一種烷基苯聯合裝置加熱爐系統節能方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于工藝技術應用領域，涉及一種烷基苯聯合裝置加熱爐系統節能方法，具體涉及烷基苯聯合裝置脫氫加熱爐和熱油加熱爐系統節能工藝技術的工業化運用。
【背景技術】
[0002]烷基苯聯合裝置加熱爐系統裝置正常運行時使用的加熱爐包括:熱油加熱爐、脫氫加熱爐。烷基苯聯合裝置燃料能耗占綜合能耗70%以上，裝置節能設計重點放在加熱爐系統燃料節省上。烷基苯聯合裝置最早是引進美國UOP技術的，烷烴脫氫加熱爐進料溫度高于400°C，出料溫度不低于480°C，因此脫氫加熱爐對流段用高溫煙氣產生蒸汽一廢熱鍋爐技術。根據資料記載，我國目前烷基苯生產能力每年達90萬噸。現階段烷基苯聯合裝置加熱爐節能技術主要有:廢熱鍋爐技術；空氣預熱器技術；廢熱鍋爐技術+空氣預熱器技術；加熱工藝物料技術+空氣預熱器技術。主要存在以下幾個問題:
[0003]1、烷基苯聯合裝置正常生產不需要蒸汽，停工吹掃蒸汽和滅火蒸汽可以外購，且外購價比自產價低，廢熱鍋爐技術不經濟；
[0004]2、脫氫加熱爐的煙氣和熱油加熱爐的煙氣混合后溫度高于390°C，如此高溫的煙氣加熱空氣，當空氣溫度超過270°C時，隨著空氣溫度的升高，產生氮氧化合物的量迅猛增加，對環境危害大；
[0005]3、加熱工藝物料技術+空氣預熱器技術:通過改造加熱爐，將煙氣引至地面，增加一臺地面加熱爐對流段。此技術占地面積大，換熱流程復雜，投資高。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對現有技術中存在的問題，提供一種經濟、有效的、環保的烷基苯聯合裝加熱爐系統節能方法。
[0007]本發明的另一目的是提供一種烷基苯聯合裝置加熱爐系統。
[0008]本發明的目的通過以下技術方案實現:
[0009]一種烷基苯聯合裝置加熱爐系統節能方法，1/10?1/8量的熱油到脫氫加熱爐對流段加熱至315?330°C，7/8?9/10量的熱油經熱油加熱爐加熱至315?330°C，兩部分熱油混合后輸送至各個用熱點；脫氫加熱爐產生的煙氣和熱油加熱爐產生的煙氣混合后溫度為300?320°C，與空氣換熱，空氣被加熱至240?255°C，分別輸送至脫氫加熱爐和熱油加熱爐與燃料混合，燃燒供熱。
[0010]所述的熱油初始溫度為270?285°C。熱油是烷基苯聯合裝置的熱載體，給塔再沸器和工藝物料提供熱量，經兩個加熱爐加熱至315?330°C的熱油，流經各個熱交換器，進行熱量交換，溫度降低至270?285°C的熱油再分別至兩個加熱爐加熱，周而復始進行循環，為本領域的公知常識。所述的燃料為天然氣。
[0011]作為本發明優選方案，1/9?1/8量的熱油到脫氫加熱爐對流段加熱至315?330°C, 7/8?8/9量的熱油經熱油加熱爐加熱至315?330°C。本發明所述的熱油的量以流量計算。
[0012]作為本發明優選方案，換熱過程中，所述的煙氣在空氣預熱器中與空氣換熱，所述的煙氣的流量為48000?49000kg/h，空氣的流量為46000?47000kg/h。與空氣換熱后的煙氣的溫度小于110°C。所述的煙氣加熱空氣的方法可利用公知的空氣預熱器，所述的空氣預熱器可以是板式預熱器，或擾流子空預器和熱管式空氣預熱器組合。
[0013]本發明技術方案中，兩股煙氣分別是熱油加熱爐對流段出口的煙氣和脫氫加熱爐對流段出口煙氣。當加熱爐已確定，加熱爐出口煙氣的溫度、流量與以下因素有關:加熱爐燃料(天然氣)供應量、進入加熱爐的空氣量、被加熱介質(熱油)吸收的熱量有關；被加熱介質吸收的熱量又與被加熱介質流量以及進出口溫差有關。工藝上，當工藝介質(烷烴)進入加熱爐溫度一定時，是用被加熱介質流量以及出口溫度控制進加熱爐的燃料量和空氣量，因此，正常操作時，煙氣量是隨空氣量成比例變化的；煙氣排出溫度變化小(工程上是認可的)。這就是為什么兩臺加熱爐排出的煙氣混合后，溫度是可以確定的原因；也是空氣和煙氣通過熱交換器換熱后空氣溫度達到要求的原因。
[0014]本發明還提供了一種烷基苯聯合裝置加熱爐系統，包括熱油加熱爐、脫氫加熱爐、聯合煙道、空氣預熱器、引風機、煙囪、鼓風機；所述的熱油加熱爐的對流段連接有第一和第二熱油進料管，熱油加熱爐的輻射段連接有第一和第二熱油出料管；所述的脫氫加熱爐的對流段連接有第三熱油進料管和第三熱油出料管，脫氫加熱爐的輻射段連接有脫氫反應原料進料管和脫氫反應原料出料管；所述的熱油加熱爐的對流段煙氣出口和脫氫加熱爐的對流段煙氣出口分別與聯合煙道連接，聯合煙道通過煙道與所述的空氣預熱器的煙氣入口連接，空氣預熱器的煙氣出口經引風機與煙囪連接；所述的空氣預熱器的空氣入口與鼓風機連接引入空氣，空氣預熱器的空氣出口經風道分別與熱油加熱爐的燃燒器入口、脫氫加熱爐的燃燒器入口連接；所述的熱油加熱爐的燃燒器入口與第一燃料進料管連接，所述的脫氫加熱爐的燃燒器入口與第二燃料進料管連接。
[0015]本發明所述的烷基苯聯合裝置加熱爐系統還包括熱油進料總管和熱油出料總管，所述的熱油進料總管與所述的第一、第二和第三熱油進料管連接，所述的熱油出料總管與所述的第一、第二和第三熱油出料管連接。在所述的熱油進料總管設有熱油泵用于加壓熱油。
[0016]所述的熱油加熱爐設有兩個輻射室，每個輻射室內設有4路熱油管道；所述的第一和第二熱油進料管分別由4路熱油進料支管組成，所述的第一和第二熱油出料管分別由4路熱油出料支管組成；每路熱油進料支管經熱油加熱爐輻射室內的一路熱油管道對應的與一路熱油出料支管連接。
[0017]所述的脫氫反應原料為烷烴。
[0018]所述的空氣預熱器是板式預熱器，或擾流子空預器和熱管式空氣預熱器組合。
[0019]所述的風道包括總風道、以及分別與熱油加熱爐的燃燒器入口、脫氫加熱爐的燃燒器入口連接的第一風道和第二風道，在所述的第一風道和第二風道設有電動蝶閥用于控制去兩臺加熱爐空氣的量。
[0020]采用上述裝置加熱熱油的過程為:
[0021]熱油(270?285°C )經熱油泵加壓，控制流量分成九路，一路(占熱油總量的1/10?1/8)輸送至脫氫加熱爐對流段，八路(占熱油總量的7/8?9/10)輸送至熱油加熱爐，九路熱油加熱后達到溫度要求(315?330°C)，出爐合并，輸送至各個用熱點。用溫度控制熱油加熱爐燃料量，為本領域的公知裝置。
[0022]采用上述裝置煙氣和空氣進行換熱的過程為:
[0023]常溫、常壓的空氣經鼓風機加壓至空氣預熱器和煙氣換熱，換熱后的空氣(240?2550C )分別去熱油加熱爐和脫氫加熱爐，分別由壓力用電動蝶閥控制去兩臺加熱爐空氣的量。在脫氫加熱爐火嘴處，空氣和天然氣燃燒反應放出熱量，熱量通過輻射傳熱至工藝介質烷烴，燃燒產生的高溫煙氣經加熱爐輻射段進入對流段，和熱油換熱后離開對流段；在熱油加熱爐火嘴處，空氣和天然氣燃燒反應放出熱量，熱量通過輻射傳熱至熱油，燃燒產生的高溫煙氣經加熱爐輻射段進入對流段，和低溫熱油(270?285°C )換熱后離開對流段；和熱油換熱后，脫氫加熱爐和熱油加熱爐的煙氣在聯合煙道混合，經煙道去空氣預熱器，和空氣換熱，換熱后控制煙氣排出溫度低于110°C經引風機至高空煙囪放空。
[0024]本發明中所述的高溫煙氣是指脫氫加熱爐和熱油加熱爐中空氣和天然氣燃燒反應后產生的溫度550°C以上的煙氣。
[0025]本發明的有益效果:
[0026]和現有技術相比，本發明流程由復雜變簡單，操作簡單，運行穩定，安全可靠；投資變小，占地面積變小。本發明充分利用加熱爐產生的煙氣余熱，有效的回收了煙氣的余熱，達到節能的目的，大大降低生產能耗和成本，實現較好的經濟效益；空氣與煙氣換熱后溫度小于270°C，有效的控制了氮氧化物的合成，保護環境；加熱爐爐效率可達93%。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明烷基苯聯合裝置加熱爐系統的示意圖，其中I為熱油加熱爐；2為脫氫加熱爐；3為空氣預熱器；4為鼓風機；5為引風機，6為煙囪，7-熱油進料總管，8-第一熱油進料管，9-第二熱油進料管，10-第三熱油進料管，11-第一熱油出料