DS发生器内漏的判断处理及QO切出后的系统调整

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷第7期   作者:廖本刚
[导读] DS发生器作为裂解装置急冷油换热过程的主要设备,其运行状态对于DS的发生量、中压蒸汽的外补量
        廖本刚
        大庆石化公司化工一厂,黑龙江 大庆 163000
        摘要:DS发生器作为裂解装置急冷油换热过程的主要设备,其运行状态对于DS的发生量、中压蒸汽的外补量、DS的品质、盘管、炉管的结焦状态、以及裂解炉的运行周期都有很重要的影响。本文主要介绍了DS发生器内漏的判断处理及QO切出后的系统调整措施。
        关键字:DS发生器、内漏、调整、温度
        裂解原料包含石脑油、尾油的装置会产生急冷油,急冷油在系统内循环,为裂解气降温,吸收裂解气的部分热量,这些热量随着急冷油在稀释蒸汽(DS)发生器内,与来自水塔沉降分离出的工艺水发生热交换,将工艺水加热成饱和的稀释蒸汽,然后经过中压蒸汽的过热后与部分外补的中压蒸汽混合,进入裂解炉对流段盘管与原料混合后,进入炉管发生裂解反应,产生裂解气。
一、DS发生器简介
        DS发生器一般为浮头式换热器,装置根据总负荷情况,设置发生器的台数。急冷油走换热器的管程,工艺水及DS走换热器的壳程。急冷系统的日常维护包括急冷油系统的日常维护,即在急冷油塔釜与急冷油泵入出口过滤器排放焦粉焦粒,经排放后的急冷油再进入DS发生器后就减少了堵塞管程中管束的几率。工艺水系统的日常维护很重要一项就是要定期排放DS发生器壳层的工艺水及DS;原因是急冷水塔底部沉降出的工艺水多少都会带有烃类组分,这些组分在壳程中日积月累会形成聚合物,这些聚合物附在管束外壁时会降低传热系数,沉积在壳体底部时会堵塞底部排放导淋,影响换热器的操作。
二、DS发生器内漏的判断处理
        裂解炉在下线、上线、及平时进料负荷调整时,都会使急冷油的温度、压力、组分产生波动,这些波动会对DS发生器中管程中的管束产生应力,使管束的管壁减薄,时间久了,管壁减薄到一定程度时,赶上一次急冷油压力大幅波动时就可能出现管壁破裂的情况,急冷油会少量进入到工艺水中,在正常采工艺水外排水样时会看出水样的颜色变深了,这时就要及时排查这几台DS发生器具体是哪台发生的泄露,然后将这台换热器切出急冷系统,进行倒空置换,置换合格后交出检修。
        采DS外排水样时,发现水颜色变深,且水样与平时样对比,水面上有许多泡沫,(油中的轻组分产生的聚合物)这时基本上确认是换热器发生了内漏。工艺水换热的设备除了DS发生器外,还有在DS发生器上游即工艺水汽提塔进料加热器,此换热器是中油给工艺水加热,也会有内漏的可能,在此处采样点采几个样确认颜色正常后,可以确定是DS发生器中的一台产生的内漏。这时就得从六台DS发生器中先选出一台将急冷油侧切出,来判断这台换热器是否内漏。这台换热器如果管程状态较好,传热系数较高,在切出时对急冷油系统的影响还是比较大的,需要主操及时调整稳定急冷油系统及焦油系统。
        DS发生器急冷油入出口阀关闭后,急冷油压力上涨,这时会开大QO回流调节阀,将QO压力调到之前的压力,这相当于将切出这台换热器中的QO循环量大部分分配到其他DS发生器中,而其他DS发生器壳程的冷量没什么变化,QO带来的热量增多了,这会导致各DS发生器急冷油侧出口总管处QO温度上涨。

这些QO一部分作为回流返回油塔,另一部分去裂解炉各油冷器;油冷器的温度一般投自动控制,降温需要喷比之前量更大的QO,大量的QO吸收裂解气的热量后返回油塔,使油塔釜温出现较明显的上涨。釜温上涨后,热量向上走至中油段时,会使此段中油温度上升,中油温度升高后去中油各用户时,各用户为了维持工艺侧的温度稳定,会减少中油的用量,使中油被取走的热量减少,中油温度又进一步升高;中油返回至塔上部时,多出的这部分热量与塔底部向上走的热量汇合一起后再向上走就会使油塔顶温明显上涨。这些热量向上走时经过LFO段,会将更多的LFO组分带入到汽油段中,使汽油干点升高;热量再经过急冷水塔后,还会导致水塔釜温升高;LFO组分过多进入水塔,同时水塔釜温较高的情况下,会造成急冷水一定程度的乳化,进而使工艺水中带过多的烃组分,加剧DS发生器中聚合物的生成,影响全体DS发生器的传热系数,又会使QO的温度升高,造成恶性循环;同时DS 中带油也会降低裂解炉的运行周期。所以当DS发生器QO切出系统时导致油塔顶釜温升高时,应该尽快地将塔顶釜温调至正常,防止长时间超标造成恶性循环。
三、系统调整措施
1)调整釜温
先加大QO回流;DS换热器QO切出后QO压力上涨,可开大QO回流阀,加大QO回流量,回流量加得较多后QO压力开始下降,这时可提高QO透平泵的转速来恢复QO的压力,即尽量保持QO的回流量及压力。
2)调整顶温
调整中油段温度时,让精馏中油用户换热器尽量加大中油的使用量,夺取热。轻燃料油(LFO)段的温度也会随着釜温升高,LFO可以增加外采量,可以将顶部的部分热量带走,还可以降低塔上部的压差,利于热量带出油塔。要注意的是LFO外采量不可一次增加很多,因为LFO汽提塔尺寸一般不大,进料量一下增加很多时,DS汽提会跟不上,汽提效果变差,LFO中的轻组分会落入塔釜,同时LFO外送泵入口进料温度升高,多出的轻组分可能会气化,使泵出现抽空的情况,泵抽空时,LFO外送量明显降低,主操没注意到话,LFO汽提塔液位较短时间内就会上涨很高,到满塔不需要多少时间,液位超过DS汽提入塔口时,汽提效果再次减弱,满塔时,DS汽提后需带着轻组分向上走返回油塔,期间要经过很高的液相阻力才能回到油塔,这时返回油塔的量已经很少了,更多的轻组分进入塔釜及泵入口处,会导致十分严重的抽空,形成恶性循环。因此,在加大油塔上部LFO侧采量时,要同时进入燃料油画面,及时调整;LFO汽提塔进料量增加后,应适当提高DS量,与进料量匹配,减少抽空现象;当出现轻度抽空造成液位上涨时,这时外采量应改为手动控制,开大阀位,增加外送量,同时逐渐减少进料量,避免LFO汽提塔液位超过DS汽提入塔口的高度,防止泵严重抽空。LFO侧采一次增加量较大时,油塔顶温能较快看出下降趋势,但对燃料油系统影响很大,最终使整个急冷系统波动;因此LFO侧采只能作为调整油塔顶温及压差的次要手段,调整顶温的主要手段还是塔顶的汽油回流量以及从根本上去降低油塔釜温。
为降顶温增加汽油回流量时,主要还是按照液相原料负荷百分之八十的比例调整回流,可以适当增大一点比例,多加一点汽油,但不能过多,过多的汽油返回油塔时,会使油塔压差增大,降低油塔内的热量流通,由底部向上的热量由于过高的压差,被“憋”在塔顶部,使塔顶温度始终降不下去。这时需要减少进入油塔内的热量:降两吨加氢尾油负荷;石脑油炉降一点稀释比,减少DS带入油塔的热量;各炉油冷器温度提高一度,减少油冷器的喷油量,提高QO压力,再逐渐提高QO回流量,即提高QO在DS发射器的传热系数后,QO回流温度会下降,这步操作的实质是QO回塔总量不变,减少高温的QO量,增加低温的QO量,以降低塔釜温度。经过这三部调整之后釜温会降,连同上部中油温度也会降低,中油用户工艺侧达到相同温度需要中油量加大,又整体增加了对中油的去热,中油在上部返回油塔的温度降低,这时顶温就会逐渐降下来了。
四、结束语
    关于DS发生器的内漏的主要原因有:腐蚀;管理与操作不当;设备材料、安装、检修存在质量问题。只有认真做好每一项工作,才能有效地控制和缓解DS发生器的内漏,保障生产装置的平稳运行。
   
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