專利名稱：：乙烯急冷裝置及壓縮節(jié)能工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及石油化工裂解氣急冷分離工藝，尤其涉及到乙烯急冷裝置及壓縮節(jié)能工藝
背景技術(shù)：
：乙烯作為石化基礎(chǔ)原料，是石油化工的龍頭產(chǎn)品，其生產(chǎn)能力是衡量一個國家石化工業(yè)水平的重要標(biāo)志。石油化學(xué)工業(yè)總是以乙烯生產(chǎn)為中心，配套多種產(chǎn)品加工生產(chǎn)的聯(lián)合企業(yè)。乙烯生產(chǎn)的規(guī)模、成本、生產(chǎn)穩(wěn)定性、產(chǎn)品質(zhì)量都將對整個聯(lián)合企業(yè)起到支配作用。急冷系統(tǒng)是乙烯裝置的一個重要組成部分，作為乙烯裂解氣處理的第一道工序，它常常成為制約乙烯裝置產(chǎn)量以及長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的瓶頸，其運行好壞對乙烯裝置性能有著重要影響。裂解原料與稀釋蒸汽混合后，進入裂解爐，在80(TC以上的高溫下發(fā)生裂解反應(yīng)，裂解產(chǎn)物首先進入廢熱鍋爐回收熱量，然后進入急冷系統(tǒng)進行分離冷卻。如圖1所示，為乙烯急冷系統(tǒng)工藝流程圖，主要包括急冷器2、汽油分餾塔3、水洗塔36、燃料油汽提塔4、柴油汽提塔5、換熱器，油水分離罐，泵等設(shè)備。從廢熱鍋爐出來的裂解氣1經(jīng)急冷油在急冷器2中噴淋冷卻后進入汽油分餾塔3，經(jīng)過汽油分餾塔3后，分離出燃料油餾分和柴油餾分分別進入燃料油汽提塔4和柴油汽提塔5，裂解氣10從汽油分餾塔頂采出。汽油分餾塔塔底重燃料油一部分送往稀釋蒸汽發(fā)生器回收熱量，從稀釋蒸汽發(fā)生器出來后分兩股返回汽油分餾塔，其中一股送往急冷器噴淋高溫裂解氣，另一股經(jīng)冷卻回收熱量后返回到汽油分餾塔的下段；另一部分重燃料油送往燃料油汽提塔4進行減粘。從汽油分餾塔頂采出的裂解氣IO約100110°C，進入水洗塔36。水洗塔底溫度在80°。左右，塔底經(jīng)冷凝油水分離罐60分離出來的汽油一部分作為產(chǎn)品58送往汽油儲罐，另一部分59作為回流返回汽油分餾塔的頂部。塔底冷凝下來的水，經(jīng)換熱37、38回收熱量后，分兩段送回水洗塔36，用以噴淋冷卻裂解氣。水洗塔頂裂解氣39在水洗塔經(jīng)冷卻至40'C左右后，送往裂解氣壓縮分離系統(tǒng)(包括有多級壓縮、換熱和油水分離罐)，經(jīng)多級壓縮換熱分離后的裂解氣55送往乙烯裝置分離工序。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，節(jié)能降耗逐漸成為石化行業(yè)最為關(guān)注的問題。從裂解爐區(qū)來的裂解氣約為800°C，能量很高，如何提高這些能量的回收能位成為整個乙烯裝置節(jié)能降耗的關(guān)鍵。目前的乙烯裝置存在的問題是急冷系統(tǒng)能量回收效率不高。急冷系統(tǒng)主要通過急冷水及急冷油回收裂解氣的熱量，一般來說，急冷油的溫度約19020(TC，其回收的熱量能位較高，可用于發(fā)生稀釋蒸汽；而急冷水的溫度約8090°C，熱量能位較低，只能用于工藝水加熱或公共工程，而這部分能量由于水的潛熱在總能量中占有很大的比例，因此造成了能量利用效率很低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于乙烯急冷裝置及壓縮節(jié)能工藝，本發(fā)明的工藝能夠增加高能位熱量的回收率及降低整個裝置的能耗。本發(fā)明乙烯急冷裝置及壓縮節(jié)能工藝流程如圖2所示具體技術(shù)方案是本發(fā)明的乙烯急冷裝置，包括有急冷器2、汽油分餾塔3、柴油汽提塔5、燃料油汽提塔4、壓縮分離系統(tǒng)11;從廢熱鍋爐來的裂解氣1，經(jīng)急冷器2，汽油分餾塔3分餾冷卻后，直接進入壓縮分離壓縮系統(tǒng)。本發(fā)明的乙烯急冷裝置及壓縮節(jié)能工藝是從廢熱鍋爐來的裂解氣1，經(jīng)急冷器2，汽油分餾塔3分餾冷卻后，直接進入多級壓縮分離壓縮系統(tǒng)11，經(jīng)多級壓縮后裂解氣21進入后序分離工序，在多級壓縮分離系統(tǒng)ll中，帶有不凝氣的裂解氣進行級間換熱；多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的水20根據(jù)其溫位的不同經(jīng)換熱回收熱量后采出系統(tǒng)；多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的汽油，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求，可以一部分進入汽油產(chǎn)品儲罐，另一部分作為汽油回流返回；或者進入汽油汽提塔進行汽提，得到高質(zhì)量的汽油產(chǎn)品。多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的汽油，可以根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求將其中含輕組分較多的汽油12送入汽油汽提塔15進行汽提，從汽油汽提塔頂采出的氣體13返回到多級壓縮分離系統(tǒng)，而含輕組分少的汽油14與從汽油汽提塔底采出的達到標(biāo)準(zhǔn)的汽油混合為汽油流股17，經(jīng)冷卻后，一部分18送往汽油產(chǎn)品儲罐，另一部分19作為汽油產(chǎn)品回流返回汽油分餾塔3。所述的多級壓縮分離系統(tǒng)的出口壓力在20005000kPa。多級壓縮分離系統(tǒng)11由兩級以上的壓縮機、換熱器和油水分離罐組成，多級壓縮分離系統(tǒng)的出口壓力在20005000kPa。經(jīng)多級壓縮后裂解氣21進入后序分離工序。在多級壓縮分離系統(tǒng)中，裂解氣經(jīng)壓縮后溫度升高，然后采用級間換熱分凝，回收其中大量的高溫位潛熱。與現(xiàn)有工藝相比，本發(fā)明的獨特之處在于將汽油分餾塔頂采出的裂解氣直接進行壓縮、分離和換熱；省去了急冷水塔。本發(fā)明的明顯優(yōu)點在于1省去了水洗塔，節(jié)省了設(shè)備投資和急冷水循環(huán)泵所用的能耗。2各段壓縮機出口的流股溫度很高，經(jīng)換熱可回收大量高能位的潛熱。圖1是現(xiàn)有乙烯急冷系統(tǒng)工藝流程圖。圖2是乙烯急冷裝置及壓縮節(jié)能工藝流程示意圖。圖3是實施例工藝流程圖。其中1裂解氣；2急冷器；3汽油分餾塔；4燃料油汽提塔；5柴油汽提塔；6汽提蒸汽；7'裂解燃料油產(chǎn)品；8汽提蒸汽；9裂解柴油產(chǎn)品；10汽油分餾塔頂裂解氣；11多級壓縮分離系統(tǒng)；12汽油；13汽油汽提塔頂氣體；14柴油汽提塔；15汽油汽提塔；16汽提蒸汽；17汽油汽提塔底汽油；18汽油產(chǎn)品；19汽油回流；20冷凝水；21多級壓縮后裂解氣；22—級冷凝汽油換熱器；23前三級冷凝水換熱器；24—級換熱器；25二級換熱器；26三級換熱器；27四級換熱器；28—級閃蒸；29二級閃蒸；30三級閃蒸；31四級閃蒸；32—級壓縮機；33二級壓縮機；34三級壓縮機；35四級壓縮機；36水洗塔；37—段急冷水換熱器；38二段急冷水換熱器；39水洗塔塔頂裂解氣；40—段壓縮機；41一段換熱器；42—段油水分離罐；43二段壓縮機；44二段換熱器；45二段油水分離罐；46三段壓縮機；47三段換熱器；48三段油水分離罐；49四段壓縮機；50四段換熱器；51四段油水分離罐；52五段壓縮機；53五段換熱器；54五段油水分離罐；55出口裂解氣；56出口水；57出口汽油；58汽油產(chǎn)品；59汽油回流；60油水分離罐；61一段急冷水循環(huán)泵；62二段急冷水循環(huán)泵具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不局限于附圖和實施例。本發(fā)明方法用于某乙烯急冷裝置分餾壓縮系統(tǒng)。流程如圖3所示，從廢熱鍋爐來的裂解氣l，經(jīng)急冷器2，汽油分餾塔3分餾冷卻后，直接進入多級壓縮分離壓縮系統(tǒng)11。多級壓縮分離系統(tǒng)ll由四級壓縮機(32、33、34、35)、換熱器(24、25、26、27)和油水分離罐(28、29、30、31)組成。經(jīng)多級壓縮后裂解氣21進入后序分離工序。在多級壓縮分離系統(tǒng)中，裂解氣經(jīng)壓縮后溫度升高，然后采用級間換熱分凝，回收其中大量的高溫位潛熱。在多級壓縮分離系統(tǒng)ll中，帶有不凝氣的裂解氣進行級間換熱；多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的水20根據(jù)其溫位的不同經(jīng)換熱回收熱量后采出系統(tǒng)。多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的汽油，根據(jù)汽油產(chǎn)品質(zhì)量要求輕組分質(zhì)量含量不能大于0.3%，將其中含輕組分較多的汽油12送入汽油汽提塔15進行汽提，從汽油汽提塔頂采出的氣體13返回到多級壓縮分離系統(tǒng)，而含輕組分少的汽油14與從汽油汽提塔底采出的達到標(biāo)準(zhǔn)的汽油混合為汽油流股17，經(jīng)冷卻后，一部分18送往汽油產(chǎn)品儲罐，另一部分19作為汽油產(chǎn)品回流返回汽油分餾塔3。其中從廢熱鍋爐來的進料裂解氣總量為436.4t/hr，進料溫度為500°C。汽油分餾塔共16塊理論板，塔頂溫度為109°C，塔底溫度為200°C，塔頂壓力為163kPa，塔釜壓力為175kPa。汽油分餾塔頂裂解氣進入四級壓縮和冷凝系統(tǒng)，該多級壓縮分離系統(tǒng)的出口壓力為3000kPa，具體操作數(shù)據(jù)如下表1多級壓縮分離系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>經(jīng)分析，一級壓縮閃蒸后冷凝汽油達到汽油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，溫度為12(TC，換熱至40'C后與汽提后的合格汽油混合。后三級壓縮閃蒸后汽油含輕組分較多而沒有達到標(biāo)準(zhǔn)，混合后進入汽油汽提塔進行汽提。汽油汽提塔共6層理論板，塔頂采出裂解氣返回一級壓縮機的入口，汽油汽提塔釜采出達到標(biāo)準(zhǔn)的汽油，與第一級閃蒸并冷卻后的汽油混合后，一部分作為汽油回流打回到汽油分餾塔的頂部，另一部分作為產(chǎn)品送往汽油產(chǎn)品貯罐。前三級冷凝水溫度為12(TC，經(jīng)混合后進入換熱器，換熱后溫度為4(TC。換熱后與第四級冷凝水混合后排出系統(tǒng)。為說明本發(fā)明在節(jié)能降耗方面的優(yōu)點，將本發(fā)明所述流程與現(xiàn)有乙烯裝置急冷壓縮系統(tǒng)熱量回收及能耗消耗進行比較，因為8(TC以下的流股只能用空冷和水冷進行降溫，能量幾乎不可用，因此這部分熱量不作比較。在現(xiàn)有工藝與本發(fā)明的新工藝中，汽油分餾塔、柴油汽提塔、燃料油汽提塔的能耗及回收熱量相同，這里不作比較。表2為發(fā)明工藝各換熱器可利用熱量回收情況；表3為發(fā)明工藝主要能耗消耗。表2發(fā)明工藝各換熱器可利用熱量回收情況設(shè)備名稱取熱量/lQ6kJ/hr熱流體入口溫度/'C熱流體出口溫度/'C一級換熱器24160.9337189120二級換熱器25325.0799177120三級換熱器2685.5729157.6120四級換熱器27102.8165136.780一級閃蒸冷凝汽油換熱器225.970612080前三級冷凝水換熱器2321.153612080總量701.5272表3發(fā)明工藝主要能耗消耗設(shè)備名稱單位能耗一級壓縮機32kJ/hr141.435X106二級壓縮機33kJ/hr72.258X106三級壓縮機34kJ/hr31.799X106四級壓縮機35kJ/hr11.840X106總量kJ/hr257.3314X106現(xiàn)有工藝流程簡圖見圖1，從汽油分餾塔頂出來的裂解氣進入水洗塔，其中分別用兩段急冷水冷卻裂解氣，然后進入四段壓縮系統(tǒng)，該壓縮系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)如表4:表4現(xiàn)有工藝壓縮系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)參數(shù)一段壓縮機40二段壓縮機43三段壓縮機46四段壓縮機49五段壓縮機52吸入壓力/kPa17133557010352065排出壓力/kPa345620110021003925<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>比較表3和表5，可以看出，新發(fā)明工藝與現(xiàn)有工藝相比，新工藝取熱量大幅度提高；比較表4和表6，可以看出，新發(fā)明工藝與現(xiàn)有工藝相比，壓縮機的耗能增大，但綜合回收熱量大及熱量品位高的特點，新工藝在節(jié)能降耗方面要優(yōu)于現(xiàn)有工藝。綜合考察能量回收和壓縮機的功耗，新工藝可回收的熱量是現(xiàn)有工藝的近5倍。本發(fā)明也可通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的流程如圖3所示，從廢熱鍋爐來的裂解氣l，經(jīng)急冷器2，汽油分餾塔3分餾冷卻后，直接進入多級壓縮分離壓縮系統(tǒng)11。多級壓縮分離系統(tǒng)11由四級壓縮機(32、33、34、35)、換熱器(24、25、26、27)和油水分離罐(28、29、30、31)組成。經(jīng)多級壓縮后裂解氣21進入后序分離工序。在多級壓縮分離系統(tǒng)中，裂解氣經(jīng)壓縮后溫度升高，然后采用級間換熱分凝，回收其中大量的高溫位潛熱。在多級壓縮分離系統(tǒng)ll中，帶有不凝氣的裂解氣進行級間換熱；多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的水20根據(jù)其溫位的不同經(jīng)換熱回收熱量后采出系統(tǒng)。多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的汽油(12、14),混合后汽油17—部分18進入汽油產(chǎn)品儲罐，另一部分19作為汽油回流返回。其中從廢熱鍋爐來的進料裂解氣總量為436.4t/hr，進料溫度為500°C。汽油分餾塔共16塊理論板，塔頂溫度為109°C，塔底溫度為200°C，塔頂壓力為163kPa，塔釜壓力為175kPa。汽油分餾塔頂裂解氣進入四級壓縮和冷凝系統(tǒng)，該多級壓縮分離系統(tǒng)的出口壓力為3000kPa。根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容，根據(jù)乙烯生產(chǎn)裝置的規(guī)模、需要回收熱量的品位并結(jié)合現(xiàn)有壓縮機壓縮工藝要求，采用過兩級以上的壓縮機、換熱器和油水分離罐，獲得多級壓縮分離系統(tǒng)的出口壓力在20005000kPa，其他裝置不變的情況下，均可實現(xiàn)本發(fā)明工藝的應(yīng)用效果。所得到的效果是與現(xiàn)有流程相比，本發(fā)明工藝中各段壓縮機出口的流股溫度都得到大幅提高，經(jīng)換熱可回收大量高能位的潛熱。與獲得的綜合熱量回收相比，新工藝要大量節(jié)省能耗。本發(fā)明提出的一種乙烯急冷裝置及壓縮節(jié)能工藝，已通過較佳實施例子進行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本
發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的結(jié)構(gòu)和技術(shù)方法進行改動或適當(dāng)變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。權(quán)利要求1.一種乙烯急冷裝置，包括有急冷器(2)、汽油分餾塔(3)、柴油汽提塔(5)、燃料油汽提塔(4)、壓縮分離系統(tǒng)(11)；其特征是從廢熱鍋爐來的裂解氣，經(jīng)急冷器，汽油分餾塔分餾冷卻后，直接進入壓縮分離系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的乙烯急冷裝置，其特征是所述的壓縮分離壓縮系統(tǒng)由兩級以上的壓縮機、換熱器和閃蒸罐組成。3.—種由權(quán)利要求1所述的乙烯急冷裝置的壓縮節(jié)能工藝，其特征是從廢熱鍋爐來的裂解氣，經(jīng)急冷器，汽油分餾塔分餾冷卻后，直接進入多級壓縮分離壓縮系統(tǒng)，經(jīng)多級壓縮后裂解氣(21)進入后序分離工序，在多級壓縮分離系統(tǒng)(11)中，帶有不凝氣的裂解氣進行級間換熱；多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的水(20)根據(jù)溫位的不同經(jīng)換熱回收熱量后采出系統(tǒng)；多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝分離得到汽油。4.如權(quán)利要求3所述的乙烯急冷裝置的壓縮節(jié)能工藝，其特征是所述的多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的汽油一部分進入汽油產(chǎn)品儲罐，另一部分作為汽油回流返回。5.如權(quán)利要求3所述的乙烯急冷裝置的壓縮節(jié)能工藝，其特征是所述的多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的汽油進入汽油汽提塔進行汽提，得到高質(zhì)量的汽油產(chǎn)品。6.如權(quán)利要求3所述的乙烯急冷裝置的壓縮節(jié)能工藝，其特征是所述的多級壓縮分離系統(tǒng)的出口壓力在20005000kPa。7.如權(quán)利要求3所述的乙烯急冷裝置的壓縮節(jié)能工藝，其特征是所述的多級壓縮分離系統(tǒng)中冷凝下來的汽油將其中含輕組分較多的汽油(12)送入汽油汽提塔(15)進行汽提，從汽油汽提塔頂采出的氣體(13)返回到多級壓縮分離系統(tǒng)，而含輕組分少的汽油(14)與從汽油汽提塔底采出的達到標(biāo)準(zhǔn)的汽油混合為汽油流股(17)，經(jīng)冷卻后，一部分(18)送往汽油產(chǎn)品儲罐，另一部分(19)作為汽油回流返回汽油分餾塔(3)。全文摘要本發(fā)明涉及乙烯急冷裝置及壓縮節(jié)能工藝；本發(fā)明的乙烯急冷裝置，包括有急冷器、汽油分餾塔、柴油汽提塔、燃料油汽提塔、壓縮分離系統(tǒng)；從廢熱鍋爐來的裂解氣，經(jīng)急冷器，汽油分餾塔分餾冷卻后，直接進入壓縮分離壓縮系統(tǒng)。本發(fā)明的獨特之處在于將汽油分餾塔頂采出的裂解氣直接進行壓縮、分離和換熱；省去了急冷水塔。本發(fā)明的明顯優(yōu)點在于省去了水洗塔，節(jié)省了設(shè)備投資和急冷水循環(huán)泵所用的能耗，各段壓縮機出口的流股溫度很高，經(jīng)換熱可回收大量高能位的潛熱。文檔編號C10G9/00GK101358143SQ20081005433公開日2009年2月4日申請日期2008年8月28日優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日發(fā)明者于婷婷,斌姜,干愛華,張志恒,洪李,李楠楠,李鑫鋼申請人:天津大學(xué)