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        急冷油/稀釋蒸汽再沸器運行問題分析及預防

        2021-07-09 02:14:52張恩仲王偉中沙天津石化有限公司天津300271
        化工管理 2021年18期
        關(guān)鍵詞:工藝系統(tǒng)

        張恩仲,王偉(中沙(天津)石化有限公司,天津 300271)

        1 乙烯裝置急冷油/稀釋蒸汽再沸器基本情況

        中沙(天津)130萬噸/年乙烯裝置,包括各工藝生產(chǎn)單元及設(shè)置在裝置界區(qū)內(nèi)為該裝置服務的輔助設(shè)施和公用工程,按工藝流程分為裂解爐系統(tǒng)、急冷系統(tǒng)、裂解氣壓縮、冷分離系統(tǒng)、熱分離系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)。裂解爐區(qū)共有12臺裂解爐,新增BA112裂解爐為20萬噸/年輕液體原料裂解爐,其他單臺裂解爐能力為10萬噸/年。其中包括:1臺循環(huán)乙烷/丙烷裂解爐BA101;10臺液體原料裂解爐,其中:BA102、103、109、110和111為輕質(zhì)原料裂解爐,BA104~108為重質(zhì)原料裂解爐。所有裂解爐采用中國石化自主開發(fā)的CBL技術(shù)設(shè)計。

        中沙(天津)130萬噸/年乙烯裝置急冷油/稀釋蒸汽再沸器EA154共六臺,為浮頭式換熱器。循環(huán)急冷油作為平行的臥式熱虹吸換熱器EA154A~F的熱輸入,加熱由稀釋蒸汽罐FA153來的工藝水。從急冷油輸入的熱量中產(chǎn)生的蒸汽量,不能滿足裂解爐的需求。因此,通過在臥式熱虹吸換熱器(中壓蒸汽/稀釋蒸汽換熱器EA159A~D)中使用中壓蒸汽來汽化工藝水,從而得到額外的稀釋蒸汽。稀釋蒸汽通過稀釋蒸汽過熱器EA161由中壓蒸汽過熱后送至裂解爐。

        急冷油/稀釋蒸汽再沸器EA154形式為AXS,長11.464 m,筒體內(nèi)徑2.1 m,筒體材料16MnR。管程為急冷油,設(shè)計壓力2.3 Mka,設(shè)計溫度250 ℃,管束4 752根;殼程為工藝水和稀釋蒸汽,設(shè)計壓力1.00 MPa/全真空, 設(shè)計溫度200 ℃。EA154A~F管束自2009年開車后至2018年未更換。

        2 急冷油/稀釋蒸汽再沸器問題處理

        如圖1所示2018年7月28日,乙烯裝置EA154前后溫差下降。檢查EA154A~F大浮頭排水情況,未發(fā)現(xiàn)異常。調(diào)整急冷系統(tǒng)運行參數(shù),溫差加大。2018年7月31日按計劃對BA109退料燒焦,降溫更換爐管,EA154前后溫差再次下降。檢查EA154A~F/EA159A~D運行情況。

        圖1 2018年7-9月EA154溫差曲線

        對EA154殼程筒體排放線進行檢查,發(fā)現(xiàn)筒體排放線堵塞,疏通后排出大量焦狀物。每臺EA154工藝水進水主管為12″,分出4條6″工藝水上水管進入筒體,拆除筒體工藝水線上水管部分保溫進行測溫,部分上水管外壁溫度為50~60 ℃,判斷部分上水管堵塞。

        中沙石化稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)流程圖如圖2所示。

        圖2 中沙石化稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)流程圖

        應對措施:

        (1) 降低裂解爐進料負荷至70%,降低急冷油系統(tǒng)熱負荷。

        (2)提高急冷油塔汽油回流量,降低急冷水塔DA152塔釜溫度,由汽油帶走急冷油塔DA151部分熱量。

        (3)檢查EA154A~F 急冷油側(cè)進、出口外壁溫度;檢測工藝水側(cè)DS導淋處凝液油含量,切出運行效果最差的換熱器。

        (4)切出EA154油洗管程,配臨時線加盲板油洗殼程,蒸煮后交出檢修。

        (5)EA154切出換熱器切割工藝水進水線,水力清焦;工藝水上水線上增加配對法蘭封堵泄漏換熱管,小浮頭增加碟簧并于熱緊后投用。

        (6)EA154A~F運行臺本體工藝水排污處排焦,維持運行;檢查工藝水上水管溫度,電加熱溫度低的上水管。

        (7) 拆除EA154C封頭箱,短接急冷油側(cè)進、出口管線,保證足夠的急冷油用于急冷器和塔中部回流。

        3 泄漏原因分析

        (1)EA154管束自2009年開車后未更換,管束存在老化泄漏的情況。

        (2)自2012年起公司采用SHEMS管理制度中的力矩扳手把緊程序,EA154小浮頭把緊力矩為795 N·m,不采用熱緊的方式,隨著換熱器溫差變化可能造成泄漏。

        (3)某一臺換熱器漏油后隨DS進入系統(tǒng),結(jié)焦物在系統(tǒng)內(nèi)積累,逐漸堵塞EA154其它換熱器進水管,換熱器逐漸失去冷物流,管束處于半干燒狀態(tài),損傷加劇,造成小浮頭大量漏油。

        (4)裝置大型化后設(shè)備預熱時的應力大,可能導致?lián)Q熱器泄漏。

        (5)經(jīng)過逐臺切出檢修,確認為換熱器小浮頭泄漏是本次系統(tǒng)波動的主要原因。

        中沙石化EA154設(shè)備圖紙如圖3所示。

        圖3 中沙石化EA154設(shè)備圖紙

        4 泄漏影響

        急冷油/稀釋蒸汽再沸器的泄漏不僅造成裝置稀釋蒸汽產(chǎn)生量降低,影響裝置的能耗、物耗指標,而且大量急冷油泄漏至稀釋蒸汽系統(tǒng),造成裂解爐爐管結(jié)焦,影響運行周期[1],造成稀釋蒸汽排污系統(tǒng)COD含量高,加大污水處理難度,嚴重時還可能造成裝置停車和環(huán)境污染。

        本次問題處理過程中,2018年8月15日急冷油/稀釋蒸汽再沸器急冷油側(cè)進、出口溫差降至最低,為5.02 ℃。造成急冷油塔塔頂溫度升高。為防止將重油帶入后系統(tǒng),造成急冷水乳化,被迫降低裝置負荷。待8月22日溫差逐漸恢復后,裝置提負荷運行。

        5 特護措施

        (1)每天檢測運行EA154各臺換熱器工藝水上水管溫度,對于溫度低于100 ℃的上水管采取電加熱的方式,及時排焦。

        (2)將稀釋蒸汽凝液取樣頻次由原來的每月一次改為每周一次,發(fā)現(xiàn)凝液中油含量高時及時排查單臺換熱器,防止一臺換熱器內(nèi)漏后污染整個系統(tǒng)。

        (3)每周三白班依序采一個運行臺EA154 DS升汽線安全閥倒淋處凝液,做油含量和COD。

        (4)將EA154大浮頭排污處排水檢查由每周一次改為每天檢查,每周三排放EA154運行臺換熱器本體排污,發(fā)現(xiàn)有換熱器內(nèi)漏的情況及時切出檢修。

        (5)投用EA154換熱器過程中對小浮頭和管箱熱緊[2],防止投用急冷油時由于溫度變化導致小浮頭泄漏。

        (6)制定EA154換熱器更換管束計劃,逐臺更新EA154管束。

        (7) EA154管束更新完成后投用5臺急冷油/稀釋蒸汽再沸器,一臺備用,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

        6 結(jié)語

        中沙石化乙烯裝置急冷油/稀釋蒸汽再沸器EA154B/E 2019年3月更換管束,EA154C/D 2019年10月更換管束,EA154A/F 2020年6月更換管束。在乙烯裝置2020年檢修及擴能改造施工過程中,逐條清理工藝水管線,去除系統(tǒng)焦質(zhì)。

        乙烯裝置2020年7月12日一次開車成功后,EA154特護運行,急冷油溫差20~22 ℃,運行穩(wěn)定。

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