丙烷脱氢装置进料加热炉散热损失计算分析(1)
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45万吨/年丙烷脱氢制丙烯(PDH)装置工艺技术规程(UOP C3 Oleflex 工艺)2018年11月13日目录1 预处理工段 (1)2 丙烷脱氢反应工段 (1)3 催化剂再生工段 (4)4 冷箱分离工段 (8)5 SHP工段 (9)6 精馏工段 (9)7 PSA工段 (10)8 全厂系统(蒸汽凝液系统) (12)9 丙烷低温储罐及其辅助系统 (12)10 中间罐区 (13)11 火炬 (14)12 空压站及氮气辅助系统 (17)13 本项目涉及的主要化学反应 (19)1 预处理工段来自新鲜丙烷进料加热器(21E0601)的新鲜丙烷原料先进入进料保护床(21D0101-1/2),在此用树脂吸附剂除去氮化物和有机金属化合物。
这两台保护床可以通过调整进出料管道来改变两台保护床的前后。
接着丙烷原料流过汞脱除器(21D0102)除汞,然后进入进料干燥器(21D0103-1/2))以脱除原料中的水分(原料中如果含水将在分离系统结冰,就可能堵塞系统。
这两台干燥器一般在系统开车时用来干燥进料,正常运行时可不用。
进料干燥器装填分子筛以从丙烷中脱除水分。
进料干燥器设计为每周再生一次,再生用干燥的丙烷气来完成,丙烷在进料干燥再生蒸发器(21E0120)中用蒸汽先加热到60℃,然后用原料干燥再生过热器(21E0122)加热到232℃左右,以与丙烷进料相反的方向进入进料干燥器去再生干燥床层,然后进入进料干燥再生冷凝器(21E0102),被冷凝后送到进料干燥再生收集器(21D0104),在此水与再生丙烷分离,丙烷用进料干燥再生泵(21P0101)输送到在线操作的干燥器入口,废水送至反应工段与含硫废液混合后一并送至含硫/盐污水处理装置处理。
2 丙烷脱氢反应工段(1)原料预热及反应自冷箱分离工段回收冷量后的原料丙烷送至热联合进料换热器(21E0201-1/2/3/4)内与出反应器的粗产品气进行换热进一步提高进料温度同时降低粗产品的温度。
丙烷脱氢装置进料加热炉散热损失计算分析作者:朱威张世亮摘要:进料加热炉是丙烷脱氢制丙烯的主要设备之一,由于裂解所需温度很高,故其内部耐火水泥的浇筑质量将直接影响到进料加热炉的寿命以及运行成本。
本文对进料加热炉耐火水泥的特点、浇筑过程、注意事项及热损失等都做了初步的论述。
关键词:丙烷脱氢进料加热炉耐火水泥浇筑1引言在丙烷脱氢制丙烯的生产工艺中,进料加热炉是最重要的设备之一,来自进料预处理单元的丙烷(纯度97%以上)在经过汽化并二次预热后进人进料加热炉盘管中进行加热到600℃,并利用烟道气用来预热进料丙烷,同时把装置锅炉给水从110℃加热到122℃。
进料加热炉盘管最高工作温度可以达到600℃;,辐射段炉内壁的温度可达700℃,而烧嘴周围的温度可以达到1400℃,但是对于进料加热炉外壁平均温度要求在70℃以下,以保证热损失在设计合理范围之内。
这就对进料加热炉耐火、水泥的耐火性能、保温性能提出了很高的要求。
由于箱式进料加热炉的结构特点,对于水泥的强度要求也很严格。
因此,能否将耐火水泥精确而坚固的浇筑在炉体钢板上,将直接影响到进料加热炉的使用寿命和大修周期,对于今后的生产成本也有影响。
天津渤化石化有限公司2012年新建的丙烷脱氢装置中使用的进料加热炉是意大利ITT公司的产品,生产能力为60万吨丙烯/年。
全炉分为三大模块:辐射段(radiant module)、对流段(convection module)和烟道段(stack module)。
考虑到中方施工的实际困难,对流段以及烟道段已经在生产厂家浇筑完毕,中方施工的部分为辐射段底板,共有墙板33块,面积合计708.61㎡。
所有底板均在现场浇筑并养护后再进行吊装,现场总浇筑工程量178. 18m3,94.15吨。
1.1 炉墙散热损失计算根据热传导理论,炉墙散热损失计算应分为平壁和圆筒壁两种。
当圆筒壁内径与外径之比大于0.5时,可近似按平壁计算。
因此,石油化工厂管式加热炉炉墙散热损失计算,均可以按平壁方法计算。
换热器传热技术在丙烷脱氢反应中的应用与设计随着能源需求的增加和环境污染的加剧,丙烷脱氢反应作为一种重要的催化过程受到了广泛关注。
在丙烷脱氢反应过程中,换热器传热技术的应用对于提高反应效率、降低能耗以及减少环境污染具有重要意义。
本文将探讨换热器传热技术在丙烷脱氢反应中的应用与设计。
换热器在丙烷脱氢反应中起到了至关重要的作用。
其主要任务是通过传递热量,使反应系统能够保持适宜的温度范围,以提高反应效率。
在换热器的设计中,需要考虑如何实现高效的传热,以及如何降低能量损失。
首先,换热器的传热技术在丙烷脱氢反应中的应用需要具备高效的传热能力。
常见的传热技术包括换热管传热、板式传热和螺旋式传热等。
在选择传热技术时,需要考虑反应物料和工艺条件的特性。
例如,对于高温高压的反应条件,换热器应具备耐高温的特点,并采用耐高压材料制造,以确保系统的稳定性。
其次,在换热器的设计过程中,需要注意如何降低能量损失。
换热器的能量损失主要包括传热过程中的传导和辐射损失,以及流体中的压降损失。
为了减少传导和辐射损失,可以采用保温材料对换热器进行包裹,提高热量利用率。
对于流体中的压降损失,可以通过优化流道结构和流体流速来减少。
此外,还可以考虑采用多级热交换装置,将热能充分利用,以最大程度地降低能量损失。
此外,在换热器的设计中,还需要考虑换热器与反应器之间的协调性。
换热器与反应器之间的协调性对于反应系统的稳定运行至关重要。
在设计过程中,需要根据反应热量的特点,考虑换热器的尺寸和位置,以确保热量能够及时传递并维持反应器的稳定温度。
最后,在换热器的设计中,需要综合考虑经济性和可持续性。
换热器的设计不仅需要满足反应工艺的需求,还需要考虑成本和环境影响。
为了提高经济性,可以采用高效节能的设备,并优化换热器的结构和材料选择。
对于可持续性,可以考虑采用环保型的传热介质和技术,降低对环境的影响。
综上所述,换热器传热技术在丙烷脱氢反应中的应用与设计具有重要的意义。
第3422020年3月天津 工Tianjin Chemical Industry Vol.34No.2Mar.2020近年来,丙烷脱氢项目发展迅速,丙烷脱氢技 术在国内趋于成熟,丙烯产能逐年增加,市场竞争日益激烈。
具有相对低的单位产品综合能耗,将具有更好的经济性,实现可持续发展。
考虑到国内外各地的各项原料及公用工程消耗的市场价格因地域差异等因素价格不尽相同,因此在同行业中统一出计能耗的 。
同,在 :现有的 能耗将会在市场竞争中发挥更大的优势。
1主要工艺介绍天津丙烷脱氢丙烯工艺 国Lummus丙烷脱氢装置能耗计算及节能措施林秀岩,王学磊(天津渤海&化有)公司,天津300452)摘要:本文通过相关要求确定了丙烷脱氢装置单位产品综合能耗的计算方法,并进行实际统计核算出了目前的能耗水平,阐述了节能降耗的一些措施。
关键词:丙烷脱氢;单位产品综合能耗;节能降耗doi:10.3969/j.issn. 1008-1267.2020.02.013中图分类号:TQ050文献标志码:A文章编号:1008-1267(2020)02-0040-02公司的Catofin 技术,采用固定床工艺和Cr 2O 3- AI 2O 3 。
丙烷 产品 的丙烷合,经原料 脱原料中C # 的 ,经原料加到脱氢 的, 脱氢 [,在 用下发脱氢 ⑴。
脱氢 i出料 成 及,,相, 成成的氢及原料中C 2, PSA 单 氢相成的丙烯及的丙烷,产品一 ,到产品丙烯[2]1)。
图1丙烷脱氢制丙烯工艺流程图收稿日期:2019-12-14第34卷第2期林秀岩等:丙烷脱氢装置能耗计算及节能措施412丙烷脱氢装置能耗计算方法为了提高能耗计算的合理性,深刻反映能耗指标的系统特性,有利于提高工艺装置和公用工程系统的用能水平,天津丙烷脱氢装置能耗采用单位产品能耗为基准进行计算。
2.1计算公式e=E/G式中:e-单位丙烯产品综合能耗(kgoe/t);E-丙烷脱氢装置能耗(kgoe);G-丙烷脱氢装置丙烯产品产量(t)中E=!(M c RJ+!Q g式中:M e-耗的量,量计正值,量计负值;R e-耗的能折算值;Q厂与外界交换的能量,输入能源计正值,输出能计负值。
丙烷脱氢装置废热锅炉脱硝系统改造摘要:为了进一步减少烟气排放中氮氧化物,为烟气余热锅炉配置了脱硝段,以实现降低烟气污染的目的。
提供工艺流程模拟,同时在锅炉厂家详细设计协助下,对脱硝注氨系统设备本体结构布局进行了优化,降低了氨的消耗量和逃逸。
在工艺和设备改进后,最终烟气排放中氮氧化物含量大大降低,并且氨消耗量也有明显减少,有效增加企业生产的经济效益和安全环保效益。
关键词:丙烷脱氢装置;氮氧化物;烟气余热锅炉引言东莞巨正源科技有限公司120万吨/年丙烷脱氢制高性能聚丙烯项目一期工程余热锅炉设计装置操作时间不少于8000小时/年,操作弹性为60%~110%。
该工艺采用的固定床反应器,脱氢催化剂使用一段时间以后会结焦,所以新鲜空气经过加热炉加热后,高温空气对催化剂进行烧焦再生再热,最后的废气经过余热锅炉,锅炉用于回收再生空气加热炉里的余热来生产高压蒸汽并预热再生空气。
一、工艺流程简述反应器再生后的高温烟道气进入废热锅炉(EA-1004),以回收烟道气中的余热。
烟道气经过高压蒸汽过热段后,之后经过高温空气预热段后,进入SCR脱硝床,以脱除其中的NOX,然后依次通过高压蒸汽发生段、再生空气预热器、省煤器回收余热后,从烟囱排放至大气。
为了达到更好脱硝效果,氨气与高温空气在静态混合器中混合,用于混合的高温空气量不大于9t/h,混合均匀后含氨高温稀释空气分别进入氨格栅各分支。
通过氨格栅均匀与烟气混合后进入脱硝催化剂进行脱硝反应。
1.流场模拟技术目标在第一层催化剂入口处烟气与氨气混合充分,且均匀分布于脱硝反应器中。
1.满足脱硝催化剂参数要求;2.在110%工况,脱硝喷氨格栅压力损失不大于130Pa;3.催化剂层前的速度分布要求:相对标准偏差小于15%;4.催化剂层前的温度分布要求:最大绝对偏差±10℃;5.催化剂层前的NOx/NH3比率分布要求:相对标准偏差小于5%;(6)氨气正常用量最大值按100kg/h;6.氨格栅入口NOX含量最大值按1000mg/Nm3(Dry@3%O2),NOx中的NO2浓度≤80%;7.氨和空气混合后进喷氨格栅管道内总量不高于9t/h。
丙烷脱氢工艺技术经济分析及投资估算
Oleflex工艺
UOP公司的Oleflex工艺是80年代开发的,1990年首先在泰国实现了工业化,1997年4月韩国投产25万吨/年丙烯的联合装置采用第二代Oleflex技术。
目前,全世界Oleflex丙烷脱氢制丙烯总生产能力达250万吨/年。
表2 Oleflex工艺35万吨/年工业装置物料平衡
Oleflex工艺利用富含丙烷的LPG作原料,在压力为3.04 MPa,温度为525℃,铂催化剂作用下脱氢,经分离和精馏得到聚合级丙烯产品。
Oleflex采用移动床技术,由反应区、催化剂连续再生区、产品分离区和分馏区组成。
丙烷单程转化率为35%-40%,丙烯选择性为84%,丙烯产率约为85%,氢气产率约为3.6% 。
该技术烯烃收率稳定,催化剂再生方法理想,催化剂使用寿命长,装填量少,但移动床技术复杂,投资和动力消耗较高。
表3 丙烷脱氢工艺技术比较
表4 Oleflex生产工艺装置投资估算(2002年)
表5 Oleflex工艺技术转让费用(1999年)。
本项目设计主要是一台年产60 万吨丙烯的丙烷脱氢装置(PDH),项目建设地为中国浙江省宁波市北仑区青峙开发区。
项目采用的丙烷脱氢装置引进美国CB&I LUMMUS 公司的CATOFIN 丙烷脱氢制丙烯工艺,该工艺采用高效的铬系催化剂和HGM 材料;具有丙烷转换率高、丙烯选择性好、原料适应性强及装置在线率高等优点,是目前丙烷脱氢制丙烯的先进技术之一。
CATOFIN PDH 工艺通过固定床反应器,在氧化铬-氧化铝催化剂上将丙烷转换为丙烯。
未转化的丙烷将被分离并且循环利用,丙烯是唯一的主产品。
PDH装置规模大,PDH装置操作条件比较复杂,导致设备规格大型化。
设备大型化对设备设计、制造、检验等都会带来很多不利问题。
根据基础设计开工报告可知,PDH装置设备涉及反应器、塔器、容器、换热器、压缩机、透平、泵和过滤器等诸多类型。
统计各设备的数量装置大型设备就有199台,并且绝大多数为国外进口设备。
根据PDH的工艺物料的特性,本装置属于甲类生产装置,生产过程中涉及的主要物料为丙烷、丙烯、乙烯、装置尾气和天然气。
这些物料都属于易燃、易爆的物质,乙烯、氢气、共聚单体均属甲类火灾危险物质。
这些物质一旦泄漏与空气或氧化物接触,形成爆炸混合气体,极易引发火灾爆炸事故。
因此,火灾、爆炸是本装置的主要危险,防泄漏、防火、防爆是装置安全生产工作的重点。
丙烯工艺流程主要包括物料反应,产物压缩分离及尾气回收和产品提纯三个大的部分。
PDH装置规模大,PDH装置操作条件比较复杂,导致设备规格大型化。
设备大型化对设备设计、制造、检验等都会带来很多不利问题。
根据基础设计开工报告可知,PDH装置设备涉及反应器、塔器、容器、换热器、压缩机、透平、泵和过滤器等诸多类型。
统计各设备的数量装置大型设备就有199台,并且绝大多数为国外进口设备。
根据PDH的工艺物料的特性,本装置属于甲类生产装置,生产过程中涉及的主要物料为丙烷、丙烯、乙烯、装置尾气和天然气。
丙烷脱氢制丙烯工艺及相关技术要点分析摘要:文章基于对丙烷脱氢和传统裂解技术制丙烯技术进行对比论述,对当前较为主流的五种丙烷脱氢工艺进行分析,着重分析了Catofin工艺与Oleflex工艺的应用及其技术要点,以期能够为制丙烯技术的应用推广提供有效参考。
关键词:丙烷脱氢;丙烯;催化剂;工艺技术一、丙烷脱氢制丙烯技术相关概述丙烷脱氢制丙烯的主反应式为:C3H8C3H6+H2,R(25℃)=124.35kJ/(g·mol)。
采取降低反应压力与适当提升反应温度能够提升脱氢催化效率,进而提升丙烷转化效率。
工业丙烷脱氢制丙烯的反应温度通常需要控制在500-680℃,将压力控制在负压与微正压之间。
然而若是片面提升反应温度,会对反应造成负面影响,导致热裂解反应使得催化剂活性降低。
此时需要通过不断的添加催化剂进行反应再生,不但会增加生产成本而且也会为反应装置设计制造增加较大难度。
因此对反应温度及反应剂量的合理控制极为重要。
较之传统的裂解反应制丙烯,丙烷脱氢技术具备三方面的明显优势。
一是进料单一产品单一,反应的主要原料就是丙烷,反应产物除了丙烯之外就是氢气,极易分离提纯;二是原料市场价格较为稳定,并且与丙烯市场不存在直接联系,能够使生产厂家实现对原料成本的合理把控,提高风险规避水平。
此外对于需要大量外购丙烯衍生物的生产厂家而言,可在丙烷市场波动最低点时购进丙烷,提高了其在原料成本与运输成本预算方面的可控性。
至今为止,丙烷脱氢制丙烯技术已历经20多年发展历史,工艺水平得到了较大程度的完善,在工业生产方面的应用也在不断成熟发展。
目前,应用较为主流的丙烯脱氢制丙烯工艺主要有五种: Oleflex工艺、Catofin工艺、流化床(FBD)工艺、蒸汽活化重整(STAR)工艺、PDH工艺。
其中Oleflex工艺与Catofin工艺应用最为成熟、广泛。
二、丙烷脱氢制丙烯工艺及相关技术要点(一)Oleflex工艺Oleflex工艺是UOP公司在上世纪八十年代开发应用的一种丙烷脱氢制丙烯技术。
丙烷脱氢(PDH)进料加热炉集合管应力分析研究与优化作者:***来源:《机电信息》2020年第09期摘要:近年來丙烯需求旺盛,所以丙烷脱氢制丙烯(PDH)装置上马较多。
PDH生产工艺核心部分是氧化反应单元,丙烷原料与富含氢气的循环丙烷气混合,经加热炉加热到反应器所需进口温度并在高选择性铂催化剂作用下反应生成丙烯。
以上物料经由进料集合管,通过密集的炉管于炉膛内加热,再汇集于出料结合管至反应器。
该管道系统温度高,热位移大,应力分析难度高,多个项目现场炉管、结合管及反应器管口焊缝处出现了焊缝裂纹。
现通过对该系统进行详细的应力分析,结合现场案例提出优化改进措施。
关键词:丙烷脱氢;加热炉;集合管;反应器;管道应力分析0 引言丙烷脱氢工艺为UOP公司专利技术,即在压力大于0.1 MPa、温度580~650 ℃、铂催化剂作用下进行丙烷脱氢、分离和精馏,得到聚合级丙烯产品。
由于温度高,涉及加热炉、反应器等关键敏感设备,所以管道应力分析需要非常详尽。
而大量恒力弹簧支吊架的应用,对管道应力分析模型的精确度要求非常高。
如果数据考虑不全面,造成弹簧选型不恰当,会导致管道系统应力水平超标,出现法兰泄漏,焊缝裂纹,甚至造成紧急停车检修,从而大大影响装置的安全性和生产效益。
本文就应力分析模型的建立和需要考虑的要素进行阐述分析,基于应力分析结果并结合生产实例对管道系统的支架设计提出改进方案,以期保证设计安全,保障业主正常生产。
1 应力分析模型建立应力分析计算模型的建立是做管道研究的第一步,模型要设定正确的边界条件,比如和管道相连接的设备如加热炉、反应器设备,要考虑设备热膨胀对管道系统的影响,管道的直径、壁厚、腐蚀余量、密度,流体的密度、温度、压力,保温厚度、密度等条件也要分别核查清楚。
精确模型的建立基于以下几点考虑:1.1 管道输入数据加热炉进、出料总管及炉管尺寸与材料如表1所示。
进出料总管、支管以及炉管如图1所示。
1.2 法兰、法兰盖、8字盲板、螺栓应力分析软件(CAESAR)里面的数据库并不包括盲板法兰的重量和8字盲板的重量,我们平常建模通常就用数据库里面法兰的重量来代替盲板法兰和8字盲板的重量,在这里就不可以,必须查找相关资料给出准确数据。
45万吨年丙烷脱氢制丙烯(PDH)装置工艺操作规程(UOP_C3_Oleflex_工艺)45万吨/年丙烷脱氢制丙烯(PDH)装置工艺技术规程(UOP C3 Oleflex 工艺)2018年11月13日目录1 预处理工段 (1)2 丙烷脱氢反应工段 (1)3 催化剂再生工段 (4)4 冷箱分离工段 (8)5 SHP工段 (9)6 精馏工段 (9)7 PSA工段 (10)8 全厂系统(蒸汽凝液系统) (12)9 丙烷低温储罐及其辅助系统 (12)10 中间罐区 (13)11 火炬 (14)12 空压站及氮气辅助系统 (17)13 本项目涉及的主要化学反应 (19)1 预处理工段来自新鲜丙烷进料加热器(21E0601)新鲜丙烷原料先进入进料保护床(21D0101-1/2),在此用树脂吸附剂除去氮化物和有机金属化合物。
这两台保护床可以通过调整进出料管道来改变两台保护床的前后。
接着丙烷原料流过汞脱除器(21D0102)除汞,然后进入进料干燥器(21D0103-1/2))以脱除原料中水分(原料中如果含水将在分离系统结冰,就可能堵塞系统。
这两台干燥器一般在系统开车时用来干燥进料,正常运行时可不用。
进料干燥器装填分子筛以从丙烷中脱除水分。
进料干燥器设计为每周再生一次,再生用干燥的丙烷气来完成,丙烷在进料干燥再生蒸发器(21E0120)中用蒸汽先加热到60℃,然后用原料干燥再生过热器(21E0122)加热到232℃左右,以与丙烷进料相反的方向进入进料干燥器去再生干燥床层,然后进入进料干燥再生冷凝器(21E0102),被冷凝后送到进料干燥再生收集器(21D0104),在此水与再生丙烷分离,丙烷用进料干燥再生泵(21P0101)输送到在线操作的干燥器入口,废水送至反应工段与含硫废液混合后一并送至含硫/盐污水处理装置处理。
2 丙烷脱氢反应工段(1)原料预热及反应自冷箱分离工段回收冷量后的原料丙烷送至热联合进料换热器(21E0201-1/2/3/4)内与出反应器的粗产品气进行换热进一步提高进料温度同时降低粗产品的温度。
CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2022,32(2)Oleflex丙烷脱氢工艺技术工业应用的改进丁长喜 惠生工程(中国)有限公司 北京 100032 范龙飞 山东滨华新材料有限公司 滨州 256600 摘要 本文叙述了UOP的Oleflex丙烷脱氢工艺技术的工业应用,总结了近年来已运行装置中主要采用的优化改进措施,阐述了Oleflex丙烷脱氢工艺技术今后在工业应用上可改进的方向。
关键词 Olefex丙烷脱氢 工艺技术 工业应用 改进丁长喜:工程师。
2013年毕业于大连理工大学化学工程专业获得硕士学位。
从事石油化工工艺设计工作。
联系电话:17710344520,E mail:dingchangxi@wison com。
丙烷脱氢技术(PDH)是丙烯生产的主流技术之一。
目前,全世界已工业化的丙烷脱氢装置主要采用UOP的Oleflex工艺和Lummus的Catofin工艺,前者丙烷脱氢反应器采用移动床技术,后者丙烷脱氢反应器采用固定床技术[1,2]。
随着科技的进步,各自技术都有了很大的改进。
本文仅对UOP的Oleflex工艺技术工业化装置近年来采取的改进措施和最新的Oleflex工艺技术研究及应用进展进行介绍。
1 典型Oleflex丙烷脱氢工艺流程典型Oleflex丙烷脱氢工艺流程见图1。
原料丙烷在冷箱分离系统配氢气后,经换热进入加热炉加热,然后进入反应器发生脱氢反应,脱氢产物经过压缩、脱氯、干燥后进入冷箱分离系统,分离出来的干气,部分作燃料气,部分作提升气,部分进PSA产氢气。
冷箱分离出来的C2+液体产品,经液体产品泵输送至脱乙烷塔系统进行C2/C3分离,脱乙烷汽提塔塔底液相进入丙烯-丙烷分离塔,并采用热泵系统得到丙烯产品。
按照工艺流程将Oleflex丙烷脱氢装置分为反应单元、分离单元、催化剂再生单元[3]。
三个单元的工艺流程及设备都在过往工业化装置中有所改进。
以下工艺参数主要以设计规模为60万吨/年的Oleflex装置进行论述。
加热炉热损耗
加热炉的热损耗主要包括熔失热损耗、散热热损耗、冷却水热损耗和烟气热损耗等。
这些损耗不仅浪费了能源,还降低了加热炉的工作效率。
为了降低这些损耗,可以采取以下措施:
1.选用合理的隔热保温材料。
根据加热炉的使用条件。
进行计算节能效果,并分析对比,选择合适的质量好的隔热保温材料。
针对加热炉炉墙、炉顶、炉底和炉筋管保温材料需选用导热率低,蓄热少的绝热耐火材料。
如有需要可适当增加保温层厚度。
降低热显损失。
2.降低排烟系统环境温度。
排烟系统环境温度越高,热损害越大。
排气管环境温度应尽可能降低,防止热虽过多损失。
3.增加保温层厚度。
对于加热炉的炉墙、炉顶等部位。
应增加保温层厚度,以减少热虽损失。
4.选用高效能的电热元件。
使用高效能的电热元件可以减少电能的损耗,提高加热效率。
5.定期维护和保养加热炉。
定期对加热炉进行维护和保养,检查各部件是否正常运转,及时修复损坏的部件。
可以提高加热炉的效率和安全性。
通过以上措施,可以有效地降低加热炉的热损耗,提高能源利用率,节约能源。
降低生产成本,同时也有助于保护环境,实现绿色制造。
丙烷脱氢反应热丙烷脱氢反应是有机化学中的一种常见反应,其反应式可以表示为:C3H8 → C3H6 + H2在该反应中,一个丙烷分子失去两个氢原子,生成一个丙烯分子和一个氢气分子。
这是一种热力学上的放热反应,即反应过程中释放出热能。
反应热是指在一定条件下,反应物与生成物之间的能量差。
对于丙烷脱氢反应来说,反应热可以通过实验测定得到。
实验结果表明,该反应热为-125.68 kJ/mol。
丙烷脱氢反应热的负值表示该反应是放热反应。
放热反应是指在反应过程中,系统释放出能量,使其周围环境升温。
在丙烷脱氢反应中,丙烷分子中的碳-碳键和碳-氢键被断裂,形成丙烯分子和氢气分子,产生的能量以热的形式释放出来。
丙烷脱氢反应热的测定通常采用燃烧热测定法。
该方法是将丙烷与氧气在恒定的压力下燃烧,使其完全氧化为二氧化碳和水。
通过测量燃烧过程中释放的热量,可以计算出丙烷燃烧生成物与反应物之间的能量差,即反应热。
丙烷脱氢反应热的测定还可以通过热化学计量法进行。
该方法是在恒定的温度下,将已知质量的丙烷和反应物混合,在反应过程中测量温度的变化。
根据温度变化与反应热的关系,可以计算出丙烷脱氢反应热。
丙烷脱氢反应热的测定对于研究有机化学反应的热力学性质具有重要意义。
通过测定反应热,可以了解反应的放热性质,为反应条件的选择提供依据。
同时,反应热也可以用于计算反应物与生成物之间的能量差,从而推导出反应物的热力学性质。
丙烷脱氢反应热的测定还可以用于计算反应的焓变。
焓变是指在恒定压力下,反应过程中系统吸收或释放的热量。
通过测定反应热,可以计算出丙烷脱氢反应的焓变,从而了解反应的热力学性质。
总结起来,丙烷脱氢反应是一种放热反应,其反应热为-125.68 kJ/mol。
反应热的测定可以通过燃烧热测定法和热化学计量法进行。
丙烷脱氢反应热的测定对于研究有机化学反应的热力学性质具有重要意义,可以用于计算反应的焓变和推导出反应物的热力学性质。
气体分馏装置脱丙烷塔进料由饱和态改为过热态的技术与节能探讨【摘要】中石化胜利油田分公司石油化工总厂8×104吨/年气体分馏装置,以重油催化液化气为原料,生产精丙烯产品。
经过优化运行参数,以及节能技改技措,实现了装置在生产负荷达设计负荷1.5倍的条件下,运行平稳,产品质量合格,实际能耗仅为设计能耗的72.07%,装置取得了良好的经济效益。
为了进一步降低装置能耗,对脱丙烷塔进料温度参数进行了提高,并进一步优化脱丙烷塔的运行参数,将装置的能耗降低了4.06%,达到了进一步降低装置能耗的目的。
【关键词】气体分馏;进料;饱和态;过热态;节能降耗0.前言中石化胜利油田分公司石油化工总厂8×104吨/年气体分馏装置,于1995年建成投产,原设计以油田轻烃为原料生产正丁烷产品,1999年后因下游装置的原因一直处于闲置状态。
2003年中国石化工程建设公司(SEI)对该装置进行改造设计,改造后的装置以重油催化液化气为原料,生产精丙烯产品,加工能力不变。
2004年7月装置改造竣工投产,一次开车成功,装置生产平稳,产品质量、收率、加工规模均达到设计指标。
2005年9月对重催热水的利用上进行了进一步的技术改造,将脱丙烷塔进料加热器、脱乙烷塔重沸器热源由蒸汽改为重催低温热水,实现了对低温热的进一步利用。
2005年起总厂催化液化气产量逐渐增加,气分负荷加大,通过不断优化调整操作参数,在满足产品质量和收率指标的前提下,气分装置处理能力逐步提高,处理量已达到设计值的1.5倍,仍能保证装置平稳运行。
同时,通过采取各项节能措施,装置能耗降至设计能耗的75%以下,取得了良好的经济效益。
经过节能技术改造,气分装置只有脱丙烷塔底重沸器在使用蒸汽。
经过统计计算,蒸汽在气分能耗中所占的比重21.47%,所以脱丙烷塔是整个装置能耗的主要消耗点。
为了进一步的降低气分装置能耗,挖潜增效,自2009年1月起,气分装置逐步尝试将脱丙烷塔进料温度提高,增加重催热水的取热,降低蒸汽消耗,从而降低气分装置的综合能耗。
丙烷脱氢工程经验总结丙烷脱氢是一项常见的工程,可以将丙烷转化为丙烯,是合成塑料和化学品的重要步骤之一。
在进行丙烷脱氢工程时,我总结了以下几点经验。
首先,在工程设计阶段,需要充分考虑丙烷脱氢的反应条件和催化剂的选择。
在确定反应条件时,需要综合考虑反应的速率和选择性,以及设备的安全性和可操作性。
催化剂的选择也非常重要,它应具备高催化活性和长寿命,同时满足环境和安全要求。
其次,丙烷脱氢过程中的温度和压力控制是关键。
适当的反应温度可以提高反应速率和产物选择性,但过高的温度会导致副反应和催化剂烧毁。
压力的选择也需要综合考虑反应速率和选择性以及设备的安全性。
第三,催化剂的再生和废物处理需要考虑清楚。
随着反应时间的延长,催化剂表面会逐渐被碳积物覆盖,影响反应的活性和选择性。
因此,催化剂的再生非常重要,可以通过高温氢气处理等方法来去除碳积物。
废物处理也需要考虑,以确保环境和安全要求。
第四,工艺安全和操作规程必须严格执行。
丙烷脱氢是一个高温高压的反应过程,安全是首要考虑的因素。
操作人员必须接受专业培训,掌握丙烷脱氢工艺的操作技能,并按照规程进行操作。
此外,应建立严格的安全管理体系,确保设备和操作过程的安全稳定运行。
最后,及时进行工程监测和优化是非常重要的。
通过实时监测反应温度、压力和产物选择性等参数,可以及时发现问题并进行调整。
此外,不断进行工艺优化,提高反应的效率和选择性,也是不可忽视的一点。
总结来说,丙烷脱氢工程需要综合考虑催化剂的选择、反应条件的控制、催化剂的再生和废物处理、工艺安全和操作规程的执行以及工程监测和优化等方面的要素。
只有全面考虑这些因素,并不断进行技术和管理的创新,才能确保丙烷脱氢工程的安全高效运行。
丙烷脱氢装置进料加热炉散热损失计算分析
作者:朱威张世亮
摘要:进料加热炉是丙烷脱氢制丙烯的主要设备之一,由于裂解所需温度很高,故其内部耐火水泥的浇筑质量将直接影响到进料加热炉的寿命以及运行成本。
本文对进料加热炉耐火水泥的特点、浇筑过程、注意事项及热损失等都做了初步的论述。
关键词:丙烷脱氢进料加热炉耐火水泥浇筑
1引言
在丙烷脱氢制丙烯的生产工艺中,进料加热炉是最重要的设备之一,来自进料预处理单元的丙烷(纯度97%以上)在经过汽化并二次预热后进人进料加热炉盘管中进行加热到600℃,并利用烟道气用来预热进料丙烷,同时把装置锅炉给水从110℃加热到122℃。
进料加热炉盘管最高工作温度可以达到600℃;,辐射段炉内壁的温度可达700℃,而烧嘴周围的温度可以达到1400℃,但是对于进料加热炉外壁平均温度要求在70℃以下,以保证热损失在设计合理范围之内。
这就对进料加热炉耐火、水泥的耐火性能、保温性能提出了很高的要求。
由于箱式进料加热炉的结构特点,对于水泥的强度要求也很严格。
因此,能否将耐火水泥精确而坚固的浇筑在炉体钢板上,将直接影响到进料加热炉的使用寿命和大修周期,对于今后的生产成本也有影响。
天津渤化石化有限公司2012年新建的丙烷脱氢装置中使用的进料加热炉是意大利ITT公司的产品,生产能力为60万吨丙烯/年。
全炉分为三大模块:辐射段(radiant module)、对流段(convection module)和烟道段(stack module)。
考虑到中方施工的实际困难,对流段以及烟道段已经在生产厂家浇筑完毕,中方施工的部分为辐射段底板,共有墙板33块,面积合计708.61㎡。
所有底板均在现场浇筑并养护后再进行吊装,现场总浇筑工程量178. 18m3,94.15吨。
1.1 炉墙散热损失计算
根据热传导理论,炉墙散热损失计算应分为平壁和圆筒壁两种。
当圆筒壁内径与外径之比大于0.5时,可近似按平壁计算。
因此,石油化工厂管式加热炉炉墙散热损失计算,均可以按平壁方法计算。
通过平壁炉墙的散热损失可按下式计算:
Q = q・ F
q===
Q一一炉墙散热量,kW;
F一一炉墙面积,m2;
q一一一炉墙散热强度,kW/m2;
T1,一一-炉墙内壁温度,K;
Ta--炉体附近大气温度,K;
Tn-一一炉墙外壁温度,K;
δi--多层炉墙各层壁厚,m;
λi各层炉墙相对应材料导热系数,kW/m2 •k;
an一一炉墙外壁对空气的给热系数,kW/m2 ·k。
显然从上式可以看到,炉墙散热量的多少与炉墙面积成正比,并受炉墙厚度和炉墙导热系数的影响。
炉墙越厚,炉墙对应材料的导热系数越小散热越少。
这也是炉墙采用不同种耐火水泥的原因,在不同的炉墙温度区间选择最佳的保温材料,能有效地防止热量损失。
而炉墙的厚度和对应材料的导热系数最终影响的炉外壁温度,在炉墙面积和炉墙外大气温度无法改变的情况下,炉墙散热量与炉外壁温度直接相关,所有的保温措施都是为了有效降低炉外壁温度。
在筑炉完成后,可以检查炉外壁温度,以确认筑炉的质量。
1.2炉墙外壁对空气的给热系数αn的计算
αn =anc+anr
αnc = A x
αnr=
nc一一对流传热系数,kW/( m2 •K) ;
一一辐射传热系数,kW/( m2 •K) ;
A一与炉壁表面散热有关的系数,一般取A
=2.2:
4.54一炉墙外壁黑度一般为0.8,外界空间的黑度可取为1,绝对黑体表面的辐射系数为
5.67,则:5.67 xO. 8 xl =4.54。
最终可以将炉墙的散热损失公式表示为如下形式:
Q=F
此次筑炉为辐射段箱体,外形尺寸为:长24. 74m,高10. 19m,宽3.22m,按六面体算得: F = 729.2(m2) T. = 15. 4℃,按2006年10月份烘炉时平均气温计算。
炉膛温度在正常工作温度670℃时,测得外壁平均温度Tn=43.1℃。
外壁温度Tn与炉墙热损失Q之间的关系如下表,表中还根据炉墙热损失,折算出了消耗的天然气量以及全年的天然气消耗费用。
天然气热值按每标准立方米8000大卡(33.5kJ)计算,天然气单价按1.6万立方米计算,全年按8000小时操作时间计算,见表4所示。