一种低能耗的芳烃异构化装置

本发明属于石油化工，具体涉及一种低能耗的芳烃异构化装置。

背景技术：

1、芳烃联合装置是石油加工过程中，生产对二甲苯(px)、甲苯和苯的装置，包括预处理、连续重整、异构化、抽提、歧化、吸附分离、二甲苯蒸馏等7个单元。其中，异构化的任务是在临氢条件下，将从吸附分离单元抽余液塔侧线抽出的贫对二甲苯混合碳八芳烃异构化，以生产富含对二甲苯的混合碳八芳烃。它由异构化反应、油气分离、脱庚烷塔和循环塔四部分组成。

2、现有技术中公开的芳烃联合装置存在低温余热未利用完全、冷却负荷大、脱庚烷塔和循环塔大量消耗再沸蒸气等问题。

技术实现思路

1、为了克服以上现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种低能耗的芳烃异构化装置，避免余热未利用、冷却负荷大、脱庚烷塔和循环塔大量消耗再沸蒸气等问题。

2、本发明的目的通过以下的技术方案实现：

3、一种低能耗的芳烃异构化装置，包括异构化机构、脱庚烷机构和循环机构；所述异构化机构包括反应器、第一换热器、第二换热器、第一空气冷却器、第一气液分离件；所述反应器依次通过所述第一换热器、所述第二换热器、所述第一空气冷却器与所述第一气液分离件连接，所述第一气液分离件连接所述第二换热器；所述脱庚烷机构包括第三换热器、第四换热器、脱庚烷塔、第一蒸汽发生器、第五换热器、第二空气冷却器、中段取热组件、第二再沸器、白土塔和第一加压泵；所述第三换热器一端连接所述第二换热器，所述第三换热器另一端通过所述第四换热器连接所述脱庚烷塔；所述第五换热器一端通过所述第一蒸汽发生器连接所述脱庚烷塔，所述第五换热器另一端通过所述第三换热器连接所述第二空气冷却器；所述第二空气冷却器连接所述循环机构；

4、所述中段取热组件连接所述脱庚烷塔；

5、所述脱庚烷塔通过所述第一加压泵连接所述第二再沸器，所述第二再沸器一端连接所述循环机构，所述第二再沸器另一端通过所述第四换热器连接所述白土塔，所述白土塔连接去二甲苯单元。

6、优选的，所述中段取热组件包括中段抽出泵和第二蒸汽发生器，所述第二蒸汽发生器一端通过所述中段抽出泵连接所述脱庚烷塔的取热端，所述第二蒸汽发生器另一端连接所述脱庚烷塔的返回端，三者形成环状回路。

7、优选的，所脱庚烷塔的取热端为所述脱庚烷塔的第-块板，所述脱庚烷塔的返回端为所述脱庚烷塔的第-块板。

8、优选的，所述脱庚烷机构还包括旁路阀，所述旁路阀安装于所述第二再沸器和所述第一加压泵之间。

9、优选的，异构化机构还包括第一进料泵、第一加热炉、脱液罐和压缩-透平机组，所述第一进料泵通过所述第一换热器与所述第一加热炉连接，所述第一加热炉连接所述反应器，所述压缩-透平机组一端连接所述第一换热器，所述压缩-透平机组另一端通过所述脱液罐连接所述第一气液分离件。

10、优选的，所述脱庚烷机构还包括第一再沸器、第二加压泵和第二加热炉；所述脱庚烷塔的第一进热端连接所述第一再沸器，所述脱庚烷塔的第二进热端连接所述第二加热炉，所述第一再沸器通过所述第二加压泵连接所述第二加热炉。

11、优选的，所述循环机构包括第二气液分离件、回流泵、第三空气冷却器、循环水冷却器、第三气液分离件、第二回流泵、循环塔；

12、所述第二气液分离件的第一出料口通过所述回流泵连接所述脱庚烷塔，所述第二气液分离件第二出料口通过所述第五换热器连接所述循环塔，所述第二气液分离件的进料口连接所述第二空气冷却器；

13、所述第三空气冷却器的第一进料口连接所述第二气液分离件，所述第三空气冷却器的第二进料口连接所述循环塔，所述第三空气冷却器的出料口通过所述循环水冷却器连接所述第三气液分离件，所述第三气液分离件一端连接重整装置，所述第三气液分离件的另一端通过所述第二回流泵连接所述循环塔，所述循环塔一端连接第一换热器，所述循环塔另一端连接所述第二再沸器。

14、优选的，所述循环塔的操作压力为0.56-0.6mpa。

15、本发明相对现有技术具有以下优点及有益效果：

16、(1)本发明通过增设第二换热器，使得第一气液分离件生成的冷高分油可以被反应器生成的异构化生成油二次预热，提高冷高分油进脱庚烷塔温度，同时降低了空冷负荷。进脱庚烷塔的冷高分油温度升高，可腾出脱庚烷塔顶气一次热量，用于脱庚烷塔新增蒸汽发生器产0.5mpa蒸汽，实现了塔顶气能量的梯级利用。

17、(2)循环塔的主要工艺目标是分离出碳八非芳烃并循环回异构化反应器，维持反应器中一定的碳八非芳烃浓度，故无论塔顶产品还是塔底产品，均无需严格控制质量，因此适当降低循环塔的操作压力为0.56-0.6mpa，以降低塔底温度(现有技术的操作压力约0.64mpa)，进而改用其他物流做再沸热源(目前再沸器用饱和温度为214.9℃的2.0mpa蒸汽做热源)。

18、(3)增设第一加压泵，使脱庚烷塔塔底油升压后送入循环塔，做降压后的循环塔的再沸热源，节约了蒸汽。

19、(4)在脱庚烷塔底油侧，新增旁路阀，用于调节换热负荷。

20、(5)在脱庚烷塔精馏段适当位置设置中段回流，抽出位置为第20-25块板，返回位置为第23-28块板，可回收热量产0.5mpa或1.0mpa蒸汽，或外送，如做旁边抽提单元的抽提蒸馏塔的再沸热源。(现有技术中抽提蒸馏塔塔底,170℃，用2.0mpa蒸汽做再沸热源)由于脱庚烷塔精馏段温位高，塔顶空冷负荷大，精馏段增设中段取热升级利用脱庚烷塔顶余热，优化取热，降低其空冷负荷。中段回流取出的热量产0.5mpa蒸汽。可将中段回流取出的热量给其余芳烃单元热阱供高品质热量，如抽提蒸馏单元，实现装置间热联合。

技术特征：

1.一种低能耗的芳烃异构化装置，其特征在于，包括异构化机构(1)、脱庚烷机构(2)和循环机构(3)；所述异构化机构(1)包括反应器(104)、第一换热器(102)、第二换热器(105)、第一空气冷却器(106)、第一气液分离件(107)；所述反应器(104)依次通过所述第一换热器(102)、所述第二换热器(105)、所述第一空气冷却器(106)与所述第一气液分离件(107)连接，所述第一气液分离件(107)连接所述第二换热器(105)；

2.根据权利要求1所述的一种低能耗的芳烃异构化装置，其特征在于，所述中段取热组件(207)包括中段抽出泵(2071)和第二蒸汽发生器(2072)，所述第二蒸汽发生器(2072)一端通过所述中段抽出泵(2071)连接所述脱庚烷塔(203)的取热端，所述第二蒸汽发生器(2072)另一端连接所述脱庚烷塔(203)的返回端，三者形成环状回路。

3.根据权利要求2所述的一种低能耗的芳烃异构化装置，其特征在于，所脱庚烷塔(203)的取热端为所述脱庚烷塔的第20-25块板，所述脱庚烷塔(203)的返回端为所述脱庚烷塔的第23-28块板。

4.根据权利要求1所述的一种低能耗的芳烃异构化装置，其特征在于，所述脱庚烷机构(2)还包括旁路阀(212)，所述旁路阀(212)安装于所述第二再沸器(214)和所述第一加压泵209之间。

5.根据权利要求1所述的一种低能耗的芳烃异构化装置，其特征在于，异构化机构(1)还包括第一进料泵(101)、第一加热炉(103)、脱液罐(108)和压缩-透平机组(109)，所述第一进料泵(101)通过所述第一换热器(102)与所述第一加热炉(103)连接，所述第一加热炉(103)连接所述反应器(104)，所述压缩-透平机组(109)一端连接所述第一换热器(102)，所述压缩-透平机组(109)另一端通过所述脱液罐(108)连接所述第一气液分离件(107)。

6.根据权利要求1所述的一种低能耗的芳烃异构化装置，其特征在于，所述脱庚烷机构(2)还包括第一再沸器(208)、第二加压泵(210)和第二加热炉(211)；所述脱庚烷塔(203)的第一进热端连接所述第一再沸器(208)，所述脱庚烷塔(203)的第二进热端连接所述第二加热炉(211)，所述第一再沸器(208)通过所述第二加压泵(210)连接所述第二加热炉(211)。

7.根据权利要求1所述的一种低能耗的芳烃异构化装置，其特征在于，所述循环机构(3)包括第二气液分离件(301)、回流泵(302)、第三空气冷却器(303)、循环水冷却器(304)、第三气液分离件(305)、第二回流泵(306)、循环塔(307)；

8.根据权利要求7所述的一种低能耗的芳烃异构化装置，其特征在于，所述循环塔(307)的操作压力为0.56-0.6mpa。

技术总结本发明提出了一种低能耗的芳烃异构化装置，其作出如下改进：在异构化机构新增换热器，回收余热，降低空冷负荷，提高冷高分油进脱庚烷塔温度；在脱庚烷塔设蒸汽发生器，先产蒸汽后预热进料，实现塔顶气能量的梯级利用；使循环塔降压，循环塔由原来的中压蒸汽供热改为脱庚烷塔底油供热；在脱庚烷塔适当位置增设中段取热，取出高品质热量，降低塔顶冷却负荷的同时，可向外输出高品质热量。本发明首先回收了油气分离部分的余热，以冷高分油为热载体，将之带入脱庚烷塔，为后续脱庚烷塔‑循环塔热联合提供了机会；其次配合塔顶产蒸汽实现了脱庚烷塔顶气能量的梯级利用，并设中段取热提供了与临近装置热联合的空间，可使芳烃装置能耗大幅降低。技术研发人员：李国庆,谷小峰,张宏伟受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/3/27