乙烯裂解爐對(duì)流段化學(xué)清洗情況綜述

位衛(wèi)衛(wèi)，孫波林

（中國(guó)石油化工有限公司天津分公司烯烴部，天津 300000）

裂解爐是乙烯裝置的主要耗能設(shè)備，隨著節(jié)能工作的不斷深入和發(fā)展，對(duì)流段爐管外壁積灰和結(jié)垢對(duì)傳熱所產(chǎn)生的影響越來(lái)越受到關(guān)注。裂解爐長(zhǎng)周期運(yùn)行后，煙氣中的油焦、碳粉、硫化物、礦化物質(zhì)等固體顆粒在與對(duì)流段管表面相互碰撞時(shí)，部分顆粒在慣性力的作用下沉積在預(yù)熱盤(pán)管外壁的翅片表面。同時(shí)，煙氣中的腐蝕介質(zhì)對(duì)預(yù)熱盤(pán)管有一定的腐蝕作用，腐蝕產(chǎn)物也容易粘附在爐管表面，導(dǎo)致預(yù)熱盤(pán)管表面結(jié)垢嚴(yán)重，污垢物將預(yù)熱段盤(pán)管全部包裹，加劇爐管腐蝕，甚至導(dǎo)致?tīng)t管穿孔，而且大幅降低對(duì)流段預(yù)熱盤(pán)管的傳熱性能，導(dǎo)致對(duì)流段煙氣出口溫度升高，熱效率降低。因而，裂解爐在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期運(yùn)行后，給對(duì)流管爐管外壁進(jìn)行清洗非常必要。

1 裂解爐對(duì)流段化學(xué)清洗方法

化學(xué)清洗單位以活性劑、螯合劑、油分散劑、助劑、緩蝕劑為主要成分的清洗配方，由藥劑產(chǎn)生的堿金屬陽(yáng)離子附在煙灰微粒表面，發(fā)生催化作用使煙灰碳粒和油垢完全燃燒，藥劑還起到降低灰垢黏性的作用，使之成為松散干裂易剝落的浮灰，便于清除。

裂解爐對(duì)流段化學(xué)清洗分為三步，即預(yù)清洗、清洗和沖洗。清洗時(shí)使用專用噴頭垂直均勻噴射清洗藥劑，讓藥劑逐步達(dá)到潤(rùn)濕污垢的表面、滲透到污垢內(nèi)部，從而使污垢疏松和易于溶解，已達(dá)到爐管清洗的效果。

2 裂解爐對(duì)流段爐管化學(xué)清洗前后潔凈度對(duì)比

裂解輕質(zhì)原料和重質(zhì)原料的裂解爐排煙溫度較高，熱效率比較低。在2020年裝置停工檢修改造期間，對(duì)裂解輕質(zhì)原料的2#爐和裂解重質(zhì)原料的5#爐對(duì)流段進(jìn)行了化學(xué)清洗。清洗前后對(duì)流段翅片管潔靜度對(duì)比見(jiàn)下圖（2#爐對(duì)比見(jiàn)圖1、圖2，5#爐對(duì)比見(jiàn)圖3、圖4）。

圖1 2#爐對(duì)流段頂部翅片管結(jié)垢情況

圖2 2#對(duì)流段頂部翅片管清洗后情況

圖3 5#爐對(duì)流段頂部翅片管結(jié)垢情況

圖4 5#對(duì)流段頂部翅片管清洗后情況

從圖1～4中不難看出，化學(xué)清洗前對(duì)流段翅片管外壁有雜物和灰塵堆積，污垢已覆蓋翅片管，從外面基本無(wú)法看見(jiàn)翅片根部，且爐管之間部分流道被堵死?；瘜W(xué)清洗后，翅片管表面已經(jīng)基本無(wú)污垢、無(wú)腐蝕物。

3 化學(xué)清洗前后主要數(shù)據(jù)對(duì)比分析

裂解爐對(duì)流段排煙溫度以及噸原料燃料氣使用量受裂解原料制約，因而需逐臺(tái)爐按照裂解原料搜集檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)檢測(cè)進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比分析。

3.1 2#裂解爐化學(xué)清洗前后排煙溫度和熱效率檢測(cè)情況對(duì)比分析

2#裂解爐在裝置檢修后主要裂解液相原料、氣相原料運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較短，分別以輕石和輕烴工況為例來(lái)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)?；瘜W(xué)清洗前后對(duì)流段排煙溫度和熱效率以及噸原料燃料氣使用量對(duì)比分析如下。

輕石工況下，2#裂解爐對(duì)流段化學(xué)清洗前后排煙溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖5，化學(xué)清洗前后熱效率情況見(jiàn)圖6。

圖5 輕石工況2#爐清洗前后排煙溫度對(duì)比

圖6 輕石工況2#爐清洗前后熱效率對(duì)比

從圖5和圖6可以看出，輕石工況下，化學(xué)清洗后排煙溫度較清洗前降低了將近20℃，化學(xué)清洗后熱效率較清洗前提升了1%左右。

裝置停工檢修后，2#爐裂解輕烴的時(shí)間比較短，只有兩周檢測(cè)數(shù)據(jù)。輕烴工況下，2#裂解爐對(duì)流段化學(xué)清洗前后排煙溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖7，化學(xué)清洗前后熱效率情況見(jiàn)圖8。

圖7 輕烴工況2#爐清洗前后排煙溫度對(duì)比

圖8 輕烴工況2#爐清洗前后熱效率對(duì)比

從圖7和圖8可以看出，輕烴工況下，化學(xué)清洗后排煙溫度較清洗前降低了20℃左右，化學(xué)清洗后熱效率較清洗前提升了1%左右。

3.2 5#裂解爐化學(xué)清洗前后排煙溫度和熱效率檢測(cè)情況對(duì)比分析

5#裂解爐在裝置檢修后主要裂解加氫尾油，以加氫尾油工況為例來(lái)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)?；瘜W(xué)清洗前后對(duì)流段排煙溫度和熱效率檢測(cè)情況見(jiàn)圖9和圖10。

圖9 尾油工況5#爐清洗前后排煙溫度對(duì)比

圖10 尾油工況5#爐清洗前后熱效率對(duì)比

從圖9可以看出，裂解加氫尾油工況下，5#裂解爐化學(xué)清洗后排煙溫度較清洗前降低了35℃左右；從圖10可以看出，裂解加氫尾油工況下，5#裂解爐化學(xué)清洗后熱效率較清洗前提升了近1.4%。

4 裂解爐對(duì)流段化學(xué)清洗后運(yùn)行效果

2020年，裝置停工檢修改造后已運(yùn)行數(shù)月，通過(guò)對(duì)乙烯裝置2#和5#裂解爐對(duì)流段煙氣數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、搜集和計(jì)算、對(duì)比分析，得出如下結(jié)論：2#裂解爐不論是輕石工況還是輕烴工況，化學(xué)清洗后排煙溫度較清洗前降低了20℃左右，熱效率較清洗前提升了1%左右；5#裂解爐在加氫尾油工況下，排煙溫度較清洗前降低了35℃左右，熱效率較清洗前提升了近1.4%；對(duì)流段化學(xué)清洗后，裂解爐排煙溫度大大降低，熱效率提升比較明顯。

5 結(jié)語(yǔ)

裂解爐對(duì)流段爐管尤其是翅片管外壁比較容易積灰和結(jié)垢，對(duì)傳熱影響較大，裂解爐在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期運(yùn)行后，清洗裂解爐對(duì)流段爐管以提升對(duì)流段傳熱，降低對(duì)流段排煙溫度，進(jìn)而提高裂解爐熱效率，為裂解爐長(zhǎng)效運(yùn)行提供保障。