高仁鵬，孔令榮，王艷東2，趙 鵬，伍海華

(1.中國石油獨(dú)山子石化公司煉油廠加氫聯(lián)合車間，新疆 獨(dú)山子 833699；2.中國石油獨(dú)山子石化公司煉油廠機(jī)動處，新疆 獨(dú)山子 833699)

某煉油廠蠟油加氫裂化裝置以減壓蠟油、焦化蠟油為原料，采用單段一次通過工藝流程，生產(chǎn)尾油(乙烯料)、航煤及柴油，同時(shí)副產(chǎn)輕烴氣體、液化石油氣及石腦油。操作彈性50%～110%，年開工時(shí)間8 400 h。循環(huán)氫壓縮機(jī)采用離心式筒型壓縮機(jī)，壓縮機(jī)軸功率2 177 kW，最大連續(xù)轉(zhuǎn)速11 550 r/min，處理量244 892 m3/h，循環(huán)氫入口分液罐設(shè)計(jì)壓力15.95 MPa，操作壓力14.5 MPa，容積12.4 m3。介質(zhì)為循環(huán)氫，其中硫化氫質(zhì)量濃度10 000 mg/L。底部切液線采用φ34 mm×6.5 mm 20號無縫鋼管。

1 泄漏情況

2017年10月22日，發(fā)現(xiàn)循環(huán)氫入口分液罐V-108附近有硫化氫臭味。對V-108附近管線法蘭逐個(gè)進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)V-108底部切液線A支路的一個(gè)焊縫處有一泄漏點(diǎn)。泄漏部位位于切液閥A閥第一道前手閥管線對接焊縫熔合線北側(cè)附近，泄漏情況見圖1。

圖1 泄漏情況

2 泄漏后的初步處理

泄漏發(fā)生后立即啟動應(yīng)急預(yù)案，相關(guān)部門組織對現(xiàn)場泄漏部位進(jìn)行測厚。檢測發(fā)現(xiàn)，泄漏部位位于焊縫邊緣，漏點(diǎn)周圍15 mm寬度范圍內(nèi)存在減薄現(xiàn)象，測量最小厚度1.86 mm。同時(shí)對V-108切液線進(jìn)行了整體測厚檢查，除漏點(diǎn)部位出現(xiàn)明顯減薄之外，其余部位未發(fā)現(xiàn)異常。根據(jù)檢測情況，初步判斷為局部缺陷，現(xiàn)場評估后決定先實(shí)施帶壓堵漏。

3 原因分析

泄漏管線2009年投用，介質(zhì)為硫化氫、氫氣混合氣體以及凝液(介質(zhì)內(nèi)含催化劑粉末顆粒)，溫度約58 ℃，壓力約14.5 MPa，管線材質(zhì)為A106，規(guī)格為φ34 mm×6.5 mm。管線運(yùn)行期間流量較小,整段管線內(nèi)部均有結(jié)焦，且結(jié)焦主要集中在管內(nèi)下半部，一道閥前結(jié)焦比較嚴(yán)重。泄漏點(diǎn)部位壓力較高(操作壓力約14.5 MPa)、介質(zhì)易燃易爆且屬于高度危害介質(zhì)，泄漏部位存在減薄現(xiàn)象，而卡具消漏只能作為臨時(shí)控制措施。經(jīng)反復(fù)研究論證后，決定進(jìn)行停工處理，對泄漏部位管線進(jìn)行更換。管線拆除后，根據(jù)管內(nèi)壁形貌特征，初步判斷為管線安裝時(shí)焊口存在錯邊，造成管內(nèi)部分焊后余高過大，流向改變，造成管壁沖刷減薄。 圖2所示為三通南側(cè)截面，管口可見底部焦?fàn)钗锍练e，厚度約為1/4內(nèi)徑，結(jié)焦范圍約從4點(diǎn)順時(shí)針至7點(diǎn)半位置。圖3為南側(cè)一道閥前焊縫橫截面，可以看出，從2點(diǎn)半順時(shí)針至12點(diǎn)鐘位置均有結(jié)焦，漏點(diǎn)約在2點(diǎn)鐘位置，其中3點(diǎn)至9點(diǎn)結(jié)焦較厚，9點(diǎn)至12點(diǎn)結(jié)焦相對較薄。

圖2 三通部位接頭狀況

圖3 泄漏部位

將管線剖開，對管內(nèi)部進(jìn)行宏觀檢查，可見明顯深淺、寬窄不規(guī)則的沖蝕溝槽，漏點(diǎn)距焊縫約5 mm，見圖4。管壁泄漏部位為沖蝕產(chǎn)生，沖蝕部位軸向長度約55 mm，并且溝槽相對較窄，約10～20 mm，沖蝕溝槽過焊縫后擴(kuò)大為1/4圓周長度。

圖4 漏點(diǎn)部位管線解剖示意

通過分析結(jié)焦物成分(見表1和表2)，判斷沉積物為催化劑粉末。分析管線的沖蝕形貌可知，泄漏產(chǎn)生的原因是低流量引起催化劑等顆粒物沉積，沉積物逐漸形成結(jié)焦，焊縫內(nèi)部余高過大加劇了結(jié)焦形成。結(jié)焦厚度逐漸增大，造成介質(zhì)截面通過量逐漸減低，部分區(qū)域堵塞超過截面一半以上，越靠近一道閥結(jié)焦越厚。管內(nèi)壁和焊縫的結(jié)焦厚度不同使介質(zhì)偏流，在焊縫部位開始形成沖刷，且沖刷溝槽不斷加深,最終導(dǎo)致管壁穿孔[1-3]。

表1 結(jié)焦物成分分析

表2 結(jié)焦物熱重分析 w,%

4 處理措施

2.0 Mt/a蠟油加氫裂化裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐V108底部切液線出現(xiàn)砂眼漏點(diǎn)，由于無法實(shí)現(xiàn)隔離，現(xiàn)已打卡具處理。為防止后續(xù)漏點(diǎn)再次出現(xiàn)并擴(kuò)大造成更嚴(yán)重事故，裝置停工泄壓后，對該段管線進(jìn)行檢修。具體檢修方案是將原分液罐底部法蘭處安裝一只閘閥，去控制閥前的第一道手閥處的管線及管件全部更換為新材料。圖5為原有切液線流程，圖6為檢修后切液線流程。施工過程中對兩道舊焊口進(jìn)行焊前消氫處理和焊后消應(yīng)力熱處理。

圖5 原有切液線流程

圖6 檢修后切液線流程

5 結(jié) 語

(1)沖刷腐蝕是導(dǎo)致泄漏的物理損傷的一種常見形式，如何避免沖刷腐蝕，要求設(shè)備管理人員要對工藝流程及生產(chǎn)工藝條件進(jìn)行掌握，在停工檢修時(shí)能做出正確的處理，避免正常生產(chǎn)時(shí)關(guān)鍵部位異常泄漏導(dǎo)致降量操作甚至裝置停工等事件的發(fā)生。

(2)加氫裝置屬高溫高壓臨氫裝置，危險(xiǎn)系數(shù)高，長周期運(yùn)行中存在各種潛在的腐蝕問題，必須引起高度重視。加氫裝置的腐蝕種類較多，腐蝕情況復(fù)雜，易腐蝕部位的識別與測厚工作是一個(gè)艱辛的過程，需要不斷補(bǔ)充完善，建立防腐蝕手冊與腐蝕識別防護(hù)臺帳，通過認(rèn)真觀察分析，找出腐蝕原因。

(3)采用合理選材、改進(jìn)和控制工藝條件、水沖洗、加注化工三劑及管線設(shè)備測厚等措施，有效防止和控制腐蝕發(fā)生，避免腐蝕泄漏造成裝置非計(jì)劃停工，這樣才能確保加氫裝置的安全、平穩(wěn)及長周期運(yùn)行。