[发明专利]用烟道气冷却器预热进料的方法和设备

说明书

发明领域

本发明的领域是从催化剂再生器排出的烟道气中回收热。

发明背景

许多烃方法包括与再生器精密联合的反应器，其后是下游烃产物分离。烃进料在反应器中接触催化剂以将烃转化成理想的产物。在该方法中，催化剂倾向于将焦炭聚集在其上，在再生器中被烧掉。

在一种这类方法，流化床催化裂化(FCC)中，再生器中的燃烧热通常产生温度为677-788℃(1250-1450°F)且压力为138-276kPa(20-40psig)的烟道气。尽管压力较低，但是来自再生器的极高温度、高体积的烟道气含有足够的能量以保证经济回收。

为从烟道气料流中回收能量，可将烟道气供入电力回收装置中。电力回收联动装置可包括几种装置，例如膨胀涡轮、再生器、鼓风机、齿轮减速器和排出蒸汽涡轮。烟道气的能量通过膨胀器的叶片转移至连接在主鼓风机上的转子以产生用于再生器的燃烧空气，和/或连接在再生器上的转子以产生电力。由于在膨胀涡轮上138-207kPa(20-30psi)的压降，烟道气通常以125-167℃(225-300°F)的温降排出。烟道气可达到烟道气蒸汽发生器用于进一步能量回收并冷却烟道气。

用于FCC装置的典型烟道气蒸汽发生器含有三个旋管，即用于将锅炉进料水预热的省热器、用于产生高压蒸汽的蒸发器和用于将高压蒸汽加热成过热蒸汽的过热器。在除去细料以后，然后可将冷却的烟道气排到烟囱中。

较低的烟道气排出温度表明来自烟道气的较大热回收。然而，最小烟道气排出温度受硫酸露点限制。对于烟道气，需要露点以上充分的温度接近以避免烟囱中硫酸冷凝，该冷凝可导致烟囱附近的硫酸沉淀。

在FCC装置中，烃进料如减压瓦斯油(VGO)通常通过与主分馏塔周围的淤浆油泵间接热交换而预热。主分馏塔接收热FCC产物。进料与周围淤浆油泵热交换有助于冷却FCC产物。

需要改进从催化剂再生器烟道气中的热回收。

发明概述

我们发现催化剂再生器烟道气是用于与烃进料间接热交换的优异材料。我们已发现离开与进料热交换的FCC烟道气温度可充分高于硫酸露点以安全地避免硫酸冷凝的风险。通过用烟道气间接预热烃进料以将烃进料预热至较高的温度，通常用于将进料预热的FCC产物流可用于其它热量回收机会或者蒸汽或电力产生。另外，烟道气足够热以将烃进料部分或完全蒸发或将进料预热至大于通常通过与FCC产物料流热交换实现的温度。因此，必然产生且在FCC再生器中燃烧以将催化剂充分加热并将FCC提升器中的进料蒸发的焦炭的量降低，由此产生较少二氧化碳。

有利地，该方法和设备可赋予来自催化剂再生器烟道气的较大热回收。

本发明的其它特征和优点由本发明说明书、其中提供的附图和权利要求获悉。

附图简述

附图为精炼厂中FCC装置、电力回收段和FCC产物回收系统的示意图。

发明详述

本发明可适用于使用催化剂再生器如氧合物(oxygenate)转烯烃或FCC装置的任何催化转化方法。为了便于描述，本发明将参考FCC装置描述。传统FCC烟道气冷却器的排出温度通常为288℃(550°F)左右。我们发现烟道气冷却器排出温度通常受蒸汽发生器中的夹点温度，而不是通常认为的硫酸露点限制。因此，我们发现排到在288℃(550°F)下的烟囱中的烟道气仍含有可用于将催化反应器的烃进料流预热的基本可用的热。

在其中主要用烟道气将烃进料预热的FCC装置中，先前用于进料预热的FCC产物料流如重循环油(HCO)和淤浆油现在可用于产生更高压力的蒸汽。在传统设计中，锅炉给水(BFW)预热通过与来自蒸汽锅筒的饱和水间接热交换以使BFW温度提高至防止烟道气冷却器中腐蚀所需的177℃(350°F)而提供。

现在转向附图，其中类似的数字表示类似的组件，附图阐述了精炼厂综合结构100，其通常包括FCC装置区段10、电力回收区段60和产物回收区段90。FCC装置区段10包括反应器12和催化剂再生器14。工艺变量通常包括400-600℃的裂化反应温度和500-900℃的催化剂再生温度。裂化和再生均在5大气压以下的绝对压力下进行。