EA032307B1 - Способ повышения эффективности использования энергии технологических печей - Google Patents

Способ повышения эффективности использования энергии технологических печей Download PDF

Info

Publication number
EA032307B1
EA032307B1 EA201691365A EA201691365A EA032307B1 EA 032307 B1 EA032307 B1 EA 032307B1 EA 201691365 A EA201691365 A EA 201691365A EA 201691365 A EA201691365 A EA 201691365A EA 032307 B1 EA032307 B1 EA 032307B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
steam
furnace
recovery unit
heat recovery
water
Prior art date
Application number
EA201691365A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201691365A1 (ru
Inventor
Йорис Ван Виллигенбург
Original Assignee
Сауди Бейсик Индастриз Корпорейшн
Сабик Глобал Текнолоджис Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сауди Бейсик Индастриз Корпорейшн, Сабик Глобал Текнолоджис Б.В. filed Critical Сауди Бейсик Индастриз Корпорейшн
Publication of EA201691365A1 publication Critical patent/EA201691365A1/ru
Publication of EA032307B1 publication Critical patent/EA032307B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/002—Cooling of cracked gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу повышения эффективности использования энергии технологических печей за счет встраивания газовой турбины путем применения отработавшего газа турбины, согласно которому углеводородное сырье нагревают в печи, при этом указанный способ включает следующие стадии: i) подача воздуха для сжигания в печи в горелки печи вместе с печным топливом для обеспечения указанной печи высокотемпературным теплом; ii) охлаждение углеводородного сырья, обработанного таким образом, путем применения воды из парового барабана при образовании водяного пара; iii) возврат смеси воды и водяного пара, полученного таким образом, в указанный паровой барабан; iv) удаление насыщенного пара высокого давления из указанного парового барабана и подача указанного насыщенного пара высокого давления в установку утилизации тепла; v) подача указанного отработавшего газа турбины в указанную установку утилизации тепла для превращения указанного пара высокого давления в перегретый пар высокого давления.

Description

Изобретение относится к способу повышения эффективности использования энергии технологических печей за счет встраивания газовой турбины путем применения отработавшего газа турбины, согласно которому углеводородное сырье нагревают в печи, при этом указанный способ включает следующие стадии: ί) подача воздуха для сжигания в печи в горелки печи вместе с печным топливом для обеспечения указанной печи высокотемпературным теплом; и) охлаждение углеводородного сырья, обработанного таким образом, путем применения воды из парового барабана при образовании водяного пара; ίίί) возврат смеси воды и водяного пара, полученного таким образом, в указанный паровой барабан; ίν) удаление насыщенного пара высокого давления из указанного парового барабана и подача указанного насыщенного пара высокого давления в установку утилизации тепла; ν) подача указанного отработавшего газа турбины в указанную установку утилизации тепла для превращения указанного пара высокого давления в перегретый пар высокого давления.
Изобретение относится к способу повышения эффективности использования энергии технологических печей за счет встраивания газовой турбины путем применения отработавшего газа турбины, согласно которому углеводородное сырье нагревают в печи. Более подробно, настоящее изобретение относится к повышению эффективности использования энергии парового крекинга путем встраивания газовой турбины.
Патент США № 4172857 относится к некаталитическому крекинг-процессу, в котором используют находящуюся под давлением установку термического крекинга типа разделительной колоны, нагретую с помощью горячих агломерированных частиц золы, циркулирующих из отдельной энергетической установки сжигания, работающей на угле. Сжатый воздух из компрессора проходит через трубопровод к змеевикам теплообменника и затем направляется к основному трубопроводу для подачи воздуха и к ответвлению трубопровода, который подает высокоскоростной поток воздуха в рециркуляционный трубопровод. Топочные газы или газообразные продукты сгорания из установки сжигания проходят вверх через выпускное отверстие к воздуховоду. Газы, выходящие из циклона, поступают в дымоход, который переносит не содержащие золу топочные газы к парогенератору и перегревателю. Затем указанные газы направляют во впускное отверстие газовой турбины и в теплообменник. Паровая турбина и электродвигатель-генератор соединены с турбиной и компрессором, которые способствуют запуску, при этом последний предназначен для выработки электричества из избыточной мощности, доступной после запуска. Перегреватель и теплообменник извлекают тепловую энергию из топочных газов, при этом происходит образование пара и предварительное нагревание жидкого углеводородного сырья и воздуха, так что топочные газы охлаждаются. Котловую питательную воду, введенную в змеевики теплообменника, предварительно нагревают и возвращают в паровой барабан. Воду из парового барабана подают в обычный теплообменник, нагретый с помощью крекинг-газов, для получения пара, который возвращают в паровой барабан. Пар из барабана поступает в змеевик перегревателя и перегретый пар выбрасывают. В технологии, описанной в этом документе, используют компрессор, сжимающий атмосферный воздух для объединенного процесса регенерации (катализатора)/подачи технологического тепла. Такой компрессор приводят в действие с помощью турбины, расширяющей углеводородный газ, поступающий из указанного процесса. Работа, произведенная/требуемая турбиной и компрессором, непосредственно связана с указанным процессом.
\УО 90/06351 относится к способу подавления коксообразования во время испарения тяжелых углеводородов путем предварительного нагревания таких углеводородов в присутствии небольшого, критического количества водорода в конвекционной секции обычной трубчатой печи. Технология, описанная в этом документе, представляет собой технологию предотвращения коксообразования в печах (парового) крекинга и не относится к технологии, которая является более энергосберегающей за счет объединения производства электроэнергии с паровым крекингом.
\УО 2010/077461 относится к способу предотвращения коксообразования и позволяет обрабатывать более тяжелое углеводородное сырье в крекинг-печах, при это предложенный способ включает процесс крекинга углеводородного сырьевого потока, содержащего нелетучие компоненты, в печи для крекинга углеводородов, содержащей верхнюю и нижнюю секции конвекционного нагрева внутри дымохода печи, секцию радиационного нагрева, расположенную после указанной нижней секции конвекционного нагрева и соединенную с такой секцией, закалочно-испарительный аппарат, расположенный после указанной секции радиационного нагрева и соединенный с такой секцией, печную коробку, содержащую печные горелки и указанную секцию радиационного нагрева, и сосуд сепаратора пара/жидкости, расположенный между верхней и нижней секциями конвекционного нагрева и соединенный с ними. Технология, описанная в этом документе, представляет собой технологию предотвращения коксообразования и позволяет обрабатывать более тяжелое углеводородное сырье в крекинг-печах, при этом в указанной ссылке не описана технология, которая является более энергосберегающей за счет объединения производства электроэнергии с паровым крекингом.
Заявка на патент США № 2013/001132 относится к способу и установке для получения олефинов в пиролизной печи, в которой используют закалочно-испарительные аппараты (ТЬЕк) для охлаждения пиролизных газов, при этом указанный способ включает нагнетание определенного количества смачивающей жидкости в трубы ТЬЕк для поддержания стенки трубы в смачиваемом состоянии таким образом, чтобы предотвратить коксование, при этом ТЬЕ со смачиваемой стенкой может генерировать пар высокого давления.
1Р Н0979506 относится к способу нагнетания гидразина в котел-утилизатор, использующий тепло выхлопных газов газотурбинной установки, для предотвращения появления питтинга в теплообменной трубе такого котла-утилизатора, использующего тепло выхлопных газов газотурбинной установки.
XV О 91/15665 относится к способу регулирования тепловыделения в процессе сульфатной варки целлюлозы таким образом, чтобы соответствовать теплопотреблению, путем нагнетания избытка пара в камеру сгорания газовой турбины или в ее отработавший газ.
Патент США № 6237337 относится к средствам модернизации, направленным на уменьшение потребления электростанцией ископаемого топлива путем применения солнечного излучения, при этом такая электростанция включает котел-утилизатор в форме серии змеевиков теплообменника, и приема
- 1 032307 горячих отработавших газов. Затем после выхода из котла обедненные теплотой отработавшие газы выбрасывают в атмосферу. Испарение воды в змеевиках теплообменника происходит в несколько стадий, на которых образуется пар, используемый в паровой турбине, соединенной с генератором. Турбина расширяет пар и приводит в действие генератор, при этом генератор и расширенный пар из отходящего пара турбины вырабатывают энергию. В конденсаторе происходит конденсация расширенного пара с образованием конденсата, причем указанный конденсат возвращают в котел для завершения водяного контура. Пар направляют в змеевики перегревателя, генерирующие перегретый пар, используемый в турбине.
Паровой крекинг, также называемый пиролизом, уже давно используют для разделения различного углеводородного сырья на олефины, предпочтительно легкие олефины, такие как этилен, пропилен и бутены. При обычном паровом крекинге используют пиролизную печь, которая имеет две основные секции: конвекционную секцию и радиационную секцию. Углеводородное сырье обычно поступает в конвекционную секцию печи в виде жидкости (за исключением легкого сырья, которое поступает в виде пара), где указанное сырье, как правило, нагревают и испаряют путем косвенного контакта с горячим топочным газом из радиационной секции и путем непосредственного контакта с паром. Затем смесь испарившегося сырья и пара вводят в радиационную секцию, где происходит крекинг. Образовавшиеся продукты, в том числе олефины, выходят из пиролизной печи для дополнительной дальнейшей обработки, включающей закалку.
В процессе преобразования энергии, например, работающем согласно технологии Луммус, эффективность использования энергии паровой крекинг-установки повышается за счет встраивания газовой турбины, при этом топочный газ газовой турбины (приблизительно от 400 до 650°С, в зависимости от типа газовой турбины, содержащий примерно от 13 до 15 об.% кислорода) используют в качестве воздуха для сжигания для крекинг-печей. Встраивание газовой турбины в установку получения этилена включает, помимо прочего, применение отработавшего газа турбины в качестве сырья для распределителя воздуха для сжигания.
Некоторые аспекты, относящиеся к такой технологии, включают: экономия энергии при комбинированной выработке тепла и электрической энергии (СНР) увеличивается, когда большее количество тепла можно направить в указанный процесс. Подача тепла в указанный процесс (и, таким образом, возможность экономии энергии) ограничена требованиями в отношении воздуха для сжигания для печей парового крекинга, размер газовой турбины ограничен требованиями в отношении воздуха для сжигания для указанных печей, что ограничивает возможные преимущества увеличения масштабов производства для более крупных газовых турбин. Это означает, что масштабы производства при применении такой технологии определяются внутренней технической связью между печами парового крекинга и комбинированной выработкой тепла и электрической энергии (СНР), что приводит к определенным возможным негативным техническим последствиям.
Это означает, что в такой конструкции отключение газовой турбины вызывает значительное нарушение условий крекинга, что приводит к последствиям для всего внутреннего оборудования установки. Такая технология встраивания приводит к дополнительному выделению пара крекинг-печами. Это ограничивает возможность применения других вариантов экономии энергии, таких как установки СНР, или непосредственно на месте при сбалансированном подводе и потреблении пара. Таким образом, дополнительный пар, генерируемый в крекинг-печах, заменит эффективное парообразование в стационарных установках СНР, что приведет к меньшей чистой экономии.
Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа повышения эффективности использования энергии паровой крекинг-установки за счет встраивания газовой турбины, при этом в указанном способе процессы в печи протекают отдельно от процессов в газовой турбине.
Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа повышения эффективности использования энергии паровой крекинг-установки за счет встраивания газовой турбины, при этом в указанном способе негативное влияние отключения газовой турбины на всю систему паровой крекингустановки и газовой турбины сведено к минимуму.
Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа повышения эффективности использования энергии паровой крекинг-установки за счет встраивания газовой турбины путем применения отработавшего газа турбины, при этом в указанном способе перегретый пар получают энергосберегающим способом.
Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа повышения эффективности использования энергии паровой крекинг-установки за счет встраивания газовой турбины путем применения отработавшего газа турбины, при этом тепло отработавшего газа турбины используют для нагревания котловой питательной воды.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу повышения эффективности использования энергии паровой крекинг-установки за счет встраивания газовой турбины путем применения отработавшего газа турбины, согласно которому углеводородное сырье нагревают в печи, при этом указанный способ включает следующие стадии:
ί) подача воздуха для сжигания в печи в горелки указанной печи вместе с печным топливом для обеспечения указанной печи высокотемпературным теплом;
- 2 032307 ίί) охлаждение углеводородного сырья, обработанного таким образом, путем применения воды из парового барабана при образовании водяного пара;
ϊϊΐ) возврат смеси воды и водяного пара, полученного таким образом, в указанный паровой барабан;
ίν) удаление насыщенного пара высокого давления из указанного парового барабана и подача указанного насыщенного пара высокого давления в установку утилизации тепла;
ν) подача указанного отработавшего газа турбины в указанную установку утилизации тепла для превращения указанного пара высокого давления в перегретый пар высокого давления.
Таким образом, настоящий способ обеспечивает физическое разделение воздуховодных систем установки СНР и технологических печей. При подаче указанного отработавшего газа турбины в указанную установку утилизации тепла вместо направления указанного отработавшего газа турбины в радиационную секцию печей условие отсоединения установки СНР и технологических печей реализуется согласно настоящему способу.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу отсоединения газовой турбины от технологической печи. Такое отсоединение имеет следующие преимущества:
ί) оно снижает мощность конвекционной секции технологической печи, что приводит к избытку тепла, доступного в конвекционной секции, которое теперь используют для предварительного нагревания воздуха для сжигания, что приводит к (1) меньшему расходу топливного газа и (2) более высоким температурам горения в технологической печи, что делает более доступным высококачественное тепло, при этом меньшее количество низкокачественного отработанного тепла утилизируется в конвекционной секции технологической печи. Это является преимуществом с точки зрения эффективности использования энергии.
ίί) вспомогательная система (турбина/компрессор) не препятствует этому процессу. В частности, в обсуждаемом патенте США № 4172857 отключение в равной степени компрессора (4), газовой турбины (5), двигателя/генератора (81) и/или паровой турбины (80) (указанные ссылочные позиции взяты из фиг. 1 в патенте США № 4172857) приведет к остановке всего процесса, поскольку их работа является критически важной для указанного процесса (остановится подача сжатого воздуха в установку регенерации, остановка процесса). При этом процесс согласно настоящему изобретению может продолжаться (хотя и при более низкой эффективности использования энергии и возможно более низкой производительности).
Опосредованное встраивание, описанное в настоящем изобретении, не влияет на условия крекинга в случае включения газовой турбины.
Фактически настоящую установку утилизации тепла отсоединяют от печей и такое (отключенное) положение установки утилизации тепла позволяет осуществлять ее независимое регулирование. Такое отсоединение установки утилизации тепла оказывает благоприятный эффект разделения производственного масштаба обеих установок и позволяет более эффективно осуществлять СНР. Кроме того, эффективность использования энергии при получении котловой питательной воды и, таким образом, при получении перегретого пара высокого давления можно значительно повысить путем применения теплоемкости не только горячих дымовых газов из печи, но и также из самой установки утилизации тепла. С точки зрения эксплуатации можно увидеть большое преимущество при применении настоящего изобретения, поскольку нарушение в работе или отключение одной из установок, например, секции газовой турбины, не означает прекращение работы другой установки, например системы печей, и наоборот.
Согласно настоящему способу газотурбинный генератор (СТС) производит электричество и горячие дымовые газы. Горячие дымовые газы используют в установке утилизации тепла (НКИ) для перегрева насыщенного пара из парового барабана в секции перегревателя (§Н) НКИ.
Согласно настоящему способу печь предпочтительно выбирают из группы, состоящей из печи паровой крекинг-установки, печи дегидрирования пропана и печи дегидрирования бутана.
Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения указанная печь представляет собой печь паровой крекинг-установки. В такой печи паровой крекинг-установки высокотемпературное тепло согласно стадии 1) направляют в радиационную секцию указанной крекинг-печи для пиролиза углеводородного сырья, находящегося в указанной радиационной секции, в условиях крекинга.
Печь паровой крекинг-установки состоит из радиационной секции и конвекционной секции. В конвекционной секции углеводородное сырье предварительно нагревают (ТРН), в случае жидкого углеводородного сырья испаряют (ТРН) и дополнительно нагревают (ТН) и подвергают крекингу в радиантных змеевиках радиационной секции. Согласно настоящему изобретению утилизация тепла происходит путем предварительного нагревания воздуха для сжигания (АРН). После выхода из радиационной секции газ быстро охлаждают в закалочно-испарительном аппарате (ТЬЕ), при этом охлаждение осуществляют с применением воды из парового барабана. В паровом барабане воду и пар разделяют. Пар подвергают перегреванию в перегревателе (8Н).
Настоящий способ предпочтительно включает подачу котловой питательной воды в указанную установку утилизации тепла и подачу котловой питательной воды, предварительно нагретой таким образом, в указанный паровой барабан. Согласно другому варианту реализации изобретения настоящий способ дополнительно включает предварительное нагревание котловой питательной воды с помощью горячих дымовых газов из печи и подачу котловой питательной воды, предварительно нагретой таким обра
- 3 032307 зом, в указанный паровой барабан.
Кроме того, предпочтительно осуществлять стадию и) путем применения закалочноиспарительного аппарата (ТЬЕ).
Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего способа установка утилизации тепла дополнительно содержит испаритель и/или парогенератор.
Кроме того, предпочтительно, чтобы установка утилизации тепла содержала одну или более канальных горелок для дополнительного обеспечения тепловой мощности для выработки дополнительной паропроизводительности.
Кроме того, настоящий способ дополнительно включает применение одного или более нагнетателей свежего воздуха для подачи воздуха в указанную одну или более горелок.
Способ согласно настоящему изобретению дополнительно включает применение одного или более экономайзеров, парогенераторов, паровых барабанов и перегревателей, работающих при более низких давлениях, для получения теплоносителя и/или пара низкого давления.
В настоящем способе также можно нагревать технологические жидкости или газы путем подачи указанных технологических жидкостей или газов в указанную установку утилизации тепла.
Установку утилизации тепла можно оборудовать испарителем. В случае отключения нескольких или всех крекинг-печей выделение некоторого количества пара будет продолжаться. Кроме того, установку утилизации тепла можно оборудовать испарителем и средством дожигания для обеспечения дополнительного выделения пара и резервной мощности в случае отключения одного или более крекингпечей. Кроме того, можно оснастить установку утилизации тепла парогенератором, испарителем и устройством сжигания свежего воздуха для обеспечения непрерывной эксплуатации в случае отключения газовой турбины. Кроме того, вместо нагревания котловой питательной воды в такой секции установки утилизации тепла можно также нагревать другие технологические жидкости или газы. Печи парового крекинга можно оборудовать средством рециркуляции топочных газов для уменьшения температуры горения, что приводит к более низким выбросам ΝΟΧ. Печи парового крекинга можно оборудовать средствами снижения выбросов ΝΟΧ посредством 8СЯ (селективногокаталитического восстановления).
Далее настоящее изобретение будет более подробно описано совместно с прилагаемым чертежом.
На чертеже представлено схематическое изображение одного из вариантов реализации способа согласно настоящему изобретению.
Обратимся теперь к способу и установке 101, схематически изображенной на чертеже, на котором показан способ повышения эффективности использования энергии парового крекинга путем встраивания газовой турбины.
Воздух 1 для сжигания направляют в секцию печи 5. В печи 5 поток 4, содержащий технологическое сырье, нагревают в первой секции предварительного нагрева и дополнительно нагревают и подвергают крекингу в радиантных змеевиках 7 радиационной секции печи 5. Печь 5 нагревают с помощью потока 6, содержащего топливо. Воздух 1 для сжигания предварительно нагревают с помощью горячих дымовых газов 2, поступающих из крекинг-печи 5. Также возможно (не показано) предварительное нагревание воздуха 1 для сжигания в секции установки 14 утилизации тепла. Крекированное углеводородное сырье, поступающее из крекинг-печи 5, быстро охлаждают в закалочно-испарительном аппарате (ТЬЕ) 11. Охлаждение осуществляют с применением воды 9 из парового барабана 12. В паровом барабане 12 воду и пар разделяют и пар 13, полученный в паровом барабане 12, направляют в установку 14 утилизации тепла. После выхода из установки 14 утилизации тепла насыщенный пар высокого давления 13 превращается в перегретый пар высокого давления 16. В закалочно-испарительном аппарате 11 воду 9, выходящую из парового барабана 12, превращают в смесь 10 воды и пара и возвращают в паровой барабан 12. Котловую питательную воду 3 нагревают в секции установки 14 утилизации тепла, при этом указанную секцию также называют экономайзером. Кроме того, возможно (не показано) предварительное нагревание котловой питательной воды 3 с помощью горячих дымовых газов 2, поступающих из крекинг-печи 5. После нагревания котловой питательной воды 3 в установке 14 утилизации тепла нагретую воду 24 направляют в паровой барабан 12.
Электричество 18 генерируют в генераторе, соединенном с турбиной 22, при этом указанная турбина 22 подсоединена к компрессору 19. Атмосферный воздух 8 направляют в компрессор 19. В камере 21 сгорания топливо 20 смешивают с воздухом высокого давления, поступающим из компрессора 19, и сжигают. Продукты сгорания высокого давления расширяются в турбине 22. Отработавший газ (17) из турбины 22 направляют в установку утилизации тепла 14. Также можно оборудовать установку 14 утилизации тепла одним или более экономайзеров, парогенераторов, паровых барабанов и перегревателей (не показано), работающих при более низких давлениях, для получения теплоносителя и/или пара низкого давления.
На чертеже показан вариант реализации печи 5 паровой крекинг-установки, но настоящий способ также можно осуществить в других печах, таких как печи дегидрирования пропана и печи дегидрирования бутана.
- 4 032307

Claims (12)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ повышения эффективности использования энергии технологических печей за счет встраивания газовой турбины путем применения отработавшего газа турбины, согласно которому углеводородное сырье нагревают в печи, при этом указанный способ включает следующие стадии:
    ί) подача воздуха для сжигания в печи в горелки указанной печи вместе с печным топливом для обеспечения указанной печи высокотемпературным теплом;
    ίί) охлаждение углеводородного сырья, обработанного таким образом, путем применения воды из парового барабана при образовании водяного пара;
    ϊϊΐ) возврат смеси воды и водяного пара, полученного таким образом, в указанный паровой барабан;
    ίν) удаление насыщенного пара высокого давления из указанного парового барабана и подача указанного насыщенного пара высокого давления в установку утилизации тепла;
    ν) подача указанного отработавшего газа турбины в указанную установку утилизации тепла для превращения указанного пара высокого давления в перегретый пар высокого давления с обеспечением таким образом физического разделения воздуховодных систем установки комбинированной выработки тепла и электрической энергии (СНР) и технологических печей.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанную печь выбирают из группы, состоящей из печи паровой крекинг-установки, печи дегидрирования пропана и печи дегидрирования бутана.
  3. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанная печь представляет собой печь паровой крекингустановки, при этом на стадии ί) высокотемпературное тепло направляют в радиационную секцию указанной крекинг-печи для пиролиза углеводородного сырья, находящегося в указанной радиационной секции, в условиях крекинга.
  4. 4. Способ по любому одному или более из пп.1-3, дополнительно включающий предварительное нагревание воздуха для сжигания в печи с помощью горячих дымовых газов из указанной печи и/или горячих дымовых газов из указанной установки утилизации тепла.
  5. 5. Способ по любому одному или более из пп.1-4, дополнительно включающий предварительное нагревание котловой воды с помощью горячих дымовых газов из указанной установки утилизации тепла и подачу котловой питательной воды, предварительно нагретой таким образом, в указанный паровой барабан.
  6. 6. Способ по любому одному или более из пп.1-5, дополнительно включающий предварительное нагревание котловой воды с помощью горячих дымовых газов из печи и подачу котловой питательной воды, предварительно нагретой таким образом, в указанный паровой барабан.
  7. 7. Способ по любому одному или более из пп.1-6, отличающийся тем, что стадию и) осуществляют путем применения закалочно-испарительного аппарата (ТЬЕ).
  8. 8. Способ по любому одному или более из пп.1-7, отличающийся тем, что указанная установка утилизации тепла дополнительно содержит испаритель и/или парогенератор.
  9. 9. Способ по любому одному или более из пп.1-8, отличающийся тем, что указанная установка утилизации тепла содержит одну или более канальных горелок для дополнительного обеспечения тепловой мощности для получения перегретого пара высокого давления.
  10. 10. Способ по п.9, дополнительно включающий применение одного или более нагнетателей свежего воздуха для подачи воздуха в указанную одну или более горелок.
  11. 11. Способ по любому одному или более из пп.1-10, также дополнительно включающий применение одного или более экономайзеров, парогенераторов, паровых барабанов и перегревателей, работающих при более низких давлениях, для получения теплоносителя и/или пара низкого давления.
  12. 12. Способ по любому одному или более из пп.1-11, дополнительно включающий нагревание технологических жидкостей или газов путем подачи указанных технологических жидкостей или газов в указанную установку утилизации тепла.
    - 5 032307
EA201691365A 2014-02-25 2014-12-23 Способ повышения эффективности использования энергии технологических печей EA032307B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14156624 2014-02-25
PCT/EP2014/079172 WO2015128035A1 (en) 2014-02-25 2014-12-23 A process for increasing process furnaces energy efficiency

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201691365A1 EA201691365A1 (ru) 2017-01-30
EA032307B1 true EA032307B1 (ru) 2019-05-31

Family

ID=50156656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201691365A EA032307B1 (ru) 2014-02-25 2014-12-23 Способ повышения эффективности использования энергии технологических печей

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10190060B2 (ru)
EP (1) EP3110909B1 (ru)
JP (1) JP6438489B2 (ru)
KR (1) KR102387535B1 (ru)
CN (1) CN106164222B (ru)
EA (1) EA032307B1 (ru)
ES (1) ES2683425T3 (ru)
WO (1) WO2015128035A1 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017125833A1 (en) 2016-01-20 2017-07-27 Sabic Global Technologies B.V. Methods and systems for superheating dilution steam and generating electricity
EP3488091B1 (en) 2016-07-25 2024-11-20 SABIC Global Technologies B.V. Process for cracking hydrocarbon stream using flue gas from gas turbine
US10703999B2 (en) * 2017-03-14 2020-07-07 Saudi Arabian Oil Company Integrated supercritical water and steam cracking process
KR20200032191A (ko) * 2017-08-01 2020-03-25 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드 정제된 방향족 카르복실산의 제조에서 보일러 공급수를 예열하기 위한 방법
KR102358409B1 (ko) * 2018-08-23 2022-02-03 주식회사 엘지화학 열분해 생성물의 냉각 방법
AR115969A1 (es) 2018-08-31 2021-03-17 Dow Global Technologies Llc Sistemas y procesos para transferir calor mediante sal fundida durante la mejora de hidrocarburos
AR115971A1 (es) * 2018-08-31 2021-03-17 Dow Global Technologies Llc Sistemas y procesos para tratar térmicamente una corriente que contiene hidrocarburos
AR115968A1 (es) 2018-08-31 2021-03-17 Dow Global Technologies Llc Sistemas y procesos para perfeccionar la mejora de hidrocarburos
SG11202104102SA (en) * 2018-11-07 2021-05-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc Process for c5+ hydrocarbon conversion
FI3748138T3 (fi) * 2019-06-06 2023-10-30 Technip Energies France Menetelmä koneiden käyttämiseksi eteenintuotantolaitoksen höyryntuotantopiirissä sekä integroitu etyleenintuotanto- ja voimalaitosjärjestelmä
CN114787322A (zh) * 2019-12-09 2022-07-22 酷布鲁克公司 烃加工设施中的热整合
US20220340822A1 (en) * 2019-12-30 2022-10-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon Pyrolysis with Less Exhaust Emission
PL4133034T3 (pl) * 2020-04-09 2024-05-06 Technip Energies France Ultraniskoemisyjna instalacja wytwarzania etylenu
US11802687B2 (en) * 2021-02-06 2023-10-31 Uop Llc Method of efficiency enhancement of fired heaters without air preheat systems
EP4056892A1 (en) * 2021-03-10 2022-09-14 Linde GmbH Method and system for steamcracking
EP4056893A1 (en) 2021-03-10 2022-09-14 Linde GmbH Method and system for steamcracking
EP4359491A1 (en) * 2021-06-22 2024-05-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Olefins production process
US12553669B2 (en) 2022-03-22 2026-02-17 Lummus Technology Llc External combustion air preheat
JP2025532505A (ja) * 2022-09-09 2025-10-01 リンデ ゲーエムベーハー スチームクラッキングのための方法及びシステム
CN116496809B (zh) * 2023-05-19 2025-03-04 中国石油天然气集团有限公司 锥形裂解反应器、烃类裂解方法和反应系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4172857A (en) * 1978-04-03 1979-10-30 Arthur G. Mckee & Company Process and apparatus for ethylene production
WO1990006351A1 (en) * 1988-12-02 1990-06-14 Lummus Crest Inc. Inhibition of coke formation during vaporization of heavy hydrocarbons
WO1991015665A1 (en) * 1990-04-03 1991-10-17 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for generating heat and electricity in a sulphate pulp mill
JPH0979506A (ja) * 1995-09-13 1997-03-28 Toshiba Corp 排熱回収ボイラのヒドラジン注入方法及びヒドラジン注入装置
US6237337B1 (en) * 1998-09-10 2001-05-29 Ormat Industries Ltd. Retrofit equipment for reducing the consumption of fossil fuel by a power plant using solar insolation
WO2010077461A1 (en) * 2009-01-05 2010-07-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for cracking a heavy hydrocarbon feedstream
US20130001132A1 (en) * 2010-01-26 2013-01-03 Arthur James Baumgartner Method and apparatus for quenching a hot gaseous stream

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1912938A (en) * 1927-01-26 1933-06-06 Dow Chemical Co Heat energy system
JP2735991B2 (ja) 1993-03-17 1998-04-02 三菱重工業株式会社 発電方法
US6270654B1 (en) 1993-08-18 2001-08-07 Ifp North America, Inc. Catalytic hydrogenation process utilizing multi-stage ebullated bed reactors
FR2764902B1 (fr) 1997-06-24 1999-07-16 Inst Francais Du Petrole Procede de conversion de fractions lourdes petrolieres comprenant une etape de conversion en lit bouillonnant et une etape d'hydrocraquage
US8631657B2 (en) * 2003-01-22 2014-01-21 Vast Power Portfolio, Llc Thermodynamic cycles with thermal diluent
US7214308B2 (en) 2003-02-21 2007-05-08 Institut Francais Du Petrole Effective integration of solvent deasphalting and ebullated-bed processing
US7704377B2 (en) 2006-03-08 2010-04-27 Institut Francais Du Petrole Process and installation for conversion of heavy petroleum fractions in a boiling bed with integrated production of middle distillates with a very low sulfur content
US20080093262A1 (en) 2006-10-24 2008-04-24 Andrea Gragnani Process and installation for conversion of heavy petroleum fractions in a fixed bed with integrated production of middle distillates with a very low sulfur content
US7938952B2 (en) 2008-05-20 2011-05-10 Institute Francais Du Petrole Process for multistage residue hydroconversion integrated with straight-run and conversion gasoils hydroconversion steps
FR2951735B1 (fr) 2009-10-23 2012-08-03 Inst Francais Du Petrole Procede de conversion de residu integrant une technologie lit mobile et une technologie lit bouillonnant
US9005430B2 (en) 2009-12-10 2015-04-14 IFP Energies Nouvelles Process and apparatus for integration of a high-pressure hydroconversion process and a medium-pressure middle distillate hydrotreatment process, whereby the two processes are independent
FR2981659B1 (fr) 2011-10-20 2013-11-01 Ifp Energies Now Procede de conversion de charges petrolieres comprenant une etape d'hydroconversion en lit bouillonnant et une etape d'hydrotraitement en lit fixe pour la production de fiouls a basse teneur en soufre
FR3027911B1 (fr) 2014-11-04 2018-04-27 IFP Energies Nouvelles Procede de conversion de charges petrolieres comprenant une etape d'hydrocraquage en lit bouillonnant, une etape de maturation et une etape de separation des sediments pour la production de fiouls a basse teneur en sediments
FR3027912B1 (fr) 2014-11-04 2018-04-27 IFP Energies Nouvelles Procede de production de combustibles de type fuel lourd a partir d'une charge hydrocarbonee lourde utilisant une separation entre l'etape d'hydrotraitement et l'etape d'hydrocraquage
FR3033797B1 (fr) 2015-03-16 2018-12-07 IFP Energies Nouvelles Procede ameliore de conversion de charges hydrocarbonees lourdes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4172857A (en) * 1978-04-03 1979-10-30 Arthur G. Mckee & Company Process and apparatus for ethylene production
WO1990006351A1 (en) * 1988-12-02 1990-06-14 Lummus Crest Inc. Inhibition of coke formation during vaporization of heavy hydrocarbons
WO1991015665A1 (en) * 1990-04-03 1991-10-17 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for generating heat and electricity in a sulphate pulp mill
JPH0979506A (ja) * 1995-09-13 1997-03-28 Toshiba Corp 排熱回収ボイラのヒドラジン注入方法及びヒドラジン注入装置
US6237337B1 (en) * 1998-09-10 2001-05-29 Ormat Industries Ltd. Retrofit equipment for reducing the consumption of fossil fuel by a power plant using solar insolation
WO2010077461A1 (en) * 2009-01-05 2010-07-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for cracking a heavy hydrocarbon feedstream
US20130001132A1 (en) * 2010-01-26 2013-01-03 Arthur James Baumgartner Method and apparatus for quenching a hot gaseous stream

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015128035A1 (en) 2015-09-03
KR102387535B1 (ko) 2022-04-15
KR20160146677A (ko) 2016-12-21
EA201691365A1 (ru) 2017-01-30
US10190060B2 (en) 2019-01-29
CN106164222A (zh) 2016-11-23
US20170022429A1 (en) 2017-01-26
EP3110909B1 (en) 2018-05-16
JP2017512278A (ja) 2017-05-18
JP6438489B2 (ja) 2018-12-12
EP3110909A1 (en) 2017-01-04
CN106164222B (zh) 2018-06-26
ES2683425T3 (es) 2018-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA032307B1 (ru) Способ повышения эффективности использования энергии технологических печей
RU2502030C2 (ru) Способ получения цементного клинкера и установка для его производства
CN117295806B (zh) 用于蒸汽裂解的方法和设备
CN107014218B (zh) 基于焦化厂余热余能集成利用的热力发电系统
RU2433339C2 (ru) Способ выработки энергии в энергетической установке посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, энергетическая установка для выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, способ модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в, по существу, чистом кислороде
JP2023156272A5 (ru)
CN106989611B (zh) 一种焦炉煤气与干熄焦余热综合发电系统
KR20220107064A (ko) 탄화수소 처리 설비의 열 통합
JP7832363B2 (ja) 熱回収を伴う炭化水素供給原料を分解するための電気炉
EP3844371B1 (en) System for generating energy in a working fluid from hydrogen and oxygen and method of operating this system
CN104180675A (zh) 加热炉余热综合利用发电系统
CN108590789A (zh) 一种焦炉荒煤气显热与红焦显热联合发电工艺及系统
KR102883628B1 (ko) 에틸렌 플랜트 증기 발생 회로 및 통합된 에틸렌 및 발전소 시스템 내의 기계를 구동하는 방법
EP4584348B1 (en) Method and system for steam cracking
CN106839791A (zh) 基于多压模式的电炉烟气余热优化利用系统
US7316105B2 (en) Steam power plant
CN106705013A (zh) 基于多压模式的电炉烟气余热利用系统
RU2587736C1 (ru) Установка для утилизации низконапорного природного и попутного нефтяного газов и способ её применения
JP2007503544A (ja) 蒸気原動所
RU2804471C2 (ru) Способ приведения в действие машин в контуре парогенерации установки по производству этилена и объединенная система установки по производству этилена и электростанции
CN106855363A (zh) 基于多压模式的电转炉烟气余热利用系统
CN120043100A (zh) 一种电加热补热的全干熄锅炉发电工艺系统及使用方法
CN120444607A (zh) 一种基于余热水爆预处理的生物质燃料供应系统
CN117545824A (zh) 烯烃生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM