塔顶余热回收节能系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种塔顶余热回收节能系统及方法，该系统包括：精馏塔、进料换热器、冷凝器、回流罐、出料换热器、预热单元和控制单元，所述控制单元分别与所述出料换热器、预热单元、进料换热器和精馏塔电连接；所述控制单元用于根据流经所述出料换热器的汽相物料的流速确定所述预热单元的预加热温度，并根据所述预加热温度调整所述进料换热器的加热温度。通过设置的出料换热器对塔顶的余热进行回收，并通过设置的预热单元对进料进行预加热，不仅能够有效地利用塔顶的余热，还能够有效地对物料进行预加热操作，提高了能源的利用率，降低了资源的浪费，同时还提高了物料额反应效率。同时还提高了物料额反应效率。同时还提高了物料额反应效率。

【技术实现步骤摘要】
塔顶余热回收节能系统及方法


[0001]本专利技术涉及化工
，具体而言，涉及一种塔顶余热回收节能系统及方法。

技术介绍

[0002]精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。
[0003]无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏，虽然可以起到一定的分离作用，但是并不能将一混合物分离为具有一定量的高纯度产品。在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品，通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。
[0004]精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：
①
板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。
②
填料塔，气液两相作连续逆流接触。
[0005]一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。进料从精馏塔中某段塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。
[0006]现有的精馏塔并无法有效地对塔顶的预设进行有效地回收利用，从而导致了能源的浪费。

技术实现思路

[0007]鉴于此，本专利技术提出了一种塔顶余热回收节能系统及方法，旨在解决现有的精馏塔无法有效地对塔顶的余热进行回收的问题。
[0008]一个方面，本专利技术提出了一种塔顶余热回收节能系统，包括：精馏塔、进料换热器、冷凝器、回流罐、出料换热器、预热单元和控制单元，所述进料换热器与所述精馏塔的进料口相连通，所述进料换热器用于对进入所述精馏塔内部的物料进行加热，所述出料换热器与所述精馏塔的塔顶的出料口相连通，所述冷凝器与所述出料换热器相连通，所述冷凝器与所述回流罐相连通，所述出料换热器用于与所述出料口输出的汽相物料进行热交换，并将热交换后的汽相物料输送至所述冷凝器，所述预热单元与所述进料换热器相连通，所述出料换热器还与所述预热单元相连通，所述出料换热器用于将热能传递至所述预热单元，所述预热单元用于对进入所述进料换热器的物料进行预加热；所述控制单元分别与所述出料换热器、预热单元、进料换热器和精馏塔电连接；所述控制单元用于根据流经所述出料换热器的汽相物料的流速确定所述预热单元的预加热温度，并根据所述预加热温度调整所述进料换热器的加热温度。
[0009]进一步地，所述预热单元包括第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器，所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器并排设置，且所述第一预加热器、第二预加热
器和第三预加热器分别与所述进料换热器和出料换热器相连通，所述控制单元分别与所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器电连接；所述控制单元还用于根据所述出料换热器与所述汽相物料的换热后的介质的实时介质温度
△
T确定所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器的开启和闭合状态。
[0010]进一步地，所述控制单元还用于预先设定第一预设介质温度T1、第二预设介质温度T2和第三预设介质温度T3，且T0＜T1＜T2＜T3，T0为标准介质温度；所述控制单元还用于在确定所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器的开启和闭合状态时，根据所述实时介质温度
△
T与各预设介质温度之间的关系进行确定：当
△
T≤T0时，则关闭所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器，使物料直接进入所述进料换热器；当
△
T＞T0时，若T0＜
△
T≤T1，则仅开启所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器中的其中之一；若T1＜
△
T≤T2，则仅开启所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器中的其中之二；若T2＜
△
T≤T3，则同时开启所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器；在开启所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器中的至少一个后，则使物料通过其进行预加热后再输送至所述进料换热器中。
[0011]进一步地，所述的塔顶余热回收节能系统，还包括：辅助加热器，设置在所述出料换热器与所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器之间，所述辅助加热器一侧与所述出料换热器相连通，另一侧分别与所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器相连通，所述辅助加热器还与所述控制单元电连接；其中，所述控制单元还用于预先设定第一预设加热温度S1、第二预设加热温度S2、第三预设加热温度S3和第四预设加热温度S4，且S1＜S2＜S3＜S4；所述控制单元还用于预先设定第一预设温度差T01、第二预设温度差T02、第三预设温度差T03和第四预设温度差T04，且T01＜T02＜T03＜T04；所述控制单元还用于确定所述实时介质温度
△
T与所述进料换热器的实时加热温度
△
ta之间的温度差值，并根据所述温度差值与各预设温度差值之间的关系确定所述辅助加热器的加热温度：当
△
ta
‑△
T≤T01时，则将所述辅助加热器的加热温度设定为第一预设加热温度S1；当T01＜
△
ta
‑△
T≤T02时，则将所述辅助加热器的加热温度设定为第二预设加热温度S2；当T02＜
△
ta
‑△
T≤T03时，则将所述辅助加热器的加热温度设定为第三预设加热温度S3；当T03＜
△
ta
‑△
T≤T04时，则将所述辅助加热器的加热温度设定为第四预设加热温度S4。
[0012]进一步地，所述控制单元用于在根据流经所述出料换热器的汽相物料的流速确定
所述预热单元的预加热温度，并根据所述预加热温度调整所述进料换热器的加热温度时，包括：所述控制单元用于设定第一预设汽相物料流速V1、第二预设汽相物料流速V2、第三预设汽相物料流速V3和第四预设汽相物料流速V4，且V1＜V2＜V3＜V4；所述控制单元用于设定第一预设预加热温度Q1、第二预设预加热温度Q2、第三预设预加热温度Q3和第四预设预加热温度Q4，且Q1＜Q2＜Q3＜Q4；根据流经所述出料换热器的汽相物料的实时流速
△
V与各预设汽相物料流速之间的关系确定所述预热单元的预加热温度：当
△
V≤V1时，则将所述预热单元的预加热温度设定为第一预设预加热温度Q1；当V1＜
△
V≤V2时，则将所述预热单元的预加热温度设定为第二预设预加热温度Q2；当V2＜
△
V≤V3时，则将所述预热单元的预加热温度设定为第三预设预加热温度Q3；当V3＜
△
V≤V4时，则将所述预热单元的预加热温度设定为第四预设预加热温度Q4；在将所述预热单元的预加热温度设定为第i预设预加热温度Qi后，i=1，2，3，4，根据设定的所述第i预设预加热温度Qi确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塔顶余热回收节能系统，其特征在于，包括：精馏塔、进料换热器、冷凝器、回流罐、出料换热器、预热单元和控制单元，所述进料换热器与所述精馏塔的进料口相连通，所述进料换热器用于对进入所述精馏塔内部的物料进行加热，所述出料换热器与所述精馏塔的塔顶的出料口相连通，所述冷凝器与所述出料换热器相连通，所述冷凝器与所述回流罐相连通，所述出料换热器用于与所述出料口输出的汽相物料进行热交换，并将热交换后的汽相物料输送至所述冷凝器，所述预热单元与所述进料换热器相连通，所述出料换热器还与所述预热单元相连通，所述出料换热器用于将热能传递至所述预热单元，所述预热单元用于对进入所述进料换热器的物料进行预加热；所述控制单元分别与所述出料换热器、预热单元、进料换热器和精馏塔电连接；所述控制单元用于根据流经所述出料换热器的汽相物料的流速确定所述预热单元的预加热温度，并根据所述预加热温度调整所述进料换热器的加热温度。2.根据权利要求1所述的塔顶余热回收节能系统，其特征在于，所述预热单元包括第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器，所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器并排设置，且所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器分别与所述进料换热器和出料换热器相连通，所述控制单元分别与所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器电连接；所述控制单元还用于根据所述出料换热器与所述汽相物料的换热后的介质的实时介质温度
△
T确定所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器的开启和闭合状态。3.根据权利要求2所述的塔顶余热回收节能系统，其特征在于，所述控制单元还用于预先设定第一预设介质温度T1、第二预设介质温度T2和第三预设介质温度T3，且T0＜T1＜T2＜T3，T0为标准介质温度；所述控制单元还用于在确定所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器的开启和闭合状态时，根据所述实时介质温度
△
T与各预设介质温度之间的关系进行确定：当
△
T≤T0时，则关闭所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器，使物料直接进入所述进料换热器；当
△
T＞T0时，若T0＜
△
T≤T1，则仅开启所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器中的其中之一；若T1＜
△
T≤T2，则仅开启所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器中的其中之二；若T2＜
△
T≤T3，则同时开启所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器；在开启所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器中的至少一个后，则使物料通过其进行预加热后再输送至所述进料换热器中。4.根据权利要求3所述的塔顶余热回收节能系统，其特征在于，还包括：辅助加热器，设置在所述出料换热器与所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器之间，所述辅助加热器一侧与所述出料换热器相连通，另一侧分别与所述第一预加热器、第二预加热器和第三预加热器相连通，所述辅助加热器还与所述控制单元电连接；其中，所述控制单元还用于预先设定第一预设加热温度S1、第二预设加热温度S2、第三预设
加热温度S3和第四预设加热温度S4，且S1＜S2＜S3＜S4；所述控制单元还用于预先设定第一预设温度差T01、第二预设温度差T02、第三预设温度差T03和第四预设温度差T04，且T01＜T02＜T03＜T04；所述控制单元还用于确定所述实时介质温度
△
T与所述进料换热器的实时加热温度
△
ta之间的温度差值，并根据所述温度差值与各预设温度差值之间的关系确定所述辅助加热器的加热温度：当
△
ta
‑△
T≤T01时，则将所述辅助加热器的加热温度设定为第一预设加热温度S1；当T01＜
△
ta
‑△
T≤T02时，则将所述辅助加热器的加热温度设定为第二预设加热温度S2；当T02＜
△
ta
‑△
T≤T03时，则将所述辅助加热器的加热温度设定为第三预设加热温度S3；当T03＜
△
ta
‑△
T≤T04时，则将所述辅助加热器的加热温度设定为第四预设加热温度S4。5.根据权利要求4所述的塔顶余热回收节能系统，其特征在于，所述控制单元用于在根据流经所述出料换热器的汽相物料的流速确定所述预热单元的预加热温度，并根据所述预加热温度调整所述进料换热器的加热温度时，包括：所述控制单元用于设定第一预设汽相物料流速V1、第二预设汽相物料流速V2、第三预设汽相物料流速V3和第四预设汽相物料流速V4，且V1＜V2＜V3＜V4；所述控制单元用于设定第一预设预加热温度Q1、第二预设预加热温度Q2、第三预设预加热温度Q3和第四预设预加热温度Q4，且Q1＜Q2＜Q3＜Q4；根据流经所述出料换热器的汽相物料的实时流速
△
V与各预设汽相物料流速之间的关系确定所述预热单元的预加热温度：当
△
V≤V1时，则将所述预热单元的预加热温度设定为第一预设预加热温度Q1；当V1＜
△
V≤V2时，则将所述预热单元的预加热温度设定为第二预设预加热温度Q2；当V2＜
△
V≤V3时，则将所述预热单元的预加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绪虎，李占元，张静涛，
申请(专利权)人：青岛锐丰源化工有限公司，
类型：发明
国别省市：