[发明专利]乙烯分离的内部能量集成无压缩回流装置及流程

说明书

技术领域

本发明涉及乙烯的生产技术领域，是关于乙烯装置中乙烯塔和乙烯制冷系统的新流程，特别是涉及乙烯分离的内部能量集成无压缩回流流程，可实现乙烯、乙烷组分在内部能量集成精馏塔中完成分离，同时降低制冷压缩机的功耗，从而降低乙烯装置的能耗。

背景技术

精馏过程是乙烯生产中一个核心过程，精馏塔是产品分离的关键单元。在乙烯生产流程中，乙烯塔是乙烯装置中的关键塔，其目的是分离碳二的混合组分，塔顶得到合格的乙烯产品，塔底获得乙烷产品。乙烯塔是能量消耗最高的塔，约占装置冷量消耗的36％。这在能源日益短缺的今天是不容忽视的。目前工业装置中乙烯流程多采用乙烯塔和乙烯制冷系统压缩机组成的开式热泵流程，如图3所示。为了进一步降低乙烯塔的能耗，本发明将内部能量集成精馏塔应用于乙烯塔，如图1所示。

内部能量集成精馏技术是至今为止所提出的精馏技术中节能效果最显著的，国内外对内部能量集成精馏塔研究较多。专利CN101966397A公开了一种精馏序列内部能量集成节能精馏装置和方法，并将此方法应用于笨、甲苯、二甲苯的分离；正戊烷、环戊烷、2-甲基戊烷的分离。对内部能量集成精馏塔进行结构设计和流程描述的专利有：US4025398、US5783047、US4681661、US4234391、US20020088701A1、WO03/011418、US20050121303A1、CN201010283950.1、CN201010284149.9、CN201010218648.8、CN201010217605.8、CN201010218176.6。对内部能量集成精馏塔进行控制研究和节能研究的专利有：CN101708373A、CN101708374A、CN101708375A、CN101716425A、CN101716426A、CN101776891A、CN101788810A、CN101840200A、CN101881961A、Cn101881962A、CN101881964A、CN101890247A、CN101887261A、CN101887262A、CN101887263A、CN101879378A。专利US2861432、US5592832、CN200955890Y将内部能量集成精馏塔用于分离空气。专利CN101776895A、CN101776896A、CN101776897A、CN101763088A、CN101716427A、CN101776901A对内部能量空分塔进行了控制研究。上面所述专利没有将内部能量集成精馏塔应用于乙烯分离流程。本发明将内部能量集成精馏塔应用到乙烯、乙烷的分离过程中，能够使乙烯塔的塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷消耗降至最小，实现乙烯、乙烷分离过程的节能降耗，同时降低系统制冷压缩机的功耗。将内部能量集成精馏塔应用于乙烯流程中可以降低乙烯装置的能耗，其意义重大

发明内容

本发明针对乙烯流程中乙烯塔能耗较大的问题，提出了将内部能量集成精馏塔应用于乙烯分离流程中的乙烯塔，尤其是前脱丙烷前加氢流程的乙烯塔，并构建乙烯塔和乙烯制冷系统新的流程，如图2所示。

本发明技术方案如下：

乙烯分离的内部能量集成无压缩回流流程的装置包括：(1)乙烯塔、(2)乙烯制冷压缩机、(3)乙烯制冷压缩机一段吸入罐、(4)乙烯制冷压缩机二段吸入罐、(5)乙烯制冷压缩机三段吸入罐、(6)乙烯冷剂用户、(7)乙烯冷剂缓冲罐、(8)乙烯冷剂冷凝冷却器、(9)乙烯塔顶冷凝器、(10)乙烯塔压缩机、(11)乙烯塔底再沸器、(12)减压阀；其中乙烯塔采用内部能量集成精馏塔，该塔的精馏段和提馏段之间设有减压阀和压缩机，通过两个塔段间的内部能量集成，减少提馏段塔底的再沸器和精馏段塔顶的冷凝器的热负荷。

本发明的工艺流程如下：