废酸装置二级反应器导热盐循环不畅原因分析

赵蒙岭

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

中国石油宁夏石化公司废酸装置设计规模为1.5×104t/a，是16×104t/a 烷基化的配套装置[1]。废酸再生是一种处理含硫和有机成分废气和废液的先进工艺，原料是硫酸法烷基化产生的废酸及来自硫磺装置的酸性气，其中废酸含有质量分数约为90%的硫酸，酸性气主要成分为硫化氢、二氧化碳、氨、水等。

1 工艺原理

原料进入焚烧炉焚烧，将含硫物质转化为SO2，之后采用双级湿硫酸法处理工艺气，在一级反应器完成SO2氧化为SO3的大部分反应，生成的SO3转化率高于95%。经过一级冷凝器除去SO3之后才可以在二级反应器中以良好的反应性能进行反应，二级反应器出来的过程气经过二级冷却器，为了使转化率进一步提高，保证尾气排放符合国家标准，在反应末端使用低温碳反应器，SO2的总转化率为99.9%。

导热盐系统是废酸装置重要的组成部分，导热盐为硝酸盐和亚硝酸盐的混合物，是废酸装置热交换的媒介，在180 ℃到550 ℃之间进行换热。初装的导热盐为固态，导热盐罐外设蒸汽盘管，用于加热融化导热盐，温度达到140 ℃以上导热盐开始融化，导热盐系统通过导热盐泵来实现系统内的循环，通过控制导热盐的流量，从而控制炉膛出口、反应器入口以及各催化剂床层的温度。

2 事件经过

近期，废酸装置检修结束开车过程中，二级反应器出口温度高报警，虽及时调整二级反应器导热盐调节阀开度直到100%，但二级反应器出口温度却无下降趋势，怀疑阀门卡涩，现场比对阀位正常；10 min 后二级反应器出口温度高触发联锁动作，装置退守。

3 原因查找

首先将二级反应器翅片管换热器入口温度提至188 ℃，化盐24 h 后出口温度无上涨趋势。又对翅片管换热器管箱出入口集合管气焊加热1 h 仍无效果。从而判断二级反应器换热器有堵塞现象，装置降温、退盐，查找堵塞位置。在对翅片管换热器入口线进行开孔检查，通氮气后，开孔位置不见气，确认换热器管束或出口堵塞。又对换热器出口管板位置开孔，通氮气后有气体冒出，确认出口正常。因此，确定堵塞位置为翅片管换热器管束。开始对翅片管换热器管箱进行切割，并通过高压水枪对翅片管换热器管束逐一进行疏通，疏通结束装置重新投料，生产恢复正常。

翅片管换热器的主要作用是吸收二级反应器底部催化剂床层的热量加热二级反应器入口温度。介质由底部两处入口管进入管箱，通过集合管逐层到达上部出口集合管流出。

4 原因分析

（1）导热盐熔点监控不到位。导热盐熔点设计值是138～142 ℃，在开车操作中导热盐熔点温度控制偏高，增加了凝结风险。

（2）蒸汽进废酸装置温度过低及翅片管换热器蒸汽盘管覆盖不全。蒸汽盘管只对前8 层管箱覆盖，出口集合管处第一层管箱未完全覆盖，在低温状态下管箱得不到加热，导热盐有凝结的风险。

（3）退盐过程未识别到系统降温，增加了翅片管换热器导热盐凝结风险。停盐系统时，焚烧炉由900 ℃降温至500 ℃，二级反应器入口温度由235 ℃降至178 ℃，翅片管换热器出口导热盐温度由260 ℃降至197 ℃，温度降低引起导热盐凝结风险增加。未能及时调整阀门开度，增加导热盐循环量，防止产生凝结。

（4）翅片管换热器的作用是利用二级反应器放热对烟气进行加热，其位置在系统的最高处（框架12层），是盐系统温度最低、流量最小、流速最慢的位置，导热盐里含有的杂质易在此沉积，引起熔点上升，导热盐容易凝结在翅片管换热器管口处。

（5）盐系统启动过程对四路导热盐流量分配不合适，导热盐比例分配不均，进入二级反应器的导热盐流量过低。

（6）退盐操作吹扫时间过长，导致冷氮进入系统时间过长，加剧了结盐风险。

（7）启动导热盐过程中，未及时发现二级反应器导热盐循环异常并进行处理。启动导热盐后翅片管换热器出口温度未见提升，温度反而从176 ℃下降到173 ℃，通过翅片管换热器入口温度上涨至185 ℃判断该路导热盐过量，说明翅片管换热器流量已经变小，具有结盐风险，未能采取有效措施处理。

5 整改及预防措施

（1）将导热盐启动条件、启动后各换热器温度控制参数、阀位分配等操作内容细化，增加建立导热盐期间的操作提示项。

（2）加强导热盐的品质管控，并按照相关标准进行存储。

（3）对翅片管换热器蒸汽盘管进行加长，消除伴热缺失现象。

（4）提高外供蒸汽温度，保证导热盐夹套蒸汽温度，防止出现结晶现象。

（5）对翅片管换热器出口增加蒸汽吹扫线，在每次退盐过程中进行吹扫，防止管束在低温状态下堵塞。

（6）对导热盐定期进行清洁、更换，及时清理系统内的杂质。

6 结语

在生产过程中对影响生产的参数必须准确判断，对操作的调整必须准确迅速。同时要对产生非正常工况的原因进行正确分析并及时处理，防止因误判致使事态扩大，影响装置的安全稳定运行。