[发明专利]强化气分装置利用余热余压回收丙烯的制冷装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石油炼制设备及工艺，具体涉及一种强化气分装置利用余热余压回收丙烯的制冷装置及工艺。

背景技术

随着国家节能降耗的政策要求和能源价格上升的影响，余热余压回收利用在当前节约能源中占重要地位。我国炼化企业余热余压分布广泛且基数巨大，尤其是温位在75~95℃的低温余热，可大量来源于循环热媒水系统或常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化等装置内需要循环水冷却的工艺物流，以及催化裂化装置再生烟气经过余热锅炉后的余热余压等。但余热余压能量能级相对较低，回收技术复杂，使得其回收装置一次投资过高和投资回报率低而难以有效实施。余热余压回收利用必须同时满足工艺技术上可行，经济上合理和保护环境等要求，在工艺过程和装置自身优化的基础上，大范围集成应用余热余压综合利用技术，是有效回收利用余热余压的重要途径。

低温余热科学利用的要义是“温度对口、梯级利用”，包括同级利用和升级利用两种形式。利用低温余热制冷是升级利用的重要方法之一，主要采用蒸汽喷射式制冷循环工艺，即用喷射器代替传统压缩式制冷循环中的压缩机，以消耗低品位热源来实现制冷。为有效回收利用低温余热，喷射式制冷装置必须以低沸点制冷剂作为工质；伴随臭氧层破坏日益严峻，制冷剂必须同时满足环境保护的要求。低沸点工质蒸汽喷射式制冷装置的已有研究结果均基于CFC-11氟利昂制冷剂，但对大气臭氧层有破坏作用；HCFC-123氢氟氯烃制冷剂性能与CFC-11接近，对大气臭氧层破坏性低，但价格昂贵，长期过量使用而对臭氧层产生的危害作用仍不可忽视。目前，我国正在研究用碳氢作为新型环保制冷剂，逐步替代市场上现有的空调制冷剂。制冷剂R290，即丙烷，是一种可以从液化气中直接获得、热力性能良好、对臭氧层不具有破坏作用的天然碳氢制冷剂，且价格相对低廉，在适当压力条件下丙烷可以作为蒸汽喷射式制冷装置的优良制冷剂，但目前仍无相关研究报导。

气分装置一般包括脱丙烷塔、脱乙烷塔和精丙烯塔。脱丙烷塔塔顶出来的C₃及以下组分，进入脱乙烷塔除去C₂及以下组分，脱乙烷塔塔顶得到干气，塔底产品进入精丙烯塔实现丙烯和丙烷的分离，精丙烯塔塔顶出丙烯，塔底出丙烷；精丙烯塔操作压力通常为1.9~2.2MPa，塔底产品物流压力2.0~2.3MPa，丙烯收率是气分装置经济效益的关键指标。一般情况下精丙烯塔塔顶温度根据操作压力和产品质量要求确定，其它条件不变时较低的塔顶温度有利于提高产品纯度，但某些工况下受冷公用工程温度的影响，不得不牺牲产品纯度以降低操作费用。传统的脱乙烷塔塔顶冷凝器采用循环水进行冷却，约40℃的循环水冷凝温度条件下塔顶温度较高，脱乙烷塔分离效率非常低，干气不“干”现象严重，干气中高附加值的丙烯含量高达60%，一定程度上降低了气分装置丙烯收率和经济效益。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种强化气分装置利用余热余压回收丙烯的制冷装置，为75~95℃低温余热找到一处合理热阱，并且解决气分装置面临的干气不“干”问题,达到回收余热余压和提高经济效益的双重目的。

本发明的另一目的在于提供一种强化气分装置利用余热余压回收丙烯的制冷工艺。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种强化气分装置利用余热余压回收丙烯的制冷装置，安装在气分装置中精丙烯塔（1）塔底与脱乙烷塔（8）塔顶的塔顶冷凝器（7）之间；其包括低温余热换热器（2）、蒸汽喷射器（3）、循环水冷却器（4）、工质泵（5）、热力膨胀阀（6）以及气路管道；塔顶冷凝器（7）与精丙烯塔（1）塔底之间连接第一气路管，低温余热换热器（2）、蒸汽喷射器（3）、循环水冷却器（4）及热力膨胀阀（6）由精丙烯塔（1）塔底向塔顶冷凝器（7）方向依次连接气路管上；塔顶冷凝器（7）与蒸汽喷射器（3）之间连接第二气路管，在蒸汽喷射器（3）、循环水冷却器（4）、热力膨胀阀（6）及塔顶冷凝器（7）之间形成第一回路；工质泵的进口端连接在循环水冷却器（4）与热力膨胀阀（6）之间的第一气路管上，其出口端连接在精丙烯塔（1）塔底与低温余热换热器（2）之间的第一气路管上，低温余热换热器（2）、蒸汽喷射器（3）、循环水冷却器（4）及工质泵（5）形成第二回路；塔顶冷凝器（7）与脱乙烷塔（8）塔顶之间连接有汽液平衡罐（9），且塔顶冷凝器（7）与脱乙烷塔（8）及汽液平衡罐（9）形成第三回路。