CN105617706A - 一种化工装置余热回收工艺及化工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化工装置余热回收工艺及化工装置，包括MTBE装置和芳烃装置，MTBE装置包括多个精馏塔，多个精馏塔的再沸器串联连接，芳烃装置包括多个分馏塔，多个分馏塔的低温换热器串联连接；低温换热器的热媒介质出口与再沸器的热媒介质入口连接，再沸器的热媒介质出口与低温换热器的热媒介质入口连接。本发明提供的一种化工装置余热回收工艺及化工装置，采用阶梯升温或降温的方式进行换热，无需在对热媒介质进行加热或冷却，可以节约相应的能源，且避免了加热或冷却时循环介质的使用量。芳烃装置和MTBE装置与热媒介质之间的换热是相互配合的，供冷、供热量近乎相同，在一定范围内，热源和热阱可以自行平衡，使得装置的运行效率较高。

Description

一种化工装置余热回收工艺及化工装置
技术领域
本发明涉及化工装置余热回收技术领域，尤其涉及一种化工装置余热回收工艺及化工装置。
背景技术
在石油化工装置中，芳烃装置是通过精馏等方式将芳烃类混合物分离成单一的物质，如苯、甲苯、二甲苯等；MTBE装置以同样的方式得到烯烃类物质以及甲基叔丁基醚，在分离过程中，因各种物质的沸点差别很大，所以分离时需要加热到的温度是各不相同的，比如芳烃所需温度大部分是120℃以上，而MTBE装置所需温度为55-65℃，为了减少能源浪费，节省能源，业界提出了可以互相利用热量的方法。
目前，常用的方法为在MTBE装置与热媒介质换热，热媒介质温度降低，之后，热媒介质与芳烃装置换热，热媒介质温度升高，进一步在供给MTBE装置，如此循环。其中，分别以MTBE装置包括两个精馏塔和芳烃装置包括两个分馏塔为例，两个精馏塔的再沸器并联连接，其中，热媒介质冷却后的温度分别为72℃和85℃，热媒介质在分别供给到分馏塔之前，通过热媒介质冷却器冷却到72℃，之后，再供给到两个分馏塔与塔顶气换热，换热后(升温)的热媒介质进一步的通过蒸汽加热器加热至95℃后，再分别供给到精馏塔，重复循环即可，如图1所示，此种循环方式利用了部分热量，减少热量损失，也降低了加热产生的能量损耗。
但是，此种循环方式中，需要设置热媒介质冷却器和蒸汽加热器分别对热媒介质进行降温和升温。因此，热媒介质冷却器和蒸汽加热器会有一定的能源损耗。同时，在整个循环系统中，不能实现热媒介质温度的自平衡，需要外界进行调节，增加操作及维护工作量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种化工装置余热回收工艺及化工装置，以解决现有技术中存在的增加能耗和循环介质的用量，且需要外界调节，不能实现自平衡的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种化工装置余热回收工艺，包括以下步骤：
循环的热媒介质与芳烃装置的多个分馏塔中的低温换热器进行换热，多个所述低温换热器相互串联，利用芳烃装置的余热，热媒介质的温度逐渐升高；
升温后的热媒介质与MTBE装置的多个精馏塔的再沸器进行换热，多个所述再沸器相互串联，利用MTBE装置的余热，热媒介质的温度逐渐降低；
降温的热媒介质作为循环的热媒介质供再给所述芳烃装置的分馏塔，热媒介质循环使用。
进一步的，热媒介质通过所述芳烃装置后，对热媒介质进行加热，将加热后的热媒介质再送入到所述MTBE装置。
本发明还提供一种化工装置，包括MTBE装置和芳烃装置，所述MTBE装置包括多个精馏塔，多个所述精馏塔的再沸器串联连接，所述芳烃装置包括多个分馏塔，多个所述分馏塔的低温换热器串联连接；
所述低温换热器的热媒介质出口与所述再沸器的热媒介质入口连接，所述再沸器的热媒介质出口与所述低温换热器的热媒介质入口连接。
进一步的，所述低温换热器的热媒介质出口与所述再沸器的热媒介质入口之间连接有加热装置。
进一步的，所述MTBE装置包括第一精馏塔和第二精馏塔，所述第一精馏塔和第二精馏塔的再沸器串联连接；
所述芳烃装置包括第一分馏塔和第二分馏塔，所述第一分馏塔和所述第二分馏塔的低温换热器串联连接。
进一步的，所述热媒介质的原料为热媒水。
进一步的，所述再沸器的热媒介质出口与所述低温换热器的热媒介质入口之间连接有热媒水罐。
进一步的，所述加热装置为蒸汽加热器。
本发明提供的一种化工装置余热回收工艺及化工装置，使用时，热媒介质逐一的进行供热或供冷，采用串联的方式进行换热，具体的，在芳烃装置中，先通过第一个分馏塔的低温换热器，换热后热媒介质温度升高，之后，再进入到下一个分馏塔的低温换热器，温度被进一步提高，芳烃装置完成换热后，热媒介质进入到MTBE装置，先通过第一个精馏塔的再沸器，换热后温度降低，之后，再进入到下一个精馏塔的再沸器，温度进一步的降低，MTBE装置完成换热后，热媒介质再次进入到芳烃装置中进行换热，如此循环即可。
该化工装置余热回收工艺及化工装置，在芳烃装置和MTBE装置中，采用阶梯升温或降温的方式进行换热，无需在对热媒介质进行加热或冷却，因此，可以节约相应的能源，且避免了加热或冷却时循环介质的使用量。芳烃装置和MTBE装置与热媒介质之间的换热是相互配合的，供冷、供热量近乎相同，因此，在一定范围内，热源和热阱可以自行平衡，使得装置的运行效率较高。
附图说明
图1是现有技术的结构示意框图；
图2是本发明实施例提供的一种化工装置余热回收工艺的流程框图；
图3是本发明实施例提供的一种化工装置的结构示意框图。
图中：
1、精馏塔；2、再沸器；3、分馏塔；4、低温换热器；5、加热装置；6、热媒水罐。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
如图2-3所示，一种化工装置余热回收工艺，包括以下步骤：
循环的热媒介质与芳烃装置的多个分馏塔3中的低温换热器4进行换热，多个低温换热器4相互串联，热媒介质的温度逐渐升高；
升温后的热媒介质与MTBE装置的多个精馏塔1的再沸器2进行换热，多个再沸器2相互串联，热媒介质的温度逐渐降低；
降温的热媒介质作为循环的热媒介质再供给芳烃装置的分馏塔3，热媒介质循环使用。
现有余热回收装置中，采用并联供热的方式进行换热，其中，不同的精馏塔1/分馏塔3中，换热后的热媒水的温度不同，因此，在进入下一次循环之前，需要进行冷却或升温，达到指定的温度后，再进行循环使用，因此，必须设置冷却器和加热器。
而本工艺中，采用的是阶梯式的换热方式，温度逐渐升高/降低，因此，通过控制换热后的温度数值，即可实现温度控制，从而能够实现温度的自平衡，易于管理。
热媒介质通过芳烃装置后，对热媒介质进行加热，将加热后的热媒介质再送入到MTBE装置。
优选的，在热媒介质进入到MTBE装置之前可进行加热，其中，相应的加热装置5并非常开状态，正常工作状态下不进行加热，其目的在于避免在自平衡过程中，出现温度降低的情况。对于热媒介质可选择性的进行加热，相对现有的装置，能耗及循环介质(蒸汽、循环水等)使用仍然较低。
实施例2
如图2-3所示，一种化工装置，包括MTBE装置和芳烃装置，MTBE装置包括多个精馏塔1，多个精馏塔1的再沸器2串联连接，芳烃装置包括多个分馏塔3，多个分馏塔3的低温换热器4串联连接；
低温换热器4的热媒介质出口与再沸器2的热媒介质入口连接，再沸器2的热媒介质出口与低温换热器4的热媒介质入口连接。
低温换热器4的热媒介质出口与再沸器2的热媒介质入口之间连接有加热装置5。
加热装置5的作用是对热媒介质进行加热，其中，加热装置5的作用是适时开启，仅起到预防的效果，进一步的避免出现的温度降低，超出自平衡时的温度范围的问题。由于加热装置5并非始于长时间开启的状态，所以仍可以节约循环介质的使用量。其中，优选的，加热装置5为蒸汽加热器。使用时，循环水和循环蒸汽的使用量较低。
优选的，热媒介质的原料为热媒水。
MTBE装置包括第一精馏塔和第二精馏塔，第一精馏塔和第二精馏塔的再沸器2串联连接；
芳烃装置包括第一分馏塔和第二分馏塔，第一分馏塔和第二分馏塔的低温换热器4串联连接。
以MTBE装置和芳烃装置均包括两个精馏塔1和两个分馏塔3为例，起始状态，热媒水的温度为72℃，在经过第一分馏塔和第二分馏塔的低温换热器4后，热媒水的温度被提升到95℃，之后，热媒水进入到第一精馏塔的再沸器2，热媒水进行供热，温度降低至85℃，之后，再进入到第二精馏塔的再沸器2，温度被降至72℃，热媒水再次进入到芳烃装置，如此循环。
其中，在使用过程中，芳烃装置和MTBE装置流出的热媒水的温度可以存在±5℃的误差，其中，每次对低温换热器4进行供冷和再沸器2进行供热，温度变化量是固定的，所以能够确保自平衡的顺利进行。当出现温差较大的情况时，通过加热装置5，对热媒水进行加热，将其温度提升至95℃。
再沸器2的热媒介质出口与低温换热器4的热媒介质入口之间连接有热媒水罐6。
其中，热媒水罐6连接水泵，通过水泵将热媒水输送至芳烃装置，在热媒水罐6处可以补充热媒水原料。
上述实施例提供的一种化工装置，使用时，热媒介质逐一的进行供热或供冷，采用串联的方式进行换热，具体的，在芳烃装置中，先通过第一个分馏塔3的低温换热器4，换热后热媒介质温度升高，之后，再进入到下一个分馏塔3的低温换热器4，温度被进一步提高，芳烃装置完成换热后，热媒介质进入到MTBE装置，先通过第一个精馏塔1的再沸器2，换热后温度降低，之后，再进入到下一个精馏塔1的再沸器2，温度进一步的降低，MTBE装置完成换热后，热媒介质再次进入到芳烃装置中进行换热，如此循环即可。
该化工装置余热回收工艺及化工装置，在芳烃装置和MTBE装置中，采用阶梯升温或降温的方式进行换热，无需在对热媒介质进行加热或冷却，因此，可以节约相应的能源，且避免了加热或冷却时循环介质的使用量。同时，芳烃装置和MTBE装置与热媒介质之间的换热是相互配合的，供冷、供热量近乎相同，因此，在一定范围内，热源和热阱可以自行平衡，使得装置的运行效率较高。
具体的在化工余热回收再利用的过程中，对于MTBE的两个再沸器和芳烃装置的两个低温换热器选择串联连接还是并联连接，主要根据热媒水的温度及用于加热的介质的温度而定。以MTBE装置第一精馏塔和第二精馏塔的再沸器的温度为例，当两个再沸器的介质的温度相同(60℃)，两个再沸器选择并联连接，热媒水一分为二分别送入到再沸器中进行换热，最后，得到72℃的热媒水。
若两个再沸器的介质的温度一个为65℃，一个为55℃时，则两个再沸器选择串联连接，热媒水先全部流入到65℃的再沸器进行换热，热媒水温度下降至85℃左右，之后，再流入到55℃的再沸器进行换热，最后得到72℃的热媒水，再进入到芳烃装置中换热，其中，芳烃装置中的低温换热器以同样方式确定。
如果两个再沸器的介质的温度一个为65℃，一个为55℃，再沸器采用并联的连接方式，要得到72℃的热媒水，若热媒水一分为二的情况下，需要增大再沸器，若再沸器不变，则需要输送更多的热媒水，无论采用上述两种方式中的哪一种都会出现成本提高，能耗提高的状况。
因此，在实际的化工余热回收工艺中，根据实际的热媒水的温度及换热介质的温度，确定MTBE装置的再沸器和芳烃装置的低温换热器的连接方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种化工装置余热回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：
循环的热媒介质与芳烃装置的多个分馏塔中的低温换热器进行换热，多个所述低温换热器相互串联，利用芳烃装置的余热，热媒介质的温度逐渐升高；
升温后的热媒介质与MTBE装置的多个精馏塔的再沸器进行换热，多个所述再沸器相互串联，利用MTBE装置的余热，热媒介质的温度逐渐降低；
降温的热媒介质作为循环的热媒介质再供给所述芳烃装置的分馏塔，热媒介质循环使用。
2.根据权利要求1所述的化工装置余热回收工艺，其特征在于，热媒介质通过所述芳烃装置后，对热媒介质进行加热，将加热后的热媒介质再送入到所述MTBE装置。
3.一种化工装置，其特征在于，包括MTBE装置和芳烃装置，所述MTBE装置包括多个精馏塔(1)，多个所述精馏塔(1)的再沸器(2)串联连接，所述芳烃装置包括多个分馏塔(3)，多个所述分馏塔(3)的低温换热器(4)串联连接；
所述低温换热器(4)的热媒介质出口与所述再沸器(2)的热媒介质入口连接，所述再沸器(2)的热媒介质出口与所述低温换热器(4)的热媒介质入口连接。
4.根据权利要求3所述的化工装置，其特征在于，所述低温换热器(4)的热媒介质出口与所述再沸器(2)的热媒介质入口之间连接有加热装置(5)。
5.根据权利要求3所述的化工装置，其特征在于，所述MTBE装置包括第一精馏塔和第二精馏塔，所述第一精馏塔和第二精馏塔的再沸器(2)串联连接；
所述芳烃装置包括第一分馏塔和第二分馏塔，所述第一分馏塔和所述第二分馏塔的低温换热器(4)串联连接。
6.根据权利要求3所述的化工装置，其特征在于，所述热媒介质的原料为热媒水。
7.根据权利要求3所述的化工装置，其特征在于，所述再沸器(2)的热媒介质出口与所述低温换热器(4)的热媒介质入口之间连接有热媒水罐(6)。
8.根据权利要求4所述的化工装置，其特征在于，所述加热装置(5)为蒸汽加热器。
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