炼油厂工艺设备介绍加氢装置其它设备

1、1 l高压换热器 l高压空冷器 l冷高压分离器和循环氢脱硫塔 l循环氢脱硫塔入口凝聚器 2 l螺纹锁紧环式 l焊接环密封式 l普通大法兰式 3 4 5 l大承压环和压盖代替了大法兰 l可实现现场带压密封 l只有在管板为压差设计时使用 l机加工件多，制造复杂，难度大 6 7 F E 8 l密封性能好 l结构简单，机加工件少 l可减低螺栓载荷 F=0.785Dg2Pc+6.28DgbmPc l检修清洗时，需切割和焊接环 l环存在积液 l反应产物侧有腐蚀问题 l环反复使用2-3次后，需更换 9 l结构简单,机加工件少 l法兰结构笨重,螺栓粗大 l螺栓直径大,紧固困难 l现场泄漏,难以处理 10 l高

2、温部位与热壁加氢反应器可能发生的 主要损伤类似 高温氢腐蚀 氢脆 高温硫化氢氢腐蚀 连多硫酸应力腐蚀开裂 铬-钼钢的回火脆性损伤 奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离 11 l壳体基材 15CrMo 1.25Cr0.5MoSi 2.25Cr1Mo 2.25Cr1MoV l复层根据H2S含量，腐蚀情况选择 CrMo钢 CrMo钢+不锈钢堆焊层 l管板 CrMo钢+不锈钢堆焊层 整体不锈钢 12 (1) 低温湿H2S腐蚀 （2）胺盐的冲蚀与堵塞与流速有关 （3）氯离子应力腐蚀 13 14 l壳体基材 CrMo 碳钢 l换热管根据腐蚀情况选择 双相不锈钢,高合金钢 CrMo钢（不应选不锈钢） l管板 CrM

3、o钢 碳钢 15 16 1、常用形式 l集合管式已经淘汰 l丝堵式 17 18 (1)胺盐腐蚀 (2)湿H2S腐蚀 根据原料性质、安全性要求不同选择： 碳钢（入口衬不锈钢管） 双相不锈钢（国内尚无业绩） 高合金材料(UNS8825、 UNS6625) 19 H2S+ NH3 NH4HS. H2S+ 2NH3 (NH4) 2S NH3 + HC l NH4C1 l在缺少液态水的情况下，它会直接由气相冷 凝变成固态晶体。NH4Cl 开始结晶温度约为 210，NH4HS开始结晶温度为121，恰好 在加氢装置高压空冷器系统的温度范围内， NH4Cl和NH4HS聚集到一定程度后析出并结 垢，从而造成电化

4、学垢下腐蚀，形成坑蚀， 最终形成穿孔。 l与流速流形有关的冲蚀 l与原料中S、N、Cl-含量有关的实际结晶温度 20 21 22 23 现场调研装置的情况统计表现场调研装置的情况统计表 装置装置 内容内容 齐鲁齐鲁 150万吨/ 年VRDS装 置(第一 空冷器) 齐鲁齐鲁 150万吨 /年VRDS 装置(第 二空冷 器) 齐鲁齐鲁 140万吨/ 年加氢裂 化装置 上海石化上海石化 2#芳烃 145万吨/ 年加氢裂 化装置 上海石化上海石化2# 炼油150万 吨/年中压 加氢裂化装 置 扬子石化扬子石化 芳烃200 万吨/年 加氢裂化 装置 扬子石化扬子石化 炼油100 万吨/年 中压加氢 裂化

5、装置 现在加工原油情现在加工原油情 况况 高硫高硫高硫低硫高硫低硫高硫 高压空冷器高压空冷器 泄露次数泄露次数 6 6次次2 2次次无无无无1 1次次 （在开工时（在开工时 ） 无无3 3次次 高空泄露原因腐蚀腐蚀制造腐蚀、分 配不均 操作温度（进/ 出）， 210/114114/49153/49156/55126/55159/55143/48 操作压力（进 口），MPa 15.415.315.614.411.314.211.3 循环氢脱硫系统有有有没有有没有有 高压空冷前后的高压空冷前后的 换热器泄露情况换热器泄露情况 无无无无有，属腐有，属腐 蚀泄露蚀泄露 有，属腐有，属腐 蚀泄露蚀泄露

6、有，有， 属腐蚀泄露属腐蚀泄露 有，有， 属腐蚀泄属腐蚀泄 露露 有，有， 属腐蚀泄属腐蚀泄 露露 空冷器流速， m/s 3.12.95.73.53.0 空冷器NH4HS的 Kp值 1.21.20.120.070.1 高分水中的 NH4HS浓度，% 4.864.864.912.72.432.5 24 1. 工艺设计工艺设计 在高压空冷器系统设计时，应根据Kp值，严格控制 流速。尤其在装置扩能改造和改炼高硫油时，应重 新评估。 炼制高硫原料的加氢装置，应配循环氢脱硫系统。 2.平面及管线布置平面及管线布置 空冷器的入口管线布置应做到完全对称平衡安装。 尽可能采用三通式结构，如采用弯头，则弯头前后

7、 的直管段的长度最好不小于10倍的管径。 弯头平面不应与连接管在一个平面，应垂直于连接 管。 3.空冷器的结构设计空冷器的结构设计 采用丝堵式的管箱结构。 碳钢管束每管程入口管端加设防冲衬管。 25 l解决腐蚀环境，主要包括工艺、物料分配均 匀性、原料的控制、注水、操作以及缓蚀剂 等；从调研以及国外的研究实践看，有一些 实际做法和指导性意见，可以做到改善腐蚀 环境，减缓腐蚀，但是考虑实际情况复杂又 不断变化，目前还没有一套绝对可靠的对策。 l提高空冷器（换热器）的抗腐蚀性能，主要 就是采用抗腐蚀性好的材料、提高制造质量。 从国外的实验和经验以及国内大连西太平洋 的高压加氢空冷器（合金825）的

8、使用（已使 用十年）情况看，基本上可以到达抗腐蚀的 效果。但合金825价格昂贵,国内商不能生产. 双相不锈钢可能是将来的替代品. 26 l目前国外的做法是将上述两部分方 法结合起来，达到最终解决加氢空 冷器系统腐蚀的问题。如果只从第 一部分方法入手，而空冷器仍然采 用碳钢，安全和长周期操作上缺少 可靠保证。而仅靠提高空冷器的材 质，不注意操作和管理，也不能完 全避免泄漏的发生(API 932A)。 27 l按时注水(间断 连续) l注水量要保证在每台反应产物空冷器的进口条件 下至少有25%的注水量未汽化，且每台的水量应 相同；并控制注水中的Cl-含量，氧含量和氮含量， 采用脱氧水及蒸汽冷凝水。

9、注水点尽量靠近空冷。 注水质量严控注水质量-经除盐、除氧和除氮后 的水。API932B要求注水质量如下： l 参数 最大值 目标值 l 氧含量（ppbw） 50 15 l PH 9.5 7.09.0 l 总硬度（钙硬度ppmw） 2 1 l 溶解铁（ppmw） 1 0.1 l 氯化物（ppmw） 100 5 l H2S(ppmw) - 1000 l NH3(ppmw) - 1000 l 自由氰（ppm） - 0 l 总悬浮固体颗粒（ppm） 0.2 无 l 电导率 最大8.0 l 每周至少检查一次。当注水来源发生变化时，必须检查。 28 l控制装置补充氢气中的Cl-含量，尤其是重整 来的氢气应

10、经过脱氯罐。 l在空冷器前注水时加注缓蚀剂，具体类型、 型号和注入量应经过筛选试验确定。 l严密监控上游原料变化，尤其是氯含量变化 情况。 l空冷风机要全开或全停，避免造成温度场不 均匀，影响流体分配。 l冬季空冷器出口温度不能过低，可充分利用 百叶窗调节温度。百叶窗全开或全闭。 29 30 1、腐蚀 形式 l 低温湿H2S腐蚀 31 2.湿H2S腐蚀机理 Electrons Molecular Hydrogen Sulfide Ionics Proton Hydrogen Atom Steel with typical small imperfections Hydrogen Sulfide

11、 Acidic, H2S -containing medium 32 H2S 2 H+ + S2- Fe + 2 H+ Fe2+ + 2 Had Fe2+ + S2- FeS H2S + Fe FeS + 2 Hab 2 Hab H2 33 HIC / SWC Blistering SSCSOHIC 34 l根据腐蚀的严重性选择普通碳钢或抗根据腐蚀的严重性选择普通碳钢或抗HIC 钢钢 l l要求钢材在正火状态下使用要求钢材在正火状态下使用 35 l抗应力腐蚀的PWHT l硬度检测（焊评+产品检测） l 减少应力集中 l 降低应力水平（不能用II分篇设计） l承压焊接接头不得进行异种钢焊接 l要

12、求焊工钢印不得打在容器内壁或与操 作介质接触的一侧 l较严格的无损检测要求（定期检验） 36 37 38 作用： 气液分离，减少循环氢脱硫塔进气中 的液体携带量，防止进入循环氢脱硫 塔的气体带液，提高脱硫效率，并防 止与胺液接触时起泡。 材料选择 操作条件和材料选择同循环氢脱硫塔 39 40 l加氢处理工艺与工程 中国石化出版社 41 l螺纹锁紧环式 l焊接环密封式 l普通大法兰式 42 l大承压环和压盖代替了大法兰 l可实现现场带压密封 l只有在管板为压差设计时使用 l机加工件多，制造复杂，难度大 43 l密封性能好 l结构简单，机加工件少 l可减低螺栓载荷 F=0.785Dg2Pc+6.28DgbmPc l检修清洗时，需切割和焊接环 l环存在积液 l反应产物侧有腐蚀问题 l环反复使用2-3次后，需更换 44 l高温部位与热壁加氢反应器可能发生的 主要损伤类似 高温氢腐蚀 氢脆 高温硫化氢氢腐蚀 连多硫酸应力腐蚀开裂 铬-钼钢的回火脆性损伤 奥氏体不锈钢堆