專利名稱：一種重沸與進料加熱二合一的加熱爐及其分餾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油煉制和石油化工生產(chǎn)中的加熱爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種同時具備重沸爐和進料爐功能的二合一加熱爐及其使用方法。
背景技術(shù)：
在石油煉制和石油化工生產(chǎn)中，加熱爐隨處可見，有進料加熱爐，也有設(shè)在分餾塔底部的重沸爐。不論是重沸爐還是進料加熱爐 ，其作用都是為分餾塔提供足夠的熱量，使分餾塔完成分離任務(wù)。隨加熱爐設(shè)置位置的不同其作用也略有不同。進料加熱爐的主要作用是滿足分餾塔進料段的操作條件和汽化率要求，加熱爐出口的汽化率不會太高(通常不超過50 % )，汽化率過高會導(dǎo)致油品在爐管內(nèi)過度裂解，造成加熱爐的操作難以控制。進料加熱爐的優(yōu)點是對分餾塔進料段操作條件控制較好，運行平穩(wěn)。重沸爐的主要作用也是滿足分餾塔操作對熱量的需求，但更偏重于分餾塔底部對熱量的需求。結(jié)合分餾塔底部的結(jié)構(gòu)，重沸爐可以起到一層分餾理論板的作用，可以提高分餾塔底部產(chǎn)品的分離精度。分餾塔底部設(shè)置重沸爐需要采用強制通過流程，該流程有一次通過式，也有循環(huán)式。一次通過式流程中重沸爐所能提供的熱量受重沸爐出口條件和分餾塔底部產(chǎn)品流量的限制；循環(huán)式流程則可以通過改變循環(huán)量來滿足分餾塔對重沸爐負荷的要求。目前國內(nèi)外進料加熱爐或重沸爐都是分開設(shè)置的，用以完成各自不同的加熱任務(wù)。這種單獨設(shè)置的流程主要存在投資高、占地大的缺點。另外當被加熱物料重組分含量很低的工況，進料加熱爐的出口汽化率會很高，采用常規(guī)的加熱爐控制流程無法平穩(wěn)操作。申請人:委托國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索咨詢中心對本申請的技術(shù)方案進行了查新檢索。結(jié)果未找到將進料加熱爐和重沸爐二合一的流程，但檢索到相近專利CN101597518A (對比文件I)和CN1325938A (對比文件2)，它們與本專利的區(qū)別如下“對比文件I公開了一種延遲焦化工藝，加熱爐I為包含對流室和輻射室的二合一爐，焦化分餾塔底部抽出的部分循環(huán)油與原料油6混合后進入加熱爐I ;但未公開A分餾塔底油進入二合一爐對流室加熱，加熱后分為兩路，一路作為塔底重沸油返回A塔底部，另一路與部分B分餾塔底較重的物料混合作為二合一爐輻射室的混合進料，也未公開能調(diào)節(jié)A分餾塔底重沸油和B分餾塔底循環(huán)油的量。對比文件2公開了一種從含硫常壓渣油生產(chǎn)針狀石油焦的方法，加熱爐15包含對流段和輻射段，含硫常壓渣油經(jīng)過一系列處理后經(jīng)管線進入加熱爐15的對流段，然后經(jīng)管線16進入分餾塔17與循環(huán)油混合后，經(jīng)管線18、泵19、管線20進入加熱爐15的輻射段；但未公開A分餾塔底油進入二合一爐對流室加熱，加熱后分為兩路，一路作為塔底重沸油返回A塔底部，另一路與部分B分餾塔底較重的物料混合作為二合一爐輻射室的混合進料，也未公開能調(diào)節(jié)A分餾塔底重沸油和B分餾塔底循環(huán)油的量。同時，上述兩篇對比文件都沒有給出A分餾塔底油進入二合一爐對流室加熱，力口熱后分為兩路，一路作為塔底重沸油返回A塔底部，另一路與部分B分餾塔底較重的物料混合作為二合一爐輻射室的混合進料，以及調(diào)節(jié)A分餾塔底重沸油和B分餾塔底循環(huán)油的量的技術(shù)啟示，同時上述技術(shù)特征可以帶來“防止加熱爐出口氣化率過高”的技術(shù)效果?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種重沸與進料加熱二合一的加熱爐及其分餾方法。本發(fā)明使得同時存在進料加熱爐和重沸爐的工藝流程做到投資和占地最??；能夠通過流程控制自由調(diào)整進料加熱爐和重沸爐的負荷；解決當被加熱物料重組分含量很低時，進料加熱爐出口汽化率過高的問題。本發(fā)明之一的一種重沸與進料加熱二合一的加熱爐是這樣實現(xiàn)的所述的二合一爐e設(shè)置在a分餾塔和b分餾塔之間，其上部的對流室用為重沸爐，下部的輻射室為進料加熱爐； 所述的a分餾塔底油出口管線連接二合一爐上部的對流室加熱管束，加熱管束出口(6)分兩路一路作為塔底重沸油返回a塔底部(7)，另一路作為二合一爐輻射室進料
(8)；所述的b分餾塔底較重的物料出口(17)分兩路一路連接循環(huán)返回至二合一爐輻射室的入口管線(19)、與上述的二合一爐輻射室進料(8)共同連接二合一爐輻射室的混合進料口(9)，另一路連接b分餾塔底油產(chǎn)品出口(18)。所述的二合一爐e輻射室出料口連接b分餾塔進料管14 ；所述的b分餾塔底出口管(15)依次通過b分餾塔底泵f、出口管16、B分餾塔底換熱器g、出口連接B分餾塔底較重的物料出口(17)。所述的分餾塔原始進料管(I)連接在所述的a分餾塔上部，所述的a分餾塔上底部出口管⑵依次通過a分餾塔底泵C、出口管(3)、a分餾塔底換熱器d、出口管(4)連接對流室加熱管束進口。本發(fā)明之二的重沸與進料加熱的二合一爐的分餾方法，可以通過以下步驟實現(xiàn)I)所述的二合一爐取代分別設(shè)置的重沸爐和進料加熱爐，二合一爐的對流室用作重沸爐，輻射室用作進料加熱爐；2)分餾塔a底油進入二合一爐對流室加熱，加熱后分兩路，一路作為塔底重沸油返回分餾塔a底部，另一路作為二合一爐輻射室進料；3)通過調(diào)節(jié)分餾塔a底重沸油和分餾塔b底循環(huán)油的量，調(diào)節(jié)重沸爐和進料加熱爐的負荷；4)將部分的分餾塔b底較重的物料循環(huán)返回至二合一爐輻射室的入口，與步驟
2)中所述二合一爐輻射室進料混合作為二合一爐輻射室的混合進料，控制輻射室出口汽化率。所述的分餾塔a底的溫度由塔底重沸油的流量控制；所述的分餾塔a底的液位由二合一爐輻射室進料量控制。通過調(diào)節(jié)所述的分餾塔a底重沸油和所述的分餾塔b底循環(huán)油的量，控制二合一爐對流室和二合一爐輻射室的負荷。所述的二合一爐輻射室出口汽化率通過調(diào)節(jié)下游分餾塔b底較重物料的循環(huán)量來控制，將進料加熱爐出口氣化率控制在50w%以下。煉油廠、石油化工廠所采用的加熱爐大多由對流室和輻射室組成，對流室和輻射室通過設(shè)在爐膛內(nèi)或爐膛外的轉(zhuǎn)油線連接起來。本發(fā)明利用這一特點將對流室用作一個分餾塔的重沸爐，將輻射室用作另一個較重物料分餾塔的進料爐，實現(xiàn)重沸爐和進料爐的二合一(簡稱二合一爐)。具體方法說明如下某加工流程中設(shè)置有分餾塔a和分餾塔b (較重物料分餾塔)。根據(jù)流程要求，分餾塔a底需設(shè)置一臺重沸爐，分餾塔b需要設(shè)置一臺進料加熱爐。本發(fā)明將分餾塔a底油用泵抽出送到二合一爐對流室加熱，分餾塔a底油經(jīng)過對流室加熱到一定溫度后出來分為兩路一路作為塔底重沸油通過流量控制返回至分餾塔a底，控制分餾塔a底的溫度，完成分餾塔a底重沸爐的任務(wù)。進入二合一爐對流室(即重沸爐)的分餾塔a底油量、二合一爐對流室進出口的溫度及二合一爐的對流室提供的熱負荷之間的關(guān)系為 W1 = Q1/ (H2-H1)W1-進入二合一爐對流室的分餾塔a底油量，kg/h ；H2- 二合一爐對流室出口溫度下物流的洽值，kcal/kg ；H1- 二合一爐對流室入口溫度下物流的j含值，kcal/kg ；Q1- 二合一爐對流室提供的熱負荷，kcal/h。另一路為物料平衡給出的分餾塔a底油量，通過分餾塔a塔底液位控制，也可以單獨控制流量(分餾塔a塔底液位由進料量控制)，送入二合一爐的輻射室，輻射室的出口溫度通過二合一爐的燃料量控制，以滿足分餾塔b進料操作條件要求。對于所加工物料重組分含量過低的情況，如果分餾塔b底不設(shè)置重沸爐，則會造成進料加熱爐出口汽化率過高，該汽化率可能超過50w%甚至接近或達到100%。此時，分餾塔b進料加熱爐的操作難以平穩(wěn)控制，甚至會造成爐管內(nèi)物料結(jié)焦的危險。本發(fā)明在前述二合一爐的流程中增加一種循環(huán)流程，用以解決進料加熱爐出口汽化率過高的問題。該循環(huán)流程是通過以下技術(shù)方法實現(xiàn)的將分餾塔b底油用泵抽出，分為兩路，一路按照物料平衡要求作為塔底產(chǎn)品，并通過調(diào)節(jié)流量控制分餾塔b底液位；另一路循環(huán)至二合一爐的輻射室(分餾塔b進料加熱爐)入口與物料平衡給出的分餾塔a底油合并進入二合一爐輻射室，經(jīng)二合一爐輻射室加熱后進入分餾塔b，構(gòu)成一個循環(huán)流程。二合一爐輻射室出口條件(溫度、壓力和汽化率)由分餾塔b進料段操作條件和汽化率要求共同決定，并通過燃料量予以控制。循環(huán)油用量由二合一爐輻射室出口條件決定，并可以通過流量控制調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。W2 = Q2Z(H22-H11)-W1W2-來自于分餾塔b底的循環(huán)油量，kg/h ；Q2- 二合一爐輻射室熱負荷，kcal/h ；H22- 二合一爐福射室出口條件下的物料j含值，kcal/kg ；H11- 二合一爐福射室入口條件下的物料j含值，kcal/kg ；W1-進入二合一爐輻射室的分餾塔a底油量。本發(fā)明的一種加熱爐流程技術(shù)具有以下效果一，將需要在流程中單獨設(shè)置的重沸爐和進料加熱爐采用一臺二合一爐代替，二合一爐的對流室用作重沸爐，輻射室用作進料加熱爐，使裝置的投資和占地最??；二，能夠通過調(diào)節(jié)分餾塔a底重沸油(進輻射室一路)和分餾塔b底循環(huán)油的量，靈活調(diào)節(jié)重沸爐和進料加熱爐的負荷；三，對于所加工物料重組分含量過低的情況，采用循環(huán)流程控制，將部分分餾塔b底油循環(huán)至二合一爐輻射室入口，與對流室出來的一路分餾塔a底油一起進入二合一爐輻射室加熱，此舉能夠有效地解決由于分餾塔b進料物流中重組分含量過低造成分餾塔b進料加熱爐汽化率過高的問題。


圖I是本發(fā)明提供的一種重沸與進料加熱二合一的加熱爐及其分餾方法的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明提供的實施例的工藝流程圖 上述附圖的內(nèi)容將結(jié)合具體實施方式
加以說明。圖 I 中設(shè)備分餾塔a ;分餾塔b ；c分餾塔a底泵；d分餾塔a底換熱器組；e 二合一爐；f分懼塔b底泵；g分懼塔b底換熱器。物流I分餾塔a進料；2分餾塔a底油；3分餾塔a底油(換熱前)；4分餾塔a底油(換熱后)；5 二合一爐過熱蒸汽；6分餾塔a底重沸油；7分餾塔a底重沸油一路；8分餾塔a底重沸油_■路；9 _■合一爐進料；10燃料油；11燃料氣；12霧化蒸汽；13分餾塔b汽提蒸汽；14分餾塔b進料；15分餾塔b底油；16分餾塔b底油(換熱前)；17分餾塔b底油(換熱后)；18分餾塔b底油產(chǎn)品；19分餾塔b底循環(huán)油。圖2 中設(shè)備2a初餾塔；2b初頂空冷器；2c初頂后冷器；2d初頂回流罐；2e初頂回流泵；2f初底泵；2g初底換熱器組；2h 二合一爐；2i常壓塔；2j常頂空冷器；2k常頂后冷器；21常頂回流罐；2m常頂回流泵；2n常頂循換熱器組；2o常頂循泵；2p常壓汽提塔；2q常一中換熱器組；2r常一中回流泵；2s常二中換熱器組；2t常二中回流泵；2u常底泵；2v常底油換熱器。物流21初餾塔進料；22初頂油氣；23初頂氣；24初頂油；25初頂污水；26初底油；27初底油(換熱前)；28初底油(換熱后)；29 二合一爐過熱蒸汽；210初底重沸油；211初底重沸油一路；212初底重沸油二路；213常底循環(huán)油；214 二合一爐進料；215燃料油；216燃料氣；217霧化蒸汽；218常壓塔進料；219常壓汽提蒸汽；220常頂油氣；221常頂氣；222常頂油；223常頂污水；224常一線油；225常二線油；226常三線油；227常底油；228常底油(換熱前)；229常底油(換熱后)；230常底油產(chǎn)品。
具體實施例方式下面進一步結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的敘述。如圖I所示，230°C左右的分餾塔a進料I進入分餾塔a，經(jīng)過分餾后塔底物料為分餾塔a底油2。分餾塔a底油2經(jīng)分餾塔a底泵c增壓為分餾塔a底油(換熱前)3，物流3經(jīng)過分餾塔A底換熱器組d換熱后成為分餾塔底油(換熱后)4，物流4經(jīng)二合一爐e對流室加熱為分餾塔a底重沸油6。物流6從二合一爐e對流室出來后分為兩路，分餾塔a底重沸油一路7返回分餾塔a，滿足分餾塔a底部的熱量要求；分餾塔a底重沸油二路8和分餾塔b底循環(huán)油19 一起混合為二合一爐進料9進入二合一爐e輻射室。物流10、11、12分別為二合一爐e的燃料油、燃料氣、霧化蒸汽。物流9經(jīng)二合一爐e加熱后成為分餾塔b進料14，分餾塔b進料14進入分餾塔b進行分餾，經(jīng)分餾后塔底物流為分餾塔b底油15。分餾塔b底油15經(jīng)分餾塔B底泵f增壓后成為分餾塔b底油(換熱前)16，物流16經(jīng)分餾塔b底換熱器g后成為分餾塔b底油(換熱后)17，物流17分為兩路，一路作為分餾塔b底油廣品18出裝置，另一路分懼塔b底循環(huán)油19和如述的分懼塔a底重沸油_■路8混合成為二合一爐進料9。實施例如圖2所示，以凝析油加工技術(shù)為例說明本發(fā)明加熱爐流程技術(shù)。
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230°C左右的初餾塔進料I進入初餾塔2a，經(jīng)過分餾后分為初頂油氣22和初底油26。初定油氣22依次經(jīng)過初頂空冷器2b、初頂后冷器2c冷凝冷卻后進入初頂回流罐2d，經(jīng)初頂回流罐2d分離為初頂氣23、初頂油24、初頂污水25 ；初底油26經(jīng)初底泵2f增壓為初底油(換熱前)27，物流27經(jīng)過初底換熱器組2g換熱后成為初底油(換熱后)28，物流28經(jīng)二合一爐2h對流室加熱為初底重沸油210。物流210從二合一爐2h對流室出來后分為兩路，初底重沸油一路211返回初餾塔2a，滿足初餾塔2a底部的熱量要求；初底重沸油二路212和常底循環(huán)油213—起混合為二合一爐進料214進入二合一爐2h輻射室。物流215、216、217分別為二合一爐2h的燃料油、燃料氣、霧化蒸汽。物流214經(jīng)二合一爐2h加熱后成為常壓塔進料218，常壓塔進料218進入常壓塔2i進行分餾，經(jīng)分餾后分為常頂油氣220和常底油227。常頂油氣220依次經(jīng)過常頂空冷器2 j、常頂后冷器2k冷凝冷卻后進入常頂回流罐21，經(jīng)常頂回流罐21分離為常頂氣221、常頂油222、常頂污水223 ；常底油227經(jīng)常底泵2u增壓后成為常底油(換熱前)228,物流228經(jīng)常底油換熱器2v后成為常底油(換熱后)229,物流229分為兩路,一路作為常底油產(chǎn)品230出裝置,另一路常底循環(huán)油213和前述的初底重沸油二路212混合成為二合一爐進料214。
權(quán)利要求
1.一種重沸與進料加熱的二合一爐，其特征在于 所述的二合一爐e設(shè)置在a分餾塔和b分餾塔之間，其上部的對流室用為重沸爐，下步的輻射室為進料加熱爐； 所述的a分餾塔底油出口管線連接二合一爐上部的對流室加熱管束，加熱管束出口(6)分兩路一路作為塔底重沸油返回a塔底部(7)，另一路作為二合一爐輻射室進料(8)； 所述的b分餾塔底較重的物料出口(17)分兩路一路連接循環(huán)返回至二合一爐輻射室的入口管線(19)、與上述的二合一爐輻射室進料(8)共同連接二合一爐輻射室的混合進料口(9)，另一路連接b分餾塔底油產(chǎn)品出口(18)。
2.如權(quán)利要求I的二合一爐，其特征在于 所述的二合一爐e輻射室出料口連接b分餾塔進料管14 ； 所述的b分餾塔底出口管(15)依次通過b分餾塔底泵f出口管16、B分餾塔底換熱器g出口連接B分餾塔底較重的物料出口 (17)。
3.如權(quán)利要求I或2的二合一爐，其特征在于 所述的分餾塔原始進料管(I)連接在所述的a分餾塔上部，所述的a分餾塔上底部出口管(2)依次通過a分餾塔底泵C、出口管(3)、a分餾塔底換熱器d、出口管(4)連接對流室加熱管束進口。
4.使用權(quán)利要求I 3之一的重沸與進料加熱的二合一爐的分餾方法，其特征在于 1)所述的二合一爐取代分別設(shè)置的重沸爐和進料加熱爐，二合一爐的對流室用作重沸爐，輻射室用作進料加熱爐； 2)分餾塔a底油進入二合一爐對流室加熱，加熱后分兩路，一路作為塔底重沸油返回分餾塔a底部，另一路作為二合一爐輻射室進料； 3)通過調(diào)節(jié)分餾塔a底重沸油和分餾塔b底循環(huán)油的量，調(diào)節(jié)重沸爐和進料加熱爐的負荷； 4)將部分的分餾塔b底較重的物料循環(huán)返回至二合一爐輻射室的入口，與步驟2)中所述二合一爐輻射室進料混合作為二合一爐輻射室的混合進料，控制輻射室出口汽化率。
5.如權(quán)利要求4所述的分餾方法，其特征在于 所述的分餾塔a底的溫度由塔底重沸油的流量控制； 所述的分餾塔a底的液位由二合一爐輻射室進料量控制。
6.如權(quán)利要求4所述的分餾方法，其特征在于 通過調(diào)節(jié)所述的分餾塔a底重沸油和所述的分餾塔b底循環(huán)油的量，控制二合一爐對流室和二合一爐輻射室的負荷。
7.如權(quán)利要求4所述的分餾方法，其特征在于 所述的二合一爐輻射室出口汽化率通過調(diào)節(jié)下游分餾塔b底較重物料的循環(huán)量來控制，將進料加熱爐出口氣化率控制在50w%以下。
全文摘要
本發(fā)明為一種重沸與進料加熱二合一的加熱爐及其分餾方法。采用重沸爐與進料加熱爐二合一控制流程，設(shè)置二合一爐取代分別設(shè)置的重沸爐和進料加熱爐，二合一爐的對流室用作重沸爐，輻射室用作進料加熱爐；分餾塔a底油進入二合一爐對流室加熱，加熱后分兩路，一路作為塔底重沸油返回a塔底部，另一路作為二合一爐輻射室進料；能夠通過調(diào)節(jié)分餾塔a底重沸油(進輻射室一路)和分餾塔b底循環(huán)油的量，靈活調(diào)節(jié)重沸爐和進料加熱爐的負荷；將部分分餾塔b底較重的物料循環(huán)返回至二合一爐輻射室的入口，與a塔底部的一路二合一爐輻射室進料混合作為二合一爐輻射室的混合進料，控制輻射室出口汽化率在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。
文檔編號C10G7/00GK102788505SQ20111013141
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者王亞彪, 王秋萍, 袁毅夫 申請人:中國石化工程建設(shè)有限公司, 中國石油化工集團公司