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节能降耗的实践技术-AOLO化学清洗新技术用于炼化企业的化学清洗

2016-01-29 12:10:37 大连天凡防腐技术有限公司 阅读

采用可降解有机物粉体法
解决设备结垢腐蚀的防腐敷膜的新技术
 
AOLO化学清洗新技术

系统防止硫化亚铁油、焦垢自燃
系统不锈钢设备防连多硫酸腐蚀
高低压碳钢换热器结垢
高低压不锈钢换热器结垢
镀锌表面蒸发式空冷器结垢
铝翅片空冷器结垢
解决铜设备“婴儿期腐蚀”
双相钢、钛制设备的结垢腐蚀
高温设备聚合物、催化剂垢
加热炉炉管的结垢
 
 
天凡防腐技术有限公司

一、产品特性

我公司吸收研发的可降解有机物粉体法(简称AOLO)解决设备结垢腐蚀问题的系列产品,最主要的特征是,成分主要为可降解有机物粉体作为主体,现场操作时根据设备情况就地就近加入原水(自来水)、除盐水等按照一定比例配置调和即可进行操作,由于药剂本身具有可降解性,因此排放或取走到污水处理厂均不会对全厂水质造成波动和影响,安全环保,符合HG/T2387—92《工业设备化学清洗质量标准》,药剂排放时水BOD5≤20mg/L,COD≤100mg/L,SS≤30mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级标准。

二、产品应用分类(略)

   三、设备除垢解决设备防腐问题的科学性有效性评估分析(典型)

3.1  系统硫化亚铁除垢阻燃技术

炼化装置经过一个周期(2-3年)的运行后,大量油泥、油浆、渣油、催化粉尘及FeS等污垢沉积在塔、换热器、容器、管线等设备的表面。污垢的存在易引发安全事故和设备失效,给生产和现场施工留下隐患,以往的采取的蒸汽吹扫的办法可以部分清除污垢,但遗留的含有大量FeS的沉积物、污垢仍有大于20-30%留在装置设备管线内部,由硫腐蚀产物硫化亚铁自燃而引发的火灾和爆炸事故时有发生。天津石化公司;茂名炼油厂精制车间14号和52号油品储罐因硫化铁自燃而发生火灾;1998年,金陵石化公司均发生过因腐蚀产生的硫化铁而引起罐顶出现火苗,酿成火灾。另外,国外也发生过多次含硫储罐因硫化亚铁氧化而引发的火灾事故。硫化亚铁不仅具有自燃性,而且会阻碍管道中流体的流动,引发垢下腐蚀、注水管和油管堵塞等一系列问题,传统的清洗方法对设备腐蚀性高、清洗效果差采用有效的有机物螯合、络合方法去除硫化亚铁通常是解决此类问题的一条重要途径。
 我们经过多年的实践探索,引进的可降解有机物粉体药剂本身对设备本体具有钝化作用,其自身的氧化性可将FeS中的Fe2氧化为Fe3,从而避免了FeS自燃。装置系统进行化学降解处理是必要性,此方法的应用目前也已成为中石油、中石化各大炼化企业检修期间必用的技术解决措施之一。
 3.2 炼化工艺加热炉炉管进行可降解有机物粉体法鳌络处理,保护处理提高炉体的防腐安全使用性的科学依据和必要性

加热炉是炼油装置的主要耗能设备,加热炉的一个重要传热部件——对流段炉管,空气余热器等其外表面积灰和结垢已成为影响加热炉效率的主要因素之一。以往处理炉管结垢的方法多为人工手动机械除垢,该方法的缺点是积灰和结垢无法彻底清除干净,而且对炉管损伤较大。加热炉经过长期的使用后,对流段炉管外壁积累了大量的污垢,导致烟气出口温度升高,降低了加热炉的热效率。清除炉管外壁污垢是提高加热炉热效率的一种有效途径。常用的清洗方法有水冲洗和干冰清洗方法,由于污垢呈强酸性(PH值可能甚至小于1),硫及高价铁含量较高,水冲洗对炉管腐蚀严重;干冰清洗方法费用高大约160-200元/M2,为了解决这一难题,我们经过多年研究,研发了以活性剂、螯合剂、净洗剂、油分散剂、助剂、缓蚀剂和预膜钝化剂为主要组分的可降解有机物粉体配方,并研究设计了专用工艺和喷头,解决了一般清洗方式效果差、腐蚀率高及衬里损坏、费用高等问题,在大连石化、大连西太平洋石化、锦州石化等多家单位100多台设备成功应用,取得了很好的效果。
3.2.1阐述采取可降解有机物粉体法鳌络处理法清除炉管表面积焦积垢的科学性和有效性(1)加热炉结垢原因及危害
加热炉在运行过程中,烟气中的油焦、炭粉、硫化物和矿物质等固体颗粒在与对流段炉管表面相互碰撞时,部分颗粒在惯性力的作用下会沉积在炉管外壁的钉头表面。同时烟气中的SO2等腐蚀介质对炉管有一定的腐蚀作用,腐蚀产物也容易粘附在炉管表面。随着加热炉运行时间的延长,炉管表面积聚的污垢越来越多,严重时污垢将炉管全部包裹,基本见不到炉管的钉头,大大降低了对流段炉管的传热性能,导致对流段烟气出口温度升高,加热炉热效率下降。加热炉内部结垢情况见图1-3。
球罐ZARE阴极保护就对流段炉管而言,它主要是以对流的方式传递热量,在对流段下部由于烟气温度较高,也有一定的辐射热传递。当钉头管表面积聚一定的灰垢后,对加热炉将产生不利后果。此外也加剧了炉管的腐蚀,在对流段上部的低温受热面,积灰后的管壁更容易吸附烟气中所含的硫酸蒸气,加剧了炉管表面的腐蚀。炉管表面形成的腐蚀产物,增大了炉管的传热热阻,降低了炉管的传热效率,当炉管使用一定的时间后,随着腐蚀产物的增加,炉管管壁逐渐减薄,最后导致炉管穿孔造成安全事故。常减压装置一加热炉对流室壁板腐蚀情况。见照片4
由于烟气中含有大量的硫化物,烟气温度降低至200℃以下时,SO3会与水蒸气结合生成硫酸蒸气。当烟气温度降至135℃左右时,即达到酸露点,酸的蒸气凝结为硫酸溶液附着于换热器表面。由于硫酸的沸点比水高很多,所以尽管烟气中的SO3含量很低但其凝结在传热元件上的硫酸溶液仍具有较高的质量浓度。当温度进一步降低至水露点时,则烟气中的SO2于先前生成的硫酸溶液的水膜生成亚硫酸,亚硫酸、硫酸腐蚀环境,对炉内件和设备表面腐蚀危害极大,从而使腐蚀更加严重。
 
 
图4  大连某石化公司检修发现加热炉对流室壁板腐蚀穿孔。
 
另外炉管结垢增加了热阻,当结垢热阻增加1倍时,烟气对流传热系数将下降23%;当结垢热阻增加5倍时,烟气对流传热系数将下降65%。也就是说,当钉头管表面结垢达到一定程度后,在加热炉有效热负荷不变的情况下,由于钉头管表面结垢,传热效率下降后,导致排烟温度升高,势必要多烧燃料,造成炉热效率下降。由于结垢造成炉管减少了烟气的流通面积,当灰垢积聚在钉头表面后,烟气流过对流段的流通面积相应减小,迫使烟气流速升高,烟气流动的阻力加大。特别是对烟囱抽力设计余量不足的加热炉而言,烟气流动的阻力加大后,使炉膛处于微负压或正压操作,造成燃烧器燃烧不完全,火焰飘浮,灰尘增加,进一步增加了对流管表面的结垢。

3.2.2、采取可降解有机物粉体法可以消除炉管表面结焦结垢对炉子本体造成的腐蚀侵害,也是必要的

采用国内先进的可降解有机物粉体法清焦清垢可以大大提高炉体的安全抗风险能力,减少设备腐蚀提高炉子运行效率,并极大地避免了由于炉管表面结焦结垢给炉体设备带来的腐蚀危患,消除了检修和停用期间炉管表面结垢吸水给炉管造成的腐蚀,大大提高了炉子的安全使用抗风险能力。
可降解法解决炉管结垢效果外观见图5、图6




采取可降解有机物粉体法能较好清除对流段炉管间的污垢,与传统清洗方法比较具有清洗效率高、不腐蚀设备,不损害炉衬且不污染环境等特点。采采取措施后烟道气出口温度一般可以降低30℃以上,炉子热效率提高2%以上,经济效益显著,值得在炼化企业进行推广应用。
采用我们公司引进的可降解有机物粉体配方和工艺,能较好地清除各类炉管钉头管、翅片问的污垢。该工艺与传统清洗方法比较具有清洗效率高、不腐蚀设备,不损害炉衬等特点。达到了节能降耗,提高运行质量的日的,节约燃料取得的效可观。
 

3.3  大型炼化装置采取可降解有机物粉体技术解决不锈钢设备发生的连多硫酸腐蚀的必要性和应用实例

国内炼油厂目前很多单位炼制含硫原油,在工艺流程中产生大量的FexSy,尤其是在炼油厂,常压分馏塔和减压分馏塔比较容易诱发自燃。对于采用炼油装置作为原料的PTA装置,也和炼油厂相似,也会出现由于腐蚀而产生的FeS堆积在塔盘等内构件上,如果在开塔之前,没有妥善清理FeS,操作中就很容易引发FeS的自燃。在吹扫过程中,如果不及时清除设备内的油气和焦炭等,一旦FeS自燃后就会引发油气和焦炭的燃烧,造成火灾和爆炸事故。此外在炼油厂的分馏塔、压力管道等处,又铁锈和H2S发生反应生成FeS,其总体反应式为:
FeS +3H2S=2FeS十3H2O+S
加工高硫原油时,更容易发生该反应。在设备停用后打开时及进行维修前,FeS是比较稳定的,一旦它与空气接触就迅速引发如下氧化放热过程:
4FeS十3O2=2Fe2O3+4S十Q(热量)
4FeS十7O2=2Fe2O3+4SO2+(热量)
如果没有可燃物支持,反应放出的热量是可以迅速扩散的。
因此,必须加强管理,安全操作,及时清除所有可燃物,尽量减少FeS的沉积,避免发生FeS自燃和其他安全事故。

3.3.1防止连多硫酸腐蚀的各类方法介绍及存在问题及必要性

(1)国内一般采用的办法

石油化工设备碱洗大多以除油脱脂为目的,主要碱剂为 氢氧化钠与碳酸钠,还添加磷酸三钠、硅酸钠及少量表面活性剂。氢氧化钠具强碱性,在碱化合物中碱性最强;纯碱(Na2CO3)是弱碱性盐。由于苛性碱(NaoH)腐蚀性较强,在实际清洗中常用纯碱代替使用。它们起皂化作用,以去除表面油脂和轻微锈蚀,达到洗涤、清理、净化的目的。此外,还可进行润化与碱煮,通过转化溶解,用于清除结垢中所含的硅酸盐与硫酸盐等酸难溶物质。一般情况下,碱洗主要作为设备酸洗除垢的前处理。石化厂还有为生产需要而进行特殊碱洗的情况,例如:
2.1.1炼油厂加氢装置中反应塔、热交换器等不锈钢设备,在高温高压下运行,H2S浓度高,在停车检修时,随着空气与水分进入,会生成连多硫酸,可能造成应力腐蚀破裂(SCC)。为了中和H2S,防止SCC而采用碱洗。
上述一般的与特殊的碱洗以及工艺生产使用碱液的设备与管道均可能产生SCC,包括碱脆与氯脆。

(2)国外采取的办法及应用情况及防止出现的问题

日本COSM0公司炼油厂,停车时预防连多硫酸应力腐蚀(SCC)对策,应采用321、347稳定化不锈钢;设备打开后采用成熟可降解有机物粉体法鳌络处理工艺后,再用氮封。
英壳牌石油公司专家霍普金申曾在南京作讲座,谈及加氢反应器停工清洗如何保护奥氏体不锈钢。认为连多硫酸对材质有腐蚀,处理不好会发生开裂,推荐用2%苏打水(Na2CO3)来清洗,清洗时应从顶部到底部进行。催化剂取出后,用2%苏打水充满反应器,然后慢慢增加到5%。按此法处理后发现残余水中的氯离子质量浓度仍高达300 mg/L(催化剂含氯),实践证明单纯的碱洗对不锈钢设备带来极大的氯脆腐蚀风险。

(3)存在问题

实际上,国内某化工厂采用5%NaoH进行高温、高压碱洗,曾发生过SCC。关于Cr—Ni奥氏体不锈钢苛性SCC在温度与浓度对其影响的研究较多,某化工厂在270~280℃5%NaoH碱洗液中碱洗,肯定会产生SCC;而上海石化采用282℃、1.5%NaoH碱洗,虽然加氢反应器未发生碱脆,但系统碱洗后续的其它不锈钢设备在投运后历年来却频频发生氯脆,如离心机、母液槽、结晶器搅拌桨叶等均发生过SCC。根据对所采用的NaOH分析,采用1.5%NaOH的ρ(Cl-)达8mg/L。碱洗带来了微量Cl-,碱洗后虽排尽了废碱液,而且用纯水冲洗,对光滑表面几乎无影响,但死角、缝隙与焊缝缺陷等部位:仍然会残留Cl-;再考虑投运后,在高温下沉积PTA物料的垢下Clˉ浓缩,尤其在传热夹套或换热管表面,更容易造成C1-浓缩。从多次能谱分析证实,开裂处Cl-质量分数达到百分之几。这些传热面,由于物料垢随沉积层加厚,热阻增加,使界面上温度升高,垢下腐蚀速度加快,发生阴极折氢,促使SCC发生。
      由上述调查可以得出,大型炼化装置设备防止不锈钢设备、炉管发生连多硫酸腐蚀以及采用的防止方法不当,给设备造成的危害是巨大的。应该引起我们的高度重视,也说明采用科学规范的方法来治理连多硫酸腐蚀是必要的。

3.3.2、我们公司可降解有机物粉体法鳌络处理剂的研制的思路情况介绍

我们公司依据大量的实践,采用的是国际上通行的复合有机物粉体法配方设计思路。

(1) 复合可降解有机物粉体剂的功能设计

目前,可用于炼油装置系统可降解有机物粉体的可降解有机物粉体法鳌络处理剂品种较多,但性能相对单一。可降解有机物粉体剂,基本上不能清除FeS;而FeS(H2S)可降解有机物粉体剂对油的分散能力差,不能作到双效合一,延长了系统清洗时间。研究一种既能分散FeS,又能螯合、络合油垢的复含可降解有机物粉体剂,以弥补现有清洗剂的不足。
     通过乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、M1(自制)、柠檬酸、葡萄糖酸等与污垢中的金属离子产生螯合作用,同时还有碱加表面活性剂加有机溶剂的协同作用,促使焦质、沥青质乳化与增溶,能加速混合油垢的清洗。在碱性水溶液中加入一定量的氧化剂,如过氧化氢(H2O2),过碳酸钠(2Na2CO3×H2O),过硼酸钠(NaBO3×4H20)与高锰酸钾(KMnO4)等,使部分重油垢、焦油垢中某些基团发生氧化反应,促使分子间的链键断裂,或促进垢中的有机物分解,使FeS转化为FeO和S。
 (2) 我公司研制的防止连多硫酸和清除FeS可降解有机物粉体剂的独特性能和技术特征
1) 兼容性好,各组分间无化学反应,能共同稳定存在同一体系中。对FeS,FeO等有比较好的去除作用,又不会产生H2S等毒害气体,同时对各类油垢有比较好的乳化分散作用。
.2) 复合时,其协同增效性能强。
3) 水溶性好,沸点高,挥发性小,无毒害,污染小,腐蚀性小。
4) 来源容易,成本尽可能低。
.5) 使用方便安全,废液容易处理。
 

3.4 、实例业绩

(1)大连石化的二催化F501余热器和过热器清洗

2008年10月,我们对大连石化二催化F501余热器和过热器进行可降解有机物粉体法鳌络处理。过热器和余热器均如此。
处理前后对比  
 余热器                           过热器
 
 
球罐ZARE阴极保护
余热器                           过热器
 (2)大连石化公司-防止连多硫酸腐蚀和硫化亚铁综合可降解有机物粉体法鳌络处理—100万吨/年重整检修炉子及部分换热设备系统可降解有机物粉体法鳌络处理
E-2008年4月,大连石化公司重整装置进行检修,由于大连石化公司炼制含硫原油,因此对于加氢装置、FCC及硫磺回收装置不锈钢防止连多硫酸腐蚀,必须引起高度的重视,为做好防止连多硫酸腐蚀工作,在总结国内外及大连西太平洋石化公司历次检修经验的基础上,形成本技术措施及要求。
A、重整加氢F201炉管可降解有机物粉体法鳌络处理流程
2008年6月份,我们对大连石化公司重整加氢装置的加热炉、不锈钢换热器、空冷器进行了整体系统的清除硫化亚铁,防止连多硫酸腐蚀的可降解处理。
可降解有机物粉体处理前后对比照片。
 
球罐ZARE阴极保护辐射室-不锈钢炉管处理前PH=2                   辐射室-不锈钢炉管处理后前PH=9
球罐ZARE阴极保护
 采用以上可降解分体法处理后制氢炉开工正常,炉子排烟温度降低20°以上,每台炉子节约瓦斯每年可产生经济效益在20万元以上。
 
 四、附件:实例—高压不锈钢换热器结垢的可降解有机粉体法除垢的工作总结报告
  一、E-5001/CD换热器基本情况
1.1 E5001C/D是大连某石油化工有限公司130万吨/年柴油加氢的馏份油加氢装置的重要设备,两台设备造价约1000万元。换热器由于结垢严重以及存留大量FeS粉末,直接导致流出物分配不均匀,换热后对应温度相差较大,只能通过调整两列进料量来保证换热器对应各点温度尽量一致,可降解有机物粉体清洗前两列进料最大偏差接近2倍,严重影响了装置的平稳生产和全厂的总体生产平衡及效益。此外加热炉满负荷投用,给炉子的长周期运行也带来危患,瓦斯耗量也比正常有所增大,每年因降效及瓦斯消耗约100万以上,所以解决好该两台设备的结垢问题意义重大。
1.1 使用条件及参数

名称

反应流出物/混合进料换热器

换热器规格

C:φ1150×9003×(91+3) S=510.6m2
D:φ1100×9553×(99+3) S=462.2m2

管束材质

SUS321,壳程及封头内壁为SUS347复合板内衬

介质

壳层——柴油+H2               管程——柴油

使用温度

目前情况进口324℃;出口275℃


E-5001C原来用于ARDS装置的2-E-01反应生成物换热器上,壳程介质为反应生成物,操作温度310~421℃
E-5001D原来用于ARDS装置的E-01上,壳程介质为贫DEA,操作温度为80~60℃。

二、垢样成分分析及剖析

旧垢层中(ARDS)以Fe、FeCr2S4、(NH42Zn(SO32·H2O、Ca3Fe2(SiO43、FeCl3、Cr-Fe-Ni,新垢层组成为FeS、(Co,Fe,Ni)9S8、FeSO4、(FeV)2C、(Fe3ZnC0.5)4.5C,

新垢层组成为FeS、(Co,Fe,Ni)9S8、FeSO4、(FeV)2C、(Fe3ZnC0.5)4.5C新垢层以硫化亚铁为主

旧垢层中(ARDS)的Cl的含量为0.209%

新垢层中的Ni含量较旧垢层增加了67%;Cr含量比旧垢层提高了3.5倍
说明:有合金化行为。

 

三、E5001不锈钢管束进行可降解有机物粉体法鳌络处理的的可降解有机物粉体清洗关键注意事项

3.1 从分析的14相元素成分来看,有5相元素差异较大,分别是Fe、C、O、Ni、Cr,其中新垢层Fe含量大幅度上升,而O、N含量则大幅度下降;
3.2旧垢层中(ARDS)以Fe、FeCr2S4、(NH42Zn(SO32·H2O、Ca3Fe2(SiO43、FeCl3、Cr-Fe-Ni,新垢层组成为FeS、(Co,Fe,Ni)9S8、FeSO4、(FeV)2C、(Fe3ZnC0.5)4.5C,新垢层以硫化亚铁为主,这一点与现场在抽出管束的不到5分钟就发生FeS自燃现象可以得到证实;
3.3 旧垢层中(ARDS)的Cl的含量为0.209%在使用中(干态)情况下并不可怕,但在停工检修时期一旦遇有水(譬如射流清洗)或暴露在有一定湿度的空气中,由于该管束为SUS321材质,这样高含量的Cl-离子很容易造成SUS321表面钝化膜被Cl-破坏,成为发生点蚀的和应力腐蚀(Cl-SCC)危险源;
3.4  新垢层中的Ni含量较旧垢层增加了67%;
3.5  新垢层中Cr含量比旧垢层提高了3.5倍;
3.6  新垢层的C、O、S总和为10.5%,旧垢层的C、O、S总和为40%,说明新垢层以无机垢为主,旧垢层以有机垢为主。
3.7 一次性的可降解有机物粉体法鳌络处理可以清除掉Cl-离子,但在该设备检修或打开的情况下,有必要进行清除FeS的可降解有机物粉体法鳌络处理;
3.8  生成的FeS将影响传热和增加阻塞工艺管线的可能性,采取可降解有机物粉体法鳌络处理除了可以消除发生氯化物应力腐蚀开裂(SCC)以及连多硫酸腐蚀的潜在危患以外,还可以改善该换热器的换热效率。

球罐ZARE阴极保护

壳程进口

壳程出口

废电偶法兰

 四、可降解有机物粉体清洗流程和步骤

4.1 清洗流程

 
 4.2主要工作程序如下
 

4.3 可降解有机物粉体法鳌络处理目的

可降解有机物粉体法鳌络处理的过程是以可降解有机物粉体法鳌络处理剂为手段、以可降解有机物粉体清洗用设备为操作工具对物体表面的污垢进行清除的过程。
我们通过配置专用药剂,将VGO及ARDS工况使用条件下会产生各种轻油垢、重油垢、胶油垢、焦碳垢、含硫化铁油垢、碳化物、炭分、硫化铁、氧化铁、无机盐、有机聚合物、催化剂不同类型的垢。分三大步骤全部驱除掉。
该可降解有机物粉体清洗项目最大的难点在于表面所结的垢属于混合型的油垢且又属于憎水型污垢。
  按照结垢物质的组成需要达到:
除去FeS粉料,并防止FeS发生自燃,;
驱垢清污;
可降解有机物粉体清洗除Cl-
表面稳定钝化。
 4.4 可降解有机物粉体法鳌络处理的主要步骤
    


4.5可降解有机物粉体法鳌络处理主要配料组成及特性

 

高效氧化剂

螯合剂

其它添加剂

防沉降氧化剂

催化剂

乳化剂

分散剂

酸洗剂

高效缓蚀剂

 

五、过程记录

5.1 E5001C酸洗阶段可降解有机物粉体处理过程监测情况

 

时间

PH

Fe2+

Fe3+

16:00

3.3

2.7

0.8

0:00

3.5

2.7

0.8

3:00

3.5

2.7

0.8

3:30

3.5

2.7

0.8

4:30

3.5

2.55

0.75

5:30

3.5

2.35

0.75

7:00

3.5

2.2

0.75

9:00

3.5

2.2

0.75

11:00

3.5

2.1

0.75

12:00

3.5

2

0.75

13:00

3.5

2.05

0.75

15:30

3.5

2.1

0.8

 

5.2 E5001D酸洗阶段监测情况

 

时间

PH

Fe2+

Fe3+

3:00

4

2.2

0.65

4:00

3.8

2.65

0.7

5:00

3.6

2.5

0.7

6:00

3.5

2.3

0.77

7:00

3.5

2

0.75

8:00

3.5

2.35

0.75

9:00

3.5

2.2

0.75

10:00

3.5

2.2

0.75

11:00

3.5

2.1

0.75

12:00

3.5

2.1

0.75

13:00

3.5

2.1

0.75

14:00

3.5

2.1

0.75

 

5.3 缓蚀率的测定

现场挂片试验记录   标准试片尺寸;50×25×2mm3(长×宽×厚),挂孔直径4mm,试片总面积为0.0028m2
采用失重法利用下面公式分别计算加和未加缓蚀剂的酸洗液之腐蚀率V;
球罐ZARE阴极保护 式中 K为常数, 8.76×104,(mm/a); W为试片失重(g),精确至0.lmg;A为试片表面积cm2,精确到0.0lcm2; T为腐蚀时间(h),精确到 0.01lh;D为金属密度 g/cm3,普通碳钢取7.8g/cm3;V为腐蚀率,mm/a。
测定的腐蚀速率:E5001C缓蚀率为98.5%;E5001D缓蚀率为98.9%.

六、效果评价

——VGO装置E5001CD可降解有机物粉体法鳌络处理效果及热平衡分析——
VGO装置于3月8日-3月9日进行热平衡标定,通过对标定数据分析,得出如下结论:
⑴、化学可降解有机物粉体法鳌络处理后反应进料及产物高压换热器(E5001A~D)换热效果有所改善
可降解有机物粉体清洗前情况:装置换热器在可降解有机物粉体法鳌络处理前,由于流出物分配不均匀,导致换热后对应温度相差较大,只能通过调整两列进料量来保证换热器对应各点温度尽量一致,可降解有机物粉体清洗前两列进料最大偏差接近2倍。
从装置改造后标定数据及可降解有机物粉体法鳌络处理前换热数据可以看出 E5001C列换热效果明显优于E5001D换热效果,对应E5001CD管程进料、E5001AB管、壳程温度相差较大。偏差产生原因就是装置换热流程改造后,反应流出物两列流体分配不均造成的,通过E5001C列流体要多于通过E5001D列流体。流体分配不均匀导致两列温度相差较大,原因一方面是两列换热器换热面积不同造成的(E5001C换热面积比E5001D面积大48.3m2);另一方面就是两列换热器差压不同造成的,E5001D壳程的差压要大于E5001C壳程的差压,差压产生原因可能是壳程结焦原因造成。
可降解有机物粉体法鳌络处理后反应炉入口进料温度提高11℃,在满负荷操作条件下,降低瓦斯消耗约300Nm3/h左右。
E5001CD通过本次可降解有机物粉体法鳌络处理,从本次标定数据可以看出,清洗后两列换热器换热温度显示基本一致,两列进料量相同,混氢量也基本相同,说明可降解有机物粉体清洗后效果较好,两列换热器壳程差压基本一致,反应流出物分布基本均匀。  
E5001A-D进料本次改造设计换热总温升187℃、反应产物经E5001A-D设计总温降157℃,换热器可降解有机物粉体清洗后进料总温升162℃、反应产物总温降149℃,由于换热没有达到设计要求,使反应加热炉负荷仍然偏高。加热炉一直处在极限操作条件下。
⑵、大负荷标定在装置进料配比变化催柴量减少条件下(直:催由1:1变为3:1),负荷达156.4t/h,现工况按罐区计量装置最大进料量能达到160t/h。
本次大负荷标定,由于可降解有机物粉体法鳌络处理后两列进料及产物分布基本均匀,换热效果得到较大改善,现装置大负荷的主要影响因素:
①、影响装置大负荷生产的主要问题主要是反应加热炉处在极限操作条件下,目前装置通过调整加热炉入炉风量、提高冷空气入炉温度、对漏风或超温部位进行处理、加强监控手段等来保证加热炉安全运行;
②、另外进入夏季生产,由于环境温度提高,产品温度可能卡边,就要通过降低分馏塔底温度、空冷叶片角度、空冷可降解有机物粉体清洗等来降低产品出装置温度。