CN106568232A - 在c2分离器底部以免除丙烯制冷装置的热泵 - Google Patents

Abstract

一种冷却乙烯排出气的方法，包括以下步骤：从C2分离器排出液态乙烷；在减压阀中降低排出的液态乙烷的压力以产生冷却的液态乙烷；在汽化器中用所述冷却的液态乙烷冷却所述乙烯排出气，所述冷却的液态乙烷以乙烷蒸汽的形式离开所述汽化器；在热泵中加压所述乙烷蒸汽以产生经加热的蒸汽乙烷；以及使所述经加热的蒸汽乙烷返回至所述C2分离器。所述乙烯排出气可以来自于乙烯制冷压缩机。

Description

在C2分离器底部以免除丙烯制冷装置的热泵

技术领域

本公开内容总体涉及用于提供制冷服务的系统和方法。

背景技术

乙烯是制备多种多样的化学材料的结构单元并且一般地通过通常在蒸汽存在下在裂解炉或催化反应器(如甲醇制烯烃(MTO)反应器、Superflex或其它)中使烃转化来工业生产。包含多种组分的炉或反应器流出物物流通常被清洗、干燥以除去水、压缩并输送至烯烃回收段以将乙烯从其它轻质烃如乙烷、丙烯、丙烷等中分离出。生产纯乙烯的其中一个步骤通常使用C2分离器(蒸馏塔)来将乙烯从乙烯-乙烷混合物中分离出。本公开内容涉及通过更有效地使用C2分离器再沸器负荷来降低用于制备乙烯和其它化学品的工艺的制冷功率。

发明内容

在多个方面中，本公开内容提供一种冷却工艺物流的方法。该方法可包括以下步骤：从C2分离器排出液态乙烷；在减压阀中降低排出的液态乙烷的压力以产生冷却的液态乙烷；在汽化器中用冷却的液态乙烷冷却所述工艺物流，所述冷却的液态乙烷以乙烷蒸汽的形式离开所述汽化器；在热泵中加压所述乙烷蒸汽并使经压缩的蒸汽乙烷返回至所述C2分离器。所述工艺物流可以是来自乙烯制冷剂压缩机的气体或者任何其它工艺物流。

应当理解，本公开内容的某些特征的实例已概括得相当宽，以便可更好地理解随后的详细说明并可领会本申请对现有技术的贡献。当然，本申请存在将在下文描述并且在某些情况下将形成随附权利要求的主题的附加的特征。

附图说明

为了详细理解本公开内容，应当结合附图参考以下优选实施方案的详细说明，其中，相同的元件给予相同的编号，并且其中：

图1描绘了根据本公开内容的一个实施方案的、用于冷却乙烯排出气的系统。

具体实施方式

参见图1，其示出了用于提供制冷以使来自乙烯制冷剂压缩机14的乙烯排出气12冷凝的系统10。在所示的非限定性实施方案中，系统10包括C2分离器18、用于接收来自C2分离器18的液态乙烷16(底部产品)的管线20、连接至管线20的减压阀22、在减压阀22下游的乙烷汽化器24、从乙烷汽化器24离开的管线26、连接至管线26的热泵28以及将乙烷从热泵28输送至C2分离器18的流动管线30。如下所述，系统10使用了热泵28，其中，C2分离器18的底部产品作为工作流体来为乙烯制冷排出物冷凝提供制冷。

在一种操作模式中，液态乙烷16从C2分离器18中排出并经管线20被输送至减压阀22。C2分离器18可以是用于通过蒸馏来将乙烯与乙烷分离的任何常规装置。减压阀22使液态乙烷16的压力降低。减压阀22可以是降低或逐渐降低流体中的压力的任何装置。汽化器24可以是允许在两种或更多种流体(例如彼此不直接接触但通过传热壁隔开的流体)之间间接加热的任何装置。在汽化器24中，液态乙烷16使乙烯12冷却和/或冷凝。乙烷16以蒸汽形式离开汽化器24。管线26将汽化后的乙烷16输送至热泵28。热泵28压缩乙烷16并且管线30将被压缩的乙烷16输送至C2分离器18。该热泵可以是用以增加来自管线26的乙烷蒸汽的压力的任何装置。

仅作为示例，从C2分离器18排出的液态乙烷16可以是360磅/平方英寸(P1)和34℉(T1)。在已经在减压阀22处降低了压力并且流过乙烷进料汽化器24之后，乙烷16可以是在135磅/平方英寸(P2)和-30℉(T2)下。在离开热泵28时，乙烷16可以具有375磅/平方英寸的压力(P3)和92℉的温度(T3)。应当理解，这些值仅仅作为适合的操作参数的一个非限定性的实例提供。压力值中的每个可以升高或降低5％、10％、20％、40％或50％。温度值中的每个可以升高或降低5％、10％、20％、40％或50％。在一些情况下，压力值和温度值可以变化超过50％。

在所示的系统10中，也可使用丙烯制冷单元32来冷却乙烯12。使用来自C2分离器18的乙烷16将免除丙烯压缩机(未示出)。此外，应当注意，热泵28将为C2分离器18提供额外的再沸负荷，这可减少在主C2分离器再沸器34上的负荷。

应当理解，系统10可以被改装到已有的乙烯单元中。也就是说，管线20可以被用于排出一些乙烷16，该乙烷16否则在热交换器34中被加热，并且将排出的乙烷16导至已有的减压阀22和汽化器24。因此，在某种意义上，仅有的新部件是热泵28和管线20、30。

应当理解，乙烯排出气仅是非限定性的工艺物流，其可通过本公开内容的方法进行冷却。在其它实施方案中，这种方法可用于冷却和/或冷凝在热交换器24中的其它流体(即气体、液体、混合物等)。

虽然上文涉及本公开内容的多个实施方案，但在不背离本公开内容的基本范围的情况下可以想到本公开内容的其它以及进一步的实施方案，本公开内容的范围由后附权利要求确定。

Claims (13)

1.一种冷却工艺物流的方法，包括：

从C2分离器排出液态乙烷；

在减压阀中降低排出的液态乙烷的压力以产生更冷的液态乙烷；

在汽化器中用所述更冷的液态乙烷冷却所述工艺物流，所述乙烷以蒸汽的形式离开所述汽化器；

在热泵中加压所述乙烷蒸汽以产生在更高压力下的蒸汽乙烷；以及

使所述蒸汽乙烷返回至所述C2分离器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工艺物流是来自乙烯制冷剂压缩机的乙烯排出气。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述C2分离器通过蒸馏将乙烯与乙烷分离。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述汽化器采用间接加热。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述C2分离器的乙烷具有压力P1和温度T1，来自所述汽化器的乙烷具有压力P2和温度T2，和来自所述热泵的乙烷在压力P3和温度T3下，并且其中，P3大于P1，P1大于P2，和T1大于T2。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述工艺物流是来自乙烯制冷剂压缩机的乙烯排出气；

所述C2分离器通过蒸馏将乙烯与乙烷分离；

所述汽化器采用间接加热；

来自所述C2分离器的乙烷具有压力P1和温度T1，来自所述汽化器的乙烷具有压力P2和温度T2，和来自所述热泵的乙烷在压力P3和温度T3下，并且其中，P3大于P1，P1大于P2，和T1大于T2。

7.一种用于冷却工艺物流的系统，包括：

C2分离器；

接收来自所述C2分离器的乙烷并产生更冷的液态乙烷的减压阀；

接收来自所述减压阀的更冷的液态乙烷并使所述工艺物流冷却或冷凝的汽化器，所述乙烷以乙烷蒸汽形式离开所述汽化器；

加压所述乙烷蒸汽并产生在更高压力下的蒸汽乙烷的热泵；和

使所述蒸汽乙烷返回至所述C2分离器的管线。

8.根据权利要求7所述的系统，还包括供应所述工艺物流的乙烯制冷剂压缩机，所述工艺物流是乙烯排出气。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述C2分离器通过蒸馏将乙烯与乙烷分离。

10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述汽化器采用间接加热。

11.根据权利要求7所述的系统，还包括冷却所述工艺物流的丙烯制冷单元。

12.根据权利要求7所述的系统，其中，来自所述C2分离器的乙烷具有压力P1和温度T1，来自所述汽化器的乙烷具有压力P2和温度T2，和来自所述热泵的乙烷在压力P3和温度T3下，并且其中，P3大于P1，P1大于P2，和T1大于T2。

13.根据权利要求7所述的系统，还包括：

供应乙烯排出气的乙烯制冷剂压缩机，所述乙烯排出气是所述工艺物流；

冷却所述工艺物流的聚丙烯制冷单元；

并且其中，

所述C2分离器通过蒸馏将乙烯与乙烷分离；

所述汽化器采用间接加热；和

来自所述C2分离器的乙烷具有压力P1和温度T1，来自所述汽化器的乙烷具有压力P2和温度T2，和来自所述热泵的乙烷在压力P3和温度T3下，并且其中，P3大于P1，P1大于P2，和T1大于T2。