CN115854769A - 一种洗苯工艺半富油换热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种洗苯工艺半富油换热系统，包括半富油换热器、转换开关、中温贫油调节系统和低温水调节系统，半富油换热器设置在两级串联洗苯塔之间，通过转换开关控制中温贫油调节系统工作或低温水调节系统工作，以使半富油换热器加热半富油或冷却半富油。夏季炎热时使用少量低温水来冷却半富油，冬季寒冷时使用～40℃的中温贫油加热半富油，同时又减少了贫油深冷器的低温水用量，节能降耗。本发明可将洗油控制在25～28℃，以提高洗油对苯类物质的吸收效果，增加粗苯收率，具备良好的经济性，工艺简单，结构合理，操作灵活，便于维护，同时，该发明装置方便在原有系统基础上改造，且改动量小，易于推广和实现。

Description

一种洗苯工艺半富油换热系统

技术领域

本发明涉及焦炉煤气净化技术领域，特别是涉及一种洗苯工艺半富油换热系统。

背景技术

焦炉煤气净化过程中，终冷洗苯工艺主要负责对煤气中苯族烃的吸收，属于物理吸收过程。研究表明，影响洗苯效果和粗苯收率有以下重要因素：

1)洗油质量；

2)洗油循环量；

3)吸收温度(煤气及洗油温度)；

4)洗苯塔构造及填料。

煤气首先经过终冷塔或终冷器冷却至～25℃，终冷设备低温水管道上设置调节阀，通过该温度与低温水流量串级调节，相对稳定。终冷后的煤气进入洗苯塔脱苯，洗油循环量和洗苯塔构造填料由设计决定，均经过严格计算，通常能满足生产需要。因此，在生产过程中，洗油温度成为影响洗苯效果和苯收率最大的因素。相关资料及生产经验表明，洗油平均温度在25～28℃时，洗油对苯族烃的吸收效果最好。

春、秋季温度适宜时，煤气、洗油经过洗苯塔，温度基本保持不变，各项指标运行平稳。夏、冬季时，由于太阳辐射或环境温度过低，洗苯塔及管道相当于巨型的“换热设备”，造成洗苯温度改变，降低洗苯效率。特别是对于不锈钢波纹板填料的洗苯塔，由于金属传热系数更高，温度改变的幅度更大。对于两级串联洗苯塔，洗油经过2#洗苯塔，就已经造成较大的温度变化，洗油再进入1#洗苯塔，将严重影响洗苯效果。

发明内容

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种洗苯工艺半富油换热系统，在两级串联洗苯塔之间增加半富油换热器，利用低温水或贫油冷却器出口的～40℃的中温贫油给半富油降温或升温，可提高系统的洗苯效果，同时提高粗苯收率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种洗苯工艺半富油换热系统，包括中温贫油换热前管道、回流管、转换开关、温度表、中温贫油换热后管道、低温水上水管道、低温水回水管道、半富油换热器、中温贫油调节系统和低温水调节系统，其特征在于，所述半富油换热器设置在两级串联的1#洗苯塔和2#洗苯塔之间；所述中温贫油调节系统由贫油阀门、贫油调节阀和贫油流量计组成，其中贫油阀门、贫油调节阀和贫油流量计依次连接并设置在中温贫油换热前管道上，中温贫油换热前管道一端与半富油换热器的管程入口连接、另一端连接在贫油冷却器和贫油深冷器之间的管道上，回流管一端连接在贫油调节阀前的中温贫油换热前管道上、另一端连接在贫油深冷器前的管道上；所述低温水调节系统由低温水阀门、低温水调节阀和低温水流量计组成，其中低温水阀门、低温水调节阀和低温水流量计依次连接并设置在半富油换热器管程入口的低温水上水管道；所述低温回水管道与半富油换热器管程出口连接；所述中温贫油换热后管道的一端连接半富油换热器的管程出口、另一端接入贫油深冷器前管道上；所述半富油换热器壳程的入口和出口与1#洗苯塔和2#洗苯塔之间的半富油管道连接；所述温度表设置在半富油换热器出口端的半富油管道上。

所述贫油阀门、贫油调节阀、贫油流量计、低温水阀门、低温水调节阀、低温水流量计、温度表与转换开关连锁控制。

所述转换开关控制中温贫油调节系统工作或低温水调节系统工作，以使半富油换热器加热半富油或冷却半富油。

所述贫油深冷器与贫油冷却器之间设有中温贫油交通管阀门。

所述半富油换热器在夏季冷却半富油的适宜温度为～25℃，在冬季加热半富油的适宜温度为～28℃。

所述半富油换热器优先选用螺旋板式换热器，螺旋板式换热器低成本，传热效率高。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)在两级串联洗苯塔之间增加半富油换热器，利用低温水或贫油冷却器出口的～40℃的中温贫油给半富油降温或升温；

2)本发明可将洗油控制在25～28℃，以提高洗油对苯类物质的吸收效果，增加粗苯收率，具备良好的经济性；

3)无论使用中温贫油加热半富油还是低温水冷却半富油，均使用同一个换热器，通过阀门和仪表切换实现两用功能；

4)工艺简单，结构合理，操作灵活，便于维护；

5)该发明装置方便在原有系统基础上改造，且改动量小，易于实现，适于推广。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图中：1-中温贫油换热前管道 2-中温贫油交通管阀门 3-贫油阀门4-贫油调节阀5-贫油流量计 6-回流管 7-转换开关 8-温度表 9-中温贫油换热后管道 10-低温水上水管道 11-低温水阀门 12-低温水调节阀 13-低温水流量计 14-低温水回水管道 15-半富油换热器 16-贫油深冷器 17-贫油冷却器18-1#洗苯塔19-2#洗苯塔20-半富油管管道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1所示，本发明涉及的一种洗苯工艺半富油换热系统，包括中温贫油换热前管道1、回流管6、转换开关7、温度表8、中温贫油换热后管道9、低温水上水管道10、低温水回水管道14、半富油换热器15、中温贫油调节系统和低温水调节系统，所述半富油换热器15设置在两级串联的1#洗苯塔18和2#洗苯塔19之间；所述中温贫油调节系统由贫油阀门3、贫油调节阀4和贫油流量计5组成，其中贫油阀门3、贫油调节阀4和贫油流量计5依次连接并设置在中温贫油换热前管道1上，中温贫油换热前管道1一端与半富油换热器15的管程入口连接、另一端连接在贫油冷却器16和贫油深冷器17之间的管道上，回流管6一端连接在贫油调节阀4前的中温贫油换热前管道1上、另一端连接在贫油深冷器17前的管道上，以将多余的中温贫油送回贫油深冷器17前继续冷却；所述低温水调节系统由低温水阀门11、低温水调节阀12和低温水流量计13组成，其中低温水阀门11、低温水调节阀12和低温水流量计13依次连接并设置在半富油换热器15的管程入口的低温水上水管道10上；所述低温回水管道14与半富油换热器15的管程出口连接；所述中温贫油换热后管道9一端连接半富油换热器15的管程出口、另一端接入贫油深冷器17前管道上；所述半富油换热器15壳程的入口和出口与1#洗苯塔18和2#洗苯塔19之间的半富油管道20连接；所述温度表8设置在半富油换热器15出口端的半富油管道20上。

所述贫油阀门3、贫油调节阀4、贫油流量计5、低温水阀门11、低温水调节阀12、低温水流量计13、温度表8与转换开关7连锁控制。

所述转换开关7控制中温贫油调节系统工作或低温水调节系统工作(冬季和夏季时，在二者之间切换)，以使半富油换热器15冬季时加热半富油或夏季时冷却半富油。

所述贫油深冷器17与贫油冷却器16之间设有中温贫油交通管阀门2。

所述半富油换热器15在夏季冷却半富油的适宜温度为～25℃，在冬季加热半富油的适宜温度为～28℃。

所述半富油换热器15优先选用螺旋板式换热器，螺旋板式换热器低成本，传热效率高。

【实施例】某厂洗油循环量：110m²/h，洗苯塔采用不锈钢波纹板填料。

冬季室外极端温度-28.8℃，此时入2#洗苯塔19贫油温度～27℃，经过2#洗苯塔19后，贫油温度降低至～21℃，影响1#洗苯塔18的洗苯效果。同时带来一系列问题，如温度降低后造成煤气中水分冷凝，富油中水含量增加，影响粗苯蒸馏的稳定运行，同时会带来富油管道震动，带来一定安全隐患。如提高入2#洗苯塔19贫油温度，1#洗苯塔18洗苯效果相应提高，但降低了2#洗苯塔19洗苯效果；因此串联后总体脱苯效果较差。

夏季室外极端温度-37.2℃，此时入2#洗苯塔19贫油温度～27℃，经过2#洗苯塔19后，贫油温度升高至～33℃，影响1#洗苯塔18的洗苯效果。如降低入2#洗苯塔19贫油温度，1#洗苯塔18洗苯效果相应提高，但降低了2#洗苯塔19洗苯效果。

同理，降温后也会造成富油中水含量增加，进而影响粗苯蒸馏的稳定运行，因此串联后总体脱苯效果同样较差。

针对上述情况，欲选择合适的螺旋板换热器，计算过程如下：

A.冬季时：由于半富油换热后，还需要经过1#洗苯塔，会继续降温，因此宜取上限，换热至～28℃较为合适。

中温贫油40℃→33℃

半富油28℃←21℃

计算温差：△Tm＝12℃

半富油比热～1.8kJ/kgK，中温贫油和半富油比热近似相等，按中温贫油全部用来加热计算，即用量q＝110m²/h

油-油换热，传热系数K取250kcal/m2.℃.h

总传热量：Q＝Cp(T2-T1)q＝363825kcal/h

根据Q＝KA△Tm，计算换热器面积：A＝122m²

B.夏季时：由于半富油换热后，还需要经过1#洗苯塔，会继续升温，因此宜取下限，换热至～25℃较为合适。

低温水16℃→20℃

半富油25℃←33℃

计算温差：△Tm＝10.88℃

半富油比热～1.8kJ/kgK，低温水比热～1kJ/kgK，计算低温水用量104m²/h

总传热量：Q＝Cp(T2-T1)q＝415800kcal/h

水-油换热，传热系数取350kcal/m2.℃.h

计算换热器面积：119m²

针对上述实例，在极端苛刻条件下计算，由于传热面积差别不大，流体流量及流速也基本一致，再考虑到一定富裕能力，可选一台F＝130m²的螺旋板式换热器作为共用的半富油冷却器15。

工作时：

夏季炎热，热幅度强度大，洗苯效果下降时，打开半富油换热器15入口低温水阀门(11)和低温水回水管道(14)上的阀门，半富油换热器(15)通过低温水上水管道(10)接入低温水冷却，将转换开关(7)接入低温水调节系统，根据半富油出口温度，即温度表(8)，半富油换热器15入口低温水调节阀(12)与半富油换热器入口低温水流量计(13)进行串级调节。停用时，应关闭以上所有阀门并彻底放空和吹扫。

冬季环境寒冷，环境温度低，洗苯效果下降时，打开半富油换热器15入口贫油阀门(3)、中温贫油换热后管道(9)和回流管(6)上的阀门，关闭中温贫油交通管阀门(2)，半富油换热器(15)通过中温贫油换热前管道(1)接入～40℃的中温贫油加热，将转换开关(7)接入中温贫油调节系统，根据半富油出口温度，即温度表(8)，半富油换热器15入口贫油调节阀(4)与半富油换热器15入口贫油流量计(5)进行串级调节。多余的中温贫油可通过回流管(6)返回到贫油冷却器16后贫油管道，在贫油深冷器17内继续冷却。贫油深冷器17低温水管道上设置调节阀，通过入2#洗苯塔贫油温度与低温水流量串级调节，因此，入2#洗苯塔贫油温度相对稳定。停用时，除打开关闭中温贫油交通管阀门(2)外，应关闭以上所有阀门并彻底放空和吹扫。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种洗苯工艺半富油换热系统，包括中温贫油换热前管道、回流管、转换开关、温度表、中温贫油换热后管道、低温水上水管道、低温水回水管道、半富油换热器、中温贫油调节系统和低温水调节系统，其特征在于，所述半富油换热器设置在两级串联的1#洗苯塔和2#洗苯塔之间；所述中温贫油调节系统由贫油阀门、贫油调节阀和贫油流量计组成，其中贫油阀门、贫油调节阀和贫油流量计依次连接并设置在中温贫油换热前管道上，中温贫油换热前管道一端与半富油换热器的管程入口连接、另一端连接在贫油冷却器和贫油深冷器之间的管道上，回流管一端连接在贫油调节阀前的中温贫油换热前管道上、另一端连接在贫油深冷器前的管道上；所述低温水调节系统由低温水阀门、低温水调节阀和低温水流量计组成，其中低温水阀门、低温水调节阀和低温水流量计依次连接并设置在半富油换热器管程入口的低温水上水管道；所述低温回水管道与半富油换热器管程出口连接；所述中温贫油换热后管道的一端连接半富油换热器的管程出口、另一端接入贫油深冷器前管道上；所述半富油换热器壳程的入口和出口与1#洗苯塔和2#洗苯塔之间的半富油管道连接；所述温度表设置在半富油换热器出口端的半富油管道上。

2.根据权利要求1所述的一种洗苯工艺半富油换热系统，其特征在于，所述贫油阀门、贫油调节阀、贫油流量计、低温水阀门、低温水调节阀、低温水流量计、温度表与转换开关连锁控制。

3.根据权利要求1所述的一种洗苯工艺半富油换热系统，其特征在于，所述转换开关控制中温贫油调节系统工作或低温水调节系统工作，以使半富油换热器加热半富油或冷却半富油。

4.根据权利要求1所述的一种洗苯工艺半富油换热系统，其特征在于，所述贫油深冷器与贫油冷却器之间设有中温贫油交通管阀门。

5.根据权利要求1所述的一种洗苯工艺半富油换热系统，其特征在于，所述半富油换热器在夏季冷却半富油的适宜温度为～25℃，在冬季加热半富油的适宜温度为～28℃。

6.根据权利要求1所述的一种洗苯工艺半富油换热系统，其特征在于，所述半富油换热器优先选用螺旋板式换热器。

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