高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统技术方案

本发明专利技术涉及高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统，包括空气预热系统、天然气预热炉、氧气预热炉、乙炔裂解炉、洗涤塔、炭黑分离系统以及换热系统，空气预热系统分别与氧气预热炉和天然气预热炉相连接并预热进入氧气预热炉的氧气以及进入天然气预热炉的天然气；氧气预热炉和天然气预热炉分别与所述乙炔裂解炉的进气口连接，乙炔裂解炉的出气口与洗涤塔连接，所述乙炔裂解炉的炭黑水排放口及所述洗涤塔的洗涤物排放口分别与所述炭黑分离系统连接，所述炭黑分离系统与所述换热系统连接。本发明专利技术空气预热系统的设置充分利用了整个装置富裕的热源，达到了节能的目的。达到了节能的目的。达到了节能的目的。

【技术实现步骤摘要】
高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统


[0001]本专利技术涉及乙炔生产相关
，具体涉及高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统。

技术介绍

[0002]乙炔是化工行业非常重要的产品，它是制备BDO(1,4
‑
丁二醇)的原料之一。天然气部分氧化法制乙炔工艺是进三十年来比较成熟的工艺之一。随着电石价格的不断攀升，以及天然气价格的稳定，以天然气制乙炔的工艺必将是化工企业的优先选择。天然气部分氧化制乙炔系统是以天然气和氧气为原料，原料先通过预热炉加热后进入乙炔裂解炉，在裂解炉内发生氧化裂解反应，裂解气进入洗涤塔洗涤冷却，然后进入下游装置。裂解炉和洗涤塔排出的炭黑水进入炭黑分离槽进行脱碳处理，部分脱碳后的炭黑水经过双曲线冷却塔冷却后循环使用。天然气部分氧化制乙炔系统在国内已经发展了三十多年，部分装置存在的环境污染问题日益突出。比如，敞开式的炭黑分离槽在运行过程中产生了大量的VOC气体，还有双曲线冷却塔中也会产生VOC气体，这些挥发性有机物不仅严重污染环境，也不利于车间员工的身心健康。另外，原工艺装置有很多富裕的热源没有得到充分利用而被浪费掉，比如装置产生的高温冷凝液。
[0003]因此，需要一种节能且环保的天然气部分氧化制乙炔系统替代现有的工艺。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述技术问题的一个或多个，提供高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统，包括空气预热系统、天然气预热炉、氧气预热炉、乙炔裂解炉、洗涤塔、炭黑分离系统以及换热系统，所述空气预热系统分别与氧气预热炉和天然气预热炉相连接并预热进入氧气预热炉的空气以及进入天然气预热炉的空气；所述氧气预热炉和天然气预热炉分别与所述乙炔裂解炉的进气口连接，所述乙炔裂解炉的出气口与洗涤塔连接，所述乙炔裂解炉的炭黑水排放口及所述洗涤塔的洗涤物排放口分别与所述炭黑分离系统连接，所述炭黑分离系统与所述换热系统连接。
[0006]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在天然气预热炉以及氧气预热炉燃烧器进风口设置了空气预热系统，空气预热系统所用的热源来自乙炔装置富裕的高温冷凝液，高温冷凝液自带压头，因此空气预热系统无需另外增加动力设备。对于本就需要被冷却的冷凝液，本专利技术增设空气预热系统，利用装置中其他设备产生的冷凝液来预热空气，充分利用了整个装置富裕的热源，达到了节能的目的；并且对进入到天然气预热炉和氧气预热炉的空气进行预热，可以对进入预热炉燃烧器的助燃空气进行提高温度，有利于后续充分燃烧，可以节省燃料气。
[0007]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0008]进一步，所述炭黑分离系统包括封闭式炭黑分离槽以及焚烧系统，所述乙炔裂解炉的炭黑水排放口及所述洗涤塔的洗涤物排放口分别与所述封闭式炭黑分离槽连接，所述封闭式炭黑分离槽通过第一排气管路与所述焚烧系统连接，所述封闭式炭黑分离槽通过排水管路与换热系统连接。
[0009]采用上述进一步方案的有益效果是：采用封闭式炭黑分离槽，然后利用焚烧系统将炭黑分离槽中的VOC气体焚烧干净，达到环保的目的。
[0010]进一步，所述换热系统采用封闭式换热冷却系统；所述封闭式换热冷却系统采用一个冷却器或多个串联使用的冷却器或多个并联使用的冷却器。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是：将原工艺中的炭黑水双曲线冷却塔更换为封闭式换热系统，根据炭黑水处理量大小，封闭式换热系统可以设置一个冷却器，也可以设置两个冷却器串联或并联使用。封闭式换热系统代替双曲线冷却塔，避免了炭黑水挥发出来的VOC气体污染大气，进一步达到了环保的目的。
[0012]进一步，所述封闭式炭黑分离槽包括槽体以及盖板，所述盖板密封设置在槽体的敞口端。
[0013]进一步，所述第一排气管路上安装有第二引风机，所述排水管路上安装有泵。通过设置引风机或泵可以提高排气或排水效率。
[0014]进一步，所述焚烧系统包括RTO焚烧炉和烟囱，所述RTO焚烧炉通过第二排气管路与所述烟囱连接。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是：可以利用RTO焚烧炉将炭黑分离槽中的VOC气体焚烧干净，达到环保的目的，并通过烟囱将焚烧后的环保气体排出。
[0016]进一步，所述第二排气管路上安装有第三引风机。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置引风机可以提高排气效率。
[0018]进一步，所述空气预热系统包括预热器、冷凝液进水管和冷凝液出水管；所述冷凝液进水管一端与冷凝液接收器连接，另一端与预热器的管程进水口连接；所述冷凝液出水管一端与预热器的管程出水口连接，另一端与冷凝液后处理系统连接；所述预热器的壳程与氧气预热炉和天然气预热炉相连接并预热进入氧气预热炉的空气以及进入天然气预热炉的空气。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是：利用装置其他部位产生的冷凝液对空气进行预热，对于本就需要被冷却的冷凝液，可以先回收利用一部分冷凝液的热量，再对其进行冷却，节省了能源。
[0020]进一步，所述冷凝液接收器包括乙炔装置公用工程中冷凝液接收器，所述冷凝液后处理系统包括冷却装置和冷凝液储罐。所述乙炔装置公用工程中冷凝液接收器可以是提浓单元、部分氧化单元、锅炉或系统其他部位中产生的冷凝液，可以将这些部位产生的冷凝液回收再利用后，再通过冷却装置进行冷却并利用冷凝液储罐收集后去其他用户使用。实现了冷凝液热量的回收利用。
[0021]进一步，所述氧气预热炉上和天然气预热炉各自的燃烧器分别连接有燃料气管路和助燃风管路，所述助燃风管路上连接有第一引风机；所述空气预热系统与所述助燃风管路连接并预热送入相应燃烧器的空气。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是：第一引风机为助燃空气提供压力，用强制进
风方式替代自然进风方式，可避免因预热炉长时间运行后炉管积灰导致炉膛负压不足，从而导致进风量不足使得燃烧不稳定的问题，从而造成装置频繁联锁的现象。
[0023]进一步，所述燃料气管路上设有第一流量控制阀和第一流量计，所述氧气预热炉以及所述天然气预热炉的原料气出口炉管上连接有热电偶，所述热电偶和第一流量计分别与所述第一流量控制阀连接；所述助燃风管路上设有第二流量计和第二流量控制阀，所述第二流量计分别与所述第一流量计和第二流量控制阀连接。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是：通过在燃料气管路上设置流量计和流量控制阀，可以根据热电偶反馈的预热炉温度调节燃料气流量，实现燃料气出炉温度和燃料气流量串级控制燃料气量。通过在燃料气管路以及助燃风管路上分别设置流量计和流量控制阀，可以实现燃料气和空气的比值以及空气流量串级控制助燃空气量，助燃空气量随热负荷的变化可实时自动调节。也可通过助燃风管路上的第二流量控制阀来控制助燃风量，助燃风量调节精度高。
[0025]进一步，所述氧气预热炉和天然气预热炉各自的排气烟囱内设有检测残氧量的氧分析仪。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统，其特征在于，包括空气预热系统、天然气预热炉、氧气预热炉、乙炔裂解炉、洗涤塔、炭黑分离系统以及换热系统，所述空气预热系统分别与氧气预热炉和天然气预热炉相连接并预热进入氧气预热炉的空气以及进入天然气预热炉的空气；所述氧气预热炉和天然气预热炉分别与所述乙炔裂解炉的进气口连接，所述乙炔裂解炉的出气口与洗涤塔连接，所述乙炔裂解炉的炭黑水排放口及所述洗涤塔的洗涤物排放口分别与所述炭黑分离系统连接，所述炭黑分离系统与所述换热系统连接。2.根据权利要求1所述高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统，其特征在于，所述炭黑分离系统包括封闭式炭黑分离槽以及焚烧系统，所述乙炔裂解炉的炭黑水排放口及所述洗涤塔的洗涤物排放口分别与所述封闭式炭黑分离槽连接，所述封闭式炭黑分离槽通过第一排气管路与所述焚烧系统连接，所述封闭式炭黑分离槽通过排水管路与换热系统连接。3.根据权利要求2所述高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统，其特征在于，所述换热系统采用封闭式换热冷却系统；所述封闭式换热冷却系统采用一个冷却器或多个串联使用的冷却器或多个并联使用的冷却器。4.根据权利要求2所述高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统，其特征在于，所述封闭式炭黑分离槽包括槽体以及盖板，所述盖板密封设置在槽体的敞口端；所述第一排气管路上安装有第二引风机，所述排水管路上安装有泵。5.根据权利要求2所述高效节能环保天然气部分氧化制乙炔系统，其特征在于，所述焚烧系统包括RTO焚烧炉和烟囱，所述RTO焚烧炉通过第二排气管路与所述烟囱连接；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏杰，伍锐，黄瑞祥，杨帆，张庆，
申请(专利权)人：北京联创鼎新石化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：