全废锅流程裂解气冷却工艺的制作方法

1.本发明属于乙烯裂解气制备技术领域，具体涉及一种石油化工裂解气冷却分离工艺。


背景技术：

2.裂解炉是石油化工的龙头，也是乙烯工业的核心。裂解炉的技术水平基本反映了一个国家石油化工的发展水平。乙烯装置中以裂解炉系统的耗能最大，可以占到总耗能的二分之一。
3.目前乙烯裂解气的分离流程为深冷分离法。裂解气出炉子后经废热锅炉降温，约400-500℃，然后经急冷器降温，急冷油与裂解气直接接触，降温至约200℃进入急冷油塔，急冷油及裂解气中的重组分大部分留在塔釜，轻组分沿塔上升与循环中段热油及循环汽油进行传质换热，冷却至100-115℃自塔顶送入急冷水系统。
4.其中急冷换热器即急冷锅炉，是产生超高压蒸汽、降低裂解气的温度。快速中止反应。防止二次反应的发生。两根辐射盘管装备一台选择性线性急冷器。选择性线性急冷器为双管式线性换热器，在其外环面产生超高压蒸汽。
5.急冷器实际上是混合器，采用急冷油直接喷淋的方式降低裂解气温度，急冷油直接与裂解气混合以快速降低裂解气温度。
6.急冷油塔可以叫做油洗塔或者汽油分馏塔，利用急冷油、盘油循环和汽油回流分离裂解气中柴油以上的重组分，并且回收热量。急冷油塔有降温和分馏的作用，下部采用急冷油与裂解气逆流接触的方法取热和分离重组分，上部用汽油回流，除降低裂解气温度外，还时轻燃料油分离出来。油冷塔就是汽油分馏塔。将汽油馏分从塔顶分出。柴油从中间取出，燃料油从塔釜或减粘塔取出。
7.急冷水塔也可以叫做水洗塔，利用急冷水循环分离裂解气中的水和汽油，回收低品位热量。急冷水塔内急冷水与裂解气逆流接触降温，并使重汽油和稀释蒸汽冷凝为水分离出来。水冷塔，用于将稀释蒸汽冷凝下来。
8.随着经济的发展，节能降耗逐渐成为石化行业最为关注的问题。从裂解炉区来的裂解气约为800℃，能量很高，如何提高这些能量的回收能位是乙烯装置节能降耗的关键。专利cn101358143a将汽油分馏塔顶采出的裂解气直接进行压缩、分离和换热；省去了急冷水塔。专利cn105567292a提出裂解气经急冷器冷却后放入油洗塔，进行物质分离，从油洗塔塔底引出急冷油，部分急冷油送往急冷器；部分急冷油进抽提塔。专利cn112303602a通过引入一种油类作为中间介质，使该油类在急冷油之前先与高温裂解气进行混合，降低裂解气温度。上述专利均没有从根本上解决深冷分离能耗高的问题。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种全废锅流程裂解气冷却工艺，本发明的工艺能够增加高能位热量的回收率，产生多能位蒸汽，并降低整个装置的能耗。具体技术方案是：
10.本发明的全废锅流程分离裂解气装置，包括有一级废热锅炉，二级废热锅炉，三级废热锅炉，四级废热锅炉，水洗塔。
11.本发明的全废锅流程分离裂解气工艺是：从裂解炉来的裂解气，经四级废热锅炉冷却后，进入水洗塔，后再进入后续分离系统。
12.裂解气经一级废热锅炉换热后温度降至400-450℃，产生11-14mpa超高压蒸汽；经二级废热锅炉换热后温度降至300-320℃，产生4-4.8mpa高压蒸汽；经三级废热锅炉换热后温度降至200-210℃，产生1.0-1.2mpa中压蒸汽；经四级废热锅炉换热后温度降至120-150℃，产生0.03-0.06mpa蒸汽，该蒸汽经气泵增加至0.35mpa低压蒸汽，供公用工程使用。
13.与现有深冷分离工艺相比，本发明的独特之处在于：
14.(1)全部采用废热锅炉对裂解气进行逐级冷却分离，避免高能位热量的损失，同时产生多种能位蒸汽。
15.(2)与采用急冷油急冷将高温裂解气的热量回收全部转移至急冷油系统相比，从回收的总热量看，与设置急冷锅炉的情况并无差别，但回收热量的能位多样化。
16.(3)分级多次回收高温裂解气余热的新流程通过添加二级、三级和四级废热锅炉，用来发生高压蒸汽和中压蒸汽，逐级利用热量，具有很好的节能和经济性。
附图说明
17.图1为本发明的工艺流程图；
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例说明本发明，但是本发明不局限于实施例。
19.本发明方法用于某乙烯急冷装置裂解气冷却系统。流程如图1所示，从裂解炉来的裂解气870℃经废热锅炉1，降温至400℃，产生11.0mpa的超高压蒸汽，然后裂解气继续经二级废热锅炉2换热，降温至300℃，产生4.5mpa高压蒸汽，裂解气再经三级废热锅炉3换热，降温至200℃，产生1.0mpa中压蒸汽，裂解气再经四级废热锅炉4换热，降温至120℃，产生0.05mpa蒸汽，后进入气泵增压至0.35mpa，后并入公共工程低压蒸汽管网；裂解气随后进入水洗塔降温至40℃。
20.下面就节约能耗进行说明：
21.以1t/h石脑油进料为基准，裂解炉进料组成如表1所示，经裂解产生的轻质产品组成如表2所示。
22.表1裂解炉进料组成
[0023][0024]
注：进料烃类/稀释蒸汽质量比＝0.5。
[0025]
表2裂解炉轻质产品组成(石脑油进料量为1t/h时)(不包括燃料油)
[0026][0027]
表3为不同压力的水蒸气气化潜热。
[0028]
表3不同压力蒸汽的气化潜热
[0029][0030]
原裂解流程中，折算1t/h石脑油进料，产超高压蒸汽量为1.4017t/h。
[0031]
对原流程热量衡算，产生超高压蒸汽需要的热量：
[0032]
q＝1.4017t/h
×
1311.1kj/kg＝1837.7689mj/h。
[0033]
通过热量衡算，计算得到全废锅流程产生的其他温位蒸汽量：
[0034]
(1)m(4.5mpa蒸汽)＝q
÷△
t
×△
t1÷△
h(4.5mpa蒸汽)＝(1837.7689mj/h)
÷
(870℃-400℃)
×
(400℃-300℃)
÷
(1669.1kj/kg)＝＝0.2343t/h
[0035]
(2)m(1.0mpa蒸汽)＝q
÷△
t
×△
t2÷△
h(1.0mpa蒸汽)＝(1837.7689mj/h)
÷
(870℃-400℃)
×
(300℃-200℃)
÷
(1999.9kj/kg)＝0.1955t/h
[0036]
(3)m(0.05mpa蒸汽)＝q
÷△
t
×△
t3÷△
h(1.0mpa蒸汽)＝(1837.7689mj/h)
÷
(870℃-400℃)
×
(200℃-120℃)
÷
(2226.35kj/kg)＝0.1405t/h
[0037]
综上所述，全废锅流程将原流程中用急冷油喷淋和换热的方式替换为用水冷却裂解气产蒸汽的方式，将这部分裂解气的热量进行了回收，各温位蒸汽能源折算值如表4所示。
[0038]
表4不同温位蒸汽的能源折算值
[0039]
[0040]
石脑油进料量为1t/h时，全废锅流程节能：
[0041]
3684mj/t
×
0.2343t/h 3182mj/t
×
0.1955t/h 2763mj/t
×
0.1405t/h＝1873.388mj/h。