离系统，此处不再赘述。以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。作为本发明优选的技术方案，所述导热装置中内置导热介质，所述导热介质为水、柴油或化工轻油中任意一种。其中，所述化工轻油又称石脑油(naphtha)，是石油产品之一，是以原油或其他原料加工生产的用于化工原料的轻质油，主要用作重整和化工原料。作为本发明优选的技术方案，所述换热系统包括至少两个精馏塔再沸器和导热装置，所述导热装置的导热介质以并联的方式与各精馏塔再沸器相连。即，所述导热装置的导热介质出口同时与所有精馏塔再沸器的热源入口相连，所有精馏塔再沸器的热源出口与导热装置的导热介质入口相连，所述导热介质以并联的方式为各精馏塔再沸器供热。作为本发明优选的技术方案，所述换热系统包括至少两个精馏塔再沸器和导热装置，所述导热装置的导热介质以串联的方式与各精馏塔再沸器相连。即，所述导热装置的导热介质出口与第一个精馏塔再沸器的热源入口相连，第一个精馏塔再沸器的热源出口与第二个精馏塔再沸器热源入口相连，第二个精馏塔再沸器的热源出口与第三个精馏塔再沸器的热源入口相连，……，依次类推，最终连接至导热装置的导热介质入口，导热介质以串联的方式为各精馏塔再沸器供热。第二方面，本发明提供了一种上述换热系统的混合碳四分离丁烯-1精馏系统。第三方面，本发明提供了一种混合碳四分离丁烯-1精馏系统的换热方法，所述换热方法为：用未吸热的导热装置中的导热介质吸收混合碳四分离丁烯-1精馏系统中除精馏塔再沸器外其他装置的热量，待导热介质升温后，将装有导热介质的导热装置作为精馏塔再沸器的热源，为其供热；供热完成后的导热装置重新吸收混合碳四分离丁烯-1精馏系统中除精馏塔再沸器外其他装置的热量后再次为精馏塔再沸器循环供热。本发明中，用未吸热的导热装置中的导热介质吸收其他装置的热量时，可通过换热、喷淋的方式吸收热量。作为本发明优选的技术方案，所述未吸热的导热装置中的导热介质的温度为60～110℃，例如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或110℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。作为本发明优选的技术方案，所述导热介质升温至75～150℃，例如75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。作为本发明优选的技术方案，所述导热装置作为至少两个精馏塔再沸器的热源为其供热。作为本发明优选的技术方案，所述导热装置中的导热介质以并联的方式作为至少两个精馏塔再沸器的热源为其供热；优选地，所述导热装置中的导热介质以串联的方式作为至少两个精馏塔再沸器的热源为其供热。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过构建一个基于导热装置(内含导热介质)的热联合换热系统，以导热介质回收混合碳四分离丁烯-1精馏系统除精馏塔再沸器外其余装置的余热，并作为精馏塔再沸器的热源循环为其供热，不仅可以降低低压蒸汽耗量，节约精馏系统的再沸蒸汽，节约生产成本，同时可回收化工装置被浪费掉的余热，并降低热源装置因冷却余热所产生的电耗或水耗，使整个混合碳四分离丁烯-1精馏系统较现有系统的能耗降低90％以上。附图说明图1是本发明实施例1所述的混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统的结构示意图；图2是本发明实施例2所述的混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统的结构示意图；图3是本发明实施例2所述的未采用换热系统的混合碳四分离丁烯-1精馏系统的结构示意图；图4是本发明实施例3所述的混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统的结构示意图；其中，1-精馏塔再沸器1，2-导热装置，3-精馏塔。具体实施方式为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。本发明具体实施例部分提供了一种混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统，所述换热系统包括精馏塔再沸器1和导热装置2，所述导热装置2的导热介质出口与精馏塔再沸器1的热源入口相连，精馏塔再沸器1的热源出口与导热装置2的导热介质入口相连。所述导热装置2中内置导热介质，所述导热介质为水、柴油或化工轻油中任意一种。实施例1：如图1所示，本实施例提供了一种混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统，所述换热系统包括一个精馏塔再沸器1和导热装置2，所述导热装置2的导热介质出口与精馏塔再沸器1的热源入口相连，精馏塔再沸器1的热源出口与导热装置2的导热介质入口相连。将本实施例所述的混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统应用于一套典型的6t/h进料的混合碳4分离丁烯-1精馏系统中，用未吸热的导热装置2中温度为80℃的导热介质吸收混合碳四分离丁烯-1精馏系统中除精馏塔再沸器1外其他装置的热量，待导热介质升温至130℃后，将装有导热介质的导热装置作为精馏塔再沸器1的热源，为精馏塔3提供热量；供热完成后的导热装置2重新吸收混合碳四分离丁烯-1精馏系统中除精馏塔再沸器1外其他装置的热量后再次为精馏塔再沸器1循环供热。采用本实施例所述的换热系统的混合碳四分离丁烯-1精馏系统，不消耗蒸汽，循环系统仅耗电100kw，加工成本50万元/年(8400h电价0.6元)，能耗280吨标煤/年。未采用本实施例所述的换热系统的混合碳四分离丁烯-1精馏系统，其蒸汽再沸系统消耗低压蒸汽10.5t/h，折合加工成本约1058万元/年(8400h蒸汽120元/吨)，能耗8316吨标煤/年。因此，采用本实施例所述的换热系统的混合碳四分离丁烯-1精馏系统较原混合碳四分离丁烯-1精馏系统能耗降低了90％以上。实施例2：如图2所示，本实施例提供了一种混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统，所述换热系统包括2个精馏塔再沸器1和导热装置2，所述导热装置2的导热介质以并联的方式为2个精馏塔再沸器2供热。将本实施例所述的混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统应用于一套典型的6t/h进料的混合碳4分离丁烯-1精馏系统中，用未吸热的导热装置2中温度为60℃的导热介质吸收混合碳四分离丁烯-1精馏系统中除精馏塔再沸器1外其他装置的热量，待导热介质升温至75～85℃后，将装有导热介质的导热装置作为精馏塔再沸器1的热源，为其供热；供热完成后的导热装置2重新吸收混合碳四分离丁烯-1精馏系统中除精馏塔再沸器1外其他装置的热量后再次为精馏塔再沸器1循环供热。未采用本实施例所述的换热系统的混合碳四分离丁烯-1精馏系统，其以低压蒸汽(0.3～1.0MPa)作为精馏塔再沸器1的热源，如图3所示，低压蒸汽(0.3～1.0MPa)由蒸汽总管同时输送至两个并联精馏塔再沸器1的热源入口，蒸汽凝液则从精馏塔再沸器1的热源出口送至凝结水管网。采用本实施例所述的换热系统的混合碳四分离丁烯-1精馏系统较原混合碳四分离丁烯-1精馏系统能耗降低了90％以上。实施例3：如图4所示，本实施例提供了一种混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统，所述换热系统包括2个精馏塔再沸器1和导热装置2，所述导热装置2的导热介质以串联的方式给2个精馏塔再沸器2供热。将本实施例所述的混合碳四分离丁烯-1精馏系统中的换热系统应用于一套典型的6t/h进料的混合碳4分离丁烯-1精馏系统中，用未吸热的导热装置2中温度为110℃的导热介质吸收混合碳四分离丁烯-1精馏系统中除精馏塔再沸器1外其他装置的热量，待导热介质升温至150℃后，将装有导热介质的导热装置作为精馏塔再沸器1的热源，为其供热；供热完成后的导热装置2重新吸收混合碳四分离丁烯-1精馏系统中除精馏塔再沸器1外其他装置的热量后再次为精馏塔再沸器1循环供热。采用本实施例所述的换热系统的混合碳四分离丁烯-1精馏系统较原混合碳四分离丁烯-1精馏系统能耗降低了90％以上。综合实施例1-3的结果可以看出，本发明通过构建一个基于导热装置(内含导热介质)的热联合换热系统，以导热介质回收混合碳四分离丁烯-1精馏系统除精馏塔再沸器外其余装置的余热，并作为精馏塔再沸器的热源循环为其供热，不仅可以降低低压蒸汽耗量，节约精馏系统的再沸蒸汽，节约生产成本，同时可回收化工装置被浪费掉的余热，并降低热源装置因冷却余热所产生的电耗或水耗，使整个混合碳四分离丁烯-1精馏系统较现有系统的能耗降低90％以上。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。