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        石蠟加氫裝置冷卻系統(tǒng)改造的應(yīng)用總結(jié)

        2014-02-27 03:33:34樊敏超工藝工程師大慶煉化公司潤滑油廠5613774
        化工管理 2014年14期
        關(guān)鍵詞:軟化水管程殼程

        樊敏超(工藝工程師 大慶煉化公司潤滑油廠5613774)

        大慶煉化公司潤滑油廠蠟加氫裝置,于1998年9月建成投產(chǎn),生產(chǎn)至2006年9月,熱高分氣冷卻器管束頻繁發(fā)生泄漏,更換周期為9個月,開停工、更換費(fèi)用高,同時存在氫氣竄入循環(huán)水系統(tǒng)的重大安全隱患,經(jīng)過考察后蠟加氫裝置對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造,取得效果明顯。

        一、熱高分氣冷卻器的基本參數(shù)

        1.參數(shù)條件

        設(shè)備位號:E-9003、介質(zhì):管程H2烴H2S(殼程循環(huán)水)、材質(zhì):管0Ct-18Ni-10Ti(殼16MR)、設(shè)計(jì)溫度:管220(殼60)℃、操作溫度:管160~200(殼60)℃、設(shè)計(jì)壓力:管8.5(殼2.45)MPa、操作壓力:管7.6~7.8(殼0.4)MPa。

        2.熱高分氣冷卻器(E-9003)的結(jié)構(gòu)形式(圖1)

        二、熱高分氣冷卻器管束腐蝕原因分析

        1.熱高分氣冷卻器管束工作流程及操作方式

        管束內(nèi)的介質(zhì)是由熱高壓分離罐分離出來的循環(huán)氫氣、硫化氫等氣體,溫度在160~170℃左右,壓力在7.2MPa,經(jīng)過殼程內(nèi)循環(huán)水冷卻后,循環(huán)氫氣體溫度降至60~80℃左右,再經(jīng)過冷高分罐(D-9003)進(jìn)行分離后,進(jìn)入循環(huán)氫罐(D-9005),進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)。在正常生產(chǎn)過程中,因管束內(nèi)壁掛蠟,阻塞管束,使循環(huán)氫不能及時冷卻下來。此時,關(guān)閉熱高分冷卻器(E-9003)管程循環(huán)水閥門,使管程循環(huán)氫溫度上升,將管程內(nèi)壁上的蠟逐漸熔化,并攜帶至冷高分罐(D-9003)中,之后再恢復(fù)循環(huán)水流程。

        這種操作方法,在初期每天一次,末期每天三次以上,操作過程為20~40分鐘,循環(huán)氫溫度保持3~4個小時,這種操作方法,不但勞動強(qiáng)度大,操作精度無法掌握,而且不利于安全生產(chǎn)。

        2.熱高分氣冷卻器管束腐蝕原因:類氣蝕損傷

        在進(jìn)行化蠟操作過程中,因不能精確控制溫度,管束外壁實(shí)際溫度與高分罐溫度最終一致,達(dá)到160~170℃,超過該環(huán)境的水的沸點(diǎn)溫度,使循環(huán)水在很短的時間內(nèi)急劇沸騰汽化。汽化形成大量氣泡發(fā)生爆裂,對冷卻器管束外表面形成沖擊,該過程持續(xù)20~40分鐘。該類氣蝕現(xiàn)象直接對金屬表面造成物理傷害,結(jié)果形成大小各異的沖擊損傷。

        3.熱高分氣冷卻器管束腐蝕原因:電化學(xué)腐蝕

        該冷卻器管束外表面存在缺陷,再加上機(jī)械腐蝕,采用循環(huán)水作為冷卻水,存在不足之處。循環(huán)水中含有雜質(zhì)多,水質(zhì)差,水中的溶解鹽易沉積在管束外表面上有缺陷的部位。廠內(nèi)循環(huán)水中含有大量、種類繁多的鹽類懸浮物、從管束浮頭泄漏出的有機(jī)物等,逐漸形成污垢層,導(dǎo)致管束外表面鐵的陽離子溶解速度加快。

        因管束表面粗糙、防腐層破損等缺陷,再加上化蠟操作造成的高溫等原因,水中的難溶解鹽易于沉積在管束表面有缺陷的地方,形成初期結(jié)晶坯。水中所含其它難溶鹽類、懸浮物及從浮頭泄漏出的有機(jī)物等,就以這種結(jié)晶坯為中心聚合,逐漸積累形成污垢層。由于管外壁表面的積垢層不連續(xù)、不牢固且不均勻,同時一些部位存在裂縫和間隙,積垢層與管束表面之間的空間與外區(qū)形成電化學(xué)區(qū)域,發(fā)生垢下腐蝕,該空間內(nèi)發(fā)生鐵的溶解,空間外發(fā)生氧化還原反應(yīng):

        空間外發(fā)生氧化還原反應(yīng):

        隨著空間外氧還原反應(yīng)的不斷進(jìn)行和空間內(nèi)氧的不斷消耗,管束中的鐵離子溶解速率加大。在點(diǎn)解、酸化作用下,鐵的離子溶解加速進(jìn)行,最終發(fā)生泄漏。

        三、處理方法

        經(jīng)過上述分析,改變冷卻器冷卻水問題,應(yīng)是解決熱高分冷卻器管束泄漏的最優(yōu)方法。采用軟化水冷卻來替代循環(huán)水冷卻。根據(jù)實(shí)際需要,將4臺位置相鄰的冷卻器和高速泵自沖洗冷卻器、自循環(huán)真空泵用水均改造為軟化水閉路循環(huán)冷卻。

        1.主要設(shè)備材料

        (1)泵2臺

        型號:ZAⅢ100-250C揚(yáng)程:59m 流量:250m3/h設(shè)計(jì)溫度:65℃操作溫度:60℃原動機(jī):YB225M-2功率45KW

        (2)軟化水罐1臺

        材質(zhì):Q235B直徑X高度:Ф2000X9783X8容積:25.81設(shè)計(jì)溫度:60℃設(shè)計(jì)壓力:常壓a

        (3)換熱器一臺

        設(shè)備位號:E-9011、介質(zhì):管程循環(huán)水(殼程軟化水)、材質(zhì):管20#(殼16MR)、設(shè)計(jì)溫度:管200(殼200)℃、操作溫度:管40(殼60)℃、設(shè)計(jì)壓力:管1.6(殼1.6)MPa、操作壓力:管0.4(殼0.3)MPa。

        2.工藝流程圖(圖2)

        3.工藝參數(shù)控制

        (1)閉路軟化水溫度為重要控制指標(biāo),經(jīng)長時間摸索,軟化水溫度應(yīng)控制在48~52℃之間;

        (2)循環(huán)水流量由38~42t/h,降至26~30t/h;

        (3)裝置出現(xiàn)停電等突發(fā)事故,在啟動高速泵前,要先啟動軟化水泵;

        (4)冬季生產(chǎn)重點(diǎn)巡檢軟化水系統(tǒng)。

        結(jié)論

        1.在循環(huán)水改軟化水冷卻項(xiàng)目投用以來,熱高壓冷卻器E-9003沒有發(fā)生過管束泄漏事故,各冷卻器的管、殼程入口、出口溫度都在指標(biāo)范圍內(nèi);

        2.軟化水閉路循環(huán)使用,裝置綜合能耗沒有明顯增加,循環(huán)水使用量降低,降低了裝置循環(huán)水單耗。

        3.使用軟化水作為冷卻介質(zhì),軟化水罐溫度控制在48~52℃之間,各冷卻器出口溫度更穩(wěn)定,徹底解決了熱高壓冷卻器掛蠟現(xiàn)象,換熱器再未發(fā)生泄漏事故,實(shí)際效果明顯。

        [1]趙忠獻(xiàn) 石蠟加氫水冷器腐蝕原因及解決方法1998.8.15.

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