脱戊烷塔重沸器水击原因分析及解决方案

杨军哲

（延安炼油厂，陕西洛川　727401）



脱戊烷塔重沸器水击原因分析及解决方案

杨军哲

（延安炼油厂，陕西洛川727401）

摘要：延安炼油厂气体分馏装置脱戊烷塔重沸器近年一直被水击困扰，本文根据运行经验对换热器水击进行原因分析，根据分析结果制定了水击解决方案。方案实施后，该换热器的水击得到了彻底解决。

关键词：脱戊烷塔；虹吸管重沸器；U型管式换热器

延安炼油厂30万吨/年气体分馏装置近些年以来，脱戊烷塔重沸器凝结水管线一直被水击困扰，该管线上调节阀、阀门曾多次被震坏，相邻框架防火水泥也曾多次被震掉。本文以此为研究课题，分析凝结水管线水击原因，提出解决方案。该方案实施后，使水击现象得到彻底解决。

1　脱戊烷塔重沸器概况

脱戊烷塔（C-8005）是将液化气中的脱丙烷塔底馏分中戊烷及以上重组分脱去，为MTBE装置提供原料。具体流程如下：脱丙烷塔底馏分进入脱戊烷塔第19层塔板，脱戊烷塔塔板是48层导向浮阀塔板，塔基压力为0.5 MPa（g），塔基蒸出C4馏分经塔基空冷器冷却后进入脱戊烷塔基回流罐（D-8007），冷凝液用脱戊烷塔基回流及产品泵抽出，一部分送至脱戊烷塔基48层塔板处做回流，另一部分经C4冷却器冷却至40℃后送至罐区作为MTBE装置原料。塔底戊烷馏分用戊烷馏分泵送至罐区（见图1）。

气体分馏装置内凝结水回收流程：各塔底重沸器凝结水出来后，汇总到一条管线中送至凝结水回收罐，系统来的除盐水喷入凝结水罐上方气包，将凝结水降压后产生的部分蒸汽冷凝，凝结水经凝结水泵抽出，经E-8001换热后送出装置（见图2）。

脱戊烷塔重沸器（E-8005）型号为LURP700*6-120-205-2-2.7Ⅱ，取消了壳程进出口防冲板，属于热虹吸管重沸器。选用换热器为U形管式换热器，壳程连着脱戊烷塔，管程介质为0.5 MPa蒸汽，其剖面图（见图3）。

图1　脱戊烷塔流程图

图2　气体分馏装置凝结水回收系统流程图

图3　脱戊烷塔重沸器剖面图

2　水击原因分析及解决方案

气体分馏装置运行之初脱戊烷塔重沸器未出现水击，当脱戊烷塔基底压差加大，塔底重沸器蒸汽用量加大，加热效率降低时就会出现水击。每次检修时发现塔底重沸器管束会结厚厚一层炭黑状物质，尤其是在换热管缝中间结焦物特别多。在每次检修清焦完后，该换热器凝结水管线水击能得到明显的改善。运行一段时间后，水击又会出现。分析原因是由于脱戊烷塔重沸器结焦，特别是管束中间的管子结焦造成换热效率降低，蒸汽进入重沸器管程后，未完全冷凝就被带出重沸器，甚至有的管子会出现“短路”即凝结水端出来的完全是蒸汽。致使重沸器出来的凝结水带汽。水带汽进入完全为凝结水的总管时会出现汽冲水，就会产生水击。因此制定如下的解决方案：

（1）解决脱戊烷塔重沸器结焦问题，阻止换热器效率下降。这个比较困难，因为脱戊烷塔结焦机理非常复杂，一部分文献认为是上游装置带入的MDEA降解物造成结焦[1]，一部分文献认为是C4中的烯烃组分自聚造成结焦[2]。同类装置一般都是采用定期清焦的办法，所以此方案执行起来难度比较大。

（2）给脱戊烷塔凝结水管线上加疏水阀，该方案会降低蒸汽在U型管程内的流速，降低塔底的供热量，可能会造成塔底供热不足。此方案有一定的风险。

（3）将脱戊烷塔重沸器凝结水直接送至凝结水回收罐，从罐基插入，使脱戊烷塔重沸器产生的水汽混合物直接进回收罐，消除汽冲水现象。此方案就是最终选定的方案。

为了能在装置运行期间完成此方案，特制定如下具体实施办法：停用脱戊烷塔重沸器凝结水管线上调节阀，用调节阀副线阀控制重沸器给热量。从调节阀与下游阀之间接一根DN40的管子接到凝结水回收罐放空线（通径也为DN40），在放空线加一个阀门（图2虚线部分）。该方案实施后与设想的结果完全一致，脱戊烷塔凝结水线的水击得到了彻底解决。

3　结论

本文在装置运行经验的基础上，分析了脱戊烷塔重沸器水击原因。并依据分析原因在不影响装置运行的前提下制定了将该重沸器产生的水带汽直接送入凝结水回收罐基部的解决方案。方案实施后脱戊烷塔重沸器水击得到了彻底解决，有力保障了气体分馏装置的平稳运行。

参考文献：

［1］孟繁明，等.气体分馏装置重沸器结焦原因剖析［J］.石油炼制与化工，2005，36（7）：15-19.

［2］马鹏飞，吴成斌.裂解气压缩机结焦原因分析及改造［J］.化工机械2009，36（2）：150-153.

科技动态

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

作者简介：杨军哲，陕西岐山人，2004年毕业于西安石油大学石油化工专业，一直从事石油化工生产工作。

*收稿日期：2015－11-12

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.030

中图分类号：TE965

文献标识码：A

文章编号：1673-5285（2016）02-0123-02