一種將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾的輕烴分離設施的製作方法
2023-07-28 05:49:06 4
專利名稱：一種將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾的輕烴分離設施的製作方法
技術領域：
—種將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾的輕烴分離設施技術領域[0001]本實用新型涉及一種應用巴氏精餾段的輕烴分離設施，特別是涉及一種將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾系統的輕烴分離設施，適用於前脫丙烷前加氫分離流程。
背景技術：
[0002]輕烴分離，指的是乙烯裝置等相關生產裝置對其回收的氫氣及碳一至碳五烴類混合物(縮寫=H2-C1-C5)進行的分離。[0003]甲烷及更輕餾分(氫)縮寫為Cp碳二餾分縮寫為C2,碳三餾分縮寫為C3,碳二與碳三餾分混和物縮寫為C2-C3，碳四及更重餾分縮寫為c4+。[0004]把脫乙烷塔和乙烯分餾塔作為一個系統 加以研究時，該分離系統表示為「脫乙烷-乙烯分餾系統」。[0005]在輕烴分離領域，設計者常在分餾塔側線採出塔盤上方設若干塔盤，用這一段塔盤的分餾作用，將進料中比側線產品更易揮發的輕組分脫除。為此，需讓塔頂餾出物部分冷凝以獲得回流液，而排出未冷凝的氣相物，輕組分隨之脫除。所設若干塔盤所在的塔器分段稱為「巴氏精餾段」。在現有技術中，設計者採用巴氏精餾段的目的是用其代替為進料專設的脫輕組分塔，以免去多建造一臺脫輕組分塔的投資，也免去脫輕組分塔的再沸熱量消耗。[0006]在前脫丙烷前加氫分離流程中，現有技術的脫乙烷塔與乙烯分餾塔是分處於上、 下遊的兩套設備。脫乙烷塔的任務僅僅是將C2餾分與C3餾分分開。C2餾分從塔頂餾出後被冷凝，冷凝液的一部分作為回流液，另一部分被送入乙烯分餾塔進行乙烯、乙烷分離。因為絕大多數用戶需要的是氣態乙烯產品，所以幾乎全部的乙烯餾分都不得不先在脫乙烷塔中氣化、液化，再在乙烯分餾塔中氣化、液化，最後在乙烯產品送出時還要再進行一次氣化、 過熱。這樣，全部乙烯餾分在變為乙烯產品過程中，都不得不反覆氣化、液化、再氣化、再液化、再氣化，不必要地消耗了過多能量。[0007]如果能夠讓一部分乙烯餾分在氣化後不再經歷所述第二、三次液化-氣化，而直接作為合格氣體乙烯產品送出，就可以把對應的那部分不必要消耗的能量節省下來。實用新型內容[0008]本實用新型的目的是提供一種將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾的輕烴分離設施，將巴氏精餾段用於脫乙烷塔，在脫乙烷塔側線採出部分C2餾分的同時，用巴氏精餾段在側線採出塔盤上方對另一部分C2餾分繼續分餾而提濃其中的乙烯，使脫乙烷塔頂(即巴氏精餾段頂)餾出的氣相物成為達到聚合級產品規格要求的乙烯氣體，這樣，改「輕組分脫除」為「輕組分提濃」，降低脫乙烷-乙烯分餾系統的能耗，用更低的能耗將脫除了碳二炔烴的C2-C3餾分分離為氣體聚合級乙烯、液體聚合級乙烯、C3餾分三部分。[0009]本實用新型所述的將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾系統的輕烴分離設施，由脫乙烷塔、乙烯分餾塔、乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機、氣體乙烯產品增壓機、附屬設備及管道組成，脫乙烷塔為塔頂帶有巴氏精餾段的塔器，設有三個進料口，分別與上遊的三股進料管線連通；脫乙烷塔的巴氏精餾段頂的氣相物料餾出口管與乙烯機三段排出二號冷卻器的管程出口管合併後分為兩路一路與氣體乙烯產品增壓機吸入口連通，然後通過氣體乙烯產品增壓機、氣體乙烯產品調溫冷卻器的殼程與裝置外氣體乙烯產品總管直接連通；另一路則與乙烯塔冷凝器管程入口連通；脫乙烷塔塔底的液體物料排出口，通過脫乙烷塔底輸送泵與下遊處理系統連通；脫乙烷塔的側線採出口管分為三支第一支直接與乙烯分餾塔的第一進料口連通；第二支通過乙烯塔進料冷卻器的管程後與第三支合併，再與乙烯分餾塔的第二進料口連通；第三支通過乙烯塔回流過冷器的殼程後與第二支合併，再與乙烯分餾塔的第二進料口連通；脫乙烷塔最上層塔盤的回流液進口與液體乙烯產品輸送泵出口連通。[0010]乙烯分餾塔塔頂氣相物料餾出口與乙烯機二段吸入罐側線進氣口連通；乙烯分餾塔塔底的液體物料排出口，通過循環乙烷輸送泵與上遊處理系統連通；循環乙烷輸送泵排出口還分出一支，通過乙烯塔輔助再沸器殼程與乙烯分餾塔塔底氣液進口連通，構成乙烯分餾塔的強制循環輔助再沸迴路；乙烯分餾塔塔底液體物料的另一排出口，通過乙烯塔主再沸器殼程與乙烯分餾塔塔底另一氣液進口連通，構成乙烯分餾塔的熱虹吸循環主再沸迴路；乙烯塔輔助再沸器管程進出口與上遊工藝系統連通；乙烯塔主再沸器管程的進氣口與乙烯機二段排出冷卻器管程·出口連通；乙烯塔主再沸器管程的出液管與乙烯塔回流過冷器管程的進口連通；乙烯分餾塔最上層塔盤的回流液進口通過兩支回流管線，分別與乙烯塔回流過冷器管程的出口以及乙烯冷劑過冷器的乙烯冷劑流道出口連通；[0011]乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機是三段離心壓縮機，其一段吸入口與乙烯機一段吸入罐罐頂出氣口連通；二段吸入口與乙烯機二段吸入罐罐頂出氣口連通；二段排出口通過乙烯機二段排出冷卻器管程與乙烯塔主再沸器管程進口連通；[0012]乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機的三段排出口管，通過乙烯機三段排出一號冷卻器管程和乙烯機三段排出二號冷卻器管程，與脫乙烷塔塔頂巴氏精餾段頂的氣相物料餾出口管合併。[0013]氣體乙烯產品增壓機排出口管與乙烯產品過熱器管程出口管合併，然後通過氣體乙烯產品調溫冷卻器的殼程與裝置外氣體乙烯產品總管連通；乙烯塔冷凝器管程出口與乙烯塔回流/乙烯緩衝罐的進液口連通；乙烯塔回流/乙烯緩衝罐的一個出液口管，通過乙烯冷劑過冷器的乙烯冷劑流道與乙烯塔回流過冷器管程出口管合併，然後與乙烯分餾塔最上層塔盤的回流液進口連通；乙烯塔回流/乙烯緩衝罐的另一個出液口管通過液體乙烯產品輸送泵後分為三支一支與脫乙烷塔最上層塔盤的回流液進口連通，另一支與裝置外乙烯產品罐進液口連通；第三支通過乙烯產品氣化器管程和乙烯產品過熱器管程與氣體乙烯產品增壓機排出口管合併。[0014]「巴氏精餾段」指的是在分餾塔側線採出塔盤上方設的若干塔盤，用這段塔盤的分餾作用，將進料中比側線產品易揮發的輕組分脫除。本實用新型改「輕組分脫除」為輕組分提濃，將巴氏精餾段用於脫乙烷塔，在脫乙烷塔側線採出部分C2餾分的同時，用巴氏精餾段在側線採出塔盤上方對另一部分C2餾分繼續分餾而提濃其中的乙烯，使脫乙烷塔頂(即巴氏精餾段頂)的乙烯氣體達到聚合級產品規格要求而作為合格乙烯產品直接輸出，不必像現有技術那樣經過反覆液化、氣化，因而能耗明顯低於現有技術。[0015]本實用新型的乙烯分餾部分採用開式熱泵分餾塔，適用於前脫丙烷前加氫流程。
[0016]圖1將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾的輕烴分離設施示意圖[0017]其中01脫乙烷塔、02乙烯分餾塔、03乙烯塔回流/乙烯緩衝罐、05乙烯塔進料冷卻器、06乙烯塔輔助再沸器、07乙烯塔主再沸器、08乙烯塔冷凝器、09乙烯產品氣化器、10 乙烯產品過熱器、11氣體乙烯產品調溫冷卻器、12氣體乙烯產品增壓機、13脫乙烷塔底輸送泵、14循環乙烷輸送泵、16液體乙烯產品輸送泵、20乙烯機一段吸入罐、21乙烯機二段吸入罐、22乙烯機二段排出冷卻器、23乙烯機三段排出一號冷卻器、24乙烯機三段排出二號冷卻器、25乙烯塔回流過冷器、26乙烯冷劑過冷器、27乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機。
具體實施方式
[0018]本實用新型所述的將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾系統的輕烴分離設施，由脫乙烷塔01、乙烯分餾塔02、乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機27、氣體乙烯產品增壓機12、附屬設備及管道組成。脫乙烷塔01為塔頂帶有巴氏精餾段的塔器，設有三個進料口，分別於上遊的三股進料管線連通。脫乙烷塔01的巴氏精餾段頂的氣相物料餾出口管與乙烯機三段排出二號冷卻器24的管程出口管合併後分為兩路一路與氣體乙烯產品增壓機12的吸入口連通，然後通過氣體乙烯產品增壓機12、氣體乙烯產品調溫冷卻器11的殼程與裝置外氣體乙烯產品總管直接連通；另一路則與乙烯塔冷凝器08管程入口連通。脫乙烷塔01塔底的液體物料排出口，通過脫乙烷塔底輸送泵13與下遊處理系統連通。脫乙烷塔01的側線採出口管分為三支第一支直接與乙烯分餾塔02的第一進料口連通；第二支通過乙烯塔進料冷卻器05的管程後與第三支合併，再與乙烯分餾塔02的第二進料口連通；第三支通過乙烯塔回流過冷器25的殼程後與第二支合併，再與乙烯分餾塔02的第二進料口連通。脫乙烷塔01最上層塔盤的回流液進口與液體乙烯產品輸送泵16出口連通。乙烯分餾塔02塔頂氣相物料餾出口與乙烯機二段吸入罐21側線進氣口連通。乙烯分餾塔02塔底的液體物料排出口，通過循環乙烷輸送泵14與上遊處理系統連通。循環乙烷輸送泵14排出口還分出一支，通過乙烯塔輔助再沸器06殼程與乙烯分餾塔02塔底氣液進口連通，構成乙烯分餾塔02的強制循環輔助再沸迴路。乙烯分餾塔02塔底液體物料的另一排出口，通過乙烯塔主再沸器07殼程與乙烯分餾塔02塔底另一氣液進口連通，構成乙烯分餾塔02的熱虹吸循環主再沸迴路。乙烯塔輔助再沸器06管程進出口與上遊工藝系統連通。乙烯塔主再沸器07管程的進氣口與乙烯機二段排出冷卻器22管程出口連通。乙烯塔主再沸器07管程的出液管與乙烯塔回流過冷器25管程的進口連通。乙烯分餾塔02 最上層塔盤的回流液進口通過兩支回流管線，分別與乙烯塔回流過冷器25管程的出口以及乙烯冷劑過冷器26的乙烯冷劑流道出口連通。[0020]乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機27是三段離心壓縮機，其一段吸入口與乙烯機一段吸入罐20罐頂出氣口連通；二段吸入口與乙烯機二段吸入罐21罐頂出氣口連通；二段排出口通過乙烯機二段排出冷卻器22管程與乙烯塔主再沸器07管程進口連通。[0021]乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機27的三段排出口管，通過乙烯機三段排出一號冷卻器23管程和乙烯機三段排出二號冷卻器24管程與脫乙烷塔01塔頂巴氏精餾段頂的氣相物料餾出口管合併。[0022]氣體乙烯產品增壓機12排出口管與乙烯產品過熱器10管程出口管合併，然後通過氣體乙烯產品調溫冷卻器11的殼程與裝置外氣體乙烯產品總管連通。乙烯塔冷凝器08 管程出口與乙烯塔回流/乙烯緩衝罐03的進液口連通。乙烯塔回流/乙烯緩衝罐03的一個出液口管，通過乙烯冷劑過冷器26的乙烯冷劑流道與乙烯塔回流過冷器25管程出口管合併，然後與乙烯分餾塔02最上層塔盤的回流液進口連通。乙烯塔回流/乙烯緩衝罐03 的另一個出液口管通過液體乙烯產品輸送泵16後分為三支一支與脫乙烷塔01最上層塔盤的回流液進口連通，另一支與裝置外乙烯產品罐進液口連通；第三支通過乙烯產品氣化器09管程和乙烯產品過熱器10管程與氣體乙烯產品增壓機 12排出口管合併。
權利要求1.一種將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾系統的輕烴分離設施，由脫乙烷塔、乙烯分餾塔、乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機、氣體乙烯產品增壓機、附屬設備及管道組成，其特徵在於脫乙烷塔為塔頂帶有巴氏精餾段的塔器，設有三個進料口，分別與上遊的三股進料管線連通；脫乙烷塔的巴氏精餾段頂的氣相物料餾出口管與乙烯機三段排出二號冷卻器的管程出口管合併後分為兩路一路與氣體乙烯產品增壓機吸入口連通，然後通過氣體乙烯產品增壓機、氣體乙烯產品調溫冷卻器的殼程與裝置外氣體乙烯產品總管直接連通；另一路則與乙烯塔冷凝器管程入口連通；脫乙烷塔塔底的液體物料排出口，通過脫乙烷塔底輸送泵與下遊處理系統連通；脫乙烷塔的側線採出口管分為三支第一支直接與乙烯分餾塔的第一進料口連通；第二支通過乙烯塔進料冷卻器的管程後與第三支合併，再與乙烯分餾塔的第二進料口連通；第三支通過乙烯塔回流過冷器的殼程後與第二支合併，再與乙烯分餾塔的第二進料口連通；脫乙烷塔最上層塔盤的回流液進口與液體乙烯產品輸送泵出口連通。
2.根據權利要求1所述的將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾系統的輕烴分離設施，其特徵在於乙烯分餾塔塔頂氣相物料餾出口與乙烯機二段吸入罐側線進氣口連通；乙烯分餾塔塔底的液體物料排出口，通過循環乙烷輸送泵與上遊處理系統連通；循環乙烷輸送泵排出口還分出一支，通過乙烯塔輔助再沸器殼程與乙烯分餾塔塔底氣液進口連通，構成乙烯分餾塔的強制循環輔助再沸迴路；乙烯分餾塔塔底液體物料的另一排出口，通過乙烯塔主再沸器殼程與乙烯分餾塔塔底另一氣液進口連通，構成乙烯分餾塔的熱虹吸循環主再沸迴路；乙烯塔輔助再沸器管程進出口與上遊工藝系統連通；乙烯塔主再沸器管程的進氣口與乙烯機二段排出冷卻器管程出口連通；乙烯塔主再沸器管程的出液管與乙烯塔回流過冷器管程的進口連通；乙烯分餾塔最上層塔盤的回流液進口通過兩支回流管線，分別與乙烯塔回流過冷器管程的出口以及乙烯冷劑過冷器的乙烯冷劑流道出口連通； 乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機是三段離心壓縮機，其一段吸入口與乙烯機一段吸入罐罐頂出氣口連通；二段吸入口與乙烯機二段吸入罐罐頂出氣口連通；二段排出口通過乙烯機二段排出冷卻器管程與乙烯塔主再沸器管程進口連通； 乙烯塔熱泵/乙烯製冷壓縮機的三段排出口管，通過乙烯機三段排出一號冷卻器管程和乙烯機三段排出二號冷卻器管程，與脫乙烷塔塔頂巴氏精餾段頂的氣相物料餾出口管合併。
3.根據權利要求1所述的將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾系統的輕烴分離設施，其特徵在於氣體乙烯產品增壓機排出口管與乙烯產品過熱器管程出口管合併，然後通過氣體乙烯產品調溫冷卻器的殼程與裝置外氣體乙烯產品總管連通；乙烯塔冷凝器管程出口與乙烯塔回流/乙烯緩衝罐的進液口連通；乙烯塔回流/乙烯緩衝罐的一個出液口管，通過乙烯冷劑過冷器的乙烯冷劑流道與乙烯塔回流過冷器管程出口管合併，然後與乙烯分餾塔最上層塔盤的回流液進口連通；乙烯塔回流/乙烯緩衝罐的另一個出液口管通過液體乙烯產品輸送泵後分為三支一支與脫乙烷塔最上層塔盤的回流液進口連通，另一支與裝置外乙烯產品罐進液口連通；第三支通過乙烯產品氣化器管程和乙烯產品過熱器管程與氣體乙烯產品增壓機排出口管合併。
專利摘要本實用新型涉及一種將巴氏精餾段用於脫乙烷-乙烯分餾系統的輕烴分離設施；脫乙烷塔的巴氏精餾段頂的氣相物料餾出口管與乙烯機三段排出二號冷卻器的管程出口管合併後分為兩路一路與氣體乙烯產品增壓機吸入口連通，然後通過氣體乙烯產品增壓機、氣體乙烯產品調溫冷卻器的殼程與裝置外氣體乙烯產品總管直接連通；另一路則與乙烯塔冷凝器管程入口連通；脫乙烷塔塔底的液體物料排出口，通過脫乙烷塔底輸送泵與下遊處理系統連通；脫乙烷塔的側線採出口管分為三支與乙烯分餾塔的進料口連通；脫乙烷塔頂達到聚合級產品規格要求的乙烯氣體可作為合格乙烯產品直接輸出，不必經過反覆液化、氣化，因而顯著降低了能耗。
文檔編號C07C9/08GK202829884SQ20122047748
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者羅自堅, 徐文浩 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 中國寰球工程公司