摘要：某300kt/a環(huán)管金屬管轉(zhuǎn)子流量計裝置汽蒸器洗滌塔T501在運行中曾出現(xiàn)塔底部和回流管道內(nèi)壁大量結(jié)垢現(xiàn)象，嚴(yán)重影響該系統(tǒng)的正常運行。本文分析了可能導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)垢的原因入手，制定了減少結(jié)垢的措施，減緩了系統(tǒng)結(jié)垢速率，保障了系統(tǒng)的正常運行。

 

    環(huán)管金屬管轉(zhuǎn)子流量計工藝中，汽蒸罐主要作用是使用蒸汽失活金屬管轉(zhuǎn)子流量計粉料中催化劑的殘余活性，并脫除粉料中夾帶的微量烴類組分。汽蒸氣從汽蒸罐頂部經(jīng)一臺旋分分離器分離出大部分細(xì)粉后進入洗滌塔T501，在該處洗滌出細(xì)粉和少量烴油后經(jīng)壓縮后送出裝置界區(qū)外。某300kt/a環(huán)管金屬管轉(zhuǎn)子流量計裝置多次出現(xiàn)T501底部和回流管道內(nèi)壁大量結(jié)垢現(xiàn)象，成為制約裝置長周期運行的瓶頸問題之一。

 

    1  系統(tǒng)流程簡介

    環(huán)管金屬管轉(zhuǎn)子流量計工藝中，經(jīng)汽蒸后的金屬管轉(zhuǎn)子流量計粉料從汽蒸罐底部進入干燥器，而罐內(nèi)的氣體從頂部經(jīng)旋風(fēng)分離器S501除去夾帶的金屬管轉(zhuǎn)子流量計細(xì)粉后，進入洗滌塔T501中。該洗滌塔為板式塔，氣體和工藝水在T501中逆流接觸，從而使氣體得到洗滌。T501底部設(shè)有液位計，并設(shè)置聯(lián)鎖實現(xiàn)高限自動排放和低限自動關(guān)閉來保持T501的液位。被工藝水洗滌下來的金屬管轉(zhuǎn)子流量計細(xì)粉懸浮在液面上，經(jīng)自動排水被帶出系統(tǒng)。

 

    2  T501結(jié)垢的可能原因

    2.1  循環(huán)水結(jié)垢

    T501系統(tǒng)工藝水使用的是循環(huán)水，循環(huán)水硬度較高時容易在設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢。

 

    2.2  金屬管轉(zhuǎn)子流量計細(xì)粉結(jié)垢

    經(jīng)T501洗滌下來的金屬管轉(zhuǎn)子流量計細(xì)粉大部分懸浮于液面上，經(jīng)周期性開關(guān)的排水閥排出系統(tǒng)，還有少量細(xì)粉分散在工藝水中，隨工藝水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，且可能會逐漸累積，達(dá)到一定濃度，在某一溫度條件或第3種物質(zhì)的存在下，粉料聚結(jié)成塊，并黏附在塔內(nèi)壁和回流管道內(nèi)壁，并且呈持續(xù)惡化趨勢。

 

    3  T501結(jié)垢垢樣分析

    對系統(tǒng)垢樣進行分析，結(jié)果如下：

 

    3.1  X熒光定性半定量分析

    可以看出，垢樣主要是無機物成分，且MgO和SiO2的含量與換熱器中產(chǎn)生的循環(huán)水垢樣分析結(jié)果一致，基本可以判斷主要是循環(huán)水結(jié)垢。

 

    3.2  有機物分析

    使用紅外光譜分析垢樣中的有機物主要為亞磷酸二丁酯衍生物，而非金屬管轉(zhuǎn)子流量計，故可以排除金屬管轉(zhuǎn)子流量計細(xì)粉結(jié)垢的可能性。亞磷酸二丁酯衍生物主要來源于主催化劑。

 

 

    3.3  灼減含量分析

    從T501垢樣灼減含量分析結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)垢樣中水分和有機物約占41.6%，其余為無機物組分。通過以上3個分析結(jié)果，可以確定T501內(nèi)部結(jié)垢是循環(huán)水結(jié)垢導(dǎo)致的。

 

    4  T501結(jié)垢原因分析

    檢修時打開裝置其他換熱器檢查發(fā)現(xiàn)，換熱器內(nèi)部結(jié)垢現(xiàn)象并不嚴(yán)重，且裝置干燥氣洗滌塔T502工藝水使用的也是循環(huán)水，也用于洗滌干燥氣中夾帶的金屬管轉(zhuǎn)子流量計細(xì)粉，而T502內(nèi)部并未出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，比較T501和T502工藝條件可以推斷出結(jié)垢的可能原因：

 

    4.1  溫度

    T501操作溫度90~100℃，T502操作溫度30~50℃。循環(huán)水溫度越高，越容易結(jié)垢。

 

    4.2  烴油組分

    T501工藝水中含有洗滌下來的烴類組分一部分經(jīng)排水閥被排出系統(tǒng)，一部分經(jīng)烴分離器D503間歇排出系統(tǒng)，還有一部分隨工藝水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。工藝水中的烴類來源主要有配制催化劑使用的礦物白油和凡士林脂、稀釋外給電子體使用的礦物白油、防止粉料粘壁而加入的抗靜電劑atmer163（主要成分為烷基胺）、軸流泵等動設(shè)備機封沖洗用礦物白油和反應(yīng)過程產(chǎn)生的低聚物。

 

    由于烴油本身具有一定的黏度，容易成為工藝水中礦物粒子和金屬管轉(zhuǎn)子流量計細(xì)粉的“粘合劑”，由于靠近管道內(nèi)壁處工藝水流速較低，少量金屬管轉(zhuǎn)子流量計細(xì)粉和烴油容易粘附在管壁上，并隨著運行時間的延長，粘結(jié)物的厚度逐漸增加，導(dǎo)致管道實際內(nèi)徑減小，T501工藝水回流量減小，塔底工藝水循環(huán)速率降低，洗滌下來的細(xì)粉更容易粘結(jié)、附著在塔底，進一步惡化了T501的工藝水循環(huán)量。

 

    循環(huán)水中油含量過多，一方面容易粘附在設(shè)備表面，同時吸附其他雜質(zhì)，影響換熱效果；另外可以為微生物提供營養(yǎng)源，促進微生物的大量繁殖；再者當(dāng)油污粘附在設(shè)備表面時，影響緩蝕劑阻垢劑與設(shè)備表面的作用，降低了緩蝕阻垢效果，所以當(dāng)回用水中油含量高時，隨著濃縮倍數(shù)的提高，油含量濃度將成倍增加，影響了設(shè)備的穩(wěn)定運行。

 

    膠狀物質(zhì)凝結(jié)成團，粘附在管道及設(shè)備表面；另外濁度過高，在一定程度上影響了緩蝕阻垢劑的使用效果。

 

    5  抑制T501結(jié)垢的措施

    （1）嚴(yán)格控制循環(huán)水的硬度。主要是循環(huán)水場的水質(zhì)指標(biāo)控制，嚴(yán)格控制濃縮倍數(shù)。

 

    （2）降低T501工藝水中的烴油含量。一方面從源

頭上減少烴油的帶入量和產(chǎn)生量。在工藝允許的條件

下，嚴(yán)格控制礦物白油、凡士林脂的加入量，盡量提

高給電子體的濃度、降低抗靜電劑atmer163加入量；強

化設(shè)備運行維護保養(yǎng)，減少因設(shè)備密封故障導(dǎo)致的礦物白油進入工藝系統(tǒng)。另一方面在生產(chǎn)高熔指牌號產(chǎn)品時，使用氫調(diào)性較好、相對分子質(zhì)量分布較窄的催化劑，減少低聚物的產(chǎn)生。還要定期從烴分離罐D(zhuǎn)503處向外排放烴油，避免烴油在系統(tǒng)內(nèi)累積。本裝置通過優(yōu)化工藝參數(shù)，三劑等烴油加入量較之前下降25%以上，再加上優(yōu)化反應(yīng)控制、D503定期排放等措施，T501系統(tǒng)工藝水COD值較之前下降65%以上。

 

    （3）在工藝允許的前提下適當(dāng)降低T501工藝水溫度。由于T501工業(yè)水溫度主要受上游汽蒸罐來的蒸汽等溫度影響，所以需要根據(jù)汽蒸罐運行情況適當(dāng)降低蒸汽的流量和溫度；另一方面T501工藝水溫度越低，汽蒸尾氣中的烴類組分越不容易脫除，導(dǎo)致工藝水中的烴油含量越高。所以T501工藝水溫度不宜過低，一般控制在85~99℃之間。

 

    （4）可使用脫鹽水代替循環(huán)水。為充分延長裝置運行周期，盡量減少T501結(jié)垢對裝置運行的影響，可以將T501系統(tǒng)工藝水改為脫鹽水，非常大程度地降低工藝水的硬度。由于目前工藝水循環(huán)水泵機械密封采用的是PLAN32外沖洗方案，正常運行時需要不斷用新鮮脫鹽水對機械密封進行沖洗，沖洗液流量約為20L/h，故改造后會導(dǎo)致裝置脫鹽水消耗量增大，每年脫鹽水消耗量預(yù)計增加175噸。

 

    6  結(jié)束語

    通過采取上述措施中的前三項，目前T501內(nèi)部結(jié)垢速度大大緩解，每兩年徹底清理一次即可滿足裝置運行要求。計劃于下次檢修時將T501工藝水改為脫鹽水，可進一步解決T501內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題。