CN110540859B - 单闸板裂解气阀排焦组件及排焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单闸板裂解气阀排焦组件及排焦方法。在裂解气阀阀体底板连接件通过焊接的形式并联焊接多个上部连接管，上部连接管一端焊接上部连接法兰用于连接对应球阀，球阀下部采用法兰连接形式连接多个并联下部连接管，多个并联的下部连接管通过焊接的形式连接至焦粉收集管。本发明操作简单，每次裂解气阀动作前、后，对排焦组件进行清理。进入裂解气阀腔体的焦粉会随防焦蒸汽降落至排焦组件中焦粉收集管中，并在焦粉收集管格栅内固定。同时外挂排焦组件采用多根短管并联的设计形式，可保证裂解气阀防焦蒸汽畅通。通过对防焦蒸汽的调整，在裂解气阀腔体内形成可直观检查的正压腔室压力，避免裂解气总管内流通介质向大阀腔体内泄漏。

Description

单闸板裂解气阀排焦组件及排焦方法

技术领域

本发明涉及化工设备，特别是涉及乙烯装置一种单闸板裂解气阀排焦组件及排焦方法。

背景技术

乙烯是最基本的化工原料之一，对我国经济发展起到重要的支撑作用。国内乙烯行业发展多年，裂解炉是乙烯装置的核心装备。裂解气阀及烧焦气阀位于裂解炉出口，是裂解炉出口管线的切断、隔离设备。工艺要求裂解气阀组必须关闭严密，无泄漏。裂解气阀组运行状态的好坏，直接影响到乙烯装置的安全生产。

现有技术中，裂解气阀位于裂解炉流出物并入裂解气总管前，烧焦气阀位于烧焦气排出线起点，紧邻裂解气阀。裂解炉运行期间，裂解气阀处于全开状态，烧焦阀发处于全关状态。裂解炉运行一段时间后，辐射段炉管内会因原料油高温结焦形成焦层影响传热，降低炉管传热效率，裂解炉需进行炉管烧焦提高传热效率。烧焦期间将空气通入炉管，炉管内的焦层与空气在高温下氧化反应的形式进行清除。裂解炉烧焦期间，裂解气阀处于全关状态，烧焦气阀处于全开状态。工艺流程简图见图1。

国内多套乙烯装置裂解炉均采用单闸板裂解气阀组。裂解气阀组包括单闸板裂解气阀、单闸板烧焦气阀。单闸板裂解气阀、单闸板烧焦气阀均在阀体上部通入防焦蒸汽，阀体下部底板处返回。裂解气阀组所在的裂解气管线在裂解炉运行期间温度高达200-230℃，此温度根据生产需要进行调整。在裂解炉烧焦期间，由于工艺条件改变，裂解气阀组裂解炉侧温度达350℃以上。裂解气管线管径大，介质由含油易结焦的油气、焦粉及蒸汽组成，裂解气阀组所在工作环境恶劣。由于单闸板裂解气阀组设计、工艺特点等多种原因裂解气阀组中单闸板裂解气阀均多次出现开关困难、关闭不严问题。裂解气阀组中单闸板裂解气阀开关困难、关闭不严一直是困扰乙烯行业多年的难题。单闸板裂解气阀结构图见图2所示：单闸板裂解气阀主要包括闸板、阀体、密封圈、上盖板、底板、执行机构等；单闸板裂解气阀动作原理：靠执行机构动力，闸板在腔体内上下移动，完成开关动作。闸板与密封环接触，保证裂解气总管内流通介质与阀腔体间密封隔离。防焦蒸汽从上部通入单闸板裂解气阀腔，在阀体下部排出返回至裂解气总管。

行业内各厂家对裂解气阀关闭不严问题均采用在线清理的方式进行处理，清理时间长，裂解炉燃料浪费严重且影响裂解炉及时投用。裂解气阀闸板密封不严时，清理阀体期间会有大量裂解气泄漏，风险性大。裂解气泄漏至大气环境，对环境产生一定污染。裂解炉裂解气大阀关闭不严密，在裂解气泄漏的情况下裂解炉无法进行炉管烧焦，导致裂解炉无法运行。强行进行裂解炉烧焦将导致裂解气阀组前管线内发生燃烧，会损坏设备，影响乙烯装置安全运行。

由于单闸板裂解气阀设计、工艺特点等多种原因，单闸板裂解气阀与单闸板清焦气阀在切换过程中经常会发生关闭不到位、闸板密封泄漏的情况，影响裂解炉的正常切换及安全操作。

发明内容

目前，单闸板裂解气阀防焦蒸汽返回线设置在裂解气阀体底板上，孔径小，经常发生堵塞。导致防焦蒸汽返回不通，防焦蒸汽不能正常发挥作用。由于输送介质原因及现场工艺条件，不可避免在单闸板裂解气阀腔体底部积累的焦粉，积累的焦粉造成单闸板裂解气阀闸板动作空间减小，闸板关闭不到位。

本发明的目的是解决现有技术的问题，提出一种单闸板裂解气阀外部外挂排焦组件的形式，将单闸板裂解气阀腔体内存焦及时排出，保证单闸板裂解气阀闸板动作正常。同时保证大阀腔体密封蒸汽畅通，并在大阀腔体内形成可控的、稳定的压力，避免裂解气总管内流通介质向大阀腔体内泄漏。

本发明的技术方案如下：

一种单闸板裂解气阀排焦组件；在裂解气阀阀体底板连接件(16)通过焊接的形式并联焊接多个上部连接管(14)，上部连接管(14)一端焊接上部连接法兰(18)用于连接对应球阀(13)，球阀(13)下部采用法兰连接形式连接多个并联下部连接管(15)，多个并联的下部连接管(15)通过焊接的形式连接至焦粉收集管(8)。

在所述焦粉收集管上设置有用于连接排放阀检查口(10)、压力表(11)和防焦蒸汽返回接口(12)。

所述焦粉收集管两端通过焊接的形式连接法兰，通过法兰连接的形式连接盲端法兰(9)。

所述排焦组件采用多管并联的形式，管束直径对比原裂解气阀底板防焦蒸汽返回孔径大，且多个管束并联；保证进入大阀腔体的焦粉下降至排焦组件中焦粉收集管(8)。

所述排焦组件安装在裂解气阀底部；排焦组件与裂解气阀阀体通过裂解气阀阀体底板连接件(16)以螺栓形式进行连接。

所述排焦组件中焦粉收集管(8)内安装格栅(17)用于固定焦粉以及清理焦粉。

所述的排焦组件按照在裂解气阀阀体底板连接件(16)上开孔的尺寸在焦粉收集管(8)开孔；在开孔位置通过焊接方式连接下部连接管(15)，下部连接管(15)一端焊接下部连接法兰(19)；用于连接等径球阀(13)。

所述的排焦组件排焦组件是在裂解气阀阀体底板连接件(16)上开孔的相同尺寸开孔；在开孔位置通过焊接方式连接上部连接管(14)，上部连接管(14)一端焊接上部连接法兰(18)，用于连接等径球阀；按照在裂解气阀阀体底板连接件(16)上开孔的尺寸在焦粉收集管(8)开孔；在开孔位置通过焊接方式连接下部连接管(15)，下部连接管(15)一端焊接下部连接法兰(19)，用于连接等径球阀(13)。

本发明的单闸板裂解气阀排焦组件的排焦方法；操作流程如下：

1)切出过程：清理排焦组件时，调节裂解气阀防焦蒸汽注入量，关闭排焦组件上防焦蒸汽返回阀,保证裂解气阀腔体内压力稳定；关闭排焦组件连接球阀；将排焦组件主管与裂解气阀主体隔离；通过排气、泄压口将排焦组件泄压；拆除排焦组件一端法兰，将主管内格栅抽出，排焦组件焦粉收集管(8)及格栅(17)进行清理；

2)投用过程：按步骤进行回装完毕后，确认密封正常无泄漏；打开排焦组件连接球阀，通过调整防焦蒸汽根部阀及排焦组件防焦蒸汽返回阀来调节裂解气阀腔体内压力，检查排焦组件压力表(11)，保证裂解气阀腔体内压力高于裂解气总管内流通介质压力；

3)在裂解气阀运行期间，要保持防焦蒸汽连续投用。

本发明操作简单，每次裂解气阀动作前、后，对排焦组件进行清理。进入裂解气阀腔体的焦粉会随防焦蒸汽降落至排焦组件中(8)焦粉收集管中，并在焦粉收集管(8)格栅内固定。通过关闭连接球阀将排焦组件同系统隔离，对排焦组件进行清理。焦粉不会在裂解气大阀腔体内积累，裂解气大阀闸板动作空间不会存焦。解决了单闸板裂解气大阀因腔体存焦关闭不严的问题。同时外挂排焦组件采用多根短管并联的设计形式，可保证裂解气阀防焦蒸汽畅通。通过对防焦蒸汽的调整，在裂解气阀腔体内形成可直观检查的正压腔室压力，避免裂解气总管内流通介质向大阀腔体内泄漏。在闸板两侧密封不严时，依靠大阀腔体内的正压压力，可有效避免泄漏。

附图说明

图1：工艺流程简图；

图2：单闸板裂解气阀结构图；

图3：排焦组件示意图；

图4：本发明单闸板裂解气阀排焦组件结构图；

图5：格栅示意图；

其中:1上盖板、2防焦蒸汽入口、3单闸板裂解气阀阀体、4密封环、5闸板、6单闸板裂解气阀底板、7裂解气阀阀体底板、8焦粉收集管、9盲端法兰、10排放阀检查口、11压力表、12防焦蒸汽返回接口、13球阀、14上部短管、15下部短管、16裂解气阀阀体底板连接件、17格栅、上部连接法兰18、下部连接法兰19。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明：

排焦组件结构图如图3所示；排焦组件的作用是收集焦粉，将进入大阀腔体的焦粉沉积在排焦组件的焦粉收集管中。同时多管并联的形式也保证防焦蒸汽畅通。连接形式如下：在裂解气阀阀体底板连接件(16)通过焊接的形式并联焊接多个上部连接管(14)，上部连接管(14)一端焊接上部连接法兰(18)用于连接对应球阀(13)，球阀(13)下部采用法兰连接形式连接多个并联下部连接管(15)，多个并联的下部连接管(15)通过焊接的形式连接至焦粉收集管(8)；在焦粉收集管通过焊接的形式连接短管分别用于连接排放阀检查口(10)、压力表(11)、防焦蒸汽返回接口(12)；焦粉收集管两端通过焊接的形式连接法兰，通过法兰连接的形式连接盲端法兰(9)。

排焦组件采用多根连接管并联的形式，上部连接管、下部连接管管束直径大。保证进入大阀腔体的焦粉下降至排焦组件焦粉收集管，如图4所示。排焦组件安装在裂解气阀底部；排焦组件与裂解气阀阀体通过裂解气阀阀体底板连接件(16)以螺栓形式进行连接。

排焦组件中焦粉收集管(8)内安装格栅(17)，格栅(17)示意图见图5，用于固定焦粉以及清理焦粉。

排焦组件安装投用后，通过防焦蒸汽根部阀及排焦组件防焦蒸汽返回阀调节裂解气阀腔体内压力，保证裂解气阀腔体内压力高于裂解气总管内流通介质压力。可通过安装在排焦组件上的压力表进行监控。以前积累在裂解气阀腔体底部的焦粉会下落至排焦组件焦粉收集管中，在排焦组件焦粉收集管(8)内格栅中固定，保证裂解气阀闸板动作空间。

中石化股份有限公司天津分公司烯烃部乙烯装置有六台裂解炉，有多台单闸板裂解气阀，均出现过因裂解气阀腔体存焦，导致关闭不严的问题。

以下以烯烃部乙烯装置裂解炉单闸板裂解气阀安装排焦组件为例，以具体实施方式加以说明：排焦组件安装在单闸板裂解气阀阀体底部，替换原单闸板裂解气阀阀体底板。全部采用法兰连接，便于施工。在具备安装排焦组件条件时，拆除原单闸板裂解气阀阀体底板(7)。将排焦组件中裂解气阀阀体底板连接件(16)通过螺栓连接的形式，连接至单闸板裂解气阀阀体底部。将排焦组件中防焦蒸汽管路返回接口(12)，接口(12)连接至现场裂解气总管上原有防焦蒸汽返回线对应接口，即可完成安装。

1、按照天津分公司烯烃部乙烯装置裂解炉单闸板裂解气阀底板尺寸，预制排焦组件中用于连接裂解炉裂解气阀底板连接件；

2、利用预制裂解气阀底板连接件(16)，制作图3所示排焦组件；

3、拆除原裂解炉单闸板裂解气阀阀体底板(7)，将预制的排焦组件中号连接件(16)通过螺栓连接的形式，连接至裂解炉单闸板裂解气阀底部。

4、检查各连接法兰密封正常后，打开图4中多台并联球阀(13)；

5、投用裂解炉裂解气阀防焦蒸汽；过调整防焦蒸汽根部阀及排焦组件中防焦蒸汽返回阀(12)来调节裂解气阀腔体内压力，检查排焦组件中压力表(11)，保证裂解气阀腔体内压力高于裂解气总管内压力；

6、每次裂解气阀动作前、后，将排焦组件中并联球阀(13)关闭，关闭防焦蒸汽根部阀，将排焦组件同系统隔离，对排焦组件进行清理；

7、清理完毕后，重新投用排焦组件；

8、打开防焦蒸汽根部阀，通过调整防焦蒸汽根部阀及排焦组件中防焦蒸汽返回阀(12)来调节裂解气阀腔体内压力，检查排焦组件中压力表(11)，保证裂解气阀腔体内压力高于裂解气总管内压力。

对不同尺寸单闸板裂解气阀，改变裂解气底板构件尺寸，增加并联管束即可满足运行需要。

本发明主要应用于石油、化工大型单闸板阀门底部排焦，排渣。这种设计解决单闸板大型阀门因腔体底部存焦导致关闭不严的问题，同时可解决单闸板裂解气阀防焦蒸汽排出堵塞的问题。保证单闸板裂解气大阀防焦蒸汽畅通，提高单闸板裂解气阀组运行的可靠性。在无操作风险的情况下，将单闸板裂解气大阀腔体底部存焦进行清理，运行可靠且维护简单，避免因大阀腔体内存焦导致闸板关闭不严的问题。

本发明投资费用低，安装简单、操作方便，实用性强。

本发明外挂排焦组件的思路应用广泛，可应用于单闸板裂解气阀、双闸板裂解气阀、多种形式换热器、过滤器等设备排焦、排渣。对于需要排污的换热器，在换热器底部安装排焦组件后，换热器内产生的焦质会沉积在排焦组件主管内，保证换热器内清洁。通过清理排焦组件，可以对焦质进行清理，避免换热器管束的垢下腐蚀。对于过滤器，安装排焦组件后，可以在设备不停用的情况下将过滤器内过滤下的杂质进行清理。改变目前换热器、过滤器的排焦、排渣形式，降低生产成本。

Claims (9)

1.一种单闸板裂解气阀排焦组件；其特征是在裂解气阀阀体底板连接件(16)通过焊接的形式并联焊接多个上部连接管(14)，上部连接管(14)一端焊接上部连接法兰(18)用于连接对应球阀(13)，球阀(13)下部采用法兰连接形式连接多个并联下部连接管(15)，多个并联的下部连接管(15)通过焊接的形式连接至焦粉收集管(8)。

2.如权利要求1所述的排焦组件；其特征是在焦粉收集管上设置有用于连接排放阀检查口(10)、压力表(11)和防焦蒸汽返回接口(12)。

3.如权利要求1所述的排焦组件；其特征是焦粉收集管两端通过焊接的形式连接法兰，通过法兰连接的形式连接盲端法兰(9)。

4.如权利要求1所述的排焦组件；其特征是排焦组件采用多管并联的形式，管束直径对比原裂解气阀底板防焦蒸汽返回孔径大，且多个管束并联；保证进入大阀腔体的焦粉下降至排焦组件中焦粉收集管(8)。

5.如权利要求1所述的排焦组件；其特征是排焦组件安装在裂解气阀底部；排焦组件与裂解气阀阀体通过裂解气阀阀体底板连接件(16)以螺栓形式进行连接。

6.如权利要求1所述的排焦组件；其特征是排焦组件中焦粉收集管(8)内安装格栅(17)用于固定焦粉以及清理焦粉。

7.如权利要求1所述的排焦组件；其特征是按照在裂解气阀阀体底板连接件(16)上开孔的尺寸在焦粉收集管(8)开孔；在开孔位置通过焊接方式连接下部连接管(15)，下部连接管(15)一端焊接下部连接法兰(19),用于连接球阀(13)。

8.如权利要求1所述的排焦组件；其特征是排焦组件是在裂解气阀阀体底板连接件(16)上开孔的相同尺寸开孔；在开孔位置通过焊接方式连接上部连接管(14)，上部连接管(14)一端焊接上部连接法兰(18)，用于连接球阀；按照在裂解气阀阀体底板连接件(16)上开孔的尺寸在焦粉收集管(8)开孔；在开孔位置通过焊接方式连接下部连接管(15)，下部连接管(15)一端焊接下部连接法兰(19)，用于连接球阀(13)。

9.如权利要求1所述的单闸板裂解气阀排焦组件的排焦方法，其特征是流程如下：

1)切出过程：清理排焦组件时，调节裂解气阀防焦蒸汽注入量，关闭排焦组件上防焦蒸汽返回阀,保证裂解气阀腔体内压力稳定；关闭排焦组件连接球阀；将排焦组件主管与裂解气阀主体隔离；通过排放阀检查口将排焦组件泄压；拆除排焦组件一端法兰，将主管内格栅抽出，排焦组件焦粉收集管(8)及格栅(17)进行清理；

2)投用过程：按步骤进行回装完毕后，确认密封正常无泄漏；打开排焦组件连接球阀，通过调整防焦蒸汽根部阀及排焦组件防焦蒸汽返回阀来调节裂解气阀腔体内压力，检查排焦组件压力表(11)，保证裂解气阀腔体内压力高于裂解气总管内压力；

3)在裂解气阀运行期间，要保持防焦蒸汽连续投用。

Images