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加氢裂化高压空冷器的防腐分析与措施毅 加氢裂化高压空冷器的防腐分析与措施 毅1 , 张小莉1 , 董建伟2 孙 (1 . 中国石化北京燕山分公司炼油厂 ,北京 102503 ;2 . 石油化工科学研究院) 摘要 中国石化北京燕山分公司炼油厂 2 Mt/ a 加氢裂化装置曾遇到高压空气冷却器管束丝 堵的泄漏问题 ,给装置开工后的正常运行带来隐患 。针对高压空气冷却器存在的薄弱环节 , 从选 材 、配管设计 、注水量和注入缓蚀剂等方面进行分析 ,提出正常生产时的最佳操作条件 ;并对高压空 气冷却器的腐蚀机理进行探讨 。通过对高压空气冷却器的腐蚀系数 K p 、含硫污水硫氢化铵浓度 和反应流出物气速的跟踪监测 ,及时进行原料油的优化配置和循环氢脱硫的调整 ,确保腐蚀系数 K p 小于 0 . 07 ,为装置长周期运行提供了保障 。 关键词 :反应流出物 高压 空气冷却器 腐蚀系数 1 前 言 2 Mt / a 加氢裂化装置是中国石化北京燕山分 公司炼油厂 10 Mt 炼油改造重点工程之一 ,采用石 油化工科学研究院 ( R IP P) 开发的提高尾油质量的 加氢裂化技术及配套催化剂 ,由中国石化工程建设 公司 ( S EI) 设计 ,于 2007 年 6 月建成投产[ 122 ] 。该 装置主要加工高硫劣质进口原油的减压蜡油和焦 化蜡油 ,生产符合欧 Ⅳ以上排放标准的清洁油品和 优质乙烯裂解料 ,对首都北京的环境改善和燕化公 司总体经济效益的提升都有重要的现实意义 。在 长期加工高硫原油的情况下 ,设备腐蚀问题不容忽 视 ,尤其是在开工过 程中 曾 遇到 高压 空 气冷 却器 (高压空冷器) 管束丝堵的泄漏问题 ,给装置开工后 的正常运行带来了隐患 。据资料分析[ 3 ] ,因高压空 冷器腐蚀泄漏而导致加氢裂化装置非计划停工的 不在少数 ,可见通过对其腐蚀分析与监测 ,并采取 有效的防腐措施对装置长周期运转有着重要意义 。 2 装置流程与设计条件 2 . 1 工艺流程 2 Mt / a 加氢裂化装置反应流出物及其注水示 意流程见图 1 。反应产物与混氢原料油换热后进 入热高压分离器 ,反应产物在热高压分离器中进行 油 、气分离 ,热高分气体分别与冷低分油 、循环氢换 热 ,再经高压空冷器冷却至约 50 ℃进入到冷高压 分离器进一步进行油气分离 。为了防止反应生成 的 H2 S 和 N H3 在低温下生成铵盐结晶析出 ,堵塞 空冷器 ,在热高分气进入空冷器前注入软化水 ,以 溶解铵盐 。其中高压空冷器介质设计条件为 :入口 温度 150 ℃,出口温度 50 ℃;入口压力 13. 35 MPa , 出口压力 12 . 7 M Pa ; 介 质 含 硫 化 氢 体 积 分 数 为 1 % ,含氨 ( N H3 ) 体积分数为 0 . 2 % 。高压部分设 置三个注水点用于洗涤铵盐 ,高压换热器管程前为 间断注水点 ,高压空冷器入口前为连续注水点 。注 水设计条 件为 : 温 度 40 ℃, 压 力 13 . 6 M Pa , 流 量 25 000 kg/ h 。 2 . 2 高压空冷器设计参数 高压空冷器管箱材质为 16M n ( H IC) ,管束材 质为 10 号 ,且管束管端入口衬 350 mm 钛管 ;进口 温度 140 ℃,出口温度 50 ℃,操作压力 13 . 5 M Pa ; 设计腐蚀系数 K p 为 0. 2 ,入口介质流速 6. 18 m/ s , 出口介质流速 2 . 79 m/ s , 排水中硫氢化铵质量分 数 4 . 2 % 。 3 高压空冷器的腐蚀问题与分析 3 . 1 腐蚀问题 装置在开工硫化即将结束时 ,发现高压空冷器 管束与管箱连接 焊缝 处泄 漏 , 装置 需 停工 处理 漏 点 。高压空冷器出现泄漏点时的主要操作条件见 表 1 。 3 . 2 原因分析及处理 经分析 ,导致此次高压空冷器泄漏的主要原因 为 : ①高压空冷器材质问题 。高压空冷器的主体制 收稿日期 :2008211210 ;修改稿收到日期 :2009201215 。 作者简介 :孙毅 ( 1982 - ) ,男 ,2004 年毕业于石油大学 ( 华东) , 现为中国石化北京燕山分公司炼油厂加氢裂化装置工艺技术 员 ,主要从事装置工艺技术管理工作 。 66 石油炼制与化工2009 年第 40 卷图 1 2 M 66 石 油 炼 制 与 化 工 2009 年 第 40 卷 图 1 2 Mt/ a 加氢裂化装置反应流出物及其注水