芳烃联合装置加热炉节能改造.pdf
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1、芳烃联合装置加热炉节能改造韩文华(中海油惠州石化有限公司,广东 惠州 )摘要:芳烃联合装置通常是炼油化工企业最大耗能生产装置,特别是二甲苯单元的加热炉,能耗约占装置总燃料气消耗的 。为进一步降低装置运行能耗,针对二甲苯分馏单元加热炉热效率低的问题,采用“高效超净工业炉余热回收技术”进行节能升级改造。改造后加热炉排烟温度下降 ,燃料气费用每年节省 万元,二氧化碳减排 ,氮氧化物排放减少 ,具有明显的经济和社会效益,为同类加热炉的节能改造提供了宝贵的经验。关键词:芳烃联合装置能耗加热炉 改造文章编号:()中图分类号:文献标志码:收稿日期:。作者简介:韩文华,男,年出生,毕业于广东石油化工学院化学工
2、程与工艺专业,主要从事芳烃生产工艺管理,已公开发表论文 篇。芳烃联合装置是炼油化工企业最大的耗能装置,某石化企业 芳烃联合装置燃料气消耗约占装置总能耗的 ,其中二甲苯单元 台加热炉能耗约占装置总燃料气消耗的 。为进一步降低装置运行能耗,该企业针对二甲苯分馏单元加热炉热效率低的问题,决定采用“高效超净工业炉余热回收技术”对加热炉系统进行改造。改造前加热炉余热回收系统某石化企业 芳烃联合装置包括二甲苯分馏、苯 甲苯分离及歧化烷基转移、吸附分离、二甲苯异构化、芳烃抽提和公用工程等部分 。二甲苯分馏单元的二甲苯塔均采用加压操作模式回收二甲苯塔顶冷凝热量,为重整油分离塔、抽余液塔、抽出液塔、邻二甲苯塔提
3、供再沸加热热源 。二甲苯再蒸馏塔重沸炉()和二甲苯塔重沸炉()各设置有一套余热回收系统,设计负荷为 ,改造前排烟温度为 ,热效率为 ;设计负荷为 ,改造前排烟温度为 ,热效率为 ,两炉共用一独立烟囱排烟。改造前加热炉余热回收系统的简要流程见图 。图 改造前加热炉余热回收系统简要流程第 卷第 期 年 月 石 油 化 工 技 术 与 经 济 由于芳烃二甲苯单元各加热炉的余热回收系统流程相同,因此文章以二甲苯再蒸馏塔的加热炉余热回收系统为例进行说明。燃料气经分液罐脱除液体后至加热炉燃烧,空气经鼓风机升压送至空气预热器,通过高频焊螺旋翅片管与加热炉炉顶 的高温烟气实现换热,将空气由环境温度提高至入炉前
4、的 ,高温烟气降温至 后经引风机抽出送至烟囱排放。改造前加热炉余热回收系统存在以下问题:()排烟温度高,热效率较低,维持在 ,运行成本高;()燃料气中总硫质量分数波动时,空气预热器存在短期内腐蚀泄露、堵塞等风险;()引风机存在结垢、腐蚀、振动等问题;()无二氧化硫减排手段,二氧化硫排放存在波动。改造方案的技术特点常规加热炉仅采用预热空气的方式来回收利用烟气余热,设计热效率一般低于 ,而且中间过程未能采取有效措施减少燃料气和烟气自身携带的污染物和杂质含量,不能有效地实现 、氯化物和颗粒物等污染物和杂质近零排放的目的。同时因为没有从根源上减少烟气中的露点腐蚀污染物和杂质,炉管及预热器的低温段表面在
5、运行过程中会不断吸附黏性污染物和杂质,造成低温区域结垢严重,不利于加热炉的长周期稳定运行。受以上因素影响,一般加热炉的排烟温度在 以上,以避免低温烟气中的冷凝水与烟气中的含硫物质结合,对设备产生露点腐蚀。烟气排烟温度无法进一步降低,限制了加热炉热效率提升至 的可能。不同于常规加热炉余热回收技术,“高效超净工业炉余热回收技术”的独特之处在于采用了燃料气预处理系统,有助于防止低排烟温度导致露点腐蚀现象的发生,并通过燃料气介质加热的手段实现两种介质的预热,从而使得加热炉热效率可以提高到 以上。为了进一步提升芳烃二甲苯单元加热炉的运行效率,减少能源消耗并降低 、氯化物和颗粒物等污染物排放,某石化企业利
6、用 年全厂停工大检修的机会,对二甲苯加热炉的余热回收系统实施了改造。此次的改造方案主要有 项技术特点。()突破常规,设置燃料气复合阻蚀系统,从前端解决问题,对燃料气进行精制处理,将燃料气中的硫化物、含氮化合物、氰化物、氯化物等污染杂质进行去除和吸附,将露点腐蚀和污染物解决在燃烧之前。()燃料气在燃烧器金属软管处不会产生铵盐结晶体堵塞管道,进入加热炉后可以实现洁净燃烧,另外也杜绝了 以上常温液态组分和燃料气带液燃烧的问题,为长期稳定地提高加热炉热效率创造了有利条件 。()由于燃料气经过精制处理,和颗粒物零排放,空气预热器低温段产生的水凝液酸碱度为中性,可直接排放,不会造成二次污染源,无需增加碱液
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