一种回收反应能量的方法技术

本发明专利技术属于石油加工技术领域，具体涉及一种回收反应能量的方法。它通过提压主风机达到提高整个反再系统操作压力的目的，并借烟机实现更多的电能输出，借新增的反应油气透平膨胀机升级回收反应油气的压力能和高温段热能，其出力或驱动富气压缩机或发电，第二定律能效远高于余锅和循环油浆产汽。整个工艺除在反应油气进主分馏塔转油线上新增透平膨胀机外，其他均无改变，故适于老装置改造和新装置建设。装置提压不会对反再系统的压力平衡和热平衡产生影响。

Method for recovering reaction energy

The invention belongs to the technical field of petroleum processing, in particular to a method for recovering reaction energy. It provided by the main fan pressure to improve the anti system operating pressure, and by the hood achieve more power output by the reaction gas turbine oil new upgrade recovery reaction oil gas pressure and high temperature heat energy, its output or driving rich gas compressor or power, the second law efficiency is much higher than I and slurry oil steam boiler. In addition to the addition of turbo expander in the reaction oil gas into the main fractionator oil transfer line, the whole process has no change, so it is suitable for the old equipment transformation and the new equipment construction. The device lifting will not affect the pressure balance and thermal balance of the reverse system.

【技术实现步骤摘要】
一种回收反应能量的方法
本专利技术属于石油加工
，具体涉及一种催化裂化装置适当提压反再系统和利用透平膨胀机回收反应油气能量的工艺方法。
技术介绍
催化裂化是在适宜温度、压力和催化剂存在的条件下，通过分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合等反应，将重质馏分油转化成液化石油气、汽油、柴油等轻质馏分油，并副产干气、焦炭和少量油浆的炼油装置。它主要包括反应再生、分馏和吸收稳定及烟气能量回收三部分。反应再生的功能是在提升管反应器中将原料油催化裂化成反应油气和在再生器中空气烧焦再生积碳催化剂；分馏和吸收稳定则是通过主分馏塔将来自提升管反应器并经沉降和旋风分离等工艺脱净催化剂粉尘后的反应油气经脱过热和分馏，分离成富气、粗汽油、产品柴油、回炼油和产品油浆，而富气和粗汽油则进一步送吸收稳定以分离成产品干气、液化气和稳定汽油；烟气能量回收则烟机做功和余锅产汽将再生烟气降温降压到约180℃和常压，然后经脱硫脱硝排大气。现有操作中，再生空气的压力即主风机出口压力约0.3MPag，对应再生烟气和反应油气出系统的压力，由于流路压降不同，通常分别为0.2MPag和0.22MPag，其温度则约为660℃和500℃。这就存在两个缺陷。一)烟机和主风机的压比差别不大，烟气出烟机的压力约15kPag，但再生烟气的摩尔流率略大于主风机，且温度高出约630℃(主风机温度即环境空气温度)，说明烟机出力大于主风机耗力(目前烟机双驱主风机和发电机就源于此)。二)反应油气进主分馏塔，首先约500℃的热量在脱过热段被循环油浆取出产饱和温度只有243℃的3.5MPa蒸汽，热量被严重降级使用(况且炼油厂多配大容量煤产汽，其成本远低于油浆等工艺热产汽)，其次主分馏塔的操作压力通常约0.12MPag，说明反应油气的压力能也损失了。
技术实现思路
为了解决现有催化裂化装置再生烟气和反应油气能利用不充分的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种催化裂化装置适当提压反再系统和利用透平膨胀机回收反应油气能量的新工艺。本专利技术是一种回收反应能量的方法，利用催化裂化装置进行催化裂化反应，所述的装置包括主分馏塔、提升管反应器、烧焦再生器，具体步骤如下：1)新鲜原料油和来自主分馏塔的回炼油，进入提升管反应器，与再生催化剂和过热蒸汽混合，沿提升管反应器以流化状态进行催化裂化反应，产生反应油气和催化剂。2)将步骤1)的反应油气通入透平膨胀机，透平膨胀机做功，反应油气降压成饱和状态进入主分馏塔，其中，透平膨胀机的进气压力控制在0.42-0.72MPag，出口压力控制在0.22MPag。3)将步骤1)的催化剂通入烧焦再生器，以及经空气主风机的空气通入烧焦再生器，在烧焦再生器中催化剂经空气氧化再生，副产物烟气依次经过三级旋风分离器、烟气轮机、余热锅炉、烟气脱硫脱硝后排出，其中，空气主风机是二级压缩、最后一级出口压力控制在0.5-0.8MPag、出口温度控制在240℃。步骤(2)中，反应油气进入主分馏塔的温度控制在460-500℃。优选的，步骤(2)中，透平膨胀机的进气压力控制在0.55MPag，反应油气进入主分馏塔的温度控制在470℃。优选的，步骤(3)中，主风机最后一级出口压力控制在0.63MPag。步骤(3)中，烟气轮机进气压力控制在0.4-0.7MPag，温度控制在650-670℃。优选的，步骤(3)中，烟气轮机进气压力控制在0.53MPag，温度控制在660℃。本专利技术基于以下原理：1)适当提高主风压力。提高主风压力则相应提高了反应再生系统的操作压力，克服流动压降后，烟气进烟机的压力和反应油气进主分馏塔的压力相应提高，亦即赋予其更高的有效能能级。在维持余锅进气压力不变的条件下，烟机出力更大，可借发电机组产生更多的电功外送。2)配合反应压力提高，设置透平膨胀机回收反应油气一次的压力能和高温段热能，所获功或发电外送或(辅助)驱动富气压缩机，在压比和分子流率以及等熵膨胀效率相同的情况下，透平膨胀的进气温度越高，做功能力越强。3)透平膨胀机是现有技术条件下回收高温带压流体能量之最有效的方式，其第二定律能效最高，远高于余锅和循环油浆产汽。虽然会因此减少循环油浆的产汽量，但透平收获的有效能多，因而效益佳。4)整个工艺除在反应油气进主分馏塔转油线上新增透平膨胀机外，其他均无改变，新增油气透平压差不大，因此，背压气温降不大，还处于过热状态，相应主分馏塔的操作不会受到影响。本专利技术工艺具有如下优点及有益效果：1)提高烟机出力利用再生烟气分子流率稍大于主风，烟机和主风机压比基本相同，但烟气温度远高于主风温度的特点，通过提高主风压力即烟气压力，在弥补主风机功耗增加的同时，获得了更多的烟机出力差额，并通过发电机组产功外送。2)高效回收反应油气的压力能和高温段热能原流程反应油气的压力能和高温段热能被降级产中压蒸汽，新流程则通过膨胀机将其回收做功，第二定律能效大大提高，并巧妙的呼应了主风提压。3)反应油气透平能长周期运行反应油气温度进透平温度在500℃左右，经沉降和多级旋风分离后，催化剂微尘含量极低；同时透平压差不大，背压气还处于高过热状态，不会因为膨胀降温而出现凝液。4)在压力许可的范围内适当提压反再系统，对反应平衡和催化剂再生基本不构成影响，因此目标产物的收率以及质量指标不会受到影响，控制方案不会因此需要做大的调整，故新工艺适于老装置改造和新装置建设。附图说明图1为本专利技术对比例1的现有催化裂化装置再生烟气和反应油气流程图。图2为本专利技术实施例1的催化裂化再生烟气和反应油气流程图。1-主分馏塔；2-循环油浆蒸汽发生器；3-富气压缩机；4-提升管反应器；5-沉降器；6-再生催化剂斜管；7-待生催化剂斜管；8-烧焦再生器；9-沉降器；10-三级旋风分离器、11、烟气轮机；12-主风机、13-发电机、14-余热锅炉；15-烟气脱硫脱硝；16-反应油气透平膨胀机。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。对比例1对比例为现有某80万吨/年催化裂化装置再生烟气和反应油气的工艺流程。如图1所示，新鲜原料(93t/h、220℃)和来自主分馏塔1的回炼油(23t/h、336℃)及回炼油浆(12t/h、290℃，不是常规流程，图中未标出)依次进提升管反应器4，与来自再生斜管6的再生催化剂(812t/h、662℃)和为腾出再生催化剂分子筛孔隙从提升管底部注入的1.0MPag过热蒸汽(15.6t/h)一起，沿提升管以流化状态边高速上升边进行催化裂化反应，约2～4秒钟后，反应完成进入沉降器5，借重力和旋风分离实现反应油气和催化剂分离。其中，脱净催化剂颗粒的反应油气(500℃、137.2t/h、50832Nm3/h、0.22MPag)自压进主分馏塔1脱过热段，被循环油浆取热1156×104kcal/h交蒸汽发生器2发生3.5MPa饱和蒸汽21t/h，在降温到367℃后以饱和状态进入精馏段，分离得到富气、粗汽油、柴油和回炼油。其中柴油出装置，回炼油返提升管，粗汽油经泵提压进吸收塔，富气(0.1MPag、30℃、20000Nm3/h)则经三级压缩升压到1.1MPag送吸收塔。富气压缩机3由背压透平驱动，消耗3.5MPag蒸汽21t/h，折轴功1115kw。而表面积碳催化剂则聚集在沉降器5的下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收反应能量的方法，其特征在于，利用催化裂化装置进行催化裂化反应，所述的装置包括主分馏塔、提升管反应器、烧焦再生器，具体步骤如下：1)新鲜原料油和来自主分馏塔的回炼油，进入提升管反应器，与再生催化剂和过热蒸汽混合，沿提升管反应器以流化状态进行催化裂化反应，产生反应油气和催化剂；2)将步骤1)的反应油气通入透平膨胀机，透平膨胀机做功，反应油气降压成饱和状态进入主分馏塔，其中，透平膨胀机的进气压力控制在0.42‑0.72MPag，出口压力控制在0.22MPag；3)将步骤1)的催化剂通入烧焦再生器，以及经空气主风机的空气通入烧焦再生器，在烧焦再生器中催化剂经空气氧化再生，副产物烟气依次经过三级旋风分离器、烟气轮机、余热锅炉、烟气脱硫脱硝后排出，其中，空气主风机是二级压缩、最后一级出口压力控制在0.5‑0.8MPag、出口温度控制在240℃。

【技术特征摘要】
1.一种回收反应能量的方法，其特征在于，利用催化裂化装置进行催化裂化反应，所述的装置包括主分馏塔、提升管反应器、烧焦再生器，具体步骤如下：1)新鲜原料油和来自主分馏塔的回炼油，进入提升管反应器，与再生催化剂和过热蒸汽混合，沿提升管反应器以流化状态进行催化裂化反应，产生反应油气和催化剂；2)将步骤1)的反应油气通入透平膨胀机，透平膨胀机做功，反应油气降压成饱和状态进入主分馏塔，其中，透平膨胀机的进气压力控制在0.42-0.72MPag，出口压力控制在0.22MPag；3)将步骤1)的催化剂通入烧焦再生器，以及经空气主风机的空气通入烧焦再生器，在烧焦再生器中催化剂经空气氧化再生，副产物烟气依次经过三级旋风分离器、烟气轮机、余热锅炉、烟气脱硫脱硝后排出，其中，空气主风机是二级压缩、最后一级出口压力控制在0.5-0.8MPag、出口温度控制在240℃。2.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国庆，蔡楚轩，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44