酮苯脱蜡装置回收二级蒸汽加热器壳程压力过高问题研究

摘要：酮苯脱蜡重油装置回收系统二次塔至三次塔之间采用两级蒸汽加热器加热，根据丁酮、甲苯溶剂沸点的差异回收系统中的溶剂，设备长期的运行对设备内管有所影响，根据介质性质及其它因素，很难避免结垢现象，导致蒸汽加热器传热系数降低，换热效率下降，使系统能耗升高。

关键词：酮苯脱蜡;回收;蒸汽加热器;节能

1  概述

酮苯脱蜡重油装置利用换热器及蒸汽加热器逐步回收系统中的溶剂，溶剂为丁酮、甲苯的混合溶剂。设备每三年大修一次，并对各换热器及加热器进行高压水清洗，由于装置长期运行，设备效率逐渐下降，酮苯重油装置蒸汽消耗量大，能耗增加。

2  重油装置蒸汽加热器流程简述

酮苯脱蜡重油装置油回收系统塔02底的油和溶剂由泵017/1、2抽出经蒸汽加热器换031/1、换031/2加热后进入塔03闪蒸，从塔02至塔03经过换031/1和换031/2两级加热，目的是回收系统中的溶剂，甲苯常压下沸点110.6℃，丁酮沸点79.6℃，塔03顶蒸出溶剂大部分甲苯，小部分丁酮。油和溶剂走蒸汽加热器管程，蒸汽走壳程，一级蒸汽加热器换031/1用1.0MPa蒸汽加热，管程出口温度控制150±10℃，二级蒸汽加热器换031/2用3.6MPa蒸汽加热，管程出口温度控制195±4℃，正常状态下，换031/2壳程压力1.30MPa左右。

3  二级蒸汽加热器异常现象描述

酮苯脱蜡重油装置蒸汽加热器换031/2壳程压力逐渐升高，压力由1.3MPa升高至2.7MPa，3.6MPa蒸汽消耗量也由原来的6t/h升高至7.5～9.5t/h。一级蒸汽加热器管程出口温度加热不上来，控制阀处于全开状态，1.0MPa蒸汽消耗量达到上限，一级加热器管程出口温度最大只能加热到143℃，二级蒸汽加热器出口温度193℃。

正常状态下，换031/2壳程压力1.3MPa左右，蒸汽加热器壳程压力大，换热效率下降，提一级蒸汽加热器进料时，为保证二级加热器出口温度指标，3.6MPa蒸汽消耗量大，尤其短时间内提量时，二级蒸汽加热器压力增加幅度更大，最高达到2.9MPa，换031/2壳程设计压力3.7MPa，严重制约装置处理量的提高，同时威胁安全生产。

3.1  二级蒸汽加热器壳程压力过高的原因

滤液自换04来经过三组七个换热器进入油回收系统塔01，塔01至塔02经过两组六个换热器，换热器换热效果差影响塔01、塔02各点温度，使蒸汽加热器进料温度低。

一级蒸汽加热器换031/1出口温度较低会导致换031/2壳程压力过高。换031/1出口温度低的原因主要有一级蒸汽加热器换031/1壳程疏水器故障;一级加热器蒸汽流量不准或出口温控阀故障;一级加热器管程副线阀漏量;一级加热器换热效果不好，设备内部结垢严重;1.0MPa蒸汽温度、压力不够，影响一级蒸汽加热器的加热效果，以上情况均可造成3.6MPa蒸汽消耗量增加。

二级蒸汽加热器换031/2设备内部结垢，管程介质走副线，通过现象可以直接判断原因。

3.2  原因分析及问题排查

（1）檢查疏水器是否正常，将轻、重油一级蒸汽加热器疏水器换31/1和换031/1调换，轻、重油一级加热器疏水器类别及型号一致，轻油系统换31/1管程出口温度控制较好，疏水器调换后，换031/1出口温度和换031/2压力没有改善，排除疏水器原因。

（2）联系仪表对一二级加热器蒸汽流量校准，检查控制阀开关是否卡阻，但未发现异常，排除仪表及控制阀原因。

（3）蒸汽加热器管程介质走副线会降低加热器加热作用，加热器壳程给汽与回水温度温差小，壳程压力也会增加，现场确认副线阀已关闭，排除管程介质走副线原因。

（4）蒸汽加热器换热效果不好，设备内部结垢，会严重影响传热效率。检修时换热器打开后，塔01前的换热器和蒸汽加热器管程各管内均有1mm厚的焦状物质，取样进行分析，焦质状物质以油为主，但燃烧后剩下细微的粉末，用吸铁石能够完全吸附，焦质内含有铁的成分。生产运行中，可能携带设备内的铁锈或其它含铁成分，粉末很细，能够透过滤布，换热器垢层的存在会使换热器总传热系数大幅度降低，大大影响传热效果。检修期间，对换热器（蒸汽加热器）进行高压水冲洗，清除管程污垢。

对重油蒸汽加热器数据采集，选取一级蒸汽加热器进料量一定（53t/h）时检修前后数据。检修前后，在蒸汽加热器进料量一定时，换031/2壳程压力下降1.2MPa，3.6MPa蒸汽用量减少2t/h，3.6MPa蒸汽回水温度下降，换热温差增加30℃，与此同时，1.0MPa蒸汽用量提高1t/h，换031/1出口温度提高明显，说明一级蒸汽加热器换031/1换热效率提高，1.0MPa蒸汽用量大，从而3.6MPa蒸汽用量小，同时一级加热器出口温控阀关小，还有调节空间。

4  结论及效果评价

（1）二级蒸汽加热器换031/2壳程压力升高的主要原因是塔01前换热器内管结垢，一二级蒸汽加热器内管附有焦状物质，使传热系数降低，换热效率下降，一级蒸汽加热器出口温度不够，二级蒸汽加热器换031/2消耗3.6MPa蒸汽量高，一旦加热器进料量不稳定，使换031/2压力增加幅度大。

（2）蒸汽加热器出口温度决定三次塔进料温度及末次塔底温度，影响溶剂塔顶蒸出率及溶剂出装置携带，同时二级蒸汽加热器是3.6MPa蒸汽加热，温度高、压力大，不能让加热器长期憋压，严重时会威胁安全生产。

（3）换热器及加热器经过长期运行后，根据介质性质及其它因素，很难避免结垢现象，检修后，轻油装置加热器蒸汽用量也有明显改善，日常生产中，要正确、平稳调节操作，避免给设备带来损害。

（4）通过趋势得出，重油一级蒸汽加热器效率提高后，二级蒸汽加热器换031/2减少3.6MPa蒸汽消耗至少2t/h，一月累计节省蒸汽约1488t，提高传热效果的同时节能降耗。

参考文献：

[1] 苗忠等.溶剂脱蜡装置操作工.北京：中国石化出版社，2009.

作者简介：

何爱茹，女，工程师，2009年毕业于东北石油大学化学工程与工艺专业，现从事炼油工艺相关工作。