[发明专利]一种气分装置中余热余压利用方法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工领域中的能量回收利用，特别涉及一种气分装置中余热余压利用方法。

背景技术

随着我国经济发展，对能源需求不断增长、全球能源市场供需矛盾加剧、我国石油资源对外依存度不断提高，能源安全问题日益突出。节能降耗已成为炼化企业的工作重点，余热余压回收利用在当前节能降耗中占重要地位。炼化企业余热余压分布广泛且基数巨大，尤其是温位在95～120℃的低温余热，可大量来源于循环热媒水系统或常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢联合、芳烃联合等装置内需要冷凝冷却的工艺物流。

目前，炼化企业低温热的利用主要集中在轻烃分离的热源，冬季供暖以及工艺物流伴热等，但相对于低温余热，低温热阱明显不足，寻求合理的低温位热阱成为低温余热利用的主要方向之一。

低温余热科学利用的要义是“温度对口、梯级利用”，包括同级利用和升级利用两种形式。利用低温余热制冷是升级利用的重要方法之一，主要采用蒸气喷射式制冷循环工艺，即用喷射器代替传统压缩式制冷循环中的压缩机，以消耗低品位热源来实现制冷。为有效回收利用低温余热，喷射式制冷装置必须以低沸点制冷剂作为工质；丙烷是一种热力性能良好、对臭氧层不具有破坏作用的天然碳氢制冷剂，且价格相对低廉，在适当压力条件下丙烷可以作为蒸气喷射式制冷装置的优良制冷剂。

气分装置一般包括脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯塔。脱丙烷塔顶出来的C₃及以下组分，进入脱乙烷塔除去C₂及以下组分，脱乙烷塔顶得到干气，塔底产品进入丙烯塔实现丙烯和丙烷的分离，丙烯塔顶出丙烯，塔底出丙烷馏分；丙烯塔操作压力通常为1.9～2.2MPa(表)，塔底产品物流压力2.0～2.3MPa(表)，丙烯收率是气分装置经济效益的关键指标。

一般情况下精馏塔顶温度根据操作压力和产品质量要求以及冷公用工程确定，其它条件不变时较低的塔顶温度有利于提高产品纯度，但某些工况下受冷公用工程温度的影响，为保证产品纯度不得不增加操作费用，或者牺牲产品回收率以降低操作费用。传统的脱乙烷塔冷凝器采用循环水进行冷却，受循环水限制塔顶温度仍较高，脱乙烷塔分离效率不高，干气不“干”现象严重，干气中高附加值的丙烯含量高达60％，一定程度上降低了气分装置丙烯收率和经济效益。丙烯塔顶冷凝器一般采用循环水进行冷凝冷却或空冷加循环水进行冷凝冷却，受循环水限制塔顶温度仍较高，特别是在夏天，只通过加大回流比增加操作费用，来保证产品丙烯的纯度和回收率。

因此利用炼化企业丰富的95～120℃低温余热进行制冷，替代部分循环水作为脱乙烷塔顶二级冷凝器的冷源和丙烯塔顶冷却器的冷源，能够有效增强脱乙烷塔分离效果和保证丙烯塔产品丙烯的纯度和回收率；同时结合装置的压力特征和丙烷制冷剂的优越性，充分利用丙烯塔底产品余热余压，以丙烯塔底产品丙烷馏分作为蒸气喷射式制冷循环的制冷工质，既可有效利用物流压力又能够避免新制冷工质的引入，降低成本且保护环境。

发明内容

本发明的目的在于，为95～120℃低温余热找到合理热阱，并且解决气分装置面临的干气不“干”问题和提高丙烯塔操作稳定性，提供一种低温热和丙烷余热余压利用的方法，达到回收余热余压和提高经济效益的双重目的。

本发明提供一种气分装置中余热余压利用方法，其特征在于包括下述步骤：

1)丙烯塔底物流从丙烯塔底出来，与来自工质泵的饱和液混合，之后经低温余热换热器换热汽化成为饱和蒸气，该饱和蒸气作为工作蒸气进入喷射器，同时低压引射蒸气也进入喷射器，工作蒸气和低压引射蒸气在喷射器混合室中混合，经喷射器扩压室减速升压为中压过热蒸气；

2)步骤1)中的中压过热蒸气进入循环水冷凝器或空冷器变成中压饱和液，之后分成两路：一路经工质泵增压至丙烯塔塔底压力状态，与丙烯塔底物流混合送回低温余热换热器进行循环使用；另一路经循环水冷却器变成中压过冷液相，再分成两路：一路作为产品排出系统，另一路通过热力膨胀阀节流减压后得到冷源；

3)脱乙烷塔顶物流经脱乙烷塔顶冷凝器冷凝后，再用来自步骤2)的冷源在脱乙烷塔顶二级冷凝器中进一步冷凝，经脱乙烷塔顶二级冷凝器后的冷端物流作为低压引射蒸气进入喷射器进行循环使用，经脱乙烷塔顶二级冷凝器后的脱乙烷塔顶物流进入脱乙烷塔顶回流罐，脱乙烷塔顶回流罐的气相出装置，脱乙烷塔顶回流罐的液相返回脱乙烷塔。

本发明提供第二种气分装置中余热余压利用方法，其特征在于包括下述步骤：