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山东荣信煤化工有限公司化产车间贫富油换热器技改项目-济南天源换热设备有限公司
 
山东荣信煤化工有限公司化产车间贫富油换热器技改项目
  发表于 2012/8/13 18:04:34

  
解决粗苯贫富油换热中换热效率问题的技改方案
1、 前言
山东荣信煤化有限公司是年产240万吨焦炭联产25万吨甲醇的大型煤化工企业,建成投产以来,以其雄厚的经济实力和科学的管理以及严谨的工作作风,认真务实的工作态度,一诺千金的诚信而深得广大用户和供应商的好评,公司经过近几年的迅猛发展现已成为全省乃至全国知名的煤化工企业,是同行业竞相学习的榜样,为了让贵公司获取更大的产能,我公司对本项目作出如下技改方案。
2、        工艺简介
从终冷洗苯装置送来的富油依次经油汽换热器、油油换热器再经管式炉加热至180±5℃后进入脱苯塔后,用再生器来的直接蒸汽进行水蒸汽蒸馏。脱苯塔底排出的热贫油经油油换热器换热后进入脱苯塔底贮槽,然后用热贫油泵抽出经一段贫富油换热器与富油换热后,再经一段和二段贫油冷却器冷却至27~29℃后去洗苯装置。
3、        目前工况
27℃~30℃富油经油汽换热器后温度提升至54℃,而后再经贫富油换热器换热,在同为190m3/h流量的贫富油换热时,贫油温度为170℃,富油经贫富油换热器提温至84℃左右,此富油温度距理想的富油换热温度(140℃)相差甚远;因此将贫富油流量做适当调整,贫油流量调整为180m3/h,富油流量调整为200m3/h,这样富油经贫富油换热器换热温度提升至104℃,此富油温度距理想的富油换热温度还有较大差距。按正常设计产能要求下,贫富油流量应相等,且都为200m3/h,这样才能使粗苯收率在理想范围内,但目前贫油经贫富油换热器换热后进出口温差为50℃左右,富油经贫富油换热器换热后进出口温差仅为26℃,此温度值根本满足不了设计产能的要求。
 
 
 
4、      存在问题
回收车间粗苯工序开工后,经过反复生产调试,脱苯塔生产工序仍然不正常。主要问题是采用浮头式列管油油换热器油油换热器富油出口温度过低,入管式炉前要求富油温度在130℃以上为佳,实际经油油换热器富油出口温度只有84℃左右,原本浮头式列管油油换热器应用在贫富油段贫油换热器能力不足时,贫油温度超出技术规定,影响了苯族烃的吸收,从而降低了粗笨的收率,同时也降低了一段贫富油换热器富油的出口温度,即降低了富油入管式炉的温度,从而增大了管式炉的煤气消耗。
同时由于循环洗油在反复的与煤气直接接触的吸收过程中,煤气中的杂质(如:氨、H2S等腐蚀性物质)不断的进入粗苯洗油当中。含有氨、H2S等腐蚀性物质的富油经过管式炉加热到 180 ℃,在高温下,氨、H2S等 腐蚀性物质具有极强的腐蚀性。直接导致浮头式列管油油换热器的列管因腐蚀发生串漏现象。不仅降低了换热器的使用寿命,而且使粗苯生产经常性的停工。因此,粗苯的收率和产量大受影响。
   浮头式列管油油换热器的列管材质虽然为不锈钢,然而其管壁太厚,换热面积又小,阻力损失较大,其本身就具有换热效率较低,耐腐蚀能力较差的缺点。因此,必须改用高效耐腐蚀换热器。
5、          解决方案
针对上述问题我们进行了研究探讨,在不影响系统运行的前提下,如果在现有贫富油换热系统并联一组复合宽流道板式换热器,各组换热器在进口处贫油和富油的流量分配不均匀,既管壳式浮头换热器在降低贫富油流量的情况下无法保证现有84℃的富油出口温度,可能会远低于现有富油出口温度,而即便宽流道板式换热器设计出力满足要求的情况下,既富油出口温度达到130℃以上,可在各组换热器并联运行状态下,各组换热器在不同的富油出口温度混合下,温度将达不到130℃以上,这是导致各组换热器在出口处富油的温度不一致,使总的富油出口温度无法保证在130℃以上的主因,现将原有四组管壳式浮头换热器拆去一组,留三组运行并增加一组复合焊接宽流道板式换热器,贫富油流量均分给三组浮头换热器和复合焊接宽流道板式换热器各一半,保证宽流道侧的富油出口温度为130℃,但另三组管壳浮头换热器再减半贫富油流量的情况下,富油出口温度受产品本身及设备本体损耗等因素难以通过计算来确定,建议在线运行的同时通过调整流量实测这三组管壳式浮头换热器富油出口温度,在复合焊接宽流道板式换热器富油和贫油出口处分别安装智能流量计,并在复合焊接宽流道板式换热器各进出口分别设置远传温度表,在线实时监测运行数据,以验证增加此设备的必要性,为下一步解决根本问题提供依据,为解决贵公司化产车间贫富油换热器换热效率及稳定的出口温度的问题,与贵公司领导及相关负责人充分沟通情况下,得出先增加一套复合焊接宽流道板式换热器,总换热面积为427㎡,原先三组管壳式浮头换热器暂保留原先位置同时运行。
 
新型焊接宽流道板式换热器是一种适用于高温、高压、介质复杂条件的新型换热设备,其换热效率高于同类产品1~2倍,换热板片均为合金材料以特制模具压制而成,整个板片组全部采用先进焊接技术焊接而成,使得流道内贫富油介质之间不会串液、外漏。独特结构设计,清洗方便,流体在板间没有死区,阻力损失为管壳换热器的1/5,螺旋板换热器的1/3。
3.2与其它换热器相比,全焊接宽流道板式换热器具有如下特点:
(1)传热效率高,压力损失小。与其他换热器相同,全焊接宽流道板式换热器也设有热流体的介质流道和冷流体的介质流道。但是,其只有冷流体侧在板片间形成一种有触点的介质流道,供流体通过,而热流体侧在板组间形成无触点的介质流道,保证含有复杂介质的流体顺利通过,因此压力损失小,流体分布均匀;
(2)传热系数高。在处理同一种物料的情况下,全焊接宽流道板式换热器的传热系数高出其它换热器200W/(m3.K);
(3)安装清理检修方便。全焊接宽流道板式换热器采用碱液定期清洗,可维持较高运转率,不需拆卸设备。
全焊接宽流道板式换热器的板片材质一般选用304、316L、904、254、或双相不锈钢2205等,根据介质不同的腐蚀情况选用不同的抗腐蚀板片材质。
 改进效果及经济效益
将贫富油换热器由原来的四组浮头式列管油油换热器改为三组浮头式列管油油换热器加一组新型全焊接宽流道板式换热器后,预计贫油出口温度由原来的 120 ℃下降到 60 ℃,富油出口温度由原来的 84 ℃提高到 120 ℃以上,管式炉消耗煤气量由原来的 1400  m3/h降低到 1160  m3/h(在相同的富油温度条件下),贫油冷却器后贫油温度由原来的 35 ℃降低到 28 ℃,粗苯收率由原来的 0.915  %提高到 0.940  %。
    由于工艺改进后提高了贫富油换热器的换热效率,提高了富油进管式炉温度,使得入管式炉的富油温度提高了 36 ℃,管式炉节约煤气 240  m3/h,年创效数百万元。

  
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