CN213060760U - 一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，属于脱苯工艺设备领域。本实用新型的无管式炉脱苯系统，通过上升管余热回收系统和富油脱苯系统的配合，使得上升管余热回收系统仅需生产1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽和部分过热到280～300℃的过热蒸汽，就能够满足富油脱苯系统中两种温度的蒸汽需要，大大降低了上升管余热回收系统的风险，延长了上升管换热器的使用寿命，在投入和风险都下降的情况下，实现上升管余热蒸汽完全替换了管式炉，提高了系统运行安全性。与现有上升管余热回收技术在脱苯工艺中应用的方案相比，降低了过热蒸汽温度100℃左右，上升管过热器温度相应降低，大大降低了上升管换热器的成本，延长了上升管换热器的寿命。

Description

一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统

技术领域

本实用新型涉及一种脱苯工艺系统，更具体地说，涉及一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统。

背景技术

国内现有多数脱苯工艺为：由脱苯洗涤工序来的富油，在油汽换热器与脱苯塔顶来的粗苯蒸汽换热到60～70℃后，进入贫富油加热器，与自脱苯塔来的热贫油换热，使富油温度升至130～140℃后，进入脱水塔闪蒸脱水，闪蒸后的富油用泵从脱水塔底部送至管式炉，于炉中加热到175～185℃后进入脱苯塔。

从脱苯塔顶逸出的温度为90～93℃的粗苯蒸汽，经油汽加热器、冷凝冷却器冷却后进入粗苯油水分离器，分离出水后的粗苯流入回流槽，部分粗苯用泵抽送至脱苯塔顶部作回流；另一部分送至产品贮槽。脱苯塔底部排出的热贫油自流入贫富油加热器与富油换热后，再经贫油冷却器用冷却水冷却到25～30℃后去洗苯工序循环使用；少部分富油或贫油进入再生器，采用经过管式炉加热后的过热蒸汽进行汽提再生。

经长期生产实践发现，上述工艺流程的管式炉存在诸多问题，严重影响粗苯工段的安全生产及循环洗油消耗量。

(1)管式炉存在重大安全隐患，严重影响粗苯工段的安全生产。

管式炉的炉膛富油管道存在安全隐患，经过长期加热后，炉膛内富油管道会逐渐老化，管壁变薄，使用一定年限后会发生富油泄漏，泄漏在管式炉的炉膛内的富油遇明火会发生火灾，造成粗苯工段的停产，即影响生产又造成安全事故；并且存在局部高温情况，富油形成碳化结渣。

另外，管式炉的煤气加热系统存在安全隐患，管式炉用焦炉煤气作为热源对富油加热，在生产过程中，焦炉煤气难免中断，此时若不能及时处理，极易造成管式炉回火，致使管式炉爆炸。这种事故在焦化时有发生，生产损失不可估量，甚至人员伤亡。

(2)管式炉的高温加快了洗油的变质速度，造成洗油消耗加大。管式炉炉膛内温度在700℃以上，富油长期在此温度下运转，与管壁接触部分富油局部温度偏高，必然使得富油中的不饱和化合物在高温下发生聚合反应的速率加快，循环洗油质量恶化，影响洗苯效果，造成洗油消耗增加。

(3)管式炉消耗焦炉煤气，排烟温度约400℃，能源利用率低，浪费了资源。

(4)管式炉采用煤气燃烧直接外排方式，形成了有组织排放的固定污染物排放点。

因此近年来焦化业采用蒸汽加热替换管式炉成为研究重点。粗苯工艺主要需要两种蒸汽热源：1、将富油从120～130℃加热到180～185℃，蒸汽通常为1.1～1.6MPa、187～203℃饱和蒸气；2、洗油再生时将洗油加热到300℃以上，低压过热蒸汽通常为0.4～0.6MPa、400～450℃，为了满足洗油再生蒸汽要求，这种蒸汽往往可以从锅炉或干熄焦减压后直接得到。随着上升管余热回收的兴起，于是采用上升管余热回收生产两种蒸汽直接应用于粗苯工艺就成为焦化行业的一种选择。

然而，目前上升管余热技术直接应用于粗苯工艺存在以下问题：

目前通常采用上升管过热器生产1.3MPa、400℃的低压过热蒸汽，可以同时满足粗苯工艺的要求：将富油从130℃加热到180-185℃；洗油再生时将洗油加热到260℃以上，如中国专利申请201811167620.9公开的“一种焦化厂洗脱苯工段无管式炉脱苯工艺”、中国专利申请201820143773.9公开的“一种焦化厂洗脱苯工段无管式炉脱苯工艺设备”和中国专利申请201811209759.5公开的“脱苯富油的设备、方法”。上述工艺需要将蒸汽过热到400℃，这对于上升管余热回收技术来说要求太高，一方面过热到400℃对于上升管换热器材质和换热效率要求极高，需要两次过热，成本上升很快，安全风险也明显加大；另一方面，过热蒸汽直接用于富油加热器，会造富油成加热器内部温度梯度变化过大，热应力加大易发生换热器损坏泄露，对粗苯工况造成影响。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有上升管余热回收技术在脱苯工艺中存在的上述不足，提供一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，采用本实用新型的技术方案，通过上升管余热回收系统和富油脱苯系统的配合，使得上升管余热回收系统仅需生产1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽和部分过热到280～300℃的过热蒸汽，就能够满足富油脱苯系统中两种温度的蒸汽需要，大大降低了上升管余热回收系统的风险，延长了上升管换热器的使用寿命，在投入和风险都下降的情况下，实现上升管余热蒸汽完全替换了管式炉，提高了系统运行安全性。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，包括上升管余热回收系统和富油脱苯系统，其中：

所述的上升管余热回收系统包括给水单元、上升管循环换热单元和过热换热单元，所述的给水单元与上升管循环换热单元的进水口相连接，用于向上升管循环换热单元中输送除盐除氧水，所述的上升管循环换热单元的饱和蒸汽出口与过热换热单元相连接，用于将上升管循环换热单元中产生的部分饱和蒸汽送入过热换热单元中升温成过热蒸汽；

所述的富油脱苯系统包括富油加热器、洗油再生器和脱苯塔，所述的富油加热器和洗油再生器分别与脱苯塔相连接，所述的上升管循环换热单元的饱和蒸汽出口分为两路，一路与富油加热器相连接，用于向富油加热器内提供1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽，另一路通过过热换热单元与洗油再生器相连，用于将部分饱和蒸汽一次过热到280～300℃供洗油再生器洗油再生。

更进一步地，所述的上升管循环换热单元包括汽包、强制循环泵、上升管换热器和分汽缸，所述的汽包与给水单元相连接，所述的上升管换热器与汽包通过强制循环泵相接形成循环回路，所述的上升管换热器通过饱和蒸汽汽水总管连接至汽包，所述的汽包连接至分汽缸，所述的分汽缸的饱和蒸汽出口分别与富油加热器和过热换热单元相连接。

更进一步地，所述的过热换热单元包括上升管过热器，所述的分汽缸通过过热蒸汽进汽总管连接至上升管过热器，所述的上升管过热器的过热蒸汽总出口与洗油再生器相连接。

更进一步地，所述的给水单元包括缓冲水箱、除氧泵、除氧器和给水泵，所述的缓冲水箱的进水口与除盐水相连接，所述的缓冲水箱的出水口通过除氧泵连接至除氧器，所述的除氧器通过给水泵连接至汽包。

更进一步地，所述的分汽缸的一路支路通过管道接入除氧器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，其包括上升管余热回收系统和富油脱苯系统两部分，通过上升管余热回收系统和富油脱苯系统的配合，上升管余热回收系统仅需生产1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽和部分过热到280～300℃的过热蒸汽，就能够满足富油脱苯系统中两种温度的蒸汽需要，1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽供富油加热器将富油由130℃加热到180℃左右，少量的280～300℃的过热蒸汽供洗油再生器洗油再生，降低了对上升管余热回收系统的过热蒸汽要求，大大降低了上升管余热回收系统的风险，延长了上升管换热器的使用寿命，在投入和风险都下降的情况下，实现上升管余热蒸汽完全替换了管式炉，提高了系统运行安全性；

(2)本实用新型的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，由于再生洗油只有总洗油量的2～2.5％左右，需要的蒸汽量较少，且过热温度不高，避免上升管过热器出现两次过热，提高了蒸汽产率；

(3)本实用新型的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，与现有上升管余热回收技术在脱苯工艺中应用的方案相比，降低了过热蒸汽温度100℃左右，上升管过热器温度相应降低，大大降低了上升管换热器的成本，延长了上升管换热器的寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统的原理示意图。

示意图中的标号说明：

1、缓冲水箱；2、除氧泵；3、除氧器；4、给水泵；5、汽包；6、强制循环泵；7、上升管换热器；8、分汽缸；9、上升管过热器；10、富油加热器；11、洗油再生器；12、脱苯塔。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

[实施例]

结合图1所示，本实施例的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，包括上升管余热回收系统和富油脱苯系统两个组成部分，上升管余热回收系统用于向富油脱苯系统提供脱苯工艺所需的蒸汽。其中，上升管余热回收系统包括给水单元、上升管循环换热单元和过热换热单元，给水单元与上升管循环换热单元的进水口相连接，用于向上升管循环换热单元中输送除盐除氧水，上升管循环换热单元的饱和蒸汽出口与过热换热单元相连接，用于将上升管循环换热单元中产生的部分饱和蒸汽送入过热换热单元中升温成过热蒸汽。富油脱苯系统包括富油加热器10、洗油再生器11和脱苯塔12，富油加热器10和洗油再生器11分别与脱苯塔12相连接，上升管循环换热单元的饱和蒸汽出口分为两路，一路与富油加热器10相连接，用于向富油加热器10内提供1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽，另一路通过过热换热单元与洗油再生器11相连，用于将部分饱和蒸汽一次过热到280～300℃供洗油再生器11洗油再生。本实施例的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，上升管余热回收系统仅需生产两种蒸汽，一种是由上升管循环换热单元生产的1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽，另一种是由部分1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽经过过热换热单元一次过热得到的280～300℃过热蒸汽，1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽配合富油加热器10充分利用饱和蒸汽的潜热加热富油，将富油由130℃加热到180℃左右；而在洗油再生工序中，由于再生洗油只有总洗油量的2～2.5％左右，需要的蒸汽量较少，利用一次过热到280～300℃的蒸汽用于洗油再生，这时洗油中脱苯的有效成分已经完全进入到气相回到脱苯塔12中，达到了洗油再生的效果。

接图1所示，在本实施例中，上升管循环换热单元包括汽包5、强制循环泵6、上升管换热器7和分汽缸8，汽包5与给水单元相连接，由给水单元向汽包5内补入除盐除氧水，上升管换热器7与汽包5通过强制循环泵6相接形成循环回路，使除盐除氧水在上升管换热器7内循环流动升温形成饱和蒸汽，若干上升管换热器7汇入饱和蒸汽汽水总管，上升管换热器7通过饱和蒸汽汽水总管连接至汽包5，汽包5的蒸汽出口连接至分汽缸8，分汽缸8的饱和蒸汽出口分别与富油加热器10和过热换热单元相连接。过热换热单元包括上升管过热器9，分汽缸8通过过热蒸汽进汽总管连接至上升管过热器9，上升管过热器9的过热蒸汽总出口与洗油再生器11相连接。上述的给水单元包括缓冲水箱1、除氧泵2、除氧器3和给水泵4，缓冲水箱1的进水口与除盐水相连接，缓冲水箱1的出水口通过除氧泵2连接至除氧器3，除氧器3通过给水泵4连接至汽包5；分汽缸8的一路支路通过管道接入除氧器3。

在本实施例中，上述的富油加热器10、洗油再生器11和脱苯塔12均为现有市售产品，且富油脱苯系统的脱苯工作原理与现有技术相同，其他未述及的组成部分如减温减压、冷凝等系统在此不再详述。

本实用新型的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，通过上升管余热回收系统和富油脱苯系统的配合，使得上升管余热回收系统仅需生产1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽和部分过热到280～300℃的过热蒸汽，就能够满足富油脱苯系统中两种温度的蒸汽需要，大大降低了上升管余热回收系统的风险，延长了上升管换热器的使用寿命，在投入和风险都下降的情况下，实现上升管余热蒸汽完全替换了管式炉，提高了系统运行安全性。与现有上升管余热回收技术在脱苯工艺中应用的方案相比，降低了过热蒸汽温度100℃左右，上升管过热器温度相应降低，大大降低了上升管换热器的成本，延长了上升管换热器的寿命。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，包括上升管余热回收系统和富油脱苯系统，其特征在于：

所述的上升管余热回收系统包括给水单元、上升管循环换热单元和过热换热单元，所述的给水单元与上升管循环换热单元的进水口相连接，用于向上升管循环换热单元中输送除盐除氧水，所述的上升管循环换热单元的饱和蒸汽出口与过热换热单元相连接，用于将上升管循环换热单元中产生的部分饱和蒸汽送入过热换热单元中升温成过热蒸汽；

所述的富油脱苯系统包括富油加热器(10)、洗油再生器(11)和脱苯塔(12)，所述的富油加热器(10)和洗油再生器(11)分别与脱苯塔(12)相连接，所述的上升管循环换热单元的饱和蒸汽出口分为两路，一路与富油加热器(10)相连接，用于向富油加热器(10)内提供1.1～1.6MPa、187～203℃的饱和蒸汽，另一路通过过热换热单元与洗油再生器(11)相连，用于将部分饱和蒸汽一次过热到280～300℃供洗油再生器(11)洗油再生。

2.根据权利要求1所述的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，其特征在于：所述的上升管循环换热单元包括汽包(5)、强制循环泵(6)、上升管换热器(7)和分汽缸(8)，所述的汽包(5)与给水单元相连接，所述的上升管换热器(7)与汽包(5)通过强制循环泵(6)相接形成循环回路，所述的上升管换热器(7)通过饱和蒸汽汽水总管连接至汽包(5)，所述的汽包(5)连接至分汽缸(8)，所述的分汽缸(8)的饱和蒸汽出口分别与富油加热器(10)和过热换热单元相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，其特征在于：所述的过热换热单元包括上升管过热器(9)，所述的分汽缸(8)通过过热蒸汽进汽总管连接至上升管过热器(9)，所述的上升管过热器(9)的过热蒸汽总出口与洗油再生器(11)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，其特征在于：所述的给水单元包括缓冲水箱(1)、除氧泵(2)、除氧器(3)和给水泵(4)，所述的缓冲水箱(1)的进水口与除盐水相连接，所述的缓冲水箱(1)的出水口通过除氧泵(2)连接至除氧器(3)，所述的除氧器(3)通过给水泵(4)连接至汽包(5)。

5.根据权利要求4所述的一种基于上升管余热回收蒸汽的无管式炉脱苯系统，其特征在于：所述的分汽缸(8)的一路支路通过管道接入除氧器(3)。

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