烃类热裂解过程能量有效利用的方法 (自动保存的).docx

烃类热裂解过程能量有效利用的方法分析杨明（中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，100083）摘要：热裂解可回收的能量约占三分之一，并且产生高能能量；初馏塔及其附属系统回收的是低能能量，只能换热；烟道气热量主要用来预热。中间冷凝器和中间再沸器，复叠制冷，多级制冷；热泵的能量回收。关键词：热裂解、能量利用一、概述热裂解过程是煤、石油加工过程非常重要的化工单元操作，同时也是一个高能耗过程。在一个典型的化工厂中， 热裂解过程所消耗的能量约占全部能耗的40%左右，所以，热裂解操作不仅要考虑产品的质量，同时也要考虑能否实现塔的最小能耗操作。我将通过某化工厂的热裂解过程来说明其是如何达到节能降耗的目的。二、 能量利用的分析1) 急冷回收热能的利用（1） 急冷换热器急冷换热器是乙烯裂解装置中工艺性非常强的关键设备。从工艺上讲，裂解气急冷换热器主要分为一级急冷换热器和二级急冷换热器，对于气体原料有时也可采用三级急冷换热器。急冷换热器主要承担两个任务：其一是将800C左右的高温裂解气迅速冷却至二级反应温度以下，减少烯烃损失，其二是尽可能多的回收裂解气的高位热能，产生12.0MPa左右的高压蒸汽。目前应用较广泛的急冷换热器形式主要有线性急冷换热器和传统式急冷换热器。其回收的能量可用于驱动三机（裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机）。1（2） 初馏塔及其附属系统初馏塔及其附属系统回收的是低能位的能量，用于换热系统。（3） 烟道气烟道气热量一般是在裂解炉对流室内利用来预热原料、锅炉给水、过热水蒸气等。2) 中间冷凝器和中间再沸器由于脱甲烷塔顶塔釜温差较大，设置中间再沸器能明显的节省能量，估计能省27%左右。3) 深冷过程冷量的利用以裂解气压缩机、乙烯压缩机和丙烯压缩机三机所需功率来看，乙烯和丙烯制冷压缩功率占三机总功率的50%60%。在冷量消耗中脱甲烷他进料的预冷和乙烯塔占的比率较大。丙烯和乙烯是深冷分离过程的产品，用它可以就地取材，而且乙烯的沸点是-103.7。欲获得低温的冷量，而又不希望冷剂在负压下蒸发，则需要采用常压下沸点很低的物质为冷剂。尽可能使各段引出的不同温度的蒸汽，作不同温度级位的热剂，供工艺中相应温度级位的热量用户；尽可能使各段分出的不同温度的液体，做不同温度级位的热剂，供相应温度级位的冷量用户使用；尽可能组织热交换，把液态冷剂进行过冷，在过冷状态下进行节流膨胀，能多获得低温液态制剂，少产生气相冷剂，使节流膨胀后的气化率降低，以提高制冷能力。（4） 热泵将能量由低温处（低温热库）传送到高温处（高温热库）的装置。且它提供给温度高的地方的能量和要大于它运行所需要的能量。利用低沸点液体经过节流阀减压后蒸发时，从低温物体吸收热量，然后将蒸汽压缩，使温度升高，经过冷凝器时放出吸收的热量而液化，如此循环工作能不断把热量从温度较低的物体转移给温度较高的物体，可将此热量用于加热、干燥等设备中。2三、结论烃类的热裂解是一个需要消耗大量能量的过程，这就需要我们的智慧，也给我们提供很多机会。我们可以从初馏塔及其附属系统、烟道气、间冷凝器和中间再沸器、热泵等多方面着手解决问题，可以节省20%左右的能量。参考文献1 “直馏石脑油催化裂解与热裂解反应行为研究” 魏晓丽 ，袁起民，毛安国，