预分馏塔重沸器E3103泄漏分析及应对措施

预分馏塔重沸器E3103泄漏分析及应对措施

Summary：通过对换热设备泄露原因进行分析，针对换热设备目前存在的实际问题进行分析，提出解决办法和应对措施。Keys：换热设备；泄露；原因分析；应对措施

一、设备简介预分馏塔重沸器E3103为浮头式换热器型号：BJS1000-2.5-270-6/25-4；管程材质：10#

壳程材质：16MnR设计温度：管程275℃，壳程245℃设计压力：管程2.45MPa,壳程2.45MPa操作温度：管程235℃，壳程160℃操作压力：管程0.6MPa,壳程0.3MPa管程介质：润滑油基础油壳程介质：汽油该设备于2002年安装同年9月投入运行，2016年8月检修更换管束。

二、工艺流程原料由原料罐区自流（埋地）入装置，经预分馏塔进料泵P3101A/B升压后，经预分馏塔进料换热器E3101A/B与预加氢产物换热后进入预分馏塔T3101。T3101顶馏出物经预分馏塔空冷器A3101A/B、预分馏塔后冷器E3102A/B冷凝冷却后进入预分馏塔回流罐V3101。V3101不凝气经压控排入装置燃料气系统；液相物流（轻石脑油）－部分经预分馏塔回流泵P3102A/B送回T3101顶作回流，另一部分经P3102A/B送出装置或经轻石脑油泵P3103A/B/C升压后送至脱戊烷塔T3201（当装置以生产汽油为目的时），预分馏塔回流罐V3101水包产生的废水，经废水外送泵P3110A/B加压后，送入酸性水装置。E3103为T3101塔底重沸器，其壳程与T3101相连，塔底油经E3103加热再沸返回至T3101内。三、泄露原因分析1、检查结果壳程中，属于由外向内造成的管束腐蚀穿孔，现场管束腐蚀情况如下图，由图可以看出，管束表面附有垢层和大量锈皮，并且出现大量非常明显的局部腐蚀（腐蚀穿孔部位处于蚀）。2、原料组成情况：原料油中的硫含量平均值为278.4mg/kg,远远大于设计值58mg/kg，从图中的数据可以看出，原料油中还含有水和氯，虽然含量在合格范围内，但是这也是腐蚀的潜在条件。3、腐蚀原因分析

3.1随着原油劣质化及加氢改质、异构脱蜡和柴油加氢等装置的先后建成投产，导致酸性石脑油陆续作为重整原料送至重整装置，造成腐蚀环境迅速恶化。随着设备运行时间的加长，腐蚀环境恶化造成管壁逐渐减薄，这也是导致腐蚀泄漏的原因之一。原料中硫含量在280ppm，大于设计值58ppm。汽油中含有少量水，在重沸器壳程发生腐蚀。3.2从原料油组成来看，重沸器管束有一定的HCl-H2S-H2O腐蚀。装置2021年停工检修后，在开工初期阶段，预分馏塔底（T3101）温度在100℃左右，壳程中有大量硫化物（设计值为58mg/kg,实际值为200-300mg/kg），同时还含有少量水和氯，这为硫化物和氯化物的电离产生创造了条件，形成HCl-H2S-H2O腐蚀体系。3.3由现场管束腐蚀情况来看，管束表面积累了大量垢物。据了解，在2021年装置停工期间，预分馏塔T3101进行了水运和蒸汽吹扫，同时为了防止硫化亚铁自燃对预分馏系统进行了钝化，钝化后塔内会产生大量垢物，塔底在排出钝化液过程中，垢物随钝化液落入塔底重沸器壳体，沉积在管束表面，形成了钝化垢物。但其密度、厚度和化学组成为不均匀状态，造成金属表面电位的高低不同，从而形成微小原电池发生电化学反应，钝化垢物中杂质的电位较高，对于管束表面形成阴极，金属管束电位较低则成为阳极，这种电化学反应会腐蚀金属管束，对管束造成局部腐蚀，导致管束逐渐减薄最后穿孔泄漏。3.4l-H2S-H2O腐蚀和垢下腐蚀机理HCl和H2S相互促进构成循环腐蚀：Fe+2HCl→FeCl+H2↑

FeCl2+H2S→FeS↓+2HClFe+H2S→FeS↓+H2↑

FeS+2HCl→FeCl2+H2S

阳极反应：Fe-2e→Fe2+

阴极反应：2H++2e→H2↑3.5原料油中的硫含量远远大于设计值，而且原料油中还含有水和氯，虽然含量在合格范围内，但是这也是腐蚀的潜在条件。

预分馏系统腐蚀硫化物多，部分硫化物随塔回流进入预分馏塔内，在塔底堆积计入重沸器E3103壳程内部，造成壳程堵塞，2021年装置停工期间，预分馏塔T3101进行了水运和蒸汽吹扫，同时为了防止硫化亚铁自燃对预分馏系统进行了钝化，钝化后塔内会产生大量垢物，垢物随钝化液落入塔底重沸器壳体，沉积在管束表面，形成了钝化垢物，又会造成垢下腐蚀，加剧了管束管壁的减薄，由于2021年窗口检修期间热载体没有退出，E3103没有安排检修。2022年2月E3103检修时，对管束腐蚀产物、积垢进行了清洗，检修完成后管束管壁已腐蚀减薄严重。综上分析，可以得出如下结论：此次泄露预分馏塔重沸器管束泄漏。属于HCl-H2S-H2O腐蚀和垢下腐蚀。四、应对措施

1.对于经过钝化后的设备，应创造条件设备打开进行检查，换热器将壳程内积垢清理干净，避免产生电化学腐蚀。2.加强装置的脱水操作，破坏腐蚀坏境的形成。3.定期检测重整装置原料油组成：总硫含量、含水量、氯等。4.预分馏塔重沸器E3103管束更换。

4.1管箱、外头盖、浮头拆卸外头盖、浮头、管箱密封面及管箱接管法兰密封面依据《GB151-2014》。4.2检查无径向贯通划痕、麻点、腐蚀等；严格按照操作规程、技术方案操作，防止划伤密封面。4.3螺栓清洗检查，涂抹防咬合剂，检查是否有螺栓损坏、缺少或影响使用。4.5设备试压，压力表最高点与最低点各安装一块压力表，且在检定有效期内，量程为1.5-3倍试验压力。4.6泄露量观察，试验压力稳压时间不少于10分钟，然后降至最高操作压力恒压时间不低于30分钟，无泄露及异常变形为合格，如有泄露检查管束泄露情况，对漏点进行封堵处理。4.7壳程试压、管程试压，检查管束与壳体密封面及管箱、浮头、外头盖密封面，试压完后填写《设备试压记录》。4.8管箱、浮头、外头盖回装垫片垫片规格型号一致、无影响密封性能的缺陷：如径向划痕、凹凸不平、折断痕迹；检查垫片是否对中，压偏，严格按照操作规程、技术方案操作，防止划伤密封面。4.9紧固螺栓采用两同步定力矩扭矩扳手对法兰螺栓进行紧固，分四步进行（30%、60%、100%和100%），紧固后的螺栓两端露出螺纹要均匀。七、结束语通过以上措施，可以加强换热设备运行管理，延长冷换设备寿命，增强冷换设备的换热效率，有效控制冷换设备泄漏，杜绝