常压塔顶循环系统阻塞的处理措施和预防管理

安永峰，张安宁，王 宁

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

宁夏石化公司常压蒸馏装置在运行中发现常压塔顶循环管线的出口温度和塔顶汽油抽出线的出口压力同时升高，导致常压装置轻收收率降低和后续装置运行能耗的增加。判断为常压塔顶换热器结垢堵塞所致，对换热器垢样化验报告进行分析后认为：常压塔顶系统管线及换热器结垢堵塞的主要原因是常压装置生产用水为净化废水，该水中具有含量较高的碳酸盐及其他碱类，通过电脱盐注水、塔顶注水、注缓蚀剂水溶液等方式进入常压系统管道，在高温油气作用下转化为固体结晶析出，聚集并附着在管道内壁，因此管道层层结垢而最终发生堵塞。目前从经济方面考虑，暂时无法实现将常压装置用水替换为软化水（除盐水），依据目前情况公司相关部门对常压塔顶循环系统先后进行了在线水洗和机械清洗，并对两种清洗方法的效果进行了参数记录和对比分析，探索解决此问题常规化、制度化的解决方案，保证设备的稳定运行[1-3]。

1 原因分析

自2021 年10 月底，常压塔顶循环线出口温度数据和塔顶汽油抽出数据同时出现异常升高（常压塔顶循环系统流程图见图1），具体表现为以下两个方面：

图1 常压塔顶循环系统流程图

现象1：在常压塔顶循环线入口温度表T1稳定的情况下，循环线出口温度表T2自90 ℃开始持续上升，最高达到110 ℃左右，换热效率明显下降。

现象2：在常压塔底部入口压力表P1基本不变的情况下，常压塔顶汽油抽出线入口压力表P2自0.055 MPa升高至0.087 MPa；同时塔顶汽油换热器压差表P3自0.022 MPa 升高至0.045 MPa，较正常指标分别升高了0.032 MPa 和0.023 MPa。

通过常压塔顶循环线出口温度和塔顶汽油抽出线压力的异常，初步判断原因是常压塔顶循环系统换热器（管式换热器E-102AB/CD）堵塞和塔顶汽油换热器（板式换热器E-101A/B）堵塞憋压，而换热效果的降低导致了常压轻收收率由49.5%降低至47.5%以及后续装置运行能耗的增加，因而降低了系统整体的经济效益。

为解决此问题公司召开了专题研讨会，依据问题的前期分析结果商定对常压塔顶循环系统进行清堵工作，并成立了问题专项小组实施清堵工作的落实。

2 常压塔顶循环系统清理

2.1 在线水洗及效果对比

首先对常压塔顶循环系统管式换热器（E-102AB）、板式换热器（E-101A/B）进行了两次常规在线水洗，清洗前后温度和压力变化见图2。

由图2 可以看出，常压塔顶循环系统在经过两次在线水洗后，常压塔顶循环线出口温度和塔顶汽油抽出线压力的变化不大，在线清洗的方法疏通效果不理想，不能达到换热管疏通的要求。

图2 常压塔顶循环系统在线水洗前后塔顶温度、压力对比图

2.2 机械清洗及效果对比

由于在线清洗不能达到理想效果，专项小组提出对常压塔顶循环系统管式换热器（E-102AB/CD）和汽油板式换热器（E-101A/B）切出进行机械清洗。

2.2.1 换热器清理后感官效果 换热器切出机械清洗后，感官检验管式换热器管束和板式换热器板片表面清洗洁净。清洗观感效果见图3、图4。

图3 管式换热器（E-102AB/CD）机械清洗前后感官效果对比

图4 板式换热器（E-101A/B）机械清洗前后感官效果对比

2.2.2 常压塔顶循环系统换热效果（图5）由图5 可以看出，在进行常压塔顶循环系统管式换热器（E-102AB/CD）切出机械清洗以后，在塔顶循环系统入口汽油温度基本没有变化的情况下，换热器出口汽油温度即塔顶温度降低了约20 ℃，基本达到了工艺指标要求。

图5 常压塔顶循环系统清洗前后塔顶温度对比图

2.2.3 常压塔顶循环系统压力（图6）由图6 可以看出，对常压塔顶循环系统板式换热器（E-101A/B）进行机械清洗后，常压塔顶压力平均为0.047 MPa，较清洗前（0.069 MPa）降低了0.022 MPa；板式换热器压差平均0.022 MPa，较清洗前（0.045 MPa）降低了0.023 MPa，基本达到了工艺指标要求。

图6 常压塔顶循环系统清洗前、后压力对比图

2.2.4 轻收收率（图7）由图7 可以看出，在原油加工量基本相同的工况下，对常压塔顶循环系统机械清洗后，轻收收率平均为49.95%，较清洗前（48.93%）提高了1.02%，基本达到了工艺指标要求。

图7 常压塔顶循环系统清洗前后轻收收率对比图

2.2.5 后续系统能耗降低（图8）由图8 可以看出，在进行常压塔顶循环系统机械清洗以后，E-102AB/CD 壳程原油换热后温度由55 ℃提高到69 ℃，后续原油进电脱盐罐温度由124 ℃提高到128 ℃，提高了电脱盐罐的脱盐效率，同时减轻了后续设备的氯离子腐蚀，并且降低了下游工艺中常压炉的能耗。

图8 常压塔顶换热器清洗前后壳程原油温度对比图

3 效果评估

常压塔顶循环系统管式换热器（E-102AB/CD）切出机械清洗以后，管程出口汽油温度降低了约20 ℃，因此降低了常压塔顶温度，使得系统轻收收率较清洗前提高了1.02%；壳程原油温度提高了14 ℃，因此提高了原油进电脱盐罐温度，从而提高了电脱盐罐的脱盐效率，并且降低了后续常压炉的能耗。

板式换热器（E-101A/B）切出清洗后，板式换热器压差降低了0.023 MPa，有效提高换热器换热效率，同时降低了塔顶压力，降低了塔顶冷回流的流量，从而提高了汽油的收率，轻收收率的数据因此得到提高。

彻底解决了常压塔顶循环系统结垢堵塞引起的一系列问题，数据见表1。

表1 常压塔顶循环系统清洗前后综合效果对比

4 结语

常压塔顶循环系统此次运行周期为18 个月，依据换热器机械清洗的相关运行数据和效果评价，为确保常压装置的长周期和安全稳定的运行，建议将常压塔顶循环系统的定期机械清洗列入常规操作规程中，形成常规化、周期化的管理制度。定期进行机械清洗以解决常压塔顶循环系统周期性堵塞问题，清洗周期暂定为18 个月，以观后效，供同类装置参考，保障常压设备的正常运行。