【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工设备的热量回收领域，特别涉及塔顶气余热全回收系统以及全回收方法。
技术介绍
1、在典型的分馏塔工艺中，如轻烃分离塔、co2汽提塔、溶剂再生塔或酸性水汽提塔等，分馏塔塔底通常需要消耗大量高品位蒸汽加热，普遍存在运行能耗高的问题，其中塔顶气相温度约70℃至120℃，通常通过空冷或水冷或空冷+水冷方式进行冷却，大量余热未进行回收，存在着能量浪费，同时增加空冷电耗或循环水能耗。目前，对于现有工艺空冷或水冷或空冷+水冷工艺而言，存在以下问题：一方面塔顶余热未回收，造成能量浪费；另一方面塔顶冷却采用空冷或水冷经常出现空冷器、水冷器结垢和腐蚀泄露问题，严重时需要停工检修，不利于装置长周期安全运行，特别在夏天气温较高时，容易出现冷却困难，有时无法达到工艺指标或者回流温度偏高，引起运行能耗高或者处理量下降的问题，不利于装置的稳定运行。
2、已有的节能技术中，包括在空冷或水冷或空冷+水冷前增加热媒水换热器或者增加工艺物料换热器，将塔顶气高温段余热进行回收，预热热媒水或工艺物料。其优势在于实现塔顶气余热部分回收，回收成本相对较低；劣势在于经热媒水或工艺物料换热后的塔顶气通常还有60℃至90℃，塔顶气余热仍有部分未回收，还需要消耗空冷或水冷进行冷却，同时由于新增热媒水换热器或工艺物料换热器，增加塔顶气压降，对分馏塔操作造成不利影响；同时虽然空冷或水冷负荷有所降低，但仍无法停掉，仍会出现水冷器结垢、腐蚀泄露和空冷夏季冷却困难等问题，不利于装置稳定运行。
3、因此，如何高效充分利用塔顶气余热资源，完全停用空冷或水冷
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供塔顶气余热全回收系统以及全回收方法，克服了现有技术的困难，能够将塔顶气余热全部回收，系统工作状态更稳定，热量利用效率更高，同时也降低了取热成本。
2、根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种塔顶气余热全回收系统，包括：
3、多股流换热容器，包括位于上部的高温换热单元和位于下部的低温换热单元，所述高温换热单元接收来自塔式汽液装置的塔顶气，并通过带阀门的内部管路连通所述低温换热单元；
4、气液分离罐，连通所述低温换热单元的下部，进行气液分离；
5、高温工质蒸发器，通过管路连通所述高温换热单元的顶部接收热媒水，通过所述热媒水的热量对第一冷媒进行蒸发；
6、中温工质冷凝器，通过管路连接所述高温工质蒸发器的底部，对热媒水进行升温后输送到所述高温换热单元的底部，与所述高温换热单元中的塔顶气进行换热；
7、高温工质冷凝器，通过具有所述第一冷媒的管路与所述高温工质蒸发器形成高温换热循环，接收自所述高温工质蒸发器的蒸发气化后的第一冷媒进行冷凝，并通过一循环管路对所述塔式汽液装置底部的物料进行加热；以及
8、中温工质蒸发器，通过具有第二冷媒的管路与所述中温工质冷凝器形成中温换热循环，通过所述中温工质的热量对所述热媒水进行升温，并且，所述中温工质蒸发器通过管路连通所述低温换热单元的顶部接收冷却水，通过所述冷却水的热量对第二冷媒进行蒸发，并将冷却后的所述冷却水，输送到所述低温换热单元的底部，与所述低温换热单元中的塔顶气进行再次换热，流出所述高温换热单元的热媒水的温度大于流出所述低温换热单元的冷却水的温度。
9、优选地，还包括：
10、一热媒水循环泵，连通所述高温工质蒸发器与所述中温工质冷凝器，将流出所述高温工质蒸发器的热媒水进行增压后输送到所述中温工质冷凝器；以及
11、一高温工质增压机，连通所述高温工质蒸发器与所述高温工质冷凝器，对流出所述高温工质蒸发器的高温工质进行增压为高温高压的微过热气相工质后，输送到所述高温工质冷凝器，高温高压的微过热气相工质的温度范围是100°c至135°c，压力范围是1.5mpag至3.0mpag。
12、优选地，还包括：一高温工质节流膨胀器，串联于所述高温工质自所述高温工质冷凝器流向所述高温工质蒸发器的管路中，令流入所述高温工质蒸发器的所述第一冷媒为低温低压液相，低温低压液相的温度范围是50°c至75°c，压力范围是0.35mpag至0.7mpag。
13、优选地，还包括：
14、一冷却水循环泵，连通所述中温工质蒸发器和所述低温换热单元，将流出所述中温工质蒸发器的冷却水进行增压后输送到所述低温换热单元；以及
15、一中温工质增压机，连通所述中温工质蒸发器和所述中温工质冷凝器，将流出所述中温工质蒸发器的中温工质进行增压为高温高压的微过热气相工质后，输送到所述中温工质冷凝器，高温高压的微过热气相工质的温度范围是60°c至90°c，压力范围是2.5mpag至5.2mpag。
16、优选地，还包括：一中温工质节流膨胀器，串联与所述中温工质冷凝器流向所述中温工质蒸发器的管路中，令流入所述中温工质蒸发器的所述第二冷媒为低温低压液相，低温低压液相的温度范围是20°c至35°c，压力范围是0.8mpag至1.5mpag。
17、优选地，所述塔式汽液装置是一分馏塔，所述气液分离罐的顶部连通气相下游管路，所述气液分离罐的底部通过一回流输送泵连通液相回流管路或外送管路。
18、优选地，还包括：
19、第一阀门，串联于所述高温换热单元与所述低温换热单元之间的管路；以及
20、第一温度传感器，设置于所述高温换热单元并连接所述第一阀门，所述第一温度传感器检测所述热媒水的第一温度，当所述热媒水的第一温度高于第一预设温度阈值，则打开所述第一阀门，令换热后的所述塔顶气流向所述低温换热单元。
21、优选地，还包括：
22、第二阀门，串联于所述低温换热单元与所述气液分离罐之间的管路；以及
23、第二温度传感器，设置于所述低温换热单元并连接所述第二阀门，所述第二温度传感器检测所述塔顶气的温度，当所述塔顶气的温度低于第二预设温度阈值，则打开所述第二阀门，令再次换热后的所述塔顶气流向所述气液分离罐。
24、优选地，所述塔式汽液装置的塔顶温度的范围为70℃至120℃，塔底温度的范围为80℃至130℃；
25、所述冷却水流进所述低温换热单元的上水温度的范围为30℃至40℃，流出所述低温换热单元的回水温度的范围为40℃至50℃；
26、所述热媒水流进所述高温换热单元的上水温度的范围为50℃至80℃，流出所述高温换热单元的回水温度的范围为60℃至90℃。
27、根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种塔顶气余热全回收方法，使用了前述的塔顶气余热全回收系统，包括以下步骤：
28、所述高温换热单元接收塔式汽液装置的塔顶气，通过所述高温工质蒸发器接收所述高温换热单元的热媒水，并通过所述热媒水的热量对第一冷媒进行蒸发，形成第一换热循环；...
【技术保护点】
1.一种塔顶气余热全回收系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：一高温工质节流膨胀器（14），串联于所述高温工质自所述高温工质冷凝器（13）流向所述高温工质蒸发器（11）的管路中，令流入所述高温工质蒸发器（11）的所述第一冷媒为低温低压液相，所述低温低压液相的温度范围是50°C至75°C，压力范围是0.35Mpag至0.7Mpag。
4.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：
5.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：一中温工质节流膨胀器（9），串联与所述中温工质冷凝器（8）流向所述中温工质蒸发器（6）的管路中，令流入所述中温工质蒸发器（6）的所述第二冷媒为低温低压液相，所述低温低压液相的温度范围是20°C至35°C，压力范围是0.8Mpag至1.5Mpag。
6.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，所述塔式汽液装置是一分馏塔（1），所述气液分离罐
7.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：
8.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：
9.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，所述塔式汽液装置的塔顶温度的范围为70℃至120℃，塔底温度的范围为80℃至130℃；
10.一种塔顶气余热全回收方法，采用如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，包括以下步骤：
11.如权利要求10所述的塔顶气余热全回收方法，其特征在于，还包括：实时检测所述高温换热单元（21）中热媒水的第一温度，判断所述第一温度是否高于第一预设温度阈值，若是，则连通所述高温换热单元（21）和所述低温换热单元（22），令换热后的所述塔顶气流向所述低温换热单元（22）；若否，则截止所述高温换热单元（21）和所述低温换热单元（22），令所述塔顶气继续与所述热媒水换热。
12.如权利要求10所述的塔顶气余热全回收方法，其特征在于，还包括：实时检测所述低温换热单元（22）中所述塔顶气的第二温度，判断所述第二温度是否低于第二预设温度阈值，若是，则连通所述低温换热单元（22）和所述气液分离罐（3）；若否，则截止所述低温换热单元（22）和所述气液分离罐（3），令所述塔顶气继续与所述冷却水换热。
...【技术特征摘要】
1.一种塔顶气余热全回收系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：一高温工质节流膨胀器（14），串联于所述高温工质自所述高温工质冷凝器（13）流向所述高温工质蒸发器（11）的管路中，令流入所述高温工质蒸发器（11）的所述第一冷媒为低温低压液相，所述低温低压液相的温度范围是50°c至75°c，压力范围是0.35mpag至0.7mpag。
4.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：
5.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，还包括：一中温工质节流膨胀器（9），串联与所述中温工质冷凝器（8）流向所述中温工质蒸发器（6）的管路中，令流入所述中温工质蒸发器（6）的所述第二冷媒为低温低压液相，所述低温低压液相的温度范围是20°c至35°c，压力范围是0.8mpag至1.5mpag。
6.如权利要求1所述的塔顶气余热全回收系统，其特征在于，所述塔式汽液装置是一分馏塔（1），所述气液分离罐（3）的顶部连通气相下游管路，所述气液分离罐（3）的底部通过一回流输送泵（4）连通液相回流管路或外送管路。
7.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉顺，余金森，王剑峰，李波，慕锴，杜月潭，张体木，
申请(专利权)人：上海优华系统集成技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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