第五节裂解分离系统地能量有效利用

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1、实用返回目录第五节裂解分离系统的能量有效利用思考题:1.能量回收在整个裂解工艺流程中,主要有哪三个途径?2.脱甲烷塔和乙烯塔采用中间冷凝器和中间再沸器各有什么优缺点?3.举例说明复迭制冷的原理。4.多级循环制冷的原理是什么？应当采取哪些措施，才能使多级循环制冷的能量得到合理利用？5.什么叫热泵？6.精馏塔的热泵制冷方式有哪几种？一、急冷回收热能的利用能量回收和利用的好坏，体现了工艺流程及技术的先进水平。表1-36（P82文档实用）列出了一个乙烯工厂能量供给和回收的数据，是年产25万吨的乙烯工厂能量的供给和回收统计数据。表1-36年产25万吨乙烯厂能量的供给和回收统计裂解原料乙

2、烷丙烷石脑油轻柴油能量供给GJ/h原料预热和汽化102.1153.2203.4322.7辐射段升温和反应热237.8239.4340.7380.1稀释蒸汽56.158.2115.9300.1裂解气压缩139.0164.1133.9133.9冷冻154.0188.4136.9137.3其它15.989.644.444.4合计704.9892.9975.31316.1能量回收GJ/h急冷换热器138109222264初分馏塔1771109180热烟道气285268410452合计439448741896供给-回收GJ/h265.9444.9234.3420.1能量回收在整个工艺流

3、程中主要有三个途径：1)文档实用急冷换热器回收的能量约占三分之一，更重要的是它能产生高温位的能量，发生高压水蒸气，可用来驱动三机（裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机）；2)初馏塔及其附属系统回收的是低温位的能量，主要用于换热系统；3)烟道气热量一般是在裂解炉对流室内回收利用，用来预热原料、锅炉给水、过热水蒸气加热等。对于塔顶冷凝器来说，中间再沸器和中间冷凝器是回收冷量。二、中间冷凝器和中间再沸器热量是能量，冷量也是能量。回收热量是回收能量，回收冷量同样也是回收能量。文档实用对于塔顶塔底温度差别比较大的精馏塔，如果在精馏段中间设置冷凝器，则可以用温度比塔顶冷凝器温度稍高一点的

4、热载体作中间冷凝器的冷源。也就是说，应该在塔顶取的热量，移到精馏段中间来取，这样可以节省塔顶冷剂的用量。文档实用对塔底再沸器来说（以塔底再沸器为基准），中间冷凝器是回收热量；而对于塔顶冷凝器来说（以塔顶冷凝器为基准），中间冷凝器是节省冷量。对于脱甲烷塔，如果在精馏段中间设置冷凝器，则可以用温度比较高的冷剂来作为中间冷凝器的冷剂，把塔顶的冷量移到中间来取，使塔顶少消耗一些冷量，因此中间冷凝器可用来代替一部分低温级的冷剂消耗，从而节省了低温级的冷剂，节省了能量消耗。同样，对于一般的精馏塔，如果在提馏段设置中间再沸器，则可以用温度比塔底再沸器温度稍低一点的热载体，作中间再沸器的热源

5、。也就是说，应该在塔底加的热量，移到精馏段中间来加，这样可以节省塔底热载体（热剂）的用量。对塔底再沸器来说（以塔底再沸器为基准），中间再沸器是节省热量；而对于塔顶冷凝器来说（以塔顶冷凝器为基准），中间冷凝器是回收冷量。对于脱甲烷塔和乙烯塔等精馏塔，它们的塔底温度都低于环境温度，塔底再沸器实际上就是用来回收冷量的，如果在提馏段设置中间再沸器，就可以回收比塔底温度更低的冷量。带有中间再沸器的乙烯塔见图文档实用1-41(P78)。由于脱甲烷塔塔顶和塔底温度相差较大（塔顶温度-94℃左右，塔底温度8℃左右），设置中间冷凝器和中间在尾气再沸器能明显地节省能量，估算能节省能量27%左右。

6、中间冷凝器和中间再沸器的负荷如果比较大，塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷会降低，这样会导致精馏段回流比和提馏段蒸气比（气相回流比）减少，回流比的减少，应当相应增加塔板数，才能保证产品的分离纯度，从而使设备投资费用增加。中间冷凝器和中间再沸器在精馏塔中的位置，要根据工艺要求和具体情况来确定，并对比各种因素的相互影响来进行权衡对比。根据经验，中间冷凝器和中间再沸器一般选择靠近加料口附近。1.中间冷凝器：采用中间冷凝器的脱甲烷塔流程图见图1-48(P83)文档实用。该流程是逐级分凝、多股进料与中间冷凝（也称中间回流）相结合的流程。采用这种流程，还省略了复杂的制冷设备，将流程简化，可以

7、降低设备投资。用温位比较高的制冷剂，就可以满足脱甲烷塔精馏工艺的要求。同样可以达到从塔顶气中回收一部分乙烯，同样可以降低乙烯的损失。2.中间再沸器采用中间再沸器的脱甲烷塔流程图见图1-47(P83)。由图可以看出，脱甲烷塔塔顶温度为-94℃，塔底温度为8℃，最下一股进料温度为-33℃。由此可见脱甲烷塔的提馏段温度仍然比环境温度还要低，塔底再沸器的冷量可以用丙烯冷剂来回收，为了能回收比塔底再沸器温度更低的冷量，设置了中间再沸器。文档实用由脱甲烷塔的第32块塔板引出液体物料，进入中间再沸器，温度为-37℃左