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(chǎn)芳烴類產(chǎn)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(dǎo)致泄漏的各方面因素進(jìn)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(dá)六年，從產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能等指標(biāo)來看，均達(dá)到設(shè)計要求。但在生產(chǎn)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(xiàn)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(jìn)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(jīng)過對流程和各換熱器的排查，確認(rèn)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(yīng)力腐蝕形成砂眼狀泄漏點。結(jié)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(zhì)。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(zhì)，造成再沸器管束腐蝕。

（2）由于設(shè)計問題，導(dǎo)致凝結(jié)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(shè)計、制作、選材問題。

針對以上存在的可能性，進(jìn)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(zhì)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(biāo)直接影響工藝運行環(huán)境的質(zhì)量，所以汽提塔、回收塔溫度均嚴(yán)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(zhì)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(zhì)控制在正常范圍內(nèi)。

（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(jù)相關(guān)資料表明溶劑中富集的氯離子可以達(dá)到100-10000mg/kg。根據(jù)近一年分析可以看出，本裝置溶劑中氯含量最高達(dá)到22.6mg/kg，平均為12.5 mg/kg，不會對換熱器材質(zhì)產(chǎn)生腐蝕。

2.2 凝結(jié)水系統(tǒng)的優(yōu)化

本裝置在2010年設(shè)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(jié)水流程不合理、蒸汽減溫減壓器設(shè)計偏小等問題，造成抽提裝置凝結(jié)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(jié)水系統(tǒng)進(jìn)行改造。通過開工后的驗證，改造前存在的凝結(jié)水閃蒸罐閃蒸壓力、凝結(jié)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(shè)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(shè)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(cè)，其中14根開裂，58根變形。（3）對切下的殼程入口側(cè)管束進(jìn)行初步測量：管束減薄是由內(nèi)向外發(fā)生，腐蝕由管束內(nèi)部介質(zhì)引發(fā)。（4）對殼程出口側(cè)管束同樣進(jìn)行了截取和測量：殼程出口側(cè)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(jìn)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(xué)分析

對E-2402換熱管進(jìn)行化學(xué)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(cè)大量管束，所以應(yīng)是工藝介質(zhì)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(xiàn)分解現(xiàn)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(jù)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(zhì)導(dǎo)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(zhì)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(jìn)行提前預(yù)判。

3 結(jié)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(yán)格控制溶劑品質(zhì)、優(yōu)化工藝控制方式之外。設(shè)備材質(zhì)的造型也直接關(guān)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(zhì)升級為304，同時重點觀注材質(zhì)升級后換熱效率能否滿足運行要求，避免對裝置加工負(fù)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(shù)管理工作。