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        氫氣換熱器堵塞原因分析及預(yù)防

        2019-10-19 12:46:36楊鑫趙家明
        石油研究 2019年11期
        關(guān)鍵詞:堵塞再生

        楊鑫 趙家明

        摘要:通過氫氣換熱器堵塞的原因分析,采取有效措施防止換熱器結(jié)焦堵塞,以減少換熱器清理次數(shù),破解生產(chǎn)制約因素,確保裝置的長周期滿負(fù)荷安全運(yùn)行。

        關(guān)鍵詞:“結(jié)焦”;“噴淋”;“再生”;“堵塞”

        1.工藝介紹

        自變壓吸附裝置來的成品氫氣,在氫氣緩沖罐(R604)中與循環(huán)氫混合后,進(jìn)入第一、第二氫氣換熱器(H608、H607)殼程,與管程中來自流化床反應(yīng)器(F601)的產(chǎn)品氣體進(jìn)行熱交換,進(jìn)入硝基苯汽化器(H602)。自罐區(qū)精硝基苯罐(R102)來的硝基苯,經(jīng)硝基苯加熱器(H601)加熱,進(jìn)入H602與來自H607的氫氣混合后加熱汽化,汽化后的硝基苯、氫氣混合氣體經(jīng)混合氣體加熱器(H603)加熱后進(jìn)入流化床反應(yīng)器(F601),在硝基苯加氫催化劑作用下,氫氣與硝基苯發(fā)生還原反應(yīng)生成苯胺和水,自F601出來的高溫氣體進(jìn)入H607和H608管程,與殼程中的循環(huán)氫進(jìn)行熱交換,經(jīng)苯胺第一、第二冷凝器(H609A/B)冷凝為液體,進(jìn)入觸媒沉降槽(R610)除去液體中的催化劑顆粒,再經(jīng)粗苯胺冷卻器(H610)冷卻后流入苯胺水分層器(R611)分層。

        2.現(xiàn)狀分析

        換熱器 H-607、H-608、H-609A/B系還原崗位流化床出口物料的換熱、冷凝冷卻器,由于反應(yīng)物料中含有苯胺及水和帶出的少量催化劑,高溫下極易凝結(jié)在換熱器管壁堵塞管道,致使物料冷卻、換熱、冷凝效果下降,同時(shí)嚴(yán)重影響了管道的流通量,致使后系統(tǒng)壓力下降,不能保證氫壓機(jī)的進(jìn)口壓力在工藝指標(biāo)范圍內(nèi),更嚴(yán)重時(shí),物料流量受到限制,迫使裝置停車處理。通過對2013至2017年的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì),H607、H608每年的清理次數(shù),最高為4次/年,最少為3次/年。較為頻繁的清理疏通縮短了裝置的單程運(yùn)行周期,且增加了檢修費(fèi)用。

        為了降低催化劑在換熱管內(nèi)壁的粘附速率及對生產(chǎn)的影響,在換熱器進(jìn)口、出口處各安裝一處噴淋設(shè)施。通過在正常生產(chǎn)、生產(chǎn)后期、再生、裝卸過程中對噴淋頻次、噴淋量等具體的噴淋操作的摸索,改進(jìn)噴淋操作方法,采取逆向間歇式噴淋操作,還原崗位正常生產(chǎn)和再生期間,噴淋操作為間歇式操作,一次/兩小時(shí),噴淋時(shí)間5-10分鐘;只在換熱器出口進(jìn)行噴淋。正常生產(chǎn)時(shí)H607入口溫度最高達(dá)到270℃左右,溫度較高,噴淋量小不但沒有疏通作用,而且噴淋物料是粗苯胺,夾帶的催化劑粉末和物料在高溫下易結(jié)焦,堵塞換熱器管路;噴淋量大時(shí)由于受冷熱流體的作用,致使換熱器發(fā)生形變,造成換熱器封頭泄露。換熱器 H607出口溫度在170℃左右,進(jìn)行噴淋不但可以防止催化劑帶入后系統(tǒng),而且因?yàn)闇囟鹊?,不會產(chǎn)生換熱器泄露現(xiàn)象。在催化劑裝卸過程中由于床壓變化大,床內(nèi)催化劑帶出量大,換熱器溫度又低,所以可以進(jìn)、出口同時(shí)噴淋;催化劑再生期間,換熱器溫度高達(dá)380℃左右,且由流化床帶出的粉化催化劑量多,需要對H607進(jìn)行逆向間歇式噴淋。

        4.效果及效益

        通過實(shí)施檢驗(yàn),效果明顯,使得還原后系統(tǒng)各換熱器最高壓降由20Kpa降至8Kpa以下。壓力降明顯減小,說明后系統(tǒng)的換熱器H607、H608、H609A/B堵塞情況明顯減緩,且效果明顯。2018年在催化劑活性周期結(jié)束再生期間清理疏通了兩次換熱器,在催化劑單程結(jié)束前一個(gè)月對還原后系統(tǒng)壓力統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下:

        通過改進(jìn)噴淋方法,緩解了換熱器結(jié)焦堵塞,解決了因換熱器堵塞制約裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)和影響的生產(chǎn)單程周期,按每次停車疏通H607、H608、H609A/B需4天計(jì)算,每天苯胺產(chǎn)量225噸,每噸苯胺0.8萬元,疏通一臺換熱器需檢修費(fèi)用1.5萬元(每次疏通4臺換熱器)計(jì),則每減少一次清洗疏通可創(chuàng)造利益:

        增加苯胺產(chǎn)值:225×0.8×4=720萬元

        減少檢修費(fèi)用:1.5×4=6萬元

        總經(jīng)濟(jì)效益:720+6=726萬元

        則每年可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益總計(jì)726萬元,經(jīng)濟(jì)效益明顯。

        5.結(jié)論

        通過改進(jìn)噴淋方法后,噴淋效果明顯提升,換熱器結(jié)焦堵塞現(xiàn)象明顯得到緩解,單程周期得到大幅延長,產(chǎn)量提高,清理周期延長、頻次下降,產(chǎn)量的提高創(chuàng)造了效益,清理頻次的降低節(jié)約了檢維修費(fèi)用。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 田業(yè)華. 改性銅硅膠催化劑及其應(yīng)用? [J].華雄文匯,2003(3):114—120

        [2] 張?jiān)傧? 影響苯胺生產(chǎn)中還原反應(yīng)的主要因素 [J].江蘇氯堿,2001(2)

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