[发明专利]一种烟气余热回收方法

说明书

技术领域

本发明属于石油炼制领域，具体涉及一种制氢装置转化炉烟气余热回收工艺。

技术背景

众所周知，石油化工行业是能源消耗大户，随着国家节能总方针“资源开发与节约并重，把节约放在首位”的贯彻执行，在石油和化工厂中，节能降耗日益备受重视。同时，在一个大型综合炼厂中，单从某一个或几个装置角度，节能降耗往往是有限的。若从全厂角度来看，装置与装置之间实现热联合，充分利用装置间富裕热量，把一个装置富裕的热量用到需要热量的装置，从整体上节能降耗，提高炼厂的经济效益。

随着原油资源重质化，劣质高硫高酸的原油在炼油厂中所占比重逐渐增加，大型综合炼厂基本上以加氢型装置为主，因此制氢装置在全厂总流程中占着重要地位，如同，水、电、汽、风一样，位居全厂的“公用工程岛”行列。目前，炼厂中制氢装置大都采用成熟可靠的轻烃水蒸汽转化工艺。

轻烃蒸汽转化制氢装置设有转化炉，用于提供转化反应所需要的热量。转化炉需要的燃料主要采用装置自产干气来提供，不足部分由装置外来燃料气补充。燃料气和预热后的空气混合，经安装于转化炉上火嘴，在转化炉辐射室释放热源，产生高温烟气，提供反应需要的热量。温度1050～1150℃之间的烟气离开辐射室后，进入对流室，在对流室内回收热量后，温度降至150℃左右，由烟道气引风机抽出，经烟囱排放至大气。为了回收烟气余热，常规制氢装置对流段设原料预热段、中压蒸汽过热段、高温空气预热段、产汽段、低温空气预热段等组成。其中，原料预热段利用烟气高温位热量把原料预热到550～650℃，满足轻烃蒸汽转化制氢工艺要求；中压蒸汽过热段利用烟气高温位热量过热制氢装置产生饱和蒸汽过热到420～440℃，送出装置至中压蒸汽管网；高温空气预热段、产汽段和低温空气预热段利用烟气中低温位热量。

常规烟气余热利用，刘彦睿在《石油炼制与化工》2009.第2期上，发表题为制氢转化炉排烟温度高的原因分析与解决措施，介绍的余热系统回收工艺，分别设有原料预热段、蒸汽过热段、蒸发段和空气预热器。但是，该工艺蒸发段采用自然循环水管式烟气废锅发生中压蒸汽，在装置操作过程，由于换热排管面积一定，但负荷变化时，因热负荷无法调节，烟气低温位余热不能充分利用，导致烟气排烟温度过高，有时高达200℃以上，这样将可能导致引风机停机，装置停产，造成经济损失；另一方面，该工艺利用烟气余热发生外输中压蒸汽，从全厂角度来看，由于集中设有中压锅炉产汽系统，4.0～4.4MPa(g)中压蒸汽一般都比较富裕，同时相对燃料气而言，用煤产汽更为经济，因此用能不尽合理，制氢装置不需要外输中压蒸汽。

发明内容

本发明是针对现有技术中烟气余热利用中存在的缺点而提供一种新的烟气余热工艺，该工艺从全厂角度，采用制氢装置与炼厂中其他装置如：常减压装置、加氢装置等，组成热联合。取消常规的蒸汽过热段和蒸发段，利用这两段的提供热量加热其他装置的冷物料。

本发明一种烟气余热回收方法，具体技术方案如下：

1)来自辐射室温度1050～1150℃的烟气与温度为480～520℃的换热介质换热，换热介质升温到630～650℃，烟气降温至940～960℃，940～960℃烟气与450～490℃换热介质换热，烟气降温至840～860℃；

2)840～860℃的烟气与280～320℃物料换热，烟气温度降至640～660℃，640～660℃的烟气预热空气，将高温空气预热至420～550℃，烟气温度降至420～460℃；

3)420～460℃烟气与250～320物料换热，烟气温度降至280～300℃，280～300℃烟气预热空气，烟气降温至130～160℃经烟囱排放大气。

所述的辐射室为加热炉辐射室。

所示的高温空气，温度为200～260℃的空气，所示的低温空气为常温下的空气。

所述的换热介质为高温制氢原料，所述的280～320℃物料为中温制氢原料。

预热的空气用于加热炉，可节省由于加热空气所需的燃料，节省能源。

本发明采用采用制氢装置与炼厂中其他装置组成热联合，制氢装置不外输4.0～4.4MPa(g)中压蒸汽，而是利用预热各种需要预热的原料和加热炉需要的空气，热空气用于加热加热炉可节省燃料，克服了利用燃料生产蒸汽的能源浪费。其与现有技术相比具有如下优点：

1)取消了中压蒸汽过热段和蒸发段，合理利用烟气的不同温位的热量，避免烟气排放超温，烟气余热得到充分利用。