CN219646737U - 精馏塔塔顶物流的热量回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种精馏塔塔顶物流的热量回收系统，包括精馏塔、蒸汽发生器、锅炉给水换热器、塔顶回流罐、塔顶回流泵，精馏塔塔顶的气相出口和蒸汽发生器的物流进入口相连通，蒸汽发生器的物流出口和锅炉给水换热器的物流进入口相连通，锅炉给水换热器的物流出口和塔顶回流罐的物流进入口相连通，塔顶回流罐的物流出口和塔顶回流泵相连通后将塔顶回流罐内的物流输入至精馏塔塔顶的物流进入口；锅炉给水换热器的热媒出口和蒸汽发生器的热媒进入口相连通。通过蒸汽发生器首次将精馏塔塔顶物流所富余的热量初步回收，以及再次通过锅炉给水换热器将精馏塔塔顶物流所富余的热量再次回收并传输至蒸汽发生器产生蒸汽达到热量回收的目的。

Description

精馏塔塔顶物流的热量回收系统

技术领域

本实用新型涉及化工生产中热量回收技术领域，具体涉及一种精馏塔塔顶物流的热量回收系统。

背景技术

在化工生产过程中，一些精馏塔塔顶的物流直接进入空冷器进行冷却，通过空冷器冷却后进入回流罐，此部分的热量没有进行回收，造成了装置能耗较高，导致工艺过程的能量消耗较大。

芳烃联合装置甲苯塔由塔底重沸器供热，甲苯塔顶设有空冷、水冷对气相进行冷却，甲苯塔内通过精馏过程实现甲苯与碳八及以上重组份分离，甲苯塔顶出甲苯，甲苯塔底出碳八以上重组分。

现有芳烃分馏工艺中，如图1所示，甲苯塔顶气相设计操作温度为177℃，其中一股塔顶气直接进入空冷器冷却至163℃，冷却负荷20.5MW，甲苯塔顶气经过空冷器冷却后返回至甲苯塔回流罐。同时，甲苯塔顶与甲苯塔回流罐之间设置回流泵回流到塔内。

为满足甲苯塔顶、底组分实际的分离效果达到预设的分离效果，甲苯塔在加压工况下需要达到一定的回流比以利于产品质量达标。根据原始设计工况条件，在甲苯塔顶气相量在满足苯塔供热前提下，仍富余部分177℃的高温位气体，此部分气体通过甲苯塔顶配套空冷直接进行冷却。在原甲苯塔顶气体进空冷工艺环节中，不仅增大了甲苯塔塔顶空冷电耗，而且将大部分高温位热量直接损失，不利于装置降本增效。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种精馏塔塔顶物流的热量回收系统，以解决现有技术中因塔顶物流直接经过空冷器冷却存在增大了甲苯塔塔顶空冷电耗和造成部分高温热量无法回收利用的问题。

一种精馏塔塔顶物流的热量回收系统，包括精馏塔、蒸汽发生器、锅炉给水换热器、塔顶回流罐、塔顶回流泵，精馏塔塔顶的气相出口和蒸汽发生器的物流进入口通过第一管路相互连通，蒸汽发生器的物流出口和锅炉给水换热器的物流进入口通过第二管路相互连通，锅炉给水换热器的物流出口和塔顶回流罐的物流进入口通过第三管路相互连通，塔顶回流罐的物流出口和塔顶回流泵经过第四管路相互连通后将塔顶回流罐内的物流输入至精馏塔塔顶的物流进入口；锅炉给水换热器的热媒出口和蒸汽发生器的热媒进入口通过第五管路相互连通。

优选的，精馏塔塔顶物流的热量回收系统还包括空冷器，空冷器的物流进入口通过第六管路和第一管路相互连通，第六管路上安装第一常关截止阀，空冷器的物流出口通过第七管路和第三管路相互连通，第七管路上安装第二常关截止阀。

优选的，第一管路上设置第一常开截止阀，第一常开截止阀靠近蒸汽发生器的物流进入口，第二管路上设置第二常开截止阀，第二常开截止阀靠近蒸汽发生器的物流出口。

优选的，蒸汽发生器的壳体上安装液位变送器，液位变送器用于检测蒸汽发生器内实际液位高度信号，液位变送器和液位控制器电性连接以实现液位变送器所检测的实际液位高度信号传输给液位控制器，锅炉给水换热器的冷媒进入管上安装第一调节阀，第一调节阀和液位控制器电性连接，液位控制器接收液位变送器所传送的实际液位高度信号并与蒸汽发生器内预设液位高度信号进行对比后调节第一调节阀的开度，第一调节阀接收液位控制器所传送的信号进行开度调节以实现控制进入锅炉给水换热器的进水量。

优选的，蒸汽发生器的壳体上安装压力变送器，压力变送器用于检测蒸汽发生器内实际压力数值信号，压力变送器和压力控制器电性连接以实现压力变送器所检测的蒸汽发生器内实际压力数值信号传输给压力控制器，蒸汽发生器的蒸汽出口端设置第二调节阀，第二调节阀和压力控制器电性连接，压力控制器接收压力变送器所传送的蒸汽发生器内实际压力数值信号并与蒸汽发生器内预设压力数值信号进行对比后调节第二调节阀的开度，第二调节阀接收压力控制器所传送的信号进行开度调节以实现控制蒸汽发生器内的蒸汽压力在预设的压力数值范围内。

优选的，锅炉给水换热器的进水端和出水端连通设置水流量调节支路，水流量调节支路上设置第三调节阀以控制该支路的水流量，第三管路上安装温度变送器以实时检测自锅炉给水换热器进入回流罐的物流温度，温度变送器和温度控制器电性连接使得温度变送器实时检测进入回流罐的物流温度信号传输至温度控制器，温度控制器和第三调节阀电性连接并控制第三调节阀的开度以达到控制水流量调节支路的实时水流通量。

优选的，蒸汽发生器的蒸汽出口端和生产厂区的相同规格的蒸汽管网相连通，该相同规格指蒸汽发生器的蒸汽出口端的蒸汽温度、蒸汽压力和蒸汽管网的蒸汽温度、蒸汽压力均相同。

优选的，精馏塔为甲苯塔、或脱乙烷塔、或脱丙烷塔。

上述精馏塔塔顶物流的热量回收系统中，通过蒸汽发生器首次将精馏塔塔顶物流所富余的热量初步回收，以及再次通过锅炉给水换热器将精馏塔塔顶物流所富余的热量再次回收并传输至蒸汽发生器使蒸汽发生器产生蒸汽达到热量回收的目的。

附图说明

图1是现有技术的结构框图。

图2是本实用新型的结构框图。

图3是本实用新型中精馏塔具体为甲苯塔的结构框图。

图中：精馏塔10、蒸汽发生器20、液位变送器21、液位控制器22、压力变送器23、压力控制器24、第二调节阀25、锅炉给水换热器30、进水管31、第一调节阀32、水流量调节支路33、第三调节阀331、温度变送器332、温度控制器333、塔顶回流罐40、塔顶回流泵50、空冷器60、第一管路101、第一常开截止阀1011、第二管路102、第二常开截止阀1021、第三管路103、第四管路104、第五管路105、第六管路106、第一常关截止阀1061、第七管路107、第二常关截止阀1071。

具体实施方式

以下结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

请参阅图2和图3，本实施例中精馏塔为甲苯塔进一步详细陈述，在其他实施例中，精馏塔为脱乙烷塔、或者为脱丙烷塔。精馏塔塔顶物流的热量回收系统包括精馏塔10、蒸汽发生器20、锅炉给水换热器30、塔顶回流罐40、塔顶回流泵50，精馏塔10塔顶的气相出口和蒸汽发生器20的物流进入口通过第一管路101相互连通，蒸汽发生器20的物流出口和锅炉给水换热器30的物流进入口通过第二管路102相互连通，锅炉给水换热器30的物流出口和塔顶回流罐40的物流进入口通过第三管路103相互连通，塔顶回流罐40的物流出口和塔顶回流泵50经过第四管路104相互连通后将塔顶回流罐40内的物流输入至精馏塔10塔顶的物流进入口；锅炉给水换热器30的热媒出口和蒸汽发生器20的热媒进入口通过第五管路105相互连通。通过蒸汽发生器20首次将精馏塔10塔顶物流所富余的热量回收、以及再次通过锅炉给水换热器30将精馏塔10塔顶物流所富余的热量回收并传输至蒸汽发生器20使蒸汽发生器20产生蒸汽达到塔顶物流的热量回收的目的。

进一步的，精馏塔塔顶物流的热量回收系统还包括空冷器60，空冷器60的物流进入口通过第六管路106和第一管路101相互连通，第六管路106上安装第一常关截止阀1061，空冷器60的物流出口通过第七管路107和第三管路103相互连通，第七管路107上安装第二常关截止阀1071。当蒸汽发生器20和锅炉给水换热器30正常工作状态下，第一常关截止阀1061和第二常关截止阀1071处于关闭状态，使得空冷器60处于非工作状态；当蒸汽发生器20和锅炉给水换热器30其中一个处于维修工作状态下，开启第一常关截止阀1061和第二常关截止阀1071，并启动空冷器60工作，保证精馏塔10的正常生产。

进一步的，第一管路101上设置第一常开截止阀1011，第一常开截止阀1011靠近蒸汽发生器20的物流进入口，第二管路102上设置第二常开截止阀1021，第二常开截止阀1021靠近蒸汽发生器20的物流出口。蒸汽发生器20正常工作状态下，第一常开截止阀1011和第二常开截止阀1021常处于打开状态，以保证自精馏塔10塔顶的高温物流进入蒸汽发生器20循环后加热交换给蒸汽发生器20内水从而产生蒸汽，蒸汽发生器20换热后产生的蒸汽可以用于厂区生产，以达到热量回收利用的目的。当蒸汽发生器20需要维修时，关闭第一常开截止阀1011和第二常开截止阀1021，同时开启第一常关截止阀1061和第二常关截止阀1071使空冷器60处于工作状态，在确保精馏塔10连续生产的同时便于进行维修蒸汽发生器20。

进一步的，蒸汽发生器20的壳体上安装液位变送器21，液位变送器21用于检测蒸汽发生器20内实际液位高度信号，液位变送器21和液位控制器22电性连接以实现液位变送器21所检测的实际液位高度信号传输给液位控制器22，锅炉给水换热器30的进水管31上安装第一调节阀32，第一调节阀32和液位控制器22电性连接，液位控制器22接收液位变送器21所传送的实际液位高度信号并与蒸汽发生器20内预设液位高度信号进行对比后调节第一调节阀32的开度，第一调节阀32接收液位控制器22所传送的信号进行开度调节以实现控制进入锅炉给水换热器30的进水量。当液位控制器22判断蒸汽发生器20内的实际液位高度信号所产生的数值接近蒸汽发生器20内预设液位高度信号所产生的数值时，液位控制器22控制第一调节阀32工作减小第一调节阀32的阀门开度以实现减少进入锅炉给水换热器30的冷媒进入量；当液位控制器22判断蒸汽发生器20内的实际液位高度信号所产生的数值逐渐小于蒸汽发生器20内预设液位高度信号所产生的数值时，液位控制器22控制第一调节阀32工作增大第一调节阀32的阀门开度以实现增加进入锅炉给水换热器30的冷媒进入量。

进一步的，蒸汽发生器20的壳体上安装压力变送器23，压力变送器23用于检测蒸汽发生器20内实际压力数值信号，压力变送器23和压力控制器24电性连接以实现压力变送器23所检测的蒸汽发生器20内实际压力数值信号传输给压力控制器24，蒸汽发生器20的蒸汽出口端设置第二调节阀25，第二调节阀25和压力控制器24电性连接，压力控制器24接收压力变送器23所传送的蒸汽发生器20内实际压力数值信号并与蒸汽发生器20内预设压力数值信号进行对比后调节第二调节阀25的开度，第二调节阀25接收压力控制器24所传送的信号进行开度调节以实现控制蒸汽发生器20内的蒸汽压力在预设的压力数值范围内。当压力控制器24判断蒸汽发生器20内的实际压力数值信号所产生的数值接近蒸汽发生器20内预设压力数值信号所产生的数值时，压力控制器24控制第二调节阀25工作增大第二调节阀25的阀门开度将蒸汽发生器20内的蒸汽通过蒸汽出口端排出；当压力控制器24判断蒸汽发生器20内的实际压力数值信号所产生的数值逐渐小于蒸汽发生器20内预设压力数值信号所产生的数值时，压力控制器24控制第二调节阀25工作减小第二调节阀25的阀门开度以增大蒸汽发生器20内压力。

进一步的，锅炉给水换热器30的进水端和出水端连通设置水流量调节支路33，水流量调节支路33上设置第三调节阀331以控制该支路的水流量，第三管路103上安装温度变送器332以实时检测自锅炉给水换热器30进入塔顶回流罐40的物流温度，温度变送器332和温度控制器333电性连接使得温度变送器332实时检测进入塔顶回流罐40的物流温度信号传输至温度控制器333，温度控制器333和第三调节阀331电性连接并控制第三调节阀331的开度以达到控制水流量调节支路33的实时水流通量。温度变送器332检测到第三管路103内物流的实时温度传递至温度控制器333，当温度控制器333判断第三管路103内物流的实时温度高于第三管路103内物流的预设温度时，温度控制器333控制第三阀门工作减小第三阀门的开度，即减小水流量调节支路33的水流通量，使得锅炉给水换热器30的进水端流量相对增加以增加锅炉给水换热器30的换热效率，最终将经过锅炉给水换热器30换热后的物流从第三管路103流出后的温度降低至生产需求的同时还能够回收一些余热；同样，当温度控制器333判断第三管路103内物流的实时温度低于第三管路103内物流的预设温度时，温度控制器333控制第三阀门工作增大第三阀门的开度，即增大水流量调节支路33的水流通量，使得锅炉给水换热器30的进水端流量相对减少以降低锅炉给水换热器30的换热效率，最终将经过锅炉给水换热器30换热后的物流从第三管路103流出后的温度达到生产需求。

进一步的，蒸汽发生器20的蒸汽出口端和生产厂区的相同规格的蒸汽管网相连通，该相同规格指蒸汽发生器20的蒸汽出口端的蒸汽温度、蒸汽压力和蒸汽管网的蒸汽温度、蒸汽压力均相同。蒸汽管网和需要加热的设备相连通，需要加热的设备具体为锅炉给水换热器30，也可以为其他的换热设备。

Claims (8)

1.一种精馏塔塔顶物流的热量回收系统，其特征在于，包括精馏塔、蒸汽发生器、锅炉给水换热器、塔顶回流罐、塔顶回流泵，精馏塔塔顶的气相出口和蒸汽发生器的物流进入口通过第一管路相互连通，蒸汽发生器的物流出口和锅炉给水换热器的物流进入口通过第二管路相互连通，锅炉给水换热器的物流出口和塔顶回流罐的物流进入口通过第三管路相互连通，塔顶回流罐的物流出口和塔顶回流泵经过第四管路相互连通后将塔顶回流罐内的物流输入至精馏塔塔顶的物流进入口；锅炉给水换热器的热媒出口和蒸汽发生器的热媒进入口通过第五管路相互连通。

2.如权利要求1所述的精馏塔塔顶物流的热量回收系统，其特征在于，精馏塔塔顶物流的热量回收系统还包括空冷器，空冷器的物流进入口通过第六管路和第一管路相互连通，第六管路上安装第一常关截止阀，空冷器的物流出口通过第七管路和第三管路相互连通，第七管路上安装第二常关截止阀。

3.如权利要求2所述的精馏塔塔顶物流的热量回收系统，其特征在于，第一管路上设置第一常开截止阀，第一常开截止阀靠近蒸汽发生器的物流进入口，第二管路上设置第二常开截止阀，第二常开截止阀靠近蒸汽发生器的物流出口。

4.如权利要求1所述的精馏塔塔顶物流的热量回收系统，其特征在于，蒸汽发生器的壳体上安装液位变送器，液位变送器用于检测蒸汽发生器内实际液位高度信号，液位变送器和液位控制器电性连接以实现液位变送器所检测的实际液位高度信号传输给液位控制器，锅炉给水换热器的冷媒进入管上安装第一调节阀，第一调节阀和液位控制器电性连接，液位控制器接收液位变送器所传送的实际液位高度信号并与蒸汽发生器内预设液位高度信号进行对比后调节第一调节阀的开度，第一调节阀接收液位控制器所传送的信号进行开度调节以实现控制进入锅炉给水换热器的进水量。

5.如权利要求4所述的精馏塔塔顶物流的热量回收系统，其特征在于，蒸汽发生器的壳体上安装压力变送器，压力变送器用于检测蒸汽发生器内实际压力数值信号，压力变送器和压力控制器电性连接以实现压力变送器所检测的蒸汽发生器内实际压力数值信号传输给压力控制器，蒸汽发生器的蒸汽出口端设置第二调节阀，第二调节阀和压力控制器电性连接，压力控制器接收压力变送器所传送的蒸汽发生器内实际压力数值信号并与蒸汽发生器内预设压力数值信号进行对比后调节第二调节阀的开度，第二调节阀接收压力控制器所传送的信号进行开度调节以实现控制蒸汽发生器内的蒸汽压力在预设的压力数值范围内。

6.如权利要求1所述的精馏塔塔顶物流的热量回收系统，其特征在于，锅炉给水换热器的进水端和出水端连通设置水流量调节支路，水流量调节支路上设置第三调节阀以控制该支路的水流量，第三管路上安装温度变送器以实时检测自锅炉给水换热器进入回流罐的物流温度，温度变送器和温度控制器电性连接使得温度变送器实时检测进入回流罐的物流温度信号传输至温度控制器，温度控制器和第三调节阀电性连接并控制第三调节阀的开度以达到控制水流量调节支路的实时水流通量。

7.如权利要求1所述的精馏塔塔顶物流的热量回收系统，其特征在于，蒸汽发生器的蒸汽出口端和生产厂区的相同规格的蒸汽管网相连通，该相同规格指蒸汽发生器的蒸汽出口端的蒸汽温度、蒸汽压力和蒸汽管网的蒸汽温度、蒸汽压力均相同。

8.如权利要求1所述的精馏塔塔顶物流的热量回收系统，其特征在于，精馏塔为甲苯塔、或脱乙烷塔、或脱丙烷塔。