乙烯装置急冷油塔在线清洗分析

房维，王勇，蔡丹军

（扬子石化-巴斯夫有限责任公司，江苏南京 210048）

扬巴公司乙烯装置急冷油塔C-210采用S ＆ W技术，共24层波纹塔盘，塔高42 900 mm。该塔主要对裂解气进行初分馏，底部为急冷油段、中部为盘油段、顶部是汽油段。按照S ＆ W的设计理念，波纹塔盘在操作时液体受到气相不断的搅动，破坏悬浮物的凝聚，使得塔板经常保持清洁的状态，因此具有自清洁的功能。即使这样，这种类型的塔盘在容易生成胶状物的场合仍能被堵塞[1-2]。

2010年，装置由60万吨/年扩能到74万吨/年后，开始出现C-210塔盘结垢问题。2012年4月，装置运行20个月后停车消缺12天，进行C-210内部塔盘人工清理，清理前后的塔盘见图1、2。2014年1月，装置再次运行20个月后停车消缺12天，C-210塔盘人工清理并根据技术公司的建议塔盘加装封堵条，其认为塔盘结垢堵塞的主要原因是原料轻质化、装置原设计负荷系数范围过大及液相分布器分布不均。

2015年大修期间，根据技术公司的建议和设计方案，更换了C-210全部波纹塔盘（降低设计负荷系数范围）及三个液相分布器（端头进料改为中间进料），但此后的运行情况表明，此次改造很不成功，上述结垢问题依然存在。

图1 塔盘清理前

图2 塔盘清理后

2015年11月，C-210顶部汽油干点从190℃上升至215℃（汽油干点是判断塔盘是否结垢的关键指标，正常不高于200℃）。随后经过多次调整，恢复正常。2016年1月，C-210的运行状况突然恶化，汽油干点再次上升至230℃以上，最高达到246℃，装置被迫降负荷运行。2016年2月，装置将分散剂以及加氢C9，注入C-210汽油段，缓解塔盘结垢的趋势。2016年8月初，汽油干点再次上升至240℃以上，急冷油塔运行状况加剧恶化，引起重组分夹带至急冷水塔，导致装置急冷水乳化严重，发生生产废水超标事件。随后，扬巴乙烯经过调研学习，最终决定对急冷油塔进行在线清洗，以延长装置的运行周期。

1 清洗准备

1.1 确定塔盘结垢情况

首先对C-210进行射线扫描，确定塔盘堵塞情况。2016年3月12号的扫描结果显示，汽油段第1/2层塔盘，在90°-0°-270°之间的两个象限存在较多沉积物，而在其他的塔盘上没有看到明显的沉积物；同时扫描显示所有塔盘都在其原位置，未发生移动，详见图3。

图3 C-210汽油段射线扫描结果

1.2 带压开孔与接管焊接

2016年3—5月联系2家开孔单位进行开孔试验，确保减少开孔过程中产生的铁屑并尽可能的清出，同时降低隔离阀因铁屑卡涩而密封不严的风险。最终于2016年5月19号确定开孔单位，随后启动带压开孔的变更流程。

2016年6月17日，完成C-210塔带压开孔的强度校核、开孔接管及补强圈的结构设计、图纸更新。随后完成开孔接管模拟焊接试验以及接管焊接施工方案。为了保证接管与塔壁角焊缝质量，进行了一系列模拟试验寻求合适的焊接质量检测和控制手段。最终经过公司专家组的讨论，决定采用层间高温着色检测、焊接工艺的过程控制、接管焊后的水压试验来检验焊接质量。

2016年8月12日，完成带压开孔及在线清洗所需的4个操作平台（7×3 m）及其连通过道。8月14日，完成塔壁保温的拆除及8个接管安装高度及方位的定位。8月21日，完成塔顶带压开孔及在线清洗所需的隔离和吹扫用的120 m 1″氮气管线的配制安装。

每个操作平台将配备安装如下管线：一根1″氮气管线（含法兰连接金属软管）提供清洗枪转换器气动马达动力；一根3/4″氮气管线用于清洗枪管填料函氮气的注入；一根1″的排污管线（包括法兰连接的金属软管）用于带压开孔及在线射流清洗过程中的空气置换及物料的排放。

8月24号，完成在第1/2塔盘上方300 mm、45°夹角方向处，每隔90°的8个4″150 LB的开孔（N1～N8），详见图4～6。

1.3 在线清洗公司选择

2016年4月，装置进行在线清洗公司的选择及清洗方案的讨论。详细方案比较见表1。若使用脱盐水作为清洗介质，对C-210的影响较大，可能会引起顶温大幅下降，甚至导致汽油/盘油带水，使得汽油泵/盘油泵无法正常运行。同时，若清洗时间长，装置长期低负荷运行，不仅影响扬巴公司的效益，而且增加作业风险。考虑清洗介质以及清洗时间的因素，最终决定选择国外的公司。

图4 第1/2层塔盘带压开孔位置（N1～4，N5～8）

图5 每层塔盘带压开孔位置

图6 C-210第1/2塔盘带压开孔

2 清洗实施

2016年8月29日，装置降负荷，开始进行在线清洗。9月3日，通过塔顶部8个开孔接管口完成顶部两层塔盘的在线清洗，经每个开孔接管的射流清洗来回共6个行程，清洗压力设定在42 MPa，流量约200 L/min。该次清洗共计注入柴油87 t。

表1 在线清洗方案对比

3 清洗后运行状况

首次在线清洗取得了明显效果，C-210顶温从100℃上升至116℃，顶部汽油段压差从10.3 kPa（87%负荷）下降至8.5 kPa（92%负荷），在负荷提升至100%后，压差才9.25 kPa。C-210中部盘油的下降量也从258 t/h上升至328 t/h，具体趋势见图7。同时C-210底部的急冷油液位上升，燃料油净采出量增加，在线黏度维持在较低的范围并且稳定。

图7 C-210在线清洗期间关键参数变化趋势

最关键的是汽油干点也从235℃下降至220℃，详见图8。虽然没有达到理想状态，但至少说明，C-210上部塔盘清洗后传热传质效果发生明显的改善。

4 结论

通过一系列的优化措施，延长了C-210塔的高负荷运行周期，减少了夹带到急冷水塔的重油组分；同时避免装置非计划停车检修，以及因为急冷油塔的问题引起的装置废水超标。