CN101852557B - 尿素脱蜡装置的管式加热炉清焦方法 - Google Patents
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Abstract
一种尿素脱蜡装置的管式加热炉清焦方法，它包括有：脱蜡油加热炉，对流室，技术要点是：在对流室前部的脱蜡油管线上分别设置有带阀的热水管线及带阀的蒸汽管线，在脱蜡油加热炉后部的脱蜡油管线上设置有一带阀的清焦吹扫管线，该清焦吹扫管线与储水池相连通，在储水池内还连通有一带阀的冷水管线。本发明采用注水、注蒸汽的方法清焦，因此清焦效果好，从根本上避免烧穿炉管事故。处理时间短；清焦时，生产装置采取蒸馏单元局部停车办法，清焦后能够迅速恢复生产，减少经济损失。清焦效果好；本方法是先通入水溶解尿素结焦，同时使炉管冷缩，然后再加热使炉管热涨，通过膨胀系数不同，再加上结焦物中水汽化，使结焦物与炉管内壁易脱离。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工产业中的管式加热炉相关技术领域，具体地说是针对尿素脱蜡装置的管式加热炉清焦方法。
背景技术
管式加热炉是目前石油化工企业中普遍应用的一种油品加热设备，因其造价低、占地面积小、热效率高、传热能力大等优点被广泛应用。 尿素脱蜡装置管式加热炉结构独特，它不同于一般的炼油厂装置的加热炉。它是由两个加热炉组成，两个加热炉辐射室各自独立，每台加热炉辐射室烟气出口均设置一次烟道挡板，用于单台炉辐射室负压的分别控制。高温烟气从辐射室进入对流室混合，在对流室底部经一道半封闭的防火墙分隔导流进入两炉共用的对流室，对两种油品初加热。对流室烟囱出口设二次烟道档板。两台辐射室内一路走合成导热油，另一路走含有微量尿素的脱蜡油，由于两台加热炉操作条件不同，运行中共用一个对流室,因此操作复杂，危险性较大。
加热炉在生产运行过程中炉管内的油品受热后部分会发生裂解，裂解产生的游离炭会堆积在管壁上形成结焦。由于结焦的存在，结焦部位的管壁在运行过程中温度上升急剧，伴随运行周期的增长炉管高温氧化、腐蚀加剧。从而引起炉管鼓包、破裂。结焦的同时，炉管内的压降显著增加，使得加热炉操作性能恶化。结焦严重时导致系统处理能力下降、炉管烧穿的恶性事故，迫使系统停车。因此加热炉在运行一定周期后，要根据系统原料性质及炉管总压降等现象判断炉管结焦情况，及时安排清焦处理，保障生产运行的连续性、平稳性。
在石化行业，一般走粘度较大的重油的加热炉结焦较严重，轻油炉基本不结焦。因此，目前在石油化工行业中广泛应用的管式加热炉两种清焦操作方法都是针对重油炉的：一种是针对热裂化加热炉焦层厚、结焦硬这一特点的“空气烧焦法”，（因热裂化工艺已被催化裂化工艺取代，此方法也随之淘汰）。第二种是针对常减压加热炉结焦软、焦层薄这一特点的“蒸汽+空气”除焦法。此方法利用不断切入炉管内的空气和蒸汽清扫炉管内部焦层，实现“烧焦”、“剥离”达到清焦目的。这两种方法都不适应尿素脱蜡装置这种轻油管式加热炉。
尿素脱蜡工艺是利用尿素分子在一定条件下能够与正构烷烃发生络合反应的特性，将柴油馏分中的蜡取出，使油品的凝固点降低。络合物加热分解，可以还原为正构烷烃和尿液。尿液循环使用，使工艺连续化。在生产过程中虽然经过洗涤、分离等操作环节，但油品中无法完全杜绝尿素的混入。尿素脱蜡装置主要是脱蜡油炉结焦，其结焦成因主要有两方面因素：一是油品中携带的微量尿素，当加热到稍高于它的熔点时（130.7℃以上），则发生双分子缩合，两分子尿素脱去一分子氨而生成缩二脲，堆积产生的结焦。二是管线表面聚集的尿素吸附了部分油品，受热后发生裂解，裂解产生的游离炭堆积在管壁上形成的结焦。这两种结焦物质混合在一起。此种结焦应用传统的清焦操作方法效果不明显，既增加了生产过程中的清焦次数，也缩短了加热炉的运行周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于处理尿素脱蜡装置管式加热炉因微量尿素、缩二脲及油品裂解而结焦的尿素脱蜡装置的管式加热炉清焦方法。是针对尿素脱蜡装置独特的管式加热炉结构和结焦成因而区别于传统管式加热炉的特点而研发的一种清焦操作方法。
本发明的目的是这样实现的：所述管式加热炉包括有：脱蜡油加热炉，导热油加热炉，对流室，脱蜡油管线，合成导热油管线，其特征是：在对流室前部的脱蜡油管线上分别设置有带热水阀的热水管及带蒸汽阀的蒸汽管，在脱蜡油加热炉后部的脱蜡油管线上设置有一带阀的清焦吹扫排出管，该清焦吹扫排出管与排污池相连通，在排污池内还连通有一带冷水阀的冷水管；所述的方法为：先关闭进料阀切断系统进料，打开蒸汽阀，使脱蜡油管线内物料扫进入后部的脱蜡油蒸馏塔，之后关闭出料阀，同时打开清焦阀；关闭蒸汽阀，打开热水阀，水冲洗脱蜡油管线时间为0.5-1小时；热水冲洗后，开启冷水阀，排污池内通入低温水；关闭热水阀，开蒸汽阀引蒸汽吹扫脱蜡油管线，此时，炉膛温度为400-450℃；待脱蜡油管线泄压后关蒸汽阀，再开热水阀送热水冲洗脱蜡油管线，时间20-30分钟，清焦而排入排污池内；清焦后，关闭热水阀开蒸汽阀，引蒸汽驱赶脱蜡油管线存水，干净后再压泄，关闭蒸汽阀，再将进料阀及出料阀开启状态，而恢复到正常的生产流程。
本发明所述的在引热水冲洗脱蜡油管线过程中，其热水水温为60-90℃范围内。
在引蒸汽吹扫脱蜡油管线过程中，脱蜡油加热炉出口见汽后要点火咀升温，使脱蜡油加热炉的炉膛温度在400-450℃范围内；当温度低于400℃时将不利于结焦的剥离；而温度高于450℃时，清焦强度加大管线震动剧烈，对管线及加热炉本体存在潜在伤害。
本发明的特点是在传统清焦工艺基础上，采用反复通入一定温度的热水和蒸汽，冲洗溶解尿素产生的缩二脲结焦达到彻底清焦部位E的目的。
虽然缩二脲在水中的溶解度偏低（25 ℃水溶性2 g/100 mL），但本工艺使用热水温度较高，流量较大(8-14t/h)，可以完全溶解管线内的缩二脲结焦。
本发明具有如下优点：
1、安全性高。本发明由于是采用注水、注蒸汽的方法清焦，因此从根本上消除了上述的通过普通烧焦方法即采用通入空气（蒸汽掩护）加热，使结焦物燃烧方法除焦所存在的缺陷。使脱蜡油管线受热温度低且均匀，而且除焦效果好，不会造成烧穿炉管，而酿成安全和设备事故的发生。
2、处理时间短。清焦时，生产装置采取蒸馏单元局部停车的办法，其他单元仍然正常生产，因此、烧焦后能够迅速恢复生产（约24小时），减少经济损失。
3、清焦效果好。本发明的清焦方法是先通入水，一是溶解尿素结焦，二是使炉管冷缩，然后再加热使炉管热涨；因膨胀系数不一样，再加上结焦物中水突然汽化，使结焦物与炉管内壁易脱离。
附图说明:
图1：尿素脱蜡装置加热炉示意图；
图2：本发明的工艺流程示意简图。
附图主要部分的符号说明
A：脱蜡油加热炉； B：导热油加热炉； C：辐射室； D：对流室
E：结焦部位； F：脱蜡油管线；
G：合成导热油管线
具体实施方式:
由图1-2所示，图中的A为脱蜡油加热炉，B为导热油加热炉，D为对流室，F为脱蜡油管线，G为合成导热油管线；在对流室D前部的含微量尿素的脱蜡油管线F上分别设置有带热水阀3的热水管及带蒸汽阀6的蒸汽管，在脱蜡油加热炉A后部的脱蜡油管线F上设置有一带清焦阀2的清焦吹扫排出管，该清焦吹扫排出管与排污池5相连通，在排污池5内还连通有一带冷水阀4的冷水管；在排污池5的底部还设置有一带排污阀7的清焦污水管。另外，图1中的E为脱蜡油加热炉内的含微量尿素的脱蜡油管线结焦部位，C为加热炉内的辐射室。
所述的生产方法为：
正常生产时，进料阀8及出料阀1均为开启状态，而清焦阀2、热水阀3和蒸汽阀6均为关闭状态，此时尿素脱蜡装置加热炉在正常运行；当在管壁（特别是在脱蜡油加热炉内的管壁）上形成的结焦需要清除时；系统将切断进料即关闭进料阀8，使蒸馏系统循环降温，至烧焦炉A熄火（保持长明灯燃烧），然后运行下述操作步骤：
1）系统切断进料后，蒸馏系统循环降温，至烧焦炉A熄火（保持长明灯燃烧），同时其B炉要保持运转；使脱蜡油管线F内物料扫进入后部的脱蜡油蒸馏塔后关闭出料阀1，打开阀2改清焦吹扫流程；
2）开热水阀3，送热水冲洗脱蜡油管线F，时间为0.5-1小时，水温在65-80℃，水量在8-14t/h左右(此数据可根据炉子结焦严重程度进行调整)。此步骤的目的是通过热水清除脱蜡油加热炉内的脱蜡油管线F内壁附着的缩二脲结晶，使其溶解于水中而加以去除；
3）热水冲洗结束后，开冷水阀4，排污池5内通入0-20℃的低温水，该步骤目的是为下一步脱蜡油加热炉管通入蒸汽做准备：水封掩护蒸汽、冷却杂质；
4）关闭热水阀3，开蒸汽阀6引蒸汽吹扫脱蜡油管线F时；A炉出口见汽后点火嘴升温，炉膛温度达400-450℃（温度低于400度不利于烧焦剥离；温度高于450度，烧焦强度加大管线震动剧烈，对管线及加热炉本体存在潜在的伤害），蒸汽以高速率通入炉管，“剥离”阶段基本可以清除全部焦炭。同时B炉点长明灯做安全掩护。升温时注意A炉管线振动，根据情况增减蒸汽量，吹扫净后，熄火嘴（两个炉火嘴要同时熄灭），停吹扫蒸汽。此过程对焦炭进行烧焦剥离；
5）管线泄压后关蒸汽阀6，再次启动热水泵开热水阀3送热水冲洗炉管，水温在70℃左右，用时20-30分钟,过程中水量由10t/h逐渐提至18t/h（此数可根据炉子负荷大小调整），注意热水流量变化情况，可根据泵流量、A炉出入口压力判断是否达到清焦要求；
6）清焦过程中，排污池5上层固体焦块按要求回收到指定位置，排污阀7根据排污池5内所设置的液位控制开关，将烧焦污水排入指定污水处理系统；
7）达到清焦要求后，关闭热水阀3开蒸汽阀6，引蒸汽驱赶系统内存水，干净后然后将压泄净；当关闭蒸汽阀6，再将进料阀8及出料阀1开启状态，从而又恢复到正常的生产流程，从而实现了本发明清焦目的。
Claims (3)
1.一种尿素脱蜡装置的管式加热炉清焦方法，所述管式加热器包括有：脱蜡油加热炉（A），导热油加热炉（B），对流室（D），脱蜡油管线（F），合成导热油管线（G），其特征是：在对流室（D）前部的脱蜡油管线（F）上分别设置有带热水阀（3）的热水管及带蒸汽阀（6）的蒸汽管，在脱蜡油加热炉（A）后部的脱蜡油管线上设置有一带清焦阀（2）的清焦吹扫排出管，该清焦吹扫排出管与排污池（5）相连通，在排污池（5）内还连通有一带冷水阀（4）的冷水管；所述的方法为：先关闭进料阀（8）切断系统进料，打开蒸汽阀（6），使脱蜡油管线（F）内物料扫进入后部的脱蜡油蒸馏塔，之后关闭出料阀（1），同时打开清焦阀（2）；关闭蒸汽阀（6），打开热水阀（3），水冲洗脱蜡油管线（F）时间为0.5-1小时；热水冲洗后，开启冷水阀（4），排污池（5）内通入低温水；关闭热水阀（3），开蒸汽阀（6）引蒸汽吹扫脱蜡油管线（F），此时，炉膛温度为400-450℃；待脱蜡油管线（F）泄压后关蒸汽阀（6），再开热水阀（3）送热水冲洗脱蜡油管线，时间20-30分钟，清焦而排入排污池（5）内；清焦后，关闭热水阀（3）开蒸汽阀（6），引蒸汽驱赶脱蜡油管线存水，干净后再压泄，关闭蒸汽阀（6），再将进料阀（8）及出料阀（1）开启状态，而恢复到正常的生产流程。
2.根据权利要求书1所述的尿素脱蜡装置的管式加热炉清焦方法，其特征是：在排污池（5）的底部还设置有一带排污阀（7）的清焦污水管。
3.根据权利要求书1所述的尿素脱蜡装置的管式加热炉清焦方法，其特征是：在引热水冲洗脱蜡油管线过程中，其热水水温为60-90℃范围内。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |