塔顶油气热量利用的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及炼油化工生产技术领域，公开了一种塔顶油气热量利用的系统及方法。该系统包括依次连接的塔、换热器、回流罐、第一冷却器和分离罐，其中，所述塔、换热器和回流罐两两之间通过物料输送管道连接，构成一个循环回路，使经过换热器进行换热处理的液相返回至所述塔内，所述回流罐还连接有以串联方式连通设置的第一冷却器和分离罐，用于处理从回流罐分离得到的气相物料。该系统和方法能够有效的防止换热器出现泄漏后冷侧物料中的水随液相油返回到塔内，进而能够防止造成后续工段吸附剂污染及催化剂中毒的问题出现。

System and Method of Thermal Utilization of Oil and Gas on Tower Top

【技术实现步骤摘要】
塔顶油气热量利用的系统及方法
本专利技术涉及炼油化工生产
，具体地涉及一种塔顶油气热量利用的系统，以及一种通过该系统进行塔顶油气热量利用的方法。
技术介绍
以对二甲苯(PX)装置回收抽余液塔顶油气热量为例说明。芳烃联合装置是高能耗装置，低温热得不到有效利用是非常重要的原因之一。其中吸附分离单元抽余液塔是芳烃联合装置中塔顶低温热热量最大的系统。贫对二甲苯的混合芳烃从塔中部抽出，至下游装置，解吸剂从塔底部抽出，返回吸附装置。抽余液塔顶采用全回流的方式，即抽余液塔顶油气，经空冷器冷凝冷却后，进入回流罐，再通过回流泵升压后，返回抽余液塔顶。抽余液塔顶油气温位高，冷却负荷大，直接进空冷冷却，热量没有得到回收，且增加空冷负荷。现有的抽余液塔顶油气热量利用系统多是自吸附装置的抽余液进入抽余液塔进行精馏分离，为了回收抽余液塔顶油气热量，新增换热器，通过热水与抽余液塔顶油气换热，回收塔顶油气热量。但是上述抽余液塔顶油气热量利用系统采用塔顶油气与水直接换热，若发生换热器泄漏，水泄漏至油相中，油水混合物经泵升压后，再次返回到抽余液塔内后，会造成后续工段吸附剂污染及催化剂中毒，造成严重的经济损失。《对二甲苯装置低温热回收分析》(余富海.对二甲苯装置低温热回收分析[J].炼油技术与工程,2012,42(4):49-53.)中，采用热联合的方法对对二甲苯抽余液塔顶油气的热量回收，该方法中，抽余液塔顶采用全回流，抽余液塔顶油气，经换热器，与冷工艺物流换热冷凝后，进入回流罐，之后通过回流泵，返回抽余液塔顶。CN104974007A中公开了一种回收对二甲苯生产工艺中吸附分离装置的低温余热的方法，该方法中抽余液塔顶采用全回流，0.15-0.5MPa，170-217℃的抽余液塔顶油气，经卧式蒸汽发生器，产生0.35-0.5MPa的蒸汽，而油气冷凝至163-174℃，进入回流罐，之后通过回流泵，返回抽余液塔顶。卧式蒸汽发生器的浮头形式为双管板式，换热管为U型高通量管。尽管回收热量带来的经济效益可观，但热量回收存在以下困难：1)抽余液塔采用加压操作，塔顶冷凝热源用来发4.0MPa蒸汽，低压蒸汽可以用来发电，抽余液塔顶产物则与低压蒸汽在换热器里进行接触，采用塔顶油气与水直接换热，若发生换热管泄漏，水会进入油气，导致水进入异构化进料而使异构化催化剂性能受到严重损坏，易造成后续工段吸附剂污染及催化剂中毒，造成严重的经济损失；2)抽余液塔在直接生产PX的吸附分离这个关键装置中，对吸附剂的安全平稳运行有着较大影响，若水进入吸附装置，将被牢固地吸附在吸附剂表面上，会严重影响分子筛的吸附容量和相对吸附率；3)通常为防止水泄漏至油气，需采用双管板换热器，投资较大；4)塔顶压力越低，则塔的操作性能越好，若采用热回收，换热器压力降较大，会造成塔压升高，增大精馏塔消耗的能量，提压操作，将造成再沸器能耗增加，且会降低塔的操作性能；5)蒸汽发生器面积巨大，为避免对管线产生液击，蒸汽发生器需安装在高点上。因此，如何提出一种塔顶油气热量利用方法，能够解决现有技术中换热器泄漏造成后续工段吸附剂污染及催化剂中毒，是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有塔顶油气热量利用工艺中存在的换热器泄漏导致热媒水进入塔内，造成后续工段吸附剂污染及催化剂中毒以及投资成本高的问题，提供一种塔顶油气热量利用的系统和方法，该系统和方法能够有效的防止换热器出现水泄漏后水随油气返回到塔内，使用第一冷却器和分离罐配合，有效的将水引入到分离罐中，进而能够防止水进入抽余液塔内造成后续工段吸附剂污染及催化剂中毒的问题出现。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种塔顶油气热量利用的系统，该系统包括依次连接的塔、换热器、回流罐、第一冷却器和分离罐，其中，所述回流罐带有第一物料进口、气相物料出口和液相物料出口，所述第一物料进口与塔顶部的塔顶油气出口连通，所述气相物料出口与所述第一冷却器的待冷却物料入口连通，所述液相物料出口管道与所述塔顶部的循环回流进料口连通，所述第一冷却器设置于所述回流罐与所述分离罐之间的所述回流罐的气相物料出口管道上，所述分离罐带有第二物料进口、气相出口、排水口和出油口，所述第二物料进口与所述第一冷却器的冷却物料出口连通设置，所述气相出口接入排放气系统，所述排水口接入至含油污水系统，所述出油口管道接入至污油排放管道。本专利技术第二方面提供一种抽余液塔顶油气热量利用的方法，该方法在前述塔顶油气热量利用的系统中进行，该方法包括：使来自塔顶部的塔顶油气进入换热器进行换热处理，并将换热处理后的塔顶油气送入回流罐中进行气液分离，得到气相物料和液相物料，所述液相物料回流至所述塔顶部的循环回流进料口，所述气相物料送入第一冷却器进行第一冷却处理得到气液混合相物料，并将得到的气液混合相物料送入分离罐进行不凝气、水和油相的分离，分离得到的不凝气由排空管道排出所述热量利用系统，分离得到的水由含油污水管道排出所述热量利用系统，分离得到的油相由污油排放管道排出所述热量利用系统，其中，来自塔顶部的塔顶油气进入换热器进行换热处理后的温度高于对应压力下水的冷凝温度，回流罐分离得到的气相物料经第一冷却器进行第一冷却处理后的温度低于对应压力下水的气化温度。与现有技术相比，本专利技术提供的抽余液塔顶油气热量利用的系统和抽余液塔顶油气热量利用的方法的优点在于：(1)在使用本专利技术提供的系统进行抽余液塔顶油气热量利用的过程中，可以通过使来自抽余液塔顶油气与换热器中的热媒水进行热交换，将抽余液塔顶油气的热量用于距离较远的热阱，提高抽余液塔顶油气热量的利用率；(2)当换热器出现泄漏时，抽余液塔顶部的抽余液塔顶油气进入换热器进行换热处理后的温度高于对应压力下的水冷凝温度，进入回流罐中的水呈气相状态，气相水与不凝气和油相轻组分经第一冷却器冷凝冷却后进入分离罐，实现水、不凝气和油相轻组分的分离，分离罐分离出的水由含油污水管道排出该系统。即使换热器中发生水的泄漏，大量水也会被收集在所述分离罐内，不会对所述抽余液塔造成影响；(3)本专利技术提供的系统通过在回流罐与第一冷却器之间的管路内、分离罐内和所述分离罐的出水管路内的任意一处设置检测装置，监控污水流量，当污水流量突然增大时，可以调控换热器内热媒水的流量甚至将换热器切出整个系统，从而够有效的防止换热器出现水泄漏后水随油气返回到抽余液塔内造成后续工段吸附剂污染及催化剂中毒的问题出现；(4)由本专利技术提供的抽余液塔顶油气热量利用的系统可以通过直接对现役的抽余液塔进行改造，改造工期短，施工成本低，并且可以采用普通换热器作为热媒水与抽余液塔顶油气的换热设备，大大降低了设备费用，经济性好。附图说明图1是本专利技术提供的塔顶油气热量利用的系统的结构示意图。附图标记说明1、塔2、换热器3、回流罐4、第一冷却器5、分离罐6、回流泵7、第二冷却器8、调节阀具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指相对于本专利技术中的塔的结构示意图的方位。“内、外”是分别相对于本专利技术中所述塔、换热器、回流罐、第一冷却器、分离罐以及它们的连接管道的实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔顶油气热量利用的系统，其特征在于，该系统包括依次连接的塔(1)、换热器(2)、回流罐(3)、第一冷却器(4)和分离罐(5)，其中，所述回流罐(3)带有第一物料进口、气相物料出口和液相物料出口，所述第一物料进口与塔(1)顶部的塔顶油气出口连通，所述气相物料出口与所述第一冷却器(4)的待冷却物料入口连通，所述液相物料出口管道与所述塔(1)顶部的循环回流进料口连通，所述第一冷却器(4)设置于所述回流罐(3)与所述分离罐(5)之间的所述回流罐(3)的气相物料出口管道上，所述分离罐(5)带有第二物料进口、气相出口、排水口和出油口，所述第二物料进口与所述第一冷却器(4)的冷却物料出口连通设置，所述气相出口接入排放气系统，所述排水口接入至含油污水系统，所述出油口管道接入至污油排放管道。

【技术特征摘要】
1.一种塔顶油气热量利用的系统，其特征在于，该系统包括依次连接的塔(1)、换热器(2)、回流罐(3)、第一冷却器(4)和分离罐(5)，其中，所述回流罐(3)带有第一物料进口、气相物料出口和液相物料出口，所述第一物料进口与塔(1)顶部的塔顶油气出口连通，所述气相物料出口与所述第一冷却器(4)的待冷却物料入口连通，所述液相物料出口管道与所述塔(1)顶部的循环回流进料口连通，所述第一冷却器(4)设置于所述回流罐(3)与所述分离罐(5)之间的所述回流罐(3)的气相物料出口管道上，所述分离罐(5)带有第二物料进口、气相出口、排水口和出油口，所述第二物料进口与所述第一冷却器(4)的冷却物料出口连通设置，所述气相出口接入排放气系统，所述排水口接入至含油污水系统，所述出油口管道接入至污油排放管道。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述换热器(2)内设置有一个或多个换热管，每个换热管各自独立地注入和排出热媒水，所述换热管的入口与热媒水供给源连通，所述换热管的出口与热阱中的热媒水循环管道连通。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述换热管的入口处设置有调节阀(8)，用于调控注入所述换热器(2)中的热媒水的流量，进而控制塔顶油气进入回流罐3的温度。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统中还包括温度测量控制仪，所述温度测量控制仪设置于换热器(2)的换热物料出口处并与所述调节阀(8)通过电路连接，用于测量换热物料出口处物料温度并转换成温度信号，然后根据测得的温度信号自动化地调节所述调节阀(8)的开度。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述系统中还包括检测装置，用于检测所述换热器(2)中热媒水的泄漏量，所述检测装置设置于所述回流罐(3)与第一冷却器(4)之间的管路内、所述分离罐(5)内和所述分离罐(5)的出水管路内的至少一处，其中，所述检测装置为流量计和/或界位计；优选地，所述检测装置设置于所述回流罐(3)与第一冷却器(4)之间的管路内，所述检测装置为流量计；优选地，所述检测装置设置于所述分离罐(5)内，所述检测装置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏杰，陈燕斌，孙虎良，王金龙，王海，庄恒亚，余金森，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，上海优华系统集成技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33