專利名稱：：裂解氣熱量綜合利用方法及所使用的廢熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種裂解氣熱量利用方法及所使用的設(shè)備，特別是公開一種采用醋酸或丙酮等原料經(jīng)裂解制備乙烯酮及其衍生物的生產(chǎn)領(lǐng)域中裂解氣熱量綜合利用方法及所使用的廢熱鍋爐。
背景技術(shù)：
：在采用醋酸或丙酮等原料，經(jīng)裂解制備乙烯酮及其衍生物的生產(chǎn)領(lǐng)域中，從裂解爐出來的高溫裂解氣，目前普遍采用空氣冷卻、水冷卻等措施將其冷卻下來的方法，熱量未被利用。利用裂解氣余熱預(yù)熱進料原料蒸汽是比較可行的一種方法，能夠?qū)⒏邷亓呀鈿獾臒崃坷靡徊糠?，具有明顯的節(jié)能效果。這種方法所采用氣-氣換熱方式，眾所周知，相對于液-液換熱或者有相變過程的換熱，不論這種方法中氣-氣換熱器設(shè)計得如何合理、高效，其氣-氣傳熱系數(shù)都將比較小，一般不超過200Kca1/(m、h。C)，明顯低于有相變過程的換熱系數(shù)。而且，氣-氣換熱所需要的兩端溫差一般均要求10(TC以上。因此，采用高溫裂解氣氣-氣換熱預(yù)熱進料原料蒸汽的方法，其裂解氣出口的溫度一般只能降至35(TC以上、甚至仍高達(dá)50(TC，這一方法的熱利用效率仍有進一步提高的余地。其中一個方向是在換熱的一側(cè)引入相變過程，如汽化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，在換熱的一側(cè)引入相變過程，提供一種利用裂解氣熱量副產(chǎn)蒸汽并循環(huán)汽化原料的裂解氣熱量綜合利用方法，以盡可能地利用裂解氣的高溫能量，節(jié)約能源消耗。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供上述裂解氣熱量綜合利用方法所使用的廢熱鍋爐。作為本發(fā)明第一方面的一種裂解氣熱量綜合利用方法，其特征在于裂解爐出來的高溫裂解氣，通過一種廢熱鍋爐加熱鍋爐給水產(chǎn)生副產(chǎn)蒸汽，廢熱鍋爐的副產(chǎn)蒸汽通過蒸汽分配站進行分配，蒸汽分配站通過釋放部分副產(chǎn)蒸汽作為其他工序的加熱熱源或者根據(jù)需要補充部分蒸汽來進行分配調(diào)節(jié)；蒸汽分配站出來的全部或部分蒸汽用作原料汽化器的加熱熱源，原料液進料被汽化后進入裂解爐產(chǎn)生高溫裂解氣，而原料汽化器排出的蒸汽冷凝液可進入冷凝液收集站作為鍋爐補充水循環(huán)使用，冷凝液收集站通過補充部分蒸汽冷凝液或水，或者根據(jù)需要排放部分冷凝液至其他工序來進行分配調(diào)節(jié)。本發(fā)明所述的原料汽化器的溫度為5(TC15(TC;所述副產(chǎn)蒸汽的溫度為15(TC2(XrC。由于裂解氣中可能析出炭或其他聚合物，為了有效實施本發(fā)明，需要合理設(shè)計廢熱鍋爐。作為本發(fā)明第二方面的廢熱鍋爐，包括一筒體及置于筒體下部的單組或多組U型換熱管；所述筒體的下部為臥式圓筒，上部為立式圓筒，每組U型換熱管均由長直管與大半徑180。U型彎頭串聯(lián)成為一個整體；所述U型換熱管的長直管長度L以及大半徑180。U型彎頭的彎曲半徑R，分別滿足L》15DN,R》5DN，其中DN為所述長直管的公稱直徑；所述裂解氣走U型換熱管的管程是從U型換熱管下部進入、上部離開。本發(fā)明廢熱鍋爐上部筒體空間為蒸汽的汽相空間。裂解氣經(jīng)廢熱鍋爐下部筒體U型換熱管利用熱量后，溫度仍可高達(dá)25050(TC。因此，為了有效利用裂解氣的熱量，可以在廢熱鍋爐上部筒體內(nèi)設(shè)置過熱段，充分利用裂解氣的余熱來加熱飽和蒸汽使其過熱。同樣地，由于裂解氣中可能析出炭或其他聚合物，為盡量減少裂解氣的析炭或聚合，保證裝置較長周期的安全運行，從而有效地實施本發(fā)明，所述過熱段由單組或多組U型換熱管組成，每組U型換熱管均由長直管與大半徑180。U型彎頭串聯(lián)成為一個整體，其中長直管長度L以及大半徑180。U型彎頭的彎曲半徑R，分別滿足L》15DN，R》5DN，其中DN為所述長直管的公稱直徑。本發(fā)明可應(yīng)用在采用醋酸或丙酮等原料經(jīng)裂解制備乙烯酮及其衍生物的生產(chǎn)領(lǐng)域中。本發(fā)明提出的方法通過將高溫裂解氣作為廢熱鍋爐的加熱熱源副產(chǎn)蒸汽，廢熱鍋爐的副產(chǎn)蒸汽作為原料汽化器的補充蒸汽，而原料汽化器排出的蒸汽冷凝液又作為鍋爐補充水，從而實現(xiàn)了裂解氣熱量的間接綜合利用和蒸汽與水資源的循環(huán)利用。釆用本發(fā)明提出的方法后，不僅可以大大減少蒸汽和鍋爐補充水的用量，而且甚至可以有盈余的副產(chǎn)蒸汽對外供應(yīng)，可以節(jié)約能耗10%35%。裂解氣經(jīng)熱量利用后，其溫度最低可降低至約25(TC。圖l為本發(fā)明裂解氣熱量綜合利用方法的流程示意圖。圖2為本發(fā)明U型換熱管結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi)-廢熱鍋爐，2-U型換熱管，3-原料汽化器，4-裂解爐，5-蒸汽分配站，6-冷凝液收集站，7-過熱段，11-筒體，21-長直管，22-大半徑180°U型彎頭。具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式來進一步說明本發(fā)明。參看圖l，原料液經(jīng)過原料汽化器3汽化后形成原料蒸汽，原料蒸汽進入裂解爐4。從裂解爐4出來的高溫裂解氣，溫度高達(dá)60(TC80(TC，從廢熱鍋爐l內(nèi)置的U型換熱管2的下部進入，換熱后從上部離開，高溫裂解氣加熱鍋爐給水產(chǎn)生副產(chǎn)蒸汽，廢熱鍋爐的副產(chǎn)蒸汽通過蒸汽分配站5進行分配，蒸汽分配站5通過釋放部分副產(chǎn)蒸汽作為其他工序的加熱熱源或者根據(jù)需要補充部分蒸汽來進行分配調(diào)節(jié)；蒸汽分配站5出來的全部或部分蒸汽用作原料汽化器3的加熱熱源，原料液進料被汽化后進入裂解爐產(chǎn)生高溫裂解氣，而原料汽化器3排出的蒸汽冷凝液可進入冷凝液收集站6作為鍋爐補充水循環(huán)使用，冷凝液收集站6通過補充部分蒸汽冷凝液或水，或者根據(jù)需要排放部分冷凝液至其他工序來進行分配調(diào)節(jié)。廢熱鍋爐，包括一筒體11及置于筒體11下部的單組或多組U型換熱管2;筒體ll的下部為臥式圓筒，上部為立式圓筒，每組U型換熱管均由長直管與大半徑180。U型彎頭串聯(lián)成為一個整體。參見圖2，每組U型換熱管2的長直管21長度L以及大半徑18(TU型彎頭22的彎曲半徑R，分別滿足L》15DN，R》5DN，其中DN為所述長直管的公稱直徑；具體實施中，可以根據(jù)需要的換熱面積和實際的設(shè)備尺寸空間限制，確定采用單組還是多組以及L和R的具體數(shù)值。裂解氣走U型換熱管2的管程是從U型換熱管下部進入、上部離開。本發(fā)明的實施例1和實施例2中筒體11下部均設(shè)置有兩組U型管，其中L^40DN，R=IODN。與實施例l唯一的不同之處便是，廢熱鍋爐2的上部立式筒體內(nèi)設(shè)置了過熱段7。過熱段7也由單組或多組U型換熱管2組成，每組U型換熱管2均由長直管與大半徑18(TU型彎頭串聯(lián)成為一個整體，其中長直管長度L以及大半徑180。U型彎頭的彎曲半徑R，分別滿足L》15DN，R》5DN,其中DN為所述長直管的公稱直徑。具體實施中，可以根據(jù)需要的換熱面積和實際的設(shè)備尺寸空間限制，確定采用單組還是多組以及L和R的具體數(shù)值。在具體的實施例2中，廢熱鍋爐2的上部立式筒體內(nèi)設(shè)置了兩組U型管，其中L二20DN，R=10DN。實施例1與實施例2中采用的工序流程和設(shè)備均相同。作為對比，實施了對比實施例1與對比實施例2。對比實施例l按照普通的流程進行組織，未采用任何利用裂解氣熱量的措施，原料經(jīng)汽化器汽化后進入裂解爐，裂解爐出來的高溫裂解氣經(jīng)循環(huán)水冷卻后進入后續(xù)工序。對比實施例2與對比實施例1唯一的不同之處便是，對比實施例2中高溫裂解氣從裂解爐出來以后，先經(jīng)過套管式換熱器預(yù)熱進入裂解爐之前的被汽化后的原料蒸汽，裂解氣經(jīng)余熱利用之后再進入后續(xù)工序。對比實施例1和對比實施例2中采用的其他工序流程和設(shè)備均與實施例1與實施例2相同。對比實施例2采用的裂解氣余熱利用方法另有專利保護。本發(fā)明的權(quán)利保護以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。實施例l、實施例2以及對比實施例1、對比實施例2的相關(guān)結(jié)果見下表1，可見本發(fā)明提出的裂解氣熱量利用方法具有更加節(jié)能、經(jīng)濟的優(yōu)點。表l實施例l、實施例2以及對比實施例1、對比實施例2的相關(guān)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。權(quán)利要求1、一種裂解氣熱量綜合利用方法，其特征在于裂解爐出來的高溫裂解氣，通過一種廢熱鍋爐(1)加熱鍋爐給水產(chǎn)生副產(chǎn)蒸汽，廢熱鍋爐(1)的副產(chǎn)蒸汽通過蒸汽分配站(5)進行分配，蒸汽分配站(5)通過釋放部分副產(chǎn)蒸汽作為其他工序的加熱熱源或者根據(jù)需要補充部分蒸汽來進行分配調(diào)節(jié)；蒸汽分配站(5)出來的全部或部分蒸汽用作原料汽化器(3)的加熱熱源，原料液進料被汽化后進入裂解爐(4)產(chǎn)生高溫裂解氣，而原料汽化器(1)排出的蒸汽冷凝液可進入冷凝液收集站(5)作為鍋爐補充水循環(huán)使用，冷凝液收集站(6)通過補充部分蒸汽冷凝液或水，或者根據(jù)需要排放部分冷凝液至其他工序來進行分配調(diào)節(jié)。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的裂解氣熱量綜合利用方法，其特征在于所述的原料汽化器(3)的溫度為50。C150。C;所述副產(chǎn)蒸汽的溫度為150。C200。C。3、一種權(quán)利要求l所述的裂解氣熱量綜合利用方法所使用的廢熱鍋爐，其特征在于，包括一筒體(11)及置于筒體(11)下部的單組或多組U型換熱管(2);所述筒體(11)的下部為臥式圓筒，上部為立式圓筒，每組U型換熱管(2)均由長直管(21)與大半徑180。U型彎頭(22)串聯(lián)成為一個整體；所述裂解氣走U型換熱管(2)的管程是從U型換熱管(2)下部進入、上部離開。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢熱鍋爐，其特征在于，所述U型換熱管(2)的長直管(21)長度L以及大半徑180。U型彎頭(22)的彎曲半徑R，分別滿足L》15DN，R》5DN，其中DN為所述長直管(21)的公稱直徑。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢熱鍋爐，其特征在于，在所述廢熱鍋爐(1)上部筒體內(nèi)設(shè)置過熱段(7)。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢熱鍋爐，其特征在于，所述過熱段(7)由單組或多組U型換熱管(2)組成。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢熱鍋爐，其特征在于，每組U型換熱管(2)均由長直管(21)與大半徑180°U型彎頭(22)串聯(lián)成為一個整體，其中長直管(21)長度L以及大半徑180。U型彎頭(22)的彎曲半徑R，分別滿足L》15DN，R》5DN，其中DN為所述長直管(21)的公稱直徑。全文摘要本發(fā)明公開了一種采用醋酸或丙酮等原料經(jīng)裂解制備乙烯酮及其衍生物的生產(chǎn)領(lǐng)域中的裂解氣熱量利用方法及所使用的廢熱鍋爐。該方法通過將高溫裂解氣作為廢熱鍋爐的加熱熱源副產(chǎn)蒸汽，廢熱鍋爐的副產(chǎn)蒸汽可作為原料汽化器的補充蒸汽，而原料汽化器排出的蒸汽冷凝液可作為鍋爐補充水，從而實現(xiàn)了裂解氣熱量的間接綜合利用和蒸汽與水資源的循環(huán)利用。文檔編號F22B1/16GK101451702SQ20071017158公開日2009年6月10日申請日期2007年11月30日優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日發(fā)明者曾義紅,陳建中,顧明蘭申請人:上海吳涇化工有限公司