专利名称：：乙烯急冷装置及压缩节能工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及石油化工裂解气急冷分离工艺，尤其涉及到乙烯急冷装置及压縮节能工艺
背景技术：
：乙烯作为石化基础原料，是石油化工的龙头产品，其生产能力是衡量一个国家石化工业水平的重要标志。石油化学工业总是以乙烯生产为中心，配套多种产品加工生产的联合企业。乙烯生产的规模、成本、生产稳定性、产品质量都将对整个联合企业起到支配作用。急冷系统是乙烯装置的一个重要组成部分，作为乙烯裂解气处理的第一道工序，它常常成为制约乙烯装置产量以及长期稳定运转的瓶颈，其运行好坏对乙烯装置性能有着重要影响。裂解原料与稀释蒸汽混合后，进入裂解炉，在80(TC以上的高温下发生裂解反应，裂解产物首先进入废热锅炉回收热量，然后进入急冷系统进行分离冷却。如图1所示，为乙烯急冷系统工艺流程图，主要包括急冷器2、汽油分馏塔3、水洗塔36、燃料油汽提塔4、柴油汽提塔5、换热器，油水分离罐，泵等设备。从废热锅炉出来的裂解气1经急冷油在急冷器2中喷淋冷却后进入汽油分馏塔3，经过汽油分馏塔3后，分离出燃料油馏分和柴油馏分分别进入燃料油汽提塔4和柴油汽提塔5，裂解气10从汽油分馏塔顶采出。汽油分馏塔塔底重燃料油一部分送往稀释蒸汽发生器回收热量，从稀释蒸汽发生器出来后分两股返回汽油分馏塔，其中一股送往急冷器喷淋高温裂解气，另一股经冷却回收热量后返回到汽油分馏塔的下段；另一部分重燃料油送往燃料油汽提塔4进行减粘。从汽油分馏塔顶采出的裂解气IO约100110°C，进入水洗塔36。水洗塔底温度在80°。左右，塔底经冷凝油水分离罐60分离出来的汽油一部分作为产品58送往汽油储罐，另一部分59作为回流返回汽油分馏塔的顶部。塔底冷凝下来的水，经换热37、38回收热量后，分两段送回水洗塔36，用以喷淋冷却裂解气。水洗塔顶裂解气39在水洗塔经冷却至40'C左右后，送往裂解气压縮分离系统(包括有多级压縮、换热和油水分离罐)，经多级压縮换热分离后的裂解气55送往乙烯装置分离工序。随着经济的发展，节能降耗逐渐成为石化行业最为关注的问题。从裂解炉区来的裂解气约为800°C，能量很高，如何提高这些能量的回收能位成为整个乙烯装置节能降耗的关键。目前的乙烯装置存在的问题是急冷系统能量回收效率不高。急冷系统主要通过急冷水及急冷油回收裂解气的热量，一般来说，急冷油的温度约19020(TC，其回收的热量能位较高，可用于发生稀释蒸汽；而急冷水的温度约8090°C，热量能位较低，只能用于工艺水加热或公共工程，而这部分能量由于水的潜热在总能量中占有很大的比例，因此造成了能量利用效率很低。
发明内容本发明的目的在于提供一种用于乙烯急冷装置及压縮节能工艺，本发明的工艺能够增加高能位热量的回收率及降低整个装置的能耗。本发明乙烯急冷装置及压縮节能工艺流程如图2所示具体技术方案是本发明的乙烯急冷装置，包括有急冷器2、汽油分馏塔3、柴油汽提塔5、燃料油汽提塔4、压縮分离系统11;从废热锅炉来的裂解气1，经急冷器2，汽油分馏塔3分馏冷却后，直接进入压縮分离压縮系统。本发明的乙烯急冷装置及压縮节能工艺是从废热锅炉来的裂解气1，经急冷器2，汽油分馏塔3分馏冷却后，直接进入多级压縮分离压縮系统11，经多级压縮后裂解气21进入后序分离工序，在多级压縮分离系统ll中，带有不凝气的裂解气进行级间换热；多级压縮分离系统中冷凝下来的水20根据其温位的不同经换热回收热量后采出系统；多级压縮分离系统中冷凝下来的汽油，根据产品质量要求，可以一部分进入汽油产品储罐，另一部分作为汽油回流返回；或者进入汽油汽提塔进行汽提，得到高质量的汽油产品。多级压縮分离系统中冷凝下来的汽油，可以根据产品质量要求将其中含轻组分较多的汽油12送入汽油汽提塔15进行汽提，从汽油汽提塔顶采出的气体13返回到多级压縮分离系统，而含轻组分少的汽油14与从汽油汽提塔底采出的达到标准的汽油混合为汽油流股17，经冷却后，一部分18送往汽油产品储罐，另一部分19作为汽油产品回流返回汽油分馏塔3。所述的多级压縮分离系统的出口压力在20005000kPa。多级压縮分离系统11由两级以上的压縮机、换热器和油水分离罐组成，多级压縮分离系统的出口压力在20005000kPa。经多级压縮后裂解气21进入后序分离工序。在多级压縮分离系统中，裂解气经压縮后温度升高，然后采用级间换热分凝，回收其中大量的高温位潜热。与现有工艺相比，本发明的独特之处在于将汽油分馏塔顶采出的裂解气直接进行压縮、分离和换热；省去了急冷水塔。本发明的明显优点在于1省去了水洗塔，节省了设备投资和急冷水循环泵所用的能耗。2各段压縮机出口的流股温度很高，经换热可回收大量高能位的潜热。图1是现有乙烯急冷系统工艺流程图。图2是乙烯急冷装置及压縮节能工艺流程示意图。图3是实施例工艺流程图。其中1裂解气；2急冷器；3汽油分馏塔；4燃料油汽提塔；5柴油汽提塔；6汽提蒸汽；7'裂解燃料油产品；8汽提蒸汽；9裂解柴油产品；10汽油分馏塔顶裂解气；11多级压縮分离系统；12汽油；13汽油汽提塔顶气体；14柴油汽提塔；15汽油汽提塔；16汽提蒸汽；17汽油汽提塔底汽油；18汽油产品；19汽油回流；20冷凝水；21多级压縮后裂解气；22—级冷凝汽油换热器；23前三级冷凝水换热器；24—级换热器；25二级换热器；26三级换热器；27四级换热器；28—级闪蒸；29二级闪蒸；30三级闪蒸；31四级闪蒸；32—级压縮机；33二级压縮机；34三级压縮机；35四级压縮机；36水洗塔；37—段急冷水换热器；38二段急冷水换热器；39水洗塔塔顶裂解气；40—段压縮机；41一段换热器；42—段油水分离罐；43二段压缩机；44二段换热器；45二段油水分离罐；46三段压縮机；47三段换热器；48三段油水分离罐；49四段压縮机；50四段换热器；51四段油水分离罐；52五段压縮机；53五段换热器；54五段油水分离罐；55出口裂解气；56出口水；57出口汽油；58汽油产品；59汽油回流；60油水分离罐；61一段急冷水循环泵；62二段急冷水循环泵具体实施例方式下面结合附图和实施例具体地说明本发明，但是本发明不局限于附图和实施例。本发明方法用于某乙烯急冷装置分馏压缩系统。流程如图3所示，从废热锅炉来的裂解气l，经急冷器2，汽油分馏塔3分馏冷却后，直接进入多级压縮分离压缩系统11。多级压縮分离系统ll由四级压縮机(32、33、34、35)、换热器(24、25、26、27)和油水分离罐(28、29、30、31)组成。经多级压縮后裂解气21进入后序分离工序。在多级压縮分离系统中，裂解气经压縮后温度升高，然后采用级间换热分凝，回收其中大量的高温位潜热。在多级压縮分离系统ll中，带有不凝气的裂解气进行级间换热；多级压縮分离系统中冷凝下来的水20根据其温位的不同经换热回收热量后采出系统。多级压縮分离系统中冷凝下来的汽油，根据汽油产品质量要求轻组分质量含量不能大于0.3%，将其中含轻组分较多的汽油12送入汽油汽提塔15进行汽提，从汽油汽提塔顶采出的气体13返回到多级压縮分离系统，而含轻组分少的汽油14与从汽油汽提塔底采出的达到标准的汽油混合为汽油流股17，经冷却后，一部分18送往汽油产品储罐，另一部分19作为汽油产品回流返回汽油分馏塔3。其中从废热锅炉来的进料裂解气总量为436.4t/hr，进料温度为500°C。汽油分馏塔共16块理论板，塔顶温度为109°C，塔底温度为200°C，塔顶压力为163kPa，塔釜压力为175kPa。汽油分馏塔顶裂解气进入四级压縮和冷凝系统，该多级压縮分离系统的出口压力为3000kPa，具体操作数据如下表1多级压縮分离系统操作数据<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>经分析，一级压缩闪蒸后冷凝汽油达到汽油产品标准，温度为12(TC，换热至40'C后与汽提后的合格汽油混合。后三级压縮闪蒸后汽油含轻组分较多而没有达到标准，混合后进入汽油汽提塔进行汽提。汽油汽提塔共6层理论板，塔顶采出裂解气返回一级压縮机的入口，汽油汽提塔釜采出达到标准的汽油，与第一级闪蒸并冷却后的汽油混合后，一部分作为汽油回流打回到汽油分馏塔的顶部，另一部分作为产品送往汽油产品贮罐。前三级冷凝水温度为12(TC，经混合后进入换热器，换热后温度为4(TC。换热后与第四级冷凝水混合后排出系统。为说明本发明在节能降耗方面的优点，将本发明所述流程与现有乙烯装置急冷压缩系统热量回收及能耗消耗进行比较，因为8(TC以下的流股只能用空冷和水冷进行降温，能量几乎不可用，因此这部分热量不作比较。在现有工艺与本发明的新工艺中，汽油分馏塔、柴油汽提塔、燃料油汽提塔的能耗及回收热量相同，这里不作比较。表2为发明工艺各换热器可利用热量回收情况；表3为发明工艺主要能耗消耗。表2发明工艺各换热器可利用热量回收情况设备名称取热量/lQ6kJ/hr热流体入口温度/'C热流体出口温度/'C一级换热器24160.9337189120二级换热器25325.0799177120三级换热器2685.5729157.6120四级换热器27102.8165136.780一级闪蒸冷凝汽油换热器225.970612080前三级冷凝水换热器2321.153612080总量701.5272表3发明工艺主要能耗消耗设备名称单位能耗一级压縮机32kJ/hr141.435X106二级压縮机33kJ/hr72.258X106三级压縮机34kJ/hr31.799X106四级压縮机35kJ/hr11.840X106总量kJ/hr257.3314X106现有工艺流程简图见图1，从汽油分馏塔顶出来的裂解气进入水洗塔，其中分别用两段急冷水冷却裂解气，然后进入四段压縮系统，该压縮系统操作数据如表4:表4现有工艺压縮系统操作数据参数一段压縮机40二段压縮机43三段压縮机46四段压縮机49五段压縮机52吸入压力/kPa17133557010352065排出压力/kPa345620110021003925<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>比较表3和表5，可以看出，新发明工艺与现有工艺相比，新工艺取热量大幅度提高；比较表4和表6，可以看出，新发明工艺与现有工艺相比，压縮机的耗能增大，但综合回收热量大及热量品位高的特点，新工艺在节能降耗方面要优于现有工艺。综合考察能量回收和压縮机的功耗，新工艺可回收的热量是现有工艺的近5倍。本发明也可通过如下技术方案实现的流程如图3所示，从废热锅炉来的裂解气l，经急冷器2，汽油分馏塔3分馏冷却后，直接进入多级压縮分离压縮系统11。多级压縮分离系统11由四级压缩机(32、33、34、35)、换热器(24、25、26、27)和油水分离罐(28、29、30、31)组成。经多级压縮后裂解气21进入后序分离工序。在多级压縮分离系统中，裂解气经压縮后温度升高，然后采用级间换热分凝，回收其中大量的高温位潜热。在多级压縮分离系统ll中，带有不凝气的裂解气进行级间换热；多级压縮分离系统中冷凝下来的水20根据其温位的不同经换热回收热量后采出系统。多级压缩分离系统中冷凝下来的汽油(12、14),混合后汽油17—部分18进入汽油产品储罐，另一部分19作为汽油回流返回。其中从废热锅炉来的进料裂解气总量为436.4t/hr，进料温度为500°C。汽油分馏塔共16块理论板，塔顶温度为109°C，塔底温度为200°C，塔顶压力为163kPa，塔釜压力为175kPa。汽油分馏塔顶裂解气进入四级压縮和冷凝系统，该多级压縮分离系统的出口压力为3000kPa。根据本发明的内容，根据乙烯生产装置的规模、需要回收热量的品位并结合现有压縮机压縮工艺要求，采用过两级以上的压縮机、换热器和油水分离罐，获得多级压縮分离系统的出口压力在20005000kPa，其他装置不变的情况下，均可实现本发明工艺的应用效果。所得到的效果是与现有流程相比，本发明工艺中各段压縮机出口的流股温度都得到大幅提高，经换热可回收大量高能位的潜热。与获得的综合热量回收相比，新工艺要大量节省能耗。本发明提出的一种乙烯急冷装置及压縮节能工艺，已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本
发明内容、精神和范围内对本文所述的结构和技术方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。权利要求1.一种乙烯急冷装置，包括有急冷器(2)、汽油分馏塔(3)、柴油汽提塔(5)、燃料油汽提塔(4)、压缩分离系统(11)；其特征是从废热锅炉来的裂解气，经急冷器，汽油分馏塔分馏冷却后，直接进入压缩分离系统。2.如权利要求1所述的乙烯急冷装置，其特征是所述的压縮分离压缩系统由两级以上的压縮机、换热器和闪蒸罐组成。3.—种由权利要求1所述的乙烯急冷装置的压縮节能工艺，其特征是从废热锅炉来的裂解气，经急冷器，汽油分馏塔分馏冷却后，直接进入多级压縮分离压縮系统，经多级压缩后裂解气(21)进入后序分离工序，在多级压縮分离系统(11)中，带有不凝气的裂解气进行级间换热；多级压縮分离系统中冷凝下來的水(20)根据温位的不同经换热回收热量后采出系统；多级压縮分离系统中冷凝分离得到汽油。4.如权利要求3所述的乙烯急冷装置的压縮节能工艺，其特征是所述的多级压縮分离系统中冷凝下来的汽油一部分进入汽油产品储罐，另一部分作为汽油回流返回。5.如权利要求3所述的乙烯急冷装置的压縮节能工艺，其特征是所述的多级压缩分离系统中冷凝下来的汽油进入汽油汽提塔进行汽提，得到高质量的汽油产品。6.如权利要求3所述的乙烯急冷装置的压缩节能工艺，其特征是所述的多级压縮分离系统的出口压力在20005000kPa。7.如权利要求3所述的乙烯急冷装置的压縮节能工艺，其特征是所述的多级压縮分离系统中冷凝下来的汽油将其中含轻组分较多的汽油(12)送入汽油汽提塔(15)进行汽提，从汽油汽提塔顶采出的气体(13)返回到多级压縮分离系统，而含轻组分少的汽油(14)与从汽油汽提塔底采出的达到标准的汽油混合为汽油流股(17)，经冷却后，一部分(18)送往汽油产品储罐，另一部分(19)作为汽油回流返回汽油分馏塔(3)。全文摘要本发明涉及乙烯急冷装置及压缩节能工艺；本发明的乙烯急冷装置，包括有急冷器、汽油分馏塔、柴油汽提塔、燃料油汽提塔、压缩分离系统；从废热锅炉来的裂解气，经急冷器，汽油分馏塔分馏冷却后，直接进入压缩分离压缩系统。本发明的独特之处在于将汽油分馏塔顶采出的裂解气直接进行压缩、分离和换热；省去了急冷水塔。本发明的明显优点在于省去了水洗塔，节省了设备投资和急冷水循环泵所用的能耗，各段压缩机出口的流股温度很高，经换热可回收大量高能位的潜热。文档编号C10G9/00GK101358143SQ20081005433公开日2009年2月4日申请日期2008年8月28日优先权日2008年8月28日发明者于婷婷,斌姜,干爱华,张志恒,洪李,李楠楠,李鑫钢申请人:天津大学