CN102603456A - 一种气体分馏方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种气体分馏方法，其气体分馏的原料为炼厂液化气，产品主要为化学级或聚合级的丙烯，所述方法包括：以炼厂富裕的低温热制取冷冻水，在塔的塔顶采用所述的冷冻水进行冷凝冷却，同时降低塔的操作压力和回流量，进行气体分馏。对现有装置来说，降压操作后，各塔塔板数如和常规分馏方法的塔板数相同，则在装置流程和设备基本不变的条件下，各塔处理量可增加50％。对于新建装置来说，丙烯塔由原常规分馏方法的双塔串联操作改成单塔操作，减少一座塔和丙烯塔中间泵，简化了流程；另外各塔设计压力可降低、减少投资。

Description

一种气体分馏方法

技术领域

本发明涉及石油化工行业中用于轻烃类分离的一种工艺方法，具体涉及炼厂液化气的分离，即通过分馏的方法将混合液化气分离成单个组分或馏分的方法。

背景技术

目前，国内外炼厂将液化气中丙烯分离出来采用的是常规流程或热泵技术，流程的主要组成是脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔，其中丙烯塔由于板数较多，分为两塔串联操作，常规流程中，各塔操作压力一般控制如下：脱丙烷塔压力表压为1.7～1.9MPa，脱乙烷塔压力表压为2.7～2.9MPa，丙烯塔压力表压为1.7～1.9MPa。

该工艺流程可参见附图1所示，脱硫后的原料液化气经原料缓冲罐5后，用装置进料泵15送入脱丙烷塔1，脱丙烷塔1顶馏出的碳二、碳三馏分经脱丙烷塔顶冷凝器9冷凝冷却后进入脱丙烷塔顶回流罐6，一部分液体作为脱丙烷塔回流，另一部分经脱乙烷塔进料泵送入脱乙烷塔2，脱乙烷塔2顶馏出的碳二、碳三馏分经脱乙烷塔顶冷凝器10冷凝冷却后进入脱乙烷塔回流罐7，液相作为塔顶回流，气相部分作为燃料气出装置，脱乙烷塔底碳三馏分自压进入丙烯塔3，因为丙烯塔塔板数多，分为第一丙烯塔3和第二丙烯塔4，两塔串联操作，第一丙烯塔3顶气相通过管线进入第二丙烯塔4底，第二丙烯塔4底液相通过丙烯塔中间泵14送入第一丙烯塔3顶，第二丙烯塔4顶气相经丙烯塔顶冷凝器11后进入丙烯塔顶回流罐8，一部分作为塔顶回流，另一部分冷却后作为丙烯产品出装置，第一丙烯塔底丙烷馏分冷却后出装置。

现有技术一般采用的是上述常规分馏方法，即各塔塔顶采用循环水或空冷器冷凝冷却。若需要对现有装置进行扩能改造，如处理量增加50％时，则需要增大各塔塔径或增加新塔与原有塔并联操作，如此便会增加占地面积和操作费用；若对新建装置进行扩能改造，丙烯塔需要两塔串联操作。此外，采用现有常规分馏方法，气体分馏装置需要的低温热源温度不小于90℃，对于全厂较低温位的热源不能利用，造成浪费。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种气体分馏方法，其可利用炼厂的富裕的低温位的热源来制取冷冻水，再将此冷冻水用于气体分馏设备中；剩余的低温位的热源则作为丙烯塔的塔底热源。该方法可以利用温度为50～80℃的低温热源，达到全厂低温热源的最大利用；对于新建装置，还可使丙烯塔采用单塔操作，减少塔板数量，节约投资。

本发明的气体分馏方法是这样实现的：

所述气体分馏的设备包括脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯塔，气体分馏的原料为炼厂液化气，气体分馏的产品包括化学级或聚合级的丙烯，其特征在于：

所述的气体分馏方法利用炼厂富裕低温热源制取冷冻水；

所述的冷冻水用于对所述的塔的塔顶冷凝器进行冷凝冷却，同时降低塔的操作压力和回流量。在具体实施中

所述的冷冻水的温度为5～10℃；

所述的富裕低温热源的温度为110～80℃；

所述的富裕低温热源先用于制取冷冻水，然后用于丙烯塔底热源；

所述的用于丙烯塔底热源温度为50～80℃。

所述的冷凝器包括：脱丙烷塔顶冷凝器、脱乙烷塔顶冷凝器、丙烯塔顶冷凝器；

所述的冷凝器均为管壳式或板式冷凝器。

所述的丙烯塔的分馏方法为单塔操作，其塔板数量为120～140；

所述的脱丙烷塔的操作压力为表压0.8～1.1MPa；

脱乙烷塔的操作压力为表压1.5～1.8MPa；

丙烯塔的操作压力为表压0.8～1.1MPa。

总体来说，本发明所述气体分馏方法，其气体分馏的原料为炼厂液化气，产品主要为化学级或聚合级的丙烯，所述方法包括：

以炼厂富裕的低温热制取冷冻水，在塔的塔顶采用所述的冷冻水进行冷凝冷却；同时降低塔的操作压力和回流量，进行气体分馏。在该方法中，所述的冷冻水为5～10℃。

在具体操作中，若是对现有装置进行扩能改造，则包括以下步骤：

(1)将各塔的塔顶由原来的循环水改为采用冷冻水的冷凝冷却；其冷凝冷却的装置包括：脱丙烷塔塔顶冷凝器、脱乙烷塔塔顶冷凝器、丙烯塔塔顶冷凝器；若该三种塔顶冷凝器原来为空冷器，则需将空冷器改为管壳式或板式冷凝器；

(2)降低各塔的操作压力，从而降低各塔的回流量。具体的，所述的塔包括脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯塔；所述的各塔的操作压力原来分别为：脱丙烷塔压力表压为1.7～1.9MPa，脱乙烷塔压力表压为2.7～2.9MPa，丙烯塔压力表压为1.7～1.9MPa；现降低为：脱丙烷塔的操作压力为表压0.8～1.1MPa，脱乙烷塔的操作压力为表压1.5～1.8MPa，丙烯塔的操作压力为表压0.8～1.1MPa。

降压操作后，各塔塔板数如和常规分馏方法的塔板数相同，则可以在各塔塔径不变的条件下，各塔处理量即可增加50％。

若为新建装置，如采用上述的冷冻水方案，丙烯塔则可以由原来的常规分馏方法中的双塔串联操作改成单塔操作，减少一座塔和丙烯塔中间泵；其丙烯塔塔板数量也可从原来的200～220减少到120～140，并使得丙烯塔的裙座降低1～3米。

此外，本发明所述的气体分馏方法，其采用富裕的低温热制取冷冻水，该富裕的低温热的温度为110～80℃，该富裕的低温热通过优化组合后，先用于制取冷冻水，然后用于丙烯塔底热源。

所述的用于丙烯塔底热源为50～80℃的低温位热源，实现了低温位热源的全面利用。

同现有技术相比，本发明具有以下突出效果：

(1)采用冷冻水流程后，对现有设备改造时，在基本不需改动的情况下，处理量即可增加50％左右，同时装置的加热、冷却负荷降低约20％，方法快捷有效；

(2)各塔采用的冷冻水为全厂富裕的低温热制得，低温位热源的温度一般为110～80℃，通过优化组合，全厂低温热先用于制冷冻水；其剩余的50～80℃的低温位热源又可用于丙烯塔底热源，实现了全厂低温位热源的最大化利用；

(3)对于新建装置改造时，采用本发明的技术之后，丙烯塔可由双塔串联操作改为单塔操作，取消丙烯塔中间泵，使得装置进料泵的扬程降低170米左右；更加降低了各塔的裙座高度；取消丙烯、丙烷冷却器，各塔的设计压力可大大降低，减少设备投资。

附图说明

图1现有技术的气体分馏工艺流程图

图2本发明提供的丙烯塔单塔操作的工艺流程图

附图1和附图2中，设备编号说明如下：

1-脱丙烷塔；2-脱乙烷塔；3-第一丙烯塔；4-第二丙烯塔；5-原料缓冲罐；6-脱丙烷塔顶回流罐；7-脱乙烷塔顶回流罐；8-丙烯塔顶回流罐；9-脱丙烷塔顶冷凝器；10-脱乙烷塔顶冷凝器；11-丙烯塔顶冷凝器；12-丙烷冷却器；13-丙烯冷却器；14-丙烯塔中间泵；15-装置进料泵。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，原有装置改造时，只需将脱丙烷塔顶冷凝器9、脱乙烷塔顶冷凝器10、丙烯塔顶冷凝器11的管程由循环水改为5～10℃的冷冻水，若原塔顶冷凝冷却为空冷器，需将空冷器改为管壳式或板式冷凝器，各塔压力控制如下：脱丙烷塔1顶表压为0.8～1.1MPa，脱乙烷塔2顶表压为1.5～1.8MPa，第二丙烯塔4顶表压为0.8～1.1MPa，改造或更换装置进料泵15，泵的扬程为160米，各塔塔径不变，工艺流程同未经改造时的流程，塔内构件也不需变动，即可将装置处理量提高50％。

实施例2

如图2所示，若装置为新建，并采用冷冻水流程，则丙烯塔塔板数可由200层降低到130层，采用一个丙烯塔即可，各塔裙座降低2米，各塔、各回流罐的设计压力降低。

如附图2所示，脱硫后的原料液化气经原料缓冲罐5后，用装置进料泵15送入脱丙烷塔1，脱丙烷塔1顶压力控制在0.8～1.1MPa，塔顶馏出的碳二、碳三馏分经脱丙烷塔顶冷凝器9冷凝后进入脱丙烷塔顶回流罐6，一部分液体作为脱丙烷塔回流，另一部分经脱乙烷塔进料泵送入脱乙烷塔2，塔底碳四馏分经换热冷却后出装置；脱乙烷塔2顶压力控制在1.5～1.8MPa，塔顶馏出的碳二、碳三馏分经脱乙烷塔顶冷凝器10冷凝后进入脱乙烷塔顶回流罐7，液相作为塔顶回流，气相部分作为燃料气出装置，脱乙烷塔2底碳三馏分自压进入丙烯塔3；丙烯塔3顶压力控制在0.8～1.1MPa，塔顶馏出的丙烯经丙烯塔顶冷凝器11冷凝后进入丙烯塔顶回流罐8，一部分作为丙烯塔3顶回流，另一部分作为产品出装置，塔底丙烷用泵送出装置；以上脱丙烷塔顶冷凝器9、脱乙烷塔顶冷凝器10、丙烯塔顶冷凝器11的管程通5～10℃冷冻水；丙烯塔3底温度为28～38℃，可利用全厂更低温位的热源做为塔底热源。

Claims (10)

1.一种气体分馏方法，所述气体分馏的设备包括脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯塔，气体分馏的原料为炼厂液化气，气体分馏的产品包括化学级或聚合级的丙烯，其特征在于：

所述的气体分馏方法利用炼厂富裕低温热源制取冷冻水；

所述的冷冻水用于对所述的塔的塔顶冷凝器进行冷凝冷却，同时降低塔的操作压力和回流量。

2.如权利要求1所述的气体分馏方法，其特征在于：

所述的冷冻水的温度为5～10℃。

3.如权利要求2所述的气体分馏方法，其特征在于：

所述的富裕低温热源的温度为110～80℃。

4.如权利要求3所述的气体分馏方法，其特征在于：

所述的富裕低温热源先用于制取冷冻水，然后用于丙烯塔底热源；

所述的用于丙烯塔底热源温度为50～80℃。

5.如权利要求1～4之一所述的气体分馏方法，其特征在于：

所述的冷凝器包括：脱丙烷塔顶冷凝器、脱乙烷塔顶冷凝器、丙烯塔顶冷凝器；

所述的冷凝器均为管壳式或板式冷凝器。

6.如权利要求1～4之一所述的气体分馏方法，其特征在于：

所述的丙烯塔的分馏方法为单塔操作，其塔板数量为120～140。

7.如权利要求1～4之一所述的气体分馏方法，其特征在于：

所述的脱丙烷塔的操作压力为表压0.8～1.1MPa。

8.如权利要求1～4之一所述的气体分馏方法，其特征在于：

脱乙烷塔的操作压力为表压1.5～1.8MPa。

9.如权利要求1～4之一所述的气体分馏方法，其特征在于：

丙烯塔的操作压力为表压0.8～1.1MPa。

10.如权利要求4所述的气体分馏方法，其特征在于：

所述的冷凝器包括：脱丙烷塔顶冷凝器、脱乙烷塔顶冷凝器、丙烯塔顶冷凝器；

所述的冷凝器均为管壳式或板式冷凝器；

所述的丙烯塔的分馏方法为单塔操作，其塔板数量为120～140；

所述的脱丙烷塔的操作压力为表压0.8～1.1MPa；

脱乙烷塔的操作压力为表压1.5～1.8MPa；

丙烯塔的操作压力为表压0.8～1.1MPa。

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