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一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统

阅读：712发布：2021-02-25

IPRDB可以提供一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，包括分馏塔、塔顶冷凝器、回流罐、双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、双级大温升热泵、一号中间再沸器、二号中间再沸器、三号中间再沸器和塔底重沸器。本发明利用工艺蒸汽驱动热泵循环回收塔顶物料低温余热，用于加热分馏塔中间物料，同时采用三级热泵的组合形式，实现中间物料梯级升温，塔顶物料梯级降温，显著提高分馏塔能源利用效率，降低运行成本。，下面是一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，其特征在于：包括分馏塔(1)、塔顶冷凝器(2)、回流罐(3)、双效吸收式热泵(4)、单效吸收式热泵(5)、双级大温升热泵(6)、一号中间再沸器(7)、二号中间再沸器(8)、三号中间再沸器(9)和塔底重沸器(10)；

所述分馏塔(1)的顶部连接有塔顶产品物料管道(P1)，塔顶产品物料管道(P1)经三通分为两输出管路，其中一个输出管路通过所述塔顶冷凝器(2)与所述回流罐(3)的入口相连；另一个输出管路与所述双级大温升热泵(6)的蒸发器入口相连，所述双级大温升热泵(6)的蒸发器出口通过管道与所述单效吸收式热泵(5)的蒸发器入口相连，所述单效吸收式热泵(5)的蒸发器出口通过管道与所述双效吸收式热泵(4)的蒸发器入口相连，所述双效吸收式热泵(4)的蒸发器出口通过管道与所述回流罐(3)的入口相连；所述回流罐(3)的出口通过管道分别与所述分馏塔(1)、塔顶产品区相连通；

所述分馏塔(1)的底部通过塔底产品物料管道(P2)与所述塔底重沸器(10)的入口相连，所述塔底重沸器(10)的出口通过管道与分馏塔(1)相连通，所述分馏塔(1)的底部通过塔底产品物料管道(P2)与塔底产品区相连通；

所述一号中间再沸器(7)的物料进口通过一号中间物料管道(P5)与所述分馏塔(1)连通、出口通过管道与所述分馏塔(1)连通，所述二号中间再沸器(8)的物料进口通二号中间物料管道(P6)与所述分馏塔(1)连通、出口通过管道与所述分馏塔(1)连通，所述三号中间再沸器(9)的物料进口通过三号中间物料管道(P7)与所述分馏塔(1)连通、出口通过管道与所述分馏塔(1)连通；

所述双级大温升热泵(6)的吸收器与冷凝器出口通过循环水管道(P4)与所述三号中间再沸器(9)的循环水进口相连，所述三号中间再沸器(9)的循环水出口通过管道与所述二号中间再沸器(8)的循环水进口相连，所述二号中间再沸器(8)的循环水出口通过管道与所述一号中间再沸器(7)的循环水进口相连，所述一号中间再沸器(7)的循环水出口通过管道与所述双效吸收式热泵(4)的吸收器及冷凝器入口相连，所述双效吸收式热泵(4)的吸收器及冷凝器出口通过管道与所述单效吸收式热泵(5)的吸收器及冷凝器入口相连，所述单效吸收式热泵(5)的吸收器及冷凝器出口通过管道与所述双级大温升热泵(6)的吸收器与冷凝器入口相连；

蒸汽通过蒸汽管道(P3)分别与所述塔底重沸器(10)的蒸汽入口、所述双效吸收式热泵(4)的发生器入口、所述单效吸收式热泵(5)的发生器入口、所述双级大温升热泵(6)的发生器入口相连通。

2.根据权利要求1所述的基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，其特征在于：所述一号中间再沸器(7)的循环水出口与所述双效吸收式热泵(4)的吸收器及冷凝器入口相连的管道上设置有循环泵(11)。

3.根据权利要求1所述的基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，其特征在于：所述双效吸收式热泵(4)的发生器、单效吸收式热泵(5)的发生器、双级大温升热泵(6)的发生器均设置有凝水管道。

4.根据权利要求1所述的基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，其特征在于：所述双效吸收式热泵(4)、单效吸收式热泵(5)、双级大温升热泵(6)均采用蒸汽型溴化锂吸收式热泵。

5.根据权利要求1所述的基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，其特征在于：所述一号中间再沸器(7)、二号中间再沸器(8)和三号中间再沸器(9)从上向下顺次排布，所述双效吸收式热泵(4)、单效吸收式热泵(5)和双级大温升热泵(6)从上向下顺次排布，且所述一号中间再沸器(7)、二号中间再沸器(8)和三号中间再沸器(9)分别与所述双效吸收式热泵(4)、单效吸收式热泵(5)和双级大温升热泵(6)一一对应。

说明书全文

一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统

技术领域

[0001] 本发明涉及石油炼化技术领域，尤其涉及一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统。

背景技术

[0002] 石油化工行业高耗能、高污染，精馏作为该行业中应用最广泛的分离技术，其能耗占石油化工总能耗的40％以上。常规分馏工艺缺点如下：塔顶物料余热通过塔顶冷凝器散失到环境中，造成大量低品位能源浪费；淳胺再生、脱丙烷、催化蒸馏等分馏塔塔底物料工作温度约110℃，通常采用压力为0.3MPa左右的工艺蒸汽加热，这种加热方式存在较大换热温差，加热环节的熵增较大，能源利用不合理。因此，如果能够利用工艺蒸汽回收塔顶物料低品位余热，制备热量用于系统本身，对于系统节能意义重大。

[0003] 中国专利申请号为201310206921.9，授权公告日为2015年3月4日，专利名称为一种低温精馏装置，提出利用吸收式热泵回收塔顶物料余热用来加热塔底物料，但受热泵制热温度的限制，该方式仅能用于低温蒸馏，应用范围有限；中国专利申请号为201410483273.6，授权公告日为2016年6月15日，专利名称为一种对气体分馏塔进口物料预热的梯级加热方法及加热系统，提出利用吸收式热泵回收塔顶余热用来对进口物料进行预热处理，但进口物料温度升高影响塔底回流比，系统能效仅能提高15％。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提出一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，解决现有工艺流程中由于低品位余热排放、换热不匹配导致的能源浪费问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0006] 本发明一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统,包括分馏塔、塔顶冷凝器、回流罐、双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、双级大温升热泵、一号中间再沸器、二号中间再沸器、三号中间再沸器和塔底重沸器；

[0007] 所述分馏塔的顶部连接有塔顶产品物料管道，塔顶产品物料管道经三通分为两输出管路，其中一个输出管路通过所述塔顶冷凝器与所述回流罐的入口相连；另一个输出管路与所述双级大温升热泵的蒸发器入口相连，所述双级大温升热泵的蒸发器出口通过塔顶产品物料管道与所述单效吸收式热泵的蒸发器入口相连，所述单效吸收式热泵的蒸发器出口通过塔顶产品物料管道与所述双效吸收式热泵的蒸发器入口相连，所述双效吸收式热泵的蒸发器出口通过塔顶产品物料管道与所述回流罐的入口相连；所述回流罐的出口通过塔顶产品物料管道分别与所述分馏塔、塔顶产品区相连通；

[0008] 所述分馏塔的底部通过塔底产品物料管道与所述塔底重沸器的入口相连，所述塔底重沸器的出口通过塔底产品物料管道与分馏塔相连通，所述分馏塔的底部通过塔底产品物料管道与塔底产品区相连通；

[0009] 所述一号中间再沸器的物料进出口通过一号中间物料管道与所述分馏塔连通，所述二号中间再沸器的物料进出口通二号中间物料管道与所述分馏塔连通，所述三号中间再沸器的物料进出口通过三号中间物料管道与所述分馏塔连通；

[0010] 所述双级大温升热泵的吸收器与冷凝器出口通过循环水管道与所述三号中间再沸器的循环水进口相连，所述三号中间再沸器的循环水出口通过循环水管道与所述二号中间再沸器的循环水进口相连，所述二号中间再沸器的循环水出口通过循环水管道与所述一号中间再沸器的循环水进口相连，所述一号中间再沸器的循环水出口通过循环水管道与所述双效吸收式热泵的吸收器及冷凝器入口相连，所述双效吸收式热泵的吸收器及冷凝器出口通过循环水管道与所述单效吸收式热泵的吸收器及冷凝器入口相连，所述单效吸收式热泵的吸收器及冷凝器出口通过循环水管道与所述双级大温升热泵的吸收器与冷凝器入口相连；

[0011] 蒸汽通过蒸汽管道分别与所述塔底重沸器的蒸汽入口、所述双效吸收式热泵的发生器入口、所述单效吸收式热泵的发生器入口、所述双级大温升热泵的发生器入口相连通。

[0012] 进一步的，循环水管道上设置有循环泵。

[0013] 再进一步的，所述双效吸收式热泵发生器、单效吸收式热泵发生器、双级大温升热泵发生器均设置有凝水管道。

[0014] 再进一步的，所述双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、双级大温升热泵均采用蒸汽型溴化锂吸收式热泵。

[0015] 再进一步的，所述一号中间再沸器、二号中间再沸器和三号中间再沸器从上向下顺次排布，所述双效吸收式热泵、单效吸收式热泵和双级大温升热泵从上向下顺次排布，且所述一号中间再沸器、二号中间再沸器和三号中间再沸器分别与所述双效吸收式热泵、单效吸收式热泵和双级大温升热泵一一对应。

[0016] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

[0017] 本发明一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，利用工艺蒸汽做功能力驱动热泵循环回收塔顶物料低温余热，制备热量加热中间物料，同时采用由双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、双级大温升热泵组成的三级热泵形式，实现中间物料梯级升温，塔顶物料梯级降温，进而实现系统能源的梯级利用，显著提高分馏塔能源利用效率，降低工艺蒸汽耗量25％以上。

附图说明

[0018] 下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

[0019] 图1为本发明基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统示意图；

[0020] 附图标记说明：1、分馏塔；2、塔顶冷凝器；3、回流罐；4、双效吸收式热泵；5、单效吸收式热泵；6、双级大温升热泵；7、一号中间再沸器；8、二号中间再沸器；9、三号中间再沸器；10、塔底重沸器；11、循环泵；P1、塔顶产品物料管道；P2、塔底产品物料管道；P3、蒸汽管道；
P4、循环水管道；P5、一号中间物料管道；P6、二号中间物料管道；P7、三号中间物料管道。

具体实施方式

[0021] 如图1所示，一种基于吸收式热泵的中间再沸器梯级加热系统，分馏塔1、塔顶冷凝器2、回流罐3、双效吸收式热泵4、单效吸收式热泵5、双级大温升热泵6、一号中间再沸器7、二号中间再沸器8、三号中间再沸器9和塔底重沸器10；

[0022] 所述分馏塔1的顶部连接有塔顶产品物料管道P1，塔顶产品物料管道P1经三通分为两输出管路，其中一个输出管路通过所述塔顶冷凝器2与所述回流罐3的入口相连；另一个输出管路与所述双级大温升热泵6的蒸发器入口相连，所述双级大温升热泵6的蒸发器出口通过塔顶产品物料管道P1与所述单效吸收式热泵5的蒸发器入口相连，所述单效吸收式热泵5的蒸发器出口通过塔顶产品物料管道P1与所述双效吸收式热泵4的蒸发器入口相连，所述双效吸收式热泵4的蒸发器出口通过塔顶产品物料管道P1与所述回流罐3的入口相连；所述回流罐3的出口通过塔顶产品物料管道P1分别与所述分馏塔1、塔顶产品区相连通；

[0023] 所述分馏塔1的底部通过塔底产品物料管道P2与所述塔底重沸器10的入口相连，所述塔底重沸器10的出口通过塔底产品物料管道P2与分馏塔1相连通，所述分馏塔1的底部通过塔底产品物料管道P2与塔底产品区相连通；

[0024] 所述一号中间再沸器7的物料进出口通过一号中间物料管道P5与所述分馏塔1连通，所述二号中间再沸器8的物料进出口通二号中间物料管道P6与所述分馏塔1连通，所述三号中间再沸器9的物料进出口通过三号中间物料管道P7与所述分馏塔1连通；

[0025] 所述双级大温升热泵6的吸收器与冷凝器出口通过循环水管道P4与所述三号中间再沸器9的循环水进口相连，所述三号中间再沸器9的循环水出口通过循环水管道P4与所述二号中间再沸器8的循环水进口相连，所述二号中间再沸器8的循环水出口通过循环水管道P4与所述一号中间再沸器7的循环水进口相连，所述一号中间再沸器7的循环水出口通过循环水管道P4与所述双效吸收式热泵4的吸收器及冷凝器入口相连，所述双效吸收式热泵4的吸收器及冷凝器出口通过循环水管道P4与所述单效吸收式热泵5的吸收器及冷凝器入口相连，所述单效吸收式热泵5的吸收器及冷凝器出口通过循环水管道P4与所述双级大温升热泵6的吸收器与冷凝器入口相连；

[0026] 蒸汽通过蒸汽管道P3分别与所述塔底重沸器10的蒸汽入口、所述双效吸收式热泵4的发生器入口、所述单效吸收式热泵5的发生器入口、双级大温升热泵6的发生器入口相连通。

[0027] 具体来说，循环水管道P4上设置有循环泵11，循环泵的设置可以有效的保证水循环的动力。

[0028] 所述双效吸收式热泵4发生器、单效吸收式热泵5发生器、双级大温升热泵6发生器均设置有凝水管道，用于收集工艺蒸汽凝水。

[0029] 所述双效吸收式热泵4、单效吸收式热泵5、双级大温升热泵6均采用蒸汽型溴化锂吸收式热泵。

[0030] 所述一号中间再沸器7、二号中间再沸器8和三号中间再沸器9从上向下顺次排布，所述双效吸收式热泵4、单效吸收式热泵5和双级大温升热泵6从上向下顺次排布，且所述一号中间再沸器7、二号中间再沸器8和三号中间再沸器9分别与所述双效吸收式热泵4、单效吸收式热泵5和双级大温升热泵6一一对应。

[0031] 本发明的工作过程如下：

[0032] 分馏塔顶部的物料流通过程：所述分馏塔1的塔顶产品物料通过塔顶产品物料管道P1经三通分为两输出管路输出，其中一部分塔顶物料经过塔顶冷凝器2进入到回流罐3内；另一部分塔顶物料依次进入双级大温升热泵6的蒸发器、单效吸收式热泵5的蒸发器、双效吸收式热泵4的蒸发器梯级降温，再回流到回流罐3内，回流罐3内的塔顶物料通过塔顶产品物料管道P1分别输送至分馏塔1、塔顶产品区。

[0033] 分馏塔底部的物料流通过程：分馏塔1的塔底产品物料通过塔底产品物料管道P2经三通分流为两路，其中一部分塔底物料经塔底产品物料管道P2进入塔底产品区，另一部分进入塔底重沸器10加热，升温后的物料再通过塔底产品物料管道P2返回至分馏塔1进行分馏处理，工艺蒸汽通过蒸汽管道P3进入塔底重沸器10为其提供加热热源。

[0034] 中间再沸器工作流程：循环水经过循环水管道P4依次通过双效吸收式热泵4吸收器及冷凝器、单效吸收式热泵5吸收器及冷凝器、双级大温升热泵6吸收器及冷凝器梯级升温，再依次通过三号中间再沸器9、二号中间再沸器8、一号中间再沸器7加热中间物料并梯级降温，降温后的循环水通过循环泵11返回至双级大温升热泵6吸收器及冷凝器，实现循环水闭式循环；三号中间物料经过三号中间物料管道P7进入三号中间再沸器9加热，升温后的物料再返回至分馏塔，二号中间物料经过二号中间物料管道P6进入二号中间再沸器8加热，升温后的物料再返回至分馏塔，一号中间物料经过一号中间物料管道P7进入一号中间再沸器7加热，升温后的物料再返回至分馏塔，工艺蒸汽通过蒸汽管道P3分别进入双级大温升热泵6发生器、单效吸收式热泵5发生器、双效吸收式热泵4发生器，为热泵循环提供驱动热源。

[0035] 双效吸收式热泵适宜制热温度为40～60℃，单效吸收式热泵适宜制热温度为55～75℃，双级大温升热泵适宜制热温度为75～95℃，选择适宜的热泵设备对中间物料进行三级加热。

[0036] 由此可见，本发明利用工艺蒸汽驱动三级热泵循环回收塔顶物料余热，制备热量梯级加热中间物料，使得分馏塔能源利用效率提高25％。

[0037] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种板式分馏塔-专利编号CN110917644A	2020-05-13	978
一种分馏塔-专利编号CN104623921A	2020-05-12	172
分馏塔传质构件-专利编号CN1227049C	2020-05-13	1084
分馏塔盘-专利编号CN1242714A	2020-05-11	591
分馏塔-专利编号CN105903220A	2020-05-11	584
顺流分馏塔盘-专利编号CN101171072A	2020-05-13	269
一种分馏塔-专利编号CN110478930A	2020-05-11	170
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螺旋分馏塔-专利编号CN1483499A	2020-05-12	508
螺旋分馏塔-专利编号CN1262327C	2020-05-12	332

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