CN107940461A - 重整加热炉燃料气预热方法及重整装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了重整加热炉燃料气预热方法，燃料气进入重整加热炉前进行一级预热和二级预热；一级预热时将燃料气与引出的烟气在第一预热器中进行换热；再将燃料气通入二级燃料气预热单元进行二级预热；将两级预热后的燃料气通入燃料气精处理单元进行精处理，再通入燃烧器燃烧。本发明利用进入对流段的高温烟气预热燃料气，减少用燃料气产蒸汽的量，提高能量利用效率；同时，将燃料气预热至满足精处理的温度，解决加热炉热效率提高后的硫酸露点腐蚀问题，还可以解决燃料气粗脱硫系统波动时二氧化硫超标问题，以及进一步降低氮氧化物的排放浓度。本发明实施例还提供了一种基于上述重整加热炉燃料气预热方法的重整装置。
Description
技术领域
本发明属于石油化工重整技术领域，特别涉及一种重整加热炉燃料气预热方法。本发明还提供了一种使用上述燃料气预热方法的重整装置。
背景技术
重整装置是石油化工厂中的重要的装置，主要生产高品质汽油并副产氢气。重整反应是强吸热反应，需要使用多台加热炉为重整反应及产品分离提供热量。其中，重整反应器进料加热炉通常称为重整炉。重整炉的典型设计是将四台加热炉合并为一台大型的门式加热炉，中间用火墙或空气墙隔出四个辐射室，以避免温度相互干扰。各辐射室的炉管为多路并联，各支管的出入口与炉外的大型集合管相连。辐射室的高温烟气进入一个公用的对流段，在对流段设置余热锅炉，回收从辐射室出来的高温烟气的热量，产生中压蒸汽，装置内蒸汽用量较少，大量蒸汽外输，用燃料气产蒸汽，经济性差。
当前，随着企业节能、环保要求的不断提高，企业对加热炉热效率和污染物的排放浓度也提出了更高的要求。降低加热炉排烟温度，回收烟气余热是提高加热炉热效率的有效方案，但低温烟气露点腐蚀问题是制约该方方案的关键问题。另外，重整炉的燃料气来自炼厂的燃料气管网，管网的燃料气虽然已经经过粗处理，但在燃料粗处理系统性能波动工况下,直接燃烧污染排放仍然难以满足最新环保标准的要求。现有技术中，燃料气精处理技术是解决低温烟气露点腐蚀问题和污染物排放超标的有效方法，但燃料气精处理技术需要较高的温度，仅仅依靠重整加热炉对流顶出来的150~190℃的烟气无法将燃料气预热至精处理温度，无法实现燃料气的精处理。
发明内容
本发明要解决是重整加热炉的燃料气在精处理工艺下预热不足的技术问题，为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种重整加热炉燃料气预热方法，先将燃料气进行两级预热，包括一级预热和二级预热，再对经过两级预热后的燃料气进行精处理，之后将精处理后的燃料气通入重整加热炉进行燃烧，其中所述一级预热是使用所述重整加热炉对流段引出的烟气与燃料气进行换热，实现对燃料气的加热。所述二级预热是使用所述重整加热炉对流段引出的进余热锅炉之前的烟气与燃料气进行换热，或使用所述重整加热炉以外的高温烟气源提供的烟气与燃料气进行换热，或采用电加热方式加热燃料气。
优选地，所述精处理为将燃料气进行脱硫和/或脱氮。
本发明实施例还提供了一种重整装置，包括重整加热炉和燃料气精处理单元，所述重整加热炉包括燃烧器、辐射室、对流段和烟囱，所述燃料气精处理单元设置在燃料气通路中，连接在所述燃烧器前端；在所述燃料气通路中的所述燃料气精处理单元前端，沿燃料气输送方向依次设置有一级燃料气预热单元和二级燃料气预热单元，其中：所述一级燃料气预热单元为第一预热器，所述第一预热器的烟气入口通过第一热烟道连通所述对流段顶部，所述第一预热器的烟气出口通过冷烟道连通所述烟囱。
优选地，所述二级燃料气预热单元为第二预热器；所述第二预热器的烟气出口通过冷烟道连通所述烟囱。
作为进一步优选之一，在所述对流段烟气进余热锅炉之前的位置设置有对流段烟气出口，所述第二预热器的烟气入口通过第二热烟道连通所述对流段烟气出口。
作为进一步优选之二，所述第二预热器的烟气入口通过第三热烟道连通所述重整加热炉之外的高温烟气源。
另一优选地，所述二级燃料气预热单元为电加热器。
另一优选地，所述燃料气精处理单元为脱硫装置和/或脱氮装置。
作为前述技术方案的优选，所述烟囱设置在所述对流段顶部。
另一优选地，所述烟囱落地设置并通过第四热烟道与所述对流段相连。
本发明实施例的上述技术方案的有益效果如下：
1. 将燃料气温度预热到燃料气能满足精处理的温度，从而解决了加热炉热效率提高后露点腐蚀问题；
2. 通过燃料气的精处理可以实现二氧化硫的零排放，解决了燃料气粗脱硫系统波动时二氧化硫超标问题；
3. 通过燃料气的精处理可以进一步降低氮氧化物的排放浓度；
4. 通过利用进入对流段的高温烟气预热燃料气，减少了进入余热锅炉的烟气量，减少了用高热值燃料气产蒸汽的浪费，提升了装置的经济性。
附图说明
图1为本发明实施例一重整加热炉燃料气预热工艺流程图；
图2为本发明实施例二重整加热炉燃料气预热工艺流程图；
图3为本发明实施例三重整加热炉燃料气预热工艺流程图。
［主要元件符号说明］
1-燃烧器；2-辐射室；3-对流段；31-对流段烟气出口；4-烟囱；5-燃料气精处理单元；6-第一预热器；7-第二预热器；8-高温烟气源；9-电加热器；s-燃料气管网；t-燃料气通路；c-冷烟道；h1-第一热烟道；h2-第二热烟道；h3-第三热烟道；h4-第四热烟道；v-控制阀；b-挡板。
具体实施方式
本发明针对现有的问题，提供重整加热炉燃料气预热方法及重整装置，可有效解决重整加热炉的燃料气在精处理工艺下预热不足的问题。为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
为了实现上述技术方案，本发明的实施例提供了一种重整加热炉燃料气预热方法：燃料气进入重整加热炉燃烧前，先将燃料气进行两级预热，包括一级预热和二级预热，再对经过两级预热后的燃料气进行精处理，之后将精处理后的燃料气通入重整加热炉进行燃烧；其中，一级预热是使用所述重整加热炉对流段引出的烟气与燃料气进行换热，实现对燃料气的加热。
为了更好地实现上述技术方案，本发明还提供了一种重整加热炉燃料气重整装置，包括重整加热炉和燃料气精处理单元5，重整加热炉包括燃烧器1、辐射室2、对流段3和烟囱4，燃料气精处理单元5设置在燃料气通路t中，连接在燃烧器1前端；在燃料气通路t中的燃料气精处理单元5前端，沿燃料气输送方向依次设置有一级燃料气预热单元和二级燃料气预热单元，其中：一级燃料气预热单元为第一预热器6，第一预热器6的烟气入口通过第一热烟道h1连通对流段3顶部，第一预热器6的烟气出口通过冷烟道c连通烟囱4。
上述技术方案中，燃料气可为天然气或瓦斯；燃料气精处理单元5为脱硫装置和/或脱氮装置；燃烧器1可以选择布置在重整加热炉的炉底、侧墙或炉顶位置；对流段3可以选择设置在辐射室2顶部，也可以落地设置。
实施例一
如图1所示，在燃料气通路t上设置了两级燃料气预热单元，分别为第一预热器6和第二预热器7。从对流段3顶部引出烟气通过第一热烟道h1通入第一预热器6，与来自燃料气管网s的燃料气进行一次换热；在对流段3烟气进余热锅炉之前的位置设置对流段烟气出口31，从中引出烟气通过第二热烟道h2通入第二预热器7，与燃料气进行二次换热。在第一热烟道h1上设置挡板b，对通入第一预热器6烟气量进行调节；在第二热烟道h2上也可设置换类似的挡板，控制通入第二预热器7的烟气量。预热后的燃料气通入燃料气精处理单元5进行精处理，处理后的燃料气通入燃烧器1燃烧；换热后的烟气经冷烟道c通入烟囱4排出。燃料气管网s、第一预热器6、第二预热器7、燃料气精处理单元5、燃烧器1之间通过燃料气通路t连接，燃料气通路t上设有控制阀v，对通入燃烧器的燃料气量进行调节。烟囱4可设置在对流段3顶部，也可以落地设置。当烟囱4落地设置时，对流段3与烟囱4之间通过第四热烟道h4连接，第四热烟道h4上也可设置挡板，可根据需要控制烟道开闭。在特殊工况下，不需要预热燃料气时，可关闭第一热烟道h1上的挡板b，并同时关闭第二热烟道h2上的挡板，使对流段3的烟气直接通过烟囱4排出。
实施例二
本实施例重整加热炉燃料气预热方法与实施例一的区别在于，二级预热未利用位于后端的重整加热炉中的高温烟气余热，而是采用除后端的重整加热炉之外的其他高温烟气源提供的高温烟气与燃料气进行换热从而加热燃料气。
如图2所示，在燃料气通路t上设置的两级燃料气预热单元同样为第一预热器6和第二预热器7，均利用烟气余热与燃料气换热实现燃料气预热。从对流段3顶部引出烟气通过第一热烟道h1通入第一预热器6，与来自燃料气管网s的燃料气进行一次换热；将其他高温烟气源8通过第三热烟道h3与第二预热器7连接，高温烟气通过第三热烟道h3进入第二预热器7与经过第一预热器预热后的燃料气换热。在第三热烟道h3上也可设置挡板，对进入第二预热器7的烟气量进行调节。换热后的燃料气通入燃料气精处理单元5进行精处理，处理后的燃料气通入燃烧器1燃烧，换热后的烟气经冷烟道c通入烟囱4排出。与实施例一类似，烟囱4可设置在对流段3顶部，也可以落地设置。当烟囱4落地设置时，对流段3与烟囱4之间通过第四热烟道h4连接，第四热烟道h4上也可设置挡板，可根据需要控制烟道开闭。在特殊工况下不需要预热燃料气时，可关闭第一热烟道h1上的挡板b，并同时关闭第三热烟道h3上的挡板，使对流段3的烟气直接通过烟囱4排出。
实施例三
本实施例重整加热炉燃料气预热方法与前述实施例的区别在于，二级预热不再利用高温烟气余热，而是采用电加热的方式直接加热燃料气。
如图3所示，在燃料气通路t上也设置了两级燃料气预热单元，其中，一级预热装置为第一预热器6，从对流段3顶部引出烟气通过第一热烟道h1通入第一预热器6，与来自燃料气管网s的燃料气进行换热；二级燃料气预热单元为电加热器9，将在第一预热器6中与烟气换热后输出的燃料气通入电加热器9中进行二级预热，加热后的燃料气通入燃料气精处理单元5进行精处理，处理后的燃料气通入燃烧器1燃烧；换热后的烟气经冷烟道c通入烟囱4排出。与前述实施例类似，烟囱4可设置在对流段3顶部，也可以落地设置。当烟囱4落地设置时，对流段3与烟囱4之间通过第四热烟道h4连接，第四热烟道h4上也可设置挡板，可根据需要控制烟道开闭。当不需要预热燃料气时，关闭电加热器9，并关闭第一热烟道h1上的挡板b，使对流段3的烟气直接通过烟囱4排出。
本发明通过预热燃料气到满足精处理要求的温度，通过对燃料气精处理从根本上解决加热炉热效率提高后的硫酸露点腐蚀问题；并解决燃料气粗脱硫系统波动时二氧化硫超标问题，以及减少含氮化合物燃烧生成的部分氮氧化物，进一步降低氮氧化物的排放浓度；另外，因用燃料气产生蒸汽经济性差，对重整加热炉来说，在相同热效率条件下少产蒸汽可以提高经济效益，本发明通过利用进入对流段的高温烟气预热燃料气，还可以减少用燃料气产蒸汽的量，提高能量利用效率。
对于上述的本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识未作过多描述；各实施例采用递进的方式描述，各实施例中所涉及到的技术特征在彼此之间不构成冲突的前提下可以相互组合，各实施例之间相同相似部分互相参见即可。
在本发明技术方案中，术语“一级”、“二级”、“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种重整加热炉燃料气预热方法，其特征在于，先将燃料气进行两级预热，包括一级预热和二级预热，再对经过两级预热后的燃料气进行精处理，之后将精处理后的燃料气通入重整加热炉进行燃烧，其中：
所述一级预热是使用所述重整加热炉对流顶引出的烟气，即经余热锅炉换热后的烟气，与燃料气进行换热，实现对燃料气的加热；
所述二级预热使用所述重整加热炉对流段引出的进余热锅炉之前的烟气与燃料气进行换热，或使用所述重整加热炉以外的高温烟气源提供的烟气与燃料气进行换热，或采用电加热方式加热燃料气。
2.根据权利要求1所述的预热方法，所述精处理为将燃料气进行脱硫和/或脱氮。
3.一种重整装置，包括重整加热炉和燃料气精处理单元（5），所述重整加热炉包括燃烧器（1）、辐射室（2）、对流段（3）和烟囱（4），所述燃料气精处理单元（5）设置在燃料气通路（t）中，连接在所述燃烧器（1）前端；其特征在于：
在所述燃料气通路（t）中的所述燃料气精处理单元（5）前端，沿燃料气输送方向依次设置有一级燃料气预热单元和二级燃料气预热单元，其中：所述一级燃料气预热单元为第一预热器（6），所述第一预热器（6）的烟气入口通过第一热烟道（h1）连通所述对流段（3）顶部，所述第一预热器（6）的烟气出口通过冷烟道（c）连通所述烟囱（4）。
4.根据权利要求3所述的重整装置，其特征在于，所述二级燃料气预热单元为第二预热器（7）；所述第二预热器（7）的烟气出口通过冷烟道（c）连通所述烟囱（4）。
5.根据权利要求4所述的重整装置，其特征在于，在所述对流段（3）烟气进余热锅炉之前的位置设置有对流段烟气出口（31），所述第二预热器（7）的烟气入口通过第二热烟道（h2）连通所述对流段烟气出口（31）。
6.根据权利要求4所述的重整装置，其特征在于，所述第二预热器（7）的烟气入口通过第三热烟道（h3）连通所述重整加热炉之外的高温烟气源（8）。
7.根据权利要求3所述的重整装置，其特征在于，所述二级燃料气预热单元为电加热器（9）。
8.根据权利要求3所述的重整装置，其特征在于，所述燃料气精处理单元（5）为脱硫装置和/或脱氮装置。
9.根据权利要求3至8任一项所述的重整装置，其特征在于，所述烟囱（4）设置在所述对流段（3）顶部。
10.根据权利要求3至8任一项所述的重整装置，其特征在于，所述烟囱（4）落地设置并通过第四热烟道（h4）与所述对流段（3）相连。
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