CN115433052A - 一种热耦合方法 - Google Patents
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Abstract
一种热耦合方法属于重芳烃分离技术领域，尤其涉及一种热耦合方法。本发明提供一种蒸汽利用率高、能耗低的热耦合方法。本发明包括以下步骤：通过利用精制塔底再沸器换热后的蒸汽凝液进行耦合，使用该蒸汽凝液对精制塔进料进行热交换；重芳烃原料经过脱轻塔后的塔顶气相经过回流罐，一部分回流部分采出，塔顶侧线采出粗甲苯产品，塔底部分液相进入再沸器，汽液两相返回精制塔，塔底采出进入脱重塔，塔顶气相经过回流罐，部分回流，部分采出，塔底部分采出产品，部分液相进入再沸器，气液两相返回塔釜。
Description
技术领域
本发明属于重芳烃分离技术领域，尤其涉及一种热耦合方法。
背景技术
重芳烃分离装置中脱轻塔塔底物料温度为151℃，通过脱轻塔塔底泵进入精制塔，量为11.8t/h；精制塔塔底温度为214.4℃，精制塔塔顶温度为197.8℃。
精制塔底再沸器使用4.0MPa的中压蒸汽加热，蒸汽经过换热后变为凝液，凝液温度为220℃，凝液量为14t/h。蒸汽凝液在进入闪蒸罐闪蒸出1.0MPa的蒸汽和凝液，为厂区供热和为原料预热，经过原料预热后的凝液使用循环水冷却后回收。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种蒸汽利用率高、能耗低的热耦合方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括以下步骤：
通过利用精制塔底再沸器换热后的蒸汽凝液进行耦合，使用该蒸汽凝液对精制塔进料进行热交换；重芳烃原料经过脱轻塔后的塔顶气相经过回流罐，一部分回流部分采出，塔顶侧线采出粗甲苯产品，塔底部分液相进入再沸器，汽液两相返回精制塔，塔底采出进入脱重塔，塔顶气相经过回流罐，部分回流，部分采出，塔底部分采出产品，部分液相进入再沸器，气液两相返回塔釜。
作为一种优选方案，本发明所述蒸汽凝液为4.0Mpa、220℃、14t/h蒸汽凝液。
作为一种优选方案，本发明所述精制塔进料状态为151℃,11.8t/h。
作为一种优选方案，本发明所述脱轻塔下部进料，进料量为25000kg/hr，进料温度为40℃。
作为另一种优选方案，本发明所述精制塔操作压力为40kPa，塔底温度为114℃，塔顶压力为110kPa，塔顶温度为143℃。塔顶冷凝提供的热量大于塔底再沸蒸汽所需要的热量，开启辅助冷凝器使得通过再沸器的冷凝流股再一次冷凝达到顶液相回流要求。
作为一种优选方案，本发明所述脱轻塔顶温度为101.6℃，压力为110kPa，脱重塔塔顶温度为141.1℃，压力为110kPa。
作为一种优选方案，本发明换热器加热物料后进入脱轻塔，在精制塔内进行催化反应获得混合物；
混合物通过精制塔底泵后进入脱重塔，在脱重塔内进行脱重处理，一部分回到精制塔，另一部分进入至罐区；
油相在精制塔内通过热单元进行蒸汽加热分馏得到精制物料，精制物料通过精制塔底部出口流出，其他分离物通过精制塔顶部出口回到脱重塔进一步反应，水相在脱重塔内通过换热单元进行蒸汽加热分馏得到反应后脱重物料。
其次，本发明冷却器的制冷循环包括溶液循环和制冷剂循环。
另外，本发明精制塔提馏段降液管中间和精馏段相邻塔板间分别设置有隔板，提馏段中的隔板用于把下降的液体引流出来，精馏段中的隔板用于把上升的气体引流出来。
本发明有益效果。
本发明通过利用精制塔底再沸器换热后的4.0MPa蒸汽凝液（220℃）进行耦合，使用该蒸汽凝液（220℃,14t/h）对精制塔进料（151℃,11.8t/h）进行热交换，充分提高蒸汽的利用率，降低装置整体能耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
如图所示，本发明通过利用精制塔底再沸器换热后的蒸汽凝液进行耦合，使用该蒸汽凝液对精制塔进料进行热交换。
所述蒸汽凝液为4.0Mpa、220℃、14t/h蒸汽凝液。
所述精制塔进料状态为151℃,11.8t/h。
本发明采用脱轻塔、精制塔、脱重塔完成工艺流程。
重芳烃原料经过脱轻塔后的塔顶气相经过回流罐，一部分回流部分采出，塔顶侧线采出粗甲苯产品，塔底部分液相进入再沸器，汽液两相返回精制塔，塔底采出进入脱重塔，塔顶气相经过回流罐，部分回流，部分采出，塔底部分采出产品，部分液相进入再沸器，气液两相返回塔釜。
脱轻塔下部进料，进料量为25000kg/hr，进料温度为40℃。
精制塔操作压力为40kPa，塔底温度为114℃，塔顶压力为110kPa，塔顶温度为143℃。塔顶冷凝提供的热量大于塔底再沸蒸汽所需要的热量，开启辅助冷凝器使得通过再沸器的冷凝流股再一次冷凝达到顶液相回流要求。
脱轻塔顶温度为101.6℃，压力为110kPa，脱重塔塔顶温度为141.1℃，压力为110kPa。
换热器加热物料后进入脱轻塔，在精制塔内进行催化反应获得混合物；
混合物通过精制塔底泵后进入脱重塔，在脱重塔内进行脱重处理，一部分回到精制塔，另一部分进入至罐区；
油相在精制塔内通过热单元进行蒸汽加热分馏得到精制物料，精制物料通过精制塔底部出口流出，其他分离物通过精制塔顶部出口回到脱重塔进一步反应，水相在脱重塔内通过换热单元进行蒸汽加热分馏得到反应后脱重物料；
换热单元热源出口流出的加热蒸汽均流入换热单元热源入口，对后续流入的物料进行预热。
换热单元中利用塔顶部流出的气相热量对流入的部分原料进行加热，可以充分利用塔顶部流出的气相热量，减少热量浪费。换热单元均使用蒸汽对物料进行加热，加热后的蒸汽如果直接排出会造成大量热量浪费，同时也可能由于闪蒸等导致装置安全性降低，因此将装置中使用的蒸汽一并输入脱轻塔换热单元对后续进入的原料进行加热，减少热量浪费。
同时，为保证装置运行效率，使用催化剂催化反应进行，利用稀土元素提升催化剂的使用寿命和高温下催化活性，确保在热耦合反应装置中的物料可以高效反应。
冷却器的制冷循环包括溶液循环和制冷剂循环。
溶液循环：吸收器的进气口与过冷器的热端气体制冷剂出口相连接，吸收器的浓溶液出口通过管道与溶液泵的进口连接，溶液泵的出口与热交换器的冷端进口连接，热交换器的热端出口与进料口连接，顶端出口与压缩机进口连接，压缩机出口与精馏段底端进口连接，精馏段顶端出口与冷凝器进口连接，冷凝器出口一端与精馏段塔顶回流液进口连接，另一端与过冷器热端进口连接，精馏段底端出口通过阀与顶端进口连接，底端出口与再沸器进口连接，再沸器出口一端与底端上升气体进口连接，另一端与热交换器热端进口连接，完成吸收式制冷系统的溶液循环。
制冷剂循环：过冷器热端出口与吸收器气体制冷剂进气口连接，过冷器的冷端进口与蒸发器出口连接，蒸发器进口通过阀与过冷器的冷端出口连接，过冷器的热端入口与冷凝器出口连接，完成吸收式制冷系统的制冷剂循环。
精制塔提馏段降液管中间和精馏段相邻塔板间分别设置有隔板，提馏段中的隔板用于把下降的液体引流出来，精馏段中的隔板用于把上升的气体引流出来。
吸收器出口浓溶液经溶液泵升压后进入热交换器，在热交换器中被预热到一定温度，溶液热交换器热端出口浓溶液从提馏段上端进料口进入提馏段，在提馏段与上升气体进行热质交换，提馏段塔底水溶液进入再沸器，水溶液在再沸器中被热源加热后，气体部分重新进入提馏段，稀溶液进入热交换器被冷却到一定温度，热交换器冷端出口稀溶液经阀降压后进入吸收器，提馏段顶端出口气体被经压缩机升至一定压力，升压后的高温气体进入精馏段底部，上升过程中不断与回流液进行热质交换，使气体中氨的浓度上升，精馏段顶端气体进入冷凝器被冷却至液体状态，一部分液体作为回流液进入精馏段顶部，另一部 分液体进入过冷器，精制塔底部水溶液经阀降至一定压力后进入提馏段顶部，提馏段降液管和精馏段相邻塔板间设置有隔板，提馏段中下降的液体和精馏段中上升的气体分别从塔中引出，在热耦合换热结构处逆向流动进行换热，然后分别返回提馏段和精馏段沿流程方向继续流动。
过冷器冷端出口制冷剂液体经阀节流为气、液混合物，气、液混合物进入蒸发器后不断吸收热量至过热蒸汽，过热蒸汽被过冷器加热后进入吸收器被稀溶液吸收为浓溶液。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热耦合方法，其特征在于包括以下步骤：
通过利用精制塔底再沸器换热后的蒸汽凝液进行耦合，使用该蒸汽凝液对精制塔进料进行热交换；重芳烃原料经过脱轻塔后的塔顶气相经过回流罐，一部分回流部分采出，塔顶侧线采出粗甲苯产品，塔底部分液相进入再沸器，汽液两相返回精制塔，塔底采出进入脱重塔，塔顶气相经过回流罐，部分回流，部分采出，塔底部分采出产品，部分液相进入再沸器，气液两相返回塔釜。
2.根据权利要求1所述一种热耦合方法，其特征在于所述蒸汽凝液为4.0Mpa、220℃、14t/h蒸汽凝液。
3.根据权利要求1所述一种热耦合方法，其特征在于所述精制塔进料状态为151℃,11.8t/h。
4.根据权利要求1所述一种热耦合方法，其特征在于所述脱轻塔下部进料，进料量为25000kg/hr，进料温度为40℃。
5.根据权利要求1所述一种热耦合方法，其特征在于所述精制塔操作压力为40kPa，塔底温度为114℃，塔顶压力为110kPa，塔顶温度为143℃。
6.塔顶冷凝提供的热量大于塔底再沸蒸汽所需要的热量，开启辅助冷凝器使得通过再沸器的冷凝流股再一次冷凝达到顶液相回流要求。
7.根据权利要求1所述一种热耦合方法，其特征在于所述脱轻塔顶温度为101.6℃，压力为110kPa，脱重塔塔顶温度为141.1℃，压力为110kPa。
8.根据权利要求1所述一种热耦合方法，其特征在于换热器加热物料后进入脱轻塔，在精制塔内进行催化反应获得混合物；
混合物通过精制塔底泵后进入脱重塔，在脱重塔内进行脱重处理，一部分回到精制塔，另一部分进入至罐区；
油相在精制塔内通过热单元进行蒸汽加热分馏得到精制物料，精制物料通过精制塔底部出口流出，其他分离物通过精制塔顶部出口回到脱重塔进一步反应，水相在脱重塔内通过换热单元进行蒸汽加热分馏得到反应后脱重物料。
9.根据权利要求1所述一种热耦合方法，其特征在于冷却器的制冷循环包括溶液循环和制冷剂循环。
10.根据权利要求1所述一种热耦合方法，其特征在于精制塔提馏段降液管中间和精馏段相邻塔板间分别设置有隔板，提馏段中的隔板用于把下降的液体引流出来，精馏段中的隔板用于把上升的气体引流出来。
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