渣油加氢装置高压换热器结垢问题分析

从高压换热器运行概况、结垢造成的影响、影响结垢的因素、缓解结垢的措施等不同方面对中国石化若干套渣油加氢装置的原料-产物高压换热器进行了调研。调研结果表明：原料侧为管程、产物侧为壳程的高压换热器较多出现换热效率下降问题,且结垢是其主因;高压换热器结垢会严重影响装置的正常运行;高压换热器垢物的主要成分为硫化亚铁,但存在硫化亚铁是其结垢的必要非充分条件;注入阻垢剂或是采用物理、化学清洗等措施无法从根本上解决高压换热器结垢问题;将高压换热器设计为原料侧为壳程、产物侧为管程并增大换热器中的物流速度可以有效避免结垢问题。     

延缓高压换热器结垢的措施与分析

针对加氢裂化装置中原料(高压)换热器结垢的问题,提出了通过加注阻垢剂和增设扰动氢以减缓换热器结垢的措施。对实施效果的分析表明:在流程中增设扰动氢可有效延缓高压换热器中垢层的形成,对1.00 Mt/a的加氢裂化装置,每年仅节省阻垢剂费用就达78.5×10~4RMB$。     

柴油加氢精制阻垢剂的开发

对柴油加氢精制装置原料油换热器结垢的原因和机理进行了分析 ,并在此基础上开发HDAF -1型柴油加氢精制阻垢剂。实验室小型和中型装置评价结果表明 ,HDAF -1型阻垢剂可有效抑制焦垢在原料换热器中形成 ,具有用量低 ,阻垢率高 ,对产品分布、产品性质和催化剂性能无不利影响 ,不增加催化剂床层压降等特点 ,可使换热器保持较高的换热效率 ,维持装置的长周期正常运转。     

原油稳定装置中防沉积换热器的应用

为解决原油中泥沙等杂质含量高造成原油换热器结垢堵塞,换热效率下降,影响原油稳定装置生产的问题,针对原油换热器壳程结垢特点,优选了壳程没有流动死区、具有防沉积性能的螺旋折流板式换热器,在南八原稳进行了现场应用试验.结果表明,该装置提高了原油稳定装置的生产能力,平均每天增加原油处理量1 318 t,增产轻烃26 t;年可节约燃料气40×10<'4>m..     

柴油加氢精制阻垢剂的开发

对柴油加氢精制装置原料油换热器结垢的原因和机理进行了分析，并在此基础上开发HDAF－1型柴油加氢精制阻垢剂。实验室小型和中型装置评价结果表明，HDAF－1型阻垢剂可有效抑制焦垢在原料换热器中形成，具有用量低、阻垢率高，对产品分布、产品性质和催化剂性能无不利影响，不增加催化剂床层压降等特点，可使换热器保持较高的换热效率，维持装置的长周期正常运转。     

加氢装置运行全周期高压换热器垢阻计算与应用效果

采用MATLAB软件,跟踪计算某炼油厂蜡油加氢装置高压换热器运行3年来的垢阻。计算结果表明, 运行期间高压换热器结垢速率可控,运行末期总垢阻为1.2×10-3（m2.K)/W。生产中根据结垢速率逐渐将阻垢剂加注浓度由100 μg/g下调至25～35 μg/g,单周期节约阻垢剂成本约1 159万元。此外,基于ASPEN软件的换热器模块计算理论,构造采用ASPEN软件计算换热器垢阻的方法。     

中压加氢裂化装置原料油换热器传热系数下降的原因及对策

介绍了1.30Mt/a中压加氢裂化装置原料油换热器在运行过程中的结垢问题.通过对结垢原因的分析和处理措施的探讨,指出预防加氢裂化装置原料油换热器结垢要采取以下措施：（1）在原料罐顶加氮封;（2）做好原料油过滤;（3）控制原料和新氢中的氯含量.对结垢后的换热器,可以采取如下处理办法：（1）用催化裂化柴油冲洗;（2）向原料油中注入防垢剂.     

S Zorb装置阻垢剂的使用效果分析

华北石化公司S Zorb装置2013年建成投产,前期运行正常,2014年装置大检修后在掺炼罐区汽油过程中,反应产物与原料换热器出现结垢严重、换热效果大幅降低的现象,为保证正常生产需要切除后清洗,安全风险较大。通过与其他企业装置管理人员交流并与防焦阻垢剂厂家进行深入沟通后,于2016年8月开始加注防焦阻垢剂,效果明显。一方面减少了换热器结垢现象,保证了换热器的换热效果,同时还降低了装置能耗,另一方面也减少了切除后清洗带来的安全风险。     

油浆阻垢剂的工业应用

油浆系统是催化分馏系统的核心,其运行好坏直接影响整套催化装置的安、稳、长、优生产。近年来,随着原料油的密度越来越重,导致油浆系统的结垢越发严重,轻者造成装置减产,重者迫使装置停工。文内分析了油浆系统的结垢机理,介绍了洛阳石化总厂在增上阻垢剂之前采取的相应措施,并结合油浆系统的结垢原因阐述了油浆阻垢剂的作用原理。该厂于1996年增上了油浆阻垢剂注入系统,装置经过两个生产周期的运行,油浆循环量始终维持在正常水平,装置未出现因设备或管线堵塞而产生的不良后果,油浆系统可调控自如。并对油浆阻垢剂加注前后,泊浆系统操作参数进行了对比,通过对比看出,管线和设备的结垢问题基本得到了解决。油浆阻垢剂投用3年来,减轻了油浆系统的结垢问题,消除了事故隐患,为催化装置的长周期安全运行提供了保障,每年可增加效益170余万元。     

焦化汽油加氢精制过程中存在的问题与对策

中国石油化工股份有限公司广州分公司焦化汽油加氢精制装置因原料油中硅含量较高、水含量波动大,造成催化剂活性快速下降;此外焦化汽油储存时间过长、二烯烃含量高造成反应器床层压力降快速上升。通过对原料油至反应系统的设备、管线进行清洗和爆破吹扫、焦化装置向加氢精制装置直接供料、提高换热器壳程物料流速等措施,反应器床层压力降的上升速率明显变缓,装置最长连续运行23个月。     

煤油加氢反应产物换热器结垢分析

针对某煤油加氢装置反应产物与原料换热器出现结垢现象,对3台换热器E-101A/B/C结垢现象、结垢位置、结垢程度进行了计算分析.结果表明：E-101A/B/C总换热系数不断降低,由193.70 W/（m2·K）下降至127.79 W/（m2·K）,降幅达34.0％,严重影响换热器的换热效果.根据管侧压力降从0.18 MPa升至0.25 MPa,增幅达38.9％,而壳侧压力降基本稳定,且E-101A管程垢阻达314×10-5（m2·K）/W,明显高于E-101B/C管程垢阻,判断换热器结垢位置为E-101A管程.装置停工检修中发现：E-101A管程出口出现大量铵盐结块,且在清洗中部分管束堵塞;E-101B/C管程及3台换热器的壳程未见显著结垢.换热器拆检结果验证了前期计算结果的准确性.结合计算分析及实际结垢情况提出改进建议.     

渣油加氢装置高苛刻度运行分析

对中国石化扬子石油化工有限公司2.0 Mt/a渣油加氢装置第一周期的运行情况及存在的问题进行了分析,并提出处理措施。运行结果表明:在处理量为设计负荷的104%的情况下,渣油加氢装置的各项技术指标均满足设计要求;FZC系列催化剂具有较高的脱杂质活性和加氢活性,加氢渣油的密度、硫含量、氮含量、残炭和金属含量均达到或优于设计值,是优质的催化裂化原料。针对装置原料劣质化、热高压分离器气体夹带重烃、循环氢脱硫塔发泡及高压换热器结垢等情况,采取相应的对策,取得了较好的效果,初步解决了装置高苛刻度运行过程中存在的问题。     

S Zorb装置长周期运行分析

中国石化长岭分公司1.2 Mt/a S Zorb装置已连续运行40个月,对该装置长周期运行中在反应器过滤器的优化运行、提高原料换热器效率、处理再生吸附剂结块、减少临时转剂线磨损、闭锁料斗系统的维护等方面所采取的措施进行了总结分析。优化反应器过滤器运行的关键是加强反吹系统的维护、反应压力的平稳控制、大法兰密封的保护监测和间歇性将系统内细粉排出;保持原料的清洁度、减少原料换热器结垢可提高换热效率;利用原有卸粉尘流程可减少吸附剂结块对吸附剂循环的影响;在横管下料不畅的情况下,采取少而大的弯头配管形式取代多而小的弯头配管形式,有效地减少了临时转剂线的磨损;采取一系列措施保护闭锁料斗程控阀的磨损以及缩短闭锁料斗故障处理时间,为S Zorb装置与催化裂化装置同步连续运行提供了保证。     

S Zorb吸附脱硫装置运行过程中存在的问题分析及应对措施

对中国石化上海高桥分公司S Zorb吸附脱硫装置运行至第二周期后陆续出现反应器过滤器压差高、原料换热器结垢等一系列影响装置长周期运行的问题进行分析。结果表明,造成反应器过滤器压差过高的原因是：①装置检修时,过滤器滤芯的永久滤饼层受到破坏;②反吹系统阀门故障,导致高压氢气对过滤器反吹时,阀门打开不及时,影响了反吹效果。而原料换热器结垢的主要原因是从原料罐区来的汽油原料中的胶质前躯物和垢物较多。针对上述问题,采取修改反应过滤器压差高联锁值或者是提高反应压力和反吹氢气压力等措施可以解决过滤器压差高的问题;通过采用直接将催化裂化装置稳定汽油输送至S Zorb装置的方法可以解决换热器结垢问题,在一定程度上延长装置的运转周期。     

超声波在线除垢技术在催化裂化装置油浆系统中的应用

针对催化裂化装置油浆换热器存在的积垢和结焦问题,介绍中国石油大港石化公司采用超声波在线除垢技术后对油浆换热器换热系数、油浆系统运行以及产品质量和收率的影响。结果表明,油浆换热器的传热系数增加26.885 W/(m2·℃),汽包发汽量增加0.404 t/h,油浆换热器的运行周期从5个月延长至8个月;分馏塔塔底油浆系统的运行状况得到改善。     

焦化汽油加氢装置反应系统结垢原因分析及对策

针对中国石化茂名分公司焦化汽油加氢装置反应系统压降升速过快、循环氢压缩机发生喘振、装置运行周期短等问题,对换热器和反应器系统压降进行分析,认为高压换热器壳程和反应器结垢是造成装置系统压降上升快的主要原因.通过对垢物组成进行分析,发现焦化汽油原料中二烯烃缩合及胶质缩合生焦是垢物生成的主要原因.通过采取加强原料管理、扩大反...     

轻柴油换热器腐蚀原因分析及控制

中国石油天然气股份有限公司辽河石化分公司催化裂化装置的轻柴油换热器管束,自投用以来经常发生腐蚀泄漏,虽多次对管束进行材质升级,但效果不佳。经调查分析,原因是该换热嚣壳程循环水(采暖水)流速过低,使得粘泥等杂质沉积形成泥垢,水与垢两相中的氧浓差形成了电化学腐蚀。通过采取改变换热器流程及对循环水(采暖水)进行处理等措施,使设备的腐蚀得到了控制。     

螺旋折流板换热器在常减压蒸馏装置中的应用

换热器的选型不仅影响到换热网络的能量回收,还会对常减压装置的长周期稳定运行产生重要影响.通过对壳程介质分别为柴油、脱前原油、常压重油、减渣急冷油和减压渣油的工艺流体进行螺旋折流板换热器（采用HelixTool程序）和弓形折流板换热器（采用HTRI 6.0软件）的工艺计算,对比发现,螺旋折流板换热器壳程的单位压力降传热系数更高.同时结合螺旋折流板换热器能够降低壳程结垢和振动风险、延长设备运行时间等自身特点,考虑了油品性质及价格因素影响,可为常减压蒸馏装置在选择合适的部位采用螺旋折流板换热器提供参考.以某厂脱前原油-初顶油气换热器为例,计算结果显示采用螺旋折流板换热器可将换热器壳径减小200 mm,重量减少约28％.可见,螺旋折流板换热器具有明显优势,既保证了工艺性能,又降低了设备投资.     

多层不锈钢波纹管换热器的研制与运行测试

压缩机中间换热器是天然气输送生产中的关键设备 ,换热器管束腐蚀、结垢和堵塞等故障 ,使水流不畅 ,换热效率下降。鉴于此 ,研制了多层不锈钢波纹管换热器 ,可使管内流体产生扰动 ,形成内壁的涡旋流 ,破坏边界层和污垢层的厚度 ,并增加换热系数。运行测试表明 :(1 )波纹管换热器的换热效率高于普通列管式换热器 ,其天然气出口温度完全满足压缩机的工作温度要求 ;(2 )换热器采用多层不锈钢波纹管管束 ,能适应较大的温差应力 ,不结垢 ,耐腐蚀 ,不泄漏 ,克服了普通单层不锈钢波纹管的“点腐蚀” ,压缩机运转正常平稳 ,运行周期大大延长