[發(fā)明專利]基于LNG冷能的輕烴深冷分離方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310320434.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103398546A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亞軍;羅浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F25J3/02
• 分類號(hào): F25J3/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煉化輕烴混合物的分離方法，尤其一種是基于LNG冷能的輕烴深冷分離方法。屬于輕烴混合物分離領(lǐng)域。

背景技術(shù)

常壓下液化天然氣(Liquefied?Natural?Gas，簡(jiǎn)稱LNG)是一種-162℃的低溫液體，在供應(yīng)給下游用戶之前需將其氣化并加熱至0℃以上，大部分的LNG接收站都采用開(kāi)架式的海水氣化器和浸沒(méi)燃燒式氣化器來(lái)加熱LNG，使其氣化，1.0tLNG氣化時(shí)大約可釋放出約230kWh的冷能，造成能源的極大浪費(fèi)。LNG冷能可用于空分、發(fā)電、低溫粉碎、冷庫(kù)、輕烴分離、干冰制造等過(guò)程，如回收利用LNG的冷量，則可以替代大量用于制冷所消耗的電能。如果利用1.0t?LNG的冷量能夠替代30kWh電能，則年進(jìn)口1000萬(wàn)噸的LNG就可為我國(guó)節(jié)省3億kWh的電能，可以有效緩解我國(guó)沿海地區(qū)電力緊張的局勢(shì)，減少大量用于發(fā)電的煤和天然氣，對(duì)節(jié)約能源、提高能源的利用效率具有重大的意義。

煉廠干氣主要來(lái)源于原油的二次加工，如重油催化裂化、延遲焦化、加氫裂化、催化重整等。煉廠輕烴對(duì)于煉油廠而言是副產(chǎn)物，多數(shù)煉油廠作為燃料氣使用，個(gè)別有乙烯配套裝置的煉化企業(yè)進(jìn)行了乙烯原料的回收。輕烴中的乙烯和丙烷等組分作為加熱爐燃料，造成了極大的能源浪費(fèi)。如果將煉廠干氣分離回收，可以得到可觀的乙烯、乙烷、丙烷等，乙烯可以作為石油化工原料，而乙烷和丙烷等可以作為優(yōu)質(zhì)的裂解原料送往乙烯裝置，這具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前煉廠干氣的分離一般采用變壓吸附法(PSA)和深冷分離法等，變壓吸附的缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，輕烴回收率不高；輕烴深冷分離法需要三機(jī)壓縮制冷系統(tǒng)(甲烷壓縮機(jī)、乙烯壓縮機(jī)和丙烯壓縮機(jī))提供多個(gè)不同溫位的冷能，所需壓縮制冷的能耗較大，導(dǎo)致工藝能耗高。

乙烯是石油化工的龍頭，其發(fā)展水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志之一，在石化工業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展占有重要位置。乙烯裂解氣的分離一般采用深冷分離法，其分離過(guò)程需要三機(jī)壓縮制冷系統(tǒng)提供冷量，其功耗是非常大的。所以降低乙烯分離所需的功耗，減少成本也成為了乙烯工業(yè)的致力研究課題。

國(guó)內(nèi)某一煉化企業(yè)，其煉油裝置為1200萬(wàn)噸/年，配套建設(shè)100萬(wàn)噸乙烯裝置，在該煉化廠鄰近將建設(shè)一年接收300萬(wàn)噸的LNG接收站，接收站的LNG除用來(lái)發(fā)電外，也將主要滿足該區(qū)域城市的工業(yè)燃料、煉廠和石化廠原料和城市燃?xì)庥脩簟?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于LNG冷能的輕烴深冷分離方法，該方法可以節(jié)約輕烴分離工藝壓縮制冷功耗以及降低LNG氣化成本。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

基于LNG冷能的輕烴深冷分離方法，其特征在于包括以下步驟：

1)根據(jù)傳統(tǒng)輕烴深冷分離工藝流程，通過(guò)Aspen?Plus模擬計(jì)算得到三機(jī)壓縮制冷系統(tǒng)提供的冷量分配，所述三機(jī)壓縮制冷系統(tǒng)為甲烷壓縮機(jī)、乙烯壓縮機(jī)和丙烯壓縮機(jī)；

2)根據(jù)步驟1)計(jì)算得到的冷量，結(jié)合實(shí)際情況決定采用LNG提供的冷量全部或部分替代三機(jī)壓縮制冷系統(tǒng)提供的冷量，從而確定LNG的用量，并得到傳統(tǒng)輕烴深冷分離工藝中可由LNG提供冷能的工藝物流的運(yùn)行條件；

3)根據(jù)以LNG為冷源和以步驟2)所述工藝物流為冷阱的換熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行條件，結(jié)合Aspen?Plus和Aspen?Pinch模擬，合成換熱網(wǎng)絡(luò)圖；

4)根據(jù)步驟3)所述的換熱網(wǎng)絡(luò)圖，決定LNG為步驟2)所述工藝物流提供冷能的順序，并得到LNG自身溫度的變化過(guò)程；

5)在傳統(tǒng)輕烴深冷分離工藝中，采用LNG全部或部分替代三機(jī)壓縮制冷系統(tǒng)，按照步驟4)所述順序提供冷能給步驟2)所述工藝物流，完成輕烴深冷分離。

具體的，所述傳統(tǒng)輕烴深冷分離工藝具體如下：

a)原料氣經(jīng)過(guò)壓縮堿洗凈化干燥后，進(jìn)入預(yù)切割塔，將乙烷以上的輕烴從塔底分出后，分兩股進(jìn)脫乙烷塔，預(yù)切割塔塔頂出料進(jìn)深冷系統(tǒng)深冷后分四股進(jìn)脫甲烷塔；

b)脫甲烷塔塔頂氣體經(jīng)壓縮到高壓，通過(guò)冷箱與脫甲烷塔塔頂氣體、乙烯冷劑換熱后冷凝，然后進(jìn)行節(jié)流膨脹降壓降溫，再進(jìn)行閃蒸，閃蒸罐塔頂氣體進(jìn)入深冷系統(tǒng)對(duì)原料氣進(jìn)行深冷處理，閃蒸罐塔底液體回流，脫甲烷塔塔底出料進(jìn)入到脫乙烷塔中；

c)脫乙烷塔塔頂出料為乙烷和乙烯混合物，將其送入到乙烯精餾塔中，通過(guò)乙烯精餾塔將乙烯與乙烷分離開(kāi)來(lái)；而脫乙烷塔塔底出料為碳三、碳四和碳五混合物，再依次經(jīng)過(guò)脫丙烷塔和脫丁烷塔將碳三、碳四和碳五分離開(kāi)來(lái)。