一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺的制作方法

一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺
1.技术领域本发明属于烟气余热回收领域，特别涉及一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺。
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背景技术：
低碳烷烃脱氢装置在加工生产过程中, 由于生产工艺的需要, 会产生大量的高温烟气, 如果这些高温烟气没有得到较好的利用, 将会造成一种能源上的浪费。特别是近年来，随着低碳烷烃脱氢装置规模及数量持续快速扩张，装置排放的高温烟气越来越多，因此，研究如何提高高温烟气利用水平显得越来越重要，这也逐渐成为低碳烷烃脱氢装置的一项重要工作。提高装置的高温烟气的利用水平，不仅可以降低装置能耗，增加装置的经济效益，也是践行国家节能减排、绿色环保可持续发展的迫切需要，是炼厂应该承担的社会责任。
3.目前烟气余热回收系统存在的主要问题是锅炉运行中往往出现受热面低温腐蚀，余热锅炉产生的蒸汽没有合适的用途，只能直接对空排放，造成水资源及能源的严重浪费。或者采用普通蒸汽式汽轮机进行发电，但往往需要设置蒸汽过热器或者滤水器，同时汽轮机对锅炉水质要求较高，需采用脱盐水，都大大增加了投资及运行费用，而采用有机工质orc技术发电则往往发电效率较低，能源没有得到充分的回收利用。
4.低碳烷烃脱氢装置的高温烟气主要是由脱氢催化剂再生时产生，烟气温度为500～700℃，一般情况低碳烷烃脱氢装置会用废热烟气生产3.5mpa（g）的过热蒸汽，这种热量回收工艺会生产大量的3.5mpa（g）的过热蒸汽供本装置或工厂其它装置使用，但同时再生空气加热炉会消耗大量的燃料气，导致装置的运行费用居高不下。
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技术实现要素：
本发明的目的是提供一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺，以提高低碳烷烃脱氢装置高温烟气的利用水平，降低装置的运行费用，并提高炼厂的经济效益。
6.本发明提供一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺，其特征在于：所述高温烟气为一种低碳烷烃脱氢装置产生的高温烟气，550～600℃的高温烟气进入废热锅炉，在废热锅炉内依次通过蒸汽过热器、空气过热器、蒸汽发生器、除氧水预热器和空气预热器回收热量后温度降为140～100℃，作为低温烟气进行排放，低碳烷烃脱氢装置中脱氢催化剂再生所需的再生空气进入废热锅炉，依次经废热锅炉中的空气预热器和空气过热器加热成为过热再生空气，过热再生空气送至再生空气加热炉内加热成为高温再生空气，用于该低碳烷烃脱氢装置脱氢催化剂的再生，除氧水进入废热锅炉中的除氧水预热器进行加热成为过热除氧水，过热除氧水进入废热锅炉中的蒸汽发生器和蒸汽过热器加热成为过热蒸汽，供该低碳烷烃脱氢装置压缩机透平和其他加热设备使用。
7.本发明提供另一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺，其特征在于：所述高温烟气为两种以上低碳烷烃脱氢装置产生的高温烟气的混合物，550～600℃的高温烟气进入废热锅炉，在废热锅炉内依次通过蒸汽过热器、两个以上空气过热器、蒸汽发生器、除氧水预热器和两个以上空气预热器回收热量后温度降为140～100℃，作为低温烟气进行排
放，两种以上低碳烷烃脱氢装置中脱氢催化剂再生所需的再生空气进入废热锅炉，分别经废热锅炉中的两个以上空气预热器和两个以上空气过热器加热成为两种以上过热再生空气，两种以上过热再生空气分别送至两个以上再生空气加热炉内加热成为两种以上高温再生空气，用于该两种以上低碳烷烃脱氢装置脱氢催化剂的再生，除氧水进入废热锅炉中的除氧水预热器进行加热成为过热除氧水，过热除氧水进入废热锅炉中的蒸汽发生器和蒸汽过热器加热成为过热蒸汽，供该低碳烷烃脱氢装置压缩机透平和其他加热设备使用。
8.本发明所述一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺主要用于低碳烷烃脱氢装置的高温烟气回收，特别适用于丙烷和/或异丁烷脱氢装置的高温烟气热回收。
9.本发明所述一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺与常规通过高温烟气生产3.5mpa（g）过热蒸汽的流程相比，其优点是：1）使用本发明工艺可以实现废热烟气热量的分级利用；2）使用本发明工艺可以在生产3.5mpa（g）过热蒸汽的同时，大幅降低再生空气加热炉的燃料气消耗；3）使用本发明工艺可以大幅降低装置的运行费用。
10.下面用附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，但并不限制本发明的范围。
11.附图说明图1为本发明一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺流程示意图。
12.图2为本发明另一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺流程示意图。
13.图中所示附图标记为：1-高温烟气，2-废热锅炉，3-蒸汽过热器，4-空气过热器，5-蒸汽发生器，6-除氧水预热器，7-空气预热器，8-再生空气加热炉，9-再生空气，10-预热再生空气，11-过热再生空气，12-高温再生空气，13-除氧水，14-过热除氧水，15-3.5mpa（g）饱和蒸汽，16-3.5mpa（g）过热蒸汽，17-低温烟气，18-烟囱，19-异丁烷脱氢空气过热器，20-丙烷脱氢空气过热器，21-异丁烷脱氢空气预热器，22-丙烷脱氢空气预热器，23-丙烷脱氢再生空气，24-异丁烷脱氢再生空气，25-预热丙烷脱氢再生空气，26-预热异丁烷脱氢再生空气，27-过热异丁烷脱氢再生空气，28-异丁烷脱氢高温再生空气，29-异丁烷脱氢再生空气加热炉，30-过热丙烷脱氢再生空气，31-丙烷脱氢再生空气加热炉， 32-丙烷脱氢高温再生空气。
14.具体实施方式如图1所示，一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺，其中所述高温烟气为一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气，如丙烷脱氢装置高温烟气或异丁烷脱氢装置高温烟气。
15.图1所示工艺中，所述废热锅炉2主要包括蒸汽过热器3、空气过热器4、蒸汽发生器5、除氧水预热器6和空气预热器7。550～600℃的高温烟气1进入废热锅炉2，在废热锅炉2内依次通过蒸汽过热器3、空气过热器4、蒸汽发生器5、除氧水预热器6和空气预热器7回收热量后温度降为140～100℃的低温烟气17，然后经烟囱18排放。低碳烷烃脱氢装置中脱氢催化剂再生所需的再生空气9首先经废热锅炉2中的空气预热器7加热至145～225℃，作为预热再生空气10再经废热锅炉2中的空气过热器4加热至324～394℃成为过热再生空气11，过热再生空气11送至再生空气加热炉8内加热至620～660℃成为高温再生空气12，用于该低碳烷烃脱氢装置脱氢催化剂的再生。除氧水13首先经废热锅炉2中的除氧水预热器6加热至
180～250℃成为过热除氧水14，再经废热锅炉2中的蒸汽发生器5生产3.5mpa（g）饱和蒸汽15，饱和蒸汽15再经废热锅炉2中的蒸汽过热器3成为温度为430～460℃的3.5mpa（g）过热蒸汽，供该低碳烷烃脱氢装置压缩机透平和其他加热设备使用。
16.如图2所示，另一种低碳烷烃脱氢装置高温烟气热量回收工艺，其中所述高温烟气为两种以上低碳烷烃脱氢装置高温烟气的混合物，如所述高温烟气为丙烷脱氢装置高温烟气和异丁烷脱氢装置高温烟气的混合物。
17.图2所示工艺中，所述废热锅炉2主要包括蒸汽过热器3、异丁烷脱氢空气过热器19、丙烷脱氢空气过热器20、蒸汽发生器5、除氧水预热器6、异丁烷脱氢空气预热器21和丙烷脱氢空气预热器22。550～600℃的高温烟气1（图2中所示，低碳烷烃脱氢装置高温烟气为丙烷脱氢装置高温烟气和异丁烷脱氢装置高温烟气的混合物）在废热锅炉2内依次通过蒸汽过热器3、异丁烷脱氢空气过热器19、丙烷脱氢空气过热器20、蒸汽发生器5、除氧水预热器6、异丁烷脱氢空气预热器21和丙烷脱氢空气预热器22回收热量后温度降为140～100℃的低温烟气17，然后经烟囱18排放。丙烷脱氢装置中丙烷脱氢催化剂再生所需的丙烷脱氢再生空气23首先经废热锅炉2中的丙烷脱氢空气预热器22加热至130～160℃，作为预热丙烷脱氢再生空气25，再经废热锅炉2中的丙烷脱氢空气过热器20加热至310～340℃成为过热丙烷脱氢再生空气30，过热丙烷脱氢再生空气30送至丙烷脱氢再生空气加热炉31内加热至620～660℃，作为丙烷脱氢高温再生空气32用于丙烷脱氢装置中的丙烷脱氢催化剂再生。异丁烷脱氢装置中异丁烷脱氢催化剂再生所需的异丁烷脱氢再生空气24首先经废热锅炉2中的异丁烷脱氢空气预热器21加热至210～240℃，作为预热异丁烷脱氢再生空气26，再经废热锅炉2中的异丁烷脱氢空气过热器19加热至380～410℃成为过热异丁烷脱氢再生空气27，过热异丁烷脱氢再生空气27送至异丁烷脱氢再生空气加热炉29内加热至620～660℃成为异丁烷脱氢高温再生空气28，异丁烷脱氢高温再生空气28用于异丁烷脱氢装置中异丁烷脱氢催化剂再生。除氧水13首先经废热锅炉2中的除氧水预热器6加热至180～250℃，作为过热除氧水14再经废热锅炉2中的蒸汽发生器5生产3.5mpa（g）饱和蒸汽15，3.5mpa（g）饱和蒸汽15再经废热锅炉2中的蒸汽过热器3生产温度为430～460℃的3.5mpa（g）过热蒸汽16，供低碳烷烃脱氢装置中压缩机透平和加热设备使用。