边福胜(中国石油四川石化有限责任公司，四川 彭州 611930)

0 引言

中国石油四川石化有限责任公司(简称四川石化)75 万t/aPX 装置重芳烃塔底物料采用空冷器降温。在运行过程中，该空冷器管束逐渐发生弯曲变形。经分析，管束变形的原因是长期运行中，工艺介质中的胶质物在空冷管束内逐渐积聚堵塞，使物料在管束内发生偏流，工艺介质集中从未堵塞的换热管流动，最终导致部分换热管热膨胀量超过设计值而发生了弯曲变形。经调研，行业内流程设计大体一致的其他装置也出现过类似情况。

四川石化公司生产三部针对该项问题，制定并施行空冷器整体更换、空冷器管束冲洗、日常系统维护等措施，并逐渐摸索、总结出有效的工作经验，为预防和减少重芳烃塔空冷器管束弯曲变形、延长PX 装置安全稳定运行做出了积极贡献，值得在行业内交流和推广[1]。

1 重芳烃塔底系统工艺情况

1.1 工艺流程

重整装置重整油分馏塔底的C8 及以上组分的重整生成油经白土脱除烯烃后进入二甲苯塔，二甲苯塔底少量邻二甲苯、C9 及以上重组分进入邻二甲苯塔，邻二甲苯塔脱除邻二甲苯后，将塔底C9 及以上种族分送入重芳烃塔，C9 及部分C10芳烃从重芳烃塔顶采出送往歧化和汽油调和罐区，塔底的C10及以上重芳烃经空冷器EA-8006 冷却后送至柴油罐区。另有吸附分离单元解吸剂再生塔底物料进入EA8006，主要成分是解吸剂老化后生成的重芳烃。

原始开工以来，重芳烃塔底物料超过设计流量，导致重芳烃塔底外送物料经常超过设计温度(50 ℃)，塔底外送流量受限。因此针对该段流程进行改造，包括更换塔底泵的叶轮和配套电机，更换塔底流量孔板FE81901，增加FT81902 旁路，以及新增水冷器E-8012，以上措施实施后，缓解了重芳烃外送温度和流量瓶颈的问题。

流程简图如图1 所示。

图1 重芳烃塔底系统工艺流程示意图

1.2 设备简介

重芳烃塔底产品空冷器EA-8006 由无锡鼎邦换热设备有限公司制造，规格型号为GP9-2-4-84-1.6S-23.4/DR-Iva。操作温度269 ℃/50 ℃，操作压力0.73 MPa，工艺介质C9+芳烃，传热面积1 966 m2/84 m2，管束规格φ25×2.5×9 000 mm，材质10#钢，管箱材质Q345R。

2 问题描述及原因分析

2.1 问题描述

2018 年，EA-8006 运行期间管束发生弯曲变形，且变形呈逐渐加剧趋势。2018 年12 月，由于空冷管束变形严重(如图2 所示)，紧急采购一台新的空冷管束进行了更换(无锡鼎邦制造)。

图2 2018年12月更换前的管束变形情况

2.2 原因分析

对拆除的旧空冷器管束进行研究。割开已被换下，且变形较严重的换热管，发现换热管基本已被黑色的胶状物堵死。从现场测得的温度显示，热端入口温度为200 ℃左右的管束均变形，而热端入口温度低的没有变形，空冷管束温度不均证明物料进入空冷管束后流量发生偏流，而偏流的主要原因就是部分换热管已经发生堵塞，工艺介质集中从未堵塞的换热管流动，最终导致部分换热管热™膨胀量超过设计值而发生了弯曲变形。经了解行业内其他装置，流程设计上大体一致，乌石化、广西石化也出现类似情况：流量上超出设计，在检修中拆开空冷堵头后，也发现管束堵塞甚至是堵死的情况。

对重整油塔底物料进行胶质分析，结果如下：

表1 重整油塔底物料胶质分析

如表1 所示，可以看出，重整产物中的胶质含量不稳定，且部分时间段超过了原料胶质含量不大于20 mg/100 mL的指标。

2.3 小结

较高含量的胶质进入PX 装置后，一部分会被白土精制剂吸附下来，堵塞精制剂孔道，降低精制剂使用寿命；另一部分没有被白土精制剂拦截的胶质，会随着物料继续流向下游。由于重芳烃塔处于重整装置、PX 装置二甲苯单元的流程末尾，其塔底组分是芳烃联合装置中最重的，并含有较多上游装置冲下的胶质；且重芳烃塔底物料流量较小，物料流经空冷管束时流速很低，胶质容易在空冷管束内沉积，并最终堵塞空冷管束。

3 应对措施

由于胶状物在重芳烃塔底的出现、在塔底空冷器中的沉积难以避免，更换空冷器管束箱后，装置运行一段时间后，依然会发生同样的问题。因此待空冷器管束被胶质堵死、发生弯曲变形后整体更换空冷器管束箱的应对方法成本过高，且存在一定的安全风险。因此，经过专项研究和实践，生产三部采取以下几种措施解决该项问题。

3.1 管束冲洗

在重芳烃塔底泵后增设临时管线，将重芳烃塔底物料经装置退油空冷器EA-8003 冷却后送往装置重整油储罐，对空冷器EA-8006 进行隔离和工艺处置后，使用高压水冲洗EA-8006 的管束。2020 年7 月，冲洗EA-8006 入口第一排管束(30 根)；2021 年1 月，冲洗管束第一、二排(60 根)。

由于及时采取高压水冲洗措施，有效清除沉积在空冷管束内的胶状物、疏通被堵塞的空冷管束，空冷器EA-8006 管束发生弯曲变形的现象明显减轻。因高压水冲洗效果较好，计划每个季度对空冷器EA-8006 进行一次高压水冲洗，以清除管束内沉积的胶质、减少管束完全变形、延长空冷器使用寿命、保障装置安全平稳运行[2]。

3.2 一体化联合巡检

为监控EA-8006 运行状态、及时发现并处置空冷器运行过程中可能出现的问题，生产三部对EA-8006 巡检模式进行优化，由生产三部牵头、各维修车间联合协作，开展“一体化”的联合巡检。巡检人员及巡检内容如表2 所示。

表2 EA-8006一体化联合巡检

通过“一体化”的联合巡检，能够有效加强对EA-8006 空冷器及管束运行情况的掌握，实现“巡检不留死角，隐患暴露无遗”，对空冷管束有可能出现的弯曲变形进行有效的跟踪，并减少了可能出现的各种风险和不安全因素。

4 结语

(1)空冷器EA-8006 管束弯曲变形的主要原因，是物料中携带的胶质，因较低的流速，在空冷管束内发生沉积，并最终堵塞空冷管束。

(2)采取高压水冲洗的措施，能够有效清除沉积在空冷管束内的胶状物、疏通被堵塞的空冷管束，减少管束完全变形、延长空冷器使用寿命、保障装置安全平稳运行。

(3)采用“一体化”联合巡检的模式，能够有效加强对EA-8006 空冷器及管束运行情况的掌握，对空冷管束有可能出现的弯曲变形进行有效的跟踪，并减少了可能出现的各种风险和不安全因素。