一种废酸裂解节能方法及系统 |
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| 申请号 | CN201710181640.0 | 申请日 | 2017-03-24 | 公开(公告)号 | CN107143863A | 公开(公告)日 | 2017-09-08 |
| 申请人 | 中石化南京工程有限公司; 中石化炼化工程(集团)股份有限公司; | 发明人 | 管宁辉; 胡佳; 徐正妹; 李建华; 张青; 杜翔; 许锬; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种废酸裂解节能方法，包括：使废酸 裂解炉 产生的炉气在空气预热装置中与 温度 为120～350℃的空气进行换热，炉气冷却至380～500℃后进入炉气 净化 工序；从空气预热装置流出的空气，一部分进入废酸裂解炉，另一部分温度降至120～350℃后重新进入空气预热装置。用于该方法的系统中，废酸裂解炉的炉气出口与空气预热装置的炉气入口直接相连；空气预热装置的空气出口分别与空气预热装置的空气入口以及废酸裂解炉的空气入口相连；或者，空气预热装置的空气出口通过管道分别与废热回收装置的入口以及废酸裂解炉的空气入口相连，废热回收装置的出口与空气预热装置的空气入口相连。本发明可最大限度地回收裂解后高温炉气的热量，同时避免含磷炉气 露点 腐蚀 问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种废酸裂解节能方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：使废酸裂解炉产生的炉气在空气预热装置中与温度为120～350℃的空气进行换热，炉气冷却至380～500℃后进入炉气净化工序；从所述空气预热装置流出的空气，一部分进入所述废酸裂解炉提供废酸裂解所需的氧气和热量，另一部分与冷空气混合温度降至120～350℃后重新进入所述空气预热装置。 |
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| 说明书全文 | 一种废酸裂解节能方法及系统技术领域背景技术[0003] 现有烷基化废酸裂解再生装置中，废酸高温裂解后的炉气，一般通过废热锅炉生产蒸汽进行余热回收，或通过空气预热器对空气进行预热从而回收余热。含磷废硫酸裂解再生装置中，含磷废硫酸高温裂解后的炉气，一般通过在炉气冷却器中降温进行余热回收，或通过空气预热器对空气进行预热等方法回收余热，含磷废硫酸高温裂解后的炉气采用炉气冷却器替代废热锅炉进行余热回收，主要是因为含磷炉气会使硫酸装置废热锅炉发生露点腐蚀。然而，炉气冷却器只是单纯地对炉气进行降温，这部分热量并没有被回收利用。因此，如何对含磷废硫酸高温裂解炉气的热量进行回收，使热量被充分利用，同时避免设备中露点腐蚀问题，是目前废硫酸裂解的研究重点。 发明内容[0004] 发明目的：本发明的目的是提供一种废酸裂解节能方法，可最大限度地回收裂解后高温炉气的热量，同时避免含磷炉气露点腐蚀问题。 [0005] 技术方案：本发明所述的废酸裂解节能方法，包括以下步骤：使废酸裂解炉产生的炉气在空气预热装置中与温度为120～350℃的空气进行换热，炉气冷却至380～500℃后进入炉气净化工序；从空气预热装置流出的空气，一部分进入废酸裂解炉提供废酸裂解所需的氧气和热量，另一部分与新鲜冷空气混合温度降至120～350℃后重新进入所述空气预热装置。其中，新鲜冷空气是指从外界进入的自然温度下的空气。 [0006] 当换热面积较大时，为了提高换热效率，并考虑到工程上方便清灰，将空气预热装置设置为串联的多台空气预热器，其中多台空气预热器为两台以上的空气预热器；多台空气预热器中，与所述废酸裂解炉的炉气出口直接相连的第一台空气预热器将炉气从1000～1200℃冷却至800～950℃，其余空气预热器将炉气继续冷却至380～500℃。 [0007] 为提高换热效率，同时避免炉气冷凝形成磷酸腐蚀设备，使炉气与空气在第一台空气预热器中并流换热或逆流换热，在其余空气预热器中逆流换热。 [0008] 空气预热装置将空气加热至650～1020℃，从空气预热装置流出的空气进入废热回收装置进行热量回收，空气温度降至550～700℃后，一部分进入废酸裂解炉提供废酸裂解所需的氧气和热量；另一部分与新鲜冷空气混合，使混合后的空气温度达到200～350℃后重新进入空气预热装置； [0009] 或者，空气预热装置将空气加热至550～900℃；从空气预热装置流出的空气，一部分进入废酸裂解炉提供废酸裂解所需的氧气和热量；另一部分进入废热回收装置进行热量回收，温度降至250～400℃后与新鲜冷空气混合，使混合后的空气温度达到120～300℃后重新进入空气预热装置。 [0010] 根据所需裂解的废硫酸的量，以及从空气预热装置中流出的空气温度，调整空气预热装置的空气出口(多台空气预热装置中的最后一台空气预热器的空气出口)循环至空气预热装置的空气入口(多台空气预热装置中的第一台空气预热器的空气入口)的循环空气在进入空气预热装置的空气入口的空气中所占比例，使循环空气占进入空气预热装置空气总量的35％～70％，进一步地，使循环空气占进入空气预热装置空气总量的40％～60％。 [0011] 本发明所述的废酸裂解节能废酸裂解节能系统，包括废酸裂解炉、空气预热装置和废热回收装置；废酸裂解炉的炉气出口与空气预热装置的炉气入口直接相连，空气预热装置的空气出口与废热回收装置的入口相连，废热回收装置的出口通过管道分别与空气预热装置的空气入口以及所述废酸裂解炉的空气入口相连；或者，空气预热装置的空气出口通过管道分别与废热回收装置的入口以及废酸裂解炉的空气入口相连，废热回收装置的出口与空气预热装置的空气入口相连；连接废热回收装置的出口与空气预热装置的空气入口的管道上设有冷空气入口。 [0012] 可根据换热面积设置空气预热装置中空气预热器的数量，空气预热装置可设置为1台空气预热器，也可设置为串联的多台空气预热器；为方便清灰，使空气预热装置为串联的2～5台空气预热器。为提高换热效率，同时避免炉气冷凝形成磷酸腐蚀设备，使多台空气预热器中，与废酸裂解炉的炉气出口直接相连的第一台空气预热器采取并流换热或逆流换热，其余空气预热器采取逆流换热。 [0013] 废热回收装置为空气热交换装置，具体地，废热回收装置为废热锅炉。 [0014] 有益效果：本发明采用空气预热器替代了废热锅炉，将炉气的热量转移到空气中，由于进入空气预热器的空气温度高于磷酸露点温度，空气无磷酸露点腐蚀问题；从空气预热装置中流出的高温空气的多余热量，可用于在废热锅炉中生产蒸汽，或用于在其他换热设备中加热水等，从而进行综合利用。因此，本发明的方法可以在充分回收炉气热量的同时避免含磷炉气露点腐蚀问题，且可以减少燃料的消耗。附图说明 [0015] 图1为一种含磷废硫酸裂解节能方法的示意图； [0016] 图2为另一种含磷废硫酸裂解节能方法的示意图； [0017] 图3为第三种含磷废硫酸裂解节能方法的示意图。 具体实施方式[0018] 实施例1 [0019] 图1为一种含磷废硫酸裂解节能方法的示意图。如图1所示，含磷废硫酸裂解节能系统包括废酸裂解炉1、空气预热装置2和废热锅炉3(空气预热装置2可以为1台空气预热器，为方便清灰，空气预热装置2也可设计为3、4或5台串联的空气预热器)，废酸裂解炉1的炉气出口通过管道与空气预热装置2的炉气入口相连，空气预热装置2的空气出口通过管道与废热锅炉3的入口相连，废热锅炉3的出口通过管道分别与空气预热装置2的空气入口以及废酸裂解炉1的空气入口相连，连接废热锅炉3的出口和空气预热装置2的空气入口的管道上设有冷空气(30℃)入口。图1中箭头的方向表示炉气或空气的流动方向。 [0020] 在该系统中，含磷废硫酸在废酸裂解炉1中裂解后产生温度约为1100℃的高温炉气(10800Nm3/h)，高温炉气从炉气入口进入空气预热装置2，同时，空气(350℃、13400Nm3/h)自空气预热装置2的空气入口逆流进料，进入空气预热装置2。高温炉气与空气在空气预热装置2内逆流换热，待高温炉气冷却至450℃后，炉气从空气预热装置2的炉气出口流出，进入炉气净化工序。 [0021] 炉气和空气换热的公式为：qm1Cp1(T1-T2)＝qm2Cp2(t1-t2) [0022] qm1，qm2-分别为炉气量和空气量，单位为kmol/h； [0023] Cp1，Cp2-分别为炉气平均分子热容量和空气平均分子热容量，单位为kJ/(kmol.K)； [0024] T1，T1-分别为炉气进、出口温度，单位为℃； [0025] t1，t2-分别为空气进、出口温度，单位为℃。 [0026] 空气在空气预热装置2中被加热至990℃，加热的空气从空气预热装置2的空气出口流出，进入废热锅炉2，在废热锅炉2中，空气的部分热量用于生产蒸汽，从而被回收。在空气预热装置2中被加热的空气，其热量回收装置不限于废热锅炉3，也可使用本领域公知的其它换热设备替代废热锅炉3，回收高温空气部分热量。空气在废热锅炉3中温度降至650℃后，一部分进入废硫酸裂解炉提供废酸裂解所需的氧气和热量，另一部分(6576Nm3/h)与新鲜冷空气(30℃、6900Nm3/h)混合后循环至空气预热装置2的空气入口，温度达到350℃后逆流进料进入空气预热装置2。 [0027] 实施例2 [0028] 图2为第二种含磷废硫酸裂解节能方法的示意图。如图2所示，含磷废硫酸裂解节能系统包括废酸裂解炉1、第一空气预热装置4(即空气预热器)、第二空气预热装置5(第二空气预热装置5可以为1台空气预热器，为方便清灰，第二空气预热装置5也可设计为2、3或4台串联的空气预热器)和废热锅炉3，废酸裂解炉1的炉气出口通过管道与第一空气预热装置4的炉气入口相连，第一空气预热装置4的炉气出口通过管道与第二空气预热装置5的炉气入口相连，第一空气预热装置4的空气出口通过管道与第二空气预热装置5的空气入口相连，第二空气预热装置5的炉气出口与炉气净化系统相连，第二空气预热装置5的空气出口分别与废热锅炉3的入口和废酸裂解炉1的空气入口相连，废热锅炉3的出口通过管道与第一空气预热装置4的空气入口相连，连接废热锅炉3的出口和第一空气预热装置4的空气入口的管道上设有冷空气(30℃)入口。图2中箭头的方向表示炉气或空气的流动方向。 [0029] 在该系统中，含磷废硫酸在废酸裂解炉1中裂解后产生温度约为1100℃的高温炉气(10800Nm3/h)，高温炉气从炉气入口进入第一空气预热装置4，空气(150℃、14800Nm3/h)自第一空气预热装置4的空气入口并流进料。高温炉气与空气在第一空气预热装置4内并流换热，待炉气冷却至900℃、空气加热至350℃后，炉气与空气分别进入第二空气预热装置5内逆流换热，待炉气继续冷却至450℃再进入炉气净化工序。 [0030] 空气在第二空气预热装置5中继续加热至750℃后，一部分进入废酸裂解炉1提供3 废酸裂解所需的氧气和热量，另一部分(7905Nm /h)进入废热锅炉3，在废热锅炉3中，空气的部分热量用于生产蒸汽，从而被回收。在第一空气预热装置4和第二空气预热装置5中被加热的空气，其热量回收装置不限于废热锅炉3，也可使用本领域公知的其它换热设备替代废热锅炉3，以回收高温空气部分热量。空气在废热锅炉3中温度降至265℃后，与新鲜冷空气(30℃、6900Nm3/h)混合后循环至第一空气预热器4的空气入口，温度达到150℃后并流进料。 [0031] 实施例3 [0032] 图3为第三种含磷废硫酸裂解节能方法的示意图。如图3所示，含磷废硫酸裂解节能系统包括废酸裂解炉1、第一空气预热装置4(即空气预热器)、第二空气预热装置5(第二空气预热装置5可以为1台空气预热器，为方便清灰，第二空气预热装置5也可设计为2、3或4台串联的空气预热器)和废热锅炉3，废酸裂解炉1的炉气出口通过管道与第一空气预热装置4的炉气入口相连，第一空气预热装置4的炉气出口通过管道与第二空气预热装置5的炉气入口相连，第一空气预热装置4的空气出口通过管道与第二空气预热装置5的空气入口相连，第二空气预热装置5的炉气出口与炉气净化系统相连，第二空气预热装置5的空气出口分别与废热锅炉3的入口和废酸裂解炉1的空气入口相连，废热锅炉3的出口通过管道与第一空气预热装置4的空气入口相连，连接废热锅炉3的出口和第一空气预热装置4的空气入口的管道上设有冷空气(30℃)入口。图2中箭头的方向表示炉气或空气的流动方向。 [0033] 在该系统中，含磷废硫酸在废酸裂解炉1裂解后产生温度约为1100℃的高温炉气3 3 (10800Nm/h)，高温炉气从炉气入口进入第一空气预热装置4，空气(180℃、13100Nm/h)自第一空气预热装置4的空气入口逆流进料。高温炉气与空气在第一空气预热装置4内逆流换热，待炉气冷却至950℃、空气加热至350℃后，炉气与空气分别进入第二空气预热装置5内逆流换热，待炉气继续冷却至450℃再进入炉气净化工序。 [0034] 空气在第二空气预热装置5中继续加热至850℃后，一部分进入废硫酸裂解炉提供废酸裂解所需的氧气和热量，另一部分(6200Nm3/h)进入废热锅炉3，在废热锅炉3中，空气的部分热量用于生产蒸汽，从而被回收。在第一空气预热装置4和第二空气预热装置5中被加热的空气，其热量回收装置不限于废热锅炉3，也可使用本领域公知的其它换热装置替代废热锅炉3，回收高温空气部分热量。空气在废热锅炉3中温度降至355℃后，循环至第一空气预热装置4的空气入口与新鲜冷空气(30℃、6900Nm3/h)混合，温度达到180℃后并流进料。 |
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