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，本文根據運行經驗對換熱器水擊進行原因分析，根據分析結果制定了水擊解決方案。方案實施后，該換熱器的水擊得到了徹底解決。

關鍵詞：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水管線一直被水擊困擾，該管線上調節閥、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，分析凝結水管線水擊原因，提出解決方案。該方案實施后，使水擊現象得到徹底解決。

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：脫丙烷塔底餾分進入脫戊烷塔第19層塔板，脫戊烷塔塔板是48層導向浮閥塔板，塔基壓力為0.5 MPa（g），塔基蒸出C4餾分經塔基空冷器冷卻后進入脫戊烷塔基回流罐（D-8007），冷凝液用脫戊烷塔基回流及產品泵抽出，一部分送至脫戊烷塔基48層塔板處做回流，另一部分經C4冷卻器冷卻至40℃后送至罐區作為MTBE裝置原料。塔底戊烷餾分用戊烷餾分泵送至罐區（見圖1）。

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

脫戊烷塔重沸器（E-8005）型號為LURP700*6-120-205-2-2.7Ⅱ，取消了殼程進出口防沖板，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　氣體分餾裝置凝結水回收系統流程圖

圖3　脫戊烷塔重沸器剖面圖

2　水擊原因分析及解決方案

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

（1）解決脫戊烷塔重沸器結焦問題，阻止換熱器效率下降。這個比較困難，因為脫戊烷塔結焦機理非常復雜，一部分文獻認為是上游裝置帶入的MDEA降解物造成結焦[1]，一部分文獻認為是C4中的烯烴組分自聚造成結焦[2]。同類裝置一般都是采用定期清焦的辦法，所以此方案執行起來難度比較大。

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

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

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

3　結論

本文在裝置運行經驗的基礎上，分析了脫戊烷塔重沸器水擊原因。并依據分析原因在不影響裝置運行的前提下制定了將該重沸器產生的水帶汽直接送入凝結水回收罐基部的解決方案。方案實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運行。

參考文獻：

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

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

科技動態

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

作者簡介：楊軍哲，陜西岐山人，2004年畢業于西安石油大學石油化工專業，一直從事石油化工生產工作。

*收稿日期：2015－11-12

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.030

中圖分類號：TE965

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5285（2016）02-0123-02