节能技术在丙烷脱氢的应用

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摘要：本文介绍了丙烷脱氢装置节能技术的应用，为经济效益和社会效益的提升起到了优化作用。

关键词：节能技术;丙烷脱氢;效益

本文主要介绍节能技术在丙烷脱氢装置应用的工作原理、分类。包括机泵节能、传热节能、蒸馏节能的工作状态、工作效率以及优化的结果，丙烷脱氢装置应用的优势，以及为企业带来的社会效益和经济效益。

1丙烷脱氢装置

丙烷脱氢装置主要利用丙烷脱氢制丙烯工艺，采用高效的铬系催化剂加速脱氢催化剂连续再生，使用氢作为原料丙烷的稀释剂。丙烷脱氢装置设备涉及反应器、塔器、容器、换热器、干燥器、压缩机、透平、泵和过滤器等诸多类型。工作过程：通过固定床反应器，在氧化铬-氧化铝催化剂上将丙烷制成丙烯，丙烯是最主要产品，未转化的丙烷将继续被送入反应生成丙烯。本装置属于甲类生产装置，生产过程中涉及的主要物料为丙烷、丙烯、乙烯、富氢尾气和天然气。工作过程：（1）新鲜丙烷进料与来自产品分离塔的循环丙烷以及脱油塔顶回收的丙烷混合后，送入进料汽化器。汽化后的原料气被多个换热器逐步加热，最终在进料加热炉中加热至反应所需温度（约600℃）后送入反应器。在反应器负压操作条件下，丙烷发生脱氢反应，生成丙烯、氢气以及少量副产物。由于脱氢反应为吸热反应，需不断补充热量，反应器以循环的方式操作，任何时候有3台反应器反应，3台预热和再生，1台蒸汽吹扫，1台抽真空、催化剂还原。一个完整的循环过程大概需要24min，每台反应器都重复着相同的循环过程。这样一个过程就确保了整个反应的连续性。（2）反应器的出口气体冷却后进入压缩机，选择合适的压比保证每段出口温度低于聚合温度。（3）低温回收单元采用丙烯、乙烯冷剂逐步冷却、冷凝反应产物，去除产品当中的氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳以及轻烃（如甲烷和乙烷），这些尾气部分可用于催化剂还原和燃料气。最后，产品精制部分由两个精馏系统组成，即脱乙烷塔和产品分离塔，得到最终产品。

2节能技术

在丙烷脱氢装置中应用节能技术主要为节约电力、燃料、蒸汽等三个主要的大方面。2.1机泵节能。为降低丙烷脱氢装置的能耗，主要是通过将其内部的占95%以上的流体输送机械的耗电量降低，所以只能通过改变机泵等流体机械的效率来提高转换率，所以应考虑影响泵效率的多种因素，可降低泵的能量损失，包括机械损失、水力损失和容积损失这三大方面。2.2传热节能。主要考虑热量回收和强化传热两种，燃烧器使用的原料可以是天然气、脱氢尾气或液体燃料，设备间的传热是设备工作过程中必不可少的过程，通过利用影响传热性能的公式来进行分析，传热方程式为Q=KAtm，通过此公式可以看出影响因素主要分为两个：传热系数的增大和换热面积的增大。首先，从传热系数的增大考虑，增大换热器管壁两侧的传热膜系数，进而提高换热差一侧的传热膜系数的方法。其次，增大换热面积通过采取各种翘片管、螺纹管等提高单位换热面积的方法。热能的利用率也是传热节能的重点内容，其中蒸馏过程会带走大量的热能，造成不必要的损耗，所以可采用多效蒸馏（即将一个塔的塔顶潜热传输给另一个塔作为再沸器的热源）的方法，减少损耗。多效蒸发的理解：将排出的蒸汽带来的热量供给塔底所需要的热量，将塔顶潜热当做塔底的热源，一种能效多次循环利用的方式。2.3蒸馏节能。蒸馏操作能耗高，热效率低，常规精馏系统中95%的能源被塔顶冷却装置或空气带走，能源利用率极低。提高蒸馏设备效率，减少由于热量耗散导致的能源损失对于降低生产成本显得尤为重要。以下为工业生产中控制能量消耗的主要方法：（1）主要还是利用遵循再利用的方针，收集在操作过程中塔顶蒸汽的剩余热量、塔底产品的物料热量、蒸汽冷凝水中的热量。利用塔顶产品的潜热、显热、塔底所有热量进行工作。（2）利用技术和设备的更新，如现代流行的新式高效塔盘，UOP的ECMDTM塔盘等。（3）对产品的纯净度制定严格的制度，对于盲目加工，利用资源造成浪费但不符合使用要求产品采取绝对禁止的方式，降低损耗，提高产品的质量。

3结束语

实践证明，可以通过节能技术在丙烷脱氢装置上的应用提高其节能效率，该装置借助于其热量连续传输，热量重新分配使用，能量的回收再利用等方法进行优化节能，节能方法的综合利用提高了设备的热量使用率，减少了能耗，降低了成本，使经济性和社会性得到统一。

参考文献

[1]2013－中国石油和化工行业节能进展报告[R].中国化工节能技术协会，2013.

[2]李丽.丙烷脱氢制丙烯的技术经济型探讨[J].化工管理，2015（1）：109.

作者:张玉新 赵亚龙 单位:天津渤化石化有限公司