[發明專利]一種加氫進料的加熱方法及其裝置

有效

• 申請號: 201110102566.1
• 申請日: 2011-04-22
• 公開（公告）號: CN102746896A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 張兆前;周華群;董衛剛;何濤波;李瀟;范明;白躍華;梅建國
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C10G67/02
• 分類號: C10G67/02
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種加氫進料油氣加熱方法及其裝置。

背景技術

加氫裝置反應器進料加熱爐，一般簡稱加氫爐。按操作壓力分類，加氫爐可分為高壓加氫爐和中、低壓加氫爐兩大類。操作壓力在10.0Mpa以上的一般叫做高壓加氫爐，如減壓渣油加氫(VRDS)爐、常壓重油加氫(ARDS)爐、加氫裂化爐、潤滑油異構化加氫脫蠟爐、潤滑油加氫處理爐、潤滑油加氫降凝爐等。操作壓力在10.0Mpa以下的一般叫做中、低壓加氫爐，如石腦油預加氫爐、柴油臨氫降凝爐、煤油或柴油加氫精制爐和潤滑油加氫精制爐等。

對于一些中、低壓加氫爐，當采用爐后混氫工藝時，其爐管材質一般選用價格不高的鉻-鉬鋼或碳鋼，大都選用對流-輻射型圓筒爐。部分中、低壓加氫爐和大多數高壓加氫爐采用爐前混氫，加熱爐盤管均處在高溫、高壓和臨氫狀態下直接見火操作，其盤管的工藝設計和結構設計要求非常嚴格。特別是高壓加氫爐，由于其操作條件十分苛刻，早期的加氫爐都設計成純對流爐，避免受火焰直接加熱。純對流爐安全性相對較高，但是由于采用與煙氣的對流換熱，傳熱系數低，且對流室內溫度低，需換熱爐管多，造成較大的壓降損失，且重油加氫加熱爐管材昂貴，管壁又厚，建造費用高，因此采用純對流爐無論是爐子熱效率，還是管材利用率都非常低，很不經濟。隨著技術的不斷發展，自20世紀70年代以來，高壓加氫爐逐漸改用輻射-對流型或純輻射性爐。由于高壓加氫爐除純氫氣加熱爐外，管內被加熱介質一般都是氫氣加重質油(如減壓渣油、常壓重油等)或減壓瓦斯油，無論是為了避免結焦，延長操作周期，提高高合金爐管的使用壽命；還是為了避免裂解而影響產品品質，都要求加熱過程十分均勻，最高加熱強度不能超過某一較低的限制值，以免局部過熱而迅速裂解和結焦，影響操作周期，甚至燒穿爐管。近年來，由圓筒爐、立管立式爐發展到臥管單面輻射立式爐、單排臥管雙面輻射爐，上述問題得到了一定的解決，但是嚴重結焦和燒壞爐管的事故時有發生。

發明內容

本發明的目的是提供一種加氫進料的加熱方法及其裝置；本方法是利用以熔融的熔鹽為熱媒介的間壁式換熱器，將加氫反應器的進料油氣加熱到所需溫度，替換原有加氫工藝中加熱爐。

本發明所述的一種加氫進料的加熱方法是由以熔融的熔鹽為熱媒介的間壁式換熱器實現的。來自脫硫單元的循環氫在排放一部分廢氫后與新氫經壓縮機加壓后與加氫原料油混合后組成加氫進料，與反應器產品換熱后進入以熔融的熔鹽為熱媒介的間壁式換熱器加熱至200℃～500℃，進入加氫反應器內進行反應，反應后產品經換熱后進入后續的分離裝置，所述的間壁式換熱器熔融的熔鹽由熔鹽加熱系統提供，工作過程如下：將混合無機鹽粉狀顆粒加入到熔鹽槽中，在熔融槽中通入高壓蒸汽或電加熱，熔鹽槽內溫度達到142℃以上，混合無極鹽粉狀顆粒熔化成液體，當熔鹽溫度達到180℃，熔鹽加熱爐點火升溫，由熔鹽循環泵對熔鹽強制液相循環，輸送至熔鹽加熱爐加熱，控制在熔鹽爐出口的熔鹽溫度或熔鹽換熱器熔鹽流的入口溫度在350℃～550℃，熔鹽輸送至換熱器內間壁加熱加氫進料至所需溫度，繼而返回熔融槽中。

本發明所采用的熔鹽由硝酸鉀、亞硝酸鈉和硝酸鈉三種無機鹽混合而成，常規質量混合比例為：硝酸鉀為53％，亞硝酸鈉為40％，硝酸鈉為7％。該熔鹽的熔點為142℃，沸點680℃，在550℃以下非常穩定，幾乎不會蒸發，無毒無味，對設備無腐蝕。最佳使用溫度為350℃～530℃。

本發明所述的熔鹽爐加熱系統包括熔融槽、循環泵、熔鹽加熱爐。熔鹽在停工狀態下全部在熔融槽中，開工時先蒸汽或電加熱將其加熱為液相。正常工作時以燃油或煉廠氣、天然氣等氣體烴為燃料，在熔鹽加熱爐將從熔融槽中抽取的熔鹽加熱，利用循環泵產生的動力強制液相循環，將熱能輸送給要加熱的加氫進料油氣，繼而返回熔融槽中。

本發明通過控制熔鹽溫度和循環流量可以控制所被加熱的加氫進料出口溫度，溫度范圍可控制±1℃內，且熔鹽流為閉路循環，液相輸送熱能，傳熱系數較高，可使用較少的換熱器材即到達換熱效果，同時熱損失小，節能效果顯著，環保效果好；在熱負荷變化的場合，熱效率也能保持在最佳水平；由于采用將熔融的熔鹽輸送至間壁式換熱器進行熱量交換，可同時為多個用熱單元提供熱量；采用熔鹽與加氫進料在間壁式換熱器換熱技術的安全性能高，相對于加熱爐(或加氫爐)火焰直接加熱油流，間壁式換熱器內溫度較低，設備燒穿可能性大大降低，即使加氫進料與熔鹽流串漏，也不會發生火災。