CN107653004A - 乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加氢换热技术领域,是一种乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法及装置,该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法按下述方法进行:40℃的一段加氢产物在添加氢气的情况下,与即将进入热高分罐的二段加氢反应产物进行换热后,再次与刚排出的二段加氢反应产物进行再次换热后温度升至220℃至260℃。本发明中一段加氢产物经过两级换热后,能够有效降低加热炉的热负荷,二段加氢产物经过三级换热,热量传递给本工序的进料物质及下一工序的进料物质,二段加氢产物的热量得到充分的回收利用,有效降低了能源的浪费和投入,二段加氢产物经过两次不同温度的汽液分离,能够有效降低分离单元的热负荷。
Description
技术领域
本发明涉及加氢换热技术领域,是一种乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法及乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置。
背景技术
目前,乙烯裂解燃料油加氢装置的换热系统是以冷进料、冷出料为特点,加氢单元装置之间存在先升温又降温的情况,物流之间换热有高温低用的情况存在,未进行高温位热量的多级利用,造成能量浪费,导致燃料气、蒸汽、冷却水等公用工程用量消耗较大,装置能耗高。公开号为CN101289631B的中国专利文献公开了一种优化的加氢换热装置,其实现高温位热量的多级利用,但是,其的高温原料油只是与加氢反应器底部排出的高温加氢反应产物进行了一次换热便送入加热炉进行加热,然后送入加氢反应器进行反应,这样,造成加热炉仍具有较大的加热负荷;并且,由加氢反应器底部排出的高温加氢反应产物在与低温原料油进行一次换热后,其便与由气液分离罐排出的低温液相进行再次换热后,经过空冷、水冷的换热降温后送入气液分离罐进行汽液分离,这样,加氢反应器底部排出的高温加氢反应产物只是经过两级的热量回收利用,热量并未进行充分的回收利用,在经过两级的热量回收利用后的加氢反应产物仍具有较高的温度,此时尚未达到可以送入气液分离罐的温度,这就需要使用空冷、水冷对加氢反应产物继续进行降温,这样一来,不仅加氢反应产物的热量未进行充分的回收利用,还消耗了大量的外来能耗对加氢反应产物进行降温,造成了能源的浪费;同时,加氢反应器底部排出的加氢反应产物只进行了一次汽液分离,这样使得加氢反应产物中的气相(例如氢气)未能充分完全的分离出去,就被送入到分馏塔中,无疑会增大分馏塔的处理负荷。
发明内容
本发明提供了一种乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法及装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决目前的加氢换热技术存在加氢反应器前的加热炉负荷大、加氢反应产物的热量未进行充分的回收利用、消耗了大量的外来能耗对加氢反应产物进行降温、造成能源的浪费、以及分馏塔负荷大的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法,其按下述方法进行:40℃的一段加氢产物在添加氢气的情况下,与即将进入热高分罐的二段加氢反应产物进行换热后,再次与刚排出的二段加氢反应产物进行再次换热后,温度升至220℃至260℃,然后送入加热炉加热至250℃至300℃后进行二段加氢反应;300℃至350℃的二段加氢产物先与即将送入加热炉的一段加氢产物进行换热,然后再与即将送入分离单元的物料进行换热,最后再与刚进入本段工序的一段加氢产物进行换热,300℃至350℃的二段加氢产物经过三级换热后温度降至140℃至180℃;降至140℃至180℃的二段加氢产物先送入热高分罐进行第一次汽液分离,将热高分罐顶部分离出来的气相降温至40℃至50℃,再送至冷高分罐进行第二次气液分离,热高分罐和冷高分罐底部分离出来的液相混合在一起后温度为120℃至160℃,混合在一起后的液相与二段加氢产物进行换热后温度升至200℃至240℃送入分离单元。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
上述冷高分罐顶部分离出来氢气,由冷高分罐顶部分离出来的氢气添加到一段加氢产物中;或/和,热高分罐底部分离出来的液相其中一部分与40℃的一段加氢产物混合后再添加氢气。
上述该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法基于乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置实现,该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置包括加热炉、二段加氢反应器、第一换热器、第二换热器、第三换热器、热高分罐、冷高分罐和换热器,加热炉的物料进口上连通有一段加氢产物管线,一段加氢产物管线依次与第三换热器的冷流通道、第一换热器的冷流通道串接在一起,加热炉的物料出口与二段加氢反应器的物料进口相连通,二段加氢反应器底部的物料出口与热高分罐的物料进口之间连通有二段加氢产物管线,二段加氢产物管线依次与第一换热器的热源通道、第二换热器的热源通道、第三换热器的热源通道串接在一起,热高分罐顶部的气相出口与冷高分罐的物料进口之间连通有热高分罐气相管线,热高分罐气相管线与换热器的冷流通道串接在一起,冷高分罐顶部的气相出口上连通有排氢管线,热高分罐的底部连通有热高分罐液相产品管线,冷高分罐的底部连通有冷高分罐液相管线,热高分罐液相产品管线和冷高分罐液相管线汇合成液相输送管线,液相输送管线与第二换热器的冷流通道串接在一起,液相输送管线的另一端与分离单元的物料进口相连通。
上述乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置还包括氢压机,排氢管线的另一端与氢压机的进口相连通,氢压机的出口与第三换热器之前的一段加氢产物管线通过加氢管线相连通。
上述乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置中,在加氢管线上连通有新氢管线。
上述乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置中,热高分罐液相产品管线与第三换热器之前的一段加氢产物管线相连通。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置,包括加热炉、二段加氢反应器、第一换热器、第二换热器、第三换热器、热高分罐、冷高分罐和换热器,加热炉的物料进口上连通有一段加氢产物管线,一段加氢产物管线依次与第三换热器的冷流通道、第一换热器的冷流通道串接在一起,加热炉的物料出口与二段加氢反应器的物料进口相连通,二段加氢反应器底部的物料出口与热高分罐的物料进口之间连通有二段加氢产物管线,二段加氢产物管线依次与第一换热器的热源通道、第二换热器的热源通道、第三换热器的的热源通道串接在一起,热高分罐顶部的气相出口与冷高分罐的物料进口之间连通有热高分罐气相管线,热高分罐气相管线与换热器的冷流通道串接在一起,冷高分罐顶部的气相出口上连通有排氢管线,热高分罐的底部的连通有热高分罐液相产品管线,冷高分罐的底部的连通有冷高分罐液相管线,热高分罐液相产品管线和冷高分罐液相管线汇合成液相输送管线,液相输送管线与第二换热器的冷流通道串接在一起,液相输送管线的另一端与分离单元的物料进口相连通。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:
上述乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置还包括氢压机,排氢管线的另一端与氢压机的进口相连通,氢压机的出口与第三换热器之前的一段加氢产物管线通过加氢管线相连通。
上述乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置中,在加氢管线上连通有新氢管线。
上述乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置中,热高分罐液相产品管线与第三换热器之前的一段加氢产物管线相连通。
本发明中一段加氢产物经过两级换热后,能够有效降低加热炉的热负荷,二段加氢产物经过三级换热,热量传递给本工序的进料物质及下一工序的进料物质,二段加氢产物的热量得到充分的回收利用,能够有效降低了设备投入,有效降低了能源的浪费和投入,二段加氢产物经过两次不同温度的汽液分离,能够有效降低分离单元的热负荷,并且采用本发明技术,均能降低加热炉、水冷器和分离单元的热负荷,并有效降低加热炉、水冷器和分离单元的能耗。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的工艺流程示意图。
附图中的编码分别为:1为热高分罐,2为加热炉,3为分离单元,4为冷高分罐,5为二段加氢反应器,6为第一换热器,7为第二换热器,8为第三换热器,9为换热器,10为一段加氢产物管线,11为二段加氢产物管线,12为热高分罐气相管线,13为排氢管线,14为热高分罐液相产品管线,15为冷高分罐液相管线,16为液相输送管线,17为氢压机,18为加氢管线,19为新氢管线。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
实施例1,如附图1所示,该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法按下述方法进行:40℃的一段加氢产物与热高分罐1底部分离出来的液相汇合后,并且在添加氢气的情况下,与即将进入热高分罐1的二段加氢反应产物进行换热后,再次与刚排出的二段加氢反应产物进行再次换热后,温度升至220℃至260℃,然后送入加热炉2加热至250℃至300℃后进行二段加氢反应;300℃至350℃的二段加氢产物先与即将送入加热炉2的一段加氢产物进行换热,然后再与即将送入分离单元3的物料进行换热,最后再与刚进入本段工序的一段加氢产物进行换热,300℃至350℃的二段加氢产物经过三级换热后温度降至140℃至180℃;降至140℃至180℃的二段加氢产物先送入热高分罐1进行第一次汽液分离,将热高分罐1顶部分离出来的气相降温至40℃至50℃,再送至冷高分罐4进行第二次气液分离,热高分罐1和冷高分罐4底部分离出来的液相混合在一起后温度为120℃至160℃,混合在一起后的液相与二段加氢产物进行换热后温度升至200℃至240℃送入分离单元3。
一段加氢产物经过两级换热后,温度由40℃升至220℃至260℃,然后加热炉2只需将其在加热到250℃至300℃即可,这样能够有效降低加热炉2的热负荷;300℃至350℃的二段加氢产物经过三级换热,热量传递给本工序的进料物质及下一工序的进料物质,二段加氢产物的热量得到充分的回收利用,使得加热炉2热负荷降低,分离单元热负荷降低,反应单元冷却负荷降低,有效降低了设备投入,有效降低了能源的浪费和投入,二段加氢产物经过两次不同温度的汽液分离,使得二段加氢产物中的气相尽可能多的分离出去后再送入分离单元3,这样能够有效降低分离单元3分馏塔的热负荷。
设置冷热高分流程,降低了反应产物对冷量的需求及分离单元对热量的需求。
实施例2,作为上述实施例的优化,根据实际需要,冷高分罐4顶部分离出来氢气,由冷高分罐4顶部分离出来的氢气添加到一段加氢产物中。采用该技术方案能够对由冷高分罐4顶部分离出来的氢气进行回收利用,将由冷高分罐4顶部分离出来的循环氢气添加到一段加氢产物中,有效降低生产成本。
实施例3,作为上述实施例的优化,根据实际需要,热高分罐1底部分离出来的液相其中一部分与40℃的一段加氢产物混合后再添加氢气。这样,能够稀释降低进入二段加氢反应器的物料中不饱和键烃类的浓度,能够避免二段加氢反应积炭生焦,使二段加氢反应维持在安全的生产温度范围之内,保证长周期的平稳运行。
实施例4,作为上述实施例的优化,如附图1所示,该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法基于乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置实现,该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置包括加热炉2、二段加氢反应器5、第一换热器6、第二换热器7、第三换热器8、热高分罐1、冷高分罐4和换热器9,加热炉2的物料进口上连通有一段加氢产物管线10,一段加氢产物管线10依次与第三换热器8的冷流通道、第一换热器6的冷流通道串接在一起,加热炉2的物料出口与二段加氢反应器5的物料进口相连通,二段加氢反应器5底部的物料出口与热高分罐1的物料进口之间连通有二段加氢产物管线11,二段加氢产物管线11依次与第一换热器6的热源通道、第二换热器7的热源通道、第三换热器8的热源通道串接在一起,热高分罐1顶部的气相出口与冷高分罐4的物料进口之间连通有热高分罐气相管线12,热高分罐气相管线12与换热器9的冷流通道串接在一起,冷高分罐4顶部的气相出口上连通有排氢管线13,热高分罐1的底部连通有热高分罐液相产品管线14,冷高分罐4的底部连通有冷高分罐液相管线15,热高分罐液相产品管线14和冷高分罐液相管线15汇合成液相输送管线16,液相输送管线16与第二换热器7的冷流通道串接在一起,液相输送管线16的另一端与分离单元3的物料进口相连通。
℃的一段加氢产物与热高分罐1底部分离出来的液相在一段加氢产物管线10中汇合后,并且在添加氢气的情况下,与即将进入热高分罐1的二段加氢反应产物在第三换热器8中进行换热后,再次与刚排出的二段加氢反应产物在第一换热器6中进行再次换热后,温度升至220℃至260℃,然后送入加热炉2加热至250℃至300℃后送入二段加氢反应器5中进行二段加氢反应;300℃至350℃的二段加氢产物由二段加氢产物管线11排出,先与即将送入加热炉2的一段加氢产物在第一换热器6进行换热,然后再与即将送入分离单元3的物料在第二换热器7中进行换热,最后与刚进入本段工序的一段加氢产物在第三换热器8中进行换热,300℃的二段加氢产物经过三级换热后温度降至140℃至180℃;降至140℃至180℃的二段加氢产物先送入热高分罐1进行第一次汽液分离,热高分罐1顶部分离出来的气相由热高分罐气相管线12排出,经过换热器9降温至40℃至50℃,再送至冷高分罐4进行第二次气液分离,热高分罐1和冷高分罐4底部分离出来的液相混合在一起后温度为120℃至160℃并进入液相输送管线16,混合在一起后的液相与二段加氢产物在第二换热器7进行换热后温度升至200℃至240℃送入分离单元3进行分离;换热器9为水冷器。
实施例5,作为实施例4的优化,如附图1所示,该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置还包括氢压机17,排氢管线13的另一端与氢压机17的进口相连通,氢压机17的出口与第三换热器8之前的一段加氢产物管线10通过加氢管线18相连通。冷高分罐4顶部分离出来氢气,由冷高分罐4顶部分离出来的氢气添加到一段加氢产物中。采用该技术方案能够对由冷高分罐4顶部分离出来的氢气进行回收利用,将由冷高分罐4顶部分离出来的氢气添加到一段加氢产物中,有效降低生产成本。
实施例6,作为实施例5的优化,如附图1所示,在加氢管线18上连通有新氢管线19。采用新氢管线19添加新鲜的氢气,进行氢气的添加补偿,这样,也能够减少新氢的用量,有效降低生产成本。
实施例7,作为实施例4、实施例5和实施例6的优化,如附图1所示,热高分罐液相产品管线14与第三换热器8之前的一段加氢产物管线10相连通。热高分罐1底部分离出来的液相其中一部分与40℃的一段加氢产物混合后再添加氢气。这样,能够稀释降低进入二段加氢反应器5的物料中不饱和键烃类的浓度,能够避免二段加氢反应积炭生焦,使二段加氢反应维持在安全的生产温度范围之内。
采用本发明的技术产生的加氢换热网络的能耗,与现有技术产生的加氢换热网络的能耗进行比对,数据见表1,由表1可以看出,本发明相对于现有技术来说,能有效降低加热炉、换热器和分离单元的能耗。
以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法,其特征在于按下述方法进行:40℃的一段加氢产物在添加氢气的情况下,与即将进入热高分罐的二段加氢反应产物进行换热后,再次与刚排出的二段加氢反应产物进行再次换热后,温度升至220℃至260℃,然后送入加热炉加热至250℃至300℃后进行二段加氢反应;300℃至350℃的二段加氢产物先与即将送入加热炉的一段加氢产物进行换热,然后再与即将送入分离单元的物料进行换热,最后再与刚进入本段工序的一段加氢产物进行换热,300℃至350℃的二段加氢产物经过三级换热后温度降至140℃至180℃;降至140℃至180℃的二段加氢产物先送入热高分罐进行第一次汽液分离,将热高分罐顶部分离出来的气相降温至40℃至50℃,再送至冷高分罐进行第二次气液分离,热高分罐和冷高分罐底部分离出来的液相混合在一起后温度为120℃至160℃,混合在一起后的液相与二段加氢产物进行换热后温度升至200℃至240℃送入分离单元。
2.根据权利要求1所述的乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法,其特征在于冷高分罐顶部分离出来氢气,由冷高分罐顶部分离出来的氢气添加到一段加氢产物中;或/和,热高分罐底部分离出来的液相其中一部分与40℃的一段加氢产物混合后再添加氢气。
3.根据权利要求1或2所述的乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法,其特征在于该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法基于乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置实现,该乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置包括加热炉、二段加氢反应器、第一换热器、第二换热器、第三换热器、热高分罐、冷高分罐和换热器,加热炉的物料进口上连通有一段加氢产物管线,一段加氢产物管线依次与第三换热器的冷流通道、第一换热器的冷流通道串接在一起,加热炉的物料出口与二段加氢反应器的物料进口相连通,二段加氢反应器底部的物料出口与热高分罐的物料进口之间连通有二段加氢产物管线,二段加氢产物管线依次与第一换热器的热源通道、第二换热器的热源通道、第三换热器的热源通道串接在一起,热高分罐顶部的气相出口与冷高分罐的物料进口之间连通有热高分罐气相管线,热高分罐气相管线与换热器的冷流通道串接在一起,冷高分罐顶部的气相出口上连通有排氢管线,热高分罐的底部连通有热高分罐液相产品管线,冷高分罐的底部连通有冷高分罐液相管线,热高分罐液相产品管线和冷高分罐液相管线汇合成液相输送管线,液相输送管线与第二换热器的冷流通道串接在一起,液相输送管线的另一端与分离单元的物料进口相连通。
4.根据权利要求3所述的乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法,其特征在于还包括氢压机,排氢管线的另一端与氢压机的进口相连通,氢压机的出口与第三换热器之前的一段加氢产物管线通过加氢管线相连通。
5.根据权利要求4所述的乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法,其特征在于在加氢管线上连通有新氢管线。
6.根据权利要求3或4或5所述的乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能的方法,其特征在于热高分罐液相产品管线与第三换热器之前的一段加氢产物管线相连通。
7.一种乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置,其特征在于包括加热炉、二段加氢反应器、第一换热器、第二换热器、第三换热器、热高分罐、冷高分罐和换热器,加热炉的物料进口上连通有一段加氢产物管线,一段加氢产物管线依次与第三换热器的冷流通道、第一换热器的冷流通道串接在一起,加热炉的物料出口与二段加氢反应器的物料进口相连通,二段加氢反应器底部的物料出口与热高分罐的物料进口之间连通有二段加氢产物管线,二段加氢产物管线依次与第一换热器的热源通道、第二换热器的热源通道、第三换热器的热源通道串接在一起,热高分罐顶部的气相出口与冷高分罐的物料进口之间连通有热高分罐气相管线,热高分罐气相管线与换热器的冷流通道串接在一起,冷高分罐顶部的气相出口上连通有排氢管线,热高分罐的底部连通有热高分罐液相产品管线,冷高分罐的底部连通有冷高分罐液相管线,热高分罐液相产品管线和冷高分罐液相管线汇合成液相输送管线,液相输送管线与第二换热器的冷流通道串接在一起,液相输送管线的另一端与分离单元的物料进口相连通。
8.根据权利要求7所述的乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置,其特征在于还包括氢压机,排氢管线的另一端与氢压机的进口相连通,氢压机的出口与第三换热器之前的一段加氢产物管线通过加氢管线相连通。
9.根据权利要求8所述的乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置,其特征在于在加氢管线上连通有新氢管线。
10.根据权利要求7或8或9所述的乙烯裂解燃料油加氢反应换热节能装置,其特征在于热高分罐液相产品管线与第三换热器之前的一段加氢产物管线相连通。
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CN115948180A (zh) * | 2023-03-14 | 2023-04-11 | 新疆天利石化股份有限公司 | 一种裂解碳九加氢生产混合芳烃的节能环保工艺 |
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