CN104792174B - 一种烷基苯联合装置加热炉系统节能方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，控制1/10～1/8量的热油到脱氢加热炉对流段加热至315～330℃，7/8～9/10量的热油经热油加热炉加热至315～330℃，两部分热油混合后输送至各个用热点；脱氢加热炉产生的烟气和热油加热炉产生的烟气混合后温度为300～320℃，与空气换热，空气被加热至240～255℃，分别输送至脱氢加热炉和热油加热炉与燃料混合，燃烧供热。本发明与烟气换热后空气温度小于270℃，有效的控制了氮氧化物的合成，同时有效的回收了烟气的余热，达到节能的目的。加热炉炉效率可达93％，达到节能的目的和环境保护的目的。

Description

一种烷基苯联合装置加热炉系统节能方法

技术领域

本发明属于工艺技术应用领域，涉及一种烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，具体涉及烷基苯联合装置脱氢加热炉和热油加热炉系统节能工艺技术的工业化运用。

背景技术

烷基苯联合装置加热炉系统装置正常运行时使用的加热炉包括：热油加热炉、脱氢加热炉。烷基苯联合装置燃料能耗占综合能耗70％以上，装置节能设计重点放在加热炉系统燃料节省上。烷基苯联合装置最早是引进美国UOP技术的，烷烃脱氢加热炉进料温度高于400℃，出料温度不低于480℃，因此脱氢加热炉对流段用高温烟气产生蒸汽—废热锅炉技术。根据资料记载，我国目前烷基苯生产能力每年达90万吨。现阶段烷基苯联合装置加热炉节能技术主要有：废热锅炉技术；空气预热器技术；废热锅炉技术+空气预热器技术；加热工艺物料技术+空气预热器技术。主要存在以下几个问题：

1、烷基苯联合装置正常生产不需要蒸汽，停工吹扫蒸汽和灭火蒸汽可以外购，且外购价比自产价低，废热锅炉技术不经济；

2、脱氢加热炉的烟气和热油加热炉的烟气混合后温度高于390℃，如此高温的烟气加热空气，当空气温度超过270℃时，随着空气温度的升高，产生氮氧化合物的量迅猛增加，对环境危害大；

3、加热工艺物料技术+空气预热器技术：通过改造加热炉，将烟气引至地面，增加一台地面加热炉对流段。此技术占地面积大，换热流程复杂，投资高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种经济、有效的、环保的烷基苯联合装加热炉系统节能方法。

本发明的另一目的是提供一种烷基苯联合装置加热炉系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，1/10～1/8量的热油到脱氢加热炉对流段加热至315～330℃，7/8～9/10量的热油经热油加热炉加热至315～330℃，两部分热油混合后输送至各个用热点；脱氢加热炉产生的烟气和热油加热炉产生的烟气混合后温度为300～320℃，与空气换热，空气被加热至240～255℃，分别输送至脱氢加热炉和热油加热炉与燃料混合，燃烧供热。

所述的热油初始温度为270～285℃。热油是烷基苯联合装置的热载体，给塔再沸器和工艺物料提供热量，经两个加热炉加热至315～330℃的热油，流经各个热交换器，进行热量交换，温度降低至270～285℃的热油再分别至两个加热炉加热，周而复始进行循环，为本领域的公知常识。所述的燃料为天然气。

作为本发明优选方案，1/9～1/8量的热油到脱氢加热炉对流段加热至315～330℃，7/8～8/9量的热油经热油加热炉加热至315～330℃。本发明所述的热油的量以流量计算。

作为本发明优选方案，换热过程中，所述的烟气在空气预热器中与空气换热，所述的烟气的流量为48000～49000kg/h，空气的流量为46000～47000kg/h。与空气换热后的烟气的温度小于110℃。所述的烟气加热空气的方法可利用公知的空气预热器，所述的空气预热器可以是板式预热器，或扰流子空预器和热管式空气预热器组合。

本发明技术方案中，两股烟气分别是热油加热炉对流段出口的烟气和脱氢加热炉对流段出口烟气。当加热炉已确定，加热炉出口烟气的温度、流量与以下因素有关：加热炉燃料(天然气)供应量、进入加热炉的空气量、被加热介质(热油)吸收的热量有关；被加热介质吸收的热量又与被加热介质流量以及进出口温差有关。工艺上，当工艺介质(烷烃)进入加热炉温度一定时，是用被加热介质流量以及出口温度控制进加热炉的燃料量和空气量，因此，正常操作时，烟气量是随空气量成比例变化的；烟气排出温度变化小(工程上是认可的)。这就是为什么两台加热炉排出的烟气混合后，温度是可以确定的原因；也是空气和烟气通过热交换器换热后空气温度达到要求的原因。

本发明还提供了一种烷基苯联合装置加热炉系统，包括热油加热炉、脱氢加热炉、联合烟道、空气预热器、引风机、烟囱、鼓风机；所述的热油加热炉的对流段连接有第一和第二热油进料管，热油加热炉的辐射段连接有第一和第二热油出料管；所述的脱氢加热炉的对流段连接有第三热油进料管和第三热油出料管，脱氢加热炉的辐射段连接有脱氢反应原料进料管和脱氢反应原料出料管；所述的热油加热炉的对流段烟气出口和脱氢加热炉的对流段烟气出口分别与联合烟道连接，联合烟道通过烟道与所述的空气预热器的烟气入口连接，空气预热器的烟气出口经引风机与烟囱连接；所述的空气预热器的空气入口与鼓风机连接引入空气，空气预热器的空气出口经风道分别与热油加热炉的燃烧器入口、脱氢加热炉的燃烧器入口连接；所述的热油加热炉的燃烧器入口与第一燃料进料管连接，所述的脱氢加热炉的燃烧器入口与第二燃料进料管连接。

本发明所述的烷基苯联合装置加热炉系统还包括热油进料总管和热油出料总管，所述的热油进料总管与所述的第一、第二和第三热油进料管连接，所述的热油出料总管与所述的第一、第二和第三热油出料管连接。在所述的热油进料总管设有热油泵用于加压热油。

所述的热油加热炉设有两个辐射室，每个辐射室内设有4路热油管道；所述的第一和第二热油进料管分别由4路热油进料支管组成，所述的第一和第二热油出料管分别由4路热油出料支管组成；每路热油进料支管经热油加热炉辐射室内的一路热油管道对应的与一路热油出料支管连接。

所述的脱氢反应原料为烷烃。

所述的空气预热器是板式预热器，或扰流子空预器和热管式空气预热器组合。

所述的风道包括总风道、以及分别与热油加热炉的燃烧器入口、脱氢加热炉的燃烧器入口连接的第一风道和第二风道，在所述的第一风道和第二风道设有电动蝶阀用于控制去两台加热炉空气的量。

采用上述装置加热热油的过程为：

热油(270～285℃)经热油泵加压，控制流量分成九路，一路(占热油总量的1/10～1/8)输送至脱氢加热炉对流段，八路(占热油总量的7/8～9/10)输送至热油加热炉，九路热油加热后达到温度要求(315～330℃)，出炉合并，输送至各个用热点。用温度控制热油加热炉燃料量，为本领域的公知装置。

采用上述装置烟气和空气进行换热的过程为：

常温、常压的空气经鼓风机加压至空气预热器和烟气换热，换热后的空气(240～255℃)分别去热油加热炉和脱氢加热炉，分别由压力用电动蝶阀控制去两台加热炉空气的量。在脱氢加热炉火嘴处，空气和天然气燃烧反应放出热量，热量通过辐射传热至工艺介质烷烃，燃烧产生的高温烟气经加热炉辐射段进入对流段，和热油换热后离开对流段；在热油加热炉火嘴处，空气和天然气燃烧反应放出热量，热量通过辐射传热至热油，燃烧产生的高温烟气经加热炉辐射段进入对流段，和低温热油(270～285℃)换热后离开对流段；和热油换热后，脱氢加热炉和热油加热炉的烟气在联合烟道混合，经烟道去空气预热器，和空气换热，换热后控制烟气排出温度低于110℃经引风机至高空烟囱放空。

本发明中所述的高温烟气是指脱氢加热炉和热油加热炉中空气和天然气燃烧反应后产生的温度550℃以上的烟气。

本发明的有益效果：

和现有技术相比，本发明流程由复杂变简单，操作简单，运行稳定，安全可靠；投资变小，占地面积变小。本发明充分利用加热炉产生的烟气余热，有效的回收了烟气的余热，达到节能的目的，大大降低生产能耗和成本，实现较好的经济效益；空气与烟气换热后温度小于270℃，有效的控制了氮氧化物的合成，保护环境；加热炉炉效率可达93％。

附图说明

图1是本发明烷基苯联合装置加热炉系统的示意图，其中1为热油加热炉；2为脱氢加热炉；3为空气预热器；4为鼓风机；5为引风机，6为烟囱，7-热油进料总管，8-第一热油进料管，9-第二热油进料管，10-第三热油进料管，11-第一热油出料管，12-第二热油出料管，13-第三热油出料管，14-热油出料总管，15-联合烟道，16-烟道，17-风道，18-第一燃料进料管，19-第二燃料进料管，20-脱氢反应原料进料管，21-脱氢反应原料出料管。

具体实施方式

下面的实施例将对本发明进行进一步的说明，但不因此而限制本发明。

一种烷基苯联合装置加热炉系统，包括热油加热炉1，脱氢加热炉2，热油进料总管7，与热油进料总管7连接的第一热油进料管8、第二热油进料管9和第三热油进料管10，热油出料总管14，与热油出料总管14连接的第一热油出料管11、第二热油出料管12和第三热油出料管13，联合烟道15，烟道16，空气预热器3，鼓风机4，引风机5，烟囱6；所述的热油加热炉1的对流段与所述的第一热油进料管8和第二热油进料管9连接，热油加热炉1的辐射段与第一热油出料管11和第二热油出料管12连接；所述的脱氢加热炉2的对流段连接有第三热油进料管10和第三热油出料管13，脱氢加热炉2的辐射段连接有脱氢反应原料进料管20和脱氢反应原料出料管21；所述的热油加热炉1的对流段烟气出口和脱氢加热炉2的对流段烟气出口分别与联合烟道15连接，联合烟道15通过烟道16与空气预热器3的烟气入口连接，空气预热器3的烟气出口经引风机5与烟囱6连接，空气预热器3的空气入口与鼓风机4连接经鼓风机4引入空气，空气预热器3的空气出口经风道17分别与热油加热炉1的燃烧器入口、脱氢加热炉2的燃烧器入口连接；所述的热油加热炉1的燃烧器入口与第一燃料进料管18连接，所述的脱氢加热炉2的燃烧器入口与第二燃料进料管19连接。

在所述的热油进料总管7设有热油泵用于加压热油。

所述的热油加热炉1设有两个辐射室，每个辐射室内设有4路热油管道；所述的第一热油进料管5和第二热油进料管9分别由4路热油进料支管组成，所述的第一热油出料11和第二热油出料管12分别由4路热油出料支管组成；每路热油进料支管经热油加热炉辐射室内的一路热油管道对应的与一路热油出料支管连接。

所述的风道17包括总风道、以及分别与热油加热炉1的燃烧器入口、脱氢加热炉2的燃烧器入口连接的第一风道和第二风道，在所述的第一风道和第二风道设有电动蝶阀用于控制去两台加热炉空气的量。

所述的空气预热器3是板式预热器，或扰流子空预器和热管式空气预热器组合。

本发明烷基苯联合装置加热炉系统中未说明部分均为本领域公知，可以通过现有技术实现。

实施例1

温度为279℃、压力为1.1MPa、总流量为889032kg/h的热油，采用所述的烷基苯联合装置加热炉系统，用流量控制100000kg/h的热油去脱氢加热炉2对流段和565℃的高温烟气换热，取热量为212MW，热油温度升至320℃，烟气温度降至331℃；用流量控制八股热油去热油加热炉1，每股流量为98629kg/h，经热油加热炉1加热，热油温度升至320℃，烟气温度降至299℃，热油加热炉1热负荷为20.31MW，经加热的热油在热油加热炉1出口汇合，用出口热油温度控制热油加热炉1的天然气燃料量为1618kg/h；分别经脱氢加热炉2和热油加热炉1加热至320℃的热油汇合，再输送至各个用热点。

脱氢加热炉2中与热油换热后的331℃的烟气和热油加热炉1中与热油换热后的299℃的烟气在联合烟道15汇合，汇合量为48996kg/h，温度为310℃，经烟道16去空气预热器3，和常温(25℃)、常压的空气换热，空气量为46584kg/h，换热量为3093KW，换热后空气温度为250℃，换热后的空气分别经风道去热油加热炉1和脱氢加热炉2，由电动蝶阀控制去两台加热炉空气的量，空气和天然气燃烧反应放出热量；换热后烟气温度低于110℃，经引风机5至高空烟囱6放空。热油加热炉炉效率可达93％。

Claims (8)

1.一种烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，其特征在于：1/10～1/8量的热油到脱氢加热炉对流段加热至315～330℃，7/8～9/10量的热油经热油加热炉加热至315～330℃，两部分热油混合后输送至各个用热点；脱氢加热炉产生的烟气和热油加热炉产生的烟气混合后温度为300～320℃，与空气换热，空气被加热至240～255℃，分别输送至脱氢加热炉和热油加热炉与燃料混合，燃烧供热。

2.根据权利要求1所述的烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，其特征在于：1/9～1/8量的热油到脱氢加热炉对流段加热至315～330℃，7/8～8/9量的热油经热油加热炉加热至315～330℃。

3.根据权利要求1或2所述的烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，其特征在于：所述的热油初始温度为270～285℃。

4.根据权利要求1所述的烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，其特征在于：所述的烟气在空气预热器中与空气换热，所述的烟气的流量为48000～49000kg/h，空气的流量为46000～47000kg/h。

5.根据权利要求1所述的烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，其特征在于：与空气换热后的烟气的温度小于110℃。

6.根据权利要求1所述的烷基苯联合装置加热炉系统节能方法，其特征在于：所述的燃料为天然气。

7.一种烷基苯联合装置加热炉系统，其特征在于：包括热油加热炉、脱氢加热炉、联合烟道、空气预热器、引风机、烟囱、鼓风机；所述的热油加热炉的对流段连接有第一和第二热油进料管，热油加热炉的辐射段连接有第一和第二热油出料管；所述的脱氢加热炉的对流段连接有第三热油进料管和第三热油出料管，脱氢加热炉的辐射段连接有脱氢反应原料进料管和脱氢反应原料出料管；所述的烷基苯联合装置加热炉系统还包括热油进料总管和热油出料总管，所述的热油进料总管与所述的第一、第二和第三热油进料管连接，所述的热油出料总管与所述的第一、第二和第三热油出料管连接；所述的热油加热炉设有两个辐射室，每个辐射室内设有4路热油管道；所述的第一和第二热油进料管分别由4路热油进料支管组成，所述的第一和第二热油出料管分别由4路热油出料支管组成；每路热油进料支管经热油加热炉辐射室内的一路热油管道对应的与一路热油出料支管连接；所述的热油加热炉的对流段烟气出口和脱氢加热炉的对流段烟气出口分别与联合烟道连接，联合烟道通过烟道与所述的空气预热器的烟气入口连接，空气预热器的烟气出口经引风机与烟囱连接；所述的空气预热器的空气入口与鼓风机连接引入空气，空气预热器的空气出口经风道分别与热油加热炉的燃烧器入口、脱氢加热炉的燃烧器入口连接；所述的热油加热炉的燃烧器入口与第一燃料进料管连接，所述的脱氢加热炉的燃烧器入口与第二燃料进料管连接。

8.根据权利要求7所述的烷基苯联合装置加热炉系统，其特征在于：所述的空气预热器是板式预热器，或扰流子空预器和热管式空气预热器组合。