應用創新技術，延長抽提裝置熱載體系統的運行周期

摘 要：本文介紹了芳烴抽提裝置在熱載體使用上的一些成功經驗，通過新工藝、新材料的運用，使裝置的運行周期延長、裝置運行的安全性提高。

關鍵詞：熱載體；芳烴抽提

中圖分類號：TQ205 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

一、概述

目前國內抽提裝置常用熱源為中壓蒸汽和熱載體。中壓蒸汽設備投資較大，同時對凝結水的處理需要配套設施，總體能耗較高。在熱載體的選用上，各廠也有區別，目前主要是用常壓直餾柴油，但由于常壓直餾柴油含水較高，在開工時脫水時間過長，危險性較高，同時熱穩定性較差，結焦情況較為嚴重。

二、存在的問題及處理

（一）存在的問題

芳烴抽提裝置使用的熱載體，為我廠常減壓裝置生產的餾程為280-350℃的直餾柴油。2008年以前存在熱載體開工時脫水時間過長，老化結焦速度快，熱載體跑損嚴重等問題，已無法滿足裝置長周期運行的要求。困擾熱載體長周期運行的主要有三大問題，分別是：（1）熱載體開工脫水困難，脫水時間長，易發生突沸危險性較大；（2）熱載體跑損情況嚴重；（3）熱載體老化結焦情況嚴重。

（二）解決方案

1.熱載體脫水

根據裝置生產需要，熱載體系統在正常生產時，需要將溫度控制在230℃-270℃，如果熱載體系統中含水過高，在高溫運行時會產生突沸“下油雨”，嚴重影響裝置的安全生產。所以在開工時需要對熱載體進行升溫脫水。

從上表可以看出：基本每次熱載體升溫過程都會伴隨突沸現象的發生，而且升溫速度越快，突沸發生越早，情況越嚴重。熱載體系統升溫脫水時間長、風險大這一問題，已嚴重影響了抽提裝置的安全開工，也嚴重制約了抽提裝置開工時間。

導致熱載體升溫脫水期間，控制難度大的主要原因是：熱載體系統含水過高。而從化驗數據看，原料中含水并不是很高。通過分析確認：熱載體長期使用后，會導致熱載體氧化結焦。為除去系統結焦物，每年裝置大檢修停工和開工期間，都必須用蒸汽對熱載體系統進行吹掃。吹掃結束后在換熱器等低點的存水，正常情況下均可以自然排出，但是在熱載體加熱爐爐管和熱載體總管中聚集的蒸汽凝水，卻無法排出，由此會導致熱載體系統留下大量凝水。

通過對熱載體系統流程分析，決定在熱載體泵出口閥后加設氮氣吹掃線，將熱載體加熱爐爐管中和熱載體系統主管線中的存水頂凈。在對熱載體系統進行氮氣吹掃時，要嚴格遵循以下幾條：（1）在蒸汽吹掃結束立即向系統通入氮氣；（2）系統吹掃采取緩慢充壓、快速泄壓的爆破吹掃方式；（3）氮氣吹掃時必須從各設備、管線低點和熱載體罐底將存水排盡。

2.熱載體跑損

在前期運行期間熱載體跑損情況較為嚴重，運行10個月，系統熱載體儲罐藏量減少一半，通過現場檢查確認，導致熱載體跑損的主要原因是由于：熱載體在返回熱載體罐時，是從罐體上部進罐，離放空口較近，同時罐體壓力高于外界壓力，部分熱載體隨外排氣體一同排至大氣，由此導致熱載體出現跑損。通過論證，車間對熱載體罐實施改造：（1）在罐頂增加氮氣吹掃線，人為增加一個外部壓力，使放空線壓力與罐內壓力基本保持一致，熱載體在重力作用下，再回落至罐內，從而減少跑損；（2）將原熱載體罐頂浮球式液位計拆除，更換為密封性更好的差壓液位計。

3.熱載體老化

2008年以前熱載體系統結焦情況非常嚴重，具體表現為：（1）熱載體循環泵密封每2-3個月需要更換一次，主要是由于結焦物劃傷密封面，導致泄漏；（2）熱載體流量控制閥，投用2-3個月后由于結焦堵塞嚴重無法正常投用；（3）熱載體換熱器在運行6個月后，換熱效率大幅下降，裝置運行末期必須降負荷運行；（4）停工檢修時，熱載體罐內有將近罐體容量1/5的結焦物。

以上情況已嚴重影響了裝置長周期安全運行。必須采取有效措施解決熱載體結焦問題。通過分析確認能夠導致熱載體結焦的主要原因有：（1）系統中存在“氧”，由此才能出現氧化結焦；（2）熱載體系統操作溫度過高，導致結焦；（3）熱載體的熱穩定性較差，導致結焦。

根據分析結果，車間有針對性的開展工作：

首先是根除系統中的“氧”：一是在開工時對系統進行氮氣置換，取樣分析合格后，再引入熱載體；二是投用熱載體罐的氮封，防止空氣進入熱載體罐，氧化高溫熱載體。

針對熱載體系統操作溫度較高，可能導致熱載體結焦這一問題，車間在核算熱載體循環泵功率后，將熱載體循環量由300t/h提高至400-450t/h，將各熱載體換熱器進行逐步更換增大換熱面積，將熱載體流量控制閥逐步更換為溫度控制閥，通過以上措施實施，熱載體操作溫度由275℃，逐步降至240℃。

在提高熱載體的抗氧化性上，車間通過多方查找資料，最終選用了HW-61型導熱油劑，使用此劑可以延緩導熱載體的結焦、結垢時間、延長熱載體使用壽命，氧化安定性提高80%。而且使用較為簡便。

三、效果評價

（1）2028年裝置開工，熱載體系統蒸汽吹掃結束后，立即通氮氣吹掃，氮氣用量在400m3/h，在對系統氮氣吹掃3小時后引熱載體升溫，用19個小時，熱載體溫度就達到200℃，較以前縮短脫水時間15-20小時；（2）通過增加熱載體罐氮封以及罐體漏點消除，2008年2月至2008年12月熱載體罐位下降僅為5%，完全可以確保長周期運行；（3）在投用熱載體系統氮封后，熱載體結焦情況明顯好轉，2008年停工檢修熱載體系統結焦物共清出150kg，平均不到前幾年的1/10；（4）在使用HW-61型導熱油劑后，系統熱載體膠質含量明顯下降。

參考文獻：

[1]袁忠勛.芳烴抽提及分離裝置的設計[J].煉油設計，1994（05）.