本發(fā)明屬于石油化工行業(yè)連續(xù)重整裝置，特別涉及一種加熱工藝及設(shè)備，能將重整裝置中所有需要加熱的工藝介質(zhì)組合到同一臺(tái)加熱爐中，并能順利實(shí)現(xiàn)各物料熱負(fù)荷自由調(diào)節(jié)的組合式加熱爐工藝及設(shè)備。

背景技術(shù)：

在石油化工行業(yè)中，連續(xù)重整裝置主要用來(lái)生產(chǎn)高質(zhì)量汽油或?yàn)橄掠翁峁﹥?yōu)質(zhì)化工原料，我國(guó)近年來(lái)在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上已經(jīng)興建了幾十套重整裝置。這些裝置的反應(yīng)進(jìn)料加熱爐大多采用聯(lián)合的輻射室，即將4種反應(yīng)物料的加熱盤(pán)管組合在一起布置在同一個(gè)輻射室中，一般稱為四合一加熱爐。也有少數(shù)裝置因工藝原因采用3種反應(yīng)物料，爐子則為三合一加熱爐。這些加熱爐一般均為自然通風(fēng)，不設(shè)空氣預(yù)熱器，燃燒器布置在側(cè)面或底面，煙氣余熱由對(duì)流段產(chǎn)生蒸汽來(lái)回收，對(duì)流室設(shè)在輻射室頂部。

為了盡量減少反應(yīng)物料的壓降，現(xiàn)有四合一加熱爐中的反應(yīng)進(jìn)料全部只在輻射室的u形盤(pán)管中加熱，而不經(jīng)過(guò)對(duì)流室預(yù)熱。為了回收輻射室出來(lái)的溫度約為800℃的高溫?zé)煔獾挠酂幔谝M(jìn)技術(shù)的現(xiàn)有四合一加熱爐全部都在對(duì)流室設(shè)置了蒸汽發(fā)生器，這就相當(dāng)于大概有三分之一的優(yōu)質(zhì)燃料其實(shí)是用來(lái)發(fā)生蒸汽了。由于中國(guó)的國(guó)情是煤多油少，煤賤油貴，這么多的燃料氣用來(lái)發(fā)生蒸汽是不經(jīng)濟(jì)的。

原則上講，工藝裝置應(yīng)該把優(yōu)質(zhì)燃料的熱量全部用來(lái)加熱工藝介質(zhì)，煙氣的余熱應(yīng)考慮采用空氣預(yù)熱系統(tǒng)來(lái)回收，因?yàn)轭A(yù)熱后的空氣可以有效的降低燃料消耗。而工藝裝置所需要的蒸汽則應(yīng)由動(dòng)力站鍋爐來(lái)提供：第一，動(dòng)力鍋爐可以燃用更劣質(zhì)的燃料，如煤、石油焦、垃圾等；第二，動(dòng)力鍋爐可以產(chǎn)生更高品質(zhì)的蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽可以先做功后供汽。因此，動(dòng)力鍋爐產(chǎn)汽的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工藝裝置用優(yōu)質(zhì)燃料產(chǎn)汽的成本。

對(duì)于連續(xù)重整裝置，除了上述的四種反應(yīng)進(jìn)料之外，通常還有另外的3種或4種物料需要加熱，如預(yù)加氫進(jìn)料以及2-3種塔底重沸介質(zhì)，這些介質(zhì)目前通常都采用獨(dú)立的輻射對(duì)流型加熱爐來(lái)加熱。所以重整裝置除了有一臺(tái)四合一加熱爐外，通常還設(shè)置有3-4臺(tái)圓筒型加熱爐。

針對(duì)四合一加熱爐產(chǎn)生蒸汽的現(xiàn)狀，業(yè)界已申報(bào)有不少專利(實(shí)用新型)技術(shù)來(lái)解決產(chǎn)汽問(wèn)題，計(jì)有以下：

1.構(gòu)想一個(gè)頂燒、煙氣下行的輻射室，對(duì)流段落地布置，預(yù)加氫及重沸介質(zhì)進(jìn)對(duì)流段，而對(duì)流段的每個(gè)物料均另外設(shè)置一臺(tái)接力加熱爐來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)；

2.設(shè)置多個(gè)對(duì)流段分別加熱預(yù)加氫進(jìn)料及重沸介質(zhì)，在每個(gè)對(duì)流段入口的煙道上分別設(shè)置補(bǔ)燃設(shè)施來(lái)調(diào)節(jié)各對(duì)流負(fù)荷；

3.對(duì)流段仍然設(shè)產(chǎn)汽設(shè)施，但在輻射段出口設(shè)置可調(diào)節(jié)的高溫?zé)煔馀月?，旁路的高溫?zé)煔馀c對(duì)流出口的煙氣混合進(jìn)入空氣預(yù)熱器，以高溫?zé)煔庾吲月穪?lái)提高預(yù)熱器入口煙氣溫度，進(jìn)而提高空氣預(yù)熱溫度，實(shí)現(xiàn)減少燃料消耗、減少產(chǎn)汽的目的；

4.采用蓄熱燃燒技術(shù)，直接取消四合一加熱爐對(duì)流段。

由于技術(shù)、工程上的各種難度，上述幾種技術(shù)均未在工程實(shí)踐中得到推廣使用。重整四合一加熱爐對(duì)流段產(chǎn)生蒸汽的現(xiàn)狀并沒(méi)有改變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種重整加熱爐組合加熱工藝及設(shè)備，在滿足各物料加熱以及調(diào)節(jié)要求的前提下，取消四合一加熱爐對(duì)流段的產(chǎn)汽，最大限度地降低燃料氣用量，實(shí)現(xiàn)全廠經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

本發(fā)明的目的采用了如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明所述的連續(xù)重整組合式加熱爐是將重整裝置的反應(yīng)進(jìn)料、預(yù)加氫進(jìn)料、重沸介質(zhì)，全部整合到一個(gè)加熱爐中，預(yù)加氫進(jìn)料與各路重沸介質(zhì)均另設(shè)蒸汽預(yù)加熱器，由此組成一個(gè)加熱系統(tǒng)；各反應(yīng)進(jìn)料的熱負(fù)荷由輻射室中的燃燒器進(jìn)行調(diào)節(jié)，而對(duì)流室中的各種物料，如預(yù)加氫進(jìn)料及各路重沸介質(zhì)等的熱負(fù)荷則由各自的蒸汽預(yù)熱器以及余熱回收系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)手段來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。其工藝過(guò)程：位于輻射室的燃燒器利用預(yù)熱后的空氣燃燒后，加熱輻射室中的重整反應(yīng)介質(zhì)，離開(kāi)輻射室的高溫?zé)煔膺M(jìn)入對(duì)流室；預(yù)加氫介質(zhì)及各重沸介質(zhì)先經(jīng)過(guò)各自的蒸汽預(yù)熱器加熱，然后進(jìn)入對(duì)流室將其加熱至所需溫度；離開(kāi)對(duì)流室的煙氣則進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器中預(yù)熱燃燒空氣。高溫空氣預(yù)熱器位于對(duì)流室適當(dāng)?shù)牟课?，以充分利用煙氣溫位，將空氣加熱至合理高位。整個(gè)加熱系統(tǒng)中不再產(chǎn)生任何蒸汽，從而達(dá)到最大限度節(jié)約燃料的目的。

本發(fā)明所述的組合式重整加熱爐加熱設(shè)備，主要由輻射室、對(duì)流室(含高溫空氣預(yù)熱器)、低溫空氣預(yù)熱器、蒸汽預(yù)加熱器、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)以及煙囪構(gòu)成，各部分之間通過(guò)管道連接。在輻射室側(cè)壁或底部設(shè)置燃燒器；對(duì)流室位于輻射室之上，蒸汽預(yù)加熱器(三臺(tái)或四臺(tái))以及低溫空氣預(yù)熱器位于地面，引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)分別位于低溫空氣預(yù)熱器的兩側(cè)，煙囪位于引風(fēng)機(jī)之后。

本發(fā)明中對(duì)流物料(預(yù)加氫進(jìn)料、汽提塔重沸進(jìn)料、石腦油重沸進(jìn)料等)在進(jìn)入對(duì)流室之前，均先經(jīng)過(guò)蒸汽預(yù)熱器利用外來(lái)蒸汽進(jìn)行預(yù)熱，一方面是為了進(jìn)一步降低加熱爐的燃料消耗，另一方面是給對(duì)流物料的熱負(fù)荷提供了需要的調(diào)節(jié)手段。蒸汽預(yù)加熱器、燃燒器、余熱回收系統(tǒng)的各種調(diào)節(jié)手段的綜合運(yùn)用，滿足加熱爐及各物料的調(diào)節(jié)要求。

本發(fā)明中燃燒空氣先進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器中預(yù)熱，然后進(jìn)入位于對(duì)流室適當(dāng)部位的高溫空氣預(yù)熱器中繼續(xù)加熱，以期充分利用煙氣溫位，將空氣加熱至合理高位，從而達(dá)到最大限度節(jié)約燃料的目的。

綜上所述，本發(fā)明是將重整的四臺(tái)反應(yīng)進(jìn)料加熱爐和另外三臺(tái)(或四臺(tái))預(yù)加氫進(jìn)料加熱爐及重沸加熱爐整合到一起，組成一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)重整裝置的所有需加熱的工藝介質(zhì)一并加熱。本加熱系統(tǒng)用能合理，調(diào)節(jié)手段靈活，可將原有四合一加熱爐的熱效率提高3％以上，同時(shí)采用高空氣預(yù)熱溫度，徹底取消重整四合一爐的對(duì)流室產(chǎn)汽，因而重整裝置的燃料消耗量得以大幅度減少。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

圖中：1、燃燒器；2、輻射室；3、高溫空氣預(yù)熱器；4、對(duì)流段；5、對(duì)流排管；6、蒸汽預(yù)熱器；7、煙道；8、支煙道；9、低溫空氣預(yù)熱器；10、鼓風(fēng)機(jī)；11、引風(fēng)機(jī)；12、煙囪；13、風(fēng)道。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖1，說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。

如附圖1所示：本發(fā)明所述的重整加熱爐主要由輻射室2、對(duì)流室4、蒸汽預(yù)熱器6、落地低溫空氣預(yù)熱器9、鼓風(fēng)機(jī)10、引風(fēng)機(jī)11以及煙囪12構(gòu)成，各部分之間通過(guò)管道連接。輻射室的底部或側(cè)壁設(shè)置燃燒器1。輻射室2為四合一組合結(jié)構(gòu)，即四種反應(yīng)進(jìn)料各自進(jìn)入u型盤(pán)管、4組盤(pán)管組合成一個(gè)整體輻射室。對(duì)流室4坐落于輻射室的頂部，自下至上分別排列著預(yù)加氫進(jìn)料排管、高溫空氣預(yù)熱器3、汽提塔重沸進(jìn)料排管、石腦油重沸進(jìn)料排管等。對(duì)流室出口的煙氣經(jīng)煙道7、支煙道8進(jìn)入到低溫空氣預(yù)熱器9進(jìn)一步回收熱量。離開(kāi)低溫空氣預(yù)熱器的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)11排入煙囪12中?？諝饨?jīng)鼓風(fēng)機(jī)10鼓入低溫空氣預(yù)熱器9預(yù)熱后進(jìn)入高溫空氣預(yù)熱器3中，最終將空氣加熱到500度的高溫進(jìn)入燃燒器1中。

與重整裝置常規(guī)加熱爐比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有：

1.極大地節(jié)約了裝置的燃料氣消耗。據(jù)測(cè)算，裝置的燃料氣消耗最高可以減少40％；

2.減少了加熱爐數(shù)量，取消了裝置的產(chǎn)汽系統(tǒng)，裝置的總投資及操作難度大幅下降；

3.裝置占地面積顯著減少。

以120萬(wàn)t/a連續(xù)重整裝置為例，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)的直接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下。

輻射段反應(yīng)熱負(fù)荷：57.34mw

原對(duì)流產(chǎn)汽熱負(fù)荷：27.96mw

預(yù)加氫進(jìn)料熱負(fù)荷：6.71mw

汽提塔重沸熱負(fù)荷：10.49mw

石腦油重沸熱負(fù)荷：13.01mw

原有產(chǎn)汽方案加熱爐燃料總消耗：

(57.34+27.96)/90％+(6.71+10.49+13.01)/92％

＝94.78+30.21＝124.99mw

采用本發(fā)明方案后組合加熱爐的燃料總消耗則為：

(57.34+11.72)/92％＝75.07mw

因此而節(jié)約的燃料熱量為：124.99-75.07＝49.92mw

折合成每年標(biāo)準(zhǔn)燃料油為：49.92/42.19*3600*8400＝35781t

按照燃料油2400元/t計(jì)算每年節(jié)約的成本為：35781*2400＝8587萬(wàn)元

取消的對(duì)流原產(chǎn)蒸汽：27.96mw

現(xiàn)對(duì)流物料預(yù)加熱需消耗蒸汽：6.71+10.49+13.01-11.72＝18.49mw

兩項(xiàng)之和折合成每年蒸汽量：(27.96+18.49)/3.0*3600*8400＝468216t

按照中壓蒸汽120元/t，因蒸汽而減少的收入：

468216*120＝5619萬(wàn)元

本發(fā)明每年的凈效益為：8587-5619＝2968萬(wàn)元

附圖1中對(duì)流段入口物料的種類、出入口溫度、排列的先后順序等，僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的思路而示意的。項(xiàng)目實(shí)施中可以視具體情況做出調(diào)整及優(yōu)化。

附圖1中空氣預(yù)熱器的級(jí)數(shù)、空氣進(jìn)出口溫度、煙氣進(jìn)出口溫度等，僅是作為說(shuō)明本發(fā)明的思路而示例的，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中可以視具體情況做出調(diào)整及優(yōu)化。

附圖1中示例中的外來(lái)蒸汽，應(yīng)當(dāng)理解為以低成本能源供給的熱量，例如可以為煤、石油焦或太陽(yáng)能等能源，也可以是蒸汽方式或?qū)嵊头绞健?/p>

為了解決開(kāi)工過(guò)程中個(gè)別對(duì)流物料的優(yōu)先加熱問(wèn)題，可以對(duì)該物料采用冗余的蒸汽加熱能力或者設(shè)置開(kāi)工加熱爐，這些設(shè)置不影響本發(fā)明關(guān)于裝置正常運(yùn)行的技術(shù)思路。

應(yīng)當(dāng)理解，上述示例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于供本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)此決策實(shí)施，而并非是具體實(shí)施方式的窮舉，不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行局部修改或者局部等效替換、而未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。