UOP重整装置脱戊烷塔A-2205泄漏分析

UOP重整装置脱戊烷塔顶后冷器A-2205泄漏分析

设备名称：脱戊烷塔顶空冷器设备规格型号：GP9×3-6-193-2.5S-23.4/RL-IIIa工作介质：轻汽油(戊烷、液态烃)操作压力：1.26MPa翅片管：φ25*2.5材质：10#管箱材质：16MnR所在装置：100万吨连续重整装置操作温度：空冷器入口温度90-100℃，出口45-60℃。1、A-2205基本参数2、A-2205工艺系统流程图3、检修履历检修检修情况简述2011年2月13日A-2205管束泄漏，发现设备内部整个空冷管箱被铵盐堵死，管束末端厚度存在减薄现象

，胀口处管束多数穿孔泄漏，空冷器报废，运行周期4个月，2月17日更换安装了空冷器（设安公司）2011年6月15日对空冷器蒸汽吹扫，管束电涡流检测，未发现管束减薄现象，运行周期4个月。2012年3月1日第二次发现A-2205管束泄漏，

铵盐堵塞情况与第一次相同，但堵塞程度略轻于第一次，经过厂级协商讨论后，决定整体更换新空冷（四川简阳），自检修后运行周期8个月2012年10月7日第三次发现A-2205管束泄漏，

本次管束泄漏为空冷器入口处管口贴胀处，这与前两次泄漏位置不同。且管箱内并没有大量的铵盐结晶，发现泄漏管束5根，最终割除管束12根，堵孔24处，初步分析此次泄漏与注水点的位置选取有关及注水形式有关。2012年10月17日A-2205管束在意料之中发生泄漏，泄漏管束21根，最后割除管束35根，堵孔70处。2012年12月22日A-2205管束第5次发生泄漏，本次检修检查管束泄漏10根，最后堵管12根，堵孔24处。因管束堵管率较高，空冷由3管程改为1管程。2013年3月14日空冷器出口再次发生泄漏，拆除丝堵观察铵盐堵塞比较严重，经过水试压B空冷管束泄漏5根，共计割除管束9根，堵孔18处；

2013年8月25日更换新空冷器，材质升级为2507双相钢车间增加了液相脱氯罐和缓蚀剂加注设施，泄漏时间间隔延长，说明防腐效果比较显著。2015年10月28日A-2205运行26个月后管束发生泄漏，安排打盲板切出，对空冷进行检修。泄漏管束为A-2205A管束远端出口第5排第10根管束（3管程，共6排管束）。管束漏点为米粒大小孔洞。4、本次检修概况远端空冷管束堵头打开情况如下：4、本次检修概况从照片中可看出，管束远端中存在铵盐结晶。初步判断铵盐结晶形成垢下腐蚀造成管束腐蚀穿孔。上图为原始空冷运行4个月时，未采用任何防腐手段时候的结晶情况。通过对比可以看出，目前的结盐情况得到了显著的改善，车间采取的一系列措施对铵盐腐蚀起到缓解作用。红外检测空冷器并没有发生偏流现象5、A-2205泄漏原因分析从腐蚀机理和垢样外观，以及API571中的腐蚀形态描述可以基本确认为氯化铵腐蚀。

氯化铵的来源：在重整反应条件下，进料中的有机氮化物会转化为NH3；而连续重整催化剂是全氯型的催化剂，其活性组分复合物在湿环境中容易水解失氯，形成HCI，HCl与NH3结合生产NH4Cl。NH4Cl不溶于重整油，随重整反应器流出物冷凝下来时，NH4Cl就沉积在了空冷器出口管束末端。6、车间目前采取的防腐措施1、C-2201进料流程中增加了液相脱氯罐；2、塔顶空冷器管束A-2205及后冷器E-2206设备材质升级至2507双相钢。3、在C-2201塔顶加注缓蚀剂。(NWXH-2油溶性缓蚀剂，南京万象,15-20PPm)

目前所有采取的防范措施只能减缓腐蚀，控制腐蚀速率，延长设备正常运行周期，而无法完全消除。经历了长达4年的不懈努力，车间已采取了多种防腐手段，将脱戊烷塔顶空冷器腐蚀泄漏的周期从原先的最长4个月报废延长至目前的26个月的正常使用。从全国同类装置比较，目前我装置26个月的使用周期，应该属于一个比较正常的数据。7、目前问题所在1、C-2202系统也存在同样的腐蚀问题，但程度较脱戊烷塔系统来说比较轻。2、脱氯剂的使用效果影响脱戊烷塔中氯离子含量，铵盐结晶根源上的问题没有得到很好的解决。脱氯剂的选型试用也是一个摸索过程。8、针对此次A-2205泄露工艺情况分析①本次空冷泄露根本原因还是铵盐的腐蚀所造成的。首先我们先按照铵盐形成的两个因素氮和氯进行分析。从7月20日开始至今，200万加氢的轻石脑油中氮含量开始持续不合格，最大值为15ppm，平均值为8.4ppm，远远超出指标≯5ppm（分析频次为一周三次）。7、目前问题所在同时6月3日至7月22日期间，150万加氢的石脑油中氮含量持续不合格，5月、9月也偶有分析不合格，由于该分析频次为一周一次,也无法做到及时监控和调整。脱氮反应主要是靠升压操作，200万加氢的反应压力为7.5MPa，150万蜡油加氢的反应压力为10.6MPa，而预加氢反应压力只有2.0MPa，在上游高压加氢都脱不掉的氮，在预加氢反应器也根本无法脱除。虽然此部分轻石脑油混入铂料大罐后，铂料大罐分析显示铂料中氮含量合格，但这部分油中的氮含量只要进入装置，就肯定会随精制油进入重整。但由于200万加氢的催化剂失活，以及上游装置150万加氢操作波动，造成经过加氢的石脑油氮含量不合格，此问题长期存在，未得到有效解决。（200万加氢、150万加氢石脑油分析数据）②关于重整油中氯的来源，主要有两方面原因造成：一、催化剂比表面积下降(180-120m2/g)，持氯能力低，造成催化剂表面的氯离子在反应器内流失至油中。从再生、待生催化剂氯含量分析来看，催化剂氯损基本都在0.15%以上，一般来说，催化剂氯损不应大于0.1%。车间为控制氯损，再生注氯一直控制在较低水平，从催化剂氯含量分析和UOP的催化剂分析都可以看出。考虑到催化剂比表面积下降较多,持氯能力下降，氯流失异常，公司计划2016年大检修期间对重整催化剂进行更换(R-254)。二、反应系统水氯平衡控制不好，造成催化剂氯损失。从自产精制油分析可以看出，全年装置自产精制油水含量均值为28ppm（UOP给定允许指标仅为≤5PPm，工艺卡片为≤50ppm）；加裂重石中水含量均值31ppm；重整循环氢气中水均值在19ppm，从上述分析可知水含量分析均在指标内。③液相脱氯问题(目前使用湖北华邦ET-1S液相脱氯剂，2016年更换为英国庄信万丰)。2015年共计更换了2次液相脱氯剂。我们制定的指标是脱氯罐出口氯含量连续三个点超过1ppm就要进行换剂。但从实际操作过程中，受制于招标、订货周期长等问题，实际并未达到脱氯剂一穿透既能换剂的预想。比如7月22日新换的脱氯剂投用后，出口氯含量一直处于超标状态，由于厂家对氯分析进行碱洗等方法，确认超标的氯分析中多数为有机氯，从原理上看，有机氯应该对后续单元不产生腐蚀。厂家根据实际情况，对脱氯剂配方进行了升级，新的脱氯剂直至9月28日才到物装公司。车间22日将脱氯罐切出进行换剂，直至10月14日才投入系统。另外，液相脱氯罐为一个罐，更换脱氯剂期间造成脱戊烷塔进料处于未脱氯状态。④缓蚀剂加注。2014年C-2202顶水冷E-2210因铵盐腐蚀泄露后，判断为腐蚀后移，由于C-2202顶空冷无进出口阀、复线阀，所以在2014年车间报技改，增加了C-2202注缓蚀剂线。同时车间和技术科针对装置运行，对缓蚀剂的加注模式一直在进行修订，从刚开始的一周一次的切换改为，C-2201注5天，C-2202注2天。⑤从目前国内各兄弟单位的运行来看，脱戊烷塔（稳定塔）的腐蚀已成为共性问题，尤其是采用UOP工艺包的连续重整装置，目前还没有任何一家的脱戊烷塔（稳定塔）塔顶空冷、水冷不泄露的情况。克石化的连续重整装置与我装置采用相同的工艺包，2011年开工，至2013年脱戊烷塔顶空冷连续泄露多次，2014年将空冷更换为双相钢材质后，在2015年也出现过泄露，该装置设计有2个液相脱氯罐，2014年也开始加注缓蚀剂，但空冷泄露问题仍未得到解决。延长石化120万的连续重整装置为2009年开工，该装置脱戊烷塔顶空冷频繁泄露，塔回流泵机械密封频繁失效，机械密封寿命只有1个月。该装置与我装置采用的解决方法基本一致，增加在线缓蚀剂加注流程，增加液相脱氯罐，对空冷、水冷及关键阀门材质升级，同时将水冷停用，提高塔的冷后温度，防止铵盐析出，同时对空冷管束进行衬钛处理，对水冷管束油侧镀Ni-P处理，但也只能维持空冷运行24个月。大连石化60万的连续重整和220万的连续重整均存在脱戊烷塔塔顶空冷腐蚀问题，220万重整去年在催化剂比表面积下降至135时进行了换剂同时将空冷材质升级为双相钢，但运行不到10个月，今年该装置脱