利用有机物兰金循环和改良多效蒸馏系统的天然气凝液装置废热同时向电力和饮用水的转化制造方法及图纸

利用有机物兰金循环和改良多效蒸馏系统的天然气凝液分馏装置废热同时向电力和饮用水的转化的某些方面可以作为系统实施，所述系统包括与NGL分馏装置的两组热源热连接的两个加热流体回路。所述系统包括发电系统，该发电系统包括有机物兰金循环(ORC)，所述有机物兰金循环ORC包括：(i)工作流体，其与第一加热流体回路热连接以加热所述工作流体，和(ii)第一膨胀器，其被配置成由经加热的工作流体产生电力。所述系统包括MED系统，其与第二加热流体回路热连接并且被配置成使用来自该第二加热流体回路的热量中的至少一部分来生产饮用水。控制系统驱动控制阀以选择性地将加热流体回路与所述NGL分馏装置的热源中的一部分热连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用有机物兰金循环和改良多效蒸馏系统的天然气凝液装置废热同时向电力和饮用水的转化优先权要求本申请要求于2017年8月8日提交的名称为“利用从天然气凝液分馏装置回收的废热(UtilizingWasteHeatRecoveredFromNaturalGasLiquidFractionationPlants)”的美国申请号62/542,687和于2017年12月14日提交的名称为“利用有机物兰金循环和改良多效蒸馏系统的天然气凝液装置废热同时向电力和饮用水的转化(NATURALGASLIQUIDFRACTIONATIONPLANTWASTEHEATCONVERSIONTOSIMULTANEOUSPOWERANDPOTABLEWATERUSINGORGANICRANKINECYCLEANDMODIFIEDMULTI-EFFECT-DISTILLATIONSYSTEMS)”的美国申请号15/842,434的优先权，将其整个内容通过引用结合到本文中。
本公开内容涉及运行工业设施，例如，天然气凝液分馏装置或包括运行产生热量的装置例如天然气凝液分馏装置的其他工业设施。
技术介绍
天然气凝液(液态天然气，NGL)过程是在石油精炼厂中用于将天然气转化为产物，例如，液化石油气(LPG)、汽油、煤油、喷气燃料、柴油、燃料油和此类产品的化工过程和其他设施。NGL设施是涉及许多不同加工单元和辅助设施例如公共设施(utility)单元、储罐和此类辅助设施的大型工业联合装置(industrialcomplex)。各个精炼厂都可以具有例如由精炼厂位置、所需产物、经济考虑或此类因素决定的其自身独特的精炼过程的布置和组合。被实施以将天然气转化为产物如先前列举的那些的NGL过程可以产生可能不被再利用的热量，和可能污染大气的副产物，例如温室气体(GHG)。据信，世界环境已经受部分由于GHG释放到大气中造成的全球变暖负面影响。
技术实现思路
本说明书描述了涉及由天然气凝液(NGL)分馏装置中的废热的冷却能力产生、发电或饮用水生产的技术。本公开内容包括以下具有其相应缩写的度量单位中的一种或多种，如表1中所示：度量单位缩写摄氏度℃兆瓦MW一百万MM英热单位Btu小时h磅/平方英寸(压力)psi千克(质量)Kg秒S立方米/天m3/天华氏度F表1在一个示例性实施方式中，一种系统包括与天然气凝液(NGL)分馏装置的第一多个热源热连接的第一加热流体回路。所述系统包括与NGL分馏装置的至少一个第二热源热连接的第二加热流体回路。所述系统包括发电系统，该发电系统包括有机物兰金循环(ORC)，所述ORC包括：(i)工作流体，所述工作流体与第一加热流体回路热连接以加热所述工作流体，和(ii)第一膨胀器，所述第一膨胀机被配置成由经加热的工作流体来产生电力。所述系统包括多效蒸馏(多效果器蒸馏，MED)系统，所述多效蒸馏(MED)系统与第二加热流体回路热连接并且被配置成使用来自第二加热流体回路的热量中的至少一部分来生产饮用水。所述系统包括控制系统，所述控制系统被配置成驱动第一组控制阀以选择性地将第一加热流体回路与NGL分馏装置的第一多个热源中的至少一部分热连接。所述控制系统还被配置成驱动第二组控制阀以选择性地将第二加热流体回路与NGL分馏装置的至少一个第二热源热连接。在与示例性实施方式可结合的一个方面，MED系统包括与第二加热流体回路热连接的多个生产线(train)。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，多个生产线包括三个生产线，即包括六个效果器(effect)的第一生产线、包括四个效果器的第二生产线和包括两个效果器的第三生产线。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，工作流体在ORC的蒸发器中与第一加热流体回路热连接。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，所述系统包括与ORC的蒸发器流体连接的加热流体罐。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，工作流体包括异丁烯。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，第一加热流体回路和第二加热流体回路包括水或油。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，所述系统包括与膨胀器流体连接并且与冷凝器流体源流体连接以冷却工作流体的冷凝器，和用于使工作流体循环通过ORC的泵。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，多个热源包括包括乙烷系统的NGL分馏装置的第一部分子单元，包括丙烷系统的NGL分馏装置的第二多个子单元，包括丁烷系统的NGL分馏装置的第三部分子单元，包括戊烷系统的NGL分馏装置的第四部分子单元，包括天然汽油系统的NGL分馏装置的第五部分子单元，和包括溶剂再生系统的NGL分馏装置的第六部分子单元。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，NGL分馏装置的第一部分子单元包括至少两个乙烷系统热源，其包括：第一丙烷系统热源，所述第一丙烷系统热源包括与丙烷脱水器的出口流股(物流，stream)热连接的换热器；第二丙烷系统热源，所述第二丙烷系统热源包括与脱丙烷塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器；第三丙烷系统热源，所述第三丙烷系统热源包括与丙烷蒸气回收压缩机流股的出口流股热连接的换热器；第四丙烷系统热源，所述第四丙烷系统热源包括与丙烷制冷压缩机流股的出口流股热连接的换热器；和第五丙烷系统热源，所述第五丙烷系统热源包括与丙烷主压缩机流股的出口流股热连接的换热器。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，NGL分馏装置的第三部分子单元包括至少四个丁烷系统热源，其包括：第一丁烷系统热源，所述第一丁烷系统热源包括与丁烷脱水器的出口流股热连接的换热器；第二丁烷系统热源，所述第二丁烷系统热源包括与脱丁烷塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器；第三丁烷系统热源，所述第三丁烷系统热源包括与脱丁烷塔塔底产物(塔底流股，bottoms)的出口流股热连接的换热器；和第四丁烷系统热源，所述第四丁烷系统热源包括与丁烷制冷压缩机流股的出口流股热连接的换热器。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，NGL分馏装置的第四部分子单元包括至少一个戊烷系统热源，其包括：第一戊烷系统热源，所述第一戊烷系统热源包括与脱戊烷塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器。在与前述方面中的任一个可结合的另一个方面，NGL分馏装置的第五部分子单元包括至少三个天然汽油系统热源，其包括：第一天然汽油系统热源，所述第一天然汽油系统热源包括与天然汽油脱色段预闪蒸罐塔顶流股的出口流股热连接的换热器；和第二天然汽油系统热源，所述第二天然汽油系统热源包括与天然汽油脱色塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器；以及第三天然汽油系统热源，所述第三天然汽油系统热源包括与里德蒸气压(Reidvapor本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统包括：/n第一加热流体回路，所述第一加热流体回路与天然气凝液(NGL)分馏装置的第一多个热源热连接；/n第二加热流体回路，所述第二加热流体回路与所述NGL分馏装置的至少一个第二热源热连接；/n发电系统，所述发电系统包括有机物兰金循环(ORC)，所述ORC包括：(i)工作流体，所述工作流体与所述第一加热流体回路热连接以加热所述工作流体，和(ii)第一膨胀器，所述第一膨胀器被配置成由经加热的所述工作流体产生电力；/n多效蒸馏(MED)系统，所述多效蒸馏(MED)系统与所述第二加热流体回路热连接并且被配置成使用来自所述第二加热流体回路的热量中的至少一部分来生产饮用水；和/n控制系统，所述控制系统被配置成驱动第一组控制阀以选择性地将所述第一加热流体回路与所述NGL分馏装置的所述第一多个热源中的至少一部分热连接，所述控制系统还被配置成驱动第二组控制阀以选择性地将所述第二加热流体回路与所述NGL分馏装置的所述至少一个第二热源热连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170808 US 62/542,687;20171214 US 15/842,4341.一种系统，所述系统包括：
第一加热流体回路，所述第一加热流体回路与天然气凝液(NGL)分馏装置的第一多个热源热连接；
第二加热流体回路，所述第二加热流体回路与所述NGL分馏装置的至少一个第二热源热连接；
发电系统，所述发电系统包括有机物兰金循环(ORC)，所述ORC包括：(i)工作流体，所述工作流体与所述第一加热流体回路热连接以加热所述工作流体，和(ii)第一膨胀器，所述第一膨胀器被配置成由经加热的所述工作流体产生电力；
多效蒸馏(MED)系统，所述多效蒸馏(MED)系统与所述第二加热流体回路热连接并且被配置成使用来自所述第二加热流体回路的热量中的至少一部分来生产饮用水；和
控制系统，所述控制系统被配置成驱动第一组控制阀以选择性地将所述第一加热流体回路与所述NGL分馏装置的所述第一多个热源中的至少一部分热连接，所述控制系统还被配置成驱动第二组控制阀以选择性地将所述第二加热流体回路与所述NGL分馏装置的所述至少一个第二热源热连接。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述MED系统包括与所述第二加热流体回路热连接的多个生产线。


3.根据权利要求2所述的系统，其中所述多个生产线包括三个生产线，即包括六个效果器的第一生产线、包括四个效果器的第二生产线和包括两个效果器的第三生产线。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述工作流体在所述ORC的蒸发器中与所述第一加热流体回路热连接。


5.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括与所述ORC的所述蒸发器流体连接的加热流体罐。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述工作流体包括异丁烷。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一加热流体回路和所述第二加热流体回路包括水或油。


8.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
冷凝器，所述冷凝器与所述膨胀器流体连接并且与冷凝器流体源流体连接以冷却所述工作流体；和
用于使所述工作流体循环通过所述ORC的泵。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一多个热源包括：
包括乙烷系统的所述NGL分馏装置的第一部分子单元；
包括丙烷系统的所述NGL分馏装置的第二多个子单元；
包括丁烷系统的所述NGL分馏装置的第三部分子单元；
包括戊烷系统的所述NGL分馏装置的第四部分子单元；和
包括天然汽油系统的所述NGL分馏装置的第五部分子单元；以及
包括溶剂再生系统的所述NGL分馏装置的第六部分子单元。


10.根据权利要求9所述的系统，其中所述NGL分馏装置的所述第一部分子单元包括至少两个乙烷系统热源，所述至少两个乙烷系统热源包括：
第一乙烷系统热源，所述第一乙烷系统热源包括与脱乙烷塔制冷压缩机的出口流股热连接的换热器；和
第二乙烷系统热源，所述第二乙烷系统热源包括与乙烷干燥器的出口流股热连接的换热器。


11.根据权利要求9所述的系统，其中所述NGL分馏装置的所述第二部分子单元包括至少五个丙烷系统热源，所述至少五个丙烷系统热源包括：
第一丙烷系统热源，所述第一丙烷系统热源包括与丙烷脱水器的出口流股热连接的换热器；
第二丙烷系统热源，所述第二丙烷系统热源包括与脱丙烷塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器；
第三丙烷系统热源，所述第三丙烷系统热源包括与丙烷蒸气回收压缩机流股的出口流股热连接的换热器；
第四丙烷系统热源，所述第四丙烷系统热源包括与丙烷制冷压缩机流股的出口流股热连接的换热器；和
第五丙烷系统热源，所述第五丙烷系统热源包括与丙烷主压缩机流股的出口流股热连接的换热器。


12.根据权利要求9所述的系统，其中所述NGL分馏装置的所述第三部分子单元包括至少四个丁烷系统热源，所述至少四个丁烷系统热源包括：
第一丁烷系统热源，所述第一丁烷系统热源包括与丁烷脱水器的出口流股热连接的换热器；
第二丁烷系统热源，所述第二丁烷系统热源包括与脱丁烷塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器；
第三丁烷系统热源，所述第三丁烷系统热源包括与脱丁烷塔塔底产物的出口流股热连接的换热器；和
第四丁烷系统热源，所述第四丁烷系统热源包括与丁烷制冷压缩机流股的出口流股热连接的换热器。


13.根据权利要求9所述的系统，其中所述NGL分馏装置的所述第四部分子单元包括至少一个戊烷系统热源，所述至少一个戊烷系统热源包括：
第一戊烷系统热源，所述第一戊烷系统热源包括与脱戊烷塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器。


14.根据权利要求9所述的系统，其中所述NGL分馏装置的所述第五部分子单元包括至少三个天然汽油系统热源，所述至少三个天然汽油系统热源包括：
第一天然汽油系统热源，所述第一天然汽油系统热源包括与天然汽油脱色段预闪蒸罐塔顶流股的出口流股热连接的换热器；和
第二天然汽油系统热源，所述第二天然汽油系统热源包括与天然汽油脱色塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器；和
第三天然汽油系统热源，所述第三天然汽油系统热源包括与里德蒸气压控制塔塔顶流股的出口流股热连接的换热器。


15.根据权利要求9所述的系统，其中所述NGL分馏装置的所述第六部分子单元包括至少两个溶剂再生系统热源，所述至少两个溶剂再生系统热源包括：
第一溶剂再生系统热源，所述第一溶剂再生系统热源包括与ADIP再生段顶部流股的出口流股热连接的换热器；和
第二溶剂再生系统热源，所述第二溶剂再生系统热源包括与ADIP再生段底部产物的出口流股热连接的换热器。


16.根据权利要求9所述的系统，其中所述至少一个第二热源包括至少一个丙烷系统热源，所述至少一个丙烷系统热源包括与脱丙烷塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：马哈茂德·巴希耶·马哈茂德·努尔丁，阿克拉姆·哈米德·穆罕默德·卡迈勒，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA