从烃分离中回收热的方法
【专利说明】从烃分离中回收热的方法
[0001 ]优先权声明
[0002]本申请要求2013年10月16日提交的美国临时申请N0.61/891,497和2014年7月29日提交的美国申请N0.14/445，512的优先权。
发明领域
[0003]本发明一般性地涉及从烃分离方法中回收热的方法。
[0004]发明背景
[0005]石油精炼和石油化学方法通常涉及将具有非常类似的结构和性能的烃组分分离。
[0006]例如，丙烯-丙烷分离器通常包含蒸馏塔，所述蒸馏塔用于将C3料流分离成在净顶部产物中的聚合物级丙烯(PGP)和在净底部产物中的丙烷。由于丙烯和丙烷的低相对挥发度，通常使用具有150-250个塔板的非常大的塔。另外，塔还通常包括5-10的回流:进料比。由于丙烯和丙烷的相对挥发度如此低(通常1.05-1.20)，将丙烯和丙烷分离成高纯度组分料流所需的能量是非常高的。
[0007]通常，使用热栗压缩机在分馏塔顶部产物中冷凝(或除去能量)和再沸(或将能量供入)塔底部产物中，因为丙烯和丙烷的蒸气压力是近似的，并可将从塔顶部产物中除去用于冷凝的热转移或栗送至塔底部产物中用于再沸。
[0008]在传统设计中，例如指派给本发明受理人并通过引用将其全部内容并入本文中的美国专利公开N0.2013/0131417中所公开的设计中，将来自丙烯-丙烷分离塔(“PP分离器”)的顶部蒸气送入第一阶段热栗压缩机中。在第一阶段热栗压缩机中，将蒸气压缩至所需压力，通常1034-1724kPag(150-250psig)，这是换热器将热侧的蒸气冷凝并将换热器冷侧的液体再沸的最小温度。将PP分离器再沸所需的负荷决定通向再沸器/冷凝器的蒸气流速。由于冷凝负荷大于PP分离器的再沸负荷，存在要求热去除的来自第一阶段排料的额外蒸气。将该额外蒸气送入热栗压缩机的第二阶段中，在那里将它压缩至能够通过另一换热器在较热的温度下冷凝的压力。随后，该料流通过阀闪蒸到降至塔顶部压力的抽吸鼓中以提供将塔顶部冷却并使丙烯液体产物聚集在抽吸鼓中的焦耳-汤姆孙效应。
[0009]在上述该系统中，当第二阶段排放料流闪蒸降至塔顶部压力时，然后顺序地将由该闪蒸产生的蒸气在热栗第一阶段和第二阶段中再加工。因此，热栗压缩机的第一阶段，其要求更多效用的较大能力阶段，需要将塔顶部蒸气连同第二阶段排放闪蒸的蒸气一起加工，由此提高压缩机的总能力和效用要求。
[0010]理想的是具有改进关于该方法的效率和热回收的方法。
[0011]发明概述
[0012]公开了容许更有效的热回收的方法。
[0013]—方面，本发明可描述为分离烃并回收热的方法，其包括:将包含烃的进料流在第一分离区中分离成顶部料流和底部料流;顶部料流为蒸气料流且底部料流为液流;使至少一部分顶部料流进入压缩区中，压缩区配置用于产生第一输出料流和第二输出料流;将来自压缩区的至少一部分第一输出料流的热转移至第一分离区；从压缩区的第二输出料流中除去热；和使压缩区的第二输出料流进入第二分离区中，其中第二分离区具有比顶部料流的压力更高的压力。
[0014]在至少一个实施方案中，第一分离区为分馏塔。
[0015]在一些实施方案中，方法进一步包括从第二分离区中回收液流。
[0016]在一些实施方案中，方法还包括在来自第一输出料流的第一部分的热转移以后使压缩区的第一输出料流的至少第一部分进入第一分离区中。进一步预期方法包括使压缩区的第一输出料流的第二部分进入第二分离区中。还预期压缩区的第一输出料流的第一部分包含压缩区的第一输出料流的75%至90体积％。
[0017]在至少一个实施方案中，第二分离区提供顶部料流和底部料流。方法进一步包括使顶部料流进入压缩区中。
[0018]在一些实施方案中，方法进一步包括在使顶部料流进入压缩区中以前从第一分离区的顶部料流中回收液体。进一步预期方法还包括在第三分离区中从第一分离区的顶部料流中回收液体。第三分离区优选置于第一分离区与压缩区之间。
[0019]在又一实施方案中，方法包括在从第二输出料流中除去热以后和在使第二输出料流进入第二分离区中以前，将压缩区的第二输出料流在冷却区中冷却。
[0020]在另一方面中，本发明可描述为分离烃并回收热的方法，其包括:将包含烃的进料流在第一分离区中分离成顶部料流和底部料流;将来自第一分离区的顶部料流分离成蒸气料流和液流;使蒸气料流进入压缩区中，压缩区配置用于产生第一输出料流和第二输出料流;从压缩区的第一输出料流中除去热；将压缩区的第一输出料流冷凝并再循环至第一分离区；从压缩区的第二输出料流中回收热;和使压缩区的第二输出料流进入第二分离区中。配置第二分离区使得第二分离区中的任何蒸气来自压缩区。
[0021]在一些实施方案中，方法包括在从第一输出料流中回收热以后，使压缩区的一部分第一输出料流进入第二分离区中。预期进入第二分离区中的第一输出料流部分包含第一输出料流的10-25体积％。
[0022]在至少一个实施方案中，方法包括在从第二输出料流中除去热以后和在使第二输出料流进入第二分离区中以前，将压缩区的第二输出料流在冷却区中冷却。
[0023]在又一实施方案中，第二分离区提供顶部料流和底部料流。方法可包括使顶部料流进入压缩区中。
[0024]在一些实施方案中，方法包括从第二分离区中回收液流。
[0025]在又一实施方案中，将来自第一分离区的顶部料流在第三分离区中分离成蒸气料流和液流。预期第三分离区置于第一分离区与压缩区之间。进一步预期第一分离区包含蒸馏塔。还预期第三分离区中的压力低于第二分离区中的压力。
[0026]本发明的其它目的、实施方案和细节描述于以下发明详述中。
[0027]附图详述
[0028]图为简化工艺图，其中:
[0029]图1显示根据本发明一个或多个实施方案的方法的工艺流程图；和
[0030]图2显示根据本发明一个或多个实施方案的方法的另一工艺流程图。发明详述
[0031]开发了通过提高从其中的热回收而容许更有效地分离各种烃的方法。
[0032]在本发明各方法中，热栗压缩机的第一和第二阶段分开使得第一阶段加工来自塔顶部的蒸气，且第二阶段仅加工除去塔操作所需的过量冷凝能所需的材料。
[0033]在一些实施方案中，与目前的热栗设计相比的效用优点可由第一阶段抽吸体积流量的降低识别，因为现在第一阶段仅加工塔顶部蒸气(而不是来自第二阶段闪蒸的其它蒸气)。
[0034]另外，本发明方法容许较冷的第二阶段抽吸温度，因为蒸气/液体再接触在第二阶段抽吸鼓中进行，并冷却通向第二阶段的抽气。较高密度的气体通过使所需压缩机头降低而降低压缩机尺寸和效用。
[0035]此外，在一些实施方案中，取消了用于将回流送回塔中的栗，因为第二阶段抽吸鼓液体在较高的压力下操作，并将二次回流加压，作为液体回到塔顶部。另外，可取消来自抽吸鼓的二次回流管线，因为总回流可以以等级结合。在本发明中，初级和二次回流材料的密度是近似的。在传统方案中，回流栗将二次回流过冷却。为泡点材料的初级回流具有比二次回流材料更低的密度，且初级和二次回流管线通常独立地沿着塔向上输送。将初级回流与二次过冷回流组合会提高总