CN108343949B - 一种催化辅助燃烧室的燃烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种催化辅助燃烧室的燃烧方法，所述燃烧方法以丙烷为燃料。丙烷的市场价格低于液化气，丙烷的热值高于液化气的热值，考虑用丙烷代替液化气作为辅助燃烧室的燃料既可以满足工艺升温需求，又起到了节能降耗、提取高附加值产品后降低燃烧成本的作用。本发明打破了催化常规辅助燃烧室所需燃料，采用低附加值燃料，高热值、低成本，本发明在催化辅助燃烧室燃烧的过程中通过对各种燃烧工艺条件的控制，实现了丙烷作为催化辅助燃烧室的燃料进行燃烧。本发明采用丙烷取代了燃烧油，降低了辅助燃烧室超温影响设备性能、寿命的风险。

Description

一种催化辅助燃烧室的燃烧方法

技术领域

本发明涉及催化技术领域，尤其涉及一种催化辅助燃烧室的烧燃方法。

背景技术

催化辅助燃烧室在催化装置中是不可必少的。它主要作用有两个，其一，催化装置开工期间，燃烧器处于燃烧状态，即催化辅助燃烧室产生热烟气，对其后的装置进行预热，达到烘炉得效果。其二，催化装置正常工作期间，燃烧器处于关闭状态，即催化辅助燃烧室只是起到催化装置主风的通道得作用。在催化装置开工期间，辅助燃烧室需要点火升温，传统的操作方法为先使用干气(瓦斯气)点火进行升温，因为干气的热值低，当热量达不到工艺要求时切换成液化气进行升温，当热量仍不能满足工艺需要时继而切换为油火操作。

在催化开工期间，作为辅助燃烧室的燃料有干气、液化气和燃料油(柴油)。干气热值低，后期无法达到热量的需求。液化气虽然热值较高，但是随着丙烯多产化及MTBE的生产趋势，液化气中的丙烯、异丁烯等高附加值组分未提取出来，作为燃料燃烧导致成本很高，并造成高附加值产品的浪费。当切换成燃烧油升温后，因燃烧油需要进行雾化才能燃烧充分，因此需要投用雾化蒸汽并做好油和蒸汽的配比，防止出现燃烧不充分，造成烟筒冒黑烟或者局部超温现象，影响设备使用寿命，所以整个调整过程难度大，温度很难控制，极易造成超温现象。综上，液化气虽然热值高，但是随着丙烯多产化及MTBE的生产趋势，液化气中的高附加值组分未提取出来作为燃料，造成高附加值产品的损失，成本很高；燃料油热值高，但是调整难度大，容易造成设备超温，影响使用寿命。

因此开发一种低成本、高热值、易调节的辅助燃烧室的燃料方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种催化辅助燃烧室的燃烧方法，本发明提供的燃烧方法成本低，操作难度小。

本发明提供了一种催化辅助燃烧室的燃烧方法，所述燃烧方法以丙烷为燃料。

优选的，所述丙烷的纯度＞99.5％。

优选的，所述丙烷的热值为10000～13000kcal/kg。

优选的，所述丙烷为将液化气经气体分离装置分离得到。

优选的，所述燃烧的方法为干气燃烧切换为丙烷燃烧。

优选的，所述燃烧方法具体为：

向催化辅助燃烧室的炉内送风；

进行催化辅助燃烧室的炉内点火；

向催化辅助燃烧室的炉内送入干气；

将催化辅助燃烧室炉内的干气燃烧切换为丙烷燃烧。

优选的，所述送风的风量为5000～90000NM3。

优选的，所述点火的时间为20～40秒。

优选的，送入干气的压力为0.4～0.6MPa。

优选的，所述干气燃烧切换为丙烷燃烧的方法具体为：

向催化辅助燃烧室的炉内送入丙烷，待炉温上升后，减小干气的送入量，加大丙烷的送入量，待炉温再次上升后，再次减少干气的送入量，加大丙烷的送入量，反复多次上述操作，直至将干气燃烧完全切换为丙烷燃烧。

丙烷的市场价格低于液化气，丙烷的热值高于液化气的热值，本发明考虑用丙烷代替液化气作为辅助燃烧室的燃料既可以满足工艺升温需求，又起到了节能降耗、提取高附加值产品后降低燃烧成本的作用。本发明打破了催化常规辅助燃烧室所需燃料，采用低附加值燃料，高热值、低成本，本发明在催化辅助燃烧室燃烧的过程中控制各种工艺条件实现了丙烷作为燃料进行辅助燃烧室的燃烧。本发明采用丙烷取代了燃烧油，降低了辅助燃烧室超温影响设备性能、寿命的风险。经过实践证明，本发明提供的方法使用丙烷作为辅助燃烧室燃料后，未进行燃料油的切换也达到了工艺的需求。因此丙烷完全可以替代液化气、燃料油作为辅助燃烧室的一种新型燃料。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种催化辅助燃烧室的燃烧方法，所述燃烧方法以丙烷为燃料。

在本发明中，所述丙烷的纯度优选＞99.5％，更优选为99.5～99.9％，更优选为99.6～99.7％，最优选为99.8％。

在本发明中，所述丙烷的热值优选为10000～13000kcal/kg，更优选为11000～12500kcal/kg，最优选为12022kcal/kg。

在本发明中，所述丙烷优选为将液化气经气体分离装置分离得到，从而使现有技术中催化辅助燃烧室本身所使用的液化气得以利用，无需外购丙烷也无需对现有技术中的催化辅助燃烧室的装置进行改造，直接采用现有的催化辅助燃烧室输送液化气的管道输送丙烷即可，只需外加一个丙烷罐储存丙烷。在本发明中，优选丙烷用屏蔽泵送至液化气回炼线，压力优选为0.5～1.5MPa，更优选为0.8～1.2MPa，最优选为1MPa；所述液化气回炼线优选设置质量流量计，观察丙烷量；优选采用控制阀控制入炉丙烷量的大小。

在本发明中，所述液化气经气体分离装置分离后得到丙烯、丙烷、异丁烯等组分，丙烯的市场价格远远高于液化气，丙烷的市场价格低于液化气，丙烷的热值大于液化气的热值，考虑用丙烷代替液化气作为辅助燃烧室的燃料既可以满足工艺升温需求，又起到了节能降耗、提取高附加值产品后降低燃烧成本的作用。

在本发明中，所述燃烧的方法优选为干气燃烧切换为丙烷燃烧。

在本发明中，所述燃烧的方法具体为：

向催化辅助燃烧室的炉内送风；

进行催化辅助燃烧室的炉内点火；

向催化辅助燃烧室的炉内送入干气；

将催化辅助燃烧室炉内的干气燃烧切换为丙烷燃烧。

在本发明中，向催化辅助燃烧室的炉内送风(主风)的风量优选为5000～90000NM3，更优选为40000～90000NM3，最优选为70000～80000NM3。在本发明中，本领域技术人员可根据实际情况如所需温度的热量、所采用的燃料以及燃料的通入量压力对在不同的燃烧阶段对炉内的送风量进行调整。

在本发明中，所述点火可以为火枪点火或点火盘点火；本领域技术人员可根据实际的点火情况选择合适的点火方式，当小火(火枪)点火不能满足要求时，改中火控制(点火盘)点火。在本发明中，所述点火的时间优选为20～40秒，更优选为25～35秒，最优选为30秒。在本发明中，所述点火过程中的送风量优选为5000～15000NM3，更优选为8000～12000M3，最优选为10000NM3。

本发明优选采用管道向炉内送入干气使干气燃烧，在管道上设置阀门控制干气的送入量，本发明需要注意在开阀初期一定要慢，优选每次开1/20，观察好炉膛温度变化。在本发明中，所述干气的送入压力优选为0.4～0.6MPa，更优选为0.45～0.55MP啊，最优选为0.5MPa。在本发明中，所述干气的燃烧时间优选为20～30小时，更优选为22～28小时，最优选为24～26小时。在本发明中，所述干气燃烧过程中的送风量优选为13000～17000NM3，更优选为14000～16000NM，最优选为15000NM3。

在本发明中，将干气燃烧切换为丙烷燃烧的过程优选具体为：

向催化辅助燃烧室的炉内送入丙烷，待炉温上升后，减小干气的送入量，加大丙烷的送入量，待炉温再次上升后，再次减少干气的送入量，加大丙烷的送入量，反复多次上述操作，直至将干气燃烧完全切换为丙烷燃烧。

本发明向炉内送入丙烷之前优选将丙烷在炉前阀组处备用，进行伴热投用，即丙烷输送管线的管壁伴有DN20的蒸汽管线，用来提高丙烷输送温度。在本发明中，向炉内送入丙烷时干气和丙烷的压力差优选为0.03～0.07MPa，更优选为0.04～0.06MPa，最优选为0.05MPa；送入丙烷的压力大于送入干气的压力。

在本发明中，炉温每次上升的温度优选为10～20℃，更优选为10～15℃，最优选为12～13℃。在本发明中，每次减小干气送入量的压力优选为0.03～0.07MPa，更优选为0.04～0.06MPa，最优选为0.05MPa；每次加大丙烷的送入量的压力优选为0.005～0.015MPa，更优选为0.008～0.012MPa，最优选为0.01MPa。在本发明中，干气燃烧完全切换为丙烷燃烧后丙烷的输送压力优选为0.4～0.6MPa，更优选为0.45～0.55MPa，最优选为0.5MPa。在本发明中，所述干气燃烧切换为丙烷燃烧的过程中本领域技术人员可根据燃烧情况控制送风量；所干气燃烧切换为丙烷燃烧过程中的送风量优选为35000～55000NM3，更优选为40000～50000NM3，最优选为44000～46000NM3。在本发明中，所述干气燃烧完全切换为丙烷燃烧后的送风量优选为52000～58000NM3，更优选为54000～56000NM3，最优选为55000NM3。

在本发明中，所述燃烧过程中的炉内温度即炉膛温度优选不大于950℃，更优选为800～950℃，最优选为850～900℃；所述燃烧过程中的炉出口温度优选不大于650℃，更优选为500～650℃，最优选为550～600℃。

在本发明中，所述干气燃烧切换为丙烷燃烧完成后，本领域技术人员可根据所需的升温曲线控制丙烷燃烧过程中的用量以及送风量；所述丙烷燃烧过程中丙烷的输送压力优选为0.5～0.6MPa，更优选为0.54～0.56MPa，最优选为0.55MPa；所述丙烷燃烧过程中的送风量优选为55000～75000NM3，更优选为60000～70000NM3。

在本发明中，所述燃烧过程中优选做好热流分配，防止热量损失；各温度指示出现异常、偏差大要及时要查找原因；做好升温曲线图及特别重要的液压阀的热态位移记录。

在本发明中，优选在燃烧期间对辅助燃烧室的阻火器前后的压力做好管控，其压力优选不小于0.45MPa；优选对辅助燃烧室中的金属软管试密一次，对再生器和沉降器按测温表测温一次，检查热膨胀一次。

在本发明中，所述燃烧过程中炉火熄灭的原因可能为燃料气带液，调风过猛，燃料气压力波动或者是人员误操作，此时优选立即关闭燃料气阀，开大一次风阀吹扫炉膛10min后，重新调整一二次风，进行点炉。在本发明中，主风进入辅助燃烧室前的两个分流的阀门，一次风进入辅助燃烧室的炉膛，二次风进入辅助燃烧室的夹层。

在本发明中，所述燃烧优选控制为再生器床层温度315℃后按照15～20℃/h的速度升温至540℃恒温。

在本发明中，所述燃烧过程中每次提温时，风量以及燃料气的阀门优选每次开1/20，同时监测好炉膛温度变化、炉出口温度变化以及丙烷量的变化，出现温度上升时用降低干气量进行调整。

本发明采用丙烷作为燃料，在燃烧过程中，丙烷和氧气燃烧生成二氧化碳和水，丙烷沸点(℃)：-42.09(231.1K)；液化气中的主要成分为丙烷和丁烷(含有少量碳五)，丁烷的沸点为-0.6，液化气在管道输送过程中会产生部分重组分的冷凝，出现带液造成炉火熄灭问题，因此采用丙烷作为燃料，消除了液化气带液造成炉火熄灭的隐患。

经过实践证明，本发明使用丙烷作为辅助燃烧室燃料后，未进行燃料油的切换也达到了工艺的需求。因此丙烷完全可以替代液化气、燃料油作为辅助燃烧室的一种新型燃料。

本发明打破了催化常规辅助燃烧室所需燃料，采用低附加值燃料，高热值、低成本，本发明在催化辅助燃烧室燃烧的过程中通过对各种工艺参数的控制实现了丙烷作为辅助燃烧室的燃料燃烧。本发明采用丙烷取代了燃烧油，降低了辅助燃烧室超温影响设备性能、寿命的风险。

实施例1

采用下述方法进行催化辅助燃烧室的燃烧：

催化辅助燃烧室燃烧需求为当再生器床层温度为315℃后按照15～20℃/h的速度升温至540℃恒温，此时干气热值不足，需要切换成丙烷燃烧。

向炉内送风，送风量为10000NM3然后采用火枪点火；

点火30秒后，向炉内送入干气，干气的送入压力为0.5MPa，调整此时的送风量为15000NM3；

干气燃烧24h后，炉内温度达到350℃后，向炉内送入丙烷，丙烷的送入压力为0.53MPa，调整此时的送风量为40000NM3；

待炉内温度为400℃，减少干气的送入压力至0.45MPa，控制丙烷的送入压力为0.54MPa，调整此时的送风量为45000NM3；待炉内温度为450℃时，减小干气的送入压力为0.40MPa，控制丙烷的送入压力至0.55MPa，调整此时的送风量为50000NM3，待炉内温度为500℃时，关闭干气的送入，维持丙烷的送入压力0.55MPa，完全使用丙烷燃烧，调整此时的送风量为55000NM3；

控制丙烷的送入压力为0.55MPa，使炉内温度以15～20℃/h的速度升温至540℃，调整此时的送风量为60000NM3；控制丙烷的送入压力为0.55MPa，使炉内温度保持在540℃恒温，调整此时的送风量为70000NM3。

在燃烧过程中，严格控制炉膛温度不大于950℃，炉出口温度不大于650℃。

本发明在催化辅助燃烧室燃烧过程中采用干气切换丙烷的方案，切换过程平稳，燃烧正常，利用丙烷的热值完全达到了工艺需求。本发明采用丙烷做为辅助燃烧室的燃料，降低了液化气带液的风险，同时可以省去液化气分液罐的设计和投用以及第二代替燃烧油(柴油)的投用，因燃烧油(柴油)含硫高，燃烧后会造成二氧化硫的排放，污染环境；丙烷是通过液化气前期的脱硫精制后分离而来的，燃烧基本不产生二氧化硫，安全环保。

由以上实施例可知，本发明提供了一种催化辅助燃烧室的燃烧方法，所述燃烧方法以丙烷为燃料。丙烷的市场价格低于液化气，丙烷的热值高于液化气的热值，考虑用丙烷代替液化气作为辅助燃烧室的燃料既可以满足工艺升温需求，又起到了节能降耗、提取高附加值产品后降低燃烧成本的作用。本发明打破了催化常规辅助燃烧室所需燃料，采用低附加值燃料，高热值、低成本，本发明在催化辅助燃烧室燃烧的过程中通过对各种燃烧工艺条件的控制，实现了丙烷作为催化辅助燃烧室的燃料进行燃烧。本发明采用丙烷取代了燃烧油，降低了辅助燃烧室超温影响设备性能、寿命的风险。

以上所述的仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种催化辅助燃烧室的燃烧方法，所述燃烧方法具体为：

向催化辅助燃烧室的炉内送风；

进行催化辅助燃烧室的炉内点火；

向催化辅助燃烧室的炉内送入干气；

将催化辅助燃烧室炉内的干气燃烧切换为丙烷燃烧；

所述干气燃烧切换为丙烷燃烧的方法具体为：

向催化辅助燃烧室的炉内送入丙烷，待炉温上升后，减小干气的送入量，加大丙烷的送入量，待炉温再次上升后，再次减少干气的送入量，加大丙烷的送入量，反复多次上述操作，直至将干气燃烧完全切换为丙烷燃烧；

向炉内送入丙烷时干气和丙烷的压力差为0.03～0.07MPa；

炉温每次上升的温度为10～20℃；

每次减小干气送入量的压力为0.03～0.07MPa；

每次加大丙烷的送入量的压力为0.005～0.015MPa。

2.根据权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于，所述丙烷的纯度＞99.5％。

3.根据权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于，所述丙烷的热值为10000～13000kcal/kg。

4.根据权利要求3所述的燃烧方法，其特征在于，所述丙烷为将液化气经气体分离装置分离得到。

5.根据权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于，所述送风的风量为5000～90000NM3。

6.根据权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于，所述点火的时间为20～40秒。

7.根据权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于，所述送入干气的压力为0.4～0.6MPa。