CN220002992U - 甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及煤化工、天然气化工领域，尤其涉及一种甲醇制丙烯(MTP)工艺中脱丁烷塔的进料预热系统。它包括甲醇回收塔、脱丁烷塔和用于输送液态烃的进料管线，甲醇回收塔的塔顶气相出口通过管线连接甲醇回收塔冷凝器，进料管线上设有甲醇冷凝预热器，进料管线的出口与脱丁烷塔的进料口连接，其特征在于，甲醇冷凝预热器设有热源入口和热源出口，热源入口与甲醇回收塔的塔顶气相出口通过管线连接，热源出口与甲醇回收塔冷凝器的物料进口通过管线连接。本实用新型可以对装置中甲醇回收塔的塔顶气相物料的显热进行热量回收，达到节能降耗的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤化工、天然气化工领域，尤其涉及一种甲醇制丙烯(MTP)工艺中脱丁烷塔的进料预热系统。
背景技术
MTP(MethanoltoPropylene，甲醇制丙烯)技术是以煤基或天然气基合成的甲醇为原料，借助催化剂生产丙烯的工艺技术。MTP装置的主要产品是丙烯，另外还包括石脑油、LPG和少量的乙烯。
MTP装置包括DME反应器、MTP反应器、预急冷塔、急冷塔、烃压缩机、脱丁烷塔、脱丙烷塔等。原料甲醇经过换热气化后送入DME反应器，在催化剂的作用下转化为DME(二甲醚)，然后在MTP反应器中的催化剂作用下，包括二甲醚和甲醇的混合物转化为丙烯为主的C1-C8的烯烃和烷烃，MTP反应器出口物料中还包括甲醇、DME、水等，经预急冷塔和急冷塔水洗冷却后，增压送入分离单元。预急冷塔和急冷塔底部排出的含有甲醇、DME的水进入甲醇回收塔，精馏回收其中的甲醇和DME。
MTP反应器出口物料组分复杂，对其进行分离精制需要大量的能耗。脱丁烷塔为分离单元中物料处理量最大的塔，其能耗相对较高。专利CN210004847U公开了一种MTP工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，通过在脱丁烷塔的进料管线上设置急冷水预热器和废水预热器，分别回收急冷水和废水的显热用于加热脱丁烷塔的进料，达到降低能耗的目的。其中的急冷水和废水分别为预/急冷塔和甲醇回收塔的塔釜物料，回收的都是液相显热。为了稳定脱丁烷塔操作的目的，预热后的脱丁烷塔进料需要保持稳定的温度，此时需要对急冷水和废水的流量的进行控制，造成了急冷水和废水回收热量的不充分，两次热量回收过程的控制也更加复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，包括甲醇回收塔、脱丁烷塔和用于输送液态烃的进料管线，甲醇回收塔的塔顶气相出口通过管线连接甲醇回收塔冷凝器，所述进料管线上设有甲醇冷凝预热器，所述进料管线的出口与脱丁烷塔的进料口连接，其特征在于，所述甲醇冷凝预热器设有热源入口和热源出口，所述热源入口与甲醇回收塔的塔顶气相出口通过管线连接，所述热源出口与甲醇回收塔冷凝器的物料进口通过管线连接。
在上述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统中，所述进料管线上设有二次预热器，所述二次预热器的物料进口与甲醇冷凝预热器通过管线连接，所述二次预热器的物料出口与脱丁烷塔的进料口通过管线连接。
在上述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统中，所述二次预热器还设有热源进口和热源出口，所述热源进口与蒸汽管线连接。
在上述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统中，所述进料管线上还设有温度检测仪表。
在上述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统中，所述温度检测仪表位于二次预热器与脱丁烷塔之间的进料管线上。
在上述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统中，所述蒸汽管线上设置流量调节阀，所述的温度检测仪表连接流量调节阀。
在上述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统中，所述的甲醇回收塔冷凝器依次通过甲醇回收塔回流罐和甲醇回收塔回流泵连接甲醇回收塔顶部。
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
1、本实用新型通过对MTP装置中的甲醇回收塔的塔顶气相物料的显热进行热量回收，达到节能降耗的目的。
2、通过热量回收与蒸汽加热相互结合的方式，更容易控制和调节脱丁烷塔进料的温度，对稳定操作更有利，并且也容易开车。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：脱丁烷塔1、甲醇回收塔2、进料管线3、蒸汽管线4、甲醇冷凝预热器5、二次预热器6、温度检测仪表7、脱丁烷塔冷凝器11、脱丁烷塔回流罐12、脱丁烷塔回流泵13、脱丁烷塔再沸器14、脱丁烷塔出料泵15、甲醇回收塔冷凝器21、甲醇回收塔回流罐22、甲醇回收塔回流泵23、甲醇回收塔再沸器24、甲醇回收塔出料泵25、流量调节阀41。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行进一步说明。
本实用新型提供了一种甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，如图1所示，包括甲醇回收塔2、脱丁烷塔1和用于输送液态烃的进料管线3。甲醇回收塔2底部设有甲醇回收塔再沸器24和甲醇回收塔出料泵25，脱丁烷塔1底部设有脱丁烷塔再沸器14和脱丁烷塔出料泵15，脱丁烷塔1塔顶气相出口通过管线依次连接脱丁烷塔冷凝器11、脱丁烷塔回流罐12和脱丁烷塔回流泵13，脱丁烷塔回流泵13出口连接脱丁烷塔顶部。
甲醇回收塔2的塔顶气相出口通过管线连接甲醇回收塔冷凝器21，进料管线3上设有甲醇冷凝预热器5，进料管线3的出口与脱丁烷塔1的进料口连接，甲醇冷凝预热器5设有热源入口和热源出口，热源入口与甲醇回收塔2的塔顶气相出口通过管线连接，热源出口与甲醇回收塔冷凝器21的物料进口通过管线连接。甲醇冷凝预热器5用于将经进料管线3输送的液态烃与甲醇回收塔顶的气相物料进行热交换，回收气相甲醇冷凝过程中放出的潜热。进料管线3的出口与脱丁烷塔1的进料口连接，从而经热量回收和加热后的物料输入至脱丁烷塔1内进行分离处理。
利用本实用新型的系统，在脱丁烷塔1进料过程中，来自上游反应工段的含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、C4～C8烃和未反应DME等组分的液态烃由进料管线3输送进入脱丁烷塔1进行精馏分离。C4以下轻烃组分(含C4)例如甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷等从脱丁烷塔1塔顶蒸出，塔底得到C5烃及C5以上重烃组分进入下游单元生产汽油产品等。
具体的说，甲醇回收塔冷凝器21依次通过甲醇回收塔回流罐22和甲醇回收塔回流泵23连接甲醇回收塔2顶部。
在现有技术中，甲醇回收塔冷凝器21用于对甲醇回收塔2的塔顶气相物料进行冷凝和冷却，塔顶气相甲醇物料的温度在100～110℃之间，经过甲醇回收塔冷凝器21冷凝和冷却后的温度一般在100℃以下，甲醇液体在甲醇回收塔回流罐22中存储后，通过甲醇回收塔回流泵23输送一部分回流至甲醇回收塔2，气相甲醇物料由于含有轻组分杂质，在甲醇回收塔冷凝器21也不能完全冷凝成液体，还有一部分不能冷凝的气相物料在甲醇回收塔冷凝器21后面排出(图中未显示)。
本实用新型在设置了甲醇冷凝预热器5之后，甲醇回收塔塔顶气相物料从甲醇回收塔2塔顶出来后，依次通过甲醇冷凝预热器5和甲醇回收塔冷凝器21，作为热源的气相甲醇物料先一部分在甲醇冷凝预热器5中被冷凝，放出的热量把进料管线3中输送的液态烃加热到80～95℃，相应的甲醇物流冷却到温度大约为95～105℃，甲醇回收塔冷凝器21用于对换热后的甲醇物料进一步进行冷凝和冷却，此时甲醇回收塔冷凝器2需要的热负荷大幅降低。
进料管线3上设有二次预热器6，二次预热器6的物料进口与甲醇冷凝预热器5通过管线连接，二次预热器6的物料出口与脱丁烷塔1的进料口通过管线连接。二次预热器6用于将热回收后的液态烃进一步进行加热，优选使用装置提供的蒸汽。
二次预热器6还设有热源进口和热源出口，热源进口与蒸汽管线4连接，其中输送作为装置公用工程提供的蒸汽，热源出口为排放蒸汽冷凝后的凝结水。液态烃物料在进料管线3中随着温度的上升，其中有一部分会气化，一般情况下在脱丁烷塔1的进料口处的物料温度小于120℃，质量气化率小于20％。
进料管线3上还设有温度检测仪表7。温度检测仪表7用于测量液态烃物料经过热回收和加热后的温度。温度检测仪表7位于二次预热器6与脱丁烷塔1之间的进料管线3上。
蒸汽管线4上设置流量调节阀41，温度检测仪表7连接流量调节阀41，用于对蒸汽管线4中输送蒸汽的流量进行调节。
具体的，温度检测仪表7优选为热电偶温度计，在进料管线3中经热量回收和加热后的物料温度为95～105℃左右，这个温度根据不同的装置和生产周期需要适当调整，温度检测仪表7检测得到的温度信号可接入一个测控系统，测控系统的执行器为位于蒸汽管线4的调节阀上，从而实现对设定的一个目标温度进行调节和自动控制。测控系统和执行器均为化工生产中的常用设备，此处不再赘述。
应用例1
以处理188万吨/年甲醇的MTP装置为例，甲醇冷凝预热器5和二次预热器6的换热面积分别为420m2和175m2的管壳式换热器，其他设置可参考如前所述，本领域技术人员根据掌握的公知常识能理解或知晓，不作一一赘述。
在开车或甲醇回收塔操作不稳定时，仅在二次预热器6中利用装置提供的180℃蒸汽进行加热，可以把脱丁烷塔的进料稳定的加热到100℃，此时二次预热器6的换热量约为14.6MW。
当装置稳定操作时，在甲醇冷凝预热器5中约105℃的甲醇被冷却到98℃，进料管线3中的液态烃被加热到92℃。甲醇冷凝预热器5换热量约为12.1MW，对数校正温差为26℃。再通过二次预热器6用蒸汽把脱丁烷塔的进料加热到100℃，此时二次预热器6的换热量约为2.6MW。在甲醇回收塔冷凝器21中还需要进行大约5.0MW的换热(如果没有设置甲醇冷凝预热器5，此换热量大约为17.1MW)。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神。
Claims (7)
1.一种甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，包括甲醇回收塔(2)、脱丁烷塔(1)和用于输送液态烃的进料管线(3)，甲醇回收塔(2)的塔顶气相出口通过管线连接甲醇回收塔冷凝器(21)，所述进料管线(3)上设有甲醇冷凝预热器(5)，所述进料管线(3)的出口与脱丁烷塔(1)的进料口连接，其特征在于，所述甲醇冷凝预热器(5)设有热源入口和热源出口，所述热源入口与甲醇回收塔(2)的塔顶气相出口通过管线连接，所述热源出口与甲醇回收塔冷凝器(21)的物料进口通过管线连接。
2.根据权利要求1所述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，其特征在于，所述进料管线(3)上设有二次预热器(6)，所述二次预热器(6)的物料进口与甲醇冷凝预热器(5)通过管线连接，所述二次预热器(6)的物料出口与脱丁烷塔(1)的进料口通过管线连接。
3.根据权利要求2所述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，其特征在于，所述二次预热器(6)还设有热源进口和热源出口，所述热源进口与蒸汽管线(4)连接。
4.根据权利要求3所述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，其特征在于，所述进料管线(3)上还设有温度检测仪表(7)。
5.根据权利要求4所述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，其特征在于，所述温度检测仪表(7)位于二次预热器(6)与脱丁烷塔(1)之间的进料管线(3)上。
6.根据权利要求4或5所述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，其特征在于，所述蒸汽管线(4)上设置流量调节阀(41)，所述的温度检测仪表(7)连接流量调节阀(41)。
7.根据权利要求1所述的甲醇制丙烯工艺中脱丁烷塔的进料预热系统，其特征在于，所述的甲醇回收塔冷凝器(21)依次通过甲醇回收塔回流罐(22)和甲醇回收塔回流泵(23)连接甲醇回收塔(2)顶部。
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