CN102506413A - 催化裂化装置低温热利用的无盐水高压除氧系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧系统及方法，该系统包括高压除氧器、分馏系统换热装置和无盐水储罐，所述分馏系统换热装置的一端与无盐水储罐的出口连通，另一端与高压除氧器的进口连通，所述无盐水储罐的进口分别与高压除氧器的乏汽出口、排污罐的乏汽出口以及常温无盐水的进水口连通，无盐水在无盐水储罐中升温后经泵泵压至分馏系统换热装置中继续吸热，吸热后的无盐水进入高压除氧器中，所述高压除氧器的进口还与管网连通，接收来自于管网的除氧蒸汽，无盐水在高压除氧器中进行除氧、升温。该系统能保证无盐水的除氧效果，消除乏汽排放。本发明还公开了催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧系统方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于锅炉上水的无盐水除氧系统及方法，具体是指催化裂化装置低温热利用的无盐水高压除氧系统及方法。
背景技术
现有技术中，采用无盐水给炼油催化裂化装置的锅炉上水时需要进行除氧工序，由于锅炉上水含氧不合格会造成给水管道、锅炉本体、蒸汽管道、蒸汽透平的腐蚀，所以，为了防止氧腐蚀，必须控制给水的含氧量，进而影响蒸汽氧含量，以解决锅炉上水含氧指标合格问题。氧的腐蚀，随蒸汽压力等级的升高而加重。对于3.5MPa蒸汽的锅炉来说，给水的氧含量规定比较严格，含氧量要求《0.05mg/L，一般采用热力除氧可以达到此要求。
同时，为了利用催化裂化装置的低温热，一般在对无盐水除氧前会通过催化裂化装置的低温热对无盐水进行加热、升温，目前我国国内炼油催化裂化装置低温热的利用——锅炉上水普遍采用低压热力除氧工艺，利用催化裂化装置的余热生产压力小于1.0Mpa的低压蒸汽或压力介于1.0MPa和3.5Mpa之间的中压蒸汽，以降低装置能耗。蒸汽等级越高，能量利用和转换效率也越高。低压除氧工艺能较好解决锅炉上水含氧指标合格问题，设备投资费用较低，操作简单。
现有技术中催化裂化装置低温热利用的无盐水除氧系统如图1所示，该系统包括工作压力为0.02Mpa的低压除氧器103、换热器A101和换热器B105，换热器A、低压除氧器和换热器B相串联，换热器A101接收来自于分馏塔顶循环回流油和常温无盐水进行热交换，交换前的分馏塔顶循环回流油温度在130℃左右，常温无盐水温度在30～35℃之间，交换后的无盐水温度在85℃左右。交换后的无盐水进入低压除氧器103中进行除氧、升温，该低压除氧器103的进口分别与0.3MP蒸汽管网蒸汽出口、排污罐102的乏汽出口以及无盐水的进水口连通，从气压机出来的蒸汽压力为0.3Mpa，温度在140℃左右，从排污罐102出来的乏汽压力为0.2～0.3Mpa，温度在120～130℃之间，低压除氧器103的作用为除去外来无盐水中氧气，确保锅炉上水含氧指标合格，低压除氧器103的乏汽直接从顶部排空，乏汽的温度为100～104℃，压力为0.01～0.02Mpa。从低压除氧器103出来的无盐水温度在102～104℃之间，经泵104泵压至换热器B105中继续吸热，换热器B为水热煤换热器，作用是将从低压除氧器103出来的除氧后的无盐水加热至150℃，高于烟气露点腐蚀温度，防止烟气中SO2对取热管露点腐蚀，进入锅炉省煤器，无盐水在锅炉省煤器吸收来自于锅炉的高温烟气的热量，提高水温，然后进入锅炉汽泡。
上述低压除氧系统和工艺存在如下问题：
(1)低压除氧器产生的乏汽采取直接放空，乏汽的排放量约为1～1.5t/h，长期排空，无法回收，导致热量的浪费，同时产生噪音污染。
(2)从低压除氧器出来的无盐水温度只有102～104℃，而锅炉省煤器中的高温烟气为来自于锅炉的高温烟气，烟气中二氧化硫浓度高，在1000mg/m3左右，烟气的露点温度高达140℃左右，如果无盐水直接直接进入省煤器中与烟气进行换热，将导致与省煤器内的换热管束接触的烟气的温度会降温到露点温度以下，烟气则会对换热管束产生露点腐蚀，因此上述除氧系统在低压除氧器和省煤器之间设有换热器B，通过换热器B将无盐水水温提高至150℃左右，再与锅炉省煤器内的烟气换热，回收烟气的热量，同时烟气与无盐水换热后与换热管束接触的烟气的温度仍然在露点温度以上，防止省煤器内的换热管束被烟气露点腐蚀。但增加换热器B后，不但增大整个除氧系统的设备投资，而且还需要提供额外热源来加热无盐水，增加投资成本和能耗。
(3)现有除氧系统采用低压除氧器，由于除氧器压力低，无盐水在低压除氧器的低压环境下无法达到高于140℃的高温，经低压除氧器除氧、升温后的无盐水不能直接输送到锅炉省煤器中。
(4)在工业生产中，我们称200℃以下的热量为低温余热，由于低压除氧压力0.02Mpa左右，该压力下对应的温度也低，在102℃左右，因此对于100～150℃的低温余热是无法利用；而催化裂化装置分硫塔顶大量的低温热温度通常在100～150℃之间，因此低压除氧工艺无法回收利用这些热量，不利于催化裂化装置能耗的进一步降低。
发明内容
本发明的目的之一是提供催化裂化装置低温热利用的无盐水高压除氧系统，该系统能够充分利用催化裂化装置的低温热源，降低装置能耗，同时还能够保证无盐水的除氧效果，消除除氧器乏汽的排放，并且有效防止无盐水与烟气换热时烟气对换热管束的露点腐蚀。
本发明的这一目的是通过如下技术方案来实现的：催化裂化装置低温热利用的无盐水高压除氧系统，该系统包括除氧器和分馏系统换热装置，其特征在于：所述除氧器为高压除氧器，该系统还包括无盐水储罐，所述分馏系统换热装置的一端与无盐水储罐的出口连通，另一端与高压除氧器的进口连通，所述无盐水储罐的进口分别与高压除氧器的乏汽出口、排污罐的乏汽出口以及常温无盐水的进水口连通，无盐水在无盐水储罐中升温后经泵升压送至分馏系统换热装置中继续取热，取热后的无盐水进入高压除氧器中，所述高压除氧器的进口还与蒸汽管网连通，使用蒸汽作为除氧蒸汽，无盐水在高压除氧器中进行热力除氧、升温，然后经锅炉给水泵加压，送入省煤器换热后作为锅炉汽泡上水。
本发明采用高压除氧器对无盐水进行除氧，并且充分利用催化裂化装置的低温热源来加热无盐水，生产高效能的中压蒸汽，进一步降低催化裂化装置的能耗，在保证无盐水除氧效果的基础上，高压除氧器的乏汽还能够回收利用，经高压除氧器除氧、升温后的无盐水水温升至150℃左右，高于锅炉省煤器中烟气的露点温度140℃，可以防止无盐水水与烟气换热时烟气对换热管束的露点腐蚀。
本发明中，所述的分馏系统换热装置包括串联的换热器I、换热器II和换热器III，所述的换热器I与无盐水储罐连通，所述的换热器III与高压除氧器连通，换热器I将分馏系统中汽提塔的轻柴油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器II中，所述换热器II将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器III中，所述换热器III再次将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入高压除氧器中。
本发明的目的之二是提供催化裂化装置低温热利用的无盐水高压除氧方法，该方法操作简单，不但能够保证无盐水的除氧效果，消除除氧器乏汽的排放，并且还可以有效防止无盐水与烟气换热时烟气对换热管束的露点腐蚀。
本发明的这一目的是通过如下技术方案来实现的：催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧方法，该方法包括如下步骤：
(1)无盐水初步升温：温度在30～35℃之间的常温无盐水流入无盐水储罐中进行初步升温，所述无盐水储罐接收高压除氧器排出的乏汽以及排污罐排出的乏汽的热量来加热常温无盐水，常温无盐水经无盐水储罐初步升温后温度达到40～50℃；
(2)无盐水再次升温：从步骤(1)中出来的无盐水经泵泵压至分馏系统换热装置中继续吸热、升温，升温后的无盐水的温度达到120～130℃；
(3)无盐水的升温、除氧：经步骤(2)吸热后的无盐水进入高压除氧器中，所述高压除氧器接收来自于分馏系统管网的高温除氧蒸汽，在高压除氧器的高温高压环境中对无盐水进行除氧、升温，升温后的无盐水温度达到145～150℃，然后再经锅炉省煤器换热后流入锅炉中，给锅炉上水。
本发明中，所述步骤(2)的分馏系统换热装置包括串联的换热器I、换热器II和换热器III，所述换热器I将分馏系统中汽提塔的轻柴油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器II中，所述换热器II将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器III中，所述换热器III再次将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，进一步充分回收分馏塔顶循环回流油的低温余热，换热后的无盐水流入高压除氧器中。
所述步骤(1)中高压除氧器排出的乏汽温度在150～160℃之间，压力为0.5～0.6Mpa。
所述步骤(1)中排污罐排出的乏汽温度在120～130℃之间，压力为0.2～0.3MPa。
所述步骤(2)中所述换热器I中来自于分馏系统中汽提塔的轻柴油的温度在70～80℃之间；所述换热器II中来自于分馏塔顶循环回流油的温度在110～118℃之间；所述换热器III中来自于分馏塔顶循环回流油的温度在150～160℃之间。
所述步骤(3)中来自于蒸汽管网的高温除氧蒸汽的温度为250～270℃，压力为0.9～1.1MPa。
所述步骤(3)中高压除氧器的工作压力为0.6MPa。
与现有技术中相比，本发明具有如下显著效果：
(1)本发明高压除氧器产生的乏汽循环利用，热量回收，节能环保。
(2)本发明采用多个换热器对分馏系统的低温热量回收利用，并且整个系统对催化裂化装置低温热充分利用，降低装置能耗。
(3)本发明采用高压除氧器对无盐水进行除氧、升温，无盐水在高压除氧器的高压高温环境下温度能达到140～150℃，高于省煤器中烟气的露点温度，防止烟气对换热管束的露点腐蚀。
(4)本发明高压除氧器出来的无盐水无需再经过换热器即可直接泵压输送到锅炉省煤器中，省去了附加换热器的设备投资以及额外热源的使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1是现有技术中催化裂化装置低温热利用的无盐水除氧系统的整体结构示意图；
图2是本发明催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧系统的整体结构示意图。
附图标记说明
101、换热器A；102、排污罐；103、低压除氧器；104、泵；
105换热器B；201、无盐水储罐；202、排污罐；203、泵；
204、换热器I；205、换热器II；206、换热器III；
207、高压除氧器；208、锅炉给水泵
具体实施方式
实施例一
如图2所示的催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧系统，该系统包括除氧器和分馏系统换热装置，除氧器为高压除氧器207，该系统还包括无盐水储罐201，分馏系统换热装置的一端与无盐水储罐201的出口连通，另一端与高压除氧器207的进口连通，无盐水储罐201的进口分别与高压除氧器207的乏汽出口、排污罐202的乏汽出口以及常温无盐水的进水口连通，无盐水在无盐水储罐201中升温后经泵203泵压至分馏系统换热装置中继续吸热，吸热后的无盐水进入高压除氧器207中，高压除氧器207的进口还与1.0MPa蒸汽管网连通，使用1.0MPa蒸汽作为除氧蒸汽，无盐水在高压除氧器207中进行热力除氧、升温，然后经锅炉给水泵208加压，送入省煤器换热后作为锅炉汽泡上水。
所述分馏系统换热装置包括串联的换热器I204、换热器II205和换热器III206，换热器I204与无盐水储罐201连通，换热器III206与高压除氧器207连通，换热器I204将分馏系统中汽提塔的轻柴油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器II205中，换热器II205将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器III206中，换热器III206再次将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入高压除氧器207中。
本发明的工作过程如下：外来温度在32℃常温无盐水经过无盐水储罐201后进行初步升温，用泵203抽出，先进入换热器I 204与分馏系统中汽提塔的轻柴油换热，然后进入换热器II205与分馏塔顶循环回流油换热，最后进入换热器III206再次与分馏塔顶循环回流油换热，升温后的无盐水的温度达到125℃，然后进入高压除氧器207中。无盐水在高压除氧器207的高温高压环境下中进行除氧、升温，变成约148℃的高温无盐水，然后用泵203抽出送去锅炉的省煤器，经省煤器换热后流入锅炉中，给锅炉上水。
本发明还同时提供了催化裂化装置低温热利用的无盐水高压除氧方法，该方法包括如下步骤：
(1)无盐水初步升温：温度为32℃的常温无盐水流入无盐水储罐201中进行初步升温，所述无盐水储罐201接收高压除氧器207排出的乏汽以及排污罐202排出的乏汽的热量来加热常温无盐水，高压除氧器207排出的乏汽温度为155℃，压力为0.6Mpa，排污罐202排出的乏汽温度为125℃，压力为0.25Mpa，常温无盐水经无盐水储罐201初步升温后温度达到45℃；
(2)无盐水再次升温：从步骤(1)中出来的无盐水经泵203泵压至分馏系统换热装置中继续吸热、升温，升温后的无盐水的温度达到125℃，所述分馏系统换热装置包括串联的换热器I204、换热器II205和换热器III206，所述换热器I204将分馏系统中汽提塔的轻柴油与无盐水进行热交换，换热器I204中来自于分馏系统中汽提塔的轻柴油的温度为75℃；换热后的无盐水流入换热器II205中，所述换热器II205将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热器II205中来自于分馏塔顶循环回流油的温度为114℃；换热后的无盐水流入换热器III206中，所述换热器III206再次将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热器III206中来自于分馏塔顶循环回流油的温度为145℃，换热后的无盐水流入高压除氧器207中；
(3)无盐水的升温、除氧：经步骤(2)吸热后的无盐水进入高压除氧器207中，高压除氧器207的工作压力为0.6Mpa，所述高压除氧器207接收来自于蒸汽管网的高温除氧蒸汽，来自于蒸汽管网的高温除氧蒸汽的温度为260℃，压力为1MPaMpa，在高压除氧器207的高温高压环境中对无盐水进行除氧、升温，升温后的无盐水温度达到148℃，然后再经锅炉省煤器换热后流入锅炉中，给锅炉上水。
实施例二
实施例二所示的无盐水高压除氧系统和实施例一的装置相同，不同的是除氧方法中各温度、压力的参数值，除氧方法，本实施例所示的催化裂化装置低温热利用的无盐水高压除氧方法包括如下步骤：
(1)无盐水初步升温：温度为30℃的常温无盐水流入无盐水储罐201中进行初步升温，所述无盐水储罐201接收高压除氧器207排出的乏汽以及排污罐202排出的乏汽的热量来加热常温无盐水，高压除氧器207排出的乏汽温度为150℃，压力为0.6Mpa，排污罐202排出的乏汽温度为120℃，压力为0.2Mpa，常温无盐水经无盐水储罐201初步升温后温度达到40℃；
(2)无盐水再次升温：从步骤(1)中出来的无盐水经泵203泵压至分馏系统换热装置中继续吸热、升温，升温后的无盐水的温度达到120℃，所述分馏系统换热装置包括串联的换热器I204、换热器II205和换热器III206，所述换热器I204将分馏系统中汽提塔的轻柴油与无盐水进行热交换，换热器I204中来自于分馏系统中汽提塔的轻柴油的温度为70℃；换热后的无盐水流入换热器II205中，所述换热器II205将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热器II205中来自于分馏塔顶循环回流油的温度为110℃；换热后的无盐水流入换热器III206中，所述换热器III206再次将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热器III206中来自于分馏塔顶循环回流油的温度为140℃，换热后的无盐水流入高压除氧器207中；
(3)无盐水的升温、除氧：经步骤(2)吸热后的无盐水进入高压除氧器207中，高压除氧器207的工作压力为0.6Mpa，所述高压除氧器207接收来自于蒸汽管网的高温除氧蒸汽，来自于蒸汽管网的高温除氧蒸汽的温度为250℃，压力为0.9MPaMpa，在高压除氧器207的高温高压环境中对无盐水进行除氧、升温，升温后的无盐水温度达到145℃，然后再经锅炉省煤器换热后流入锅炉中，给锅炉上水。
实施例三
实施例三所示的无盐水高压除氧系统和实施例一的装置相同，不同的是除氧方法中各温度、压力的参数值，除氧方法，本实施例所示的催化裂化装置低温热利用的无盐水高压除氧方法包括如下步骤：
(1)无盐水初步升温：温度为35℃的常温无盐水流入无盐水储罐201中进行初步升温，所述无盐水储罐201接收高压除氧器207排出的乏汽以及排污罐202排出的乏汽的热量来加热常温无盐水，高压除氧器207排出的乏汽温度为160℃之间，压力为0.6Mpa，排污罐202排出的乏汽温度为130℃之间，压力为0.3Mpa，常温无盐水经无盐水储罐201初步升温后温度达到50℃；
(2)无盐水再次升温：从步骤(1)中出来的无盐水经泵203泵压至分馏系统换热装置中继续吸热、升温，升温后的无盐水的温度达到130℃，所述分馏系统换热装置包括串联的换热器I204、换热器II205和换热器III206，所述换热器I204将分馏系统中汽提塔的轻柴油与无盐水进行热交换，换热器I204中来自于分馏系统中汽提塔的轻柴油的温度为80℃；换热后的无盐水流入换热器II205中，所述换热器II205将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热器II205中来自于分馏塔顶循环回流油的温度为118℃；换热后的无盐水流入换热器III206中，所述换热器III206再次将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热器III206中来自于分馏塔顶循环回流油的温度为150℃，换热后的无盐水流入高压除氧器207中；
(3)无盐水的升温、除氧：经步骤(2)吸热后的无盐水进入高压除氧器207中，高压除氧器207的工作压力为0.6Mpa，所述高压除氧器207接收来自于蒸汽管网的高温除氧蒸汽，来自于蒸汽管网的高温除氧蒸汽的温度为270℃，压力为1.1MPaMpa，在高压除氧器207的高温高压环境中对无盐水进行除氧、升温，升温后的无盐水温度达到150℃，然后再经锅炉省煤器换热后流入锅炉中，给锅炉上水。
Claims (9)
1.催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧系统，该系统包括除氧器和分馏系统换热装置，其特征在于：所述除氧器为高压除氧器，该系统还包括无盐水储罐，所述分馏系统换热装置的一端与无盐水储罐的出口连通，另一端与高压除氧器的进口连通，所述无盐水储罐的进口分别与高压除氧器的乏汽出口、排污罐的乏汽出口以及常温无盐水的进水口连通，无盐水在无盐水储罐中升温后经泵泵压至分馏系统换热装置中继续吸热，吸热后的无盐水进入高压除氧器中，所述高压除氧器的进口还与蒸汽管网连通，使用蒸汽作为除氧蒸汽，无盐水在高压除氧器中进行热力除氧、升温，然后经锅炉给水泵加压，送入省煤器换热后作为锅炉汽泡上水。
2.根据权利要求1中所述的催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧系统，其特征在于：所述的分馏系统换热装置包括串联的换热器I、换热器II和换热器III，所述的换热器I与无盐水储罐连通，所述的换热器III与高压除氧器连通，换热器I将分馏系统中汽提塔的轻柴油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器II中，所述换热器II将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器III中，所述换热器III再次将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入高压除氧器中。
3.催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧方法，该方法包括如下步骤：
(1)无盐水初步升温：温度在20～30℃之间的常温无盐水流入无盐水储罐中进行初步升温，所述无盐水储罐接收高压除氧器排出的乏汽以及排污罐排出的乏汽的热量来加热常温无盐水，常温无盐水经无盐水储罐初步升温后温度达到40～50℃；
(2)无盐水再次升温：从步骤(1)中出来的无盐水经泵泵压至分馏系统换热装置中继续吸热、升温，升温后的无盐水的温度达到120～130℃；
(3)无盐水的升温、除氧：经步骤(2)吸热后的无盐水进入高压除氧器中，所述高压除氧器接收来自于分馏系统管网的高温除氧蒸汽，在高压除氧器的高温高压环境中对无盐水进行除氧、升温，升温后的无盐水温度达到145～150℃，然后再经锅炉省煤器换热后流入锅炉中，给锅炉上水。
4.根据权利要求3所述的催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧方法，其特征在于：所述步骤(2)的分馏系统换热装置包括串联的换热器I、换热器II和换热器III，所述换热器I将分馏系统中汽提塔的轻柴油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器II中，所述换热器II将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入换热器III中，所述换热器III再次将分馏塔顶循环回流油与无盐水进行热交换，换热后的无盐水流入高压除氧器中。
5.根据权利要求4所述的催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧方法，其特征在于：所述步骤(1)中高压除氧器排出的乏汽温度在150～160℃之间，压力为0.5～0.6MPa。
6.根据权利要求4所述的催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧方法，其特征在于：所述步骤(1)中排污罐排出的乏汽温度在120～130℃之间，压力为0.2～0.3MPa。
7.根据权利要求4所述的催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述换热器I中来自于分馏系统中汽提塔的轻柴油的温度在70～80℃之间；所述换热器II中来自于分馏塔顶循环回流油的温度在110～118℃之间；所述换热器III中来自于分馏塔顶循环回流油的温度在150～160℃之间。
8.根据权利要求4所述的催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧方法，其特征在于：所述步骤(3)中来自于分馏系统管网的高温除氧蒸汽的温度为250～270℃，压力为0.9～1.1MPa。
9.根据权利要求4所述的催化裂化装置温热利用的无盐水高压除氧方法，其特征在于：所述步骤(3)中高压除氧器的工作压力为0.6MPa。
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