CN111183212A - 利用综合蒸气压缩-喷射器循环和改良多效蒸馏***的天然气凝液分馏装置冷却能力和饮用水产生 - Google Patents

利用综合蒸气压缩-喷射器循环和改良多效蒸馏***的天然气凝液分馏装置冷却能力和饮用水产生 Download PDF

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Abstract

利用综合蒸气压缩‑喷射器循环和改良多效蒸馏***的天然气凝液分馏装置冷却能力和饮用水产生的某些方面可以作为***实现。所述***包括与天然气凝液(NGL)分馏装置的多个热源热连接的废热回收换热器网络。所述换热器网络被配置成回收在所述多个热源处产生的热量的至少一部分。所述***包括与废热回收换热器热连接的第一子***以接收通过所述换热器网络回收的热量的至少第一部分。所述第一子***被配置成利用通过所述换热器网络回收的热量的至少所述第一部分来执行一个或多个操作。

Description

利用综合蒸气压缩-喷射器循环和改良多效蒸馏***的天然 气凝液分馏装置冷却能力和饮用水产生
优先权要求
本申请要求于2017年8月8日提交的名称为“利用从天然气凝液分馏装置回收的废热(Utilizing Waste Heat Recovered From Natural Gas Liquid FractionationPlants)”的美国申请号62/542,687以及于2017年12月14日提交的名称为“利用综合蒸气压缩-喷射器循环和改良多效蒸馏***的天然气凝液分馏装置冷却能力和饮用水产生(NATURAL GAS LIQUID FRACTIONATION PLANT COOLING CAPACITY AND POTABLE WATERGENERATION USING INTEGRATED VAPOR COMPRESSION-EJECTOR CYCLE AND MODIFIEDMULTI-EFFECT DISTILLATION SYSTEM)”的美国申请号15/842,160的优先权，它们的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开内容涉及运行工业设施，例如，天然气凝液分馏装置或包括运行产生热量的装置例如天然气凝液分馏装置的其他工业设施。
背景技术
天然气凝液(NGL)过程是在石油精炼厂中用于将天然气转化为产物，例如液化石油气(LPG)、汽油、煤油、喷气燃料、柴油、燃料油以及此类产物的化工过程和其他设施。NGL设施是大型工业综合体，其涉及许多不同的加工单元和辅助设施，例如公用事业单元、储罐和此类辅助设施。各个精炼厂都可以具有例如由精炼厂位置、所需产物、经济考虑因素或此类因素所确定的其自身独特的精炼过程的布置和组合。实施以将天然气转化为产物(如之前列出的那些)的NGL过程可产生可能不被再利用的热量以及可能会污染大气的副产物(如温室气体(GHG))。据信，全球环境受部分由于GHG释放到大气中造成的全球变暖负面影响。
发明内容
本说明书描述了与由天然气凝液(NGL)分馏装置中的废热的冷却能力产生、发电或饮用水生产相关的技术。
本公开内容包括以下具有其相应缩写的度量单位中的一种或多种，如表1中所示：
量度单位 缩写
摄氏度 ℃
兆瓦 MW
一百万 MM
英热单位(British thermal unit) Btu
小时 h
磅/平方英寸(压力) psi
千克(质量) Kg
秒 S
立方米/天 m<sup>3</sup>/天
华氏度 F
表1
本文描述的主题的某些方面可以作为***实施。在一个示例性实施方式中，所述***包括与天然气凝液(NGL)分馏装置的多个热源热连接的废热回收换热器网络。换热器网络被配置成回收在多个热源处产生的热量的至少一部分。所述***包括第一子***，其与废热回收换热器热连接以接收通过换热器网络接收的热量的至少第一部分。第一子***被配置成利用通过换热器网络回收的热量的至少第一部分来执行一个或多个操作。
在与示例性实施方式可结合的一个方面，所述***包括第二子***，其与废热回收换热器热连接以接收通过换热器网络回收的热量的至少第二部分。第二子***与第一子***是分开且不同的，并且被配置成利用通过换热器网络回收的热量的至少第二部分来执行一个或多个操作。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，所述***包括控制***，其连接至换热器网络和第一子***，或换热器网络和第二子***，或换热器网络、第一子***和第二子***。控制***被配置成使流体在NGL分馏装置、换热器网络、第一子***或第二子***中的一个或两者之间流动。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，流体包括NGL分馏装置流股或缓冲流体中的一个或多个。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，多个热源包括：NGL分馏装置的第一多个子单元，其包括丙烷脱水段、脱丙烷塔段、丁烷脱水器段和脱丁烷塔段；NGL分馏装置的第二多个子单元，其包括脱戊烷塔段、胺-二-异丙醇(ADIP)再生段、天然气脱色段、丙烷蒸气回收段和丙烷产物制冷段；和NGL分馏的第三多个子单元，其包括丙烷产物过冷段、丁烷产物制冷段、乙烷生产段和里德蒸气压(Reid Vapor Pressure，RVP)控制段。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，换热器网络包括多个换热器。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，多个换热器包括第一子组，其包括与NGL分馏装置的第一多个子单元热连接的多个换热器中的一个或多个。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，第一子组包括第一换热器，其与丙烷脱水段热连接，并且被配置成利用由来自丙烷脱水段的丙烷脱水出口流股携带的热量来加热第一缓冲流股。第一子组包括第二换热器，其与脱丙烷塔段热连接，并且被配置成利用由来自脱丙烷塔段的脱丙烷塔塔顶出口流股携带的热量来加热第二缓冲流股。第一子组包括第三换热器，其与丁烷脱水器段热连接，并且被配置成利用由丁烷脱水器出口流股携带的热量来加热第三缓冲流股。第一子组包括第四换热器，其与脱丁烷塔段热连接，并且被配置成利用由来自脱丁烷塔段的脱丁烷塔塔顶出口流股携带的热量来加热第四缓冲流股。第一子组包括第五换热器，其与脱丁烷塔段热连接，并且被配置成利用由来自脱丁烷塔段的脱丁烷塔塔底出口流股携带的热量来加热第五缓冲流股。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，多个换热器包括第二子组，其包括与NGL分馏装置的第二多个子单元热连接的多个换热器中的一个或多个。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，第二子组包括第六换热器，其与脱戊烷塔段热连接，并且被配置成利用由来自脱戊烷塔段的脱戊烷塔塔顶出口流股携带的热量来加热第六缓冲流股。第二子组包括第七换热器，其与ADIP再生段热连接，并且被配置成利用由ADIP再生段塔顶出口流股携带的热量来加热第七缓冲流股。第二子组包括第八换热器，其与ADIP再生段热连接，并且被配置成利用由ADIP再生段塔底出口流股携带的热量来加热第八缓冲流股。第二子组包括第九换热器，其与天然气脱色段热连接，并且被配置成利用由天然气脱色段预闪蒸罐塔顶出口流股携带的热量来加热第九缓冲流股。第二子组包括第十换热器，其与天然气脱色段热连接，并且被配置成利用由天然气脱色塔塔顶出口流股携带的热量来加热第十缓冲流股。第二子组包括第十一换热器，其与丙烷蒸气回收段热连接，并且被配置成利用由丙烷蒸气回收压缩机出口流股携带的热量来加热第十一缓冲流股。第三子组包括第十二换热器，其与丙烷产物制冷段热连接，并且被配置成利用由来自丙烷产物制冷段的丙烷制冷压缩机出口流股携带的热量来加热第十二缓冲流股。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，多个换热器包括第三子组，其包括与NGL分馏装置的第三多个子单元热连接的多个换热器中的一个或多个。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，第三子组包括第十三换热器，其与丙烷产物过冷段热连接，并且被配置成利用由来自丙烷产物过冷段的丙烷主压缩机出口流股携带的热量来加热第十三缓冲流股。第三子组包括第十四换热器，其与丁烷产物制冷段热连接，并且被配置成利用由来自丁烷产物制冷段的丁烷制冷压缩机出口流股携带的热量来加热第十四缓冲流股。第三子组包括第十五换热器，其与乙烷生产段热连接，并且被配置成利用由乙烷干燥器出口流股携带的热量来加热第十五缓冲流股。第三子组包括第十六换热器，其与RVP控制段热连接，并且被配置成利用由RVP控制塔塔顶出口流股携带的热量来加热第十六缓冲流股。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，所述***包括储罐，其被配置成储存缓冲流股。控制***被配置成使缓冲流股从储罐流动到换热器网络。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，缓冲流股包括加压水。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，第一子***包括改良多效蒸馏(MED)***，其被配置成利用通过换热器网络接收的热量的至少所述部分来生产饮用水。MED***包括多个生产线(train)。每一个生产线被配置成接收来自换热器网络的经加热的缓冲流体并且利用由经加热的缓冲流体携带的热量来生产饮用水。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，MED***包括三个生产线。第一生产线包括六个效果器(effect)，第二生产线包括四个效果器并且第三生产线包括两个效果器。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，第二子***包括冷却子***，其被配置成产生冷却能力以冷却NGL分馏装置的至少一部分。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，冷却子***包括单制冷剂双蒸气压缩机-喷射器循环。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，压缩机-喷射器循环包括被气化以产生冷却能力的第一丙烷流股。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，第三子组包括换热器的第三子组，其包括第十七换热器，第十七换热器与脱乙烷塔段热连接，并被配置成利用由来自脱乙烷塔段的脱乙烷塔制冷压缩机出口流股携带的热量来加热第一丙烷流股。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，MED***可以包括第一阶段，其包括三个生产线。第一阶段中的第一生产线可以包括六个效果器，第一阶段中的第二生产线可以包括四个效果器并且第一阶段中的第三生产线可以包括两个效果器。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，MED***可以包括第二阶段，其包括三个生产线。第二阶段可以与第一阶段并联连接。第二阶段中的第四生产线可以包括五个效果器，第二阶段中的第五生产线可以包括四个效果器并且第二阶段中的第六生产线可以包括两个效果器。
在与前述方面的任一个可结合的另一个方面，MED***可以包括第三阶段，其包括一个生产线，第三阶段与第二阶段并联连接。
本说明书中描述的主题的一种或多种实施方式的细节在附图和详述中给出。根据该描述、附图和权利要求书，所述主题的其他特征、方面和优点将变得明显。
附图说明
图1A是一种低级废热回收***的一个示例的示意图。
图1B是一种NGL分馏装置中的丙烷脱水段废热回收***的示意图。
图1C是一种NGL分馏装置中的脱丙烷塔段废热回收***的示意图。
图1D是一种NGL分馏装置中的丁烷脱水器段废热回收***的示意图。
图1E是一种NGL分馏装置中的脱丁烷塔段废热回收***的示意图。
图1F是一种NGL分馏装置中的脱戊烷塔段废热回收***的示意图。
图1G是一种NGL分馏装置中的ADIP再生段废热回收***的示意图。
图1H是一种NGL分馏装置中的天然汽油脱色段废热回收***的示意图。
图1I是一种NGL分馏装置中的丙烷罐蒸气回收段废热回收***的示意图。
图1J是一种NGL分馏装置中的丙烷产物制冷段废热回收***的示意图。
图1K是一种NGL分馏装置中的丙烷产物过冷段废热回收***的示意图。
图1L是一种NGL分馏装置中的丁烷产物制冷废热回收***的示意图。
图1M是一种NGL分馏装置中的乙烷生产段废热回收***的示意图。
图1N是一种NGL分馏装置中的天然汽油蒸气压控制段废热回收***的示意图。
图1O是一种综合、定制的单制冷剂双蒸气压缩机-喷射器循环的示意图。
图1P是代表一种被配置成利用通过换热器网络加热的加压水来生产饮用水的改良MED***的一个示例的示意图。
具体实施方式
NGL装置
气体加工装置可以通过去除常见污染物如水、二氧化碳和硫化氢来纯化原天然气或与原油生产相关的气体(或两者)。一些污染天然气的物质具有经济价值并且可以进行加工或出售或两者。在分离可用作用于家用和发电的销售气体的甲烷气体后，液相中的剩余烃混合物称为天然气凝液(NGL)。NGL在单独的装置或有时在同一气体加工装置中被分馏为乙烷、丙烷和重质烃，以用于化学和石化以及运输工业中的若干多用途使用。NGL分馏装置采用以下过程或段：分馏，产物处理和天然汽油加工。分馏过程或段可以包括热源(也通常称为流股)，其包括但不限于丙烷冷凝器、丙烷制冷剂冷凝器、石脑油冷却器、脱戊烷塔冷凝器、胺-二异丙醇(ADIP)冷却器、再生器塔顶(OVHD)冷凝器、里德蒸气压(RVP)塔冷凝器、脱丙烷塔冷凝器、脱丁烷塔冷凝器或它们的组合。产物处理过程或段可以包括以下非限制性热源：丙烷脱水器冷凝器、丁烷脱水器冷凝器、丙烷冷凝器、气冷式冷凝器、再生气体冷却器和丁烷冷凝器，或它们的组合。天然汽油加工过程或段可以包括但不限于天然汽油(NG)闪蒸蒸气冷凝器、NG脱色塔冷凝器或它们的组合。
分馏段
分馏是分离天然气的不同组分的过程。由于每种组分具有不同的沸点，所以分离是可能的。在低于特定组分的沸点的温度下，该组分冷凝成液体。也可以通过增加压力来升高组分的沸点。通过使用在不同压力和温度下运行的塔，NGL分馏装置能够从NGL分馏进料中分离出乙烷、丙烷、丁烷、戊烷或它们的组合(具有或没有更重的相关烃)。脱乙烷化将乙烷与C2+NGL分开，其中C2是指含有两个碳原子的分子(乙烷)，并且其中C2+是指含有具有两个或更多个碳原子的分子的混合物，例如含有C2、C3、C4、C5的NGL可以缩写为“C2+NGL”。脱丙烷化和脱丁烷化分别从C3+NGL和C4+NGL分别分离丙烷和丁烷。因为较重的天然气的沸点彼此更接近，所以这样的气体与较轻的天然气相比可能更难分离。此外，较重组分的分离速率小于相对较轻组分的分离速率。在一些情况下，NGL分馏装置可以例如在脱乙烷塔中实施约45个蒸馏塔板、在脱丙烷塔中实施约50个塔板并且在脱丁烷塔中实施约55个塔板。
分馏段可以从气体装置(gas plant)接收含C2+NGL的进料气体，这些气体装置是对进料气体进行调节和脱硫并产生作为最终产物的销售气体如C1/C2混合物(其中C1为约90％)的上游装置。来自气体装置的C2+NGL可以在NGL分馏装置中进一步处理以进行C2+回收。从进料计量或缓冲单元(surge unit)计量(或两者)，进料流动至三个分馏模块，即脱乙烷模块、脱丙烷模块和脱丁烷模块，它们中的每一个在下面进行描述。
脱乙烷塔模块(或脱乙烷塔)
在进入脱乙烷塔以进行分馏之前，将C2+NGL进行预热。分离出的乙烷作为塔顶气体离开塔。乙烷气体通过闭环丙烷制冷***进行冷凝。在被冷却和冷凝之后，乙烷是气体和液体的混合物。将液体乙烷分离并作为回流被泵回到塔的顶部。乙烷气体在节能器中温热，然后发送至用户。来自脱乙烷塔再沸器的塔底产物为C3+NGL，其被发送至脱丙烷塔模块中。
脱丙烷塔模块(或脱丙烷塔)
从脱乙烷塔模块，C3+NGL进入脱丙烷塔模块以进行分馏。分离出的丙烷作为塔顶气体离开塔。使用冷却器将该气体冷凝。将丙烷冷凝物收集在回流罐中。一些液态丙烷作为回流被泵回至塔。其余的丙烷经过处理或作为未处理产物发送至用户。然后将来自脱丙烷塔再沸器的塔底产物C4+发送至脱丁烷塔模块。
脱丁烷塔模块(或脱丁烷塔)
C4+进入脱丁烷塔模块以进行分馏。分离出的丁烷作为塔顶气体离开塔。使用冷却器将该气体冷凝。将丁烷冷凝物收集在回流罐中。一些液态丁烷作为回流被泵送回到塔。其余的丁烷经过处理或作为未处理产物发送至用户。来自脱丁烷塔再沸器的塔底产物C5+天然气(NG)进入RVP控制段(也可以称为再蒸馏(rerun)单元)，其将在后面部分更详细地讨论。
产物处理段
尽管乙烷无需进一步处理，但通常对丙烷和丁烷产物进行处理以去除硫化氢(H2S)、羰基硫化物(COS)和硫醇硫(RSH)。然后，将产物干燥以除去任何水。将所有输出产物进行处理，而未经处理的产物可以转到其他行业。如后面所述的，丙烷接受ADIP处理、MEROXTM(Honeywell UOP；Des Plaines,Illinois)处理和脱水。丁烷接受MEROX处理和脱水。
ADIP处理段
ADIP是二异丙醇胺和水的溶液。ADIP处理从丙烷中提取H2S和COS。通过与酸性丙烷接触，ADIP溶液吸收H2S和COS。ADIP溶液首先在提取器中与酸性丙烷接触。在提取器中，ADIP吸收大部分的H2S和一部分的COS。然后丙烷通过混合器/沉降器生产线，其中丙烷与ADIP溶液接触以提取更多的H2S和COS。将此部分脱硫的丙烷冷却，然后用水洗涤以回收丙烷夹带的ADIP。然后将丙烷发送至MEROX处理，这将在后面描述。吸收了H2S和COS的富ADIP离开提取器的底部并被再生为贫ADIP以进行再利用。再生器塔具有适合酸性气体去除的温度和压力。当富ADIP进入再生器时，夹带的酸性气体被汽提。当酸性气体作为塔顶产物离开再生器时，任何游离水被除去以防止酸形成。然后将酸性气体发送至火炬(flare)。贫ADIP离开提取器底部并被冷却和过滤。贫ADIP返回至最后的混合器/沉降器，并在丙烷的逆流方向上回流通过***，以改善丙烷和ADIP之间的接触，这改善H2S和COS的提取。
C3/C4 MEROX处理段
MEROX处理从C3/C4产物中除去硫醇硫。使用氢氧化钠(NaOH)(也以商品名苛性钠已知)(以下称为“苛性碱”)的溶液和MEROX除去硫醇。MEROX催化剂促进硫醇氧化为二硫化物。该氧化在碱性环境中发生，所述碱性环境通过使用苛性碱溶液提供。对于C3和C4的MEROX处理是类似的。两种产物用苛性碱预洗以除去任何剩余痕量的H2S、COS和CO2。这防止损害在MEROX处理中使用的苛性碱。在预洗后，产物流动至提取器，在那里具有MEROX催化剂的苛性碱溶液与产物接触。苛性碱/催化剂溶液将硫醇转化为硫醇盐。脱硫的产物(其贫酸性气体)作为塔顶产物离开提取器，并分离出任何剩余的苛性碱。苛性碱离开两种产物提取器的底部，其富含硫醇盐。该富苛性碱被再生为贫苛性碱以重新使用。C3/C4提取段共用一个共同的苛性碱再生段，即氧化器。在进入氧化器的底部之前，将富苛性碱与MEROX催化剂一起注入以保持适当的催化剂浓度，加热并与过程空气混合。在氧化器中，硫醇盐被氧化成二硫化物。二硫化物、苛性碱和空气的混合物作为塔顶产物离开氧化器。从再生的苛性碱中分离出空气、二硫化物气体和二硫化物油。将再生的苛性碱泵送至C3/C4提取器。在NG洗涤沉降器中用NG洗涤具有任何残留二硫化物的再生苛性碱。
C3/C4脱水段
丙烷或丁烷产物(或两者)在它们离开MEROX处理时含有水。在产物流动至制冷和储存装置之前通过吸附，脱水除去这样的产物中的水分。用于C3和C4的脱水过程是类似的。C3/C4脱水段都具有两个含有分子筛干燥剂床的脱水器。一个脱水器在使用中，而另一个则进行再生。再生包括加热筛床以除去水分，然后在再使用之前将这些床冷却。在干燥期间，产物向上流动并流过分子筛床，该分子筛床吸收(即结合至其表面)水分。从脱水器的顶部，干燥C3/C4产物流动至制冷。
天然汽油(NG)加工段
NG加工包括RVP控制、脱色和脱戊烷段。
RVP控制段
里德蒸气压(RVP)控制段(或再蒸馏单元)是分馏器塔，其接收来自脱丁烷塔底部的C5+NG。RVP控制段收集戊烷产物。RVP控制段可以在戊烷产物被发送至戊烷储罐之前用来在再蒸馏分馏器塔顶处调节戊烷产物的RVP。RVP是烃气化能力的量度。RVP(有时称为挥发性)是汽油掺混中的重要规格。RVP控制段通过去除少量的戊烷而使NG的RVP稳定。取决于运行要求，可以完全或部分绕开RVP控制段。来自脱丁烷塔塔底的NG进入RVP塔，其中受控量的戊烷被汽提并作为塔顶气体离开该塔。与在NGL分馏中一样，塔顶气体用冷却器冷凝，并将部分冷凝物作为回流泵回到塔中。将剩余的戊烷冷却并发送至储存装置。如果RVP塔塔底产物(NG)符合颜色规格，则将其发送至存储。如果不符合，则将其发送至脱色。
脱色段
脱色段从NG去除有色体。有色体是脱丁烷塔塔底产物中发现的痕量重质终馏分。也可能存在其他杂质如来自管道的腐蚀产物。对于NG必须除去这些以符合颜色规格。脱色器进料可以是RVP塔塔底产物或脱丁烷塔塔底产物，或两者的组合。也可以从其他设施提供额外的天然汽油，以维持己烷加(C6+)产物供应。如果需要脱色，则NG首先通过预闪蒸罐。大部分的较轻NG成分气化并作为塔顶馏出物离开该罐。较重的NG成分连同有色体一起保留并被进料至脱色器塔，在那里剩余的有色体被分离。NG作为塔顶气体离开脱色器，并被冷凝和收集在NG产物罐中，其中一些作为回流泵送至塔。将来自塔和闪蒸罐的塔顶馏出物合并并泵送至脱戊烷塔(后面描述)或冷却并发送至进料产物缓冲单元中的储存装置。有色体作为塔底产物离开脱色器，并被泵送至进料和缓冲单元以被注入到粗品管线中。
脱戊烷段
脱戊烷化使用分馏塔来生产戊烷塔顶产物和C6+塔底产物。将戊烷产物和C6+塔底产物两者分开地进料至储存装置或石油化工厂的下游。脱戊烷塔的进料是来自脱色段的NG产物流股。可以基于对C6+塔底产物的需求来增加或减少进料。如果NGL分馏装置NG生产不能满足需求，则可以从炼油厂进口NG。脱色的NG在进入脱戊烷塔之前进行预热。分离出的戊烷作为塔顶气体离开塔。塔顶冷凝器冷却塔顶流股，并且一部分作为回流被泵回到塔中。将剩余的戊烷冷却并发送至储存装置。塔底产物中的较轻NG气化并返回以加热脱戊烷塔。将剩余的塔底产物冷却并作为C6+发送到储存装置。
表2列出了在NGL分馏装置的一个示例中的主要废热流股的负荷/生产线。
Figure BDA0002441459790000111
表2
在表2中，“负荷/生产线”表示每个加工生产线每个流股以百万Btu/小时(MMBtu/h)计的热负荷。典型的NGL分馏装置包括三至四个加工生产线。
本公开内容中描述的***可以与NGL分馏装置集成，以使分馏装置更加能量有效或更少污染或两者兼备。特别地，可以实施能量转换***以从NGL分馏装置回收低级废热。低级废热的特征在于，在低级热蒸汽的热源和热沉(散热器，sink)之间的温度差为65℃至232℃(150°F至450°F)。NGL分馏装置是与能源转换***集成的一个有吸引力的选择，因为由该装置产生大量的低级废热并且无需进行深度冷却。深度冷却是指使用制冷循环来维持的低于环境的温度。
来自NGL分馏装置的低级废热可以用于商品如无碳发电、冷却能力产生、自海水的饮用水生产或其组合。低级废热的特征在于在65℃至232℃(150°F至450°F)范围内的温度。废热可以用于一种或多种或所有上述商品的单产(mono-generation)、联产(co-generation)或三联产(tri-generation)。来自NGL分馏装置的低级废热可以用于提供装置内低于环境的冷却，从而减少装置的电力或燃料(或两者)的消耗。来自NGL分馏装置的低级废热可以用于在工业社区或附近的非工业社区中提供环境空气调节或冷却，从而帮助社区消耗来自替代源的能量。此外，低级废热可以用于对水脱盐，并为工厂和附近社区生产饮用水。选择NGL分馏装置进行低级废热回收是因为可从NGL分馏装置获得大量的低级废热，以及该装置对环境温度冷却(而不是深度冷却)的冷却要求。
在本公开内容中描述的能量转换***可以作为改型集成到现有的NGL分馏装置中，或者可以是新建的NGL分馏装置的一部分。对现有NGL分馏装置的改型使得无碳发电和由此处描述的能量转换***所提供的燃料节省优势在减少资本投资的情况下可以实现。例如，此处描述的能量转换***可以产生用于工厂内或社区利用或两者的基本上为35MW至40MW(例如37MW)的无碳电力、基本上为100,000至150,000m3/天(例如120,000m3/天)的除盐水和基本上为350MM BTU/h至400MM BTU/h(例如388MM BTU/h)的冷却能力中的一种或多种或全部。
如后面描述的，用于从NGL分馏装置的废热回收和再利用的***可以包括改良多效蒸馏(MED)***、定制的有机兰金循环(ORC)***、独特的氨-水混合物卡林那循环***、定制的改良Goswami循环***、单制冷剂特定性蒸气压缩-喷射器-膨胀机三循环***或它们中的一种或多种的组合。在以下段落中描述每个公开内容的细节。
换热器
在本公开内容中描述的配置中，换热器用于将热量从一种介质(例如，流过NGL分馏装置中的一个装置的流股，缓冲流体或此类介质)传递到另一种介质(例如，缓冲流体或流过NGL装置中的一个装置的不同流股)。换热器是典型地将热量从较热的流体流股传递(交换)到相对较不太热的流体流股的设备。换热器可以用于加热和冷却应用中，例如，在冰箱、空调或此类冷却应用中。可以基于其中流体流动的方向将换热器彼此区分开。例如，换热器可以是并流、错流或逆流式的。在并流式换热器中，所涉及的两种流体都沿相同方向移动，并排进入和离开换热器。在错流式换热器中，流体路径彼此垂直延伸。在逆流式换热器中，流体路径沿相反的方向流动，其中一种流体离开而无论另一种流体是否进入。逆流换热器有时比其他类型的换热器更有效。
除了基于流体方向对换热器进行分类之外，还可以基于换热器的构造对它们进行分类。一些换热器由多个管构成。一些换热器包括板，这些板之间具有用于流体流动的空间。一些换热器能够实现从液体到液体的热交换，而一些换热器能够使用其他介质进行热交换。
NGL分馏装置中的换热器通常是壳管式换热器，其包括流体流过的多个管。这些管分为两组—第一组容纳有要被加热或冷却的流体；第二组容纳有负责触发热交换的流体，换句话说，该流体通过吸收并将热量传递出去而从第一组管中除去热量，或者通过将其自身的热量传递到流体内部而加热第一组。在设计这种类型的交换器时，必须注意确定正确的管壁厚度和管径，以允许最佳的热交换。在流动方面，壳管式换热器可以采用三种流路模式中的任何一种。
NGL设施中的换热器也可以是板框式换热器。板式换热器包括接合在一起的薄板，其间具有少量空间，通常由橡胶垫圈保持。表面积很大，并且每个矩形板的角特征为具有开口，通过该开口流体可以在板之间流动，当其流动时从这些板中提取热量。流体通道本身交替热冷液体，这意味着换热器可以有效地冷却以及加热流体。由于板式换热器具有大的表面积，因此它们有时可以比壳管式换热器更有效。
其他类型的换热器可以包括蓄热式换热器和绝热轮式换热器。在蓄热式换热器中，同一流体沿着换热器的两侧通过，该换热器可以是板式换热器或壳管式换热器。因为流体可以变得非常热，所以将流出的流体用于加热流入流体，从而保持接近恒定的温度。由于该过程是循环的，因此能量在蓄热式换热器中得以节省，其中几乎所有相关热量都从流出流体传递到流入流体。为了保持恒定的温度，需要少量的额外能量来升高和降低总体流体温度。在绝热轮式换热器中，使用中间液体来存储热量，然后将该热量传递到换热器的另一侧。绝热轮由一个带有螺纹的大轮组成，这些螺纹旋转通过液体(热冷二者)，以提取或传递热量。本公开内容中描述的换热器可以包括之前描述的换热器、其他换热器或它们的组合中的任何一种。
每种配置中的每一个换热器可以与各自的热负荷(或热量负荷)相关联。换热器的热负荷可以定义为可以通过换热器从热流股传递到冷流股的热量的量。该热量的量可以由热流股和冷流股两者的条件和热性质来计算。从热流股的角度来看，换热器的热负荷是热流股流量、热流股比热和热流股进入换热器的入口温度与热流股离开换热器的出口温度之间的温度差的乘积。从冷流股的角度来看，换热器的热负荷是冷流股流量、冷流股比热和来自换热器的冷流股出口与来自换热器的冷流股入口温度之间的温度差的乘积。在多种应用中，假设这些单元没有对环境的热损失，特别地在这些单元是良好绝热的情况下，这两个量可以认为是相等的。可以以瓦(W)、兆瓦(MW)、百万英制热量单位/小时(Btu/h)或百万千卡/小时(Kcal/h)来测量换热器的热负荷。在这里描述的配置中，换热器的热负荷作为“约XMW”提供，其中“X”表示数值热负荷值。数值热负荷值不是绝对的。即，换热器的实际热负荷可以近似等于X、大于X或小于X。
流动控制***
在后面描述的每一种配置中，过程流股(也称为“流股”)在NGL分馏装置中的每一个装置内以及在NGL分馏装置中的装置之间流动。可以使用在整个NGL分馏装置中实施的一个或多个流动控制***来使过程流股流动。流动控制***可以包括一个或多个用于泵送过程流股的流动泵、一个或多个过程流股通过其流动的流动管道以及一个或多个用于调节流股通过这些管道的流动的阀。
在一些实施方式中，流动控制***可以手动操作。例如，操作员可以为每个泵设置流速(流量)，并设置阀的打开或关闭位置以调节过程流股通过流动控制***中的管道的流动。一旦操作员对整个NGL分馏装置上分布的所有流动控制***设置了流速和阀门的打开或关闭位置，流动控制***便可以在恒定流动条件例如恒定体积速率或此类流动条件下使流股在装置内或装置之间流动。为了改变流动条件，操作员可以手动操作流动控制***，例如，通过改变泵流速或者阀门的打开或关闭位置。
在一些实施方式中，流动控制***可以自动地运行。例如，流动控制***可以连接至计算机***以运行流动控制***。该计算机***可以包括计算机可读介质，该计算机可读介质存储可由一个或多个处理器执行以进行操作(如流动控制操作)的指令(如流动控制指令和其他指令)。操作员可以使用计算机***为在整个NGL分馏装置上分布的所有流动控制***设置流速和阀门的打开或关闭位置。在这样的实施方式中，操作员可以通过计算机***提供输入来手动地改变流动条件。此外，在这样的实施方式中，计算机***可以例如使用在一个或多个装置中实施并连接到计算机***的反馈***来自动地(即，无需人工干预)控制一个或多个流动控制***。例如，传感器(如压力传感器、温度传感器或其他传感器)可以连接至过程流股流通过其流动的管道。传感器可以监测过程流股的流动条件(如压力、温度或其他流动条件)并将其提供给计算机***。响应于超过阈值(如阈值压力值、阈值温度值或其他阈值)的流动条件，计算机***可以自动地执行操作。例如，如果管道中的压力或温度分别超过阈值压力值或阈值温度值，则计算机***可以向泵提供减小流速的信号、用于打开阀以释放压力的信号、用于关闭过程流股流动的信号或其他信号。
在一些实施方式中，本文描述的技术可以使用废热回收网络实施，所述废热回收网络包括分布在NGL分馏装置的特定区域中的17个换热器单元。如后面描述的，可以从多个加工单元回收低级废热，在所述加工单元处安装了使用两个缓冲流股例如加压水、加压液体丙烷、油或这类缓冲流股的换热器。加压水可以从温度为115°F至125°F(例如，温度为120°F)的专用储罐朝向NGL分馏装置中的特定单元流动以回收特定量的热能。
可以实施这些技术以通过吸收2400MM Btu/h至2600MM Btu/h(例如，2500MM Btu/h)的热能而将第一加压水流股的温度从约120°F升高到150°F至160°F(例如，约158°F)。在约158°F的加压水流股被用来驱动改良多效蒸馏(MED)***从而以约114,000m3/天的速率从半咸水或海水流股生产淡化水。加压水流股的温度被降低回到约120°F。然后，加压水流回到储罐并重复这些过程。
还可以实施这些技术以使第二加压液体丙烷流股从NGL分馏装置吸收350MM Btu/h至450MM Btu/h(例如，约400MM装置Btu/h)。所吸收的热能产生90MMBtu/h至100MM Btu/h(例如，98MM Btu/h)的低于环境的冷却能力，其可以用于基于装置机械压缩的制冷***以使用蒸气-喷射器进行***丙烷制冷剂过冷，从而将装置制冷***耗电量减少10MW至20MW(例如，约14MW)。处于高压的丙烷液体的第二缓冲流股在换热器中被气化(后面描述和显示)，并且被用作喷射器中的动力蒸气，然后在水冷却器中冷凝以在循环中被再利用。
图1A是一种低级废热回收***的一个示例的示意图。该示意图包括储罐605以储存缓冲流体，例如，加压水、油或其他缓冲流体。缓冲流体流动到换热器网络607，该换热器网络607在一些实施方式中可以包括十七个换热器(例如，换热器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o、6p和6q)，这在后面详细描述。缓冲流体流过换热器网络607并被NGL分馏装置中的流股加热(后面描述)。经加热的缓冲流体流动到可以产生饮用水的MED***609，如后面描述的。缓冲流体的温度随着其离开MED***609并流回到储罐605以再次流过换热器网络607而降低。该***还包括冷却子***611(后面描述)，其包括第二缓冲流股，例如，可以利用换热器网络607中的一个或多个换热器进行加热的加压丙烷，以降低冷却子***的冷却要求。第二缓冲流体使压缩机进料流股过冷并且因此降低压缩机进料蒸气密度，这进而降低制冷压缩机的耗电量。在一些实施方式中，本文描述的技术可以采用MED***609或冷却子***611中的一个同时没有MED***609或冷却子***611中的另一个的情况下实施。
图1B是一种NGL分馏装置中的丙烷脱水段废热回收***的示意图。第一换热器6a位于NGL分馏装置的丙烷脱水段中。在一些实施方式中，储罐605中的缓冲流体是在115°F至125°F(例如，约120°F)的温度的加压水。加压水流股从储罐605流动到第一换热器6a以冷却丙烷脱水出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到390°F至400°F(例如，约395°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第一换热器6a的总热负荷为95MM Btu/h至100MM Btu/h(例如，约96MM Btu/h)。
图1C是一种NGL分馏装置中的脱丙烷塔段废热回收***的示意图。第二换热器6b位于NGL分馏装置的脱丙烷塔段中。加压水流股从储罐605流动到第二换热器6b以冷却脱丙烷塔塔顶出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到130°F至140°F(例如，约134°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第二换热器6b的总热负荷为950MM Btu/h至960MM Btu/h(例如，约951MM Btu/h)。
图1D是一种NGL分馏装置中的丁烷脱水器段废热回收***的示意图。第三换热器6c位于NGL分馏装置的丁烷脱水器段中。加压水流股从储罐605流动到第三换热器6c以冷却丁烷脱水器出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到390°F至400°F(例如，约395°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第三换热器6c的总热负荷为40MM Btu/h至50MM Btu/h(例如，约47MM Btu/h)。
图1E是一种NGL分馏装置中的脱丁烷塔段废热回收***的示意图。第四换热器6d位于NGL分馏装置的脱丁烷塔段中。加压水流股从储罐605流动到第四换热器6d以冷却脱丁烷塔塔顶出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到150°F至160°F(例如，约152°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第四换热器6d的总热负荷为580MM Btu/h至590MM Btu/h(例如，约587MM Btu/h)。
还如图1E中所示，第五换热器6e位于NGL分馏装置的脱丁烷塔段中。加压水流股从储罐605流动到第五换热器6e以冷却脱丁烷塔塔底出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到255°F至265°F(例如，约261°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第五换热器6e的总热负荷为50MM Btu/h至60MM Btu/h(例如，约56MM Btu/h)。
图1F是一种NGL分馏装置中的脱戊烷塔段废热回收***的示意图。第六换热器6f位于NGL分馏装置的脱戊烷塔段中。加压水流股从储罐605流动到第六换热器6f以冷却脱戊烷塔塔顶出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到160°F至170°F(例如，约165°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第六换热器6f的总热负荷为95MM Btu/h至105MM Btu/h(例如，约100MM Btu/h)。
图1G是一种NGL分馏装置中的ADIP再生段废热回收***的示意图。第七换热器6g位于NGL分馏装置的ADIP再生段中。加压水流股从储罐605流动到第七换热器6g以冷却ADIP再生段塔顶出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到220°F至230°F(例如，约227°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第七换热器6g的总热负荷为10MM Btu/h至20MM Btu/h(例如，约18MM Btu/h)。
还如图1G中所示，第八换热器6h位于NGL分馏装置的ADIP再生段中。加压水流股从储罐605流动到第八换热器6h以冷却ADIP再生段塔底出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到165°F至175°F(例如，约171°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第八换热器6h的总热负荷为215MM Btu/h至225MM Btu/h(例如，约219MM Btu/h)。
图1H是NGL分馏装置中的天然汽油脱色段废热回收***的示意图。第九换热器6i位于NGL分馏装置的天然汽油脱色段中。加压水流股从储罐605流动到第九换热器6i以冷却天然气脱色段预闪蒸罐塔顶出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到205°F至215°F(例如，约211°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第九换热器6i的总热负荷为100MM Btu/h至110MM Btu/h(例如，约107MM Btu/h)。
第十换热器6j位于NGL分馏装置的天然汽油脱色段中。加压水流股从储罐605流动到第十换热器6j以冷却天然气脱色器塔顶出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到225°F至235°F(例如，约229°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第十换热器6j的总热负荷为50MM Btu/h至55MM Btu/h(例如，约53MM Btu/h)。
图1I是NGL分馏装置中的丙烷罐蒸气回收段废热回收***的示意图。第十一换热器6k位于NGL分馏装置的丙烷罐蒸气段中。加压水流股从储罐605流动到第十一换热器6k以冷却丙烷蒸气回收压缩机出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到260°F至270°F(例如，约263°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第十一换热器6k的总热负荷为25MM Btu/h至35MM Btu/h(例如，约29MM Btu/h)。
图1J是NGL分馏装置中的丙烷产物制冷段废热回收***的示意图。第十二换热器6l位于NGL分馏装置的丙烷产物制冷段中。加压水流股从储罐605流动到第十二换热器6l以冷却丙烷制冷压缩机出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到185°F至195°F(例如，约192°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第十二换热器6l的总热负荷为75MM Btu/h至85MM Btu/h(例如，约81MM Btu/h)。
图1K是NGL分馏装置中的丙烷产物过冷段废热回收***的示意图。第十三换热器6m位于NGL分馏装置的丙烷产物过冷段中。加压水流股从储罐605流动到第十三换热器6m以冷却丙烷主压缩机出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到235°F至245°F(例如，约237°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第十三换热器6m的总热负荷为60MM Btu/h至70MM Btu/h(例如，约65MM Btu/h)。
图1L是NGL分馏装置中的丁烷产物制冷废热回收***的示意图。第十四换热器6n位于NGL分馏装置的丁烷产物制冷段中。加压水流股从储罐605流动到第十四换热器6n以冷却丁烷制冷压缩机出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到140°F至150°F(例如，约147°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第十四换热器6n的总热负荷为45MM Btu/h至55MM Btu/h(例如，约49MM Btu/h)。
图1M是NGL分馏装置中的乙烷生产段废热回收***的示意图。第十五换热器6o位于NGL分馏装置的乙烷生产段中。加压水流股从储罐605流动到第十五换热器6o以在产生模式期间冷却乙烷干燥器出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到405°F至415°F(例如，约410°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第十五换热器6o的总热负荷为20MM Btu/h至30MM Btu/h(例如，约22MM Btu/h)。
图1N是NGL分馏装置中的天然汽油蒸气压力控制段废热回收***的示意图。第十六换热器6p位于NGL分馏装置的天然汽油蒸气压力控制段中。加压水流股从储罐605流动到第十六换热器6p以冷却RVP控制塔塔顶出口流股。相应地，加压水流股的温度升高到205°F至215°F(例如，约211°F)。经加热的加压水流股流动到收集集管以汇合其他加压水流股从而流动到MED***609。第十六换热器6p的总热负荷为30MM Btu/h至40MM Btu/h(例如，约36MM Btu/h)。
图1O是一种综合、定制的单制冷剂双蒸气压缩机-喷射器循环611的示意图。循环中使用的单制冷剂是处于两个确定的运行压力下的丙烷液体以用于机械压缩制冷循环，并且喷射器制冷循环用于压缩机过冷以将用于NGL分馏装置的主制冷循环降低10MW至20MW(例如，约14.3MW)，这代表制冷设备耗电量的约30％。图1O中所示的循环的实施方式使用高压液体丙烷以直接回收NGL分馏装置脱乙烷塔塔顶流股制冷压缩机中的废热。为此，使高压液体丙烷流过热负荷为400MM Btu/h至410MM Btu/h(例如，约403MM Btu/h)的第十七换热器6q。处于15巴至25巴(例如，20巴)的压力和80°F至90°F(例如，88°F)的温度的高压液体丙烷在第十七换热器6q中完全气化。将蒸气丙烷引导作为在蒸气喷射器中的动力流起作用。
在压缩机-喷射器循环中，第一液体丙烷流股从位于冷却器后的制冷压缩机之后的处于20巴至30巴(例如，24巴)的压力的高压进料罐流动到第十八换热器6r，第十八换热器6r具有的热负荷为90MM Btu/h至100MM Btu/h(例如，98MM Btu/h)。此过冷器使用来自喷射器循环的液体丙烷的另一个流股，如图1O中所示。第二液体丙烷处于五巴至15巴(例如，10.8巴)的压力。将此第二丙烷液体流股的一小部分(例如约20％)在节流阀中调节至五巴至10巴(例如，6.25巴)的压力以对于90MM Btu/h至100MM Btu/h(例如，98MM Btu/h)的热负荷产生在45°F至55°F(例如，约49°F)的温度的激冷能力。该激冷能力足以满足NGL分馏装置脱乙烷塔塔顶流股丙烷制冷压缩机流股过冷的需求。第二丙烷流股的剩余部分被泵送到15巴至25巴(例如，约20巴)的较高压力。
两个丙烷蒸气流股，即处于50°F至60°F(例如，55°F)的温度和3巴至10巴(例如，5.9巴)的压力下的从过冷器出来的第一个流股和处于125°F至135°F(例如，131°F)的温度和15巴至25巴(例如，19.3巴)的压力下的从第十七换热器出来的第二个流股，在定制的喷射器中混合，从而得到处于利用处于70°F至80°F(例如，77°F)的温度的冷却水进行冷凝所需的压力的蒸气流股。处于五巴至15巴(例如，11巴)的压力和95°F至105°F(例如，99°F)的温度下的从喷射器出来的丙烷流股被冷凝并流动到喷射器循环，以直接利用压缩机低级废热进行压缩机流股过冷。
图1P是代表改良MED***609的一个示例的示意图，该改良MED***609被配置成利用由换热器网络607加热的加压水来生产饮用水。可以实施图1P所示的改良MED***以生产约114,000m3/天的饮用水。该***包括串联的多个生产线，例如三个生产线。这些生产线可以彼此独立。每个生产线又可以包括具有相同设计的多个效果器。效果器包括换热器，该换热器使用由换热器网络607加热的水而将半咸水蒸馏成淡水、饮用水和卤水。效果器可以并联连接。在一些实施方式中，由换热器网络607加热的热废物流股当流入MED***中时在65℃至75℃(例如，约70℃)开始，并且当从MED***流出时在45℃至55℃(例如49℃)结束。产生饮用水的卤水的温度在55℃至65℃(例如，约58℃)。
在图1P所示的示意图中，MED***609包括三个生产线。第一生产线620a可以包括串联连接的六个效果器。第二生产线620b可以包括串联连接的四个效果器。第三生产线620C可以包括串联连接的两个效果器。此实施方式中的生产线的数量和效果器的数量是示例。MED***609可以具有更少或更多的生产线，其中每个阶段具有更少或更多的效果器。图1P中所示的布置代表热负荷和效果器之间的合理温度下降之间的最佳匹配，其提供由可用的废热的最佳水生产。
MED***给水被分配到***609的所有生产线中的第一效果器的换热器上。由换热器网络607加热的高压水流股流过换热器，并将其热量释放到所分配的给水以汽化一部分的给水。然后，所产生的蒸气在第二效果器的换热器中冷凝以汽化该效果器中的更多水。然后清除来自第一效果器的卤水。在第二效果器处，汽化的给水继续为第三效果器提供动力，其中所产生的卤水从该效果器底部排出。此过程继续到每个生产线内的最后一个效果器，其中相应产生的蒸气进入冷凝器段中以由充当冷却剂的进入盐水进行冷凝。然后将一部分的预热的盐水作为给水发送到多个效果器。盐水温度可以在25℃至35℃(例如，大约28℃)，并且给水温度可以在30℃至40℃(例如，约35℃)。从一个效果器到下一个效果器的温度下降可以在1℃至5℃(例如3℃)。
在一些实施方式中，蒸汽增强器单元被包括在MED***中，以更好地利用废热流股来增加淡水产量。蒸汽增强器单元包括由MED***的输出废热源提供动力的蒸发器。从蒸汽增强器单元产生的蒸气被引入到MED***的合适效果器中。在MED***中包括蒸汽增强器单元可以将生产率提高到被整个蒸汽增强器单元上的温度下降所允许的程度。
在一些实施方式中，一个或多个闪蒸室可以被包括在MED***中，以提高MED***的效率、从废热中提取更多的能量以及利用所提取的能量来产生流股，从而增加淡水生产。在这样的实施方式中，来自MED***的出口源继续经由液-液换热器来加热给水，该液-液换热器被来自最后一个闪蒸室的出口卤水流股稍微加热。经加热的给水经过一系列的闪蒸室。然后，将来自闪蒸的每个阶段产生的蒸气注入到MED***的效果器中，以进一步增强效果。
通过鉴定废热负荷温度分布曲线与每个生产线中使用的效果器的数量之间的最佳匹配，可以使用MED***产生的水的量被优化。
因此，已经描述了本主题的特定实施方式。其他实施方式在所附权利要求书的范围内。

Claims (24)

1.一种***，所述***包括：
与天然气凝液(NGL)分馏装置的多个热源热连接的废热回收换热器网络，所述换热器网络被配置成回收在所述多个热源处产生的热量的至少一部分；和
与所述废热回收换热器热连接以接收通过所述换热器网络回收的热量的至少第一部分的第一子***，所述第一子***被配置成利用通过所述换热器网络回收的热量的至少所述第一部分来执行一个或多个操作。
2.根据权利要求1所述的***，所述***还包括与废热回收换热器热连接以接收通过所述换热器网络回收的热量的至少第二部分的第二子***，所述第二子***与所述第一子***分开且不同，所述第二子***被配置成利用通过所述换热器网络回收的热量的至少所述第二部分来执行一个或多个操作。
3.根据权利要求1所述的***，所述***还包括控制***，所述控制***连接至所述换热器网络和所述第一子***，或者所述换热器网络和所述第二子***，或者所述换热器网络、所述第一子***和所述第二子***，所述控制***被配置成使流体在所述NGL分馏装置、所述换热器网络、所述第一子***或所述第二子***中的一个或两者之间流动。
4.根据权利要求1所述的***，其中所述流体包括NGL分馏装置流股或缓冲流体中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的***，其中所述多个热源包括：
所述NGL分馏装置的第一多个子单元，所述第一多个子单元包括丙烷脱水段、脱丙烷塔段、丁烷脱水器段和脱丁烷塔段；
所述NGL分馏装置的第二多个子单元，所述第二多个子单元包括脱戊烷塔段、胺-二-异丙醇(ADIP)再生段、天然气脱色段、丙烷蒸气回收段和丙烷产物制冷段；和
所述NGL分馏的第三多个子单元，所述第三多个子单元包括丙烷产物过冷段、丁烷产物制冷段、乙烷生产段和里德蒸气压(RVP)控制段。
6.根据权利要求1所述的***，其中所述换热器网络包括多个换热器。
7.根据权利要求1所述的***，其中所述多个换热器包括：
第一子组，所述第一子组包括与所述NGL分馏装置的所述第一多个子单元热连接的多个换热器中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的***，其中所述第一子组包括：
与所述丙烷脱水段热连接的第一换热器，所述第一换热器被配置成利用由来自所述丙烷脱水段的丙烷脱水出口流股携带的热量来加热第一缓冲流股；
与所述脱丙烷塔段热连接的第二换热器，所述第二换热器被配置成利用由来自所述脱丙烷塔段的脱丙烷塔塔顶出口流股携带的热量来加热第二缓冲流股；
与所述丁烷脱水器段热连接的第三换热器，所述第三换热器被配置成利用由丁烷脱水器出口流股携带的热量来加热第三缓冲流股；
与所述脱丁烷塔段热连接的第四换热器，所述第四换热器被配置成利用由来自所述脱丁烷塔段的脱丁烷塔塔顶出口流股携带的热量来加热第四缓冲流股；和
与所述脱丁烷塔段热连接的第五换热器，所述第五换热器被配置成利用由来自所述脱丁烷塔段的脱丁烷塔塔底出口流股携带的热量来加热第五缓冲流股。
9.根据权利要求1所述的***，其中所述多个换热器包括：
第二子组，所述第二子组包括与所述NGL分馏装置的所述第二多个子单元热连接的多个换热器中的一个或多个。
10.根据权利要求1所述的***，其中所述第二子组包括：
与所述脱戊烷塔段热连接的第六换热器，所述第六换热器被配置成利用由来自所述脱戊烷塔段的脱戊烷塔塔顶出口流股携带的热量来加热第六缓冲流股；
与所述ADIP再生段热连接的第七换热器，所述第七换热器被配置成利用由ADIP再生段塔顶出口流股携带的热量来加热第七缓冲流股；
与所述ADIP再生段热连接的第八换热器，所述第八换热器被配置成利用由ADIP再生段塔底出口流股携带的热量来加热第八缓冲流股；
与所述天然气脱色段热连接的第九换热器，所述第九换热器被配置成利用由天然气脱色段预闪蒸罐塔顶出口流股携带的热量来加热第九缓冲流股；
与所述天然气脱色段热连接的第十换热器，所述第十换热器被配置成利用由天然气脱色塔塔顶出口流股携带的热量来加热第十缓冲流股；
与所述丙烷蒸气回收段热连接的第十一换热器，所述第十一换热器被配置成利用由丙烷蒸气回收压缩机出口流股携带的热量来加热第十一缓冲流股；和
与所述丙烷产物制冷段热连接的第十二换热器，所述第十二换热器被配置成利用由来自所述丙烷产物制冷段的丙烷制冷压缩机出口流股携带的热量来加热第十二缓冲流股。
11.根据权利要求1所述的***，其中所述多个换热器包括：
第三子组，所述第三子组包括与所述NGL分馏装置的所述第三多个子单元热连接的多个换热器中的一个或多个。
12.根据权利要求1所述的***，其中所述第三子组包括：
与所述丙烷产物过冷段热连接的第十三换热器，所述第十三换热器被配置成利用由来自所述丙烷产物过冷段的丙烷主压缩机出口流股携带的热量来加热第十三缓冲流股；
与所述丁烷产物制冷段热连接的第十四换热器，所述第十四换热器被配置成利用由来自所述丁烷产物制冷段的丁烷制冷压缩机出口流股携带的热量来加热第十四缓冲流股；
与所述乙烷生产段热连接的第十五换热器，所述第十五换热器被配置成利用由乙烷干燥器出口流股携带的热量来加热第十五缓冲流股；和
与所述RVP控制段热连接的第十六换热器，所述第十六换热器被配置成利用由RVP控制塔塔顶出口流股携带的热量来加热第十六缓冲流股。
13.根据权利要求1所述的***，所述***还包括储罐，所述储罐被配置成储存所述缓冲流股，其中所述控制***被配置成使所述缓冲流股从所述储罐流动到所述换热器网络。
14.根据权利要求1所述的***，其中所述缓冲流股包括加压水。
15.根据权利要求1所述的***，其中所述第一子***包括改良多效蒸馏(MED)***，所述改良多效蒸馏(MED)***被配置成利用通过所述换热器网络回收的热量的至少所述部分生产饮用水。
16.根据权利要求1所述的***，其中所述MED***包括多个生产线，其中每一个生产线被配置成接收来自所述换热器网络的经加热的缓冲流体并且利用由所述经加热的缓冲流体携带的热量生产饮用水。
17.根据权利要求1所述的***，其中所述MED***包括三个生产线，其中第一生产线包括六个效果器，第二生产线包括四个效果器并且第三生产线包括两个效果器。
18.根据权利要求1所述的***，其中所述第二子***包括冷却子***，所述冷却子***被配置成产生冷却能力以冷却所述NGL分馏装置的至少一部分。
19.根据权利要求1所述的***，其中冷却子***包括单制冷剂双蒸气压缩机-喷射器循环。
20.根据权利要求1所述的***，其中所述压缩机-喷射器循环包括被气化以产生所述冷却能力的第一丙烷流股。
21.根据权利要求1所述的***，其中换热器的所述第三子组包括与所述脱乙烷塔段热连接的第十七换热器，所述第十七换热器被配置成利用由来自所述脱乙烷塔段的脱乙烷塔制冷压缩机出口流股携带的热量来加热所述第一丙烷流股。
22.根据权利要求16所述的***，其中所述MED***包括第一阶段，所述第一阶段包括三个生产线，其中所述第一阶段的三个生产线中的第一生产线的第一效果器与所述第一阶段的三个生产线中的第二生产线的第一效果器连接并且与所述第一阶段的三个生产线中的第三生产线的第一效果器连接。
23.根据权利要求22所述的***，其中所述MED***包括第二阶段，所述第二阶段包括三个生产线，其中所述第二阶段的三个生产线中的第一生产线的第一效果器与所述第二阶段的三个生产线中的第二生产线的第一效果器连接并且与所述第二阶段的三个生产线中的第三生产线的第一效果器连接。
24.根据权利要求23所述的***，其中所述MED***包括第三阶段，所述第三阶段包括三个生产线，其中所述第三阶段的三个生产线中的第一生产线的第一效果器与所述第三阶段的三个生产线中的第二生产线的第一效果器连接并且与所述第三阶段的三个生产线中的第三生产线的第一效果器连接。
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