導(dǎo)語(yǔ)：糠醛裝置蒸汽代爐工藝設(shè)計(jì)探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]糠醛裝置運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，現(xiàn)有加熱爐臺(tái)數(shù)多、負(fù)荷小且效率不高；某石油化工廠區(qū)內(nèi)有富余的蒸汽熱源。本文介紹了一種中壓蒸汽作為熱源代替加熱爐的技術(shù)方案，詳細(xì)比選了各種技術(shù)路線，并論證了中壓蒸汽作為熱源代替加熱爐技術(shù)方法的可行性。

[關(guān)鍵詞]糠醛裝置；蒸汽代爐；設(shè)計(jì)

我國(guó)是一個(gè)煤炭資源相對(duì)豐富、石油資源稀缺的國(guó)家。國(guó)家的煤炭工業(yè)實(shí)行“增加產(chǎn)量，提高質(zhì)量，積極出口”的發(fā)展方針；石油工業(yè)實(shí)行“快增儲(chǔ)量，充分利用國(guó)際資源，滿足國(guó)內(nèi)需求”，某石油化工廠采用CFB鍋爐產(chǎn)生的蒸汽作各個(gè)生產(chǎn)裝置的熱源，實(shí)質(zhì)就是用焦炭代替燃料油，符合國(guó)家能源政策。運(yùn)行CFB鍋爐，實(shí)現(xiàn)熱電一體，其本身可能通過(guò)發(fā)電達(dá)到盈利目的，因而充分利用富余汽量，可以提高CFB鍋爐負(fù)荷及供熱比，降低供電標(biāo)煤耗，從而降低產(chǎn)供汽、電成本。其次，某石油化工廠充分利用富余汽量，可以減少煉油自用燃料量。實(shí)施糠醛蒸汽代油爐改造，可充分利用富余蒸汽，減少爐用燃料消耗，降低燃料自用率，從而提高綜合商品率。

1技術(shù)改造條件

因糠醛在230℃時(shí)會(huì)分解、結(jié)焦。3.5MPa的中壓蒸汽最高溫度為420℃左右，為防止糠醛介質(zhì)遇高溫分解及結(jié)焦，所以進(jìn)裝置的3.5MPa蒸汽首先經(jīng)一減溫器減溫至290℃左右，保證與糠醛介質(zhì)直接接觸的換熱管內(nèi)壁溫度在240℃以下。因裝置自產(chǎn)近2.5t/h的0.35MPa的低低壓蒸汽原是進(jìn)爐-1對(duì)流段，過(guò)熱后作汽提塔的汽提蒸汽。若爐-1拆除后，此部分蒸汽無(wú)法過(guò)熱，擬增一自產(chǎn)蒸汽過(guò)熱器，用自產(chǎn)的低低壓蒸汽與減溫后的中壓蒸汽換熱，達(dá)到中壓蒸汽降溫的同時(shí)低低壓蒸汽過(guò)熱，一舉兩得。中壓蒸汽走殼程，低低壓蒸汽走管程。降溫后的中壓蒸汽再進(jìn)入新增的加熱器，以代替已有加熱爐。為防止糠醛結(jié)焦，計(jì)劃抽出液(或精制液)走管程，蒸汽走殼程。且換熱器選型計(jì)算時(shí)，適當(dāng)提高工藝物料流速，3.0m/s以上，減少物流滯留層厚度，減少管程結(jié)焦的機(jī)會(huì)，且管程結(jié)焦易清洗。詳細(xì)的加熱爐與蒸汽加熱器結(jié)焦對(duì)比等如表1所示。進(jìn)精制液汽提塔的精制液流量65t/h，溫度需從由160℃加熱到206℃；進(jìn)三效蒸發(fā)塔的抽出液流量80t/h，溫度需從182℃加熱到216℃。

2工藝技術(shù)方案比選

2.1加熱工藝比選

糠糠裝置精制液、抽出液加熱均需要外部加熱。加熱的方式有加熱爐加熱、導(dǎo)熱油加熱及蒸汽加熱三種。加熱爐加熱：國(guó)內(nèi)同類裝置最早大多采取加熱爐加熱，采用加熱爐加熱，有如下優(yōu)點(diǎn)：介質(zhì)溫度可控制范圍大、對(duì)溶劑適應(yīng)性廣、熱效率高。缺點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)高，占地面積大，需要燃料配套設(shè)施。導(dǎo)熱油加熱：中小型裝置加熱工藝也有采用導(dǎo)熱油加熱。采用導(dǎo)熱油加熱，有如下優(yōu)點(diǎn)：介質(zhì)溫度可控制范圍大、對(duì)介質(zhì)適應(yīng)性廣、只需要一臺(tái)導(dǎo)熱油加熱爐。缺點(diǎn)是導(dǎo)熱油爐熱效率低，能耗高，需要燃料配套設(shè)施。蒸汽加熱：三糠精制液、抽出液加熱采用蒸汽加熱是目前石化煉廠的發(fā)展趨勢(shì)。采用蒸汽加熱有如下優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資小，易操控，裝置安全性高，且無(wú)廢氣排出，有利于環(huán)保。缺點(diǎn)是受加熱蒸汽溫度限制，工藝介質(zhì)加熱溫度有限，能耗比加熱爐加熱稍高。這三種加熱方式目前都有廣泛應(yīng)用，至于采取何種加熱方法，需要根據(jù)實(shí)際情況確定。采用加熱爐加熱的計(jì)算能耗比蒸汽加熱的低，在沒(méi)有蒸汽富余的大型裝置的溶劑回收系統(tǒng)普遍采用；導(dǎo)熱油加熱僅適合中小型裝置，且是在沒(méi)有富余蒸汽的情況下采用；采用蒸汽加熱是工廠蒸汽有富余，且蒸汽可滿足介質(zhì)加熱要求的情況下采用。因某石油化工廠中壓蒸汽有較多富余，且中壓蒸汽的壓力為3.5MPa(冷凝溫度245℃)，糠糠裝置精制液進(jìn)汽提塔溫度要求為206℃，抽出液進(jìn)三效蒸發(fā)塔溫度要求為206℃，以上二股物料溫度與該廠中壓蒸汽冷凝溫度相差35℃左右。工藝介質(zhì)溫度與加熱介質(zhì)溫度非常匹配，選用中壓蒸汽加熱工藝較合理。

2.2蒸汽加熱工藝比選

方案一，3.5MPa蒸汽首先經(jīng)一減溫器減溫至290℃左右后，再作為熱源，保證與糠醛介質(zhì)直接接觸的換熱管內(nèi)壁溫度在240℃以下。為防止糠醛結(jié)焦，計(jì)劃抽出液(或精制液)走管程，蒸汽走殼程。且換熱器選型計(jì)算時(shí)，適當(dāng)提高工藝物料流速，3.0m/s以上，減少物流滯留層厚度，減少管程結(jié)焦的機(jī)會(huì)，且管程結(jié)焦易清洗。方案二，直接用中壓蒸汽加熱器代替加熱爐。三糠的精制液及抽出液中均含有糠醛?？啡┰?30℃時(shí)就會(huì)分解、結(jié)焦，如果將中壓蒸汽直接進(jìn)入加熱器，若冷介質(zhì)出口溫度在216℃左右，換熱管壁溫將超過(guò)250℃，糠醛等介質(zhì)會(huì)分解、結(jié)焦，且設(shè)備需選用耐高溫的鉻鉬鋼或不銹鋼，不僅產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證，且設(shè)備投資大，改造費(fèi)用高方案三，用減壓后的中壓蒸汽加熱器代替三糠醛裝置的加熱爐。3.5MPa的中壓蒸汽冷凝溫度為245℃左右。原精制液出爐溫度為206℃，原抽出液出爐溫度為216℃，用3.5MPa的中壓蒸汽加熱，溫度正好匹配，如果將蒸汽減壓，則蒸汽冷凝溫降低，蒸汽與介質(zhì)溫差變小，消耗蒸汽增多，且換熱器面積增大，設(shè)備投資變大。因糠醛在230℃時(shí)會(huì)分解、結(jié)焦。3.5MPa的中壓蒸汽最高溫度為420℃左右，為防止糠醛介質(zhì)遇高溫分解及結(jié)焦，蒸汽需先考慮減溫不減壓。技術(shù)方案比選情況詳見下表2。

3換熱工藝計(jì)算

中壓蒸汽減溫至290℃后分兩路分別對(duì)精制液進(jìn)行加熱、對(duì)抽出液進(jìn)行加熱；蒸汽加熱器殼程出口凝結(jié)水與與沉降罐底料換熱，充分利用凝結(jié)水熱量。各股物料條件詳見下表3、4。

4工藝流程及控制方案簡(jiǎn)介

4.1精制液“以汽代油爐”加熱流程

進(jìn)入糠醛裝置的中壓蒸汽經(jīng)流量計(jì)后首先進(jìn)入新增的減溫器，減溫至290℃后進(jìn)入新增的自產(chǎn)蒸汽過(guò)熱器，與裝置自產(chǎn)的0.35MPa蒸汽換熱，換熱至280℃后分兩路，一路進(jìn)入新增的精制液加熱器殼程，將管程的精制液加熱至206℃后，精制液進(jìn)入精制液汽提塔，精制液管道上設(shè)置流量控調(diào)節(jié)閥，凝結(jié)水管道上設(shè)置溫度控調(diào)節(jié)閥。另一路減溫蒸汽進(jìn)入抽出液“以汽代油爐”加熱系統(tǒng)。

4.2抽出液“以汽代油爐”加熱流程

與自產(chǎn)蒸汽換熱減溫后的中壓蒸汽總管的另一支進(jìn)入新增的抽出液加熱器殼程，將管程的抽出液加熱至216℃后，抽出液進(jìn)入抽出液三效蒸發(fā)塔，抽出液管道上設(shè)置溫度控調(diào)節(jié)閥，凝結(jié)水管道上設(shè)置流量控調(diào)節(jié)閥。加熱器殼程出口凝結(jié)水進(jìn)入后續(xù)的凝結(jié)水換熱流程。

4.3凝結(jié)水與沉降罐底料換熱流程

從蒸汽加熱器出來(lái)的凝結(jié)水合并后進(jìn)入新增凝結(jié)水罐，經(jīng)罐底調(diào)節(jié)閥進(jìn)入沉降罐底料加熱器，與沉降罐底料換熱后出裝置。凝結(jié)水罐底設(shè)置液位控調(diào)節(jié)閥，罐頂設(shè)置壓力控調(diào)節(jié)閥。

5技術(shù)改造效果

采用中壓蒸汽加熱器代替糠醛裝置加熱爐，使得裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行可得到更有效保障。不僅可滿足工藝介質(zhì)分離要求，而且產(chǎn)品質(zhì)量保證，工藝方案合理，工程投資相對(duì)較低。另可以充分利用已有公用工程，不足部分通過(guò)改造解決，系統(tǒng)配套投資低。同時(shí)優(yōu)化了糠醛裝置換熱流程，無(wú)需再運(yùn)行糠醛裝置加熱爐，實(shí)現(xiàn)良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

6結(jié)論

綜上所述，用中壓蒸汽加熱器代替糠醛裝置加熱爐的技術(shù)方案是合理可行的，無(wú)需運(yùn)行加熱爐也節(jié)省燃料氣，加熱工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)備通用且維護(hù)方便，提高了廠區(qū)CFB鍋爐熱電一體化效率，全廠綜合經(jīng)濟(jì)性更好。新增設(shè)備規(guī)格見下表5所示。

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作者：鄒聰文 單位：茂名瑞派石化工程有限公司