RU2804471C2

RU2804471C2 - Method for powering machines in steam generation circuit of an ethylene producing unit and combined system of an ethylene producing unit and a power plant

Info

Publication number: RU2804471C2
Application number: RU2021138276A
Authority: RU
Inventors: Петер АУД
Original assignee: Текнип Энерджиз Франс
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2023-10-02

Abstract

FIELD: engineering.

SUBSTANCE: invention is related to a method for powering machines, such as process compressors in the steam generation circuit of an ethylene producing unit, as well as to an integrated system of an ethylene producing unit and a power plant. The method includes the following steps: recovery of heat in form of high-pressure steam from the cracking furnace; supplying said high pressure steam to at least one steam turbine, wherein the steam turbine is designed for powering a machine such as a process compressor; condensing at least a portion of the high pressure steam in the condenser; pumping the condensed steam as boiler water back to the cracking furnace.

EFFECT: invention aims to reduce the carbon footprint of the energy produced, i.e. the amount of CO₂ emitted per kilowatt of energy produced.

12 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способу приведения в действие машин, например технологических компрессоров, в контуре парогенерации установки по производству этилена, а также к объединенной системе установки по производству этилена и электростанции.The invention relates to a method for driving machines, for example process compressors, in the steam generation circuit of an ethylene production plant, as well as to an integrated system of an ethylene production plant and a power plant.

Обычный контур установки по производству этилена, в частности контур парогенерации, содержит по меньшей мере одну обычную систему крекинг-печи, а обычно шесть или более обычных систем крекинг-печей, как, например, описано в документе US 4 479 869. Такая система крекинг-печи обычно включает в себя конвекционную секцию, в которой углеводородное сырье предварительно нагревается и/или частично испаряется и смешивается с разбавляющим паром для получения смеси исходного сырья и разбавляющего пара. Система также содержит радиантную секцию, включающую в себя по меньшей мере один радиантный змеевик в топке, в котором смесь сырья и разбавляющего пара из конвекционной секции преобразуется в компоненты продукта и побочных продуктов при высокой температуре путем пиролиза. Система дополнительно содержит секцию охлаждения, включающую в себя по меньшей мере один охлаждающий теплообменник, например закалочно-испарительный аппарат, выполненный с возможностью быстрого охлаждения продукта или крекинг-газа, выходящего из радиантной секции, для прекращения побочных реакций пиролиза и сохранения равновесия реакций в пользу продуктов. Тепло от закалочно-испарительного аппарата может быть рекуперировано в виде пара высокого давления. Этот пар высокого давления, образующийся в крекинг-печи из котловой воды, затем может быть использован для выработки электроэнергии. При этом контур парогенерации также содержит по меньшей мере одну паровую турбину, предпочтительно несколько паровых турбин, а также различные виды машин, таких как компрессоры и насосы, которые приводятся в действие упомянутыми паровыми турбинами. Эти паровые турбины могут быть различных типов, таких как, например, конденсационные паровые турбины, например, для больших машин, таких как компрессор для крекинг-газа, или пропиленовый или этиленовый холодильный компрессор, или турбины с противодавлением, например, для сравнительно небольших машин. Контур парогенерации дополнительно содержит один или несколько конденсаторов, например поверхностных конденсаторов, которые обычно работают в условиях вакуума, и по меньшей мере один насос котловой воды, выполненный с возможностью сбора сконденсированного пара и перекачки его обратно в систему крекинг-печи в качестве котловой воды. Контур также может включать в себя конденсатный насос и деаэратор между конденсатором и насосом котловой воды, где конденсат может смешиваться с добавочной водой и очищаться паром для удаления воздуха из конденсата и добавочной воды. Котловая вода, собранная в деаэраторе, затем может быть перекачана в крекинг-печь.A typical ethylene plant circuit, in particular a steam generation circuit, comprises at least one conventional cracking furnace system, and typically six or more conventional cracking furnace systems, as for example described in US Pat. No. 4,479,869. Such a cracking furnace system The oven typically includes a convection section in which the hydrocarbon feedstock is preheated and/or partially vaporized and mixed with dilution steam to produce a feed and dilution steam mixture. The system also includes a radiant section including at least one radiant coil in the furnace in which a mixture of raw materials and dilution steam from the convection section is converted into product and by-product components at high temperature by pyrolysis. The system additionally contains a cooling section including at least one cooling heat exchanger, for example a quenching-evaporation apparatus, configured to quickly cool the product or cracking gas leaving the radiant section to stop side reactions of pyrolysis and maintain the equilibrium of reactions in favor of the products . Heat from the quenching-evaporation apparatus can be recovered in the form of high-pressure steam. This high-pressure steam, generated in the cracker furnace from boiler water, can then be used to generate electricity. The steam generation circuit also contains at least one steam turbine, preferably several steam turbines, as well as various types of machines, such as compressors and pumps, which are driven by said steam turbines. These steam turbines can be of various types, such as, for example, condensing steam turbines, for example for large machines such as a cracked gas compressor, or a propylene or ethylene refrigeration compressor, or back pressure turbines, for example for relatively small machines. The steam generation loop further includes one or more condensers, such as surface condensers, which typically operate under vacuum conditions, and at least one boiler water pump configured to collect the condensed steam and pump it back to the cracking furnace system as boiler water. The circuit may also include a condensate pump and a deaerator between the condenser and the boiler water pump, where the condensate can be mixed with make-up water and steam scrubbed to remove air from the condensate and make-up water. Boiler water collected in the deaerator can then be pumped to the cracking furnace.

Вместо обычной крекинг-печи, как описано выше, были разработаны высокоэффективные крекинг-печи, которые могут значительно повысить эффективность топки и снизить расход топлива и выбросы CO₂ за счет модификации схемы рекуперации тепла печи. Различные виды процессов рекуперации тепла для такой высокоэффективной крекинг-печи, такие как процесс с предварительным подогревом воздуха, с полным кислородно-топливным сжиганием или с частичным кислородно-топливным сжиганием, раскрыты, например, в документе ЕР 3 415 587. В дополнение к нагреву смеси сырья и разбавляющего пара в первичном закалочно-испарительном аппарате вместо конвекционной секции и генерации пара высокого давления во вторичном закалочно-испарительном аппарате, модифицированный процесс рекуперации тепла высокоэффективной крекинг-печи обеспечивает генерацию пара высокого давления в змеевике котла, расположенном в конвекционной секции перед пакетом пароперегревателя высокого давления. Змеевик котла выполнен с возможностью генерации пара высокого давления с использованием дымового газа вместо крекинг-газа, защищая пакет пароперегревателя от высоких температур. Однако такая высокоэффективная крекинг-печь также может значительно снизить генерацию пара высокого давления, в то же время будучи способной перегревать смесь сырья и разбавляющего пара до оптимизированной температуры на входе в радиантный змеевик, при этом этап нагрева выполняется в первичном закалочно-испарительном аппарате, а не в конвекционной секции. Высокоэффективная крекинг-печь может, например, производить только примерно 1/3 пара, производимого в обычной крекинг-печи, и этого количества может быть недостаточно для паровых турбин, приводящих в действие технологические компрессоры, такие как компрессор для крекинга-газа, или пропиленовый или этиленовый холодильный компрессор. Сниженная генерация пара высокого давления может, например, приводить в действие только часть машин, поэтому один или несколько компрессоров могут нуждаться в приводе от электродвигателей, для которых необходимая мощность может быть обеспечена электростанцией, которая может быть расположена рядом с установкой по производству этилена. В качестве альтернативы необходимую энергию могут также обеспечивать за счет возобновляемых источников энергии, таких как ветряные турбины и/или солнечные панели. Однако могут отсутствовать приводные двигатели высокой мощности с регулируемой скоростью требуемого размера, например, для установок по производству этилена мирового масштаба, производящих более 1500 килотонн этилена в год. Этим установкам могут потребоваться электрические приводы мощностью, превышающей, например, 60 МВт для самых больших компрессоров. Это раздвинет границы того, что реально доступно на рынке. В то же время высокоэффективная крекинг-печь может также экономить топливо, например метан и водород, что увеличивает количество топлива, которое необходимо экспортировать. Например, водород можно использовать для гидрирования, а метан обычно сжигают, при этом в атмосферу по-прежнему выделяется CO₂.Instead of a conventional cracking furnace as described above, high-efficiency cracking furnaces have been developed that can significantly improve combustion efficiency and reduce fuel consumption and CO ₂ emissions by modifying the heat recovery circuit of the furnace. Various types of heat recovery processes for such a high-efficiency cracking furnace, such as air preheating, total oxy-fuel combustion or partial oxy-fuel combustion, are disclosed, for example, in EP 3 415 587. In addition to heating the mixture raw materials and dilution steam in the primary quenching-evaporation apparatus, instead of the convection section and generating high-pressure steam in the secondary quenching-evaporation apparatus, the modified heat recovery process of a high-efficiency cracking furnace ensures the generation of high-pressure steam in the boiler coil, located in the convection section in front of the high-pressure superheater package pressure. The boiler coil is designed to generate high pressure steam using flue gas instead of cracked gas, protecting the superheater package from high temperatures. However, such a highly efficient cracking furnace can also significantly reduce the generation of high pressure steam, while at the same time being capable of superheating the feed and dilution steam mixture to an optimized radiant coil inlet temperature, with the heating step being performed in the primary quencher rather than in the convection section. A high-efficiency cracking furnace may, for example, produce only about 1/3 of the steam produced in a conventional cracking furnace, and this amount may not be sufficient for steam turbines driving process compressors such as a cracked gas compressor, or a propylene or ethylene refrigeration compressor. Reduced high-pressure steam generation may, for example, drive only a portion of the machines, so one or more compressors may need to be driven by electric motors, for which the required power can be provided by a power plant that may be located adjacent to the ethylene production plant. Alternatively, the required energy can also be provided by renewable energy sources such as wind turbines and/or solar panels. However, high power variable speed drive motors of the required size may not be available, for example, for world-scale ethylene plants producing more than 1,500 kilotons of ethylene per year. These installations may require electric drives exceeding, for example, 60 MW for the largest compressors. This will push the boundaries of what is actually available in the market. At the same time, a high-efficiency cracking furnace can also save fuels such as methane and hydrogen, which increases the amount of fuel that needs to be exported. For example, hydrogen can be used for hydrogenation, but methane is usually burned, which still releases CO ₂ into the atmosphere.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы решить или облегчить одну или несколько из вышеупомянутых проблем. В частности, изобретение направлено на создание усовершенствованного способа приведения в действие машин в контуре установки по производству этилена, который может уменьшить углеродный след производимой энергии, то есть количество CO₂, выбрасываемого на киловатт произведенной энергии.It is an object of the present invention to solve or alleviate one or more of the above problems. In particular, the invention is directed to an improved method for driving machines in an ethylene plant loop that can reduce the carbon footprint of the energy produced, that is, the amount of CO ₂ emitted per kilowatt of energy produced.

С этой целью в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен способ приведения в действие машин, например технологических компрессоров, в контуре парогенерации установки по производству этилена, характеризующийся признаками п. 1 формулы изобретения. В частности, способ приведения в действие машин включает следующие этапы: рекуперация тепла в виде пара высокого давления из крекинг-печи, подача упомянутого пара высокого давления по меньшей мере в одну паровую турбину, при этом паровая турбина выполнена с возможностью приведения в действие машины, такой как технологический компрессор, конденсация по меньшей мере части пара высокого давления в конденсаторе и перекачка сконденсированного пара в качестве котловой воды обратно в крекинг-печь. Способ также включает следующие этапы: рекуперация тепла в виде пара высокого давления из котла-утилизатора контура электростанции и подача в соответствии с изобретением по меньшей мере части пара высокого давления из контура электростанции по меньшей мере в одну паровую турбину контура парогенерации установки по производству этилена. Путем подачи пара высокого давления из контура электростанции по меньшей мере в одну паровую турбину контура парогенерации установки по производству этилена снижение производства пара высокого давления в контуре парогенерации установки по производству этилена за счет использования высокоэффективной крекинг-печи можно компенсировать таким образом, чтобы по меньшей мере одна паровая турбина могла приводить в действие машину, такую как технологический компрессор, без необходимости в дополнительном электродвигателе. To this end, in accordance with the first aspect of the present invention, there is proposed a method for driving machines, for example process compressors, in the steam generation circuit of an ethylene production plant, characterized by the features of claim 1 of the claims. In particular, a method for driving machines includes the following steps: recovering heat in the form of high pressure steam from a cracking furnace, supplying said high pressure steam to at least one steam turbine, wherein the steam turbine is configured to drive a machine such as a process compressor, condensing at least a portion of the high pressure steam in a condenser and pumping the condensed steam as boiler water back to the cracking furnace. The method also includes the following steps: recovering heat in the form of high pressure steam from a recovery boiler of the power plant circuit and supplying, in accordance with the invention, at least a portion of the high pressure steam from the power plant circuit to at least one steam turbine of the steam generation circuit of the ethylene production plant. By supplying high pressure steam from the power plant loop to at least one steam turbine in the ethylene plant steam generation loop, the reduction in high pressure steam production in the ethylene plant steam generation loop due to the use of a high efficiency cracker can be compensated such that at least one a steam turbine could drive a machine, such as a process compressor, without the need for an additional electric motor.

Далее избыток топлива из крекинг-печи контура парогенерации установки по производству этилена подают в котел-утилизатор контура электростанции для вспомогательного сжигания. В высокоэффективной печи, как описано выше, используют не все топливо, подаваемое в топку. За счет модифицированной схемы рекуперации тепла высокоэффективной печи можно сэкономить до 30% топлива. Это избыточное топливо присутствует в крекинг-газе, выходящем из высокоэффективной крекинг-печи, и затем может быть отделено от крекинг-газа, например, путем криогенной перегонки, так что топливо может быть восстановлено. Это восстановленное избыточное топливо может быть затем подано в котел-утилизатор контура электростанции для дополнительного сжигания с целью повышения температуры в котле-утилизаторе. Избыточное топливо может включать в себя, например, метан. При сгорании метана в атмосферу выделяется СО₂. Однако, поскольку сжигание в котле-утилизаторе является частью контура электростанции, количество энергии, вырабатываемой метаном, может быть значительно увеличено за счет повышения эффективности преобразования тепла сгорания в электроэнергию, что может уменьшить углеродный след произведенной энергии, то есть количество CO₂, выбрасываемого на кВт произведенной энергии.Next, excess fuel from the cracking furnace of the steam generation circuit of the ethylene production plant is supplied to the waste heat boiler of the power plant circuit for auxiliary combustion. A high-efficiency furnace, as described above, does not use all the fuel supplied to the firebox. Thanks to the modified heat recovery circuit of a high-efficiency furnace, fuel savings of up to 30% can be achieved. This excess fuel is present in the cracked gas leaving the high efficiency cracking furnace and can then be separated from the cracked gas, for example by cryogenic distillation, so that the fuel can be recovered. This recovered excess fuel can then be fed to the power plant loop recovery boiler for further combustion to increase the temperature in the recovery boiler. Excess fuel may include, for example, methane. When methane burns, CO ₂ is released into the atmosphere. However, since HRSG combustion is part of the power plant loop, the amount of energy produced by methane can be significantly increased by increasing the efficiency of conversion of combustion heat into electricity, which can reduce the carbon footprint of the energy produced, i.e. the amount of CO ₂ emitted per kW produced energy.

В котел-утилизатор, предпочтительно, может подаваться выхлопной газ по меньшей мере от одной газовой турбины контура электростанции. По меньшей мере одна газовая турбина электростанции может включать в себя, например, камеру сгорания и воздушный компрессор. Воздух может подаваться через воздушный компрессор в камеру сгорания, в которую также может подаваться топливный газ. Дымовой газ или выхлопной газ, включающий в себя избыточное содержание воздуха, может выходить из газовой турбины со сравнительно высокой температурой и может быть направлен в котел-утилизатор. The waste heat boiler may preferably be supplied with exhaust gas from at least one gas turbine of the power plant circuit. The at least one power plant gas turbine may include, for example, a combustion chamber and an air compressor. Air may be supplied through an air compressor to the combustion chamber, which may also be supplied with fuel gas. Flue gas or exhaust gas, including excess air content, may exit the gas turbine at a relatively high temperature and may be sent to a waste heat boiler.

Предпочтительно, избыток топлива из крекинг-печи контура парогенерации установки по производству этилена может подаваться в газовую турбину контура электростанции для сжигания. Как сказано выше, избыточное топливо может присутствовать в крекинг-газе, выходящем из высокоэффективной крекинг-печи, и затем может быть отделено от крекинг-газа, например, путем криогенной перегонки, так что топливо может быть восстановлено. Это восстановленное избыточное топливо затем может подаваться не только в котел-утилизатор контура электростанции, но также или в качестве альтернативы в газовую турбину контура электростанции для сжигания, что приводит к дальнейшему сокращению углеродного следа способа.Preferably, excess fuel from the cracking furnace of the steam generation circuit of the ethylene plant may be supplied to a gas turbine of the power plant circuit for combustion. As discussed above, excess fuel may be present in the cracked gas leaving the high efficiency cracking furnace and can then be separated from the cracked gas, for example by cryogenic distillation, so that the fuel can be recovered. This recovered excess fuel can then be fed not only to the power plant loop recovery boiler, but also or alternatively to the power plant loop gas turbine for combustion, resulting in a further reduction in the carbon footprint of the process.

По меньшей мере одна газовая турбина, которая является частью контура электростанции, предпочтительно, может быть выполнена с возможностью приведения в действие машины, такой как технологический компрессор, контура парогенерации установки по производству этилена. Все вышеперечисленные признаки, в частности, подача пара высокого давления из котла-утилизатора контура электростанции по меньшей мере в одну паровую турбину контура парогенерации, подача избыточного топлива из топки в камеру сгорания газовой турбины контура электростанции и в котел-утилизатор контура электростанции, а также привод технологического компрессора контура парогенерации установки по производству этилена от газовой турбины контура электростанции могут создавать взаимосвязи между контуром парогенерации установки по производству этилена и контуром электростанции и могут дать способ приведения в действие машин, например технологических компрессоров, в контуре парогенерации установки по производству этилена в сочетании с контуром электростанции, что может генерировать примерно на 50% больше энергии и уменьшить углеродный след примерно на 1/3 по сравнению со способами и схемами предшествующего уровня техники.The at least one gas turbine that is part of the power plant circuit may preferably be configured to drive a machine, such as a process compressor, of the steam generation circuit of an ethylene production plant. All of the above features, in particular, the supply of high pressure steam from the waste heat boiler of the power plant circuit to at least one steam turbine of the steam generation circuit, the supply of excess fuel from the furnace to the combustion chamber of the gas turbine of the power plant circuit and to the waste heat boiler of the power plant circuit, as well as the drive An ethylene plant steam loop process compressor from a power plant loop gas turbine may create interconnections between the ethylene plant steam loop and the power plant loop, and may provide a method for driving machines, such as process compressors, in the ethylene plant steam loop in conjunction with the loop. power plants, which can generate approximately 50% more energy and reduce the carbon footprint by approximately 1/3 compared to prior art methods and designs.

Способ также может включать следующие этапы: подача по меньшей мере части пара высокого давления из котла-утилизатора контура электростанции по меньшей мере в одну паровую турбину контура электростанции, при этом паровая турбина выполнена с возможностью привода генератора для выработки электроэнергии, конденсация по меньшей мере части пара высокого давления в конденсаторе контура электростанции и перекачка упомянутого сконденсированного пара в качестве котловой воды обратно в котел-утилизатор.The method may also include the following steps: supplying at least a portion of high pressure steam from a recovery boiler of a power plant circuit to at least one steam turbine of a power plant circuit, wherein the steam turbine is configured to drive a generator to generate electricity, condensing at least a portion of the steam high pressure in the power plant circuit condenser and pumping said condensed steam as boiler water back to the recovery boiler.

Способ, в частности, может быть пригоден для контура парогенерации установки по производству этилена, включающего в себя высокоэффективную крекинг-печь. Эффективность топки можно определить как отношение между теплом, поглощаемым по крайней мере одним радиантным змеевиком для преобразования углеводородного сырья в крекинг-газ посредством пиролиза, что является эндотермической реакцией, и теплом, выделяемым в процессе сжигания в зоне горения, исходя из более низкой теплоты сгорания 25°C. Это определение соответствует формуле топливной эффективности 3.25, которая дана в стандарте API 560 (огненные нагреватели для общего обслуживания нефтеперерабатывающих заводов). Чем выше эта эффективность, тем меньше расход топлива, но и меньше тепла, доступного для предварительного нагрева сырья в конвекционной секции. В высокоэффективной крекинг-печи топка может быть выполнена так, что эффективность топки будет выше 40%, предпочтительно выше 45%, более предпочтительно выше 48%. Обычная эффективность топки обычных крекинг-печей составляет около 40%. Если это значение будет превышено, то сырье больше не сможет нагреваться до оптимальной температуры, так как в дымовом газе недостаточно тепла: увеличение эффективности топки примерно с 40% до примерно 48% уменьшит долю тепла, доступного в конвекционной секции примерно с 50–55% до примерно 42–47%. Высокоэффективная крекинг-печь может справиться с этим снижением доступности тепла в конвекционной секции. Повышая эффективность топки примерно на 20% с примерно 40% до примерно 48%, можно сэкономить примерно 20% топлива.The method may be particularly suitable for the steam generation circuit of an ethylene production plant comprising a high efficiency cracking furnace. Furnace efficiency can be defined as the ratio between the heat absorbed by at least one radiant coil to convert the hydrocarbon feedstock into cracked gas through pyrolysis, which is an endothermic reaction, and the heat released by the combustion process in the combustion zone, based on the lower calorific value 25 °C. This definition corresponds to the 3.25 fuel efficiency formula found in API Standard 560 (Fire Heaters for General Refinery Service). The higher this efficiency, the lower the fuel consumption, but also the less heat available to preheat the feedstock in the convection section. In a high efficiency cracking furnace, the combustion chamber may be configured such that the combustion efficiency is greater than 40%, preferably greater than 45%, more preferably greater than 48%. The typical firing efficiency of conventional cracking furnaces is about 40%. If this value is exceeded, the feedstock will no longer be able to be heated to the optimum temperature as there is not enough heat in the flue gas: increasing the furnace efficiency from approximately 40% to approximately 48% will reduce the proportion of heat available in the convection section from approximately 50–55% to approximately 42–47%. A high efficiency cracker furnace can cope with this reduction in heat availability in the convection section. By increasing the furnace efficiency by about 20% from about 40% to about 48%, approximately 20% of fuel can be saved.

Пример модифицированной схемы рекуперации тепла для крекинга углеводородного сырья в высокоэффективной крекинг-печи может включать в себя первый этап предварительного нагрева сырья и второй этап предварительного нагрева сырья. Первый этап предварительного нагрева сырья включает предварительный нагрев углеводородного сырья горячим дымовым газом крекинг-печи, а второй этап предварительного нагрева сырья включает дополнительный предварительный нагрев сырья отходящим теплом крекинг-газа крекинг-печи с использованием закалочно-испарительного аппарата перед подачей сырья в радиантную секцию крекинг-печи. Котловая вода может подаваться из парового барабана крекинг-печи в змеевик котла в конвекционной части крекинг-печи. Котловая вода может нагреваться и, предпочтительно, испаряться горячими дымовыми газами, а смесь воды и пара может возвращаться в упомянутый паровой барабан. Таким образом, тепло выходящего потока частично направляется на предварительный нагрев сырья для достижения оптимальной температуры сырья перед входом в радиантную секцию, в то же время тепло дымового газа отводится для получения пара высокого давления. На нагрев сырья может быть отведено больше тепла, чем на производство насыщенного пара высокого давления, что может снизить производство пара высокого давления в пользу увеличения нагрева сырья. Пар высокого давления может генерироваться отходящим теплом крекинг-газа крекинг-печи с использованием вторичного закалочно-испарительного аппарата. В зависимости от эффективности топки и, следовательно, от доступного тепла в секции охлаждения, вторичный закалочно-испарительный аппарат, выполненный с возможностью производства пара высокого давления, может быть размещен последовательно после первичного закалочно-испарительного аппарата для дальнейшего охлаждения крекинг-газа из радиантной секции. В то время как первичный закалочно-испарительный аппарат выполнен с возможностью нагрева сырья перед входом в радиантную секцию, вторичный закалочно-испарительный аппарат может быть выполнен с возможностью частичного испарения котловой воды.An example of a modified heat recovery scheme for cracking a hydrocarbon feedstock in a high efficiency cracking furnace may include a first feed preheating step and a second feed preheating step. The first stage of feed preheating includes preheating the hydrocarbon feedstock with the hot flue gas of the cracking furnace, and the second stage of feed preheating includes additional preheating of the feedstock with the waste heat of the cracking gas of the cracking furnace using a quenching-evaporation apparatus before feeding the feedstock into the radiant section of the cracking furnace. ovens. Boiler water may be supplied from the steam drum of the cracking furnace to a boiler coil in the convection portion of the cracking furnace. The boiler water may be heated and preferably evaporated by hot flue gases, and the mixture of water and steam may be returned to said steam drum. Thus, the heat from the exhaust stream is partially used to preheat the feedstock to achieve the optimum feedstock temperature before entering the radiant section, while at the same time the heat from the flue gas is removed to produce high pressure steam. More heat may be required to heat the feedstock than to produce high-pressure saturated steam, which may reduce the production of high-pressure steam in favor of increasing feedstock heating. High pressure steam can be generated by the waste heat of cracking gas from a cracking furnace using a secondary quenching and evaporation apparatus. Depending on the efficiency of the furnace and therefore on the available heat in the cooling section, a secondary quencher, configured to produce high pressure steam, may be placed in series after the primary quencher to further cool the cracked gas from the radiant section. While the primary quenching-evaporation apparatus is configured to heat the raw material before entering the radiant section, the secondary quenching-evaporation apparatus may be configured to partially evaporate the boiler water.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предложена объединенная система установки по производству этилена и электростанции, характеризующая признаками пункта 6 формулы изобретения. Такая система может обеспечить одно или несколько вышеупомянутых преимуществ.In accordance with another aspect of the invention, there is provided an integrated ethylene production plant and power plant system characterized by the features of claim 6 of the claims. Such a system may provide one or more of the above benefits.

Настоящее изобретение будет дополнительно пояснено со ссылкой на чертежи иллюстративных вариантов осуществления. Соответствующие элементы обозначены соответствующими ссылочными позициями.The present invention will be further explained with reference to the drawings of illustrative embodiments. Corresponding elements are designated by corresponding reference numerals.

На фиг. 1 схематично показан контур парогенерации установки по производству этилена и контур электростанции;In fig. 1 schematically shows the steam generation circuit of an ethylene production plant and the power plant circuit;

на фиг. 2 – объединенная система установки по производству этилена и электростанции в соответствии с изобретением.in fig. 2 – integrated system of an ethylene production plant and a power plant in accordance with the invention.

На фиг. 1 схематично показан контур парогенерации установки по производству этилена и контур электростанции. Контур 1 парогенерации установки по производству этилена содержит крекинг-печь 3 для преобразования углеводородного сырья в крекинг-газ. Крекинг-печь 3 предназначена для получения пара 4 высокого давления из котловой воды 5. Контур 1 парогенерации также включает в себя по меньшей мере одну паровую турбину 6, выполненную с возможностью приведения в действие упомянутым паром 4 высокого давления, и по меньшей мере один технологический компрессор 7, такой как компрессор для крекинг-газа, пропиленовый холодильный компрессор, этиленовый холодильный компрессор или другой компрессор, выполненный с возможностью приведения в действие по меньшей мере одной паровой турбиной 6. Контур 1 парогенерации также включает в себя по меньшей мере один конденсатор 8, предназначенный для конденсации по меньшей мере части пара 4 высокого давления, и по меньшей мере один насос 9, предназначенный для подачи сконденсированного пара в крекинг-печь в качестве котловой воды. Конденсатор 8 может представлять собой, например, поверхностный конденсатор, работающий под вакуумом, или конденсатор среднего давления, или любой другой конденсатор, известный специалистам в данной области техники. В случае обычной крекинг-печи пар 4 высокого давления может быть получен в количестве, достаточном для того, чтобы паровая турбина 6 приводила в действие машину, такую как технологический компрессор. Однако, если крекинг-печь 3 представляет собой крекинг-печь с низким уровнем выбросов с модифицированной схемой рекуперации тепла, как описано и показано в ЕР 3 415 587, то крекинг-печь с низким уровнем выбросов не может производить достаточное количество пара 4 высокого давления, необходимое для того, чтобы турбина 6 приводила в действие по меньшей мере один компрессор 7. В таком случае один или несколько таких технологических компрессоров 7 установки по производству этилена могут нуждаться в приводе от электродвигателя 10. Тогда энергия для приведения в действие упомянутого электродвигателя 10 может быть обеспечена электростанцией 2. Обычная электростанция 2 может включать в себя по меньшей мере одну газовую турбину 11, имеющую камеру 12 сгорания с воздушным компрессором 13. Воздух 14 может подаваться через воздушный компрессор 13 в камеру 12 сгорания, в которую также может подаваться топливный газ 15. Топливный газ 15 может сжигаться в камере 12 сгорания под давлением при относительно высоком содержании избыточного воздуха. Дымовой газ, образующийся в результате упомянутого сжигания, может быть доведен до давления окружающей среды через лопатки турбины 11, например турбины с противодавлением. Силы, действующие на эти лопатки, могут быть использованы для приведения в действие генератора 16, предназначенного для выработки электроэнергии для приведения в действие электрических машин, таких как, например, электродвигатель 10, предназначенный для приведения в действие технологического компрессора на установке по производству этилена. Дымовой газ или выхлопной газ 17, включающий в себя избыточное содержание воздуха, может выходить из газовой турбины 11 со сравнительно высокой температурой и может быть направлен в котел-утилизатор 18. Упомянутый котел 18 может включать в себя дополнительные горелки, в которых может сжигаться топливо 19 для уменьшения избытка воздуха и повышения температуры выхлопного газа 17. Тепло, рекуперируемое в котле-утилизаторе 18, может быть использовано для получения пара 20 высокого давления, который используется для приведения в действие паровой турбины 21, например конденсационной паровой турбины. Затем упомянутая паровая турбина 21 может приводить в действие генератор 22 для выработки электроэнергии параллельно с электроэнергией, вырабатываемой генератором 16, приводимым в действие газовой турбиной 11. Электроэнергия, генерируемая генератором 22, приводимым в действие паровой турбиной 21, может быть направлена в электросеть или также может быть использована для приведения в действие электрических машин, таких как электродвигатель 10 установки по производству этилена. Пар может конденсироваться под вакуумом в конденсаторе 23, например поверхностном конденсаторе паровой турбины 21. Сконденсированный пар сначала может быть подан в деаэратор, предпочтительно с использованием конденсатного насоса, этот этап не показан, а затем может быть направлен насосом 24 для котловой воды обратно в котел-утилизатор 18 в качестве котловой воды 25 для замыкания контура электростанции.In fig. Figure 1 schematically shows the steam generation circuit of an ethylene production plant and the power plant circuit. The steam generation circuit 1 of the ethylene production plant contains a cracking furnace 3 for converting hydrocarbon feedstock into cracking gas. The cracking furnace 3 is designed to produce high-pressure steam 4 from boiler water 5. The steam generation circuit 1 also includes at least one steam turbine 6 configured to drive said high-pressure steam 4, and at least one process compressor 7, such as a cracked gas compressor, a propylene refrigeration compressor, an ethylene refrigeration compressor, or another compressor configured to be driven by at least one steam turbine 6. The steam generation circuit 1 also includes at least one condenser 8 configured to for condensing at least part of the high pressure steam 4, and at least one pump 9 for supplying the condensed steam to the cracking furnace as boiler water. The capacitor 8 may be, for example, a surface capacitor operating under vacuum, or a medium pressure capacitor, or any other capacitor known to those skilled in the art. In the case of a conventional cracking furnace, high pressure steam 4 can be produced in sufficient quantity for the steam turbine 6 to drive a machine such as a process compressor. However, if the cracking furnace 3 is a low emission cracking furnace with a modified heat recovery circuit as described and shown in EP 3 415 587, then the low emission cracking furnace cannot produce a sufficient amount of high pressure steam 4, necessary for the turbine 6 to drive at least one compressor 7. In such a case, one or more of such ethylene plant process compressors 7 may need to be driven by an electric motor 10. The energy to drive said electric motor 10 may then be provided by a power plant 2. A conventional power plant 2 may include at least one gas turbine 11 having a combustion chamber 12 with an air compressor 13. Air 14 may be supplied through the air compressor 13 to a combustion chamber 12, which may also be supplied with fuel gas 15. Fuel gas 15 may be burned in the combustion chamber 12 under pressure with a relatively high excess air content. The flue gas resulting from said combustion may be brought to ambient pressure through the blades of a turbine 11, for example a back pressure turbine. The forces acting on these blades can be used to drive a generator 16 designed to generate electricity to drive electrical machines, such as, for example, an electric motor 10 designed to drive a process compressor in an ethylene production plant. Flue gas or exhaust gas 17, including excess air content, may exit the gas turbine 11 at a relatively high temperature and may be sent to a recovery boiler 18. Said boiler 18 may include additional burners in which fuel 19 may be burned. to reduce excess air and increase the temperature of the exhaust gas 17. The heat recovered in the recovery boiler 18 can be used to produce high pressure steam 20, which is used to drive a steam turbine 21, such as a condensing steam turbine. Said steam turbine 21 may then drive a generator 22 to generate electricity in parallel with the electricity generated by the generator 16 driven by the gas turbine 11. The electricity generated by the generator 22 driven by the steam turbine 21 may be sent to the power grid or may also be used to drive electrical machines, such as the electric motor 10 of an ethylene production plant. The steam may be condensed under vacuum in a condenser 23, such as the surface condenser of a steam turbine 21. The condensed steam may first be supplied to a deaerator, preferably using a condensate pump, this step not shown, and then may be directed by a boiler water pump 24 back to the boiler. recovery unit 18 as boiler water 25 to close the power plant circuit.

На фиг. 2 схематично показана объединенная система установки по производству этилена и электростанции в соответствии с изобретением. Такая объединенная система содержит контур 1' парогенерации установки по производству этилена, выполненный с возможностью генерации пара 4 высокого давления из котловой воды 5 для приведения в действие по меньшей мере одной машины, такой как технологический компрессор 7, и контур 2' электростанции, выполненный с возможностью выработки электроэнергии. Контур парогенерации установки по производству этилена включает в себя крекинг-печь 3, в частности высокоэффективную крекинг-печь, для преобразования углеводородного сырья в крекинг-газ. Крекинг-печь 3 предназначена для получения пара 4 высокого давления из котловой воды 5. Контур парогенерации установки по производству этилена также включает в себя по меньшей мере одну паровую турбину 6, выполненную с возможностью приведения в действие посредством упомянутого пара 4 высокого давления, по меньшей мере один технологический компрессор 7, выполненный с возможностью приведения в действие по меньшей мере одной паровой турбиной 6, по меньшей мере один конденсатор 8, например конденсатор среднего давления или конденсатор, работающий под вакуумом, предназначенный для конденсации по меньшей мере части пара 4 высокого давления, и по меньшей мере один насос 9, предназначенный для перекачки сконденсированного пара в крекинг-печь 3 в качестве котловой воды 5, замыкая контур. Контур 2' электростанции включает в себя котел-утилизатор 18, выполненный с возможностью рекуперации тепла в виде пара 20 высокого давления. В соответствии с изобретением система также содержит первое соединение 27 между контуром 1' парогенерации установки по производству этилена и контуром 2' электростанции, выполненное с возможностью направления по меньшей мере части пара 20 высокого давления из котла-утилизатора 18 по меньшей мере в одну паровую турбину 6 контура 1' парогенерации установки по производству этилена для приведения в действие упомянутой по меньшей мере одной паровой турбины 6. По аналогии с контуром 2 электростанции, показанным на фиг. 1, контур 2' электростанции объединенной системы также может включать в себя по меньшей мере одну паровую турбину 21 и по меньшей мере один генератор 22. Контур 2' может быть выполнен с возможностью подачи по меньшей мере части пара 20 высокого давления из котла-утилизатора 18 в по меньшей мере одну паровую турбину 21 контура 2' электростанции, при этом по меньшей мере одна паровая турбина 21 может быть выполнена с возможностью приведения в действие по меньшей мере одного генератора 22 для выработки электроэнергии. Контур 2' электростанции также может включать в себя конденсатор 23, выполненный с возможностью конденсации по меньшей мере части пара 20 высокого давления, и насос 24, выполненный с возможностью перекачки упомянутого сконденсированного пара в качестве котловой воды 25 обратно в котел-утилизатор 18. Контур 2' электростанции также может включать в себя по меньшей мере одну газовую турбину 11, соединенную с котлом-утилизатором 18, так что выхлопной газ 17 по меньшей мере из одной газовой турбины 11 утилизируется котлом-утилизатором 18. В соответствии с изобретением топливо для дополнительного сжигания в котле-утилизаторе 18 для повышения температуры выхлопного газа 17 может быть подано через второе соединение (не показано) между контуром 1' парогенерации установки по производству этилена и контуром 2' электростанции, направляющее по меньшей мере часть избыточного топлива 26 из контура 1' парогенерации установки по производству этилена по меньшей мере в одну горелку котла-утилизатора 18. В частности, крекинг-газ, выходящий из высокоэффективной крекинг-печи 3 контура 1' парогенерации установки по производству этилена, может по-прежнему включать в себя топливный газ, который может быть отделен от крекинг-газа, например, путем криогенной перегонки. Упомянутое избыточное топливо 26 из контура установки по производству этилена может быть затем успешно подано по меньшей мере в одну горелку котла-утилизатора 18. Дополнительное соединение (не показано) между контуром 1' парогенерации установки по производству этилена и контуром 2' электростанции может быть выполнено с возможностью направления по меньшей мере части избыточного топлива 26 из контура 1' парогенерации установки по производству этилена по меньшей мере в одну газовую турбину 11, в частности в камеру сгорания 12 газовой турбины 11, для сжигания. Контур 1' парогенерации установки по производству этилена также может включать в себя по меньшей мере один технологический компрессор 7', который выполнен с возможностью непосредственного приведения в действие по меньшей мере одной газовой турбиной 11 контура 2' электростанции, в отличие от по меньшей мере одного технологического компрессора 7, показанного на фиг. 1, который может приводиться в действие паровой турбиной 6 или электродвигателем 10.In fig. 2 schematically shows an integrated ethylene production plant and power plant system in accordance with the invention. Such an integrated system comprises an ethylene plant steam generation circuit 1' configured to generate high pressure steam 4 from boiler water 5 to drive at least one machine, such as a process compressor 7, and a power plant circuit 2' configured to electricity generation. The steam generation circuit of the ethylene production plant includes a cracking furnace 3, in particular a high-efficiency cracking furnace, for converting hydrocarbon feedstock into cracking gas. The cracking furnace 3 is designed to produce high-pressure steam 4 from boiler water 5. The steam generation circuit of the ethylene production plant also includes at least one steam turbine 6 configured to be driven by said high-pressure steam 4 at least one process compressor 7 configured to be driven by at least one steam turbine 6, at least one condenser 8, such as a medium pressure condenser or a vacuum condenser, for condensing at least a portion of the high pressure steam 4, and at least one pump 9 designed to pump condensed steam into the cracking furnace 3 as boiler water 5, closing the circuit. The power plant circuit 2' includes a waste heat boiler 18 configured to recover heat in the form of high pressure steam 20. In accordance with the invention, the system also includes a first connection 27 between the steam generation circuit 1' of the ethylene production plant and the power plant circuit 2', configured to route at least a portion of the high pressure steam 20 from the recovery boiler 18 to at least one steam turbine 6 a steam generation circuit 1' of an ethylene production plant for driving said at least one steam turbine 6. Similar to the power plant circuit 2 shown in FIG. 1, the integrated system power plant loop 2' may also include at least one steam turbine 21 and at least one generator 22. The loop 2' may be configured to supply at least a portion of the high pressure steam 20 from the recovery boiler 18 into at least one steam turbine 21 of the power plant circuit 2', wherein the at least one steam turbine 21 may be configured to drive at least one generator 22 to generate electricity. The power plant circuit 2' may also include a condenser 23 configured to condense at least a portion of the high pressure steam 20, and a pump 24 configured to pump said condensed steam as boiler water 25 back to the recovery boiler 18. Circuit 2 The power plant may also include at least one gas turbine 11 coupled to a waste heat boiler 18 such that exhaust gas 17 from the at least one gas turbine 11 is recovered by the waste heat boiler 18. In accordance with the invention, the fuel for additional combustion in recovery boiler 18 to increase the temperature of the exhaust gas 17 may be supplied through a second connection (not shown) between the ethylene plant steam generation circuit 1' and the power plant circuit 2', directing at least a portion of the excess fuel 26 from the plant steam generation circuit 1' to ethylene production to at least one burner of the recovery boiler 18. In particular, the cracking gas leaving the high-efficiency cracking furnace 3 of the steam generation circuit 1' of the ethylene production unit may still include fuel gas, which can be separated from cracked gas, for example, by cryogenic distillation. Said excess fuel 26 from the ethylene plant loop can then be successfully supplied to at least one burner of the waste heat boiler 18. An additional connection (not shown) between the ethylene plant steam generation loop 1' and the power plant loop 2' can be made with the possibility of directing at least part of the excess fuel 26 from the steam generation circuit 1' of the ethylene production plant to at least one gas turbine 11, in particular to the combustion chamber 12 of the gas turbine 11, for combustion. The steam generation circuit 1' of the ethylene production plant may also include at least one process compressor 7', which is configured to be directly driven by at least one gas turbine 11 of the power plant circuit 2', as opposed to at least one process compressor. compressor 7 shown in FIG. 1, which can be driven by a steam turbine 6 or an electric motor 10.

Проект, на основании которого была подана данная заявка, получил финансирование от программы Европейского Союза Horizon H2020 (H2020-SPIRE-2016) в соответствии с соглашением о предоставлении гранта № 723706.The project leading to this proposal has received funding from the European Union's Horizon H2020 program (H2020-SPIRE-2016) under grant agreement No. 723706.

В целях ясности и краткости описания признаки описаны здесь как часть одних и тех же или отдельных вариантов осуществления изобретения, однако следует понимать, что объем изобретения может включать в себя варианты осуществления, имеющие комбинации всех или некоторых описанных признаков. Понятно, что показанные варианты осуществления изобретения имеют одинаковые или подобные компоненты, за исключением случаев, когда они описаны как отличающиеся друг от друга.For purposes of clarity and brevity, features are described herein as part of the same or separate embodiments of the invention, however, it should be understood that the scope of the invention may include embodiments having combinations of all or some of the described features. It will be understood that the illustrated embodiments have the same or similar components unless they are described as different from each other.

В формуле изобретения любые ссылочные позиции, помещенные в круглые скобки, не следует толковать как ограничивающие формулу изобретения. Слово "содержащий" не исключает наличия других признаков или этапов, помимо перечисленных в формуле изобретения. Кроме того, использование форм единственного числа не следует толковать как ограничение "только одним", а вместо этого их используют для обозначения "по крайней мере одного", не исключая множественного числа. Тот факт, что некоторые величины указаны во взаимно различных пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих величин не может быть эффективно использовано. Многие варианты будут очевидны специалисту в данной области техники. Подразумевается, что все варианты входят в объем изобретения, определенный в следующей формуле изобретения.In the claims, any reference numerals placed in parentheses should not be construed as limiting the claims. The word “comprising” does not exclude the presence of other features or steps other than those listed in the claims. In addition, the use of singular forms should not be construed as limiting to “only one”, but instead they are used to indicate “at least one”, without excluding the plural. The fact that certain quantities are specified in mutually different claims does not indicate that a combination of these quantities cannot be effectively used. Many variations will be apparent to one skilled in the art. All embodiments are intended to fall within the scope of the invention as defined in the following claims.

Ссылочные позицииReference positions

1, 1'. Контур парогенерации установки по производству этиленаeleven'. Steam generation circuit of an ethylene production plant

2, 2'. Контур электростанции2, 2'. Power plant circuit

3. Крекинг-печь3. Cracking oven

4. Пар высокого давления4. High pressure steam

5. Котловая вода5. Boiler water

6. Паровая турбина6. Steam turbine

7, 7'. Технологический компрессор7, 7'. Process compressor

8. Конденсатор8. Capacitor

9. Насос9. Pump

10. Электродвигатель10. Electric motor

11. Газовая турбина11. Gas turbine

12. Камера сгорания12. Combustion chamber

13. Компрессор13. Compressor

14. Воздух14. Air

15. Топливо15. Fuel

16. Генератор16. Generator

17. Выхлопной газ17. Exhaust gas

18. Котел-утилизатор18. Waste heat boiler

19. Топливо19. Fuel

20. Пар высокого давления20. High pressure steam

21. Паровая турбина21. Steam turbine

22. Генератор22. Generator

23. Конденсатор23. Capacitor

24. Насос24. Pump

25. Котловая вода25. Boiler water

26. Избыточное топливо26. Excess fuel

27. Первое соединение27. First connection

Claims

1. A method for driving machines, such as process compressors, in a steam generation circuit of an ethylene production plant, the method comprising the following steps:

- heat recovery in the form of high-pressure steam from the cracking furnace;

- supplying said high-pressure steam to at least one steam turbine, wherein the steam turbine is configured to drive a machine, such as a process compressor;

- condensing at least part of the high pressure steam in the condenser;

- pumping condensed steam as boiler water back to the cracking furnace;

the method also includes the following steps:

- heat recovery in the form of high-pressure steam from the waste heat boiler of the power plant circuit;

- supplying at least a portion of the high pressure steam from the power plant circuit to at least one steam turbine of the steam generation circuit of the ethylene production plant;

wherein excess fuel from the cracking furnace of the steam generation circuit of the ethylene production plant is supplied to the waste heat boiler of the power plant circuit for auxiliary combustion.

2. The method according to claim 1, in which exhaust gas from at least one gas turbine of the power plant circuit is supplied to the recovery boiler.

3. The method according to claim 2, in which excess fuel from the cracking furnace of the steam generation circuit of the ethylene production plant is supplied to the gas turbine of the power plant circuit for combustion.

4. The method of claim 2 or 3, wherein the at least one gas turbine is configured to drive a machine, such as a process compressor, of a steam generation circuit of an ethylene production plant.

5. Method according to any one of paragraphs. 1–4, which additionally includes the following steps:

- supplying at least part of the high-pressure steam from the recovery boiler of the power plant circuit to at least one steam turbine of the power plant circuit, wherein the steam turbine is configured to drive a generator to generate electricity;

- condensing at least part of the high pressure steam in the condenser of the power plant circuit;

- pumping said condensed steam back to the waste heat boiler as boiler water.

6. An integrated ethylene production plant and power plant system, comprising an ethylene production plant steam generation circuit and a power plant circuit configured to generate electrical power, wherein the ethylene production plant steam generation circuit includes:

- a cracking furnace for converting hydrocarbon feedstock into cracking gas, wherein the cracking furnace is configured to generate high-pressure steam from boiler water;

- at least one steam turbine configured to be driven by said high-pressure steam;

- at least one process compressor configured to be driven by at least one steam turbine;

- at least one condenser configured to condense at least part of the high pressure steam;

- at least one pump configured to pump condensed steam into the cracking furnace as boiler water;

wherein the power plant circuit includes a waste heat boiler configured to recover heat in the form of high-pressure steam,

wherein the system further comprises a first connection between the steam generation circuit of the ethylene production plant and the power plant circuit configured to route at least a portion of the high pressure steam from the recovery boiler to at least one steam turbine of the steam generation circuit of the ethylene production plant to drive said at least one steam turbine;

wherein the integrated system of the ethylene production plant and the power plant further comprises a second connection between the steam generation circuit of the ethylene production plant and the power plant circuit, configured to direct at least a portion of the excess fuel from the steam generation circuit of the ethylene production plant to at least one burner of the boiler; recycler.

7. The system of claim 6, wherein the power plant circuit further includes at least one gas turbine, wherein the at least one gas turbine is coupled to a recovery boiler such that exhaust gas from the at least one turbine is recovered by the boiler. recycler.

8. The system of claim 7, which further comprises an additional connection between the steam generation loop of the ethylene production plant and the power plant circuit configured to route at least a portion of the excess fuel from the steam generation circuit of the ethylene production plant to at least one gas turbine for combustion .

9. The system of claim 7 or 8, wherein the steam generation loop of the ethylene production plant includes at least one process compressor that is configured to be directly driven by at least one gas turbine of the power plant loop.

10. The system according to any one of paragraphs. 6–9, wherein the power plant circuit further includes at least one steam turbine and at least one generator, wherein the circuit is configured to supply at least a portion of the high pressure steam from the recovery boiler to the at least one steam turbine of the circuit power plant, wherein the at least one steam turbine is configured to drive the at least one generator to generate electricity.

11. The system of claim 10, wherein the power plant circuit further includes a condenser configured to condense at least a portion of the high pressure steam, and a pump configured to pump said condensed steam as boiler water back to the recovery boiler.

12. The system according to any one of paragraphs. 6–11, in which the cracking furnace is a highly efficient cracking furnace, including a radiant section, a convection section and a cooling section, wherein the cooling section includes at least one quenching-evaporation apparatus configured to preheat the raw material to its entry into the radiant section, wherein the convection section comprises a boiler coil configured to generate saturated steam from the flue gas, said boiler coil being preferably located at the bottom of the convection section.