摘 " " "要： 針對(duì)芳烴抽提裝置在原始開工提量時(shí)回收塔頂壓力高、無法達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)的問題進(jìn)行分析，存在塔頂與回流罐間壓差高，在裝置的第一周期大檢修時(shí)進(jìn)行技術(shù)改造后，最終解決了回收塔頂壓力問題，實(shí)現(xiàn)了裝置滿負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān) "鍵 "詞：芳烴抽提；回收塔；壓降；復(fù)合式空冷；負(fù)荷

中圖分類號(hào)： TE624.4+2 " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A " " "文章編號(hào)： 1004-0935（2023）04-0569-04

本芳烴抽提裝置是中海石油寧波大榭石化有限公司餾分油綜合利用項(xiàng)目的配套裝置之一。采用中國石化集團(tuán)石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的SAE環(huán)丁砜抽提工藝技術(shù)，加工60萬t·a-1裂解石腦油加氫裝置的C6～C8餾分和苯乙烯裝置的C6～C7餾分。通過環(huán)丁砜液液抽提、溶劑回收和芳烴分離等工藝，再通過兩塔精餾，生產(chǎn)苯、甲苯和混合二甲苯產(chǎn)品，同時(shí)副產(chǎn)裂解抽余油，。裝置包括芳烴抽提、芳烴精餾和公用工程3部分。裝置于2016年6月建成投產(chǎn)，年處理能力40萬t。

裝置關(guān)鍵設(shè)備溶劑回收塔的主要作用是將芳烴和溶劑分離，來自汽提塔底的富溶劑在回收塔內(nèi)進(jìn)行減壓、水蒸氣汽提蒸餾，分離出混合芳烴和貧溶劑?；厥账跍p壓下操作，殘壓由塔頂?shù)膲毫刂破魍ㄟ^回收塔頂?shù)恼婵毡梦肓縼碚{(diào)節(jié)壓力，減壓操作的目的是為降低塔底操作溫度，減少溶劑降解。

裝置在開車后回收塔頂壓力高，無法達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，為使裝置正常運(yùn)行，只能提高塔底溫度，導(dǎo)致溶劑降解加速，同時(shí)影響裝置負(fù)荷的提高。芳烴抽提裝置工藝流程如圖1所示。

1 "回收塔存在的問題

自2016年6月40萬t·a-1芳烴抽提裝置原始開車以來，回收塔T204在未達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷下，回收塔頂壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)值-0.06 MPa。 在開工過程中裝置抽提部分進(jìn)料量提至36 t·h-1時(shí)發(fā)現(xiàn)回收塔壓力不到位，調(diào)整外抽氣量，也無效果，初步分析判斷空冷A202A/B至回流罐V203壓差大。隨后由于裝置供熱熱電站其鍋爐換熱器泄漏，本裝置停運(yùn)蒸汽，裝置正好利用這個(gè)時(shí)機(jī)將抽提部分切斷進(jìn)料臨時(shí)局部停工，精餾部分改循環(huán)，在利用停工期間，將回收塔頂壓力問題進(jìn)行排查，先將回收塔內(nèi)溶劑退至抽提塔T201和汽提塔T203中，再用氮?dú)獯祾咧脫Q合格后，在空冷入口及回流罐的相關(guān)出口用盲板隔離，結(jié)果回收塔頂出口空冷中16路管束有一路堵塞現(xiàn)象，空冷至回流罐管路無堵塞現(xiàn)象，回流罐入口也無堵塞現(xiàn)象，后對(duì)空冷每組模塊的管束盤管進(jìn)行疏通處理，管束疏通比較通暢，可以排除管束堵塞的可能，另外對(duì)回流罐入口可伸縮進(jìn)料分布管分散孔進(jìn)行檢查，尺寸基本和藍(lán)圖要求一致，并且無雜物，也可以排除空冷器進(jìn)出口管線堵塞的可能。從以上檢查情況可以判斷并不是設(shè)備管道內(nèi)存有機(jī)械雜質(zhì)，堵塞引起的壓降問題。

在臨時(shí)局部停工檢查后再開工過程中，回收塔頂壓力問題還是存在，最后由于DCC裝置產(chǎn)品裂解石腦油組分與設(shè)計(jì)相差大，設(shè)計(jì)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%左右，而實(shí)際只有約50%，低于設(shè)計(jì)，導(dǎo)致回收塔頂負(fù)荷不足，經(jīng)設(shè)計(jì)核算在回收塔頂負(fù)荷低于70%以下時(shí)，壓力在可控-0.035 MPa以下，回收塔能正常運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響不大。后期裝置回收塔在高于設(shè)計(jì)壓力下運(yùn)行至2018年大修。

對(duì)存在的回收塔頂壓力問題進(jìn)行分段檢查發(fā)現(xiàn)回收塔空冷器的壓降在20 kPa左右，比10 kPa的最大設(shè)計(jì)值高一倍?？绽涑隹谥粱亓鞴薜墓芫€壓降在9 kPa左右，比設(shè)計(jì)值2 kPa嚴(yán)重偏高，由于回收塔頂?shù)牟僮鲏毫υ?0. 050 MPa左右，偏高的壓降嚴(yán)重影響芳烴抽提裝置負(fù)荷的提高。表1為塔頂負(fù)荷65%的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2 "對(duì)回收塔存在的壓力問題的分析

在裝置滿負(fù)荷設(shè)計(jì)下，回收塔頂壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)壓力-0.060 MPa，經(jīng)跟蹤試驗(yàn)分析，確定空冷入口至回流罐入口管線及空冷本身設(shè)備壓降大導(dǎo)致的?；厥账髟O(shè)備點(diǎn)和工藝負(fù)荷相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。從表1中可以看出，對(duì)回收塔進(jìn)行各參數(shù)調(diào)整，監(jiān)測(cè)各點(diǎn)數(shù)據(jù)分析，塔頂部氣相負(fù)荷變化對(duì)塔頂壓力起到?jīng)Q定影響。塔頂氣相負(fù)荷由回流量、外送量和水外送量相加組成，負(fù)荷從60%到80%，空冷設(shè)備壓降和管路壓明顯增加，所以初步判斷壓力問題是在空冷設(shè)備內(nèi)部管束和管路的布局不合理導(dǎo)致的。

2.1 "空冷A202設(shè)備選型分析

本裝置采用洛陽隆華傳熱節(jié)能設(shè)備有限公司的蒸發(fā)型復(fù)合閉式濕空冷，結(jié)構(gòu)型式為蒸發(fā)+空冷式，型號(hào)SYL-9X3，特點(diǎn)為聯(lián)合了空氣冷卻和蒸發(fā)冷卻的換熱優(yōu)勢(shì)。圖2、表3是設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)。

從圖2、表3中可以看出，此空冷是帶水循環(huán)的新型空冷，其工藝實(shí)際參數(shù)與設(shè)計(jì)值相差不大，可以滿足工藝生產(chǎn)要求，從空冷設(shè)備設(shè)計(jì)來看管束布局合理，先空氣冷卻后蒸發(fā)冷卻，能有效適應(yīng)環(huán)境溫度變化，但主要的參數(shù)管束的管徑只有 " " DN 25×2.5，選型偏小，增加了液相流通流體阻力，這是引起空冷器管束壓降大的原因之一。

2.2 "空冷出口管道布局問題

空冷A202工藝介質(zhì)主要成分是C6～C8芳烴、非芳烴及水，這些介質(zhì)常溫下的飽和蒸氣壓較高，有易氣化揮發(fā)的特性，壓力越低越容易氣化揮發(fā)。高溫氣相介質(zhì)進(jìn)入空冷器后冷卻變?yōu)橐合?，部分液相介質(zhì)在流向回流罐的過程中由于壓力下降變成氣相，導(dǎo)致管道有氣阻，而空冷器出口管道與回流罐頂僅有3 m左右的高差，還不足以克服管道氣阻使液相介質(zhì)順利流到回流罐，同時(shí)各空冷模塊冷卻單元的出口支管垂直向下與集合管相連，未設(shè)置存液彎，也使得冷卻盤管大部分被液相占據(jù)，液相介質(zhì)不能順暢流出，導(dǎo)致空冷器壓降偏高。以上問題是引起空冷器管束壓降大的主要原因之一。

2.3 "空冷平衡管問題

空冷器進(jìn)出口與回流罐之間的平衡管未起到排氣和平衡作用?？绽淦魅肟诠芘c回流罐之間的平衡管總管徑為DN40 ，而兩組空冷模塊出口管線有32根管徑DN100，所以平衡總管管徑偏小，且水平管無坡度，同步接入平衡線總管至回流罐頂，同步空冷器總平衡管出口與回流罐之間的管線布局也無坡度，也未能將空冷出口管道內(nèi)的氣相介質(zhì)及時(shí)排至回流罐。這也是引起空冷器管束壓降大的原因之一。

2.4 "進(jìn)回流罐主管道布局問題

空冷器出口集合總管DN200至回流罐的管線是水平管道，管道無坡度，且管線長(zhǎng)度20 m，液相在此水平流動(dòng)需要克服流體阻力較大，這也是導(dǎo)致壓降偏高的主原因之一。

3 "解決問題的對(duì)策

3.1 "針對(duì)空冷器設(shè)備

要求空冷器廠家從空冷器設(shè)計(jì)角度考慮，將裝置運(yùn)行情況下的壓降超設(shè)計(jì)的問題，通過改造空冷器的結(jié)構(gòu)或器件消除掉，重新制造更換空冷器，新的空冷器必須滿足120%負(fù)荷時(shí)出入口管線壓差不超過10 kPa 的要求。最終新空冷器保留了原有集水箱，更換上部管束及風(fēng)機(jī)，同時(shí)整體增加高度，將入口接口向上移90 cm，以增加與回流罐高度差，將空冷器全部管束的管徑增粗，由DN 25×2.5更換成DN32×2.5，解決流體阻力。新空冷設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.2 "空冷出口管道布局變更

針對(duì)空冷出口管道布局問題取消了空冷器各出口先水平U型管后垂直流向進(jìn)集合管，改為各支管先垂直向下，增設(shè)存液彎，后進(jìn)集管，并且存液彎低點(diǎn)較集合管底高差大于500 mm以上，這可以解決空冷冷凝盤管管束液相不能及時(shí)流出問題。

3.3 "空冷平衡管布局變更

空冷平衡管線和主管線布局如圖4所示。

原來空冷器各出口管嘴處不凝氣口DN25，匯合至DN40集合管，增加單臺(tái)空冷集合管未端平衡線和兩臺(tái)空冷主管線閥后平衡線，要求“П”最高點(diǎn)高于空冷器下管箱高度450 mm，最后兩臺(tái)出口不凝氣線及平衡線匯總總管管徑由DN40增至DN50。另外增加一路空冷器各入口管嘴處不凝氣口DN25，匯合至DN80管線，再經(jīng)坡度不小于2%管線直接到回流罐項(xiàng)新增接口處。

3.4 "進(jìn)回流罐主管道布局變更

原來的空冷器出口總集合管DN200由水平布局改坡度大于2%，以增加重力流，減少液相流體阻力。實(shí)際施工過程中管線的坡度為3%。

其他改進(jìn)方面，考慮到空冷器有兩組，在運(yùn)行時(shí)如果一組空冷冷卻效果較好，有可能發(fā)生偏流現(xiàn)象，這也會(huì)影響回收塔頂壓力，所以在管道設(shè)計(jì)中對(duì)兩組空冷進(jìn)出管線增加了切斷閥，可調(diào)整兩邊空冷負(fù)荷，還有另外作用是在空冷有泄漏時(shí)，可以隨時(shí)切出堵漏，不需要裝置全部停工，增加設(shè)備安全性和裝置運(yùn)行時(shí)間。

4 "結(jié) 論

裝置經(jīng)過一個(gè)周期的運(yùn)行，于2018年大檢修，對(duì)以上分析的各項(xiàng)問題進(jìn)行了改造，表4、圖5是改造前后壓力對(duì)比表和各點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比圖。

裝置運(yùn)行后回收塔負(fù)荷在65%左右，塔頂壓力就可以達(dá)到設(shè)計(jì)值-0.060 MPa，低于檢修前塔頂壓力-0.055 MPa，但是由于原料問題裝置處理量一直未滿負(fù)荷運(yùn)行，未能全面印證改造效果。但從回收塔頂抽真空度情況來看，真空泵運(yùn)行外抽殘氣后，塔項(xiàng)壓力可下降到-0.070 MPa，效果較好。同時(shí)回收塔在運(yùn)行過程中無需時(shí)時(shí)開真空泵外抽殘氣。

從圖5、表4中可以得出，檢修后裝置回收塔的壓力完全可達(dá)到設(shè)計(jì)值，原因分析中的各項(xiàng)問題得到良好解決后，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)附合設(shè)計(jì)核算，可見效果明顯。此次問題的分析改造也對(duì)以后SAE環(huán)丁砜液液抽提芳烴裝置的設(shè)計(jì)提供一個(gè)借鑒。

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Analysis and Countermeasures of Top Pressure of

Recovery Tower in Aromatics Extraction Unit

XV Zhong-long

（CNOOC Daxie Petrochemical Co.， Ltd.， Ningbo Zhejiang 315812， China）

Abstract： "The problem that the pressure on the top of the recovery tower was high and could not reach the design parameters in the original starting flow of the aromatics extraction unit was analyzed. There was a high pressure difference between the top of the tower and the reflux tank. After the technical transformation during the overhaul of the first cycle of the unit， the pressure problem on the top of the recovery tower was finally solved and the stable operation of the unit at full load was realized.

Key words： "Aromatics extraction; Recovery tower; Pressure drop; Compound air cooling; Load