一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置及方法，包括脱碳四塔、脱异戊烷塔、脱正戊烷塔及脱异己烷塔，脱碳四塔、脱正戊烷塔及脱异己烷塔均配备再沸器、冷凝器和分液器，所述脱正戊烷塔上设置压缩机，所述脱正戊烷塔塔顶与脱异戊烷塔塔底通过循环液换热器连通，本发明专利技术通过在进料时含C4的烃类物质送入脱碳四塔，大于C4的烃类物质送入脱异戊烷塔；将脱正戊烷塔塔顶气体进行压缩，压缩到带液量为百分之五，与脱异己烷塔塔底的进行换热，完成分离，大大降低了脱异戊烷塔的再沸蒸汽消耗及脱正戊烷塔的循环冷却水消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置及方法
本专利技术涉及石油加工领域，具体涉及一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置及方法。
技术介绍
石油加工过程通常会产生一定数量的碳原子数在四至六之间的烃类，如连续重整装置的拔头油和加氢裂化装置的轻石脑油就富含C4～C6。通常情况下，它们被添加进燃料(C4作为液化石油气组分，C5和C6作为汽油组分)，收益较低。随着炼化一体化的深入，一些炼厂出现了将其能细分成单质烃，如异戊烷、正戊烷、异己烷的新工艺，大大提高了C4～C6烃的附加值，呈迅速发展之势。目前，轻烃分离多采用脱碳四塔、脱异戊烷塔、脱正戊烷塔、脱异己烷塔四塔串联脱轻流程，C4、异戊烷、正戊烷、异己烷依次从塔顶得到，少量正己烷及＞C6组分则在异己烷塔底收获。四塔均采用导热油或1.0MPa蒸汽做热源，塔顶用空气和循环水取热。由于组分沸点接近、难分离，一套处理量30万吨/年的装置，蒸汽消耗35～40吨/时，市场不好的时候，能耗成本基本冲抵了产品增值。
技术实现思路
为了解决现有技术中石油轻烃分离过程耗能高的缺点，本专利技术提供一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置及方法。本专利技术采用如下技术方案：一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置，包括脱碳四塔、脱异戊烷塔、脱正戊烷塔及脱异己烷塔，脱碳四塔、脱正戊烷塔及脱异己烷塔均配备再沸器、冷凝器和分液器，所述脱正戊烷塔上设置压缩机，所述脱正戊烷塔塔顶与脱异戊烷塔塔底通过循环液换热器连通。进一步的，所述脱异戊烷塔的进料管线设置重质轻烃进料甩头。进一步的，循环液提供压头。一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离方法，包括：在压力范围内，降低脱碳四塔及脱异戊烷塔的操作压力，脱正戊烷塔和脱异己烷塔塔压不变；进料为选择性进料，具体为：含C4的烃类物质送入脱碳四塔，大于C4的烃类物质送入脱异戊烷塔；脱碳四塔完成分离后，塔底产品送入下游脱异戊烷塔，完成分离后从塔顶得到异戊烷产品，经过冷却得到产品送入脱正戊烷塔；将脱正戊烷塔塔顶气体进行压缩，压缩到带液量为百分之五，与脱异己烷塔塔底进行换热，完成分离。本专利技术的再沸热源采用低低压0.45MPag蒸汽。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术减少了脱碳四塔的加工量和能耗；(2)本专利技术大大降低了脱异戊烷塔的再沸蒸汽消耗及脱正戊烷塔的循环冷却水消耗；(3)本专利技术改用低低压蒸汽做热源，用能品质更匹配，装置的热力学第二定律能效更高；(4)本专利技术改动只涉及热集成，对分馏过程不构成影响，产品收率和质量不变，适于老装置改造和新装置建设。附图说明图1是本专利技术的对比例的结构图；图2是本专利技术的实施例的结构图。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地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。对比例：对比例为现有某年处理30万吨轻烃的分离装置。如图1所示，35.1t/h原料混合轻烃60.0℃进脱碳四塔1，其塔顶操作压力0.6MPag，对应操作温度塔顶59.9℃、塔底114.3℃，完成分离从塔顶得到C4产品3.5t/h，相应再沸器2热负荷4.92MW，脱碳四塔塔顶冷却系统3负荷3.45MW，冷却系统包括空气冷却器、冷凝器及冷凝罐。31.6t/h塔底产品送下游脱异戊烷塔。脱异戊烷塔4塔顶操作压力0.3MPag，对应操作温度塔顶73.4℃、塔底102.3℃，完成分离从塔顶得到纯度为99.67％异戊烷产品12.5t/h，相应脱异戊烷塔再沸器5热负荷7.37MW，脱异戊烷塔塔顶冷却系统6负荷6.39MW，23.1t/h塔底产品送下游脱正戊烷塔。脱正戊烷塔7塔顶操作压力0.2MPag，对应操作温度塔顶72.3℃、塔底99.5℃，完成分离从塔顶得到纯度为99.43％正戊烷产品6.5t/h，相应脱正戊烷塔再沸器8热负荷3.42MW，脱正戊烷塔塔顶冷却系统9负荷3.29MW，16.7t/h塔底产品送下游脱异己烷塔。脱异己烷塔10塔顶操作压力0.1MPag，对应操作温度塔顶72.0℃、塔底89.3℃，完成分离从塔顶得到纯度为99.67％异己烷产品4.1t/h，相应脱异己烷塔再沸器11热负荷2.60MW，脱异己烷塔塔顶冷却系统12负荷2.42MW，12.6t/h正己烷及＞C6产品从塔底抽出，冷却后送罐区。可见，整个装置合计再沸负荷18.31MW，冷却负荷15.55MW，折成1.0MPa蒸汽消耗28.2t/h(220℃、1.0MPag蒸汽变为150℃过冷水焓差0.65MW/t)，8℃传热温差当量循环水消耗1671t/h。实施例一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离方法，相比对比例做了如下调整，见图2。1)将脱碳四塔的操作压力由0.6MPag降到了0.4MPag，脱异戊烷塔的操作压力由0.3MPag降到了0.1MPag，脱正戊烷塔和脱异己烷塔塔压不变；2)在脱正戊烷塔塔顶设置了压缩机14，将脱正戊烷塔塔顶气(45.7t/h、72.3℃)从0.2MPag压缩到0.4MPag、100.3℃(带液率4.3％wt)。压缩机采用一级压缩方案，按等熵效率75％计算，耗轴功427.1kw；3)在脱正戊烷塔塔顶框架设置了压缩脱正戊烷塔塔顶气～脱异戊烷塔塔底循环液换热器14。来自脱异戊烷塔塔底泵13的循环液(420.6t/h、76.0℃)进14换热到76.9℃(对应气化率为20％mol)，取热2.82MW，将脱正戊烷塔塔顶压缩气从100.3℃冷却到100.0℃(对应液化率为100％wt)。脱异戊烷塔不足的2.92MW再沸负荷继续由脱异戊烷塔再沸器5靠蒸汽供热提供，脱正戊烷塔塔顶剩余的1.51MW冷却负荷则继续交由塔顶冷却系统9完成；4)为了保证脱异戊烷塔塔底循环液能进布置在脱正戊烷塔塔顶框架的换热器15，调整了脱正戊烷塔塔底泵13的流程，它不仅为下游脱正戊烷塔进料提供压头，还为脱异戊烷塔塔底循环液提供压头；5)在脱异戊烷塔进料管线上设置了重质轻烃进料甩头(本实施例不加工重质轻烃)。其他流程和操作不变，产品收率和质量均与比较例相同，其总体运行情况及与比较例的对比如表1和表2所示。表1对比例和实施例的主要操作参数及对比项目单位脱碳四塔脱异戊烷塔脱正戊烷塔脱异己烷塔1塔顶压力MPag0.6/0.40.3/0.10.2/0.20.1/0.12塔底压力MPag0.62/0.420.32/0.120.22/0.220.12/0.123进料温度℃60.0/60.090.4/89.791.6/70.085.7/85.74塔顶温度℃59.9/46.373.4/48.372.3/72.372.0/72.05塔底温度℃114.3/99.2101.4/76.099.5/99.589.3/89.36循环再沸物流返塔温度℃115.4/100.4102.3/76.999.8/99.889.5/89.5*表中/上的数据是对比例参数，下是实施例参数。表2对比例和实施例的主要能耗及对比可见，实施例总蒸汽再沸负荷12.93MW，总塔顶冷却负荷13.53MW，折成0.45MPag蒸汽消耗20.0t/h(200℃、0.45MPag蒸汽变为150℃过冷水焓差0.65MW/t)，8℃传热温差当量循环水消耗1454t/h，另外还消耗压缩电功427.1kw。按电价0.65元/kwh、1.0MPa蒸汽单价200元/吨、0.45MPa蒸汽单价190元/t、循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置，包括脱碳四塔、脱异戊烷塔、脱正戊烷塔及脱异己烷塔，脱碳四塔、脱正戊烷塔及脱异己烷塔均配备再沸器、冷凝器和分液器，其特征在于，所述脱正戊烷塔上设置压缩机，所述脱正戊烷塔塔顶与脱异戊烷塔塔底通过循环液换热器连通。

【技术特征摘要】
1.一种基于塔间热集成技术的石油轻烃分离装置，包括脱碳四塔、脱异戊烷塔、脱正戊烷塔及脱异己烷塔，脱碳四塔、脱正戊烷塔及脱异己烷塔均配备再沸器、冷凝器和分液器，其特征在于，所述脱正戊烷塔上设置压缩机，所述脱正戊烷塔塔顶与脱异戊烷塔塔底通过循环液换热器连通。2.根据权利要求1所述的石油轻烃分离装置，其特征在于，所述脱异戊烷塔的进料管线设置重质轻烃进料甩头。3.根据权利要求1所述的石油轻烃分离装置，其特征在于，循环液提供压头。4.一种如权利1-3任一项所述的石油轻烃分离装置的方法，其...

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