摘 要 本文叙述了采用化学的方法对初冷器进行清洗,清洗后的煤气温度可达到工艺指标要求,并且取得了良好的效果. 关键词 初冷器 清洗 导热 热阻
引言 我公司焦化厂冷凝鼓风工段采用两台横管初冷器,冷却面积为1370m2,1997年5月投人使用,效果很好,煤气温度控制在指标范围内,2000年6月份煤气温度高达370C-380C,设备阻力增大至8000Pa左右,尤其新鲜水段冷却效果较差,煤气温度只能下降30C-50C,增大新鲜水量后冷却效果不明显,出现冷却效果差、煤气温度偏高、焦炉跑烟冒火、风机负荷居高不下的现象,影响化产后序工段的正常运行。通过打开人孔检查,发现换热器被油垢包裹,局部管间被油垢堵塞,油垢导热差,垢层热阻大,严重影响了新鲜水与煤气的换热,致使初冷器冷却效果较差,为了降低设备阻力,清洗油垢层,减少热阻,提高换热效率,我们采用化学的方法对初冷器进行清洗,取得了良好的效果,现总结如下以供同行参考。
1 原因分析
1. 1 工艺方面 冷鼓工段中,要对煤气中蔡清除,选用一段初冷器冷凝下来的含有蔡焦油的液体(称为轻质焦油),其中含有部分重焦油,其含蔡量在24 %-26%左右,在二段喷洒过程中,轻焦油中蔡含量进一步提高。随着煤气的冷却,冷凝液温度降低,冷凝液中轻焦油粘度提高,流动性变差,当操作不正常时:(1)轻焦油未及时更换;(2)喷酒密度小,就会造成重质焦油结晶禁在换热器管上粘附和沉积,致使初冷器堵塞。
1.2 设计方面 1.2.1 工艺问题在设计中选用一段初冷器冷凝下来的含蔡轻焦油洗蔡,初冷器的冷凝液较少,且含蔡较高,当人I段初冷器的煤气温度较高时(≥820C ),在轻质焦油中会带人较多的重质焦油,用这部分焦油循环洗茶极易造成初冷器的堵塞,煤气温 度降不下来,轻焦油对禁的溶解吸收能力降低,初冷后的含蔡增加,造成煤气温度高、煤气含蔡高的恶性循环,不利于后序工段的净化。
1.2.2 有待改进在初冷器的设计中,只配有蒸汽吹扫清理手段,当换热器有大量焦油蔡等物粘附时,蒸汽吹扫使油垢变硬变粘,当通空气时,如蒸汽吹扫油垢后,会氧化聚合,在一定程度上,不利于油垢的彻底清除。
2 清洗剂的筛选 取样观察,发现此油垢是灰黑色、粘性大的半硬性体,初步判断是焦油蔡及其聚合物。为此,我们确定了相应的清洗剂,见表1, 通过上述方案筛选,确定用50 苯液对初冷器进行清洗,最经济、可靠,且能彻底解决问题。
2.1 洗前准备 按图1将初冷器循环槽及循环泵安装好。
2.2 清洗 将粗苯用氨水配制成50%的液体,启动清洗泵,对初冷器进行循环浸泡清洗,每小时取样观察一次,循环清洗时间为16h,苯液粘度增大,排液至机械化澄清槽,检查清洗情况,如不理想,继续加人粗苯循环清洗,至换热管露出整个金属表面为止。 表1 清洗剂筛选 类 别 焦油洗油 粗苯+A 碱 液 浓度/% 100 50 50 温度/℃ 80 30-50 80-100 压力/Pa 常压 常压 常压 溶解情况 大部分溶解 完全溶解 微量溶解 经济比较 控制温度高、操 控制温度低、易 作性差、不经济 操作、经济、清 不适用 洗彻底 环保 无废水废物 无废水废物 有废水废物 图 1初冷器清洗工艺示意图
2.3 氨水冲洗 打开初冷器中部循环氨水喷洒阀冲洗初冷器。
2.4 控制温度 300C-600C 。
2.5 安全措施 (1)严格控制循环槽液位,以免大量焦油溶于苯液,造成循环槽溢流。 (2)所用钢管做搭接接地,电阻≯4,以防产生静电。
2.6 效果比较(表2) 表 2 初冷器清洗前后效果对照 类别 1# 2# 清洗前 清洗后 清洗前 清洗后 中部煤气进口温度/℃ 42 43 44 41 窿部煤气出口温度/℃ 38 27 39 25 中部进口吸力/Pa 3000 2600 3300 2600 底部出口吸力/Pa 10000 4400 8000 4000 新鲜水阀 全开 开1/5 全开 开1/5
3 工艺改进 为了提高换热效果,减少设备堵塞,我们从几方面对煤气轻焦油洗蔡系统进行改造。 3.1 增加初冷器中部循环氨水冲洗管线,定期用循环氨水冲洗,确保阻力下降。
3.2 在冷凝液循环槽中加人隔板,使工段冷凝下来的焦油在此进行初次分离,防止和避免由于操作不正常造成重焦油进人轻焦油洗蔡系统。
3.3 从机械化澄清槽连续引人部分焦油氨水乳浊液补充到冷凝液槽中,增大喷洒循环量,保持棍合液温度在50℃一550C,含茶13%左右。 通过上述改进,横管初冷器不再堵塞,阻力下降,洗禁效果良好。
4 结果
4. 1 利用化学清洗方法清洗初冷器的油垢方法简单、经济可靠,效果显著。
4.2 在工段轻焦油中,加人一定量的焦油氨水乳化液,有利于增加喷淋密度,减少设备堵塞,降低煤气冷却温度和含蔡量,有利于化产后序工段的回收。