轻质烃类增湿配汽系统与方法与流程

本发明涉及乙烯裂解技术中的轻质烃类增湿配汽系统与方法。

背景技术：

目前，乙烯裂解技术主要通过短停留时间、高温、低烃分压(即最佳稀释蒸汽与烃进料比)的裂解工况组合，来推动反应平衡向提高双烯收率，抑制结焦方向移动。灵活调节稀释蒸汽与原料的比例，是裂解炉的关键技术。

传统的原料气配比稀释蒸汽系统，如图1所示，具有工艺水汽提塔11、稀释蒸汽发生器12以及裂解炉13，工艺水通过工艺水进料加热器14进入工艺水汽提塔11，由塔底经过稀释蒸汽进料泵15升压，再经稀释蒸汽加热器16加热，进入稀释蒸汽发生器12，产生的稀释蒸汽流经稀释蒸汽过热器17后，进入裂解炉13的对流段完成换热，再与通过各盘管与裂解炉的对流段完成换热的原料混合，最后进入裂解炉13的裂解段形成裂解气。

其中，稀释蒸汽发生器一般采用两种再沸热源，一种是急冷油，另一种是蒸汽。如果轻质原料裂解时，只采用蒸汽加热。稀释蒸汽操作压力在0.6～0.9MPaA，以满足稀释蒸汽混入原料的压力要求，通过流量比值控制稀释蒸汽与原料的质量比例(如0.3)，实现配汽的目的。受稀释蒸汽操作压力的限制，如采用蒸汽加热，一般采用中压蒸汽，压力范围为0.9～1.6MPaA。

传统工艺采用管线混合方法，蒸汽直接加热补水汽化产生稀释蒸汽，以达到混合所需的压力，蒸汽的压力等级较高，无法使用较低品位的热源，能耗较大。

另有专利CN90108341.0公开了一种蒸汽裂解进料气体的饱和方法，利用管式换热器热虹吸原理，原料气与水由下向上进入列管，出口水相部分气化，与原料气混合，实现原料气的饱和。该方法通过调节蒸汽的流量，加热水与原料气的两相混合物，水部分汽化，由于两相的换热，且要严格控制出口温度，其换热较为复杂，不易达到换热要求。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种轻质烃类增湿配汽系统与方法，一方面降低蒸汽的压力等级，减小能耗，另一方面使系统不致过于复杂，增强实用性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种轻质烃类增湿配汽系统，其特征在于：包括原料增湿塔、工艺水汽提塔以及裂解炉，其中：

轻质烃类原料经过裂解炉的预热而连通至原料增湿塔的下部；

工艺水汽提塔中汽提后的工艺水经升压后连通至原料增湿塔的下部；

原料增湿塔的塔底经回流泵以及回流加热器而返回原料增湿塔的上部作为喷淋液，以构成循环回路；

原料增湿塔的塔顶以管路经原料过热器而最终连通至裂解炉的裂解段。

所述的轻质烃类增湿配汽系统，其中：所述管路先连通至裂解炉的对流段，经过第一换热盘管与第二换热盘管的换热后，再连通至裂解炉的裂解段。

所述的轻质烃类增湿配汽系统，其中：原料增湿塔设有连续排污管线，排污管线经排污冷却器连通至界区。

一种轻质烃类增湿配汽方法，其特征在于：使用了原料增湿塔、工艺水汽提塔以及裂解炉，其中：

轻质烃类原料经过裂解炉的预热而进入原料增湿塔的下部；

工艺水汽提塔中汽提后的工艺水经升压后进入原料增湿塔的下部；

原料增湿塔内的液相由塔底经回流泵以及回流加热器而返回原料增湿塔的上部作为喷淋液而构成循环回路，进入原料增湿塔下部的轻质烃类原料与该喷淋液逆流接触换热，形成饱和的混合轻质烃类原料；

饱和的混合轻质烃类原料由原料增湿塔的塔顶的管路经原料过热器，最终进入裂解炉的裂解段而产生裂解气。

所述的轻质烃类增湿配汽方法，其中：从急冷水塔来的所述工艺水，除去微量固体和烃后，经工艺水进料加热器加热后进入工艺水汽提塔，在汽提塔中汽提出挥发性组分返回到急冷水塔，汽提后的工艺水经原料进料泵升压后进入原料增湿塔的下部。

所述的轻质烃类增湿配汽方法，其中：所述管路先连通至裂解炉的对流段，经过第一换热盘管与第二换热盘管的换热后，再连通至裂解炉的裂解段。

所述的轻质烃类增湿配汽方法，其中：原料增湿塔的喷淋量与原料气的质量比例为4-5，饱和的混合轻质烃类原料的水烃质量比例为0.2-0.4。

所述的轻质烃类增湿配汽方法，其中：所述原料增湿塔的操作压力在0.4-1.0MPaA范围内，操作压力恒定时，通过调节所述循环回路的流量和/或温度，能够控制原料增湿塔的操作温度，以设定蒸汽与原料气的质量比例，该质量比例处于0～1的范围内。

所述的轻质烃类增湿配汽方法，其中：所述轻质烃类原料是指乙烷、丙烷、碳四、碳五的混合物或纯物质。

所述的轻质烃类增湿配汽方法，其中：所述循环回路中经回流加热器换热后返回原料增湿塔的水的温度在120～165℃范围内。

所述的轻质烃类增湿配汽方法，其中：所述循环回路的喷淋量与进入原料增湿塔下部的轻质烃类原料的质量喷淋比在1-10的范围内。

本发明提供的系统与方法，所述原料增湿塔设有循环回路，循环回路采用蒸汽或其他热源间接换热输入热量，实现热水与轻质烃类气体逆向喷淋混合，以达到一定的原料稀释蒸汽配比。该系统与方法操作原理简单，易控制稀释蒸汽的配比，塔器出口混合气中水与原料气的比例(稀释比)，是原料增湿塔的操作压力和温度的函数，压力(裂解炉的背压)恒定时，通过控制原料增湿塔的操作温度即可达到需要的稀释比。

本发明提供的系统与方法，所述循环回路中经回流加热器换热后返回原料增湿塔的水的温度在120～165℃范围内，因此回流加热器可使用较低品位热源，以替代传统的稀释蒸汽发生器系统；使用低品位的低压蒸汽替代传统工艺中的中压蒸汽，可节省10～20千克标油/吨乙烯，从而达到节能的目的。

附图说明

图1是传统原料气配比稀释蒸汽系统的结构示意图；

图2是本发明提供的轻质烃类增湿配汽系统的结构示意图。

附图标记说明：工艺水汽提塔11；稀释蒸汽发生器12；裂解炉13；工艺水进料加热器14；稀释蒸汽进料泵15；稀释蒸汽加热器16；稀释蒸汽过热器17；原料增湿塔21；工艺水汽提塔22；裂解炉23；预热盘管231；第一换热盘管232；第二换热盘管233；工艺水进料加热器24；原料进料泵25；工艺水汽提塔再沸器26；回流泵27；回流加热器28；排污冷却器29；原料过热器30。

具体实施方式

以下将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按真实比例绘制的。

以下结合图2所示，介绍本发明提供的一种轻质烃类增湿配汽系统与方法，所述系统包括原料增湿塔21、工艺水汽提塔22以及裂解炉23，其中：

轻质烃类原料经过裂解炉23的预热盘管231的预热之后成为过热原料，进入原料增湿塔21的下部；

从急冷水塔来的工艺水，除去微量固体和烃后，经工艺水进料加热器24加热后进入工艺水汽提塔22，在工艺汽提塔22中汽提出挥发性组分返回到急冷水塔，汽提后的工艺水(温度118℃，操作压力0.15MPaA，流量66t/h)经原料进料泵25升压后进入原料增湿塔21(塔顶温度131℃，塔底温度106℃，操作压力0.82MPaA)的下部，原料增湿塔21的塔底液相经回流泵27(流量900t/h)增压后，经回流加热器28的加热(出口温度140℃)后返回原料增湿塔21作为喷淋液(构成循环回路)，在塔内填料床211内与来自裂解炉23的过热原料(温度150℃，流量200t/h)逆流接触；原料增湿塔21内饱和后的混合轻质烃类原料(温度131℃，流量260t/h)从原料增湿塔21的塔顶经原料过热器30的过热(温度140℃)后返回裂解炉23的对流段；过热后的混合轻质烃类原料的后续处理路径以及处理方法与现有技术相同，即，在裂解炉23的对流段中经过第一换热盘管232与第二换热盘管233的换热后，进入裂解炉23的裂解段形成裂解气。

其中，原料增湿塔21的回流喷淋量与原料气的质量比例为4.5，混合轻质烃类原料经增湿饱和配汽后，水烃质量比例为0.3；

而且，原料增湿塔21设有连续排污管线，排污水经排污冷却器29冷却至40℃后送至界区。

本发明提供的系统与方法，所述原料增湿塔设有循环回路，循环回路采用蒸汽或其他热源间接换热输入热量，实现热水与轻质烃类气体逆向喷淋混合，以达到一定的原料稀释蒸汽配比。该系统与方法操作原理简单，易控制稀释蒸汽的配比，塔器出口混合气中水与原料气的比例(稀释比)，是原料增湿塔的操作压力和温度的函数，压力(裂解炉的背压)恒定时，通过控制原料增湿塔的操作温度即可达到需要的稀释比。

本发明提供的系统与方法，可实现较低品位热源利用，可替代传统的稀释蒸汽发生器系统，使用低品位的低压蒸汽替代传统工艺中的中压蒸汽，可节省10～20千克标油/吨乙烯，从而达到节能的目的。

本发明提供的系统与方法，轻质烃类原料是指乙烷，丙烷，碳四，碳五等的混合物或纯物质。

本发明提供的系统与方法，原料增湿塔的操作压力在0.4-1.0MPaA范围内，操作压力恒定时，通过调节所述循环回路的流量和/或温度，能够控制原料增湿塔的操作温度，以设定蒸汽与原料气的质量比例，该质量比例处于0～1的范围内。

本发明提供的系统与方法，所述回流加热器可使用低品位蒸汽或其他低品位热源，满足循环回路返回原料增湿塔的水的温度在120～165℃范围内，即循环回路的水经换热后不发生相变。

本发明提供的系统与方法，所述循环回路的喷淋量与进入原料增湿塔下部的轻质烃类原料的质量喷淋比在1-10的范围内。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。