CN106540639B - 一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺 - Google Patents
一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106540639B CN106540639B CN201610950938.9A CN201610950938A CN106540639B CN 106540639 B CN106540639 B CN 106540639B CN 201610950938 A CN201610950938 A CN 201610950938A CN 106540639 B CN106540639 B CN 106540639B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hot water
- gas
- heat
- water
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
- B01J2219/00103—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00105—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
本发明涉及到一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺,包括下述步骤:来自中变反应器的中变气依次进入中变气/原料换热器和中变气/锅炉水换热器中换热,然后经中变气第一分液罐分离出液相,气相进入中变气/热水换热器中与来自热水缓冲罐的循环热水换热,再进入中变气水冷器换热,经中变气第二分液罐冷凝后分离出液相进入PSA装置生产纯氢气;循环热水在中变气/热水换热器中加热后,进入蒸发器与有机工质换热,降温后的热水进入热水缓冲罐,经热水循环泵升压后,进入热水冷却器换热,然后进入中变气/热水换热器与中变气换热;换热后的有机工质经蒸发器加热气化后,进入膨胀机驱动发电机发电,出膨胀机的有机工质冷却液化、升压后,返回蒸发器。
Description
技术领域
本发明涉及石化装置的节能领域,尤其涉及到一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺。
背景技术
目前,以烃类为原料采用蒸汽转化工艺生产氢气在工业氢气的生产中占有重要地位,烃类蒸汽转化制氢装置为高能耗装置,制氢装置中变反应器出口的中变气需要从420℃冷却到40℃,才能进入PSA装置对氢气进行提纯。如何充分回收中变气的热量,是制氢装置工艺设计中需要重点考虑的问题。
传统制氢装置中变气热量回收主要由以下步骤组成:加热制氢原料气、加热锅炉给水、加热脱盐水或生产低压蒸汽,经过上述步骤后,中变气的温度依然还有130℃~170℃,再送入后续空冷器和水冷器进一步冷却到工艺要求的40℃。130℃~170℃的中变气直接送入空冷器和水冷器冷却,不仅中变气的低温余热得不到充分回收,而且还需要消耗大量的电能和循环水。因此,合理设计中变气的低温余热回收***,对降低制氢装置的能耗至关重要。
申请号为201110254586.0的中国发明专利申请所公开的《一种制氢装置中变气热量利用新工艺》,其工艺流程设置为:通过热联合技术,将制氢装置中变气与其它炼油装置的热阱进行热联合,利用其它炼油装置的冷介质将中变气的热量取走,达到回收中变气余热的目的。
该工艺的缺点:只有在其它装置能够为制氢装置提供冷介质的情况下,才能够采用该工艺,当提供冷介质的装置故障停车时,必然会对制氢装置的稳定运行造成影响,甚至会造成制氢装置的停车。其次,出中变气-贫胺液换热器的中变气温度为130℃~140℃,仍需要设置空冷器,将中变气进一步冷却后再送入水冷器,中变气的余热得不到充分回收,还需要消耗大量的电能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够充分回收利用中变气低温余热的烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺,从而达到节能降耗的目的。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:该烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺,其特征在于包括下述步骤:
来自中变反应器出口的温度为400~450℃、压力为2.0~3.1MPaG的中变气依次进入中变气/原料换热器和中变气/锅炉水换热器中分别与原料气和锅炉水换热后温度降为130~170℃,然后经中变气第一分液罐冷凝后,分离出液相,气相进入中变气/热水换热器中与来自热水缓冲罐的温度为60~80℃的循环热水换热至70~90℃,再进入中变气水冷器换热至20~45℃,经中变气第二分液罐冷凝后分离出液相进入PSA装置生产纯氢气;
所述循环热水为脱盐水,所述循环热水在中变气/热水换热器中加热到80~110℃后,进入蒸发器与有机工质换热,温度降为60~80℃,降温后的热水进入热水缓冲罐,经热水循环泵升压到0.5~1.5MPaG后,进入热水冷却器,进一步调节热水温度为60~80℃,出热水冷却器的循环热水进入中变气/热水换热器与中变气换热;
换热后的有机工质经蒸发器加热气化后,进入膨胀机,通过膨胀机驱动发电机发电,出膨胀机的有机工质经冷凝器冷却液化,再经有机工质循环泵升压至0.8~1.4MPaG,返回蒸发器与循环热水换热。
优选所述的热水冷却器的壳程出口循环冷却回水管道上设置有用于控制返回中变气/热水换热器的循环热水的温度的温度调节阀。
更好地,所述的热水缓冲罐还可以连接有脱盐水补水管道,所述补水管道上设有用于控制所述热水缓冲罐内液位的液位调节阀。
所述的有机工质为低沸点有机工质:五氟丙烷(R245fa)。
与现有技术相比,本发明所提供的烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺具有以下优点:
1、取消了传统制氢装置中变气余热回收及冷却换热***中的空冷器,通过增设中变气-热水换热器及热水发电机组等设备,利用130℃~170℃的中变气加热脱盐水,再利用加热后的脱盐水驱动发电机组发电,向外输送一定的电能。出中变气-热水换热器的中变气温度降为80℃后进入中变气水冷器;本工艺能够将中变气80℃以上的余热充分回收,同时,通过向外输送一定的电量,进一步降低制氢装置的能耗。
2、热水发电机组为独立的***,制氢装置的连续稳定运行不受其它装置的制约。
3、在热水循环回路中设置热水冷却器,当热水发电机组故障停车时,热水冷却器也能将返回中变气/热水换热器的热水温度冷却到65℃,从而保证制氢装置的连续稳定运行。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
如图1所示,该烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺包括下述步骤:
烃类蒸汽转化制氢装置的中变反应器1出口420℃、3.1MPaG的中变气依次经中变气/原料换热器2和中变气/锅炉水换热器3分别与原料天然气和锅炉水换热,温度降为170℃,经中变气第一分液罐4分离冷凝液后,气相进入中变气/热水换热器5与来自热水冷却器11的65℃热水换热,温度降为80℃,再进入中变气水冷器6换热,温度降为40℃,经中变气第二分液罐7分离冷凝液后,进入PSA装置8生产纯氢气。
本实施例中循环热水采用脱盐水,循环热水经中变气/热水换热器5加热到90℃后,进入蒸发器12与有机工质五氟丙烷(R245fa)换热,温度降为65℃,降温后的热水进入热水缓冲罐9,经热水循环泵10升压到1.0MPaG后,进入热水冷却器11,出热水冷却器11的循环热水返回中变气/热水换热器5与中变气换热,从而完成循环过程。
有机工质经蒸发器12加热气化后,进入膨胀机13,通过膨胀机13驱动发电机14发电,出膨胀机13的有机工质经冷凝器15冷却液化,再经有机工质循环泵16升压至1.07MPaG后,返回蒸发器12与循环热水换热,从而完成发电过程。
制氢装置开车时,通过脱盐水补水管道17给热水缓冲罐9补充脱盐水,装置正常运行时,通过液位调节阀18控制热水缓冲罐9的液位。
当蒸发器12出口热水温度产生波动或热水发电机组故障停车时,通过热水冷却器11壳程出口循环冷却回水管道19上的温度调节阀20控制循环热水温度为65℃。
将本实施例应用于30000Nm3/h的烃类蒸汽转化制氢装置中,每小时净发电量约715度,而常规的现有技术中采用空冷器,则每小时需要消耗约105度电。
Claims (4)
1.一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺,其特征在于包括下述步骤:
来自中变反应器(1)出口的温度为400~450℃、压力为2.0~3.1MPaG的中变气依次进入中变气/原料换热器(2)和中变气/锅炉水换热器(3)中分别与原料气和锅炉水换热后温度降为130~170℃,然后经中变气第一分液罐(4)冷凝后,分离出液相,气相进入中变气/热水换热器(5)中与来自热水冷却器(11)的温度为60~80℃的循环热水换热至70~90℃,再进入中变气水冷器(6)换热至20~45℃,经中变气第二分液罐(7)冷凝后分离出液相进入PSA装置生产纯氢气;
所述循环热水为脱盐水,所述循环热水在中变气/热水换热器(5)中加热到80~110℃后,进入蒸发器(12)与有机工质换热,温度降为60~80℃,降温后的热水进入热水缓冲罐(9),经热水循环泵(10)升压到0.5~1.5MPaG后,进入热水冷却器(11),进一步调节热水温度为60~80℃,出热水冷却器(11)的循环热水进入中变气/热水换热器(5)与中变气换热;
换热后的有机工质经蒸发器(12)加热气化后,进入膨胀机(13),通过膨胀机(13)驱动发电机(14)发电,出膨胀机(13)的有机工质经冷凝器(15)冷却液化,再经有机工质循环泵(16)升压至0.8~1.4MPaG,返回蒸发器(12)与循环热水换热。
2.根据权利要求1所述的烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺,其特征在于所述的热水冷却器(11)的壳程出口循环冷却回水管道上设置有用于控制返回中变气/热水换热器(5)的循环热水的温度的温度调节阀(20)。
3.根据权利要求1或2所述的烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺,其特征在于所述的热水缓冲罐(9)连接有脱盐水补水管道(17),所述补水管道(17)上设有用于控制所述热水缓冲罐(9)内液位的液位调节阀(18)。
4.根据权利要求3所述的烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺,其特征在于所述的有机工质为五氟丙烷。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610950938.9A CN106540639B (zh) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610950938.9A CN106540639B (zh) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106540639A CN106540639A (zh) | 2017-03-29 |
CN106540639B true CN106540639B (zh) | 2018-11-30 |
Family
ID=58392920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610950938.9A Active CN106540639B (zh) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106540639B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110243219A (zh) * | 2018-03-09 | 2019-09-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 热联合换热***及热联合换热方法 |
CN108386716A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-08-10 | 张家港氢云新能源研究院有限公司 | 一种液氢加氢站的氢蒸发气回收***及工艺 |
CN111807323B (zh) * | 2019-04-11 | 2022-03-29 | 中国石化工程建设有限公司 | 一种蒸汽转化制氢的方法 |
CN110330469A (zh) * | 2019-07-27 | 2019-10-15 | 河南心连心化学工业集团股份有限公司 | 一种粗糠醇分离过程中的能量回收装置以及能量回收方法 |
CN113739123A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种炼厂低温热回收工艺 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101190781B (zh) * | 2006-11-23 | 2011-05-11 | 成都汉尊能源有限公司 | 小型轻烃水蒸气转化制氢工艺方法 |
US9212113B2 (en) * | 2013-04-26 | 2015-12-15 | Praxair Technology, Inc. | Method and system for producing a synthesis gas using an oxygen transport membrane based reforming system with secondary reforming and auxiliary heat source |
US9562472B2 (en) * | 2014-02-12 | 2017-02-07 | Praxair Technology, Inc. | Oxygen transport membrane reactor based method and system for generating electric power |
CN103993109A (zh) * | 2014-06-03 | 2014-08-20 | 中冶南方工程技术有限公司 | 高炉渣余热回收***及其回收控制方法 |
CN205154277U (zh) * | 2015-11-27 | 2016-04-13 | 山东道先为能源科技有限公司 | 利用多效蒸发末效蒸汽进行余热发电的*** |
CN105756735A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-07-13 | 苏州玄禾物联网科技有限公司 | 一种螺杆膨胀机发电装置的远程监控*** |
-
2016
- 2016-10-26 CN CN201610950938.9A patent/CN106540639B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106540639A (zh) | 2017-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106540639B (zh) | 一种烃类蒸汽转化制氢装置中变气低温余热回收工艺 | |
CN100354504C (zh) | 一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置 | |
CN109264914A (zh) | 一种超临界水氧化能量综合利用***及能量回收方法 | |
CN108644747A (zh) | 一种利用印染废水余热产生中压高温蒸汽*** | |
CN109847394B (zh) | 一种乙二醇精馏装置工艺余热回收利用的***及方法 | |
CN104832232A (zh) | 一种梯级换热有机朗肯循环发电***及其发电方法 | |
CN111911250A (zh) | 一种提升锅炉供汽能力的给水联合冷再能量利用***及方法 | |
CN108444304B (zh) | 一种焦炉荒煤气余热回收利用*** | |
CN109441577A (zh) | 吸收式热泵热电联产机组循环冷却水零上塔运行方法 | |
CN104406148B (zh) | 精馏塔空冷器余热回收发电*** | |
CN101131234A (zh) | 一种电厂汽轮机排汽废热回收工艺 | |
CN109437239A (zh) | 一种制酸工艺中吸收工序的低温位余热回收方法及装置 | |
CN109869205A (zh) | 一种用于热电联产机组的储热、发电和供热*** | |
CN208187140U (zh) | 一种焦炉荒煤气余热回收利用*** | |
CN115264563A (zh) | 一种储热调峰及节能供汽热力*** | |
CN108518719A (zh) | 一种采用双凝汽器的大温差集中供热*** | |
CN210069822U (zh) | 一种高压高温凝结水闪蒸回收*** | |
CN2929478Y (zh) | 焦化化工产品回收用导热油蒸汽发生装置 | |
CN107477649A (zh) | 汽轮发电机组综合余热利用***及方法 | |
CN111911253A (zh) | 一种提升锅炉供汽能力的除氧器联合冷再循环***及方法 | |
CN206545923U (zh) | 一种聚甲醛生产过程中余热综合利用*** | |
CN213930897U (zh) | 一种用于替换发电厂的凝汽器和低压加热器的改造*** | |
CN210979798U (zh) | 制氢装置中变气低温余热回收再利用装置 | |
CN211814297U (zh) | 焦炉荒煤气余热回收再利用*** | |
RU2600655C2 (ru) | Способ работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |