CN109838950B - 一种烷基化工艺制冷系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烷基化工艺制冷系统及方法，所述系统包括依次相连的空冷器、水冷器、冷剂罐、深冷器以及闪蒸罐，热媒介缓冲罐的入料口连接所述深冷器，所述热媒介缓冲罐与LNG气化器相连，所述LNG气化器获得LNG进料，产生的低温热媒介通过管道送至所述深冷器以与闪蒸前的冷剂换热，本发明通过采用LNG气化时的冷量间接冷却闪蒸前的冷剂，达到降低冷剂闪蒸前温度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及烷基化工艺制冷技术领域，特别是涉及一种将LNG冷量用于硫酸烷基化反应的烷基化工艺制冷系统及方法。
背景技术
现有的卧式偏心搅拌的硫酸烷基化反应采用压缩制冷的工艺控制原料进烷基化反应器的温度。一般地，闪蒸罐气相经制冷压缩机抽取后压缩，经空冷冷凝冷却后送入冷剂罐，冷剂在冷剂罐的液位控制下闪蒸后送至闪蒸罐的冷剂侧，闪蒸后的冷剂经泵抽出升压后与烷基化反应器的进料混合，达到控制进料温度的目的。
现有的制冷系统气相冷凝普遍采用空冷加循环水后冷的方式，循环水后冷在夏季中午气温较高时投用，因此冷凝后的冷剂温度一般为40℃；在冬季气温较低时可降至30到35℃。在此温度下闪蒸时会生成较多的气相进入压缩机，增加压缩机的轴功率，电耗增加。冷剂在较低温度下闪蒸时可以克服上述问题，此时若保持制冷压缩机负荷不变，由于闪蒸后的液相部分增多，在控制反应温度不变的情况下可以增加装置进料，进而提高装置产能。
公开号为CN207422712U的中国发明专利公开了一种烷基化工艺制冷系统，如图1所示，该专利中通过新上溴化锂制冷机组，得到16到18℃的冷却介质循环冷水，冷剂经上述冷却介质冷水冷却后在闪蒸，此时闪蒸冷剂量增加，生产加工量可提高3至5吨。然而，该专利中冷却介质冷水通过溴化锂制冷机组获得，得到的冷水温度为16到18℃，因此冷后冷剂的温度至少18℃以上，仍然较高，而且溴化锂机组也需要消耗一定量的低压蒸汽和大量的循环水，能耗较高。
公开号为CN205774192U的中国发明专利公开了一种新型烷基化反应装置，如图2所示，该专利中也是采用特殊的溴化锂制冷系统，把冷剂闪蒸前温度能降至15℃，冷剂在该温度下闪蒸效果更好，降低反应进料的温度，使烷基化产品的质量得到了提高。然而，由于该专利采用的溴化锂制冷机组，同样面临低压蒸汽和循环水消耗的问题，能耗较高。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种烷基化工艺制冷系统及方法，通过采用LNG气化时的冷量间接冷却闪蒸前的冷剂，达到降低冷剂闪蒸前温度的目的。
为达上述目的，本发明提出一种烷基化工艺制冷系统，所述系统包括依次相连的空冷器、水冷器、冷剂罐、深冷器以及闪蒸罐，一热媒介缓冲罐的入料口连接所述深冷器，所述热媒介缓冲罐与一LNG气化器相连，所述LNG气化器获得LNG进料，产生的低温热媒介通过管道送至所述深冷器以与闪蒸前的冷剂换热。
优选地，所述热媒介缓冲罐与所述LNG气化器通过热媒介循环泵相连，以为热媒介循环提供动力。
优选地，所述热媒介为丙烷，或丁烷，或丙烷与丁烷按比例混合后的混合物。
优选地，所述热媒介在所述LNG气化器处取得冷量，获得-30～-20℃的低温热媒介。
优选地，所述低温热媒介于所述深冷器与闪蒸前冷剂换热，得到0至15℃的冷剂。
优选地，经所述LNG气化器气化后的NG并入燃料气管网。
为达到上述目的，本发明还提供一种烷基化工艺制冷方法，包括如下步骤：
步骤S1，压缩气体经空冷器、水冷器空冷冷凝冷却后送入冷剂罐；
步骤S2，冷剂在冷剂罐的液位控制下送入深冷器，于深冷器采用热媒介循环利用LNG气化时的冷量冷却闪蒸前的冷剂；
步骤S3，经深冷器冷却后的冷剂送至闪蒸罐的冷剂侧，闪蒸后的冷剂经泵抽出升压后与烷基化反应器的进料混合。
优选地，于步骤S2中，利用LNG气化器获得LNG进料，经气化后的NG并入燃料气管网，热媒介在LNG气化器处取得冷量，形成的低温热媒介通过管道送至该深冷器，与闪蒸前的冷剂换热，换热后的热媒介进入热媒介缓冲罐，并进入LNG气化器，以实现热媒介循环。
优选地，所述热媒介缓冲罐和LNG气化器通过热媒介循环泵相连，以为热媒介循环提供动力。
优选地，所述热媒介为丙烷，或丁烷，或丙烷与丁烷按比例混合后的混合物。
与现有技术相比，本发明一种烷基化工艺制冷系统及方法通过采用LNG气化时的冷量间接冷却闪蒸前的冷剂，仅消耗热媒介循环时的少量电能，不消耗蒸汽及循环水，同时还解决了装置内LNG气化时冷量利用率偏低的问题，提高了能源的利用效率。
附图说明
图1为现有技术之烷基化工艺制冷系统的系统结构图；
图2为现有技术之新型烷基化反应装置的结构示意图；
图3为本发明一种烷基化工艺制冷系统的系统结构图；
图4为本发明一种烷基化工艺制冷方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图3为本发明一种烷基化工艺制冷系统的系统结构图。如图3所示，本发明一种烷基化工艺制冷系统，包括依次相连的空冷器1、水冷器2、冷剂罐3、深冷器4以及闪蒸罐5，热媒介缓冲罐6输入连接深冷器4，热媒介缓冲罐6和LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)气化器7通过热媒介循环泵8相连，LNG气化器7获得LNG进料，经气化后的NG并入燃料气管网，热媒介在LNG气化器7处取得冷量，形成的低温热媒介通过管道送至深冷器4，以与闪蒸前的冷剂换热，即深冷器4的冷量为LNG气化器7释放的冷量，低温的热媒介与闪蒸前的冷剂换热，换热后的热媒介进入热媒介缓冲罐6进入循环。在本发明具体实施例中，热媒介可为丙烷，或丁烷，或丙烷与丁烷按一定比例混合后的混合物，由于其凝固点较低，经LNG气化器7后可以得到-30～20℃的低温，与冷剂换热后，能够实现冷剂温度在0到15℃范围内可调。
具体地说，闪蒸气经制冷压缩机压缩后，依次经空冷器1、水冷器2、冷剂罐3、深冷器4和闪蒸罐5，其中，深冷器4的冷量为LNG气化器释放的冷量，热媒介缓冲罐6和LNG气化器7通过热媒介循环泵8相连，热媒介循环泵8为热媒介循环提供动力，热媒介在LNG气化器7处取得冷量，获得-30～-20℃的热媒介，气化后的NG并入燃料气管网，低温的热媒介通过管道送至深冷器4，与闪蒸前冷剂换热，得到0至15℃的冷剂。在本发明中，该工况下的冷剂闪蒸后冷剂温度降至约-11℃，可进一步降低烷基化反应器的进料温度，提高产品质量；此外，闪蒸后液相冷剂量增加，装置加工量可提高5吨以上，产能增加明显。因此，本发明通过将LNG冷量用于硫酸烷基化工艺制冷系统具有能耗低，可大大提高装置产量及产品质量。
图4为本发明一种烷基化工艺制冷方法的步骤流程图。如图4所示，本发明一种烷基化工艺制冷方法，包括如下步骤：
步骤S1，压缩气体经空冷器、水冷器空冷冷凝冷却后送入冷剂罐。具体地，闪蒸罐气相经制冷压缩机抽取后压缩，经空冷器、水冷器空冷冷凝冷却后送入冷剂罐。
步骤S2，冷剂在冷剂罐的液位控制下送入深冷器，于深冷器采用热媒介循环利用LNG气化时的冷量冷却闪蒸前的冷剂。具体地，利用LNG气化器获得LNG进料，经气化后的NG并入燃料气管网，热媒介在LNG气化器处取得冷量，形成的低温热媒介通过管道送至该深冷器，与闪蒸前的冷剂换热，换热后的热媒介进入热媒介缓冲罐，热媒介缓冲罐和LNG气化器通过热媒介循环泵相连，以实现热媒介循环，热媒介循环泵则为热媒介循环提供动力。在本发明具体实施例中，热媒介可为丙烷，或丁烷，或丙烷与丁烷按一定比例混合后的混合物，由于其凝固点较低，经LNG气化器7后可以得到-30～-20℃的低温，与冷剂换热后，能够实现冷剂温度在0到15℃范围内可调。
步骤S3，经深冷器冷却后的冷剂送至闪蒸罐的冷剂侧，闪蒸后的冷剂经泵抽出升压后与烷基化反应器的进料混合，达到控制进料温度的目的。
可见，本发明利用LNG气化的冷量用于硫酸烷基化工艺制冷系统，冷剂温度在0到15℃范围内可控，一般地，闪蒸前冷剂温度越低，闪蒸出的气相量越少，闪蒸后的冷剂量也越大，温度越低，装置扩能潜力更大，得到的烷基化产品品质更高。
与现有的溴化锂制冷系统相比，本发明直接利用LNG气化的冷量，仅消耗热媒介循环时的少量电能，不消耗蒸汽及循环水，同时还解决了装置内LNG气化时冷量利用率偏低的问题，提高了能源的利用效率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (4)
1.一种烷基化工艺制冷系统，其特征在于：所述系统包括依次相连的空冷器、水冷器、冷剂罐、深冷器以及闪蒸罐，一热媒介缓冲罐的入料口连接所述深冷器，所述热媒介缓冲罐与一LNG气化器相连，所述LNG气化器获得LNG进料，产生的低温热媒介通过管道送至所述深冷器以与闪蒸前的冷剂换热；所述热媒介缓冲罐与所述LNG气化器通过热媒介循环泵相连，以为热媒介循环提供动力；
所述热媒介在所述LNG气化器处取得冷量，形成-30~20℃的低温热媒介；
所述低温热媒介于所述深冷器与闪蒸前冷剂换热，得到0至15℃的冷剂。
2.如权利要求1所述的一种烷基化工艺制冷系统，其特征在于：所述热媒介为丙烷，或丁烷，或丙烷与丁烷按比例混合后的混合物。
3.如权利要求1所述的一种烷基化工艺制冷系统，其特征在于：经所述LNG气化器气化后的天然气NG并入燃料气管网。
4.一种烷基化工艺制冷方法，包括如下步骤：
步骤S1，压缩气体经空冷器、水冷器空冷冷凝冷却后送入冷剂罐；
步骤S2，冷剂在冷剂罐的液位控制下送入深冷器，于深冷器采用热媒介循环利用LNG气化时的冷量冷却闪蒸前的冷剂；利用LNG气化器获得LNG进料，经气化后的天然气NG并入燃料气管网，热媒介在LNG气化器处取得冷量，形成的低温热媒介通过管道送至该深冷器，与闪蒸前的冷剂换热，换热后的热媒介进入热媒介缓冲罐，并进入LNG气化器，以实现热媒介循环；所述热媒介缓冲罐和LNG气化器通过热媒介循环泵相连，以为热媒介循环提供动力；所述热媒介为丙烷，或丁烷，或丙烷与丁烷按比例混合后的混合物；
所述热媒介在所述LNG气化器处取得冷量，形成-30~20℃的低温热媒介；
所述低温热媒介于所述深冷器与闪蒸前冷剂换热，得到0至15℃的冷剂；
步骤S3，经深冷器冷却后的冷剂送至闪蒸罐的冷剂侧，闪蒸后的冷剂经泵抽出升压后与烷基化反应器的进料混合。
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