具有压缩机入口过热器的蒸馏塔热泵制造技术

本发明专利技术描述了具有热泵的烃蒸馏塔以及操作它们的方法。使顶部料流压缩以提高温度，使得在其进入热泵压缩机之前将其用于加热再沸器并使顶部料流过热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述了具有热泵的烃蒸馏塔以及操作它们的方法。使顶部料流压缩以提高温度，使得在其进入热泵压缩机之前将其用于加热再沸器并使顶部料流过热。【专利说明】具有压缩机入口过热器的蒸馏塔热泵 优先权声明 本申请要求2012年3月5日提交的美国申请No. 13/411,830的优先权，通过引用 将其全部内容并入本文中。 专利技术背景 本专利技术一般性地涉及蒸馏塔，更特别地涉及蒸馏方法及具有热泵与再沸器和入口 过热器的精馏塔。 UOP LLC的PenexTM方法为戊烷、己烷及其混合物的催化异构化而设计。如图1所 示，将进料10送至反应器15,其中反应在固定催化剂床上在氢气的存在下并且在促进异构 化且使加氢裂解最小化的操作条件下进行。将反应器流出物20送至产物稳定器25。可将 稳定器底部料流30通过在脱异己烧装置塔（de-isohexanizer column)35中分馈而分离为 正链烷烃组分和异链烷烃组分。脱异己烷装置塔35将较高辛烷值的二甲基丁烷C6异构体 和较轻的材料分离为顶部料流40并且将较低辛烷值的甲基戊烷C6异构体和较重的材料分 离为底部料流45。脱异己烷装置塔35通常具有侧线馏分，其中取出富含甲基戊烷的料流 60并使其再循环回反应器10。使顶部料流40在冷凝器65中冷凝，并送至接收器70。将接 收器出口料流75分成返回脱异己烷装置塔35的第一部分80以及回收的第二部分85。 将底部料流45的一部分50送至再沸器55,其中使其加热并返回脱异己烷装置塔 35。脱异己烷装置的再沸器55通常使用低压或中压蒸汽作为热源，它是在石脑油复合物中 最大的能量消耗者之一。降低脱异己烷装置塔中的蒸汽消耗将降低整个方法的能量成本。 在顶部料流与底部料流之间的温差低，例如小于27. 7°C (50° F)的情况下，在烃 蒸馏塔中可经济地使用热泵。丙烷/丙烯分离装置（splitter)是塔的实例，其中可经济地 使用热泵。该类塔例如在美国专利Nos. 4, 735, 667和7, 842, 847中描述。在分离方法中使 用热泵的其他实例参见美国专利Nos. 4, 336, 046、4, 559, 108和7, 908, 861中。 然而，在用于分离C5和C6组分的塔中用热泵通常是不经济的，这是因为顶部料流 与底部料流之间的较高的温差（例如38. 9°C (70° F)或更高）要求热泵压缩机的更高的 压缩比以及因此更高的压缩成本。 此外，压缩C5和C6顶部蒸气料流导致该料流部分冷凝。为了避免这种冷凝，应使 顶部蒸气料流在进入热泵压缩机之前过热。Galstaun等，Heatpumping pays out in C5/ C6isom plant, Oil&Gas Journal,第12期，1979,第223-226页论述使用蒸汽以使蒸气在进 入压缩机前预热。蒸汽过热的要求进一步降低热泵的经济性。 专利技术概述 本专利技术的一个方面是一种用于烃蒸馏的方法。所述方法包括将烃进料料流在第一 位置供入分馏区。使烃进料料流分馏成顶部料流和底部料流。使顶部料流的第一部分加热 到高于顶部料流的露点温度的温度，并压缩该加热的第一顶部料流部分。在第一位置以下 的第二位置由分馏区取出一部分料流。通过使取出的料流部分与压缩的第一顶部料流部分 间接接触而使取出的料流部分加热。使加热的取出料流部分在第二位置以上且第一位置以 下的第三位置返回分馏区。使压缩的第一顶部料流部分的压力降低以形成降低压力的顶部 料流。使降低压力的顶部料流的一部分返回分馏区的顶部。在使取出的料流部分与压缩的 第一顶部料流部分间接接触之后，通过使第一顶部料流部分与压缩的第一顶部料流部分间 接接触而使第一顶部料流部分加热。 本专利技术的另一方面是蒸馏塔和热泵。在一个实施方案中，蒸馏塔和热泵包括具有 在第一位置的进料入口、顶部出口和底部出口的蒸馏塔。存在具有入口和出口的再沸器，该 再沸器入口与在第一位置以下的第二位置流体连通，该再沸器的出口与蒸馏塔上的第三位 置流体连通，所述第三位置在第二位置以上且在第一位置以下。热交换器与至少一部分蒸 馏塔顶部出口热交换连通。存在具有与至少一部分蒸馏塔顶部出口流体连通的压缩机入口 及与再沸器和热交换器热交换连通的压缩机出口的压缩机，以及具有与压缩机出口流体连 通的膨胀阀入口及与在第一位置以上且在顶部出口以下位置的入口流体连通的膨胀阀出 口的膨胀阀。 附图简述 图1是具有脱异己烷装置塔的现有分离单元的示意图。 图2是具有具有热泵的脱异己烷装置塔的分离单元的一个实施方案的示意图。 图3是具有热泵的蒸馏塔的另一实施方案的示意图。 专利技术详述 在本专利技术的一个方面中，将热泵与蒸馏塔结合以回收顶部冷凝热。所述塔包括再 沸器。将压缩的顶部料流在其进入热泵压缩机前用于加热再沸器并使顶部料流过热。蒸馏 塔意指用于分离两种或多种组分的塔。 在一个实施方案中，使用侧线再沸器降低底部再沸器的负荷，同时也降低顶 部-侧线再沸器的温差以及所需的热泵压缩机的压缩比。使侧线再沸器位于顶部和底部之 间。如果使用侧线馏分，则由侧线再沸器在侧线取出口以下，例如在侧线取出口以下的4个 理论塔板返回。 令人希望的是，侧线再沸器使用高通量管以降低热交换器的面积且可降低热交换 器的壳数，同时保持压缩后的顶部料流与在侧线再沸器再加热前由塔取出的料流之间小于 16. 7°C (30° F)的低温差。低温差将降低热泵压缩机需求。 此外，发现侧线再沸器的热的侧线出口具有足够的热而维持在加热侧线料流后使 用于热泵压缩机入口的顶部料流过热。这消除了该交换器的外部蒸汽需求，并显著改善该 方法的经济性。如果需要，则可使用少量蒸汽加热的过热器以提供在起动期间的补充热。 如本领域技术人员理解，该设计不限于在脱异己烷装置塔下使用。它也可在顶部 和底部料流之间具有相似温差（例如38. 9°C (70° F)或更多）的任何烃蒸馏塔中使用。合 适的烃包括但不限于轻烃，如C4-C7烃。例如所述设计可在C5-C7进料下使用。它也可用 于脱异丁烷装置塔中分离C4烃（即正丁烷和异丁烷）。所述设计也可在顶部与底部料流之 间具有较低温差的蒸馏塔下使用，但其需要使顶部料流过热以防止在压缩期间的冷凝。例 如，它可在较窄沸程的轻烃进料（例如具有少至没有（little to no)的C7烃的C5-C6烃） 且无侧线料流再沸器下使用，如下所述。 图2是与脱异己烷装置塔（或其他烃蒸馏塔）一起使用的热泵的示意图。进料 110进入反应器115,并将反应器流出物120送至稳定器125。稳定器底部料流130主要 包含C5-C6烃。"主要包含C5-C6烃"意指进料料流为至少50wt%，或至少60wt%，或至少 70wt%，或至少SOwt%，或至少85wt%，或至少90wt%的C5-C6经。 将稳定器底部料流130在脱异己烷装置塔中分离为主要包含二甲基丁烷和较轻 烃的顶部料流140、主要包含C7+烃的底部料流145以及侧线馏分料流160。"主要包含二 甲基丁烧和较轻经"意指顶部料流包含至少60wt%，或至少70wt%，或至少80wt%，或至少 90wt %的二甲基丁烷和较轻烃。"主要包含C7+烃"意指底部料流包含至少60wt %，或至少 70wt%，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于烃蒸馏的方法，其包括：将烃进料料流(130)在第一位置供入分馏区(125)；使烃进料料流(130)分馏成顶部料流(140)和底部料流(145)；使顶部料流的第一部分(190)加热(200)至高于顶部料流(140)的露点温度的温度；使加热的第一顶部料流部分(190)压缩(205)；在第一位置以下的第二位置由分馏区(135)取出一部分料流(215)；通过使取出的料流部分(215)与压缩的第一顶部料流部分(210)间接接触而使取出的料流部分(215)加热(220)；使加热的取出料流部分(215)在第二位置以上且在第一位置以下的第三位置返回分馏区(135)；降低压缩的第一顶部料流部分的压力(235)以形成降低压力的顶部料流(240)；使降低压力的顶部料流的一部分(180)返回分馏区(135)的顶部；其中加热(200)第一顶部料流部分(190)包括在使取出的料流部分(215)与压缩的第一顶部料流部分(210)间接接触后使第一顶部料流部分(190)与压缩的顶部料流部分(225)间接接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·C·萨德勒，X·X·朱，T·恩古，D·J·舍特勒，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US