CN1023685C - 轻烃分离节能方法 - Google Patents
轻烃分离节能方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1023685C CN1023685C CN92100471A CN92100471A CN1023685C CN 1023685 C CN1023685 C CN 1023685C CN 92100471 A CN92100471 A CN 92100471A CN 92100471 A CN92100471 A CN 92100471A CN 1023685 C CN1023685 C CN 1023685C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tower
- gas
- pressure
- demethanizing
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 61
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 6
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 claims description 5
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 claims description 5
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 4
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007701 flash-distillation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 4
- 239000004283 Sodium sorbate Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004302 potassium sorbate Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- PPASLZSBLFJQEF-RKJRWTFHSA-M sodium ascorbate Substances [Na+].OC[C@@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1[O-] PPASLZSBLFJQEF-RKJRWTFHSA-M 0.000 description 2
- 239000004261 Ascorbyl stearate Substances 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011692 calcium ascorbate Substances 0.000 description 1
- 239000004303 calcium sorbate Substances 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000542 fatty acid esters of ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000541 tocopherol-rich extract Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y02P20/121—
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
本发明提供一种节能的轻烃分离方法，其特征是采用非清晰切割的高压脱乙烷塔脱除脱甲烷塔进料中的碳三馏分，并在脱甲烷塔进料冷却过程中将分离罐出口的气相与其相平衡的液相的减压闪蒸后进行换热。本流程适用于新建乙烯装置及现有乙烯装置的增产节能改造工程。
Description
本发明涉及化学工程中的分离工程，尤其涉及到乙烯装置中轻烯分离工艺流程的改进，其IPC分类号为B0103/14。
众所周知烃类裂解后产生一种多组分混合气体，经过冷却和分离裂解汽油、裂解柴油和裂解燃料油等组分后的混合气体称作轻烃。轻烃需进一步加工，分离成乙烯、丙烯和碳四馏分等产品。作为下游装置的原料。分离流程按照第一个精馏塔轻重关键组分的不同而分为顺序流程、前脱乙烷流程和前脱丙烷流程。这三种流程有不同的优缺点，都已被采用并建成工业装置。采用顺序流程的有30万吨/年乙烯装置;采用前脱丙烷流程的有11.5万吨/年乙烯装置;采用前脱乙烷流程的有2万吨/年气体分离装置，这三种流程的示意图见图一、图二和图三。
无论是顺序流程，前脱乙烷流程或前脱丙烷流程，都是采用精馏方法来分离各组分。根据分离过程的净功能概念，分离的能耗约正比于塔顶出料量和塔顶底温度倒数的差值
Wn＝QTo（ 1/(TL) - 1/(TH) ）
式中Wn-分离过程的净功耗
Q-冷凝器或再沸器的热负荷，正比于塔顶出口气体量
To-环境温度
TL、TH-冷凝器、再沸器的温度
用上述基本概念，结合进料冷却或加热的需要，可以得出这三种流程的优缺点。
采用顺序流程的目的是使流程中各精馏塔的塔顶馏出物量最少，因而使总热负荷最小。但是由于第一个塔是脱甲烷，塔的操作温度最低，全部物料都要冷却到低温，因而顺序流程的脱甲烷塔能耗较其他流程大。
前脱丙烷流程的构思是在第一个精馏塔就把碳四以上馏分分离掉以清除因产生聚合物而引起堵塞的根源，并有利于采用前加氢脱炔工艺和减少进入低温区的物料量。
前脱乙烷流程的总塔顶馏出物量和第一个精馏塔的温度介于顺序流程和前脱丙烷流程之间，兼顾了各塔塔顶馏出物总量小和进低温区的物料流量小两种要求。
由此可见这三种流程有不同的优缺点，总能耗略有差别，一般情况下认为顺序流程的能耗较低，因而引进的大型乙烯装置都采用顺序流程，但前脱乙烷和前脱丙烷的流程也能存在。这三种流程的脱甲烷塔、脱乙烷塔和脱丙烷塔的能量消耗的相对比较如下：
表文见后
由上述比较可以得出结论：对于相同切割任务的精馏塔，无论是脱甲烷、脱乙烷或脱丙烷塔，它在不同流程中的相对能耗都不相同，处于第一个精馏塔位置者相对能耗量大，这是因为第一个精馏塔的进料包含了全部烃类组分，因而负荷大，塔顶底
温差大。若能采用适当的流程和工艺参数，降低第一个精馏塔的能耗又不对流程的其他部分产生不利影响，则能使该流程的总能耗低于其他流程。例如若能使前脱乙烷流程中的脱乙烷塔的能耗下降又不对其他部分产生不利影响，就能成为能量最节省的流程，这就是本发明的目的。
本发明采用双塔前脱乙烷和低压脱甲烷流程，流程见图4。
裂解气压缩机出口的裂解气经E201冷却至0～-17℃，成为气液两相混合物，在V201中将气液相分离，液相进入双塔脱乙烷系统的高压塔T302A，气相经E202进一步冷却至-37℃左右再进入T302A。T302A的任务是脱除塔釜产物中的甲烷含量至0.02～0.09%，同时按0.3～0.8的比例将碳二馏分分配在塔顶和塔釜产物中，塔顶产品进入脱甲烷预冷系统，塔釜产品进入低压脱乙烷塔T302B。在T302B进行碳二和碳三馏分的清晰切割，塔顶产品去乙炔加氢系统，塔釜产品去脱丙烷塔。
将T302A和脱甲烷塔T301进行热集成，即通过热热器将脱甲烷再沸器E306所需热量作为T302A塔顶气体冷凝或冷却所需的冷量，有效地利用了传热温差。进入脱甲烷预冷系统的物料，经过逐步冷却和闪蒸，得到3～4股脱甲烷进料和氢气及低压甲烷。
由于脱甲烷塔进料脱除了部分碳二馏分和全部碳三以上的重组分，使脱甲烷的负荷降低，但是由于进料组分变轻，进料冷却冷凝的热负荷向低温方向移动，使乙烯压缩机的负荷增加。本发明采用将Ⅰ级分离罐和/或Ⅱ级分离罐出口的液体经减压闪蒸降低温度后和分离罐出口的气体进行热交换的方法降低乙烯压缩机和/或甲烷压缩机的负荷。例如，Ⅱ级分离罐的温度为-99℃，出口液体经减压闪蒸后温度降为-115℃，将此液体与-99℃的气体换热，使气体温度降至-101～-106℃，而闪蒸后的液体温度提高到-106℃至-110℃。通过这样的换热措施，虽然减少了脱甲烷塔再沸器回收的冷量，但是回收了能量等级更高的-101℃和-135℃的冷量，因此提高了回收冷量的等级，节省了乙烯压缩机和甲烷压缩机的功率。
本发明流程同时适用于新建乙烯装置或已建装置的增产节能改造。对于新建装置，由于下列原因使本流程的能量消耗低于已有的顺序流程或前脱乙烷流程。
（1）高压脱乙烷塔采用多股进料，使进料在冷却过程中不另加能量就得到几股组成不相同的物流，而且用碳二馏分的非清晰切割代替常规前脱乙烷流程的清晰切割，降低了脱乙烷系统的能量消耗。
（2）由于脱甲烷塔进料脱除了碳三馏分，脱甲烷塔釜液可不通过脱乙烷塔直接经乙炔加氢后去乙烯精馏塔，且其中的乙烯浓度高于脱乙烷塔塔顶产物，因此两者不汇合，使乙烯塔有两股组成不相同的进料，降低了所需的回流比。
（3）将脱甲烷进料分离罐出口的液体经减压闪蒸降低温度和同一分离罐出口的气体进行热交换，降低了高能位冷冻量的消耗。
对于年产30万吨乙烯装置而言，本流程和顺序流程相比每小时节能1000KW。
若原有采用低压脱甲烷流程的乙烯装置要扩建，采用本流程后可以以最少的投资和停工周期，使能力提高20%。理由是：
（1）由于在裂解气冷却过程中及时分离了液相，使相继一系列热交换器的生产能力提高了20%左右。
（2）双塔前脱乙烷流程使进脱甲烷塔系统的进料量减少了30～70%，并且进料组成变轻，因而脱甲烷塔所需回流量大幅度下降，使脱甲烷系统仅作少量修改就能增产20%左右。
（3）由前脱乙烷流程引起的高能位冷量消耗增加的弊端由于采用同一分离罐出口的气液相热交换的方法而得到克服，因而冷冻压缩机系统只需作少量修改就能满足增产20%的要求。
（4）原有的脱乙烷塔员荷下降了30%左右，乙烯塔负荷下降了6～10%。
7.实施例
某引进30万吨乙烯装置，采用顺序低压脱甲烷流程，进分离系统的裂解气组成如下：（未计炔烃）
（表文见后）
由于裂解气组成和原设计值有差异，在产量为30万吨/年时脱甲烷塔、乙烯冷冻压缩机和甲烷冷冻压缩机均已满负荷，丙烯冷冻压缩机约有5～10%富裕。现欲增产20%，并希望冷冻压缩机少
作修改。
为了说明本发明流程的优越性，以公认的最节能的原顺序流程为基准进行比较，进行裂解气压缩机出口的全流程模拟计算和分析，得到结构如下：
表见文后
从上表得知本流程的优越性为：
1、节能。本流程较顺序流程每小时节能1350kw。
2、设备更动少。由于乙烯装置的裂解原料性质和裂解工艺条件不可能保持恒定，为了使装置操作有必要的弹性，设计规定各冷冻压缩机应有一定的余量，通常在5～10%。因而若采用原流程，在增产20%的条件下，甲烷机、乙烯机和丙烯机全部需作修改。而采用本发明流程，仅乙烯机作修改。
附图及其说明：
图1-顺序流程
图2-前脱乙烷流程
图3-前脱丙烷流程
图4-本发明提供的轻烃分离节能流程
A-裂解气
E201，E202，E203，E301，E302，E303，E304，E305，E306-换热器（冷却器，冷凝器）
在图4中E201，E202-脱乙烷进料冷却器
E203-脱乙烷塔冷凝器
E301至E305-脱甲烷塔进料冷却器
E306-脱甲烷塔再沸器
T301-脱甲烷塔（压力0.5-1.5KPA）
T302-脱乙烷塔
T302A-高压脱乙烷塔（压力为2.8-4.0MPA）
T302B-低压脱乙烷塔（压力为1.6-2.3MPA）
T303-脱丙烷塔
精馏塔
脱甲烷塔 脱乙烷塔 脱丙烷塔
流程
顺序流程 大 中 小
前脱乙烷流程 小 大 小
前脱丙烷流程 中 小 大
组分 H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4C+ 5
mol% 17.76 24.97 37.83 5.52 10.24 0.58 2.80 0.32
原设备设计功率（KWh）＊原流程所需功率＊＊ 本发明流程所需功率＊＊
设计值 设备设计值 （KWh） （KWh）
甲烷机 806 848 968 806
乙烯机 1428 1639 1764 2021
丙烯机 9822 11916 11511 10068
总功率 14243 12893
Claims (1)
1、一种节能的轻烃分离方法，其特征是采用非清晰切割的高压脱乙烷塔脱除脱甲烷塔进料中的碳三馏分，并在脱甲烷塔进料冷却过程中将分离罐出口的气相与其相平衡的液相在减压闪蒸后进行换热，包括三部分：
(a)将裂解气压缩机出口的裂解气冷却至0～17℃，使成为气液两相混合物；将气液相分离后，液相进入双塔脱乙烷系统的高压塔T302A(压力为2.8～4.0MPa)，气相进一步冷却至-37℃左右再进入T302A，T302A的任务是脱除塔釜产物中的甲烷含量至0.02～0.09%，同时按0.3～0.8的比例将碳二馏分分配在塔顶和塔釜产品中，塔顶产品进入脱甲烷预冷系统，塔釜产品进入低压脱乙烷塔T302B(压力为1.6～2.3MPa)，在T302B进行碳二和碳三馏分的清晰切割，塔顶产品去乙炔加氢系统，塔釜产品去脱丙烷塔；
(b)在高压脱乙烷塔(T302A，操作压力为2.8～4.0MPa)和脱甲烷塔(T301，压力0.5～1.5MPa)之间通过换热器将脱甲烷再沸器所需热量作为T302A塔顶气体冷凝或冷却所需的冷量，进入脱甲烷预冷系统的物料，经过逐步冷却和闪蒸，得到3～4股甲烷进料和氢气及低压甲烷；
(c)采用将Ⅰ级分离罐和/或Ⅱ级分离罐出口的液体经减压闪蒸降低温度后和分离罐出口的气体进行热交换的方法以降低乙烯压缩机和/或甲烷压缩机的负荷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN92100471A CN1023685C (zh) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 轻烃分离节能方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN92100471A CN1023685C (zh) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 轻烃分离节能方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1063051A CN1063051A (zh) | 1992-07-29 |
| CN1023685C true CN1023685C (zh) | 1994-02-09 |
Family
ID=4938599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN92100471A Expired - Fee Related CN1023685C (zh) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 轻烃分离节能方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1023685C (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1048713C (zh) * | 1996-10-29 | 2000-01-26 | 倪进方 | 提高乙烯回收率的轻烃分离方法 |
| CN100551885C (zh) | 2005-09-29 | 2009-10-21 | 中国石油化工集团公司 | 从制备烯烃的产品气中回收低碳烯烃的方法 |
| CN1911118B (zh) * | 2006-08-18 | 2010-04-21 | 中国农业大学 | 一种开菲尔冻干菌粉及其制备方法和应用 |
| JP6140591B2 (ja) * | 2013-11-21 | 2017-05-31 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 蒸留装置 |
| CN103694072B (zh) * | 2013-12-19 | 2016-04-27 | 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 | 一种高低压双塔精馏脱甲烷、乙烯工艺 |
| CN110527546B (zh) * | 2018-05-24 | 2022-04-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种降低蒸汽裂解装置乙烯机火炬排放量的方法和装置 |
-
1992
- 1992-01-29 CN CN92100471A patent/CN1023685C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1063051A (zh) | 1992-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1727317B (zh) | 消除乙烯装置瓶颈的二级脱乙烷塔 | |
| CN100551885C (zh) | 从制备烯烃的产品气中回收低碳烯烃的方法 | |
| US7982086B2 (en) | Deisobutenizer | |
| CN1195715C (zh) | 在直接使产物骤冷回收热量的情况下使含氧化合物转化成烯烃的方法 | |
| CN1329709A (zh) | 烃气体的加工方法 | |
| US2815650A (en) | Reboiled absorber operation | |
| CN101978028A (zh) | 用于烯烃生产的改进的分离方法 | |
| CN1018022B (zh) | 烃类气体的加工处理 | |
| CN1793092A (zh) | 乙烯的回收和纯化 | |
| CN1019105B (zh) | 烃类气体分离过程 | |
| CN101548147A (zh) | 先进的c2-分流器进料精馏器 | |
| CN1990435A (zh) | 经含氧物转化的烯烃生成 | |
| CN102164880A (zh) | 利用高压产物分流器塔的丙烷脱氢装置中的高能量减少 | |
| CN105272812B (zh) | 一种从甲醇制丙烯产品气中回收乙烯的系统及方法 | |
| CN1048713C (zh) | 提高乙烯回收率的轻烃分离方法 | |
| CN1338449A (zh) | 从含有烃类的混合气中分离回收乙烯、乙烷、丙烯和氢气的方法 | |
| CN1023685C (zh) | 轻烃分离节能方法 | |
| CN100532336C (zh) | 乙烯厂馏分头部所用的双压催化蒸馏加氢塔系统 | |
| CN1407304A (zh) | 一种改进的轻烃深冷分离方法 | |
| CN1250494C (zh) | 催化干气制乙苯工艺流程 | |
| CN1268590C (zh) | 富含丙烯、丙烷催化裂解气的分离方法 | |
| CN112358375B (zh) | 两塔双热泵集成的1-丁烯精制节能工艺及装置 | |
| CN1070385C (zh) | 改进的分凝分馏塔系统 | |
| CN1054835C (zh) | 用c4或c5物料,包括两个提取蒸馏步骤的生产叔醚的方法 | |
| CN112452095B (zh) | 一种改进的尾气精馏方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C15 | Extension of patent right duration from 15 to 20 years for appl. with date before 31.12.1992 and still valid on 11.12.2001 (patent law change 1993) | ||
| OR01 | Other related matters | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |