己内酰胺事业部换热器超声波防除垢技术方案(共16页)

1、巴陵石化己内酰胺环己酮装置再沸器超声波防、除垢项目 方案编号：ZHXK-JF150119地址：北京市海淀区丹棱街3号中国电子大厦B座6F 电话传真 PAGE 9 页 共7页方案编号：ZHXK-JF150119中国(zhn u)石化巴陵(b ln)石化分公司己内酰胺事业(shy)部超声波防、除垢项目技术方案北京中环信科科技股份有限公司二零一五年一月目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc409432086 第1章 概述(i sh) PAGEREF _Toc409432086 h 2 HYPERLINK l _

2、Toc409432087 1.1 项目名称 PAGEREF _Toc409432087 h 2 HYPERLINK l _Toc409432088 1.2 建设(jinsh)单位 PAGEREF _Toc409432088 h 2 HYPERLINK l _Toc409432089 1.3 项目(xingm)内容 PAGEREF _Toc409432089 h 2 HYPERLINK l _Toc409432090 第2章 换热设备结垢现状及问题分析 PAGEREF _Toc409432090 h 3 HYPERLINK l _Toc409432091 2.1 简单工艺流程 PAGEREF _

3、Toc409432091 h 3 HYPERLINK l _Toc409432092 2.2烷塔再沸器结垢现状及问题分析 PAGEREF _Toc409432092 h 4 HYPERLINK l _Toc409432093 第3章 CMFG超声波防、除垢解决方案 PAGEREF _Toc409432093 h 0 HYPERLINK l _Toc409432094 3.1 适合再沸器的防、除垢技术分析 PAGEREF _Toc409432094 h 0 HYPERLINK l _Toc409432095 3.2 设计依据、原则及技术标准 PAGEREF _Toc409432095 h 0 H

4、YPERLINK l _Toc409432096 3.3 防、除垢工艺流程 PAGEREF _Toc409432096 h 1 HYPERLINK l _Toc409432097 3.4 硬件和软件系统 PAGEREF _Toc409432097 h 2 HYPERLINK l _Toc409432098 3.5 防爆设计 PAGEREF _Toc409432098 h 2 HYPERLINK l _Toc409432099 3.6 系统参数设计 PAGEREF _Toc409432099 h 2 HYPERLINK l _Toc409432100 3.7 设备配置 PAGEREF _Toc4

5、09432100 h 3 HYPERLINK l _Toc409432101 3.8安装方案 PAGEREF _Toc409432101 h 3 HYPERLINK l _Toc409432102 3.9 调试和验收 PAGEREF _Toc409432102 h 6 HYPERLINK l _Toc409432103 3.10 使用要求 PAGEREF _Toc409432103 h 7第1章 概述(i sh)1.1 项目名称中国(zhn u)石化巴陵(b ln)石化分公司己内酰胺事业部换热器超声波防、除垢项目1.2 建设单位中国石化巴陵石化分公司己内酰胺事业部1.3 项目内容本项目是在中国

6、石化巴陵石化分公司己内酰胺事业部(E-59032)， E-15701,E-15704，E5801,E-26410，E-16107A共6台换热器上进行超声波防、除垢改造。项目的实施可延缓换热器结垢现象，减少能耗，提高产能。第2章 换热设备结垢现状及问题分析2.1 简单(jindn)工艺流程(lichng)环己酮车间(chjin)：从废碱分离系统来的有机相进入环己烷精馏系统的闪蒸罐闪蒸出约6wt的环己烷和60wt的水，闪蒸的气相进入第三烷精馏塔，液体经指示进入第一环己烷精馏塔。进入烷一塔的物料约有25wt环己烷被蒸发，剩余部分由塔釜进入第二烷精馏塔；塔顶蒸出的环己烷进入烷二塔再沸器，在此冷凝的环己

7、烷自流到烷二塔冷凝液槽，由液位控制排入烷三塔冷凝液槽V0253；为了保证获得良好的塔顶产品，在烷一塔再沸器中通入中/高压蒸汽，此蒸汽为环己烷大回路的主要推动力。来自烷一塔塔底的物料进入第二烷精馏塔，进料中约30（wt）环己烷在此蒸发，其余物料进入第三环己烷精馏塔；烷二塔塔顶产品进入烷三塔再沸器，来自烷二塔的塔釜物料进入第三环己烷精馏塔。烷三塔的塔顶产物冷凝后的物料进入烷回流槽，而没有冷凝的烷和惰性气体到尾气冷凝器继续冷却。烷三塔釜液溢流至烷四塔，通过再沸器蒸去多余的环己烷，保证塔釜出料醇酮含量，塔底部产品由底液泵送到皂化反应器。肟化车间：在肟化反应工序，反应釜中反应液由泵从反应釜底抽出，送至膜

8、过滤系统。经过膜过滤器后，清液进入溶剂回收系统；而含有催化剂的浓液晶反应釜换热器返回反应釜。由膜过滤系统来的物料进入叔丁醇回收系统，叔丁醇回收塔中的物料经叔丁醇再沸器进行加热，塔中醇与水形成共沸，通过收集蒸馏气体实现叔丁醇的回收和再利用。在甲苯肟分离系统，精馏塔通过减压降低沸点的方式获得肟产品，精馏塔通过精馏塔再沸器加热，通过蒸馏在塔顶回收甲苯。2.2烷塔再沸器结垢现状及问题分析设备名称烷塔再沸器数量及编号3台： E-15701,E-15704,E-5801设备型式固定管板式管程烷，醇，酮壳程蒸汽结垢状况描述管程：1、垢质成分：钠盐2、垢质厚度：3mm/六个月（清洗周期）3、结垢成因：由于溶液

9、中含有的钠离子和无机物等易结垢物质，随着温度和浓度的提高大量析出，形成有机钠盐积垢。4、结垢状况描述：管束内侧结垢较重，垢层厚度1-4mm。5、除垢周期及除垢时间：六个月，每次停机2-3天水煮清洗6、清洗除垢方式：加水加蒸汽水煮融掉结晶体，每次清洗费用20-30万。结垢带来的问题1.降低产品产量和质量：由于烷塔再沸器结垢，导致后期烷精馏系统处理量下降，降低工段进料量，导致产品产量下降。3.增加能耗：再沸器结垢导致蒸汽单耗增加，同物料处理量带垢再沸器蒸汽耗量远远大于洁净状态下，消耗大量蒸汽。4.额外增加维护费用：由于结垢严重，6-8个月左右就必须进行除垢，除垢耗时需2-3天，增加了设备的清洗维护

10、费用，同时带来因停产导致的产能损失。 5.造成垢下腐蚀，缩短设备使用寿命：管束垢下腐蚀较重，管束寿命缩短。设备名称烷塔再沸器数量及编号1台：E-59032设备型式固定管板式管程蒸汽壳程氢气，环己酮，环己醇结垢状况描述壳程：1、垢质成分：钠盐2、垢质厚度：3mm/六个月（清洗周期）3、结垢成因：由于溶液中含有的钠离子和无机物等易结垢物质，随着温度和浓度的提高大量析出，形成有机钠盐积垢。4、结垢状况描述：管束内侧结垢较重，垢层厚度1-4mm。5、除垢周期及除垢时间：六个月，每次停机2-3天水煮清洗6、清洗除垢方式：加水加蒸汽水煮融掉结晶体，每次清洗费用20-30万。结垢带来的问题1.降低产品产量和

11、质量：由于烷塔再沸器结垢，导致后期烷精馏系统处理量下降，降低工段进料量，导致产品产量下降。3.增加能耗：再沸器结垢导致蒸汽单耗增加，同物料处理量带垢再沸器蒸汽耗量远远大于洁净状态下，消耗大量蒸汽。4.额外增加维护费用：由于结垢严重，6-8个月左右就必须进行除垢，除垢耗时需2-3天，增加了设备的清洗维护费用，同时带来因停产导致的产能损失。 5.造成垢下腐蚀，缩短设备使用寿命：管束垢下腐蚀较重，管束寿命缩短。设备名称肟化车间再沸器数量及编号2台：E-26410，E-16107A设备型式固定管板式管程蒸汽壳程环己酮肟等结垢状况描述管程：1、垢质成分：环己酮肟等有机物，少量无机盐类。2、结垢成因：物料

12、中的环己酮肟及少量无机盐类由于温度变化等因素附着在管壁表面。4、除垢周期：六个月。5、清洗除垢方式：高压水枪清洗。结垢带来的问题1.降低负荷能力：由于肟化反应温度要求严格，本反应为强放热反应，反应釜换热器需要将反应热及时移除，而反应釜换热器由于结垢问题导致换热能力下降，降低设备负荷能力。 2.增加能耗：结垢导致单耗增加，增加大量电力，循环水。3.额外增加维护费用：由于结垢严重，6个月左右就必须进行除垢，增加了设备的清洗维护费用，同时带来因停产导致的产能损失。 4.造成垢下腐蚀，缩短设备使用寿命：管束垢下腐蚀较重，管束寿命缩短。第3章 CMFG超声波防、除垢解决方案3.1 适合(shh)再沸器的

13、防、除垢技术(jsh)分析针对(zhndu)巴陵石化分公司己内酰胺部换热器的工艺、介质和结垢特点，要求的防、除垢技术应具备以下特点：第一、防垢效果好以前，车间主要采用除垢方法，在设备结垢严重到不能达到换热工艺指标时停机清洗，即在设备停运期间（运行间隔期间）清洗污垢。而在设备运行期间，污垢已经造成损失和危害。防垢办法是在设备运行期间防止设备结垢，使设备不带垢运行，从而解决污垢在运行期造成损失和危害的问题。所以，只有采用有效的防垢办法才能解决目前换热器结垢造成的问题。第二、不能影响生产第三、无环境污染、无水资源浪费 第四、后期日常运行不需人工操作3.2 设计依据、原则及技术标准3.2.1 设计依据

14、（1）巴陵石化分公司己内酰胺部再沸器的工艺流程、工况、参数、介质、结垢成因、垢质成份、厚度、结垢速度、除垢周期；（2）超声波防、除垢机理；（3）超声波防、除垢效应及各硬件单元控制流程；（4）设备热效率计算通则；（5）换热设备能量平衡通则。3.2.2 设计原则根据车间生产实际情况按照以下原则进行方案设计：（1）贯彻执行国家有关环境保护的政策(zhngc)、法规，符合国家有关规范及标准；（2）充分考虑企业内部对施工的安全(nqun)要求和环保要求； （3）充分利用现有(xin yu)的供电设施和设备安装空间；（4）充分考虑可维护性、可扩展性；（5）具备良好的人机交互界面，操作简单、方便、直观；（6

15、）建设施工不影响原换热设备的正常运行，外观形象。3.2.3 技术标准符合Q/HAZHK0001-2012标准。3.3 防、除垢工艺流程当超声波脉冲防、除装置换能器发出的超声波脉冲振荡波在换热器传热面的金属管、板壁传播时，由于在高加速度振荡波的冲击作用下，使之金属和液体界面上的液体产生高速微涡，这一高速微涡阻碍了结垢、结晶、积垢等物质的附着，同时也起到金属界面的清理作用。从而实现防止结垢、结晶、结焦、积碳的目的。3.4 硬件(yn jin)和软件系统CMFG超声波防、除垢硬件(yn jin)系统设计方案：电源(dinyun)单元、主控单元、电/机转换单元、参数调测单元、匹配单元、显示单元、功放单

16、元、遥控单元。CMFG超声波防、除垢软件系统设计方案：主控软件、参数调测控制软件、电/机转换控制软件。3.5 防爆设计本项目所采用的超声波脉冲防、除垢系统按国家相应等级防爆要求设计，防爆等级：ExdBT4。3.6 系统参数设计环境温度：-30+60，相对湿度85%。 工作电源：供电22010V输入范围其他条件：主机安装位置远离强电场、磁场和热源。超声波频率：1525KHz脉冲周期：40300ms脉冲宽度：0.52.5 ms换能单元(dnyun)绝缘电阻：1000M3.7 设备(shbi)配置超声波防、除垢装置(zhungzh)配置一览表：设备名称工位艺号换热设备型式换热设备台数防、除垢设备型号

17、中环信科超声波脉冲防（除）垢装置防、除垢设备台数安装组别叔丁醇蒸馏塔再沸器E16107A固定管板式1CM-H-06ZBV1.06第二组第二蒸馏塔再沸器E26410固定管板式1CM-H-06ZBV1.02第一组干燥塔再沸器（蒸馏塔再沸器）E5801,(E59032)固定管板式1CM-H-06ZBV1.03,(2)第四组烷一塔再沸器E15701固定管板式1CM-H-06ZBV1.06第三组烷三塔再沸器E15704固定管板式1CM-H-06ZBV1.02第一组装置组成部件表 序号名称数量备 注1主机192换能器（超声波头）1143超音频传输电缆114与换能器配套使用4焊接螺纹基座114与换能器配套使

18、用3.8安装(nzhung)方案（1）第一组主机(zhj)安装主机安装在换热设备管板对应位置附近的墙壁(qingb)或架构上。电源电缆AC220V10%6A由配电箱接至超声波防、除垢装置的电源开关，电源的提供和安装由用户负责。换能器安装E59032、 E15704，E26410每台换热器采用2台CM-H-06ZB防垢装置主机控制12只换能器，将超声波换能器安装在换热器管板位置，以60度分布排列，换能器的分布位置见图一。图一、E59032、 E15704，E26410防垢装置安装系统示意波导安装将26的波导用手工电焊分别堆焊于换热器管板的外缘上，换能器通过螺纹连接拧固在波导上见图二，如遇有障碍时

19、，换能器安装位置可做适当调整。图二、换能器安装(nzhung)示意图波导的焊接采用(ciyng)手工电弧焊接，焊缝不得有裂纹、咬边、夹渣、未焊透、气孔等缺陷。波导的焊接由用户持证焊工来完成，波导的安装位置由我公司安装专业人员按技术方案确定。（2）第二组主机(zhj)安装主机安装在换热设备管板对应位置附近的墙壁或架构上。电源电缆AC220V10%15A由配电箱接至超声波防、除垢装置的电源开关，电源的提供和安装由用户负责。换能器安装E16107A采用6台CM-H-06ZB防垢装置主机控制36只换能器，超声波换能器安装在换热器管板位置，换能器的分布位置见图三。 图三、E5701防垢装置安装系统示意图

20、波导安装将26的波导用手工电焊分别堆焊于换热器管板的外缘上，换能器通过螺纹连接拧固在波导上见图二，如遇有障碍时，换能器安装位置可做适当调整。波导的焊接采用手工电弧焊接，焊缝不得有裂纹、咬边、夹渣、未焊透、气孔等缺陷。波导的焊接由用户持证焊工来完成，波导的安装位置由我公司安装专业人员(rnyun)按技术方案确定。（3）第三组主机(zhj)安装主机安装在换热设备管板对应位置(wi zhi)附近的墙壁或架构上。电源电缆AC220V10%24A由配电箱接至超声波防、除垢装置的电源开关，电源的提供和安装由用户负责。换能器安装E15701采用6台CM-H-06ZB防垢装置主机控制36只换能器，将超声波换能器安装在换热器管板位置，以30分布排列，换能器的分布位置见图四。图四、E15701防垢装置安装系统示意图波导安装将26的波导用手工电焊分别堆焊于换热器管板的外缘上，换能器通过螺纹连接拧固在波导上见图二，如遇有障碍时，换能器安装位置可做适当调整。波导的焊接采用手工电弧焊接，焊缝不得有裂纹、咬边、夹渣、未焊透、气孔等缺陷。波