一种在线清除乙烯装置汽油分馏塔结垢的方法

摘要

本发明涉及到一种在线清除乙烯装置汽油分馏塔结垢的方法，其特征在于包括下述步骤：①通过相邻塔盘之间的压差的变化或整个塔体γ射线扫描曲线的强度变化确定堵塞位置；②确定开孔位置；③带压开孔；先在壳体的外壁上开口位置焊接一段带有阀门的连接管，将带压开孔机的钻头插入到带连接管内打孔，打孔中途需要清扫打孔产生的铁屑；④拆除带压打孔机，连接上水冲洗密封盒，用高压水清除结垢。清垢完毕后，将所述高压水枪从水冲洗密封盒中撤出，带阀门的连接管留在壳体外壁上。本发明提供了一种在线清除乙烯装置汽油分馏塔结垢的方法，避免了现有技术中清除结垢时必须停车所造成的浪费，该方法容易实施，去除结垢效果好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线清除乙烯装置汽油分馏塔结垢的方法。

背景技术

自乙烯工业进入我国以后，在塔系的运行维护过程中，技术难度最大的就是汽油分 馏塔，如何解决因聚合物和焦化物引起的堵塞问题，保证其长周期运行，是个世界性难 题。从国内外的经验来看，目前大多采取在塔体结构设计和工艺流程优化上下功夫，只 能做到预防，在实际的运行中，因多种因素综合在一起，绝大部分汽油分馏塔还是会发 生堵塞现象，且发生的概率还是比较大的。

公告号为CN101962564A的中国发明专利申请公开了《一种防止乙烯装置汽油分 馏塔结垢堵塞的方法》，其将裂解气引入汽油分馏塔，经蒸馏分离后，汽油分馏塔塔顶 出料经水洗塔分离为裂解气、水和裂解汽油轻馏分，汽油分馏塔精馏段中部引出裂解汽 油重馏分，汽油分馏塔塔底物流经汽提后得到裂解焦油，所述的裂解汽油轻馏分一部分 作为塔顶回流引回汽油蒸馏塔，另一部分和裂解汽油重馏分混合后，引入裂解汽油加氢 装置。

该方法是通过将裂解汽油重馏分引出蒸馏塔，原流程中的裂解汽油全馏分回流，改 为塔顶裂解汽油轻馏分回流来降低结垢和堵塞现象的发生。但是该方法需要对装置和流 程进行改造和再设计，且也不能够避免结垢和堵塞，只能相对延长运行周期。

现有技术中，目前还无法做到在不停工的状态下解决塔盘之间的结垢堵塞问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种不需要停工可在线清 除乙烯装置汽油分馏塔结垢的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该在线清除乙烯装置汽油分馏塔结 垢的方法，其特征在于包括下述步骤：

①确定堵塞位置

测量各塔盘上方的压力，计算相邻塔盘之间的压差，相邻塔盘之间的压差有突变的 即为焦化物堵塞位置；

或者，采用γ射线对整个塔体进行扫描，通过扫描曲线的变化来确定堵塞位置，在 扫描曲线接收辐射强度突然变小的为焦化物堵塞位置；

②确定开孔位置

结合塔内件图，使用CAD软件按比例进行局部放样找到开孔位置，在开孔位置附 近选取两个基准点，在局部放样图中计算出开孔位置与两个基准点之间的高度差及弧度 差；

在汽油分馏塔的塔壁上找到两个基准点后，根据放样所得到的高度差和弧度差，在 汽油分馏塔的塔壁上定位实际开孔位置；

③带压开孔

对应于开孔位置，拆除汽油分馏塔的保温层，暴露出汽油分馏塔的壳体，在壳体的 外壁上密封焊接一段连接管，所述连接管上设有第一阀门，并且连接管的外端口上设有 法兰板；

将带压开孔机的钻头插入到所述连接管内，带压开孔机壳体上的法兰板密封连接所 述连接管上的法兰板；

启动带压开孔机工作；

在带压开孔机的钻头行进到汽油分馏塔的壳体的厚度的2/5-1/2时，停止带压开孔 机工作，将带压开孔机壳体上的法兰板从连接管上的法兰板上拆卸下来，清理掉开孔时 掉落到所述连接管内的铁屑；然后再次将带压开孔机连接到所述连接管上，同时将带压 开孔机上的气体接口通过软管连接汽油分馏塔的氮气管线；

启动带压开孔机工作，在开孔位置继续开孔，进入软管内的氮气同时对开孔产生的 铁屑进行吹扫，将铁屑吹向塔体方向；

当壳体完全打通后，带压开孔机停止工作，并撤回带压开孔机的钻头，连通氮气将 开孔产生的铁屑吹扫进入壳体内，落入汽油分馏塔塔内；

④清除结垢

关闭所述第一阀门，将带压开孔机壳体上的法兰板从连接管的法兰板上拆卸下来， 安装上水冲洗密封盒；

所述的水冲洗密封盒包括密封壳体，所述密封壳体的两端分别设有法兰板，其中一 端的法兰板上连接有用于容置高压水管的套管，该套管连通所述密封壳体的内腔；所述 密封壳体上还设有氮气连接管，并且，该氮气连接管上设有第二阀门，所述第二阀门和 所述密封壳体之间设有用于检测所述密封壳体内压力的压力表；

将水冲洗密封盒另一端的法兰板密封连接所述连接管的法兰板，将氮气连接管连接 油分馏塔的氮气管线，高压水枪密封插入到所述套管内并密封连接；打开第一阀门和第 二阀门，通入氮气，使连接管内的压力与气液分馏塔内的压力相适配，以避免汽油分馏 塔内的物料外溢；

打开高压水枪，通过高压水对汽油分馏塔内的结垢进行切割，破碎的碎渣在高压水 的冲洗下，被冲洗到汽油分馏塔中；

结垢冲洗完毕后，关闭高压水枪，同时继续保持所述连接管内的压力，避免汽油分 馏塔内的物料外溢；将高压水枪从水冲洗密封盒中撤出，先关闭所述的第一阀门，然后 再关闭所述的第二阀门，将水冲洗密封盒从连接管上拆卸下来，结垢即清理完毕。

较好的，所述开孔的角度相对于所述开孔相对于所述降液槽侧壁成40-45°夹角， 所述开孔的孔径为25-35mm。

与现有技术相比，本发明提供了一种在线清除乙烯装置汽油分馏塔结垢的方法，避 免了现有技术中清除结垢时必须停车所造成的浪费，且该方法容易实施，去除结垢效果 好。本发明所提供的方法还可应用于石油化工装置在不停车状况下解决塔类设备塔盘上 存在堵塞物引起塔压降过大的问题，也可以应用于其它行业类似需求。

附图说明

图1为本发明实施例中各塔板压差与汽油分馏塔的对应示意图；

图2为本发明实施例中γ射线扫描接收曲线与汽油分馏塔的对应示意图；

图3为本发明实施例中打孔状态的示意图；

图4为本发明实施例中破碎结垢状态的示意图；

图5为本发明实施例中水冲洗密封盒的纵向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例中的汽油分馏塔的塔体内塔板采用导向固阀塔盘人字挡板结构，其中 1#-12#采用双溢流塔盘结构，为汽油段和柴油段；13#-20#为盘油段，采用四溢流塔盘； 22#-41#为急冷油段，采用人字挡板，其中13#-41#图中未示出。塔体保温厚度90mm， 分馏塔壳体材质16MnR，出厂前受过正火处理，壳体厚度为34mm，开孔总斜长135mm。

如图1至图5所示，该在线清除乙烯装置汽油分馏塔的方法包括下述步骤：

①确定堵塞位置

乙烯装置生产运行过程中，通过对各塔盘压力的监测，发现10#及以上塔盘的压力 突然变大，通过压差和单板压差分析，判定8#和9#之间产生了结垢堵塞。具体数据以 及与塔盘的对应关系见表1所示。

表1

塔盘 测量压力 压差 单板压差 备注 2#上 32.95       4#上 33.85 0.9 0.45 2#、3# 6#上 34.73 0.88 0.44 4#、5# 8#上 36.08 1.35 0.675 6#、7# 10#上 39.3 3.22 1.61 8#、9# 11#上 39.84 0.54 0.54 10# 12#上 39.94 0.1 0.1 11#

表1中测力压力的单位为kPa。

由表1可以看出，2#、3#之间的压差为0.9，4#、5#之间的压差为0.88，6#、7#之 间的压差为1.35，压差的变化不是很突出，只有8#、9#之间的压差突然达到3.22，有突 然而明显的变化，判断在8#和9#塔盘之间发生了结焦堵塞。

对堵塞位置进行验证，并进一步确定堵塞的准确位置。

使用γ射线对整个塔体进行扫描，扫描结果与塔盘的对应关系如图2所示。由图2 可以看出，8#和9#塔盘之间的扫描曲线接收辐射强度最小。由此可以得知8#和9#塔盘 之间发生了堵塞，同时也验证了上述通过压差所判断的结果。

②确定开孔位置

结合塔内件图利用CAD软件进行局部放样，在汽油分馏塔的图纸上找到开孔的准 确位置。在该位置附近找到两个具有明显特征的点作为基准点，根据上述检测结果，本 实施例开孔位置位于第八层与第九层塔盘的降液槽内，误差±100mm，选择靠近开孔位 置的人孔和塔体上的接管管口作为基准点。计算出开孔位置与两个基准点之间的高度及 弧度差。

在汽油分馏塔的塔壁上找到人孔和接管管口，依据上述确定的高度和弧度差，利用 水平管和盘尺进行测量和定位，在汽油分馏塔的外侧壁上确定出实际的开孔位置。

③带压开孔

对应于开孔位置，拆除汽油分馏塔保温层2，暴露出汽油分馏塔的壳体3，在壳体 的外壁上密封焊接一段连接管4，所述连接管4上设有第一阀门5，并且连接管的外端 口上设有法兰板；

将带压开孔机6的钻头插入到连接管4内，带压开孔机壳体上的法兰板密封连接连 接管上的法兰板；

启动带压开孔机工作，采用30mm的钻头平行于堵塞位置所在的塔盘降液槽进行 小口径斜开孔，斜开孔角度α为42.2°，该角度为相对于降液槽侧壁的相对角度。本次 开孔采用电动和手动相结合的方式。

由于开孔为斜位水平方向，过程产生的铁屑将严重影响到第一阀门的闭合。因此， 在带压开孔机的钻头行进到汽油分馏塔的壳体的厚度的50mm时，停止带压开孔机工 作，将带压开孔机壳体上的法兰板从连接管上的法兰板上拆卸下来，拆除开孔设备，用 铁屑清理工具进行清理，清理掉开孔时掉落到所述连接管内的铁屑；该铁屑清理工具为 现有技术；待清理之后重新安装定位开孔设备，将带压开孔机连接到所述连接管上，同 时将带压开孔机上的气体接口通过软管连接汽油分馏塔的氮气管线。本实施例在连接管 的上方安装了吹扫头，该吹扫头连接汽油分馏塔的氮气吹扫线，保证开孔过程产生的铁 屑始终被吹向塔体方向，待开孔打通后所有的铁屑将被吹进塔内。

启动带压开孔机工作，在开孔位置继续开孔，开孔同时吹扫头对开孔产生的铁屑进 行吹扫，将铁屑吹向塔体方向。

当钻头进入到壳体内85mm时，关闭带压开孔机的电机，采用手动操作，直至壳 体被打通。壳体被打通后继续操作带压开孔机，直至钻头伸入壳体内135mm。采用手 动操作可以在操作过程中通过手感来判断开孔的阻力，从而调节操作力度和钻头的行进 速度，以保证刀具在行进过程中受力均匀，避免刀具断裂。

撤回带压开孔机的钻头，吹扫头将开孔产生的铁屑吹扫进入壳体内，落入汽油分馏 塔中。

④清除结垢

关闭第一阀门，将带压开孔机壳体上的法兰板从连接管的法兰板上拆卸下来，安装 上水冲洗密封盒7。

如图5所示，水冲洗密封盒7包括密封壳体71，密封壳体的两端分别设有法兰板 77，第一端口的法兰板上连接有用于容置高压水管1的套管72，套管72连通密封壳体 的内腔73；密封壳体上还设有氮气连接管74，氮气连接管上设有第二阀门75，第二阀 门75和密封壳体71之间设有用于检测密封壳体内压力的压力表76。

将水冲洗密封盒第二端口的法兰板密封连接到连接管的法兰板上，将氮气连接管连 接油分馏塔的氮气管线，高压水枪密封插入到套管内并与套管密封连接。

打开第一阀门和第二阀门，通入氮气，使连接管内的压力保持0.1-0.2MPa，与气液 分馏塔内0.03-0.04MPa的压力相适配，通过压力来封住开孔，以避免汽油分馏塔内的物 料外溢。

打开高压水枪，通过高压水对汽油分馏塔内的结垢进行切割，破碎的碎渣在高压水 的冲洗下，被冲洗到汽油分馏塔中。具体方法如下：

高压水枪穿过开孔对准聚集在塔盘上的堵塞物，将清洗机升压至500Bar后开始冲 洗，清洗过程中高压水枪以2mm/min的速度推进，推进过程中保持水枪来回转动，以 提高冲洗效果。

冲洗二个来回后将清洗机升压至800Bar，重复上述清洗过程，直至高压水枪塔内 射流疏通，即宣告结垢冲洗完毕。

关闭高压水枪，清洗机保持50Bar压力，防止汽油分馏塔内的物料外溢。将高压水 枪从水冲洗密封盒中撤出，先关闭第一阀门，将清洗机的压力降至0，然后再关闭第二 阀门，关闭氮气；最后将水冲洗密封盒从连接管上拆卸下来，结垢即清理完毕。

清理完毕后，连接管连同第一阀门就留在壳体上，不再拆卸下来。整理好保温层后， 清除工作即告完成。

根据中控室检测到的数据，汽油段压差已从11.5kPa下降至8.2kPa，塔盘之间的压 差恢复了正常。

该在线清除乙烯装置汽油分馏塔结垢的方法对乙烯装置的安全、稳定、长期、满运 行提供了有力保障，避免了装置紧急停工检修的巨大损失，解决了汽油分馏塔堵塞这一 世界性难题，实现了塔体在不停工状态下处理堵塞故障的可能性，能够很好地满足化工 企业安全、长周期、连续生产的需求。