换热器管
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催化裂化分馏塔顶循换热器泄漏原因分析点击：1772 日期：[ 2014-04-26 22:44:49 ] |
| 陶 兴 齐万松 张广建(中国石化集团洛阳石化总厂,河南洛阳471012) 洛阳石化总厂1.4Ｍｔ/ａ重油催化裂化装置于1997年10月投入生产,由于原料油中硫含量的上升,炼油设备的腐蚀问题越来越严重。因催化分馏塔顶循换热器(Ｅ1205Ａ～Ｄ)泄漏,多次切换检修,给生产带来诸多困难,不仅造成环境污染、影响产品质量,而且由于物料泄漏,影响其他使用循环水换热的换热器传热效果,最终影响安全生产。 1 顶循换热器运行情况 1.1 流程 顶循油从分馏塔上部第四层塔盘抽出,经顶循泵(Ｐ1204)升压后进入顶循换热器(Ｅ1205Ａ～Ｄ)壳程与低温热水换热,然后返回到分馏塔上部第一层塔盘,如图所示1。. 1.2 操作参数及材质 Ｅ1205Ａ～Ｄ规格为ＢＩＵ1100 2.2/25 275 6/25 2Ｉ,壳体材质为10/10ＭｎＲ,换热管材质为20号钢。设计管程操作温度:入口72℃,出口112℃;设计壳程操作温度:入口140.8℃,出口90℃;实际壳程操作温度:入口105～130℃,出口70～80℃。 1.3 泄漏情况 1998年8月装置检修时,Ｅ1205ＡＢ一组管子泄漏,采取了堵管处理;1998年12月Ｅ1205ＡＢ泄漏,堵管12根;1999年6月15抢修,Ｅ1205Ａ堵管6根、Ｅ1205Ｂ堵管10根后仍漏,更换芯子;1999年8月3日,Ｅ1205ＣＤ泄露,抽芯检修;2000年3月装置大检修时,Ｅ1205ＣＤ更换成316Ｌ不锈钢芯子;2002年5月装置大检修时Ｅ1205Ａ有1根管子泄漏,采取堵管处理。 2 泄漏原因分析 Ｅ1205Ａ～Ｄ换热管材质为20号钢,耐腐蚀性能差;工作环境为典型ＨＣｌ-Ｈ2Ｓ-Ｈ2Ｏ腐蚀环境。腐蚀环境中ＨＣｌ主要来源于原料油中的无机盐类和有机氯化物,其中无机盐类在一定温度下水解生成ＨＣｌ的分子式可表示如下: ＭｇＣｌ2+2Ｈ2Ｏ→Ｍｇ(ＯＨ)2+ 2ＨＣｌＣａＣｌ2+2Ｈ2Ｏ→Ｃａ(ＯＨ)2+2ＨＣｌ 腐蚀环境中Ｈ2Ｓ主要来源于原料油中的含硫化合物,例如:硫醚、环硫醚、噻吩等在高温下分解产生。ＨＣｌ和Ｈ2Ｓ的沸点都非常低,一般会伴随着油气积聚在分馏塔顶,不会在顶循系统形成ＨＣｌ-Ｈ2Ｓ-Ｈ2Ｏ型腐蚀环境。近年来,为了多产柴油,提高柴汽比,以满足市场对柴油的需要,操作上采取了一些技术措施,其中降低汽油干点是提高柴油收率有效措施之一。这样,分馏塔顶温度控制得较低,一般在93～100℃,顶循抽出温度一般在110℃左右。由于温度低,蒸汽在顶循抽出斗冷凝,从而导致ＨＣｌ-Ｈ2Ｓ-Ｈ2Ｏ腐蚀介质进入分馏塔顶循系统,腐蚀顶循换热器。ＨＣｌ和Ｈ2Ｓ在水中的协同腐蚀作用可加速设备的腐蚀。水中的ＨＣｌ可以直接和铁反应,生成氯化亚铁和氢气,造成腐蚀。但有Ｈ2Ｓ存在时,ＨＣｌ和Ｈ2Ｓ共同作用,使设备的腐蚀速度大大加快:Ｈ2Ｓ可腐蚀钢铁表面生成硫化铁保护膜,附着在钢铁表面上,使钢铁不再受到腐蚀。如有ＨＣｌ存在时,保护膜会受到破坏,失去保护膜的金属表面再次被Ｈ2Ｓ腐蚀,如此循环反复,最终导致顶循换热器频繁泄漏。 Ｆｅ+2ＨＣｌ→ＦｅＣｌ2+Ｈ2 Ｆｅ+Ｈ2Ｓ→ＦｅＳ+Ｈ2 ＦｅＳ+2ＨＣｌ→ＦｅＣｌ2+Ｈ2Ｓ 3 预防措施 3.1 设备材质升级 在316Ｌ钢、18 8钢、渗铝钢、20号钢中,316Ｌ钢与渗铝钢耐腐蚀性能相当,渗铝钢耐腐蚀性能是20号钢的5～8倍,为18 8不锈钢的两倍以上。Ｅ1205Ｄ在2000年3月装置大检修时更换为316Ｌ不锈钢管束,在2001年3月和2002年5月装置大检修时打开检查,管束均无明显腐蚀现象。 3.2 优化操作 (1)根据原料性质的变化和操作的实际情况,及时调整原料雾化蒸汽量、沉降器汽提蒸汽量和预提升蒸汽量以及柴油汽提塔蒸汽量,尽量减少进入系统的蒸汽量,从而降低蒸汽在顶循抽出斗处的分压,减少蒸汽冷凝。 (2)将分馏塔上部1号,4号和5号固舌塔盘更换为分离效果好的ｓｕｐｅｒＶ1型浮阀塔盘,目的是减少夹带,从而降低汽油干点,这样在汽油干点保持不变的情况下,分馏塔顶温度可适当提高。分馏塔顶温度提高后,顶循抽出温度随之升高,蒸汽在顶循抽出斗便不会冷凝。 4 建议 (1)对于ＨＣｌ-Ｈ2Ｓ-Ｈ2Ｏ腐蚀性介质,可考虑在顶循系统加注缓蚀剂。 (2)将顶循换热器的另外两台(Ｅ1205ＡＢ)换热管束更换成渗铝管。虽然316Ｌ钢耐腐蚀性能较好,但该材料价格昂贵。分馏塔顶油气冷却器(Ｅ1201ＡＢ、Ｅ1202ＡＢ)采用渗铝换热管束,自1997年10月开工至今没出现过腐蚀泄漏现象,且比316Ｌ钢的价格低。 |
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