酮苯脫蠟裝置回收二級蒸汽加熱器殼程壓力過高問題研究

摘要：酮苯脫蠟重油裝置回收系統(tǒng)二次塔至三次塔之間采用兩級蒸汽加熱器加熱，根據(jù)丁酮、甲苯溶劑沸點的差異回收系統(tǒng)中的溶劑，設(shè)備長期的運行對設(shè)備內(nèi)管有所影響，根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)及其它因素，很難避免結(jié)垢現(xiàn)象，導(dǎo)致蒸汽加熱器傳熱系數(shù)降低，換熱效率下降，使系統(tǒng)能耗升高。

關(guān)鍵詞：酮苯脫蠟;回收;蒸汽加熱器;節(jié)能

1 ?概述

酮苯脫蠟重油裝置利用換熱器及蒸汽加熱器逐步回收系統(tǒng)中的溶劑，溶劑為丁酮、甲苯的混合溶劑。設(shè)備每三年大修一次，并對各換熱器及加熱器進(jìn)行高壓水清洗，由于裝置長期運行，設(shè)備效率逐漸下降，酮苯重油裝置蒸汽消耗量大，能耗增加。

2 ?重油裝置蒸汽加熱器流程簡述

酮苯脫蠟重油裝置油回收系統(tǒng)塔02底的油和溶劑由泵017/1、2抽出經(jīng)蒸汽加熱器換031/1、換031/2加熱后進(jìn)入塔03閃蒸，從塔02至塔03經(jīng)過換031/1和換031/2兩級加熱，目的是回收系統(tǒng)中的溶劑，甲苯常壓下沸點110.6℃，丁酮沸點79.6℃，塔03頂蒸出溶劑大部分甲苯，小部分丁酮。油和溶劑走蒸汽加熱器管程，蒸汽走殼程，一級蒸汽加熱器換031/1用1.0MPa蒸汽加熱，管程出口溫度控制150±10℃，二級蒸汽加熱器換031/2用3.6MPa蒸汽加熱，管程出口溫度控制195±4℃，正常狀態(tài)下，換031/2殼程壓力1.30MPa左右。

3 ?二級蒸汽加熱器異常現(xiàn)象描述

酮苯脫蠟重油裝置蒸汽加熱器換031/2殼程壓力逐漸升高，壓力由1.3MPa升高至2.7MPa，3.6MPa蒸汽消耗量也由原來的6t/h升高至7.5～9.5t/h。一級蒸汽加熱器管程出口溫度加熱不上來，控制閥處于全開狀態(tài)，1.0MPa蒸汽消耗量達(dá)到上限，一級加熱器管程出口溫度最大只能加熱到143℃，二級蒸汽加熱器出口溫度193℃。

正常狀態(tài)下，換031/2殼程壓力1.3MPa左右，蒸汽加熱器殼程壓力大，換熱效率下降，提一級蒸汽加熱器進(jìn)料時，為保證二級加熱器出口溫度指標(biāo)，3.6MPa蒸汽消耗量大，尤其短時間內(nèi)提量時，二級蒸汽加熱器壓力增加幅度更大，最高達(dá)到2.9MPa，換031/2殼程設(shè)計壓力3.7MPa，嚴(yán)重制約裝置處理量的提高，同時威脅安全生產(chǎn)。

3.1 ?二級蒸汽加熱器殼程壓力過高的原因

濾液自換04來經(jīng)過三組七個換熱器進(jìn)入油回收系統(tǒng)塔01，塔01至塔02經(jīng)過兩組六個換熱器，換熱器換熱效果差影響塔01、塔02各點溫度，使蒸汽加熱器進(jìn)料溫度低。

一級蒸汽加熱器換031/1出口溫度較低會導(dǎo)致?lián)Q031/2殼程壓力過高。換031/1出口溫度低的原因主要有一級蒸汽加熱器換031/1殼程疏水器故障;一級加熱器蒸汽流量不準(zhǔn)或出口溫控閥故障;一級加熱器管程副線閥漏量;一級加熱器換熱效果不好，設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重;1.0MPa蒸汽溫度、壓力不夠，影響一級蒸汽加熱器的加熱效果，以上情況均可造成3.6MPa蒸汽消耗量增加。

二級蒸汽加熱器換031/2設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢，管程介質(zhì)走副線，通過現(xiàn)象可以直接判斷原因。

3.2 ?原因分析及問題排查

（1）檢查疏水器是否正常，將輕、重油一級蒸汽加熱器疏水器換31/1和換031/1調(diào)換，輕、重油一級加熱器疏水器類別及型號一致，輕油系統(tǒng)換31/1管程出口溫度控制較好，疏水器調(diào)換后，換031/1出口溫度和換031/2壓力沒有改善，排除疏水器原因。

（2）聯(lián)系儀表對一二級加熱器蒸汽流量校準(zhǔn)，檢查控制閥開關(guān)是否卡阻，但未發(fā)現(xiàn)異常，排除儀表及控制閥原因。

（3）蒸汽加熱器管程介質(zhì)走副線會降低加熱器加熱作用，加熱器殼程給汽與回水溫度溫差小，殼程壓力也會增加，現(xiàn)場確認(rèn)副線閥已關(guān)閉，排除管程介質(zhì)走副線原因。

（4）蒸汽加熱器換熱效果不好，設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢，會嚴(yán)重影響傳熱效率。檢修時換熱器打開后，塔01前的換熱器和蒸汽加熱器管程各管內(nèi)均有1mm厚的焦?fàn)钗镔|(zhì)，取樣進(jìn)行分析，焦質(zhì)狀物質(zhì)以油為主，但燃燒后剩下細(xì)微的粉末，用吸鐵石能夠完全吸附，焦質(zhì)內(nèi)含有鐵的成分。生產(chǎn)運行中，可能攜帶設(shè)備內(nèi)的鐵銹或其它含鐵成分，粉末很細(xì)，能夠透過濾布，換熱器垢層的存在會使換熱器總傳熱系數(shù)大幅度降低，大大影響傳熱效果。檢修期間，對換熱器（蒸汽加熱器）進(jìn)行高壓水沖洗，清除管程污垢。

對重油蒸汽加熱器數(shù)據(jù)采集，選取一級蒸汽加熱器進(jìn)料量一定（53t/h）時檢修前后數(shù)據(jù)。檢修前后，在蒸汽加熱器進(jìn)料量一定時，換031/2殼程壓力下降1.2MPa，3.6MPa蒸汽用量減少2t/h，3.6MPa蒸汽回水溫度下降，換熱溫差增加30℃，與此同時，1.0MPa蒸汽用量提高1t/h，換031/1出口溫度提高明顯，說明一級蒸汽加熱器換031/1換熱效率提高，1.0MPa蒸汽用量大，從而3.6MPa蒸汽用量小，同時一級加熱器出口溫控閥關(guān)小，還有調(diào)節(jié)空間。

4 ?結(jié)論及效果評價

（1）二級蒸汽加熱器換031/2殼程壓力升高的主要原因是塔01前換熱器內(nèi)管結(jié)垢，一二級蒸汽加熱器內(nèi)管附有焦?fàn)钗镔|(zhì)，使傳熱系數(shù)降低，換熱效率下降，一級蒸汽加熱器出口溫度不夠，二級蒸汽加熱器換031/2消耗3.6MPa蒸汽量高，一旦加熱器進(jìn)料量不穩(wěn)定，使換031/2壓力增加幅度大。

（2）蒸汽加熱器出口溫度決定三次塔進(jìn)料溫度及末次塔底溫度，影響溶劑塔頂蒸出率及溶劑出裝置攜帶，同時二級蒸汽加熱器是3.6MPa蒸汽加熱，溫度高、壓力大，不能讓加熱器長期憋壓，嚴(yán)重時會威脅安全生產(chǎn)。

（3）換熱器及加熱器經(jīng)過長期運行后，根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)及其它因素，很難避免結(jié)垢現(xiàn)象，檢修后，輕油裝置加熱器蒸汽用量也有明顯改善，日常生產(chǎn)中，要正確、平穩(wěn)調(diào)節(jié)操作，避免給設(shè)備帶來損害。

（4）通過趨勢得出，重油一級蒸汽加熱器效率提高后，二級蒸汽加熱器換031/2減少3.6MPa蒸汽消耗至少2t/h，一月累計節(jié)省蒸汽約1488t，提高傳熱效果的同時節(jié)能降耗。

參考文獻(xiàn)：

[1] 苗忠等.溶劑脫蠟裝置操作工.北京：中國石化出版社，2009.

作者簡介：

何愛茹，女，工程師，2009年畢業(yè)于東北石油大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事煉油工藝相關(guān)工作。