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        抽提裝置汽提塔蒸汽加熱器頻繁泄漏原因分析

        2017-03-03 16:40:34張庶升李衛(wèi)東中國石油烏魯木齊石化公司煉油廠新疆烏魯木齊830019
        化工管理 2017年18期
        關鍵詞:環(huán)丁砜汽提塔沸器

        張庶升 李衛(wèi)東(中國石油烏魯木齊石化公司煉油廠,新疆 烏魯木齊 830019)

        抽提裝置汽提塔蒸汽加熱器頻繁泄漏原因分析

        張庶升 李衛(wèi)東(中國石油烏魯木齊石化公司煉油廠,新疆 烏魯木齊 830019)

        抽提裝置是重整工藝生產芳烴類產品的重要環(huán)節(jié)。本文針對抽提裝置汽提塔底蒸汽加熱器頻繁泄漏,對可能導致泄漏的各方面因素進行分析。

        抽提;加熱器;溶劑

        本公司70萬噸/年抽提裝置2010年10月試車成功,連續(xù)運行已達六年,從產品質量、節(jié)能等指標來看,均達到設計要求。但在生產運行過程中,存在一個困繞抽提裝置安全運行的問題:汽提塔C-2402底蒸汽加熱器E-2402頻繁泄漏,近六年共出現10次泄漏。

        1 2015年12月E-2402泄漏期間情況

        2015年12月9日,換熱器E-2402再次發(fā)生泄漏,裝置被迫停工進行搶修。

        通過前期的日常監(jiān)控,溶劑系統(tǒng)水含量呈持續(xù)上升趨勢(由0.8%上升至1.6%)。經過對流程和各換熱器的排查,確認溶劑汽提塔再沸器E-2402泄漏。

        2 E-2402泄漏分析

        從2011年2014年再沸器E-2402泄漏情況來看,再沸器泄漏位置集中在換熱器底部管板與管子焊肉處,主要是應力腐蝕形成砂眼狀泄漏點。結合抽提裝置工藝運行,分析造成E-2402泄漏原因有以下可能:

        (1)溶劑系統(tǒng)狀況惡化,環(huán)丁砜溶劑分解生成酸性物質。同時,老化溶劑在再沸器管束和管板處積垢,此垢物中富含氯、硫等物質,造成再沸器管束腐蝕。

        (2)由于設計問題,導致凝結水系統(tǒng)波動大,造成再沸器背壓頻繁波動,對再沸器造成沖擊。

        (3)再沸器設計、制作、選材問題。

        針對以上存在的可能性,進行了逐一分析,明確本次泄漏的原因。

        2.1 抽提裝置溶劑品質的控制

        (1)溶劑系統(tǒng)PH值的控制

        溶劑為環(huán)丁砜,其操作溫度等指標直接影響工藝運行環(huán)境的質量,所以汽提塔、回收塔溫度均嚴格控制在180℃以下,防止環(huán)丁砜溶劑分解。同時,為防止溶劑系統(tǒng)酸性物質的富集,中和劑保持連續(xù)加注,溶劑系統(tǒng)PH值保持在7.5以上。

        從裝置正常運行期間貧溶劑分析來看,溶劑品質控制在正常范圍內。

        (2)溶劑系統(tǒng)氯離子的控制

        由于上游重整裝置工藝控制的原因,造成抽提原料含氯離子,最后在溶劑系統(tǒng)中富集,根據相關資料表明溶劑中富集的氯離子可以達到100-10000mg/kg。根據近一年分析可以看出,本裝置溶劑中氯含量最高達到22.6mg/kg,平均為12.5 mg/kg,不會對換熱器材質產生腐蝕。

        2.2 凝結水系統(tǒng)的優(yōu)化

        本裝置在2010年設計和施工期間,存在一定缺陷,包括:蒸汽加熱器E-2402、2406控制方式不合理、多支凝結水流程不合理、蒸汽減溫減壓器設計偏小等問題,造成抽提裝置凝結水系統(tǒng)波動大,對各換熱器的日常運行帶來了安全隱患。

        2013年8月,我們利用裝置大檢修對凝結水系統(tǒng)進行改造。通過開工后的驗證,改造前存在的凝結水閃蒸罐閃蒸壓力、凝結水出裝置流量、加熱蒸汽溫度波動的問題得到了解決。

        2.3 再沸器設計、制作、選材方面

        2015年12月12日,對E-2402管束全面檢測。

        2.3.1 電渦流檢測

        (1)設備器壁打開后,管束已整體發(fā)生扭曲。(2)從管束切口的截面可直觀的看出管束管壁減薄,問題集中在殼程入口側,其中14根開裂,58根變形。(3)對切下的殼程入口側管束進行初步測量:管束減薄是由內向外發(fā)生,腐蝕由管束內部介質引發(fā)。(4)對殼程出口側管束同樣進行了截取和測量:殼程出口側的管束輕微減薄。

        2.3.2 金相檢驗

        在換熱管橫截面取樣觀察,其金相組織為:鐵素體+珠光體,金相組織正常。

        2.3.3 硬度檢測

        對換熱管橫截面進行顯微硬度檢測,硬度值為130.1HV0.1至133.3HV0.1。硬度值均正常。

        2.3.4 化學分析

        對E-2402換熱管進行化學分析檢測,所測元素均符合10#要求。

        本次E-2402泄漏點不是發(fā)生在個別管束,而是集中在蒸汽入口側大量管束,所以應是工藝介質引發(fā)的均勻腐蝕。環(huán)丁砜在無氧條件和正常操作溫度下,其分解速率極小,對碳鋼腐蝕很小,但在溫度大于180℃的時候則出現分解現象,隨著溫度升高分解會加劇,若系統(tǒng)中存在氧氣、局部過熱和水解也會加速環(huán)丁砜的分解。根據管束情況發(fā)生變形破裂的集中性,我們可以判定此區(qū)域為蒸汽入口處,存在局部過熱,系統(tǒng)中環(huán)丁砜溶劑分解所生成的酸性物質導致管束管壁普遍性減薄,蒸汽壓力高于管束的屈服強度后,造成管束破裂。另外,由于局部生成的酸性物質無法富集,不會對整體的溶劑系統(tǒng)造成影響,也不能通過貧溶劑分析進行提前預判。

        3 結語

        抽提裝置溶劑系統(tǒng)加熱器泄漏存在多方面原因。除了嚴格控制溶劑品質、優(yōu)化工藝控制方式之外。設備材質的造型也直接關系到裝置“安穩(wěn)長滿優(yōu)”的運行。為此我們計劃將換熱器E-2402材質升級為304,同時重點觀注材質升級后換熱效率能否滿足運行要求,避免對裝置加工負荷的影響。

        張庶升(1974-)男,漢族,山東金鄉(xiāng)人,高級工程師,主要從事石油化工技術管理工作。

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