[发明专利]热泵驱动的苯塔分馏装置及方法

说明书

本发明提供了一种热泵驱动的苯塔分馏装置及方法。所述热泵驱动的苯塔分馏装置包括：苯塔；压缩预热器，通过第一截止阀连通苯塔塔顶；压缩机，连通压缩预热器；热泵再沸器，连通压缩机和压缩预热器，且连通苯塔底部；泄压阀，连通压缩预热器；塔顶余热回收换热器，通过第二截止阀连通泄压阀，通过第三截止阀连通苯塔塔顶；塔顶回流罐，连通塔顶余热回收换热器；塔顶回流泵，连通塔顶回流罐和苯塔顶部；塔底再沸器，连通苯塔底部。本发明利用苯塔将苯和C7‑C9芳烃进行分离，通过提高苯塔操作压力，并设置热泵驱动苯塔，使热泵再沸器分担总再沸负荷的60‑80％，合理降低了苯塔再沸能耗，具有明显的节能降耗优势。

技术领域

本发明涉及芳烃分离技术领域，更具体地，涉及一种热泵驱动的苯塔分馏装置及方法。

背景技术

芳烃抽提是石化企业从重整产物中分离芳烃的重要组成装置，在工业生产上广泛应用的是液-液溶剂抽提法和溶剂抽提蒸馏法。其中，国内石化企业多采用抽提蒸馏技术进行芳烃回收，其工作原理是用高选择性的溶剂改变进料组分的相对挥发度。在芳烃和非芳烃共存的混合物中，由于溶剂的作用，非芳烃组分的相对挥发度被提高，这种提升使得非芳组分可在传统的蒸馏塔中被蒸到塔的顶部，同时芳烃在塔底富集。

芳烃精馏部分一般包括白土塔、苯塔和甲苯塔。抽提蒸馏部分的抽出物混合芳烃可能含有痕量的烯烃和其它杂质，会显著地影响到苯和苯产品的酸洗比色指标。为了除去这些痕量杂质，抽出物在分馏前需先经白土处理。从白土塔底出来的混合芳烃与塔进料换热后进入苯塔中部。苯塔进行精馏，苯产品从塔上部抽出。苯塔底产物送至甲苯塔进行分离。甲苯塔塔顶产品为甲苯，甲苯塔塔底C7-C9芳烃产品送至连续重整装置的重整油分馏塔。苯塔再沸器一般以装置工艺物流或1.0MPa蒸汽作为热源。苯塔再沸能耗约占芳烃精馏部分能耗的20-40％，对其开展节能研究，对于芳烃抽提装置、芳烃精馏部分的节能降耗，具有重要意义。

热泵与水泵相仿，从低温热源吸收热量，然后向高温热阱放出热量，相当于将热量从低温转移到高温，故形象地称为热泵。热泵的历史可以追溯到1824年卡诺循环的发表，它奠定了热泵的理论基础。热泵主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件构成。热量的传递由一定的工质完成，在蒸发器中工质在较低的温度下蒸发，吸收热量，本身由液态变为气态，而被冷却的物料温度降低，然后气相工质进入压缩机，压缩到较高压力，压缩后工质的温度升高，遂进入冷凝器在冷凝器中工质放出热量，本身变成液体。液态工质经膨胀阀膨胀到低压后温度降低，再次进入蒸发器，这样就完成了一个热力循环。

热泵循环中的冷凝器和蒸发器均是相对工质而言的。工质在冷凝器中冷凝，于是放出热量，故对物料而言冷凝器实际是相当于加热器的作用，工质在蒸发器中蒸发，本身吸收热量，故对物料而言蒸发器实际是相当于冷却器的作用。热泵应用于精馏塔，塔顶冷凝器对于热泵而言就是蒸发器；塔釜再沸器对于热泵来说就是冷凝器。伴随炼化企业节能降耗工作的逐步深入，热泵技术逐步成为精馏塔节能的技术手段之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种热泵驱动的苯塔分馏装置及方法，其能合理降低能耗。

为了实现上述目的，本发明提供一种热泵驱动的苯塔分馏装置，其包括：苯塔；压缩预热器，通过第一截止阀连通苯塔塔顶；压缩机，连通压缩预热器；热泵再沸器，连通压缩机和压缩预热器，且连通苯塔底部；泄压阀，连通压缩预热器；塔顶余热回收换热器，通过第二截止阀连通泄压阀，通过第三截止阀连通苯塔塔顶；塔顶回流罐，连通塔顶余热回收换热器；塔顶回流泵，连通塔顶回流罐和苯塔顶部；塔底再沸器，连通苯塔底部。

进一步地，所述热泵驱动的苯塔分馏装置还包括苯产品冷却器和/或塔底产品冷却器。