脫戊烷塔重沸器水擊原因分析及解決方案

楊軍哲

（延安煉油廠，陜西洛川　727401）

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脫戊烷塔重沸器水擊原因分析及解決方案

楊軍哲

（延安煉油廠，陜西洛川727401）

摘要：延安煉油廠氣體分餾裝置脫戊烷塔重沸器近年一直被水擊困擾，本文根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)換熱器水擊進(jìn)行原因分析，根據(jù)分析結(jié)果制定了水擊解決方案。方案實(shí)施后，該換熱器的水擊得到了徹底解決。

關(guān)鍵詞：脫戊烷塔；虹吸管重沸器；U型管式換熱器

延安煉油廠30萬噸/年氣體分餾裝置近些年以來，脫戊烷塔重沸器凝結(jié)水管線一直被水擊困擾，該管線上調(diào)節(jié)閥、閥門曾多次被震壞，相鄰框架防火水泥也曾多次被震掉。本文以此為研究課題，分析凝結(jié)水管線水擊原因，提出解決方案。該方案實(shí)施后，使水擊現(xiàn)象得到徹底解決。

1　脫戊烷塔重沸器概況

脫戊烷塔（C-8005）是將液化氣中的脫丙烷塔底餾分中戊烷及以上重組分脫去，為MTBE裝置提供原料。具體流程如下：脫丙烷塔底餾分進(jìn)入脫戊烷塔第19層塔板，脫戊烷塔塔板是48層導(dǎo)向浮閥塔板，塔基壓力為0.5 MPa（g），塔基蒸出C4餾分經(jīng)塔基空冷器冷卻后進(jìn)入脫戊烷塔基回流罐（D-8007），冷凝液用脫戊烷塔基回流及產(chǎn)品泵抽出，一部分送至脫戊烷塔基48層塔板處做回流，另一部分經(jīng)C4冷卻器冷卻至40℃后送至罐區(qū)作為MTBE裝置原料。塔底戊烷餾分用戊烷餾分泵送至罐區(qū)（見圖1）。

氣體分餾裝置內(nèi)凝結(jié)水回收流程：各塔底重沸器凝結(jié)水出來后，匯總到一條管線中送至凝結(jié)水回收罐，系統(tǒng)來的除鹽水噴入凝結(jié)水罐上方氣包，將凝結(jié)水降壓后產(chǎn)生的部分蒸汽冷凝，凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水泵抽出，經(jīng)E-8001換熱后送出裝置（見圖2）。

脫戊烷塔重沸器（E-8005）型號(hào)為LURP700*6-120-205-2-2.7Ⅱ，取消了殼程進(jìn)出口防沖板，屬于熱虹吸管重沸器。選用換熱器為U形管式換熱器，殼程連著脫戊烷塔，管程介質(zhì)為0.5 MPa蒸汽，其剖面圖（見圖3）。

圖1　脫戊烷塔流程圖

圖2　氣體分餾裝置凝結(jié)水回收系統(tǒng)流程圖

圖3　脫戊烷塔重沸器剖面圖

2　水擊原因分析及解決方案

氣體分餾裝置運(yùn)行之初脫戊烷塔重沸器未出現(xiàn)水擊，當(dāng)脫戊烷塔基底壓差加大，塔底重沸器蒸汽用量加大，加熱效率降低時(shí)就會(huì)出現(xiàn)水擊。每次檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)塔底重沸器管束會(huì)結(jié)厚厚一層炭黑狀物質(zhì)，尤其是在換熱管縫中間結(jié)焦物特別多。在每次檢修清焦完后，該換熱器凝結(jié)水管線水擊能得到明顯的改善。運(yùn)行一段時(shí)間后，水擊又會(huì)出現(xiàn)。分析原因是由于脫戊烷塔重沸器結(jié)焦，特別是管束中間的管子結(jié)焦造成換熱效率降低，蒸汽進(jìn)入重沸器管程后，未完全冷凝就被帶出重沸器，甚至有的管子會(huì)出現(xiàn)“短路”即凝結(jié)水端出來的完全是蒸汽。致使重沸器出來的凝結(jié)水帶汽。水帶汽進(jìn)入完全為凝結(jié)水的總管時(shí)會(huì)出現(xiàn)汽沖水，就會(huì)產(chǎn)生水擊。因此制定如下的解決方案：

（1）解決脫戊烷塔重沸器結(jié)焦問題，阻止換熱器效率下降。這個(gè)比較困難，因?yàn)槊撐焱樗Y(jié)焦機(jī)理非常復(fù)雜，一部分文獻(xiàn)認(rèn)為是上游裝置帶入的MDEA降解物造成結(jié)焦[1]，一部分文獻(xiàn)認(rèn)為是C4中的烯烴組分自聚造成結(jié)焦[2]。同類裝置一般都是采用定期清焦的辦法，所以此方案執(zhí)行起來難度比較大。

（2）給脫戊烷塔凝結(jié)水管線上加疏水閥，該方案會(huì)降低蒸汽在U型管程內(nèi)的流速，降低塔底的供熱量，可能會(huì)造成塔底供熱不足。此方案有一定的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）將脫戊烷塔重沸器凝結(jié)水直接送至凝結(jié)水回收罐，從罐基插入，使脫戊烷塔重沸器產(chǎn)生的水汽混合物直接進(jìn)回收罐，消除汽沖水現(xiàn)象。此方案就是最終選定的方案。

為了能在裝置運(yùn)行期間完成此方案，特制定如下具體實(shí)施辦法：停用脫戊烷塔重沸器凝結(jié)水管線上調(diào)節(jié)閥，用調(diào)節(jié)閥副線閥控制重沸器給熱量。從調(diào)節(jié)閥與下游閥之間接一根DN40的管子接到凝結(jié)水回收罐放空線（通徑也為DN40），在放空線加一個(gè)閥門（圖2虛線部分）。該方案實(shí)施后與設(shè)想的結(jié)果完全一致，脫戊烷塔凝結(jié)水線的水擊得到了徹底解決。

3　結(jié)論

本文在裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析了脫戊烷塔重沸器水擊原因。并依據(jù)分析原因在不影響裝置運(yùn)行的前提下制定了將該重沸器產(chǎn)生的水帶汽直接送入凝結(jié)水回收罐基部的解決方案。方案實(shí)施后脫戊烷塔重沸器水擊得到了徹底解決，有力保障了氣體分餾裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

［1］孟繁明，等.氣體分餾裝置重沸器結(jié)焦原因剖析［J］.石油煉制與化工，2005，36（7）：15-19.

［2］馬鵬飛，吳成斌.裂解氣壓縮機(jī)結(jié)焦原因分析及改造［J］.化工機(jī)械2009，36（2）：150-153.

科技動(dòng)態(tài)

Depentanizer reboiler water hammer cause analysis and solution

YANG Junzhe
（Yan'an Refinery，Luochuan Shanxi 727401，China）

Abstract:Yan'an refinery gas fractionation unit depentanizer reboiler is obsessed with water hammer in recent years.This paper,based on the experience of running an analysis of the causes heat exchanger water hammer and formulated the water hammer solutions according to the results of the analysis.The heat exchanger of the water hammer got completely solve.

Keywords：depentanizer；siphon reboiler；U tube heat exchanger

作者簡(jiǎn)介：楊軍哲，陜西岐山人，2004年畢業(yè)于西安石油大學(xué)石油化工專業(yè)，一直從事石油化工生產(chǎn)工作。

*收稿日期：2015－11-12

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.030

中圖分類號(hào)：TE965

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5285（2016）02-0123-02