[发明专利]一种石油炼制中回收和利用工艺余热的方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼油工业中的余热回收领域，具体涉及一种在石油炼制中利用多热水系统回收和利用工艺余热的方法。

背景技术

在我国过程工业中，炼油工业占据了极为重要的位置，炼油工业的产品是满足国民经济各行业、国防现代化建设和人民生活必不可少的基本原料。炼油工业的特点就是通过热能驱动，将石油中不同组分分离出来，因此，炼油装置生产过程中产生大量的低温工艺余热，如果能够合理的高效的利用这些工艺余热，将会使炼油工业的能耗进一步降低。但是工艺换热后的工艺低温余热，因其来源广，负荷差别大的特点，限制了其利用范围，所以通常采用热水作为热媒，将低温工艺余热收集起来统一利用。传统流程采用一套热水系统进行低温工艺余热回收-利用，但热水网络中热源部分冷流偏少，限制了网络中冷热物流的合理匹配，另外，在热阱部分，同样存在热流偏少的问题，不仅限制热阱用户的低温工艺余热利用，致使热水网络热量回收-利用率低；同时由于热阱用户用热情况的复杂和多变性，不断对网络产生干扰，又由于一套热水系统使得网络柔性不足，传统流程通常会有操作波动大的问题。

发明内容

为克服现有的回收和利用工艺余热方法的上述缺点，本发明提供利用多热水系统在石油炼制中回收和利用工艺余热的方法，包括热源部分取热，热阱部分供热、供热后再返回热源部分取热的工艺流程，具体包括以下步骤：

(1)热源部分取热：在热源部分中，将工艺余热分为200～120℃的高温位和120～70℃的低温位两类，相对应地将热水系统分为高温热水系统(热水换热终温为130～100℃)和低温热水系统(热水换热终温为100～85℃)两种，其中高温热水系统置于工艺物流余热回收流程的上游，以回收全部高温位和部分低温位的工艺余热，并作为高温工艺物流(出换热网络温度200～120℃)的调节手段，低温热水系统则置于工艺物流余热回收流程的下游，回收剩余低温工艺余热，并作为低温工艺物流(出换热网络温度120～70℃)的调节手段；

(2)热阱部分供热：在热阱部分中，将用热用户根据其用热负荷的变化分为稳定热阱和不稳定热阱；高温热水系统以供应稳定热阱为主，而低温热水系统则以供应不稳定热阱为主；

(3)最后，通过冷却系统分别将高温系统和低温系统的热水冷却至70～50℃，然后再送至热源部分取热。

本发明中的工艺余热是指200～70℃范围内的工艺余热。

为了更好实现本发明，可采取如下优化方案：

所述步骤(1)中热源部分取热的流程为：在热源部分中，来自冷却系统的高温热水系统热水先同分馏塔顶油气换热，然后再同顶循环回流一次换热，换热后高温热水系统热水温度达到100～130℃；来自冷却系统的低温热水系统热水先同分馏塔顶循环回流二次换热，再同柴油和稳定汽油物流换热，换热后热水温度达到85～90℃；

所述步骤(2)中热阱部分供热的流程为：在热阱部分中，稳定热阱的换热流程为，从热源部分来的高温热水系统热水(100～130℃)先送至气体分馏装置，然后再作为原油加热的热源，最后送至冷却系统冷却；非稳定热阱的换热流程为，从热源部分来的低温热水系统热水(85～100℃)，先用做采暖用热热源，接着用做油品伴热热源，然后再作为生水加热热源，最后送至冷却系统冷却。

本发明的方法是对石化行业的炼油装置和化工装置中的工艺余热利用与回收方法的优化改进。本方法分别针对工艺余热回收与利用系统中的热源和热阱部分进行了优化改进：

首先，本发明采用热水作为热媒对工艺余热进行回收，通过高低温两套热水系统，对工艺余热进行梯级回收，实现能量回收效率的最大化，同时两套热水系统分别为高温位换热网络和低温位换热网络的调节手段，提高了装置换热网络的灵活度和操作性。

其次，本发明通过分析热阱特点，在热阱部分中，将用热用户根据其用热负荷的变化分为两类，第一类用户用热负荷基本不随时间变化，一直保持稳定，称为稳定热阱；第二类用户用热负荷随季节变化，或者其用热负荷不定期的发生较大变化，将其称为不稳定热阱。在工艺余热回收系统中，高温热水系统以稳定热阱为主，而低温位热水系统则以不稳定热阱为主，然后根据热阱的温位高低同热水进行匹配，组成工艺余热回收系统。通过对用热用户的分类供热，不仅提高了系统的能量利用效率，而且同时增强了系统的稳定性。

本发明与现有技术相比，还具有如下优点和有益效果：

1、本发明完善了现有热水换热网络流程，优化了系统能量的回收，降低了相关装置的冷却和加热负荷。

2、本发明是工艺物流换热网络的有益补充，增加了其灵活性和稳定性。