分離工段冷箱的結(jié)垢原因及處理

1、冷箱的結(jié)垢冷箱是乙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一一旦冷箱發(fā)生結(jié)垢堵塞就會(huì)影響裝置的正 常生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)有不少裝置都發(fā)生過(guò)冷箱堵塞問(wèn)題。工藝流程不同，引起堵塞的 原因也不同。但是對(duì)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的影響是相同的。冷箱的基本結(jié)構(gòu)是板翅式換熱器，它能把幾組物流根據(jù)不同升降溫度的需 求、組合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)。冷箱優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、熱通量大、傳熱溫差低，所以 使用范圍很大，特別是在乙烯裝置的冷量回收及利用上發(fā)揮著重要的作用。冷箱由于結(jié)構(gòu)上的特殊性，致使它存在易堵塞的缺陷。在國(guó)內(nèi)的乙烯裝置 上很多在用的冷箱由于堵塞致使其使用效果變差，達(dá)不到設(shè)計(jì)的換熱能力，對(duì) 裝置的動(dòng)力消耗和生產(chǎn)負(fù)荷都有很大影響。1冷箱堵塞的因素1）采用往復(fù)式

2、甲烷致冷壓縮機(jī)的裝置，由于密封環(huán)的磨損，磨損下來(lái)的粉 末隨甲烷氣帶入冷箱并積存下來(lái)。而這種磨損呢是不可避免的，長(zhǎng)時(shí)間積累就 會(huì)造成冷箱堵塞。2）無(wú)論是甲烷致冷壓縮機(jī)還是乙烯壓縮機(jī)如果軸密封效果不佳，使密封油 或潤(rùn)滑油漏入機(jī)體內(nèi)會(huì)隨冷劑一起進(jìn)入冷箱，在低溫下凝結(jié)在傳熱面上日積月 累會(huì)堵塞冷箱的流體通道。3）脫甲烷塔操作不良使塔頂甲烷中含有較多的以乙烯、乙炔、 CO、H2 組分等在甲烷壓縮機(jī)的高溫高壓條件下，當(dāng)它們的濃度增加時(shí)，會(huì)在金屬 的催化作用下發(fā)生羰基聚合反應(yīng)生成高度交聯(lián)的聚合物。這些大分子的物質(zhì)也隨高壓甲烷進(jìn)入到冷箱內(nèi)遇低溫冷凝。這種聚合 物在冷箱中聚集起來(lái)便會(huì)造成堵塞；4）裂解氣干燥器性

3、能不好，分子篩粉化，粉末帶入冷箱，或裂解氣干燥器 干燥效果不好，水分帶入前冷系統(tǒng)與烴類生成結(jié)晶水合物，都會(huì)逐漸積累堵塞 冷箱流道引起堵塞。5) 苯類物質(zhì)帶入冷箱。在 LUMMUS 順序流程中，一般為了控制冷箱進(jìn)料 中的苯含量均設(shè)有洗苯塔，使進(jìn)入冷箱的苯含量少于 2PPM。如果苯類凝固點(diǎn)較高的物質(zhì)含量過(guò)高，在前冷低溫操作條件下就會(huì)發(fā)生凍 堵，這是最常見(jiàn)冷箱凍堵的因素。所以如果不設(shè)洗苯塔，則要求前冷進(jìn)料中裂 解氣中苯含量很小。6) 如果堿洗系統(tǒng)不合格，固點(diǎn)溫度較高的物質(zhì)(如二氧化碳)帶入冷箱， 因?yàn)槎趸荚诘蜏叵乱仔纬筛杀匀魤A洗塔長(zhǎng)期運(yùn)行不正常也會(huì)導(dǎo)致冷 箱堵塞。2冷箱堵塞的特征：冷箱發(fā)生

4、堵塞的首要特征是被堵塞部位壓差增大，繼而通過(guò)堵塞部位的流 量下降，傳熱效果變差，冷箱和脫甲烷塔的溫度上升，脫甲烷塔操作惡化，乙 烯損失增加，氫氣純度降低。在乙烯裝置中冷箱的堵塞一般分為以下幾類：(1) 凍堵類。低溫下水冷凝結(jié)冰；水與烴作用生成烴類結(jié)晶水合物；二 氧化碳結(jié)成干冰；苯低溫下從裂解氣中析出濃縮結(jié)冰；乙烯乙炔發(fā)生催化羰基 聚合反應(yīng)生成的高度交聯(lián)聚合物低溫下冷凝聚集堵塞通道。(2) 堵塞類。粉化的干燥劑粉塵，在進(jìn)入冷箱后由于流通截面擴(kuò)大流速極低而沉降下來(lái)。另外通過(guò)冷箱的氣體只要含有固體雜質(zhì)均易在 冷箱中沉積，造成冷箱的堵塞。如甲烷制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)活塞環(huán)的磨損粉塵、系 統(tǒng)內(nèi)的鐵繡、灰塵等，經(jīng)

5、過(guò)足夠的積累，可以透過(guò) 80100目的過(guò)濾網(wǎng)使冷箱 堵塞。(3) 混合堵塞。由兩種類型交織造成的冷箱凍和堵。3冷箱堵塞的預(yù)防和處理( 1)不采用帶有往復(fù)式甲烷壓縮機(jī)的工藝流程；壓縮機(jī)采用干氣密封避免 密封油漏入缸體內(nèi)，精心操作脫甲烷塔系統(tǒng)和制冷壓縮機(jī)避免發(fā)生羰基聚合反 應(yīng)，選用性能良好的分子篩干燥劑。( 2)冷箱凍堵、堵塞后的處理方法當(dāng)發(fā)生冷箱凍堵后一般有兩種處理方法。對(duì)于裂解氣管線通常采用在線注 甲醇解凍處理的方法，原因是一旦裂解氣中斷將造成分離系統(tǒng)全面停車，損失 極大。因此只要有可能各裝置首先采用的都是不停車在線處理的方法。第二種 處理方法是離線處理。適用于能夠從系統(tǒng)中切出來(lái)或可以暫時(shí)停用

6、的單獨(dú)冷 箱。對(duì)于在線處理效果不好，或者低溫(-92C以下)限制了使用甲醇解凍的冷 箱，只能采用停車離線處理。不宜采用往復(fù)式甲烷壓縮機(jī)與冷箱匹配的分離流程，這是因?yàn)橥鶑?fù)式甲烷 壓縮機(jī)其固有的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)缺陷會(huì)造成冷箱的堵塞，乙烯裝置中壓縮機(jī)的密封型 式應(yīng)采用干氣密封，已有的油膜密封可以改造為干氣密封，國(guó)內(nèi)已有改造油膜 密封為干氣密封的成功經(jīng)驗(yàn)。這樣可以消除密封油漏入冷箱的隱患。(天津、 燕山、齊魯冷箱凍堵處理方法？什么地方容易凍堵？)冷箱解除凍堵或堵塞的離線處理過(guò)程一般有以下幾個(gè)步驟：(1) 切除：把在用的冷箱從系統(tǒng)中切換出來(lái)，倒空泄壓準(zhǔn)備進(jìn)行處理。對(duì)于冷箱易發(fā) 生堵塞的部位設(shè)計(jì)時(shí)一般都有旁路或備

7、用，這樣可大幅減少系統(tǒng)倒空泄壓的時(shí) 間，縮短開(kāi)車時(shí)間減少損失。(2) 升溫：使用精氮或干燥的工藝氣體對(duì)冷箱升溫。對(duì)于經(jīng)常需要吹掃的冷箱一般設(shè) 置固定接口和吹掃線，配置固定的排放口和放空線。這些管線的設(shè)置為冷箱的 清理帶來(lái)很多便利，減輕勞動(dòng)量并縮短清理時(shí)間。(3) 吹掃和清洗：使用氮?dú)鈱?duì)冷箱吹掃，這一過(guò)程需要足夠壓力和滿足需求的氮?dú)猓捎瞄g 竭式或爆破式吹掃效果優(yōu)于長(zhǎng)排式。特別是爆破式吹掃能夠?qū)⑤^大的固體顆粒 帶出。液體清洗通常采用閉合循環(huán)的方法，清洗液體一般多選用甲醇、乙醇、正 已烷、芳烴抽余油等。采用高進(jìn)低出或與物流反向的流向?qū)湎溥M(jìn)行沖洗，直 到洗液較為干凈或目視洗液不混濁時(shí)停止循環(huán)，倒凈

8、冷箱內(nèi)洗液。(4) 干燥：吹掃清洗后冷箱需要干燥到-60C以下，這一過(guò)程同時(shí)也將冷箱殘存的液 體除凈。干燥合格后冷箱即可恢復(fù)使用。以上是傳統(tǒng)的離線處理方法，其不足之處是用氮?dú)饣蚋稍餁怏w吹掃難以吹 掃干凈，特別是金屬表面附著的重?zé)N和堵塞嚴(yán)重時(shí)；對(duì)含有固體顆粒堵塞的吹 掃效果也不理想；而采用清洗液清洗則流速過(guò)低設(shè)備內(nèi)仍有不流動(dòng)的死區(qū)。清 洗液不易吹掃干凈，需要專門的循環(huán)泵和貯槽，工作量大所需時(shí)間較長(zhǎng)，處理過(guò)程煩瑣且有一定危險(xiǎn)性。清洗液的 用量每次至少5m3,費(fèi)用較高。( 4)改進(jìn)的離線處理冷箱凍堵、堵塞方法通過(guò)對(duì)冷箱傳統(tǒng)處理方法的介紹，可以看出吹掃和清洗兩種方法各有優(yōu) 點(diǎn)，即氣體吹掃過(guò)程簡(jiǎn)便所需時(shí)

9、間少，而液體清洗效果好。某廠多年來(lái)通過(guò)對(duì) 各種冷箱的凍堵、堵塞處理方法進(jìn)行總結(jié)，摸索出一套簡(jiǎn)便、快速、實(shí)用、經(jīng) 濟(jì)的處理方法。即將清洗液清洗法，改為吹掃加沖洗的方法，取得了良好的效 果。具體步驟如下： 切除：把在用的冷箱從系統(tǒng)中切換出來(lái)，倒空泄壓。 升溫：使用精氮或干燥的工藝氣體對(duì)冷箱升溫。這一過(guò)程主要目的是消除處于深 冷狀態(tài)的設(shè)備對(duì)使用甲醇解凍的溫度限制。對(duì)于需要經(jīng)常進(jìn)行清理的冷箱均配 置了專門的管線，能夠使用氮?dú)饣蚋邏杭淄闅怏w對(duì)冷箱吹掃和用于升溫。冷箱 的吹掃氣可以放空也可進(jìn)火炬，當(dāng)溫度回升到一 60一70C以上時(shí)，可以進(jìn)行 配液沖洗。 加液沖洗：用氣體對(duì)冷箱吹掃升溫后，在吹掃氣中注入甲醇液對(duì)冷箱進(jìn)行沖洗。采用 該方法的優(yōu)點(diǎn)在于將氣體流速高、分布范圍廣及液體密度大沖擊力強(qiáng)的特性相 結(jié)合，借助高速流動(dòng)氣體帶動(dòng)其夾帶的液體把