一种降低乙烯装置能耗的热集成系统的制作方法

文档序号:15537381发布日期:2018-09-28 18:46阅读:169来源:国知局

本实用新型涉及乙烯生产设备领域,尤其是一种降低乙烯装置能耗的热集成系统。



背景技术:

乙烯装置是以石油或天然气为原料,以生产高纯度乙烯和丙烯为主,同时副产多种石油化工原料的石油化工装置。裂解原料在乙烯装置中通过高温裂解、压缩、分离得到乙烯,同时得到丙烯、丁二烯、苯、甲苯及二甲苯等重要的副产品。

现有的乙烯装置如图1所示,包括汽油分馏塔1、粘度控制塔2、急冷塔3和工艺水汽提塔4,运行时,汽油分馏塔1的塔底抽出急冷油,一部分送去粘度控制塔2,另一部分与汽包底部重沸器5的汽包水换热,换热后的急冷油一部分与裂解汽油混合后返汽油分馏塔1,另一部分与锅炉给水换热器6换热至约153℃返塔,返塔温度较高。

急冷塔3塔底抽出急冷水(约85℃),急冷水一股作为原料送去工艺水汽提塔4;另一股急冷水经过多个换热器7换热后(约70℃)进入第一循环水冷却器8,温度降至64℃,然后一部分返回急冷塔3的中部,另一部分急冷水再次经第二循环水冷却器9冷却至38℃后返回急冷塔3的顶部。

工艺水汽提塔4的进料为急冷塔3底的急冷水,工艺水汽提塔4的塔底温度为114.2℃,急冷塔3底的急冷水温度较低(约85℃),因此设置了塔底重沸器10对工艺水进行加热,塔底重沸器10消耗低压蒸汽。

现有流程中,急冷塔3急冷水出塔温度为85℃,属低品位热能,存在热能利用率低、热量过剩等问题。153℃返塔的急冷油,返塔温度较高,高温位的急冷油热量利用不充分,造成急冷塔3的低温位的急冷水消耗大量循环水。急冷水在循环的过程中,经过多级换热后,仍需经过循环水冷却器冷却,消耗大量的循环冷却水。急冷水作为工艺水汽提塔4的工艺水,进料温度低,塔底重沸器10需要消耗较多低压蒸汽提供热量,能耗较大。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种降低乙烯装置能耗的热集成系统,提高热能的利用率,降低能耗。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种降低乙烯装置能耗的热集成系统,包括汽油分馏塔、粘度控制塔、急冷塔和工艺水汽提塔,所述汽油分馏塔的底部设置有急冷油管,所述急冷油管上连接有第一支管和第二支管,所述第一支管与粘度控制塔相通,第二支管上设置有汽包底部重沸器并与汽油分馏塔的中部相通,汽包底部重沸器与汽油分馏塔之间的第二支管上设置有第三支管,所述第三支管与汽油分馏塔相通,且第三支管上设置有锅炉给水换热器;所述工艺水汽提塔的底部设置有加热循环管,所述加热循环管上设置有塔底重沸器;

所述锅炉给水换热器与汽油分馏塔之间的第三支管上设置有第一阀门,所述第一阀门与锅炉给水换热器之间的第三支管上设置有进油管,第一阀门与汽油分馏塔之间的第三支管上设置有回油管,所述进油管与回油管上均设置有第二阀门;

所述工艺水汽提塔的底部设置有辅助加热循环管,所述辅助加热循环管上设置有热回收重沸器,所述进油管与回油管均与热回收重沸器相连。

本实用新型的有益效果是:通过增加一台热回收重沸器,温度较高的急冷油通过进油管流动至热回收重沸器,而工艺水汽提塔内的工艺水通过辅助加热循环管流入热回收重沸器,急冷油与工艺水进行换热,使工艺水的温度升高,从而降低塔底重沸器的蒸汽消耗量,降低能耗;急冷油的温度降低后,通过回油管进入第三支管,然后返回汽油分馏塔,由于急冷油中的热量减少,降低了汽油分馏塔的内部温度,使得从汽油分馏塔塔顶进入急冷塔的物料温度降低,减少了带到急冷塔的热量,可减少急冷水的消耗量,降低急冷水的温度,在急冷水的循环过程中,又能够降低循环水冷却器的冷却水消耗量,从而节约水资源。

附图说明

图1是现有技术的示意图;

图2是本实用新型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图2所示,本实用新型的一种降低乙烯装置能耗的热集成系统,包括汽油分馏塔1、粘度控制塔2、急冷塔3和工艺水汽提塔4,所述汽油分馏塔1的底部设置有急冷油管11,所述急冷油管11上连接有第一支管12和第二支管13,所述第一支管12与粘度控制塔2相通,第二支管13上设置有汽包底部重沸器5并与汽油分馏塔1的中部相通,汽包底部重沸器5与汽油分馏塔1之间的第二支管13上设置有第三支管14,所述第三支管14与汽油分馏塔1相通,且第三支管14上设置有锅炉给水换热器6;所述工艺水汽提塔4的底部设置有加热循环管41,所述加热循环管41上设置有塔底重沸器10,其余结构参照现有技术。

所述锅炉给水换热器6与汽油分馏塔1之间的第三支管14上设置有第一阀门15,所述第一阀门15与锅炉给水换热器6之间的第三支管14上设置有进油管16,第一阀门15与汽油分馏塔1之间的第三支管14上设置有回油管17,所述进油管16与回油管17上均设置有第二阀门18;所述工艺水汽提塔4的底部设置有辅助加热循环管42,所述辅助加热循环管42上设置有热回收重沸器43,所述进油管16与回油管17均与热回收重沸器43相连。热回收重沸器43采用一般的重沸器,第一阀门15和第二阀门18采用常规的阀门,用于调节经过热回收重沸器43的急冷油流量。通过增加一台热回收重沸器43,温度较高的急冷油通过进油管16流动至热回收重沸器43,而工艺水汽提塔4内的工艺水通过辅助加热循环管42流入热回收重沸器43,急冷油与工艺水进行换热,使工艺水的温度升高,从而降低塔底重沸器10的蒸汽消耗量,降低能耗;急冷油的温度降低后,通过回油管17进入第三支管14,然后返回汽油分馏塔1,由于急冷油中的热量减少,降低了汽油分馏塔1的内部温度,使得从汽油分馏塔1塔顶进入急冷塔3的物料温度降低,减少了带到急冷塔3的热量,可减少急冷水的消耗量,降低急冷水的温度,在急冷水的循环过程中,又能够降低循环水冷却器的冷却水消耗量,从而节约水资源。

通过对急冷油的热量进行回收,减少急冷水的热量,将回收的急冷油热量用于替代工艺水汽提塔4的低压蒸汽,从而优化急冷水系统,解决汽油分馏塔-急冷塔-工艺水汽提塔之间存在高温位热量利用不充分,低温位热量过剩,消耗大量循环水的问题。而且投资回收期短,见效快。

以某公司年产量为20万吨的乙烯装置为例,在改造前,汽油分馏塔1塔底温度172℃,塔底抽出的急冷油与汽包底部重沸器5的汽包水换热,一部分与锅炉给水换热器6换热至153℃返塔,返塔温度较高,而工艺水汽提塔4的塔底重沸器10消耗低压蒸汽6.5t/h,塔底温度118℃。

现在工艺水汽提塔4塔底新增一台热回收重沸器43,从急冷油返塔管线引出一股急冷油作为热源。同时考虑急冷油温度过低,粘度大会导致管道堵塞,因此优化后加大急冷油的循环量,从而保证满足热回收重沸器43供热的情况下,不影响急冷油的粘度。

上述优化改造实施后,急冷油循环量提高到450t/h,返塔温度由153℃降至147℃,可节约塔底重沸器10的低压蒸汽量为2.5t/h,同时可降低急冷塔3的急冷水、第一循环水冷却器8和第二循环水冷却器9的循环水用量200t/h。低压蒸汽价格按照120元/吨,循环水按照0.18元/吨,每年按8000小时计,合计年节约经济效益268.8万元/年。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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