一种脱丁烷塔换热系统及换热优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轻烃回收领域，更进一步说，是涉及一种脱丁烷塔换热系统及换热优 化方法。
【背景技术】
[0002] 石油化工装置流程复杂，随着石油化工装置对能耗和环境保护要求的日益严格， 如何挖掘现有成熟流程的潜力降低能耗、提高经济效益，是新时代石油化工装置设计者面 临的重要问题。
[0003] 乙烯装置是化工装置中流程最长、换热网络最复杂的装置，脱丁烷塔系位于乙烯 装置流程最末端，是系统中最简单的塔系，上临冷分离单元，下接汽油加氢等产品装置，在 整个流程起承上启下的作用。碳四及以上馏分进入脱丁烷塔，塔顶气相经冷凝器冷凝，一部 分作为回流，一部分作为碳四产品采出；塔釜物流一部分经再沸器，为整个塔系提供气相， 一部分作为粗裂解汽油产品采出，来自脱丁烷塔釜的裂解汽油与凝液汽提塔塔釜的粗裂解 汽油经过水冷至40〇c，才能被送入下游装置或罐区。
[0004] 目前多数专利商仅设置一个普通塔系对碳四馏分和粗裂解汽油馏分进行切割，未 对换热网络进行充分的优化。这样的配置对热量的利用不够充分，存在热量上的浪费，一方 面脱丁烷塔分离碳四和碳五以上组分需要消耗低压蒸汽加热，另一方面IlOoC左右的粗裂 解汽油送至下游装置或罐区冷却至40〇c左右需要消耗大量的循环水。合理的利用IlOoC 粗裂解汽油中蕴含的热量，可以有效的降低系统的能耗是目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种脱丁烷塔换热系统及换热优化 方法。通过对脱丁烷塔系的热网络进行优化，在保持装置处理量和分离要求的前提下，降低 该塔系蒸汽和冷却水的消耗。
[0006] 本发明的目的之一是提供一种脱丁烷塔换热系统。
[0007] 脱丁烷塔前设置换热器，进料管线分成两支，一支连接换热器后连接脱丁烷塔，一 支直接连接脱丁烷塔；脱丁烷塔塔釜设置两个管线，一个连接再沸器后连接脱丁烷塔下部， 一个连接换热器。
[0008] 优选：
[0009] 所述换热器和脱丁烷塔之间设置闪蒸罐，进料管线的一支连接换热器后连接闪蒸 罐,闪蒸罐底部和顶部出口分别连接脱丁烷塔。
[0010] 本发明的目的之二是提供一种换热优化方法。
[0011] 包括：
[0012] 脱丁烷塔进料一部分经换热器加热后送入脱丁烷塔，另一部分不经换热直接进入 脱丁烷塔。
[0013] 换热器采用脱丁烷塔釜及凝液汽提塔塔釜的粗裂解汽油或乙烯或炼油厂的废热 作为热源。
[0014] 脱丁烷塔进料中经换热器加热的进料占脱丁烷塔总进料量的l〇wt%~95wt%。
[0015] 具体包括以下步骤：
[0016] (1)脱丁烷塔进料一部分经过换热器加热进入脱丁烷塔，另一部分不经换热器加 热直接进入脱丁烷塔；
[0017] (2)脱丁烷塔顶产出碳四产品，塔釜产出粗裂解汽油产品；
[0018] (3)脱丁烷塔釜采出的粗裂解汽油产品部分经再沸器后返回脱丁烷塔；部分作为 换热器的热源。
[0019] 步骤（1)中，一部分脱丁烷塔进料经换热器加热后，进入闪蒸罐，闪蒸罐顶部和底 部物流分别送入脱丁烷塔。闪蒸罐起气液分离的作用，汽液分别进入塔内，可以改善进料口 处的汽液分布。
[0020] 本发明通过以下技术方案实现的：碳四及碳四以上馏分进料，一部分首先经过脱 丁烷塔进出料换热器，利用装置内部或外部的废热进行加热汽化，进入脱丁烷塔进行，另一 部分冷物流直接进入脱丁烷塔分离，这样一方面可以降低脱丁烷塔再沸器的蒸汽消耗，一 方面可以降低冷却废热介质的冷却水消耗。
[0021] 具体可包含以下步骤：
[0022] (1)脱丁烷塔进料一部分经进出料换热器预热进入脱丁烷塔；
[0023] (2)被加热的脱丁烷塔进料，可以是作为一股进入脱丁烷塔，也可以经过一个闪蒸 罐(或与分馏塔）分为汽液两相，分别进入脱丁烷塔的相同或不同位置。
[0024] (3)另一部分进料不加热直接进入脱丁烷塔；
[0025] ( 4)塔顶产出碳四产品，塔釜产出粗裂解汽油产品；
[0026] (5)来自脱丁烷塔釜粗裂解汽油及来自凝液汽提塔塔釜的粗裂解汽油或其他热介 质，用作进出料换热器的加热介质。
[0027] 余热对进料的加热最有效的作用是尽可能增加进料中的气相分率，余热对进料的 加热分为两部分，第一部分是把液相的进料提高到泡点温度，但尚未气化，第二部分是把泡 点温度的液相气化。
[0028] 加热全部进料，把所有的液相加热到泡点，余下的热量把一部分液相汽化，另一部 分液相温度略有升高。而本发明中加热部分进料，首先把一部分的液相加热到泡点，余下的 热量刚好能把这部分液相汽化，热量得到了充分的利用。
[0029] 两者相比，可以看到差别就在于热量节约在未加热的那一部分，这部分温度从进 料温度提高到泡点温度要消耗热量，但对节能没有特别贡献，如果把该能量去汽化少量液 相则对脱丁烷塔的蒸汽消耗降低有贡献。未加热的部分进入到脱丁烷塔后，温度也要从进 料温度提高到泡点温度，也要消耗热量，但同加热部分综合考虑，还是降低了脱丁烷塔的蒸 汽消耗。
[0030] 本发明的系统及方法还可以应用于碳三与碳四的分离、碳五与碳六的分离、碳七 与碳八的分离、碳八与碳九的分离。
[0031] 本发明的效果是：降低脱丁烷塔再沸器的蒸汽、冷却水消耗，该方法具有以下优 占·
[0032] 1.通过对原料的预热，降低脱丁烷塔再沸器的蒸汽消耗；
[0033] 2.通过对装置的废热的冷却，降低装置冷却水的消耗；
[0034] 3.与采用加热全部进料的换热网络相比，本方法可以多节约22. 8%的蒸汽、23. 1% 的冷却水。
[0035] 4.新增设备台数少，有利于旧装置改造。
【附图说明】
[0036] 图1本发明的脱丁烷塔流程
[0037] 图2现有技术中典型的脱丁烷塔流程
[0038] 图3加热全部进料的脱丁烷塔流程
[0039] 附图标记说明：
[0040] 1.粗裂解汽油原料2. C4产品3.回流4.碳五及以上馏分
[0041] 5粗裂解汽油原料自凝液汽提塔6.粗裂解汽油产品去加氢
[0042] Ia减压后的尚未加热粗裂解汽油原料
[0043] Ib加热之后的粗裂解汽油原料
[0044] Id未加热的粗裂解汽油原料
[0045] 6a未冷却的粗裂解汽油产品
[0046] 6b经进出料换热器冷却后的粗裂解汽油产品
[0047] A.脱丁烷塔B.再沸器C.冷凝器D.回流罐E.回流泵
[0048] F.粗裂解汽油冷却器G换热器
【具体实施方式】
[0049] 下面结合实施例，进一步说明本发明。
[0050] 实施例1 :
[0051] 如图1所示，一种脱丁烷塔换热系统。
[0052] 脱丁烷塔前设置换热器，进料管线分成两支，一支连接换热器后连接脱丁烷塔，一 支直接连接脱丁烷塔；脱丁烷