CN114484397B - 一种芳烃联合装置低温热利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种芳烃联合装置低温热利用的方法，包括如下步骤：塔体的塔顶油气通过第一连接管进入空冷器，再通过第二连接管进入回流罐；回流罐中的液体经第一回流管进入回流泵增压，再通过第二回流管返回至塔体的顶部；塔体的塔顶油气通过第一输送管进入缠绕管式换热器换热，再通过第二输送管进入水分在线分析仪，最后通过第三输送管进入回流罐；本发明利用蒸气压缩的方式将0.1MPag‑0.4MPag低品位蒸汽升压至1.0MPag‑2.2MPag高品位蒸汽，提高了蒸汽的能级，减少了3.5MPag蒸汽减温减压的流量；二类吸收式热泵技术回收低温热水热量，产生低压蒸汽，并入蒸汽管网或直接供用户使用，从而减少从1.0MPag蒸汽减温减压到低压蒸汽的流量，同时减少空冷电耗或循环水消耗、降低装置能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种芳烃联合装置，具体是一种芳烃联合装置低温热利用的方法。
背景技术
芳烃联合装置以催化重整装置脱戊烷塔底油为原料，生产对二甲苯，同时副产苯、邻二甲苯、混合二甲苯、轻烃组分、燃料气、重芳烃。联合装置包括二甲苯分馏、苯/甲苯分离及歧化烷基转移、吸附分离、二甲苯异构化、芳烃抽提和公用工程等六个部分。
芳烃联合装置塔顶工艺介质采用空冷器冷却，冷却负荷较大，且大部分热量没有进行有效回收利用。
芳烃联合装置内120℃以上物流，其总冷却负荷达到217.2MW，得到表中物流的平均流量为298.75t/h，进冷却器的平均温度为161.1℃，说明均有良好的温位回收条件。
目前大量应用于工业的主要余热回收技术有以下几种：
(1)低温余热发电
由余热锅炉换热器、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成。余热流在换热器中放热给有机工质，工质由于吸热而成蒸汽。这种蒸汽通过透平膨胀作功,从而带动发电机发电或拖动其它转动机械。从透平排出的蒸汽在冷凝器中向冷却水放出热量而凝结成液体，从而借助工质泵重新送回换热器，如此不断循环就能发电或产生动力。由于系统技术简单、无湿蒸汽区等特点，特别适用于低温和中、小容量的能量回收。但该技术总热电效率只有8％左右，热能回收率低，且机组投资成本高。
(2)低温余热制冷
余热制冷是一种以工业余(废)热为热源制取7℃以上冷冻水，用于空调或工业冷却，是一种能大幅度提高企业能源利用率，达到节能、节水、减少温室气体排放、减少热排放目的的高新技术。余热制冷系统耗电只占制冷机输出功率的2-3％，比电制冷节电70-80％，可节约大量一次能源。大幅度提高一次能源的利用率，提高幅度约10％。减少煤、石油的使用，可减少CO2、NOX等有害气体及温室气体的排放，改善环境条件。
制冷机以溴化锂-水为工质、无毒无臭、运行安全可靠、不污染环境。低温余热制冷可广泛应用于石化企业、回收65℃以上热能并得到有效利用的高新技术。但受制于全厂工艺装置设置的限制，冷冻水的消耗总量有限。
(3)循环水/空冷器冷却
低温热能采用循环水/空冷器冷却是炼化企业普遍采用的方法。用循环水/空冷器将低温位的工艺介质冷却到工艺需要的温度。该方法不仅消耗大量的循环水或电能，而且造成低温热能的巨大浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芳烃联合装置低温热利用的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种芳烃联合装置低温热利用的方法，包括如下步骤：
步骤一、塔体的塔顶油气通过第一连接管进入空冷器，再通过第二连接管进入回流罐；
步骤二、回流罐中的液体经第一回流管进入回流泵增压，再通过第二回流管返回至塔体的顶部；
步骤三、塔体的塔顶油气通过第一输送管进入缠绕管式换热器换热，再通过第二输送管进入水分在线分析仪，最后通过第三输送管进入回流罐；
步骤四、50℃-95℃的低温热水通过热水入口管进入缠绕管式换热器取热后产生90℃-138℃低温热水，再通过第一热水管进入热水罐，最后通过第二热水管进入热水循环泵增压；
步骤五、增压后，一部分热水通过第一分流管接入全厂热水总管；另一部分热水通过第二分流管进入二类热泵机组，换热后经循环管循环至缠绕管式换热器取热；
步骤六、循环水经循环水入口管进入二类热泵机组，取热后经循环水出口管排出；
除氧水经除氧水入口管进入二类热泵机组，取热后产生0.1MPag-0.4MPag蒸汽；
步骤七、一部分0.1MPag-0.4MPag蒸汽经第一蒸汽管直接送至蒸汽用户；另一部分0.1MPag-0.4MPag蒸汽通过第二蒸汽管进入蒸汽压缩机，增压至1.0MPag-2.2MPag蒸汽；
除氧水补水管接入蒸汽压缩机的出口管线，通过调节除氧水补水量调节1.0MPag-2.2MPag蒸汽出口的温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用上述方法后，考虑芳烃联合装置的安全性，防止换热器泄漏水进入油气系统，同时保证换热效率，选用缠绕管式换热器产生90℃-138℃的低温热水，同时在换热器后油气管线增加水分在线分析仪，若油气中水含量超标，及时切换操作。利用二类吸收式热泵回收90℃-138℃低温热水的热量，产生0.1MPag-0.4MPag蒸汽，同时考虑全厂蒸汽平衡，通过蒸气压缩的方式(多级离心压缩机、螺杆压缩机)，增压至1.0MPag-2.2MPag蒸汽，提高蒸汽的品位，同时减少3.5MPa蒸汽减温减压量；满足不同用户的压力需求，并入蒸汽管网或直接供用户使用，低温热水能量回收效率最高可达50％，同等减少相应的公用工程消耗(电、循环水等)。
本发明利用蒸气压缩的方式将0.1MPag-0.4MPag低品位蒸汽升压至1.0MPag-2.2MPag高品位蒸汽，提高了蒸汽的能级，减少了3.5MPag蒸汽减温减压的流量；二类吸收式热泵技术回收低温热水热量，产生低压蒸汽，并入蒸汽管网或直接供用户使用，从而减少从1.0MPag蒸汽减温减压到低压蒸汽的流量，同时减少空冷电耗或循环水消耗、降低装置能耗。该技术可广泛使用于化工、炼油、电厂等行业。
本发明能够最大限度、高效回收芳烃联合装置低温热能量，发生低压蒸汽，降低装置及全厂能耗；同时“二类吸收式热泵”作为系统核心设备之一，充分回收低温热水热量；另外蒸气压缩机作为系统核心设备之一，提高蒸汽品位，调节全厂蒸汽平衡；并且项目满足节能减排及安全要求；不对芳烃联合装置工艺过程和生产造成影响，能够自动控制运行，低维护成本。
附图说明
图1为一种芳烃联合装置低温热利用的方法的结构示意图。
图中：1、塔体；2、空冷器；3、回流罐；4、回流泵；5、缠绕管式换热器；6、水分在线分析仪；7、热水罐；8、热水循环泵；9、二类热泵机组；10、蒸汽压缩机；11、第一连接管；12、第二连接管；13、第一回流管；14、第二回流管；15、第一输送管；16、第二输送管；17、第三输送管；18、热水入口管；19、第一热水管；20、第二热水管；21、第二分流管；22、第一分流管；23、循环管；24、除氧水入口管；25、第二蒸汽管；26、循环水入口管；27、循环水出口管；28、第一蒸汽管；29、蒸汽用户；
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种芳烃联合装置低温热利用的方法，包括如下步骤：
步骤一、塔体1的塔顶油气通过第一连接管11进入空冷器2，再通过第二连接管12进入回流罐3；
步骤二、回流罐3中的液体经第一回流管13进入回流泵4增压，再通过第二回流管14返回至塔体1的顶部；
步骤三、塔体1的塔顶油气通过第一输送管15进入缠绕管式换热器5换热，再通过第二输送管16进入水分在线分析仪6，最后通过第三输送管17进入回流罐3；
步骤四、50℃-95℃的低温热水通过热水入口管18进入缠绕管式换热器5取热后产生90℃-138℃低温热水，再通过第一热水管19进入热水罐7，最后通过第二热水管20进入热水循环泵8增压；
步骤五、增压后，一部分热水通过第一分流管22接入全厂热水总管；另一部分热水通过第二分流管21进入二类热泵机组9，换热后经循环管23循环至缠绕管式换热器5取热；
步骤六、循环水经循环水入口管26进入二类热泵机组9，取热后经循环水出口管27排出；
除氧水经除氧水入口管24进入二类热泵机组9，取热后产生0.1MPag-0.4MPag蒸汽；
步骤七、一部分0.1MPag-0.4MPag蒸汽经第一蒸汽管28直接送至蒸汽用户29；另一部分0.1MPag-0.4MPag蒸汽通过第二蒸汽管25进入蒸汽压缩机10，增压至1.0MPag-2.2MPag蒸汽；
除氧水补水管30接入蒸汽压缩机10的出口管线，通过调节除氧水补水量调节1.0MPag-2.2MPag蒸汽出口31的温度。
在本实施例中，塔体的塔顶气新增换热器产生90℃-138℃的低温热水，并入全厂热水管网，或者利用二类吸收式热泵技术回收90℃-138℃低温热水的热量，产生0.1MPag-0.4MPag低压蒸汽，同时利用蒸气压缩的方式将0.1MPag-0.4MPag低品位蒸汽升压至1.0MPag-2.2MPag高品位蒸汽，提高了蒸汽的能级，减少了3.5MPag蒸汽减温减压的流量；统筹考虑全厂蒸汽平衡，满足不同用户的压力需求，并入蒸汽管网或直接供用户使用，低温热水能量回收效率最高可达50％，同等减少相应的公用工程消耗(电、循环水等)。
本发明的工作原理是：塔体1(重整油塔、邻二甲苯塔、甲苯塔、重芳烃塔、抽出液塔、抽余液塔、成品塔、脱庚烷塔)的塔顶油气经空冷器2冷却收集到回流罐3，回流罐3的液体经回流泵4增压后，返回塔顶。塔体1(重整油塔、邻二甲苯塔、甲苯塔、重芳烃塔、抽出液塔、抽余液塔、成品塔、脱庚烷塔)的塔顶油气分出一路至缠绕管式换热器5进行换热，换热后经过水分在线分析仪6，最后进入回流罐3。
50℃-95℃热水经热水入口管18进入缠绕管式换热器5取热产生90℃-138℃的低温热水，再进入热水罐7经热水循环泵8增压。
低温热水分成两部分，一部分热水并入全厂热水总管，另一部分热水经二类热泵机组9来产生压力范围0.1MPag-0.4MPag蒸汽，同时考虑平衡全厂蒸汽，0.1MPag-0.4MPag蒸汽经蒸汽压缩机10增压至1.0MPag-2.2MPag蒸汽，替代部分3.5MPag蒸汽经减温减压至1.0MPag-2.2MPag蒸汽的流量，满足不同用户的压力需求。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (1)
1.一种芳烃联合装置低温热利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、塔体(1)的塔顶油气通过第一连接管(11)进入空冷器(2)，再通过第二连接管(12)进入回流罐(3)；
步骤二、回流罐(3)中的液体经第一回流管(13)进入回流泵(4)增压，再通过第二回流管(14)返回至塔体(1)的顶部；
步骤三、塔体(1)的塔顶油气通过第一输送管(15)进入缠绕管式换热器(5)换热，再通过第二输送管(16)进入水分在线分析仪(6)，最后通过第三输送管(17)进入回流罐(3)；
步骤四、50℃-95℃的低温热水通过热水入口管(18)进入缠绕管式换热器(5)取热后产生90℃-138℃低温热水，再通过第一热水管(19)进入热水罐(7)，最后通过第二热水管(20)进入热水循环泵(8)增压；
步骤五、增压后，一部分热水通过第一分流管(22)接入全厂热水总管；另一部分热水通过第二分流管(21)进入二类热泵机组(9)，换热后经循环管(23)循环至缠绕管式换热器(5)取热；
步骤六、循环水经循环水入口管(26)进入二类热泵机组(9)，取热后经循环水出口管(27)排出；
除氧水经除氧水入口管(24)进入二类热泵机组(9)，取热后产生0.1MPag-0.4MPag蒸汽；
步骤七、一部分0.1MPag-0.4MPag蒸汽经第一蒸汽管(28)直接送至蒸汽用户(29)；另一部分0.1MPag-0.4MPag蒸汽通过第二蒸汽管(25)进入蒸汽压缩机(10)，增压至1.0MPag-2.2MPag蒸汽；
除氧水补水管(30)接入蒸汽压缩机(10)的出口管线，通过调节除氧水补水量调节1.0MPag-2.2MPag蒸汽出口(31)的温度。
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