新型油浆蒸汽发生器在催化裂化装置的应用

2016-09-15盖小厂

山东化工 2016年14期

关键词：油浆挠性密封环

盖小厂，吴鹏

(东营市海科瑞林化工有限公司，山东东营 257000)

新型油浆蒸汽发生器在催化裂化装置的应用

盖小厂，吴鹏

(东营市海科瑞林化工有限公司，山东东营 257000)

对公司内催化裂化装置新型油浆蒸汽发生器的使用及运转情况进行简要阐述，新型油浆蒸汽发生器采用挠性焊接密封环，设备投用后，运行平稳性良好。

催化裂化；油浆蒸汽发生器；挠性焊接密封环

1 油浆蒸汽发生器简介

油浆蒸汽发生器在石油炼化企业催化裂化装置中节能方面有着重要的地位；它主要是利用催化工艺过程中产生的高温液体的能量转化为蒸汽中的能量生产蒸汽的目的。来自催化分馏塔底部的高温油浆自油浆蒸汽发生器的管层流过，与壳层通过的软化水进行热量交换，软化水吸收高温油浆的热量，产生蒸汽，达到节能的目的。

油浆蒸汽发生器属于管壳式换热器；管壳式换热器是一种标准的换热设备，在炼油、化工、动力等各领域中均匀普遍应用，尤其是在高温高压及大型换热设备中应用更为明显。常用的管壳式换热器油有两种：固定式、浮头式。

(1)固定式换热器：换热器、管板与外壳的连接均为刚性连接；换热器的换热管束连接在官板上，管板分别焊在外壳的两段。固定式管板换热器具有结构简单、制造成本低的优势；但是由于刚性连接，此类换热器温差应力承受力稍差，一般仅适用于壳层压降及温差应力范围不高的工况下。

(2)浮头式换热器：此类换热器的换热管束一端固定于管板上面，另一端固定在浮头管板上，由于浮头管板与浮头盖之间的螺栓连接，使得壳体内部形成可自由移动的浮头。因此在换热器各部分不会因温差增大而产生温差应力；浮头式换热器常用于压力及温度波动较大的工况，但制造稍微复杂，成本相对较高。

2 油浆蒸汽发生器新技术介绍

2.1 油浆蒸汽发生器泄露原因简介

油浆蒸汽发生器发生泄露主要有两类原因：操作条件(使用状态)造成影响及产制造过程的失误造成影响。

操作条件造成影响主要包括：(1)温差应力影响：由于使用过程中，油浆蒸汽发生器由于管层、壳层使用温度计压力差异过大，不同部位换热膨胀量不同，管头焊缝受力不均会产生温差应力；(2)硫腐蚀：油浆中的硫会对设置造成高温硫腐蚀，影响设备正常使用；(3)高温腐蚀：高温工况下，会造成管板及焊缝的过氧化，消弱了管板及焊缝强度，产生微小裂纹。

生产制造过程中主要为制造不规范、没有严格按照相关标准进行制造引起的制作缺陷。

在催化裂化装置实际开工过程中，油浆蒸汽发生器泄露事宜的主要因为：

(1)催化裂化装置开工过程中，中压系统压力波动太大，易造成封头泄露。

(2)现场泄露时，开工保运人员未能及时处理，出现问题。

(3)催化裂化装置开工过程中，油浆蒸汽发生器热劲处理不到位。

2.2 新型油浆蒸汽发生器介绍

东营市海科瑞林化工有限公司160万t/a清洁油品联产烯烃装置，采用中国石油大学(华东)专利技术，由中国石油工程建设公司华东设计分公司设计。其中油浆蒸汽发生器为该装置关键设备，由于热应力作用，管板容易开裂；浮动管板各管程之间温差梯度比较大，尤其是进口与出口间温差较大，温度应力比较大，变形量较大，普通垫片难以有效进行补偿，最终难以密封。若蒸汽发生器发生泄露，则会导致壳层水进入管程油浆内，水汽化产生的蒸汽随之进入催化裂化分馏塔内，引起分馏塔压力波动，影响装置的正常操作。

为降低油浆蒸汽发生器泄露的风险，东营市海科瑞林化工有限公司160万t/a清洁油品联产烯烃装置的油浆蒸汽发生器中采用专利产品挠性焊接密封环。挠性焊接密封环与其他密封环相比有如下优势：

(1)焊接密封可以保证100%密封效果，避免引起壳层水进入油浆，产生气化进入分馏塔，引起塔内压力波动，从而在一定程度上保障催化裂化装置的操作连续性。

(2)挠性焊接密封环在油浆蒸汽发生器的使用，发挥了密封环的优势，其本身具有挠性，可以更好的补偿浮动管板的变形，起到密封的作用。

2.3 油浆蒸汽发生器结构

东营市海科瑞林化工有限公司160万t/a清洁油品联产烯烃装置油浆蒸汽发生器结构示意图见图1所示。图1中右侧为挠性焊接密封环位置，通过在油浆蒸汽发生器中使用挠性焊接密封环，减少应力的产生，发挥挠性焊接密封环的密封优势，使得设备密封效果增强，与不采用挠性密封环常规蒸汽发生器相比，新型油浆蒸汽发生器降低的了工作过程中应力的产生，增强了设备密封效果，减少装置运行过程中设备泄露情况的发生，延长设备操作周期，以保证催化裂化装置长周期运行的需要。

图1 油浆蒸汽发生器结构示意图

图2 60万t/a清洁油品联产烯烃装置油浆蒸汽发生器现场设备照片

新型油浆发生器为釜式换热器，为华东设计分公司专利设备，区别于常规的换热器，消除了汽液相变对于换热管、管板等部位的膨胀和应力冲击。具有操作更加灵活，调整速度快等特点。

3 油浆蒸汽发生器运行情况

3.1 工艺参数

160万吨/年清洁油品联产烯烃装置油浆蒸汽发生器工艺参数见表1。

表1 160万t/a清洁油品联产烯烃装置油浆蒸汽发生器工艺参数

表1(续)

3.2 运行情况简介

160万t/a清洁油品联产烯烃装置油浆蒸汽发生器实际运行效果如图3所示：

图3为东营市海科瑞林化工有限公司160万吨/年清洁油品联产烯烃装置油浆蒸汽发生器最近一年内运行数据变化趋势(2015年10月停工检修，设备未运行)。由图3容易看出在较长时间范围内油浆蒸汽发生器运转平稳性较好，油浆工作温度、工作压力到水的工作温度、工作压力，均保持了良好的稳定性，从而满足的装置长周期运行的需要。