[發明專利]一種烷烴脫氫的混合冷劑制冷式冷箱分離裝置及其方法

有效

• 申請號: 202011077219.3
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112284038B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 章有虎;韋小雄;茍文廣;陳環琴
• 申請（專利權）人: 杭州中泰深冷技術股份有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;F25J3/02;F25J5/00;F25B41/30;F25B43/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種烷烴脫氫的混合冷劑制冷式冷箱分離裝置及其方法，該裝置包括混合冷劑循環壓縮機、第一主換熱器、第二主換熱器、反應產物一級分離器、反應產物二級分離器、液體產品泵、閃蒸罐、以及配套的節流閥等設備；本發明用技術先進的混合冷劑制冷循環工藝替代了烷烴脫氫中常用的膨脹制冷工藝或級聯制冷工藝，產品氣滿足高純度要求的同時，裝置能耗大幅減少、設備數量相應減少、投資成本和運行成本也大幅降低，經濟性能大大提高。

技術領域

本發明涉及化工深冷分離系統，尤其涉及一種烷烴脫氫的混合冷劑制冷式冷箱分離裝置及其方法。

背景技術

冷箱分離裝置是烷烴脫氫工廠中最關鍵的裝置之一，特別在低氫含量的反應原料氣工況中，冷箱分離裝置工藝技術的是否先進，這能夠直接影響工廠中最重要的產品產量和質量以及工廠的能耗，具有先進工藝技術的冷箱分離裝置會帶給工廠優異的經濟效益。

目前國內運行的烷烴脫氫工廠中大部分的工藝技術采用高氫含量的反應原料氣，系統內循環氫流量占比重，且使用的是發電型式的透平膨脹機制冷工藝。其中，冷箱分離系統中配置有價格昂貴的2臺氫氣膨脹機組，不僅投資成本高，維護成本也不低。該工藝技術應用雖然比較廣泛，但由于原料氣含氫量高使得原料氣壓縮機的功率無法降低，也存在設備數量多、設備運行工序繁瑣、維護操作復雜等缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，并提供一種烷烴脫氫的混合冷劑制冷式冷箱分離裝置及其方法。

本發明所采用的具體技術方案如下：

一種烷烴脫氫的混合冷劑制冷式冷箱分離裝置，其包括混合冷劑壓縮機、第一主換熱器、第二主換熱器、第一分離器、第二分離器、閃蒸罐、精餾柱、液體產品泵、第一冷劑分離器和第二冷劑分離器；

管道通過原料氣進料口接入第一主換熱器，隨后接入第一分離器；第一分離器頂部通過管道經過第二主換熱器后接入第二分離器，底部連出的管道通過節流閥后接入閃蒸罐；閃蒸罐底部連出的管路經液體產品泵接入第一主換熱器，并從第一主換熱器的液體產品出口連出，閃蒸罐頂部通過管路與精餾柱連通；第二分離器頂部連出的管道分為干氣產品支路和循環氫氣支路；干氣產品支路經過第二主換熱器后接入第一主換熱器，并與第一主換熱器的干氣產品出口連通；循環氫氣支路經過第二主換熱器后接入第一主換熱器，并與第一主換熱器的聯合進料出口連通；第二分離器底部連出的管道分為兩條支路，一條支路通過節流閥后經過第二主換熱器并接入閃蒸罐，另一條支路通過節流閥后接入精餾柱；精餾柱底部通過管路與閃蒸罐相連，頂部通過管路經過第二主換熱器后接入第一主換熱器，并從第一主換熱器的閃蒸氣出口連出；

管道通過烷烴進料口接入第一主換熱器，并分別與第一主換熱器開設的上出口和下出口連通；從上出口連出的管路通過節流閥接入第一主換熱器并與位于第一主換熱器內的循環氫氣支路相連通，構成第一烷烴注入支路；從下出口連出的管路分為第二烷烴注入支路和第三烷烴注入支路；第二烷烴注入支路通過節流閥接入第一主換熱器并與位于第一主換熱器內的循環氫氣支路相連通；第三烷烴注入支路接入第二主換熱器后連出，通過節流閥后重新接入第二主換熱器，并與位于第二主換熱器內的循環氫氣支路相連通；

管道通過氣相冷劑進料口接入第一主換熱器，經過第二主換熱器后通過節流閥并與第二冷劑分離器相連通；第二冷劑分離器頂部通過第二冷劑分離氣路接入第二主換熱器，底部通過第二冷劑分離液路接入第二主換熱器，所述第二冷劑分離氣路和第二冷劑分離液路在第二主換熱器內連通并合并為第二冷劑分離管路；第二冷劑分離管路經過第二主換熱器后與第一冷劑分離器相接；管道通過液相冷劑進料口接入第一主換熱器，通過節流閥并與第一冷劑分離器相接；

第一冷劑分離器頂部通過第一冷劑分離氣路接入第一主換熱器，底部通過第一冷劑分離液路接入第一主換熱器，所述第一冷劑分離氣路和第一冷劑分離液路在第一主換熱器內連通并合并為第一冷劑分離管路；第一冷劑分離管路經過第一主換熱器后連接混合冷劑壓縮機，并接入混合冷劑分離器；混合冷劑分離器頂部通過管路與所述氣相冷劑進料口連通，底部通過管路與所述液相冷劑進料口連通。