新型油漿蒸汽發生器在催化裂化裝置的應用

蓋小廠，吳 鵬

(東營市海科瑞林化工有限公司，山東 東營 257000)

新型油漿蒸汽發生器在催化裂化裝置的應用

蓋小廠，吳 鵬

(東營市海科瑞林化工有限公司，山東 東營 257000)

對公司內催化裂化裝置新型油漿蒸汽發生器的使用及運轉情況進行簡要闡述，新型油漿蒸汽發生器采用撓性焊接密封環，設備投用后，運行平穩性良好。

催化裂化；油漿蒸汽發生器；撓性焊接密封環

1 油漿蒸汽發生器簡介

油漿蒸汽發生器在石油煉化企業催化裂化裝置中節能方面有著重要的地位；它主要是利用催化工藝過程中產生的高溫液體的能量轉化為蒸汽中的能量生產蒸汽的目的。來自催化分餾塔底部的高溫油漿自油漿蒸汽發生器的管層流過，與殼層通過的軟化水進行熱量交換，軟化水吸收高溫油漿的熱量，產生蒸汽，達到節能的目的。

油漿蒸汽發生器屬于管殼式換熱器；管殼式換熱器是一種標準的換熱設備，在煉油、化工、動力等各領域中均勻普遍應用，尤其是在高溫高壓及大型換熱設備中應用更為明顯。常用的管殼式換熱器油有兩種：固定式、浮頭式。

(1)固定式換熱器：換熱器、管板與外殼的連接均為剛性連接；換熱器的換熱管束連接在官板上，管板分別焊在外殼的兩段。固定式管板換熱器具有結構簡單、制造成本低的優勢；但是由于剛性連接，此類換熱器溫差應力承受力稍差，一般僅適用于殼層壓降及溫差應力范圍不高的工況下。

(2)浮頭式換熱器：此類換熱器的換熱管束一端固定于管板上面，另一端固定在浮頭管板上，由于浮頭管板與浮頭蓋之間的螺栓連接，使得殼體內部形成可自由移動的浮頭。因此在換熱器各部分不會因溫差增大而產生溫差應力；浮頭式換熱器常用于壓力及溫度波動較大的工況，但制造稍微復雜，成本相對較高。

2 油漿蒸汽發生器新技術介紹

2.1 油漿蒸汽發生器泄露原因簡介

油漿蒸汽發生器發生泄露主要有兩類原因：操作條件(使用狀態)造成影響及產制造過程的失誤造成影響。

操作條件造成影響主要包括：(1)溫差應力影響：由于使用過程中，油漿蒸汽發生器由于管層、殼層使用溫度計壓力差異過大，不同部位換熱膨脹量不同，管頭焊縫受力不均會產生溫差應力；(2)硫腐蝕：油漿中的硫會對設置造成高溫硫腐蝕，影響設備正常使用；(3)高溫腐蝕：高溫工況下，會造成管板及焊縫的過氧化，消弱了管板及焊縫強度，產生微小裂紋。

生產制造過程中主要為制造不規范、沒有嚴格按照相關標準進行制造引起的制作缺陷。

在催化裂化裝置實際開工過程中，油漿蒸汽發生器泄露事宜的主要因為：

(1)催化裂化裝置開工過程中，中壓系統壓力波動太大，易造成封頭泄露。

(2)現場泄露時，開工保運人員未能及時處理，出現問題。

(3)催化裂化裝置開工過程中，油漿蒸汽發生器熱勁處理不到位。

2.2 新型油漿蒸汽發生器介紹

東營市海科瑞林化工有限公司160萬t/a清潔油品聯產烯烴裝置，采用中國石油大學(華東)專利技術，由中國石油工程建設公司華東設計分公司設計。其中油漿蒸汽發生器為該裝置關鍵設備，由于熱應力作用，管板容易開裂；浮動管板各管程之間溫差梯度比較大，尤其是進口與出口間溫差較大，溫度應力比較大，變形量較大，普通墊片難以有效進行補償，最終難以密封。若蒸汽發生器發生泄露，則會導致殼層水進入管程油漿內，水汽化產生的蒸汽隨之進入催化裂化分餾塔內，引起分餾塔壓力波動，影響裝置的正常操作。

為降低油漿蒸汽發生器泄露的風險，東營市海科瑞林化工有限公司160萬t/a清潔油品聯產烯烴裝置的油漿蒸汽發生器中采用專利產品撓性焊接密封環。撓性焊接密封環與其他密封環相比有如下優勢：

(1)焊接密封可以保證100%密封效果，避免引起殼層水進入油漿，產生氣化進入分餾塔，引起塔內壓力波動，從而在一定程度上保障催化裂化裝置的操作連續性。

(2)撓性焊接密封環在油漿蒸汽發生器的使用，發揮了密封環的優勢，其本身具有撓性，可以更好的補償浮動管板的變形，起到密封的作用。

2.3 油漿蒸汽發生器結構

東營市海科瑞林化工有限公司160萬t/a清潔油品聯產烯烴裝置油漿蒸汽發生器結構示意圖見圖1所示。圖1中右側為撓性焊接密封環位置，通過在油漿蒸汽發生器中使用撓性焊接密封環，減少應力的產生，發揮撓性焊接密封環的密封優勢，使得設備密封效果增強，與不采用撓性密封環常規蒸汽發生器相比，新型油漿蒸汽發生器降低的了工作過程中應力的產生，增強了設備密封效果，減少裝置運行過程中設備泄露情況的發生，延長設備操作周期，以保證催化裂化裝置長周期運行的需要。

圖1 油漿蒸汽發生器結構示意圖

圖2 60萬t/a清潔油品聯產烯烴裝置油漿蒸汽發生器現場設備照片

新型油漿發生器為釜式換熱器，為華東設計分公司專利設備，區別于常規的換熱器，消除了汽液相變對于換熱管、管板等部位的膨脹和應力沖擊。具有操作更加靈活，調整速度快等特點。

3 油漿蒸汽發生器運行情況

3.1 工藝參數

160萬噸/年清潔油品聯產烯烴裝置油漿蒸汽發生器工藝參數見表1。

表1 160萬t/a清潔油品聯產烯烴裝置油漿蒸汽發生器工藝參數

表1(續)

3.2 運行情況簡介

160萬t/a清潔油品聯產烯烴裝置油漿蒸汽發生器實際運行效果如圖3所示：

圖3為東營市海科瑞林化工有限公司160萬噸/年清潔油品聯產烯烴裝置油漿蒸汽發生器最近一年內運行數據變化趨勢(2015年10月停工檢修，設備未運行)。由圖3容易看出在較長時間范圍內油漿蒸汽發生器運轉平穩性較好，油漿工作溫度、工作壓力到水的工作溫度、工作壓力，均保持了良好的穩定性，從而滿足的裝置長周期運行的需要。

圖3 160萬t/a清潔油品聯產烯烴裝置油漿蒸汽發生器運行效果統計

4 結論

通過使用新型蒸汽發生器，降低了催化裂化裝置油漿蒸汽發生器泄露情況的發生，新型蒸汽運轉效果良好，裝置運行平穩，增強了設備的可靠性，延長設備運行周期，對保證催化裂化裝置長周期運行起到了積極的作用。

[1] 林罡明.油漿蒸汽發生器管板開裂原因分析及技術改造[J].科學技術與工程，2012,12(7)：1603-1606.

[2] 賀大偉.油漿蒸汽發生器熱應力計算及密封性能研究[D].大連：大連理工大學：2007.

(本文文獻格式：蓋小廠，吳 鵬.新型油漿蒸汽發生器在催化裂化裝置的應用[J].山東化工，2016，45(14)：77-78，80.)

2016-05-18

TE624.4+1

A

1008-021X(2016)14-0077-02