重質(zhì)燃料油泵入口濾網(wǎng)堵塞的原因及措施

邢通達(dá)，李慶河，郝南

（中國石油大慶石化公司化工一廠，黑龍江 大慶 163714）

某化工廠乙烯車間裝置設(shè)置1臺氣相裂解爐，裂解爐出口裂解氣進(jìn)入減粘塔。塔釜燃料油粘度很大并且攜帶焦粉[1]，燃料油外送泵是否正常運行對急冷系統(tǒng)乃至乙烯裝置的作用至關(guān)重要[2]。

1 工藝流程

燃料油系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 燃料油系統(tǒng)流程

氣相裂解爐裂解氣與急冷油在氣相裂解爐急冷器處混合，混合后氣液2相切線進(jìn)入減粘塔（操作溫度塔頂278.8℃，塔底275.9℃，操作壓力塔頂0.07 MPa，塔底0.077 MPa），通過旋風(fēng)分離作用達(dá)到氣液相的分離，急冷油被氣體裂解爐的裂解氣氣提，氣提出急冷油中的“中沸點、低粘度”的燃料油組分隨裂解氣循環(huán)回到急冷油塔，從而控制了急冷油的粘度，使急冷油塔能夠在更高的釜溫下操作，最大限度利用裂解爐出料中的高級位熱能。

液相通過重燃料油產(chǎn)品泵（P-216）送出，在泵入口設(shè)置有T型過濾器SF-216，防止固體顆粒進(jìn)入泵內(nèi)，經(jīng)過濾器FL-216除去其中的焦渣后，1股作為產(chǎn)品直接送出，另外1股返回減粘塔底部。

2 問題及原因分析

2.1 問題

自裝置開工以來，燃料油泵（P-216）及減粘塔（T-204）運行不穩(wěn)定。主要體現(xiàn)在：（1）燃料油泵（P-216）入、出口過濾器焦粉量大，造成入口出口過濾器堵塞，燃料油外送流程不能正常運行，極易導(dǎo)致重質(zhì)燃料油因無法外送凝固在管線和設(shè)備中，造成裝置停工；（2）燃料油外送調(diào)節(jié)閥及跨線堵塞，需經(jīng)常開關(guān)外送閥門及跨線閥門，將堵塞的焦粉等雜質(zhì)沖出。（3）由于外送燃料油中焦粉含量過多，造成外送冷卻器（H-489）堵塞，需經(jīng)常處理；（4）燃料油泵切換時，大量堆積焦粉瞬間送出，嚴(yán)重影響急冷系統(tǒng)乃至整個乙烯裝置的平穩(wěn)運行。

2.2 原因分析

伴隨結(jié)焦反應(yīng)的發(fā)生，在裂解爐爐管及換熱器上會產(chǎn)生結(jié)焦。結(jié)焦不僅使管壁熱阻增加、導(dǎo)熱率降低，能耗增加，而且使物流壓降增大、烯烴收率降低。裂解爐結(jié)焦過程是個動態(tài)過程，爐管內(nèi)表面不斷發(fā)生結(jié)焦，沉積下來的結(jié)焦又被高速流過的原料不斷沖刷掉，隨裂解氣進(jìn)入減粘塔[3]。進(jìn)入減粘塔塔釜中的粒徑較大焦粉的密度大于燃料油的密度而沉積在塔釜底部。另外顆粒直徑較小的焦粉密度小于燃料油而懸浮在燃料油中，隨著燃料油流動進(jìn)入燃料油外送系統(tǒng)，在管線、調(diào)節(jié)閥和換熱器中累積起來，當(dāng)聚集到一定量就會因入口管路損失過大或完全堵塞造成燃料油泵無法正常運行，影響燃料油外送。

經(jīng)分析認(rèn)為焦粉量突然增大的原因有2方面。

2.2.1 裂解爐切換造成系統(tǒng)波動氣相裂解爐急冷器出口裂解氣進(jìn)入減粘塔，作為減粘塔的減粘介質(zhì)[4]。當(dāng)氣相爐到達(dá)燒焦周期需切換時，則使用3.8 MPa高壓蒸汽進(jìn)行減粘。由于高壓蒸汽和裂解氣的溫度、壓力和比熱容不同，裂解爐切換會造成減粘塔運行狀態(tài)波動。減粘塔中由于溫度和壓力變化也會產(chǎn)生焦粉，燃料油中焦粉量驟增。由于設(shè)備原因，高壓蒸汽暖管時，不能做到無死角，會有部分管線無法暖管，切換作業(yè)中會有部分高壓蒸汽冷凝水進(jìn)入減粘塔中，造成減粘塔頂溫度和塔釜溫度迅速下降，粘度快速增加而導(dǎo)致阻塞[5]。

2.2.2 燒焦焦粉脫落堆積裂解氣經(jīng)裂解氣閥MOV-311001送往減粘塔，當(dāng)裂解爐燒焦時餾出物經(jīng)燒焦氣閥MOV-311002去燒焦罐放空。燒焦時設(shè)定為裂解氣閥MOV-311001關(guān)閉，燒焦氣閥MOV-311002打開，此時的裂解氣閥MOV-311001前管線形成盲端。燒焦過程中，裂解氣將部分焦粒攜帶至裂解氣閥MOV-311001前盲端處累積。燒焦結(jié)束后，流程設(shè)定為裂解氣閥MOV-311001打開，燒焦氣閥MOV-311002關(guān)閉。此時，累積在盲端的焦粒隨裂解氣進(jìn)入減粘塔，造成燃料油泵入口過濾網(wǎng)堵塞。裂解氣閥和燒焦氣閥流程見圖2。

圖2 裂解氣閥和燒焦器閥流程

3 處理措施

（1）延長氣相爐切換前高壓蒸汽暖管時間，提高高壓蒸汽進(jìn)塔溫度，減少裂解氣和高壓蒸汽切換過程中的溫度壓力波動，減少焦粉的生成。同時減少高壓蒸汽攜帶凝液量，防止氣相爐切換過程中燃料油塔頂溫釜溫大幅波動。

（2）對氣相爐裂解氣閥防焦蒸汽線進(jìn)行改造。裂解氣閥本體防焦蒸汽線流程為大閥上部、大閥底部、大閥后，在裂解氣閥本體閥前預(yù)留有防焦蒸汽接口。在裂解氣閥前本體防焦蒸汽預(yù)留接口以及裂解氣閥前預(yù)留10 cm接口2處以便增加防焦蒸汽線。當(dāng)氣相爐下線燒焦時投用，使燒焦過程中有蒸汽從裂解氣閥向燒焦氣閥方向流動，從而燒焦流程中裂解氣閥前盲端消失，避免燒焦過程中焦粉在裂解氣閥前累積，從而防止焦粉進(jìn)入減粘塔堵塞燃料油泵入口過濾網(wǎng)。

4 結(jié)束語

經(jīng)過實際運行驗證，以上2項措施效果良好。氣相爐平均切換6次/a，對燃料油泵入口過濾網(wǎng)進(jìn)行定期清理，焦粉量較少，減少急冷系統(tǒng)中的焦粉量，延長急冷系統(tǒng)運行周期，增加急冷系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。同時對其他裂解爐進(jìn)行相同改造，減少裂解爐切換過程中進(jìn)入急冷油塔的焦粒量。