【管式加热炉系列专题】 丙烷、丁烷脱氢装置加热炉

C3/C4脱氢加热炉
      近年来国内出现了比较多的烷烃脱氢装置，比较多的是UOP以及LUMMUS的工艺包，大致介绍一下这两种脱氢工艺包的加热炉概况。

      一、UOP工艺包：采用移动床反应器，在临氢的条件下进行脱氢。该工艺包的加热炉类似于连续重整装置的重整加热炉，采用多管程“U形管炉型”，每台加热炉对应一个反应器，也就是说有几台反应器，相对来说就有几台加热炉。
      因脱氢反应在低压高温下进行的特点，所以加热炉的出口温度一般都在630度~655度之间，与循环氢气高温炉不同的是，管内介质在该温度时，已经到达了裂解倾向，为了抑制管内介质的裂解结焦，该炉的平均热强度很低，炉膛温度也比较低。
      基于以上情况，UOP脱氢加热炉应采用小管径、小壁厚的单排双面辐射，尽量减小油膜温度和管壁温度。工艺流程决定加热炉的特点，仅仅针对加热炉单体来说，该加热炉占地面积很大，投资很高。

      二、LUMMUS工艺包：采用几台并联的固定床反应器，几台反应器之间循环操作，不同的反应器依次反应、再生、排放吹扫。该工艺包的加热炉主要有反应进料加热炉（为反应器进料提供热源），再生空气加热炉（为反应器提供再生空气），余热锅炉（回收高温再生空气的热量）。

      反应进料加热炉的加热介质为丙烷或者丁烷，出口设计温度一般在625度左右，该加热炉对油膜温度以及停留时间做出了严格的要求。
     1：介质在593度~625度区间的炉内停留时间尽量不要超过0.2秒。
     2：介质在538度以上时，内膜温度与介质温度的差值不得大于55度。
     3，每程的出口温度差不得超过8度，要求在每程的入口加设一个流量计和蝶阀。
     基于以上特点，该加热炉应该在满足压降的前提下尽量提高管内流速，并选取合适的热强度保证油温温度不要太高，当然管径应尽量小，毕竟小管子在解决以上几个方面有很大的优势。
     再生空气加热炉其实就是一个燃烧器加上一个壳体，类似于催化装置的辅助燃烧器，不同的是再生空气加热炉是长期在线操作的。该炉的最大特点就是负荷非常的大，其核心就是燃烧器的设计。
     余热锅炉：不多说了，论坛里边太多了。

    两种工艺包加热炉的共同点就是难度比较大，从设计到制造以及现场施工。

hhldx110 发表于 2014-7-23 20:44
丙烷脱氢！uop的那个部分炉管上还包了保温材料，高低不同，不知是什么原理？

主要是为了降温，相当于一个遮蔽作用。中间包的长，两端包的短，主要是中间高温区分布的比较长 而两端高温区比较短。

不知道Uop是否做过模拟？

感谢分享，受益匪浅啊。

谢谢大神普及知识，UOP加热炉怎么有停留时间要求吗？怎么计算啊？

wxwwing520 发表于 2014-8-22 17:02
谢谢大神普及知识，UOP加热炉怎么有停留时间要求吗？怎么计算啊？

UOP脱氢加热炉针对管内介质，并没有停留时间的要求，其强调的是低热强度。
LUMMUS脱氢反应炉有停留时间的要求。

UOP工艺的加热炉每个炉膛有16个燃烧器，从烘炉的情况看只点燃几个就能把温度提到工作温度了。那正常的时候需要全部点燃燃烧器吗？还是只点一部分？全部点燃的话温度应该很高哦，如果只点一部分其他没有点燃的燃烧器风门要打开还是关闭（我觉得应该要关闭）？

wxwwing520 发表于 2014-8-25 11:22
UOP工艺的加热炉每个炉膛有16个燃烧器，从烘炉的情况看只点燃几个就能把温度提到工作温度了。那正常的时候需 ...

UOP工艺的加热炉每个炉膛有16个燃烧器，从烘炉的情况看只点燃几个就能把温度提到工作温度了。那正常的时候需要全部点燃燃烧器吗？还是只点一部分？全部点燃的话温度应该很高哦，如果只点一部分其他没有点燃的燃烧器风门要打开还是关闭（我觉得应该要关闭）？

不考虑整个工艺流程，单纯从加热炉本身来看，我觉得UOP脱氢的加热炉不太合适。
很大的炉膛，发热量很小的燃烧器，极不匹配。

烘炉的时候当然不用点燃所有的燃烧器，因为烘炉的时候需要的热量没有那么大。正常操作的时候，如果是满负荷运行，肯定要打开所有的燃烧器（在设计十分合理的前提下），如果是低负荷运行，超出了燃烧器的调节比例，可以对称关掉部分燃烧器，该部分燃烧器的风门要关闭，否则漏风太严重，不但加热炉热效率极低，可能还会引起其他一些问题。

对UOP加热炉来说，多管程的U形管，出炉顶的密封装置同时要考虑炉管的膨胀位计，都是采用的什么结构，哪种结构好呢？请附图说明

梦里花间 发表于 2015-11-8 08:11
对UOP加热炉来说，多管程的U形管，出炉顶的密封装置同时要考虑炉管的膨胀位计，都是采用的什么结构，哪种结 ...

有采用密封袋结构的，有采用滑动盖板结构的。至于详图，我没有做过这种结构。

感谢分享，受益匪浅啊。

lummus工艺包加热炉对593度到625度之间的温度和压力有对停留时间一个积分要求，不知道楼主怎么考虑啊。。。。

积分只是一种详细的计算，在工程中可以做平均加权。

kuerer2002 发表于 2016-11-8 20:42
lummus工艺包加热炉对593度到625度之间的温度和压力有对停留时间一个积分要求，不知道楼主怎么考虑啊。。。 ...

积分只是一种详细的计算，在工程中可以做平均加权。

2：介质在538度以上时，内膜温度与介质温度的差值不得大于55度。
工艺包里写的是538℃以上流体各点与管壁的温度最大为55℃，这个是翻译的问题么，我的理解也是这个意思，但是看原文应该不是这个意思。LZ是怎么考虑的这个问题。

山丘之王 发表于 2016-11-9 11:09
积分只是一种详细的计算，在工程中可以做平均加权。

之前没有遇到过这种积分要求, 不知道是是出于什么考虑啊?
还有炉管使用321或347, 他们之间区分只是因为强度问题??
不用304是因为稳定性的原因吗?
谢谢lz