一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及到一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝，包括下述步驟：來(lái)自中變反應(yīng)器的中變氣依次進(jìn)入中變氣/原料換熱器和中變氣/鍋爐水換熱器中換熱，然后經(jīng)中變氣第一分液罐分離出液相，氣相進(jìn)入中變氣/熱水換熱器中與來(lái)自熱水緩沖罐的循環(huán)熱水換熱，再進(jìn)入中變氣水冷器換熱，經(jīng)中變氣第二分液罐冷凝后分離出液相進(jìn)入PSA裝置生產(chǎn)純氫氣；循環(huán)熱水在中變氣/熱水換熱器中加熱后，進(jìn)入蒸發(fā)器與有機(jī)工質(zhì)換熱，降溫后的熱水進(jìn)入熱水緩沖罐，經(jīng)熱水循環(huán)泵升壓后，進(jìn)入熱水冷卻器換熱，然后進(jìn)入中變氣/熱水換熱器與中變氣換熱；換熱后的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)蒸發(fā)器加熱氣化后，進(jìn)入膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，出膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)冷卻液化、升壓后，返回蒸發(fā)器。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及石化裝置的節(jié)能領(lǐng)域，尤其涉及到一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝。
技術(shù)介紹
目前，以烴類為原料采用蒸汽轉(zhuǎn)化工藝生產(chǎn)氫氣在工業(yè)氫氣的生產(chǎn)中占有重要地位，烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置為高能耗裝置，制氫裝置中變反應(yīng)器出口的中變氣需要從420℃冷卻到40℃，才能進(jìn)入PSA裝置對(duì)氫氣進(jìn)行提純。如何充分回收中變氣的熱量，是制氫裝置工藝設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。傳統(tǒng)制氫裝置中變氣熱量回收主要由以下步驟組成：加熱制氫原料氣、加熱鍋爐給水、加熱脫鹽水或生產(chǎn)低壓蒸汽，經(jīng)過(guò)上述步驟后，中變氣的溫度依然還有130℃～170℃，再送入后續(xù)空冷器和水冷器進(jìn)一步冷卻到工藝要求的40℃。130℃～170℃的中變氣直接送入空冷器和水冷器冷卻，不僅中變氣的低溫余熱得不到充分回收，而且還需要消耗大量的電能和循環(huán)水。因此，合理設(shè)計(jì)中變氣的低溫余熱回收系統(tǒng)，對(duì)降低制氫裝置的能耗至關(guān)重要。申請(qǐng)?zhí)枮?01110254586.0的中國(guó)專利技術(shù)專利申請(qǐng)所公開(kāi)的《一種制氫裝置中變氣熱量利用新工藝》，其工藝流程設(shè)置為：通過(guò)熱聯(lián)合技術(shù)，將制氫裝置中變氣與其它煉油裝置的熱阱進(jìn)行熱聯(lián)合，利用其它煉油裝置的冷介質(zhì)將中變氣的熱量取走，達(dá)到回收中變氣余熱的目的。該工藝的缺點(diǎn)：只有在其它裝置能夠?yàn)橹茪溲b置提供冷介質(zhì)的情況下，才能夠采用該工藝，當(dāng)提供冷介質(zhì)的裝置故障停車時(shí)，必然會(huì)對(duì)制氫裝置的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，甚至?xí)斐芍茪溲b置的停車。其次，出中變氣-貧胺液換熱器的中變氣溫度為130℃～140℃，仍需要設(shè)置空冷器，將中變氣進(jìn)一步冷卻后再送入水冷器，中變氣的余熱得不到充分回收，還需要消耗大量的電能。專利技術(shù)內(nèi)容本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能夠充分回收利用中變氣低溫余熱的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：該烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝，其特征在于包括下述步驟：來(lái)自中變反應(yīng)器出口的溫度為400～450℃、壓力為2.0～3.1MPaG的中變氣依次進(jìn)入中變氣/原料換熱器和中變氣/鍋爐水換熱器中分別與原料氣和鍋爐水換熱后溫度降為130～170℃，然后經(jīng)中變氣第一分液罐冷凝液后，分離出液相，氣相進(jìn)入中變氣/熱水換熱器中與來(lái)自熱水緩沖罐的溫度為60～80℃的循環(huán)熱水換熱至70～90℃，再進(jìn)入中變氣水冷器換熱至20～45℃，經(jīng)中變氣第二分液罐冷凝后分離出液相進(jìn)入PSA裝置生產(chǎn)純氫氣；所述循環(huán)熱水為脫鹽水，所述循環(huán)熱水在中變氣/熱水換熱器中加熱到80～110℃后，進(jìn)入蒸發(fā)器與有機(jī)工質(zhì)換熱，溫度降為60～80℃，降溫后的熱水進(jìn)入熱水緩沖罐，經(jīng)熱水循環(huán)泵升壓到0.5～1.5MPaG后，進(jìn)入熱水冷卻器，進(jìn)一步調(diào)節(jié)熱水溫度為60～80℃，出熱水冷卻器的循環(huán)熱水進(jìn)入中變氣/熱水換熱器與中變氣換熱；換熱后的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)蒸發(fā)器加熱氣化后，進(jìn)入膨脹機(jī)，通過(guò)膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，出膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)冷凝器冷卻液化，再經(jīng)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)泵升壓至0.8～1.4MPaG，返回蒸發(fā)器與循環(huán)熱水換熱。優(yōu)選所述的熱水冷卻器的殼程出口循環(huán)冷卻回水管道上設(shè)置有用于控制返回中變氣/熱水換熱器的循環(huán)熱水的溫度的溫度調(diào)節(jié)閥。更好地，所述的熱水緩沖罐還可以連接有脫鹽水補(bǔ)水管道，所述補(bǔ)水管道上設(shè)有用于控制所述熱水緩沖罐內(nèi)液位的液位調(diào)節(jié)閥。所述的有機(jī)工質(zhì)為低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)：五氟丙烷(R245fa)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)所提供的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、取消了傳統(tǒng)制氫裝置中變氣余熱回收及冷卻換熱系統(tǒng)中的空冷器，通過(guò)增設(shè)中變氣-熱水換熱器及熱水發(fā)電機(jī)組等設(shè)備，利用130℃～170℃的中變氣加熱脫鹽水，再利用加熱后的脫鹽水驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，向外輸送一定的電能。出中變氣-熱水換熱器的中變氣溫度降為80℃后進(jìn)入中變氣水冷器；本工藝能夠?qū)⒅凶儦?0℃以上的余熱充分回收，同時(shí)，通過(guò)向外輸送一定的電量，進(jìn)一步降低制氫裝置的能耗。2、熱水發(fā)電機(jī)組為獨(dú)立的系統(tǒng)，制氫裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行不受其它裝置的制約。3、在熱水循環(huán)回路中設(shè)置熱水冷卻器，當(dāng)熱水發(fā)電機(jī)組故障停車時(shí)，熱水冷卻器也能將返回中變氣/熱水換熱器的熱水溫度冷卻到65℃，從而保證制氫裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例的示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例如圖1所示，該烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝包括下述步驟：烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置的中變反應(yīng)器1出口420℃、3.1MPaG的中變氣依次經(jīng)中變氣/原料換熱器2和中變氣/鍋爐水換熱器3分別與原料天然氣和鍋爐水換熱,溫度降為170℃，經(jīng)中變氣第一分液罐4分離冷凝液后，氣相進(jìn)入中變氣/熱水換熱器5與來(lái)自熱水冷卻器11的65℃熱水換熱，溫度降為80℃，再進(jìn)入中變氣水冷器6換熱，溫度降為40℃，經(jīng)中變氣第二分液罐7分離冷凝液后，進(jìn)入PSA裝置8生產(chǎn)純氫氣。本實(shí)施例中循環(huán)熱水采用脫鹽水，循環(huán)熱水經(jīng)中變氣/熱水換熱器5加熱到90℃后，進(jìn)入蒸發(fā)器12與有機(jī)工質(zhì)五氟丙烷(R245fa)換熱，溫度降為65℃，降溫后的熱水進(jìn)入熱水緩沖罐9，經(jīng)熱水循環(huán)泵10升壓到1.0MPaG后，進(jìn)入熱水冷卻器11，出熱水冷卻器11的循環(huán)熱水返回中變氣/熱水換熱器5與中變氣換熱，從而完成循環(huán)過(guò)程。有機(jī)工質(zhì)經(jīng)蒸發(fā)器12加熱氣化后，進(jìn)入膨脹機(jī)13，通過(guò)膨脹機(jī)13驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)14發(fā)電，出膨脹機(jī)13的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)冷凝器15冷卻液化，再經(jīng)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)泵16升壓至1.07MPaG后，返回蒸發(fā)器12與循環(huán)熱水換熱，從而完成發(fā)電過(guò)程。制氫裝置開(kāi)車時(shí)，通過(guò)脫鹽水補(bǔ)水管道17給熱水緩沖罐9補(bǔ)充脫鹽水，裝置正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)液位調(diào)節(jié)閥18控制熱水緩沖罐9的液位。當(dāng)蒸發(fā)器12出口熱水溫度產(chǎn)生波動(dòng)或熱水發(fā)電機(jī)組故障停車時(shí)，通過(guò)熱水冷卻器11殼程出口循環(huán)冷卻回水管道19上的溫度調(diào)節(jié)閥20控制循環(huán)熱水溫度為65℃。將本實(shí)施例應(yīng)用于30000Nm3/h的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中，每小時(shí)凈發(fā)電量約715度，而常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)中采用空冷器，則每小時(shí)需要消耗約105度電。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝，其特征在于包括下述步驟：來(lái)自中變反應(yīng)器(1)出口的溫度為400～450℃、壓力為2.0～3.1MPaG的中變氣依次進(jìn)入中變氣/原料換熱器(2)和中變氣/鍋爐水換熱器(3)中分別與原料氣和鍋爐水換熱后溫度降為130～170℃，然后經(jīng)中變氣第一分液罐(4)冷凝液后，分離出液相，氣相進(jìn)入中變氣/熱水換熱器(5)中與來(lái)自熱水冷卻器(11)的溫度為60～80℃的循環(huán)熱水換熱至70～90℃，再進(jìn)入中變氣水冷器(6)換熱至20～45℃，經(jīng)中變氣第二分液罐(7)冷凝后分離出液相進(jìn)入PSA裝置生產(chǎn)純氫氣；所述循環(huán)熱水為脫鹽水，所述循環(huán)熱水在中變氣/熱水換熱器(5)中加熱到80～110℃后，進(jìn)入蒸發(fā)器(12)與有機(jī)工質(zhì)換熱，溫度降為60～80℃，降溫后的熱水進(jìn)入熱水緩沖罐(9)，經(jīng)熱水循環(huán)泵(10)升壓到0.5～1.5MPaG后，進(jìn)入熱水冷卻器(11)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)熱水溫度為60～80℃，出熱水冷卻器(11)的循環(huán)熱水進(jìn)入中變氣/熱水換熱器(5)與中變氣換熱；換熱后的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)蒸發(fā)器(12)加熱氣化后，進(jìn)入膨脹機(jī)(13)，通過(guò)膨脹機(jī)(13)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(14)發(fā)電，出膨脹機(jī)(13)的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)冷凝器(15)冷卻液化，再經(jīng)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)泵(16)升壓至0.8～1.4MPaG，返回蒸發(fā)器(12)與循環(huán)熱水換熱。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中變氣低溫余熱回收工藝，其特征在于包括下述步驟：來(lái)自中變反應(yīng)器(1)出口的溫度為400～450℃、壓力為2.0～3.1MPaG的中變氣依次進(jìn)入中變氣/原料換熱器(2)和中變氣/鍋爐水換熱器(3)中分別與原料氣和鍋爐水換熱后溫度降為130～170℃，然后經(jīng)中變氣第一分液罐(4)冷凝液后，分離出液相，氣相進(jìn)入中變氣/熱水換熱器(5)中與來(lái)自熱水冷卻器(11)的溫度為60～80℃的循環(huán)熱水換熱至70～90℃，再進(jìn)入中變氣水冷器(6)換熱至20～45℃，經(jīng)中變氣第二分液罐(7)冷凝后分離出液相進(jìn)入PSA裝置生產(chǎn)純氫氣；所述循環(huán)熱水為脫鹽水，所述循環(huán)熱水在中變氣/熱水換熱器(5)中加熱到80～110℃后，進(jìn)入蒸發(fā)器(12)與有機(jī)工質(zhì)換熱，溫度降為60～80℃，降溫后的熱水進(jìn)入熱水緩沖罐(9)，經(jīng)熱水循環(huán)泵(10)升壓到0.5～1.5MPaG后，進(jìn)入熱水冷卻器(11)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)熱水溫度為60～80℃，出熱水冷...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳艷波，黃彬峰，田貴春，潘旭明，郭強(qiáng)，周央，應(yīng)釗，孔曉軍，余攀，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中石化寧波工程有限公司，中石化寧波技術(shù)研究院有限公司，中石化煉化工程集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33