驱动乙烯厂蒸汽产生回路中的机器的方法和集成乙烯和发电厂系统技术方案

用于驱动乙烯厂蒸汽产生回路中的例如过程压缩机的机器的方法包括以下步骤：从裂解炉回收作为高压蒸汽的热量；将高压蒸汽提供给至少一个蒸汽涡轮机，其中蒸汽涡轮机配置为驱动机器，诸如过程压缩机；在冷凝器中冷凝高压蒸汽的至少部分；将冷凝蒸汽泵送回裂解炉作为锅炉给水。炉给水。炉给水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动乙烯厂蒸汽产生回路中的机器的方法和集成乙烯和发电厂系统


[0001]本申请涉及一种用于驱动乙烯厂蒸汽产生回路中的例如过程压缩机的机器的方法，以及涉及一种集成的乙烯和发电厂系统。

技术介绍

[0002]常规的乙烯厂回路，特别是蒸汽产生回路，包括至少一个、通常六个或更多个常规的裂解炉系统，如例如在文献US4,479,869中公开的。这种裂解炉系统通常包括对流段，在对流段中，烃原料进行预热和/或部分蒸发，并与稀释蒸汽混合以提供原料
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稀释蒸汽混合物。该系统还包括辐射段，该辐射段包括在燃烧室中的至少一个辐射盘管，其中来自对流段的原料稀释蒸汽混合物通过热解在高温下转化成产品和副产品组分。该系统还包括冷却段，该冷却段包括至少一个骤冷交换器，例如输送管线交换器，该交换器配置成快速骤冷离开辐射段的产品或裂解气体，以停止热解副反应，并保持有利于产品的反应的平衡。来自输送管线交换器的热量可以以高压蒸汽的形式回收。然后，在裂解炉中由锅炉给水产生的这种高压蒸汽可用于发电。另外，蒸汽产生回路还包括至少一个、优选多个蒸汽涡轮机、以及由所述蒸汽涡轮机驱动的不同类型的机器，诸如压缩机和泵。这些蒸汽涡轮机可为不同类型的，诸如冷凝蒸汽涡轮机，例如用于大型机器，诸如裂化气体压缩机或丙烯或乙烯制冷压缩机，或背压涡轮机，例如用于相对小型的机器。蒸汽产生回路还包括一个或多个冷凝器和至少一个锅炉给水泵，例如通常在真空条件下操作的表面冷凝器，锅炉给水泵配置成收集冷凝蒸汽，并将冷凝蒸汽作为锅炉给水泵送回裂解炉系统。该回路还可包括冷凝物泵和在冷凝器与锅炉给水泵之间的除气器，其中冷凝物可与补充水混合，并用蒸汽汽提，以从冷凝物和补充水中除去空气。然后，可将在脱气器中收集的锅炉给水泵入裂解炉。
[0003]代替如上所述的常规裂解炉，已开发了高效裂解炉，高效裂解炉可通过修改炉的热量回收方案而显著提高燃烧室效率，并降低燃料消耗和CO2排放。用于这种高效裂解炉的不同种类的热量回收过程，诸如具有空气预热、具有全氧燃料燃烧或具有部分氧燃料燃烧的方法，在例如文献EP 341587中公开了。除了在初级输送管线换热器中而不是在对流段中加热原料稀释蒸汽混合物以及在次级输送管线换热器中产生高压蒸汽之外，高效裂解炉的改进的热量回收过程配置成在位于高压蒸汽过热器组上游的对流段中的锅炉盘管中产生高压蒸汽。锅炉盘管配置成使用烟道气而不是裂解气来产生高压蒸汽，从而保护过热器组免受高温。然而，这种高效裂解炉还可显著减少高压蒸汽的产生，同时仍然能够将原料稀释蒸汽混合物过热至优化的辐射盘管入口温度，该加热步骤在初级输送管线换热器中进行，而不是在对流段中进行。高效裂解炉例如可仅产生在常规裂解炉中产生的大约1/3的蒸汽，因而该量可能不足以使汽涡轮机驱动过程压缩机，诸如裂化气体压缩机、或丙烯或乙烯制冷压缩机。降低的高压蒸汽产生例如可仅驱动机器的部分，因而一个或多个压缩机则可能需要由电动机驱动，电动机所需的电力可由发电厂提供，该发电厂可位于乙烯厂附近。可替代地，所需的电力也可由可再生能源供应，诸如由风力涡轮机和/或太阳能电池板供应。然
而，大功率变速驱动电动机可能不能以所需的尺寸获得，例如用于每年生产超过1500,000吨乙烯的世界规模的乙烯厂。对于最大的压缩机，这些工厂可能需要具有超过例如60MW容量的电驱动器。这将推动市场上实际可用的极限。同时，高效裂解炉也可节省燃料，例如甲烷和氢气，这增加了需要输出的燃料的量。氢可例如用于氢化，但是甲烷通常进行燃烧，这种方法仍然将CO2释放到大气中。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是解决或缓解上述问题中的一个或多个。特别地，本申请的目的在于提供一种用于驱动乙烯厂回路中的机器的改进方法，该方法能够减少所产生的电力的碳足迹，即每千伏所产生电力所释放的CO2的量。
[0005]为此目的，根据本申请的第一方面，提供了一种用于驱动乙烯厂蒸汽产生回路中的例如过程压缩机的机器的方法，该方法的特征在于权利要求1的特征。特别地，该用于驱动机器的方法包括以下步骤：从裂解炉回收作为高压蒸汽的热量；将所述高压蒸汽提供给至少一个蒸汽涡轮机，该蒸汽涡轮机配置成驱动机器，诸如过程压缩机；在冷凝器中冷凝高压蒸汽的至少部分；以及将冷凝蒸汽作为锅炉给水泵送回裂解炉。该方法还包括以下步骤：从发电厂回路的废热回收锅炉回收作为高压蒸汽的热量；以及以创造性的方式将来自发电厂回路的高压蒸汽的至少部分提供给乙烯厂蒸汽产生回路的至少一个蒸汽涡轮机。通过从发电厂回路向乙烯厂蒸汽产生回路的至少一个蒸汽涡轮机提供高压蒸汽，可补偿由于使用高效裂解炉而导致的乙烯厂蒸汽产生回路中产生的高压蒸汽减少，使得至少一个蒸汽涡轮机可驱动诸如过程压缩机的机器，而不需要额外的电动机。
[0006]另外，将来自乙烯厂蒸汽产生回路的裂解炉的过量燃料提供给发电厂回路的废热回收锅炉，用于辅助点火。如上所述，在高效炉中，不是所有提供给燃烧室的燃料都被使用。由于高效炉的改进的热回收方案，可节省高达30％的燃料。这种过量的燃料存在于离开高效裂解炉的裂解气中，然后可例如通过低温蒸馏从裂解气中分离，从而可回收燃料。然后，可将这种回收的过量燃料提供给发电厂回路的废热回收锅炉，用于额外的点火，以提高废热回收锅炉中的温度。过量燃料可例如包括甲烷。由于甲烷的燃烧，CO2被释放到大气中。然而，由于废热回收锅炉中的燃烧是发电厂回路的部分，因而通过提高燃烧热转化为电能的效率，可显著增加由一定量的甲烷产生的电量，这可减少所产生的电能的碳足迹，即每千瓦所产生电能的CO2排放量。
[0007]可优选地向废热回收锅炉提供来自发电厂回路的至少一个燃气涡轮机的废气。发电厂的至少一个燃气涡轮机例如可包括燃烧室和空气压缩机。空气可通过空气压缩机供给到燃烧室，燃料气体也可供给到燃烧室。烟道气或废气包括过量的空气含量，可以以相对高的温度离开燃气涡轮机，并可被送到废热回收锅炉。
[0008]有利的是，来自乙烯厂蒸汽产生回路的裂解炉的过量燃料可被提供给发电厂回路的燃气涡轮机以用于燃烧。如上所述，在离开高效裂解炉的裂解气中可能存在过量的燃料，然后，该过量的燃料可例如通过低温蒸馏使其与裂解气分离，从而可回收燃料。然后，这种回收的过量燃料不仅可提供给发电厂回路的废热回收锅炉，而且也可或替代地提供给发电厂回路的燃气涡轮机以用于燃烧，从而进一步减少了该方法的碳足迹。
[0009]作为发电厂回路的部分的至少一个燃气涡轮机可优选地配置成驱动乙烯厂蒸汽
产生回路的机器，诸如过程压缩机。所有上述特征，特别是从发电厂回路的废热回收锅炉向蒸汽产生回路的至少一个汽涡轮机提供高压蒸汽；从燃烧室向发电厂回路的燃气涡轮机的燃烧室和发电厂回路的废热回收锅炉提供过量燃料；以及通过发电厂回路的燃气涡轮机驱动乙烯厂蒸汽产生回路的过程压缩机，可全部在乙烯厂蒸汽产生回路与发电厂回路之间建立互连，并且可提供用于在乙烯厂蒸汽产生回路中结合发电厂回路驱动例如过程压缩机的机器的方法，该方法可产生比现有技术的方法和回路多大约50％的电力，并且相对于现有技术的方法和回路减少大约1/3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于驱动乙烯厂蒸汽产生回路中的机器的方法，所述机器例如为过程压缩机，所述方法包括以下步骤：从裂解炉回收作为高压蒸汽的热量；将所述高压蒸汽提供给至少一个蒸汽涡轮机，其中，所述蒸汽涡轮机配置为驱动诸如过程压缩机的机器；在冷凝器中冷凝所述高压蒸汽的至少部分；将冷凝蒸汽作为锅炉给水泵送回所述裂解炉；其中，所述方法还包括以下步骤：从发电厂回路的废热回收锅炉中回收作为高压蒸汽的热量；将来自所述发电厂回路的所述高压蒸汽的至少部分提供给所述乙烯厂蒸汽产生回路的所述至少一个蒸汽涡轮机；以及其中，将来自所述乙烯厂蒸汽产生回路的所述裂解炉的过量燃料提供给所述发电厂回路的所述废热回收锅炉，以用于辅助点火。2.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述废热回收锅炉提供来自所述发电厂回路的至少一个燃气涡轮机的废气。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将来自所述乙烯厂蒸汽产生回路的所述裂解炉的过量燃料提供给所述发电厂回路的所述燃气涡轮机，以进行燃烧。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述至少一个燃气涡轮机配置成驱动所述乙烯厂蒸汽产生回路的诸如过程压缩机的机器。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：将来自所述发电厂回路的所述废热回收锅炉的高压蒸汽的至少部分提供给所述发电厂回路的至少一个蒸汽涡轮机，其中，所述蒸汽涡轮机配置为驱动发电机来发电；在所述发电厂回路的冷凝器中冷凝所述高压蒸汽的至少部分；将所述冷凝蒸汽泵送回所述废热回收锅炉作为锅炉给水。6.一种集成乙烯和发电厂系统，包括乙烯厂蒸汽产生回路和配置成发电的发电厂回路，其中，所述乙烯厂蒸汽产生回路包括：裂解炉，用于将烃原料转化成裂解气体，其中，所述裂解炉配置为从锅炉给水产生高压蒸汽；至少一个蒸汽涡轮机，配置成由所述高压蒸汽驱动；至少一个过程压缩机，配置为由所述至少一个蒸汽涡轮机驱动；至少一个冷凝器，配置为冷凝所述高压蒸汽的至少部分；至少一个泵，配置为将冷凝蒸汽泵送至所述裂解炉作为锅炉给水；其中，所述发电厂回路包括废热回收锅炉，所述废热回收锅炉配置为回收作为高压蒸汽的热量，其中，所述集成乙烯和发电厂系统还包括在所述乙烯厂蒸汽产生回路与所述发电厂回路之间的第一连接部，所述第一连接部配置成将来自所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：法国德西尼布，
类型：发明
国别省市：