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热媒脱水和脱轻馏分的工艺及其优化点击：1947 日期：[ 2014-04-26 21:35:48 ] |
| 热媒脱水和脱轻馏分的工艺及其优化 苏中刚 (中国石化集团公司管道储运分公司潍坊输油处) 苏中刚:热媒脱水和脱轻馏分的工艺优化,油气储运, 2007, 26(3) 43~45。 摘 要：介绍了新型原油加热系统热媒脱水与脱轻馏分工艺。针对热媒炉系统易发生水击、无法实现自动控制和优化运行、热效率低、热媒乳化失效快等问题进行了分析,发现主要根源是热媒脱水与脱轻馏分工艺操作不合理。经过系统优化,实现了热媒炉系统的安全、平稳、高效运行。 主题词：热媒炉 脱水和脱轻馏分 优化 一、概 述 常见的管道加热方式有原油直接加热和间接加热两大类,直接加热系统加热炉热效率低,炉体体积大,炉管易结焦,并且易发生炉管穿孔着火事故,特别是原油流量变化大时更为严重。近年来从国外引进了原油间接加热系统热媒炉,可有效避免结焦和炉管穿孔,减小加热体积,提高热效率。此外,热媒炉的热媒流量不受外界的干扰,安全、稳定、可操作性强,便于实现自动化控制。其缺点是,一旦热媒脱水和脱轻馏分工艺应用不当,就会发生一系列问题,例如造成热煤炉系统水击,降低热媒的导热性能,热媒乳化失效;无法实现自动控制和优化运行;大大降低了热媒炉的效率。为此,热媒的选型、热媒脱水和脱轻馏分工艺的优化运行就显得至关重要。 二、热媒的选型 间接加热炉炉管内流动的热媒先后流经对流段和辐射段炉管,升高温度而带走加热炉炉膛和烟道中燃烧产物的热量。热媒离开加热炉后,进入换热器将大部分热量传给原油,将原油加热到所需的温度,冷却后的热媒再回到加热炉吸收热量。因此,这种加热炉称之为热媒炉,热媒必须具备以下特点。 (1)热稳定性好,可以在温度指标允许范围内长期使用,并且在工作温度范围内呈液体状态,粘度不大,便于热媒泵输送,热媒泵的消耗功率低。另外,蒸气压适中、压力增长率小、蒸发损失少。 (2)凝点较低,低温气候不会造成热媒凝堵管道和设备,便于输送。 (3)无腐蚀性,不会给加热装置造成腐蚀。低毒,对人体无毒副作用。 (4)热传导性能好,比热值高。 三、热媒炉工艺流程 CE NATCO热媒炉系统由压缩机空气供给系统、热媒加热炉系统、热媒原油换热器系统和热媒稳定供给系统四部分组成(见图1)。其运行流程为,热媒经热媒泵送至加热炉加热,再经原油换热系统、膨胀罐旁通阀和过滤器返回到循环泵的入口。 四、热媒系统工艺及优化 热媒加热炉在运行中管道经常出现水击和热效率低的现象,造成工艺管网和设备损坏。 1、热媒系统脱水和轻馏分工艺流程 (1)热媒系统正常运行工艺流程为导通阀门3,打开阀门2,关闭阀门1,关闭调节阀-4(见图2)。 热媒系统循环过程见图3。 (2)热媒蒸发时运行的工艺流程为打开阀门1和阀门2,关闭阀门3,调节阀-4处于调节状态(见图2)。热媒蒸发时循环过程见图4。 2、热媒系统优化脱水和脱轻馏分的方法 虽然有些用户设置了脱水工艺流程,但脱水时间和温升不能确定,导致热媒脱水和脱轻馏分不彻底,出现水击,还可能破坏热媒的性能,因此,在热媒加热脱水工艺中,要保证脱水率合格和热媒性能不被破坏,必须优化脱水时间和温升过程。经过多次试验和比对,得到了热媒升温、脱水、降温的最优曲线(见图5)。 由图5可以看出,热媒优化分五个阶段,第一阶段为升温阶段,该阶段将热媒以1~15℃/min速率加热到100℃左右;第二阶段为脱水阶段,该阶段以0~5℃/h速率加热到150℃左右脱水;第三阶段为脱轻馏分阶段,脱轻馏分阶段以0. 5~0. 7℃/min速度加热到250℃左右,然后以5~10℃/h的速率加热到280℃左右脱轻馏分;第四阶段为正常工作阶段,此时热媒温度维持在280℃左右,由热媒泵输送到换热器加热原油;第五阶段为降温阶段,当原油不需要加热,热媒以60~70℃/h的速率冷却降温到45℃左右时,方可停运热媒泵。 五、热媒系统的安装、使用和保养 热媒在长期高温或被污染的情况下会加速分解,因此,每年必须做一次热媒质量指标分析,要求粘度变化不大于15%,闪点变化不大于20%,酸值不大于0. 5,残碳不大于1. 5。 (1)安装的科学性和合理性。加热器最高镜膜温度是影响热媒寿命的关键,因此要求加热器结构合理,不会使热媒发生局部过热,并在加热器出口安装超温报警装置。热油系统中要使用耐压、耐高温垫片,以防止热油泄漏。由于热媒受热后体积会膨胀,因此要安装冷或热膨胀罐。另外,加热热媒会产生蒸气,热媒系统循环过程中会产生污物,为此,要在最高位置安装排气阀,在最低位置安装排污阀。 (2)新装置在使用导热油前,设备必须清洗干净,排除杂质和水分。已经使用过的热油装置,如要更换新油或大修,在更换前必须要用与该导热油性质相近的油循环清洗装置,油温要控制在150℃左右,在循环过程中要将沉积物和滤出物清除干净。 (3)操作人员要按照操作规程操作,两种性能不同的导热油严禁混合使用。热媒系统使用前需经过热媒的优化,即脱水和脱轻馏分。热媒使用中系统内必须用惰性气体密封,保持热媒出口温度平稳。停用时,应将热媒温度降到45℃方可停泵。同时,要控制换热器内原油的流速,一般不低于2 m/s。换热器进出口温差要控制在20~40℃之间。编辑:仇 斌 |
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