CN105478064A - 一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统及方法 - Google Patents

一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统及方法；其中方法步骤为：根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量，在凝结水减温器内部与低低压蒸汽凝结水充分混合降温至40℃，降温后的凝结水作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者进入低低压蒸汽凝结水回收总管，最终通过泵送出装置外，达到节能利用的效果。

Description

一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统及方法
技术领域
本发明涉及烷烃脱氢装置领域，具体而言，涉及一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统。
背景技术
烷烃脱氢装置采用美国UOP公司的Oleflex工艺技术，以液化气为原料，生产正丁烯、MTBE和丙烯产品。在其生产过程中，液化烃需要气化，使用的热源多为0.35Mpa的低低压蒸汽，然而生成的凝结水压力和温度低，无法作为次生热源使用。
国内首套混合烷烃脱氢装置由我公司设计完成，目前已经顺利投产。但在试车过程中发现低低压蒸汽凝结水回收与管道系统出现问题。冷凝水最低温度54℃，最高温度143℃，不同温度压力的冷凝水混合后汽化闪蒸，管道发生水击(即水击现象，在压力管道中，由于液体流速的急剧改变，从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象，称为水击，也称水锤现象)。众所周知，水击现象发生时，压力升高值可能为正常压力的好多倍，使管壁材料承受很大应力；压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏。经观察和研究发现，上述传统混合烷烃脱氢装置其水击发生在低低压蒸汽疏水阀后、支管与总管汇合处，该水击问题将会影响仪表、阀门和管道的安全，以至影响整个装置的长周期运行。然而，混合烷烃脱氢装置大量使用低低压蒸汽作为热源，与现在炼油、石化装置有很大的不同，对于低低压蒸汽凝结水的回收利用尚无成功的经验和案例。
与此同时，国内烷烃脱氢装置大量使用高效复合空冷器，该空冷器使用脱盐水作为冷却用水，但脱盐水最终会被蒸发掉，不能循环使用。
因此，如何克服传统烷烃脱氢装置中产生的低低压蒸汽凝结水作为复合空冷器的水源的节能以及凝结水管道的水击振动问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统及方法，根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量，在凝结水减温器内部与低低压蒸汽凝结水充分混合降温至40℃，降温后的凝结水作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者进入低低压蒸汽凝结水回收总管，最终通过泵送出装置外，达到节能利用的效果。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，包括至少两个减温处理单元1、复合空冷器水箱2、凝结水回收罐3、凝结水泵4；其中，每个所述减温处理单元1具体包括脱盐水进水管道5、低低压蒸汽凝结水进水管道6以及凝结水减温器7；
其中一个所述减温处理单元1通过管道与所述复合空冷器水箱2连通；其中另一个所述减温处理单元1通过管道依次与所述凝结水回收罐3和所述凝结水泵4连通；
所述脱盐水进水管道5、所述低低压蒸汽凝结水进水管道6分别与对应的所述凝结水减温器7连通；所述凝结水减温器7用于对从所述低低压蒸汽凝结水进水管道6流入的凝结水和从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水在所述凝结水减温器内部进行隔离换热使凝结水降温；所述凝结水减温器7还用于对降温后的凝结水连通输入到所述复合空冷器水箱2内作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者依次进入所述凝结水回收罐3和所述凝结水泵4，最终通过所述凝结水泵送出系统外。
优选的，作为一种可实施方案；所述凝结水减温器7具体包括减温器壳体、位于减温器壳体顶部的管口N3、位于减温器壳体底部的管口N1以及位于减温器壳体侧面的管口N2和隔板A；所述隔板A用于将管口N3与管口N2和管口N1进行隔离；
其中，所述管口N1为凝结水进口，所述管口N2为凝结水出口，所述管口N3为脱盐水进口。
优选的，作为一种可实施方案；所述隔板A在减温器壳体内自上而下倾斜设置。所述隔板A具体在减温器壳体内沿45度向下延伸至凝结水出口N2处。
优选的，作为一种可实施方案；所述脱盐水进水管道5上还设置有调节阀8。
优选的，作为一种可实施方案；所述调节阀8为FV流量调节阀。
优选的，作为一种可实施方案；从所述凝结水减温器的输出管道上还设置有TT温度变送仪表9；所述TT温度变送仪表9与所述调节阀8电连接；所述TT温度变送仪表9用于检测输出的凝结水温度，并实时通过所述调节阀反馈调节所述脱盐水进水管道5的脱盐水流量。
优选的，作为一种可实施方案；从所述凝结水减温器的输出管道上还设置有PT压力变送仪表10；所述PT压力变送仪表10与所述调节阀8电连接；所述PT压力变送仪表10用于检测输出的凝结水压力，并实时通过所述调节阀反馈调节所述脱盐水进水管道5的脱盐水流量。
相应的，本发明还提供了一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能方法，其利用上述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，包括如下步骤：
根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量；
在凝结水减温器7内部，从所述低低压蒸汽凝结水进水管道6流入的温度较高的凝结水和从所述脱盐水进水管道5流入的温度较低的脱盐水进行隔离换热使凝结水降温；将低低压蒸汽凝结水充分混合降温至40℃，降温后的凝结水作为所述复合空冷器水箱2内作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者依次进入所述凝结水回收罐3和所述凝结水泵4，最终通过所述凝结水泵4送出系统外。
优选的，作为一种可实施方案；所述根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量具体步骤包括：
当所述TT温度变送仪表9检测输出的凝结水温度依然过高时，实时通过所述调节阀8反馈增加从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水流量；
当所述TT温度变送仪表9检测输出的凝结水温度过低时，实时通过所述调节阀8反馈减少从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水流量；
当所述PT压力变送仪表10检测输出的凝结水压力过高时，实时通过所述调节阀8反馈减少从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水流量；
当所述PT压力变送仪表10检测输出的凝结水压力过低时，实时通过所述调节阀8反馈增加从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水流量。
与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：
本发明实施例提供的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统及方法，其中系统主要由两个减温处理单元1(即每个所述减温处理单元1具体包括脱盐水进水管道5、低低压蒸汽凝结水进水管道6以及凝结水减温器7)、复合空冷器水箱2、凝结水回收罐3、凝结水泵4、调节阀8、TT温度变送仪表9、PT压力变送仪表10等结构组成，上述结构构成了其节能系统的架构。
其中，最为重要的是凝结水减温器7，该凝结水减温器7分别与脱盐水进水管道5、低低压蒸汽凝结水进水管道6连通，同时内部通过隔板等结构进行充分换热；即该凝结水减温器7对从低低压蒸汽凝结水进水管道6流入的凝结水和从脱盐水进水管道5流入的脱盐水在凝结水减温器内部进行隔离换热使凝结水降温(降温，从而达到避免水击现象发生的目的)；同时，上述凝结水减温器7还与复合空冷器水箱2、凝结水回收罐3和凝结水泵4等连通；从而实现凝结水减温器7对降温后的凝结水连通输入到复合空冷器水箱2内作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者依次进入凝结水回收罐3和凝结水泵4，最终通过凝结水泵送出系统外，达到节能利用的效果。
同理，本发明实施例提供的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能方法，正是利用上述烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统实现，主要操作步骤如下：根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量，在凝结水减温器内部与低低压蒸汽凝结水充分混合降温至40℃，降温后的凝结水作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者进入低低压蒸汽凝结水回收总管，最终通过泵送出装置外，达到节能利用的效果。
综上，本发明实施例提供的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统及方法，操作方便、系统架构创新性强，可克服传统烷烃脱氢装置中产生的低低压蒸汽凝结水作为复合空冷器的水源的节能以及凝结水管道的水击振动问题，进一步减少水击安全隐患，并提升了系统的安全性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统的系统架构结构示意图；
图2为图1中本发明实施例提供的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统中的凝结水减温器的局部放大结构示意图；
附图标记：
减温处理单元1；
脱盐水进水管道5；低低压蒸汽凝结水进水管道6；凝结水减温器7；
复合空冷器水箱2；
凝结水回收罐3；
凝结水泵4；
调节阀8；
TT温度变送仪表9；
PT压力变送仪表10。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供了一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，包括至少两个减温处理单元1、复合空冷器水箱2、凝结水回收罐3、凝结水泵4；其中，每个所述减温处理单元1具体包括脱盐水进水管道5、低低压蒸汽凝结水进水管道6以及凝结水减温器7；(即参见图2，需要说明的是，即将脱盐水进水管道5、低低压蒸汽凝结水进水管道6以及凝结水减温器7统称构成了一个减温处理单元1的结构)。
上述减温处理单元1、复合空冷器水箱2、凝结水回收罐3、凝结水泵4等主要结构之间的连接连通方式、位置关系以及布局如下：
其中一个所述减温处理单元1通过管道与所述复合空冷器水箱2连通；其中另一个所述减温处理单元1通过管道依次与所述凝结水回收罐3和所述凝结水泵4连通；
所述脱盐水进水管道5、所述低低压蒸汽凝结水进水管道6分别与对应的所述凝结水减温器7连通；所述凝结水减温器7用于对从所述低低压蒸汽凝结水进水管道6流入的凝结水和从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水在所述凝结水减温器内部进行隔离换热使凝结水降温；所述凝结水减温器7还用于对降温后的凝结水连通输入到所述复合空冷器水箱2内作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者依次进入所述凝结水回收罐3和所述凝结水泵4，最终通过所述凝结水泵送出系统外。
下面对本发明实施例提供的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明：
在具体结构中：所述凝结水减温器7具体包括减温器壳体、位于减温器壳体顶部的管口N3、位于减温器壳体底部的管口N1以及位于减温器壳体侧面的管口N2和隔板A；所述隔板A用于将管口N3与管口N2和管口N1进行隔离；
其中，所述管口N1为凝结水进口(即其与低低压蒸汽凝结水进水管道6连通)，所述管口N2为凝结水出口，所述管口N3为脱盐水进口(即其与脱盐水进水管道5连通)。
需要说明的是，本发明的凝结水减温器7的管口N1为凝结水进口，管口N2为凝结水出口，管口N3为脱盐水进口。凝结水和脱盐水在凝结水减温器7内部先通过隔板换热使凝结水预降温，隔板45度向下延伸至凝结水减温器7的凝结水出口N2。凝结水经换热器凝结水管道疏水阀出来后，因为低低压凝结水压力比较低，容易闪蒸出蒸汽，并且凝结水也极易夹带蒸汽，蒸汽积集在弯头处，待能量达到一定程度时产生强烈的振动，影响管道和仪表的安全，影响整个装置的正常运行。为了解决这个难题，本发明的凝结水减温器7在设计时考虑了能够收集凝结水夹带和闪蒸出来的蒸汽，并通过隔板A与冷的脱盐水换热降温，使蒸汽凝结，进而从根本上解决低低压蒸汽凝结水管道的振动。
优选的，作为一种可实施方案；所述隔板A在减温器壳体内自上而下倾斜设置。所述隔板A具体在减温器壳体内沿45度向下延伸至凝结水出口N2处。
优选的，作为一种可实施方案；所述脱盐水进水管道5上还设置有调节阀8。所述调节阀8为FV流量调节阀。
需要说明的是，上述调节阀8在工业自动化过程控制领域中被广泛应用，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。具体而言，其通过接收TT温度变送仪表9发送的温度变送信号以及PT压力变送仪表10发送的压力变送信号，对脱盐水进水管道5输入的进水流量进行反馈控制。
优选的，作为一种可实施方案；从所述凝结水减温器的输出管道上还设置有TT温度变送仪表9；所述TT温度变送仪表9与所述调节阀8电连接；所述TT温度变送仪表9用于检测输出的凝结水温度，并实时通过所述调节阀反馈调节所述脱盐水进水管道5的脱盐水流量。
优选的，作为一种可实施方案；从所述凝结水减温器的输出管道上还设置有PT压力变送仪表10；所述PT压力变送仪表10与所述调节阀8电连接；所述PT压力变送仪表10用于检测输出的凝结水压力，并实时通过所述调节阀反馈调节所述脱盐水进水管道5的脱盐水流量。
相应的，本发明还提供了一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能方法，其利用上述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，包括如下步骤：
根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量；
在凝结水减温器7内部，从所述低低压蒸汽凝结水进水管道6流入的温度较高的凝结水和从所述脱盐水进水管道5流入的温度较低的脱盐水进行隔离换热使凝结水降温；将低低压蒸汽凝结水充分混合降温至40℃，降温后的凝结水作为所述复合空冷器水箱2内作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者依次进入所述凝结水回收罐3和所述凝结水泵4，最终通过所述凝结水泵4送出系统外。
优选的，作为一种可实施方案；所述根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量具体步骤包括：
当所述TT温度变送仪表9检测输出的凝结水温度依然过高时，实时通过所述调节阀8反馈增加从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水流量；
当所述TT温度变送仪表9检测输出的凝结水温度过低时，实时通过所述调节阀8反馈减少从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水流量；
当所述PT压力变送仪表10检测输出的凝结水压力过高时，实时通过所述调节阀8反馈减少从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水流量；
当所述PT压力变送仪表10检测输出的凝结水压力过低时，实时通过所述调节阀8反馈增加从所述脱盐水进水管道5流入的脱盐水流量。
综上所述，本发明实施例提供的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统及方法，操作方便、系统架构创新性强，可克服传统烷烃脱氢装置中产生的低低压蒸汽凝结水作为复合空冷器的水源的节能以及凝结水管道的水击振动问题，进一步减少水击安全隐患，并提升了系统的安全性和可靠性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，其特征在于，包括至少两个减温处理单元(1)、复合空冷器水箱(2)、凝结水回收罐(3)、凝结水泵(4)；其中，每个所述减温处理单元(1)具体包括脱盐水进水管道(5)、低低压蒸汽凝结水进水管道(6)以及凝结水减温器(7)；
其中一个所述减温处理单元(1)通过管道与所述复合空冷器水箱(2)连通；其中另一个所述减温处理单元(1)通过管道依次与所述凝结水回收罐(3)和所述凝结水泵(4)连通；
所述脱盐水进水管道(5)、所述低低压蒸汽凝结水进水管道(6)分别与对应的所述凝结水减温器(7)连通；所述凝结水减温器(7)用于对从所述低低压蒸汽凝结水进水管道(6)流入的凝结水和从所述脱盐水进水管道(5)流入的脱盐水在所述凝结水减温器内部进行隔离换热使凝结水降温；所述凝结水减温器(7)还用于对降温后的凝结水连通输入到所述复合空冷器水箱(2)内作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者依次进入所述凝结水回收罐(3)和所述凝结水泵(4)，最终通过所述凝结水泵(4)送出系统外。
2.根据权利要求1所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，其特征在于，
所述凝结水减温器(7)具体包括减温器壳体、位于减温器壳体顶部的管口(N3)、位于减温器壳体底部的管口(N1)以及位于减温器壳体侧面的管口(N2)和隔板(A)；所述隔板(A)用于将管口(N3)与管口(N2)和管口(N1)进行隔离；
其中，所述管口(N1)为凝结水进口，所述管口(N2)为凝结水出口，所述管口(N3)为脱盐水进口。
3.根据权利要求2所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，其特征在于，
所述隔板(A)在减温器壳体内自上而下倾斜设置。
4.根据权利要求3所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，其特征在于，
所述隔板(A)具体在减温器壳体内沿45度向下延伸至凝结水出口(N2)处。
5.根据权利要求1所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，其特征在于，
所述脱盐水进水管道(5)上还设置有调节阀(8)。
6.根据权利要求5所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，其特征在于，
所述调节阀(8)为FV流量调节阀。
7.根据权利要求6所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，其特征在于，
从所述凝结水减温器的输出管道上还设置有TT温度变送仪表(9)；所述TT温度变送仪表(9)与所述调节阀(8)电连接；所述TT温度变送仪表(9)用于检测输出的凝结水温度，并实时通过所述调节阀反馈调节所述脱盐水进水管道(5)的脱盐水流量。
8.根据权利要求7所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，其特征在于，
从所述凝结水减温器的输出管道上还设置有PT压力变送仪表(10)；所述PT压力变送仪表(10)与所述调节阀(8)电连接；所述PT压力变送仪表(10)用于检测输出的凝结水压力，并实时通过所述调节阀反馈调节所述脱盐水进水管道(5)的脱盐水流量。
9.一种烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能方法，其特征在于，利用权利要求1-8所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能系统，包括如下步骤：
根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量；
在凝结水减温器(7)内部，从所述低低压蒸汽凝结水进水管道(6)流入的温度较高的凝结水和从所述脱盐水进水管道(5)流入的温度较低的脱盐水进行隔离换热使凝结水降温；将低低压蒸汽凝结水充分混合降温至40℃，降温后的凝结水作为所述复合空冷器水箱(2)内作为烷烃脱氢装置高效复合空冷器的水源，或者依次进入所述凝结水回收罐(3)和所述凝结水泵(4)，最终通过所述凝结水泵(4)送出系统外。
10.根据权利要求9所述的烷烃脱氢装置低低压蒸汽凝结水节能方法，其特征在于，所述根据低低压蒸汽凝结水的温度和压力控制脱盐水的流量具体步骤包括：
当所述TT温度变送仪表(9)检测输出的凝结水温度依然过高时，实时通过所述调节阀(8)反馈增加从所述脱盐水进水管道(5)流入的脱盐水流量；
当所述TT温度变送仪表(9)检测输出的凝结水温度过低时，实时通过所述调节阀(8)反馈减少从所述脱盐水进水管道(5)流入的脱盐水流量；
当所述PT压力变送仪表(10)检测输出的凝结水压力过高时，实时通过所述调节阀(8)反馈减少从所述脱盐水进水管道(5)流入的脱盐水流量；
当所述PT压力变送仪表(10)检测输出的凝结水压力过低时，实时通过所述调节阀(8)反馈增加从所述脱盐水进水管道(5)流入的脱盐水流量。
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