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        丁二烯產(chǎn)品水冷器內(nèi)漏原因及處理

        2021-11-07 06:47:52王博
        魅力中國 2021年40期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)品系統(tǒng)

        王博

        (中化泉州石化有限公司,福建 泉州 362103)

        一、引言

        中化泉州石化13 萬噸/年丁二烯抽提裝置采用中國石油化工科技開發(fā)公司提供的乙腈法丁二烯抽提技術(shù),由SEI 提供工藝包。該裝置工藝單元包括:萃取精餾單元、丁二烯精制單元、溶劑回收單元。輔助系統(tǒng)包括:溶劑貯存系統(tǒng)、化學品添加系統(tǒng)、殘液及TBC 回收系統(tǒng)、蒸汽與凝液系統(tǒng)、火炬氣排放及排液系統(tǒng)、亞硝酸鈉加料系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、氮氣/儀表風/空氣吹掃系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)以及其它公用工程單元。

        丁二烯抽提裝置是以生產(chǎn)高純度丁二烯為主,同時副產(chǎn)抽余液和液化燃料等的石油化工裝置,該裝置屬于化工區(qū)工藝生產(chǎn)的下游裝置,由上游的裂解裝置提供混合碳四為原料,產(chǎn)品抽余碳四作為MTBE/丁烯-1 裝置的原料,若裝置停工,將對MTBE/丁烯-1 裝置產(chǎn)生影響。

        本裝置以乙烯裂解裝置提供的混合C4 為原料,用乙腈作為溶劑,采用兩級萃取精餾,分別除去丁烷、丁烯等難溶組分和乙烯基乙炔等易溶組分,得到的粗丁二烯經(jīng)水洗脫除溶劑后,再采用兩級普通精餾分別脫除甲基乙炔、水和1,2-丁二烯,順-2-丁烯,碳五以上組分等物質(zhì),最終得到合格的聚合級1,3-丁二烯產(chǎn)品送產(chǎn)品罐區(qū)。

        丁二烯產(chǎn)品水冷器(2559-E-203A/B)基本情況:E-203A/B 為C203 脫重塔頂冷凝器(固定管板式換熱器、Φ1800×10769mm、殼體材質(zhì)Q345R、換熱管材質(zhì)10#,由湖北長江制造)2020 年9 月投用,殼程介質(zhì)為丁二烯,操作壓力 0.38MPa,操作溫度43℃;管程介質(zhì)為循環(huán)水,有內(nèi)防腐(SHY-99由山東德齊華儀防腐)。

        二、丁二烯產(chǎn)品水冷器內(nèi)漏原因分析

        (一)丁二烯裝置循環(huán)水回水COD 高,排查后確認為丁二烯產(chǎn)品水冷器內(nèi)漏

        中化泉州石化13 萬噸/年丁二烯抽提裝置于2020 年9 月開工,2021年5 月14 日發(fā)現(xiàn)丁二烯裝置循環(huán)水回水總管COD 超標,對裝置內(nèi)所有水冷器及采樣器循環(huán)水回水進行單獨采樣分析后確認為脫重塔C203 頂冷凝器E203B 內(nèi)漏,由于E-203A/B 物料線出入口無閥,兩臺水冷器在正常工況下同時使用,經(jīng)核算單臺水冷器運行也可滿足工藝要求,故采取帶壓堵漏將E203B 隔離并增加閥門,隔離后拆開進行檢修,拆開后情況如下圖1-圖4 所示。

        (二)冷卻器內(nèi)漏原因及分析

        1.排除殼程介質(zhì)因素

        E-203B 物料側(cè)介質(zhì)為丁二烯產(chǎn)品,該介質(zhì)無腐蝕性,PH 值顯弱堿性,換熱器拆檢后發(fā)現(xiàn)殼程干凈且無任何腐蝕跡象,而且國內(nèi)相同工藝包的丁二烯裝置該位號水冷器也無物料腐蝕問題發(fā)生,因此不存在物料腐蝕問題。

        2.管程循環(huán)水流速過慢

        由于丁二烯裝置位于我公司第二循環(huán)水廠供水末端,丁二烯產(chǎn)品冷卻器 E-203B處于三層平臺,且循環(huán)水控制閥開度只有20-30%,導致流速過低,對循環(huán)水流速進行檢測,測得該水冷器管程循環(huán)水流速為0.67m/s,而水冷器管程為循環(huán)水條件下的標準水流速為0.9m/s,實際水流速低于標準流速,循環(huán)水極易在換熱器中產(chǎn)生沉積,出現(xiàn)局部垢下腐蝕,產(chǎn)生銹瘤,最終造成管子嚴重局部坑蝕而穿孔泄漏。

        3.水冷器設(shè)計偏大

        E-203 A/B 換熱器設(shè)計偏大,實際循環(huán)水入口溫度夏季只有27~30℃,冬季則更低,而設(shè)計循環(huán)水入口溫度則為32℃;另外受原料中丁二烯含量低影響,造成E-203 A/B 負荷偏低,故所需循環(huán)水量也較少,循環(huán)水控制閥開度過小,導致流速達不到要求。

        三、處理措施

        (1) E203B 水冷器檢修完成后加盲板隔離,管程充氮氣保護;

        (2) E203A 盡量滿負荷運行,以提高循環(huán)水流速,后續(xù)加強對該水冷器循環(huán)水流速監(jiān)測;

        (3) 建議根據(jù)實際負荷在檢修期間對該水冷器進行重新設(shè)計并更換;

        (4) 建議對該水冷器材質(zhì)進行升級,管束材質(zhì)由碳鋼升級為不銹鋼;

        (5) 對裝置內(nèi)所有水冷器進行循環(huán)水流速檢測,確保所有水冷器循環(huán)水流速達標。

        四、處理結(jié)果分析

        由于目前無法對該換熱器進行更換或升級材質(zhì),只能通過改善循環(huán)水流速來減少管程結(jié)垢,通過采取上述可實行措施,E203A 及裝置內(nèi)其它水冷器循環(huán)水流速均達標,目前運行平穩(wěn),考慮到泄漏前E203A 在同樣工況下運行,故今后泄漏概率較高,應加強對該水冷器循環(huán)水流速進行監(jiān)測,并增大E203A 出口循環(huán)水樣品檢測頻次,若有泄漏可盡早發(fā)現(xiàn)處理。

        五、結(jié)論

        通過對丁二烯產(chǎn)品水冷器內(nèi)漏原因及處理的分析,確定該水冷器內(nèi)漏是由多方面原因所致,主要原因為循環(huán)水流速過低,導致管束內(nèi)結(jié)垢嚴重,發(fā)生垢下腐蝕進而泄漏,次要原因為管束材質(zhì)為碳鋼,不耐腐蝕,換熱器設(shè)計偏大是導致循環(huán)水流速低的主要原因,通過提高各水冷器循環(huán)水流速,可降低各水冷器管束內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象,同時建議循環(huán)水廠改善循環(huán)水質(zhì)量,降低循環(huán)水中金屬離子含量,也可有效控制水冷器腐蝕泄漏問題。

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