專利名稱：尿素脫蠟裝置的管式加熱爐清焦方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油化工產(chǎn)業(yè)中的管式加熱爐相關技術領域，具體地說是針對尿素脫 蠟裝置的管式加熱爐清焦方法。
背景技術：
管式加熱爐是目前石油化工企業(yè)中普遍應用的一種油品加熱設備，因其造價低、 占地面積小、熱效率高、傳熱能力大等優(yōu)點被廣泛應用。尿素脫蠟裝置管式加熱爐結(jié)構獨 特，它不同于一般的煉油廠裝置的加熱爐。它是由兩個加熱爐組成，兩個加熱爐輻射室各自 獨立，每臺加熱爐輻射室煙氣出口均設置一次煙道擋板，用于單臺爐輻射室負壓的分別控 制。高溫煙氣從輻射室進入對流室混合，在對流室底部經(jīng)一道半封閉的防火墻分隔導流進 入兩爐共用的對流室，對兩種油品初加熱。對流室煙 出口設二次煙道檔板。兩臺輻射室 內(nèi)一路走合成導熱油，另一路走含有微量尿素的脫蠟油，由于兩臺加熱爐操作條件不同，運 行中共用一個對流室，因此操作復雜，危險性較大。加熱爐在生產(chǎn)運行過程中爐管內(nèi)的油品受熱后部分會發(fā)生裂解，裂解產(chǎn)生的游離 炭會堆積在管壁上形成結(jié)焦。由于結(jié)焦的存在，結(jié)焦部位的管壁在運行過程中溫度上升急 劇，伴隨運行周期的增長爐管高溫氧化、腐蝕加劇。從而引起爐管鼓包、破裂。結(jié)焦的同時， 爐管內(nèi)的壓降顯著增加，使得加熱爐操作性能惡化。結(jié)焦嚴重時導致系統(tǒng)處理能力下降、爐 管燒穿的惡性事故，迫使系統(tǒng)停車。因此加熱爐在運行一定周期后，要根據(jù)系統(tǒng)原料性質(zhì) 及爐管總壓降等現(xiàn)象判斷爐管結(jié)焦情況，及時安排清焦處理，保障生產(chǎn)運行的連續(xù)性、平穩(wěn) 性。在石化行業(yè)，一般走粘度較大的重油的加熱爐結(jié)焦較嚴重，輕油爐基本不結(jié)焦。因 此，目前在石油化工行業(yè)中廣泛應用的管式加熱爐兩種清焦操作方法都是針對重油爐的 一種是針對熱裂化加熱爐焦層厚、結(jié)焦硬這一特點的“空氣燒焦法”，(因熱裂化工藝已被催 化裂化工藝取代，此方法也隨之淘汰)。第二種是針對常減壓加熱爐結(jié)焦軟、焦層薄這一特 點的“蒸汽+空氣”除焦法。此方法利用不斷切入爐管內(nèi)的空氣和蒸汽清掃爐管內(nèi)部焦層， 實現(xiàn)“燒焦”、“剝離”達到清焦目的。這兩種方法都不適應尿素脫蠟裝置這種輕油管式加熱 爐。尿素脫蠟工藝是利用尿素分子在一定條件下能夠與正構烷烴發(fā)生絡合反應的特 性，將柴油餾分中的蠟取出，使油品的凝固點降低。絡合物加熱分解，可以還原為正構烷烴 和尿液。尿液循環(huán)使用，使工藝連續(xù)化。在生產(chǎn)過程中雖然經(jīng)過洗滌、分離等操作環(huán)節(jié)，但油 品中無法完全杜絕尿素的混入。尿素脫蠟裝置主要是脫蠟油爐結(jié)焦，其結(jié)焦成因主要有兩 方面因素一是油品中攜帶的微量尿素，當加熱到稍高于它的熔點時(130.7°C以上)，則發(fā) 生雙分子縮合，兩分子尿素脫去一分子氨而生成縮二脲，堆積產(chǎn)生的結(jié)焦。二是管線表面聚 集的尿素吸附了部分油品，受熱后發(fā)生裂解，裂解產(chǎn)生的游離炭堆積在管壁上形成的結(jié)焦。 這兩種結(jié)焦物質(zhì)混合在一起。此種結(jié)焦應用傳統(tǒng)的清焦操作方法效果不明顯，既增加了生 產(chǎn)過程中的清焦次數(shù)，也縮短了加熱爐的運行周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于處理尿素脫蠟裝置管式加熱爐因微量尿素、縮二脲 及油品裂解而結(jié)焦的尿素脫蠟裝置的管式加熱爐清焦方法。是針對尿素脫蠟裝置獨特的管 式加熱爐結(jié)構和結(jié)焦成因而區(qū)別于傳統(tǒng)管式加熱爐的特點而研發(fā)的一種清焦操作方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括有脫蠟油加熱爐，導熱油加熱爐，對流室， 脫蠟油管線，合成導熱油管線，其特征是所述的結(jié)構為在對流室前部的脫蠟油管線上分別 設置有帶熱水閥的熱水管及帶蒸汽閥的蒸汽管，在脫蠟油加熱爐后部的脫蠟油管線上設置 有一帶閥的清焦吹掃排出管，該清焦吹掃排出管與排污池相連通，在排污池內(nèi)還連通有一 帶水閥的冷水管；所述的方法為先關閉進料閥切斷系統(tǒng)進料，打開蒸汽閥，使脫蠟油管線 內(nèi)物料掃進入后部的脫蠟油蒸餾塔，之后關閉出料閥，同時打開閥；關閉蒸汽閥，打開熱水 閥，水沖洗脫蠟油管線時間為0. 5-1小時；熱水沖洗后，開啟冷水閥，排污池內(nèi)通入低溫水； 關閉熱水閥，開蒸汽閥引蒸汽吹掃脫蠟油管線，此時，爐膛溫度為400-450°C ；待脫蠟油管 線泄壓后關蒸汽閥，再開熱水閥送熱水沖洗脫蠟油管線，時間20-30分鐘，清焦而排入排污 池內(nèi)；清焦后，關閉熱水閥開蒸汽閥，引蒸汽驅(qū)趕脫蠟油管線存水，干凈后再壓泄，關閉蒸汽 閥，再將進料閥及出料閥開啟狀態(tài)，而恢復到正常的生產(chǎn)流程。本發(fā)明所述的在引熱水沖洗脫蠟油管線過程中，其熱水水溫為60-90°C范圍內(nèi)。在引蒸汽吹掃脫蠟油管線過程中，脫蠟油加熱爐出口見汽后要點火咀升溫，使脫 蠟油加熱爐的爐膛溫度在400-450°C范圍內(nèi)；當溫度低于400°C時將不利于結(jié)焦的剝離；而 溫度高于450°C時，清焦強度加大管線震動劇烈，對管線及加熱爐本體存在潛在傷害。本發(fā)明的特點是在傳統(tǒng)清焦工藝基礎上，采用反復通入一定溫度的熱水和蒸汽， 沖洗溶解尿素產(chǎn)生的縮二脲結(jié)焦達到徹底清焦部位E的目的。雖然縮二脲在水中的溶解度偏低(25°C水溶性2g/100mL)，但本工藝使用熱水溫 度較高，流量較大(8-14t/h)，可以完全溶解管線內(nèi)的縮二脲結(jié)焦。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、安全性高。本發(fā)明由于是采用注水、注蒸汽的方法清焦，因此從根本上消除了上 述的通過普通燒焦方法即采用通入空氣(蒸汽掩護)加熱，使結(jié)焦物燃燒方法除焦所存在 的缺陷。使脫蠟油管線受熱溫度低且均勻，而且除焦效果好，不會造成燒穿爐管，而釀成安 全和設備事故的發(fā)生。2、處理時間短。清焦時，生產(chǎn)裝置采取蒸餾單元局部停車的辦法，其他單元仍然正 常生產(chǎn)，因此、燒焦后能夠迅速恢復生產(chǎn)(約24小時)，減少經(jīng)濟損失。3、清焦效果好。本發(fā)明的清焦方法是先通入水，一是溶解尿素結(jié)焦，二是使爐管冷 縮，然后再加熱使爐管熱漲；因膨脹系數(shù)不一樣，再加上結(jié)焦物中水突然汽化，使結(jié)焦物與 爐管內(nèi)壁易脫離。


圖1 尿素脫蠟裝置加熱爐示意圖；圖2 本發(fā)明的工藝流程示意簡圖。附圖主要部分的符號說明
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A 脫蠟油加熱爐；B 導熱油加熱爐；C 福射室；D 對流室E:結(jié)焦部位； F:脫蠟油管線；G:合成導熱油管線
具體實施例方式由圖1-2所示，圖中的A為脫蠟油加熱爐，B為導熱油加熱爐，D為對流室，F(xiàn)為脫 蠟油管線，G為合成導熱油管線；在對流室D前部的含微量尿素的脫蠟油管線F上分別設置 有帶熱水閥3的熱水管及帶蒸汽閥6的蒸汽管，在脫蠟油加熱爐A后部的脫蠟油管線F上 設置有一帶閥2的清焦吹掃排出管，該清焦吹掃排出管與排污池5相連通，在排污池5內(nèi)還 連通有一帶水閥4的冷水管；在排污池5的底部還設置有一帶排污閥7的清焦污水管。另 外，圖1中的E為脫蠟油加熱爐內(nèi)的含微量尿素的脫蠟油管線結(jié)焦部位，C為加熱爐內(nèi)的輻 射室。所述的生產(chǎn)方法為正常生產(chǎn)時，進料閥8及出料閥1均為開啟狀態(tài)，而閥2、熱水閥3和蒸汽閥6均為 關閉狀態(tài)，此時尿素脫蠟裝置加熱爐在正常運行；當在管壁(特別是在脫蠟油加熱爐內(nèi)的 管壁)上形成的結(jié)焦需要清除時；系統(tǒng)將切斷進料即關閉進料閥8，使蒸餾系統(tǒng)循環(huán)降溫， 至燒焦爐A熄火(保持長明燈燃燒)，然后運行下述操作步驟1)系統(tǒng)切斷進料后，蒸餾系統(tǒng)循環(huán)降溫，至燒焦爐A熄火(保持長明燈燃燒)，同 時其B爐要保持運轉(zhuǎn)；使脫蠟油管線F內(nèi)物料掃進入后部的脫蠟油蒸餾塔后關閉出料閥1， 打開閥2改清焦吹掃流程；2)開熱水閥3，送熱水沖洗脫蠟油管線F，時間為0. 5-1小時，水溫在65-80°C，水量 在8-14t/h左右(此數(shù)據(jù)可根據(jù)爐子結(jié)焦嚴重程度進行調(diào)整)。此步驟的目的是通過熱水清 除脫蠟油加熱爐內(nèi)的脫蠟油管線F內(nèi)壁附著的縮二脲結(jié)晶，使其溶解于水中而加以去除；3)熱水沖洗結(jié)束后，開水閥4，排污池5內(nèi)通入0-20°C的低溫水，該步驟目的是為 下一步脫蠟油加熱爐管通入蒸汽做準備水封掩護蒸汽、冷卻雜質(zhì)；4)關閉熱水閥3，開蒸汽閥6引蒸汽吹掃脫蠟油管線F時；A爐出口見汽后點火嘴 升溫，爐膛溫度達400-45(TC (溫度低于400度不利于燒焦剝離；溫度高于450度，燒焦強 度加大管線震動劇烈，對管線及加熱爐本體存在潛在的傷害)，蒸汽以高速率通入爐管，“剝 離”階段基本可以清除全部焦炭。同時B爐點長明燈做安全掩護。升溫時注意A爐管線振 動，根據(jù)情況增減蒸汽量，吹掃凈后，熄火嘴(兩個爐火嘴要同時熄滅)，停吹掃蒸汽。此過 程對焦炭進行燒焦剝離；5)管線泄壓后關蒸汽閥6，再次啟動熱水泵開熱水閥3送熱水沖洗爐管，水溫在 70°C左右，用時20-30分鐘，過程中水量由10t/h逐漸提至18t/h(此數(shù)可根據(jù)爐子負荷大 小調(diào)整)，注意熱水流量變化情況，可根據(jù)泵流量、A爐出入口壓力判斷是否達到清焦要求；6)清焦過程中，排污池5上層固體焦塊按要求回收到指定位置，排污閥7根據(jù)排污 池5內(nèi)所設置的液位控制開關，將燒焦污水排入指定污水處理系統(tǒng)；7)達到清焦要求后，關閉熱水閥3開蒸汽閥6，引蒸汽驅(qū)趕系統(tǒng)內(nèi)存水，干凈后然 后將壓泄凈；當關閉蒸汽閥6，再將進料閥8及出料閥1開啟狀態(tài)，從而又恢復到正常的生 產(chǎn)流程，從而實現(xiàn)了本發(fā)明清焦目的。
權利要求
一種尿素脫蠟裝置的管式加熱爐清焦方法，它包括有脫蠟油加熱爐(A)，導熱油加熱爐(B)，對流室(D)，脫蠟油管線(F)，合成導熱油管線(G)，其特征是所述的結(jié)構為在對流室(D)前部的脫蠟油管線(F)上分別設置有帶熱水閥(3)的熱水管及帶蒸汽閥(6)的蒸汽管，在脫蠟油加熱爐(A)后部的脫蠟油管線上設置有一帶閥(2)的清焦吹掃排出管，該清焦吹掃排出管與排污池(5)相連通，在排污池(5)內(nèi)還連通有一帶水閥(4)的冷水管；所述的方法為先關閉進料閥(8)切斷系統(tǒng)進料，打開蒸汽閥(6)，使脫蠟油管線(F)內(nèi)物料掃進入后部的脫蠟油蒸餾塔，之后關閉出料閥(1)，同時打開閥(2)；關閉蒸汽閥(6)，打開熱水閥(3)，水沖洗脫蠟油管線(F)時間為0.5-1小時；熱水沖洗后，開啟冷水閥(4)，排污池(5)內(nèi)通入低溫水；關閉熱水閥(3)，開蒸汽閥(6)引蒸汽吹掃脫蠟油管線(F)，此時，爐膛溫度為400-450℃；待脫蠟油管線(F)泄壓后關蒸汽閥(6)，再開熱水閥(3)送熱水沖洗脫蠟油管線，時間20-30分鐘，清焦而排入排污池(5)內(nèi)；清焦后，關閉熱水閥(3)開蒸汽閥(6)，引蒸汽驅(qū)趕脫蠟油管線存水，干凈后再壓泄，關閉蒸汽閥(6)，再將進料閥(8)及出料閥(1)開啟狀態(tài)，而恢復到正常的生產(chǎn)流程。
2.根據(jù)權利要求書1所述的尿素脫蠟裝置的管式加熱爐清焦方法，其特征是在排污 池(5)的底部還設置有一帶排污閥(7)的清焦污水管。
3.根據(jù)權利要求書1所述的尿素脫蠟裝置的管式加熱爐清焦方法，其特征是在引熱 水沖洗脫蠟油管線過程中，其熱水水溫為60-90°C范圍內(nèi)。
全文摘要
一種尿素脫蠟裝置的管式加熱爐清焦方法，它包括有脫蠟油加熱爐，對流室，技術要點是在對流室前部的脫蠟油管線上分別設置有帶閥的熱水管線及帶閥的蒸汽管線，在脫蠟油加熱爐后部的脫蠟油管線上設置有一帶閥的清焦吹掃管線，該清焦吹掃管線與儲水池相連通，在儲水池內(nèi)還連通有一帶閥的冷水管線。本發(fā)明采用注水、注蒸汽的方法清焦，因此清焦效果好，從根本上避免燒穿爐管事故。處理時間短；清焦時，生產(chǎn)裝置采取蒸餾單元局部停車辦法，清焦后能夠迅速恢復生產(chǎn)，減少經(jīng)濟損失。清焦效果好；本方法是先通入水溶解尿素結(jié)焦，同時使爐管冷縮，然后再加熱使爐管熱漲，通過膨脹系數(shù)不同，再加上結(jié)焦物中水汽化，使結(jié)焦物與爐管內(nèi)壁易脫離。
文檔編號C10G73/02GK101852557SQ201010198558
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權日2010年6月12日
發(fā)明者朱興東, 李 東, 王小歡, 邴國憲, 鄭義濤, 顏廷武 申請人:沈陽石蠟化工有限公司