CN101818075B - 一种降低催化重整装置再接触工艺能耗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低催化重整装置再接触系统能耗的方法。该方法包括将混氢生成油依次经循环水换热、再接触罐顶含氢气体换热、再接触罐底油换热、冷冻水换热和氨冷换热进行冷却，然后送入再接触罐进行气液平衡分离；所述冷冻水是将炼厂低温余热发生的90℃～95℃的热水，通过制冷机组产生的5℃～10℃的冷冻水。该方法可减小氨冷却混氢生成油的负荷或者取消氨冷却混氢生成油，关停氨制冷系统。该方法可以明显降低催化重整装置再接触系统的能耗，同时经再接触系统提浓的氢气的浓度能保证满足生产需求。而且增加低温热制冷系统，还可为低温热的利用找到一条较理想的出路。整个过程，流程改造简单、可行，经济效益明显。
Description
技术领域
本发明属于石油加工领域，特别涉及一种降低催化重整装置再接触工艺能耗的方法。
背景技术
氢气(H2)是石油加工企业的基本原料，是重整预加氢装置、催化重整装置、芳烃歧化和烷基化装置、芳烃异构化装置的原料，也是汽柴油和蜡油加氢精制装置、蜡油和重油加氢裂化装置的原料。随着国家低硫燃料油标准的强化实施以及最大限度提高轻油收率的全馏分加氢流程的发展，石油加工过程对氢气的需求急剧增加，如年加工750Mt原油生产清洁油品的燃料型炼油厂，其化学耗氢将达到62×104Nm3/d，更馏分油加氢处理、选择性加氢裂化和缓和加氢裂化将会使总氢耗量再增加两倍左右。
催化重整是生产高标号清洁汽油和低碳芳烃的装置、生产过程中副产氢气，产氢量约占原料量的4％(重)，是炼油厂的主要氢源。从重整反应器出来的反应产物首先与进料换热，再经冷却到大约40℃进气液分离罐，分出氢纯度为70％～90％(体积)的含氢气体(其它为C1～C4及少量C5的轻烃)和液相重整生成油。随着重整技术的发展，反应压力越来越低，如半再生重整分离罐的操作压力一般为1.0～1.3MPa，但新型连续重整分离罐的操作压力则只有0.24MPa，因此气体中轻烃含量增加，既降低了氢气纯度又减少了生成油收率，因此再接触流程变得更为重要。
再接触流程就是在低温加压条件下，用生成油为吸收剂，吸收含氢气体中的轻烃，从而提高氢气收率和纯度同时提高轻烃收率。原则流程如图1所示。
图1中，通过压缩机和机泵提高提压后的含氢气体和生成油混合物(简称“混氢生成油”)被来自压缩式制冷机组的-3℃～-4℃的液氨冷却，大约0℃进再接触罐，由于平衡温度降低和压力提高，气体中的轻烃被回收，同时氢纯度提高、收率增加。因此操作压力越高、温度越低、吸收效果越好。但压力通常是由全厂氢气管网压力、即氢气增压机出口压力所决定的，不能任意改变，所以降温是再接触操作的重点，自然提高了氨机中电或蒸汽的消耗。故在保证再接触效果的前提下，改进再接触流程、降低氨机能耗，是再接触工艺发展的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服现有流程的缺点，提供一种利用炼油厂低温余热降低催化重整装置再接触工艺能耗的方法；该方法是通过改进再接触系统的换热流程实现的，不但可以减少氨压缩机制冷机组的电或蒸汽消耗，还为炼油厂低温余热的利用开辟了一个新的途径。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种降低催化重整装置再接触系统能耗的方法，该方法包括将混氢生成油依次经循环水换热、再接触罐顶含氢气体换热、再接触罐底油换热、冷冻水换热和氨冷换热进行冷却，然后送入再接触罐进行气液平衡分离；所述冷冻水是将炼厂低温余热发生的90℃～95℃热水，通过制冷机组产生的5℃～10℃冷冻水。
所述冷冻水换热是将依次经循环水换热、再接触罐顶含氢气体换热和再接触罐底油换热的混氢生成油通过混氢生成油-冷冻水换热器与冷冻水进行换热冷却。
所述混氢生成油经冷冻水换热之前的温度为25℃～26℃，经冷冻水换热之后的温度为12℃～17℃。
将冷冻水换热后的混氢生成油，再利用来自氨机的液氨将其冷却至0℃进再接触罐。再接触罐中，平衡提浓后的氢气走原流程进氢气管网，罐底油走原流程冷却混合油气后去下游单元。
冷冻水换热后的混氢生成油温度为12℃～17℃，液氨需提供的冷量将减少约60％，此时可关停一台氨制冷机组(通常制冷机组有2台；如果只有1台，则减少其电或蒸汽供入，实现低制冷负荷运行)，利用继续运行的那台机组将混合油气冷却到0℃进再接触罐。如果12℃操作温度下，从再接触罐分离出来的氢气纯度可满足系统要求，则可将氨机全部关停，让与冷冻水换热后的12℃混合油气跨越原液氨-混氢生成油换热器直接进再接触罐。
本发明的基本原理是：利用炼厂余热产生的较低温位的冷冻水部分代替混氢生成油冷却流程中原本由高品质液氨全部承当的冷却任务，实现低品质能量的升级利用、减少氨机高品质能源(电或蒸汽)的消耗(改进前液氨将混合油气从25℃冷却到0℃，改进后只需将其从12℃冷却到0℃)。
本发明相对于现有技术具有如下优点及有益效果：
(1)本发明利用余热制冷发生的低温冷冻水取代了大约60％的液氨冷却负荷，基本可同比例减少氨机的电或蒸汽消耗，大大降低了系统的能耗和操作费用；至于热水制冷机组增加的循环冷却水消耗可以通过减少余热冷却基本得到平衡。
(2)本发明技术方案增加了炼油厂低温热阱的容量，为余热利用开辟了一个新的途径，特别是该系统全年稳定运行，对缓和夏季余热过剩的矛盾十分有用。
(3)本发明投资增加少；首先，低温冷冻水可以从炼厂已有的热水制冷机组中引出，如果没有现存机组，新建投资也不大；其次，虽然增加了一台混氢生成油-冷冻水换热器，但也基本同等减少了液氨-混氢生成油换热器的面积(对于有两台液氨冷却器的流程，可利旧其中的一台做冷冻水换热器)。
(4)本发明不影响系统操作；由于改进后混氢生成油的换热面积基本不增加，使得混氢生成油的流动压降也基本不增加、再接触罐的操作可基本保持不变，因此不会影响氢纯度；相反却增加了系统操作调整的灵活性，改进后的流程可应对系统对氢气纯度的不同要求，灵活调整氨机操作，避免宝贵的氢气资源高质低用。
(5)本发明流程改造简单、可行。
附图说明
图1为现有再接触工艺原则流程图。
图2是本发明比较例催化重整装置再接触工艺的工艺流程图。
图3是本发明实施例1和2的催化重整装置再接触工艺的工艺流程图，即再接触系统中不关停氨制冷系统流程图。
图4是本发明实施例3的催化重整装置再接触工艺的工艺流程图，即再接触系统中关停氨制冷系统流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
比较例(现有的催化重整装置再接触工艺的工艺流程如图2所示)
将经增压机提压至2.2MPaG、133℃的重整副产氢11.995t/h(氢气的体积含量为85.81％)与经泵提压至2.2MPaG的重整生成油71.235t/h(40℃)混合，混合后得到压力为2.2MPaG、温度为68.2℃的混氢生成油；将混氢生成油先跟循环水换热，被冷却至40℃(换热负荷为158.9×104kcal/h)；再跟来自再接触罐的气体和液体依次换热，被冷却至25℃，换热负荷分别为35.3×104kcal/h和42.5×104kcal/h，然后再跟氨制冷系统中经氨压缩机压缩后的氨换热，被冷却至0℃，换热负荷为122.5×104kcal/h。混氢生成油经上述换热流程后，压力变为2.05MPaG，送入再接触罐进行气液平衡分离。经再接触罐平衡闪蒸后，罐顶含氢气体的流量为5.61t/h，氢气的体积含量为92.66％，通过跟混氢生成油换热后温度升至35℃，送至氢气管网；再接触罐底油的流量为77.62t/h，温度为0℃，通过跟混氢生成油换热后温度升至12℃，送至重整装置的下游单元。
实施例1
本实施例的催化重整装置再接触工艺的工艺流程如图2所示，相较于比较例的催化重整装置再吸收工艺的工艺流程本实施例做了如下改进：
(1)增加低温热制冷系统
利用低温热发生的95℃的热水53.9t/h，通过一组新增的制冷机组，发生5℃的冷冻水129.4t/h，热水出制冷机组的温度约80℃。
(2)换热流程的改进
在混氢生成油跟再接触罐底油换热的后续流程中，增加一台混氢生成油-冷冻水换热器。其换热流程为：从(1)中发生的129.4t/h、5℃冷冻水通过新增的混氢生成油-冷冻水换热器跟依次被再接触罐顶气体和罐底油冷却过的25℃的混氢生成油换热，混氢生成油被冷却至12℃，冷冻水回水温度为10℃，该换热器的换热负荷为64.7×104kcal/h；然后将12℃的混氢生成油再通过换热器跟氨换热，被冷却至0℃后进入再接触罐，换热负荷为57.8×104kcal/h。由于增加了一台换热器，混氢生成油被送入再接触罐的管路压降增大，进入再接触罐的压力变为2.03MPaG。
其余流程和各塔的控制参数均与上述现有技术比较例中相同。
采用本实施例的催化重整装置再接触工艺的工艺流程的效果如下：
1、氨跟重整油气的换热负荷变为57.8×104kcal/h，同原流程的氨冷却负荷相比，少了64.7×104kcal/h，氨压缩机功耗减少约250.76KW。
2、可利用80.9×104kcal/h的低温热制冷产生5℃的冷冻水用于冷却重整油气，为低温热利用找到出路。
3、由再接触罐顶出来的提浓后的氢气的流量为5.62t/h，氢气体积分数变为92.62％，较原流程仅减少了0.04％，不影响氢气的使用。
实施例2
本实施例的催化重整装置再接触工艺的工艺流程如图2所示，相较于比较例的催化重整装置再吸收工艺的工艺流程本实施例做了如下改进：
(1)增加低温热制冷系统
利用低温热发生的90℃的热水49.8t/h，通过一组新增的制冷机组，发生10℃的冷冻水79.6t/h，热水出制冷机组的温度约80℃。
(2)换热流程的改进
在混氢生成油跟再接触罐底油换热的后续流程中，增加一台混氢生成油-冷冻水换热器。其换热流程为：从(1)中发生的79.6t/h、10℃冷冻水通过新增的混氢生成油-冷冻水换热器跟依次被再接触罐顶气体和罐底油冷却过的25℃的混氢生成油换热，混氢生成油被冷却至17℃，冷冻水回水温度为15℃，该换热器的换热负荷为39.8×104kcal/h；然后将17℃的混氢生成油再通过换热器跟氨换热，被冷却至0℃后进入再接触罐，换热负荷为82.7×104kcal/h。由于增加了一台换热器，混氢生成油被送入再接触罐的管路压降增大，进入再接触罐的压力变为2.03MPaG。
其余流程和各塔的控制参数均与上述现有技术比较例中相同。
采用本实施例的催化重整装置再接触工艺的工艺流程的效果如下：
1、氨跟重整油气的换热负荷变为82.7×104kcal/h，同原流程的氨冷却负荷相比，少了39.8×104kcal/h，氨压缩机功耗减少约154.25KW。
2、可利用49.8×104kcal/h的低温热制冷产生10℃的冷冻水用于冷却重整油气，为低温热利用找到出路。
3、由再接触罐顶出来的提浓后的氢气的流量为5.62t/h，氢气体积分数变为92.62％，较原流程仅减少了0.04％，不影响氢气的使用。
实施例3
本实施例的催化重整装置再接触系统的工艺流程如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于换热流程的改进，具体如下：
(1)低温热制冷系统负荷的改变
利用低温热发生的95℃的热水55.63t/h，通过一台制冷机组，发生5℃的冷冻水133.52t/h，热水出制冷机组的温度为80℃。
(2)取消氨冷却重整油气流程
混氢生成油经冷冻水冷却至12℃后，直接进入再接触罐进行气液平衡。取消其通过氨冷系统被冷却至0℃的流程。
(3)换热流程的改进
经循环水冷却后的40℃的混氢生成油依次跟12℃重整再接触罐顶气体和罐底油换热，混氢生成油被冷却至25.4℃，再接触罐顶气体和罐底油分别被加热至32℃和28℃，换热负荷分别为21.26×104kcal/h和54.73×104kcal/h。将25.4℃的混氢生成油再通过混氢生成油-冷冻水换热器跟所述(1)中的5℃冷冻水换热，被冷却至12℃后送入再接触罐进行气液平衡，冷冻水回水10℃，换热负荷为66.76×104kcal/h。该流程的氨冷换热器被取消，混氢生成油被送入再接触罐的管路压降减小，进入再接触罐的压力变为2.07MPaG。
其余流程和各塔的控制参数均与上述实施例(1)中相同。
采用本实施例的催化重整装置再接触系统的工艺流程的效果如下：
1、取消了氨跟重整油气的换热流程，关停了氨制冷系统，同比较例中的氨制冷系统相比，氨压缩机功耗变为0。
2、可利用83.45×104kcal/h的低温热制冷产生5℃的冷冻水用于冷却混氢生成油，为低温热利用找到出路。
3、由再接触罐顶出来的提浓后的氢气的流量为6.17t/h，氢气体积分数变为91.92％，较比较例中的提浓氢气减少了0.74％。该浓度的氢气可满足炼油厂部分用氢装置对氢气的浓度需求。
综上，本发明实施例1、2和3催化重整装置再接触系统的能耗都有明显下降，同时能保证氢气浓度满足生产要求，流程改造简单、可行，经济效益非常明显。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种降低催化重整装置再接触系统能耗的方法，其特征在于：该方法包括将混氢生成油依次经循环水换热、再接触罐顶含氢气体换热、再接触罐底油换热、冷冻水换热和氨冷换热进行冷却，然后送入再接触罐进行气液平衡分离；所述冷冻水是将炼厂低温余热发生的90℃～95℃的热水，通过制冷机组产生的5℃～10℃的冷冻水；所述冷冻水换热是将依次经循环水换热、再接触罐顶含氢气体换热和再接触罐底油换热的混氢生成油通过混氢生成油-冷冻水换热器与冷冻水进行换热冷却。
2.根据权利要求1所述的一种降低催化重整装置再接触系统能耗的方法，其特征在于：所述混氢生成油经冷冻水换热之前的温度为25℃～26℃，经冷冻水换热之后的温度为12℃～17℃。
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| CN1128506A (zh) * | 1993-07-05 | 1996-08-07 | 帕金诺克斯公司 | 控制反应温度的装置和方法 |
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| CN101376828A (zh) * | 2007-08-27 | 2009-03-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种焦化汽油加氢精制方法 |
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2010
- 2010-04-29 CN CN 201010164655 patent/CN101818075B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 大连石化公司优化能源系统的技术改造;姚庆;《炼油技术与工程》;200602;第36卷(第2期);第54-58页 * |
| 姚庆.大连石化公司优化能源系统的技术改造.《炼油技术与工程》.2006,第36卷(第2期), |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101818075A (zh) | 2010-09-01 |
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