預分餾塔重沸器E3103泄漏分析及應對措施

預分餾塔重沸器E3103泄漏分析及應對措施

Summary：通過對換熱設備泄露原因進行分析，針對換熱設備目前存在的實際問題進行分析，提出解決辦法和應對措施。Keys：換熱設備；泄露；原因分析；應對措施

一、設備簡介預分餾塔重沸器E3103為浮頭式換熱器型號：BJS1000-2.5-270-6/25-4；管程材質：10#

殼程材質：16MnR設計溫度：管程275℃，殼程245℃設計壓力：管程2.45MPa,殼程2.45MPa操作溫度：管程235℃，殼程160℃操作壓力：管程0.6MPa,殼程0.3MPa管程介質：潤滑油基礎油殼程介質：汽油該設備于2002年安裝同年9月投入運行，2016年8月檢修更換管束。

二、工藝流程原料由原料罐區(qū)自流（埋地）入裝置，經預分餾塔進料泵P3101A/B升壓后，經預分餾塔進料換熱器E3101A/B與預加氫產物換熱后進入預分餾塔T3101。T3101頂餾出物經預分餾塔空冷器A3101A/B、預分餾塔后冷器E3102A/B冷凝冷卻后進入預分餾塔回流罐V3101。V3101不凝氣經壓控排入裝置燃料氣系統(tǒng)；液相物流（輕石腦油）－部分經預分餾塔回流泵P3102A/B送回T3101頂作回流，另一部分經P3102A/B送出裝置或經輕石腦油泵P3103A/B/C升壓后送至脫戊烷塔T3201（當裝置以生產汽油為目的時），預分餾塔回流罐V3101水包產生的廢水，經廢水外送泵P3110A/B加壓后，送入酸性水裝置。E3103為T3101塔底重沸器，其殼程與T3101相連，塔底油經E3103加熱再沸返回至T3101內。三、泄露原因分析1、檢查結果殼程中，屬于由外向內造成的管束腐蝕穿孔，現(xiàn)場管束腐蝕情況如下圖，由圖可以看出，管束表面附有垢層和大量銹皮，并且出現(xiàn)大量非常明顯的局部腐蝕（腐蝕穿孔部位處于蝕）。2、原料組成情況：原料油中的硫含量平均值為278.4mg/kg,遠遠大于設計值58mg/kg，從圖中的數據可以看出，原料油中還含有水和氯，雖然含量在合格范圍內，但是這也是腐蝕的潛在條件。3、腐蝕原因分析

3.1隨著原油劣質化及加氫改質、異構脫蠟和柴油加氫等裝置的先后建成投產，導致酸性石腦油陸續(xù)作為重整原料送至重整裝置，造成腐蝕環(huán)境迅速惡化。隨著設備運行時間的加長，腐蝕環(huán)境惡化造成管壁逐漸減薄，這也是導致腐蝕泄漏的原因之一。原料中硫含量在280ppm，大于設計值58ppm。汽油中含有少量水，在重沸器殼程發(fā)生腐蝕。3.2從原料油組成來看，重沸器管束有一定的HCl-H2S-H2O腐蝕。裝置2021年停工檢修后，在開工初期階段，預分餾塔底（T3101）溫度在100℃左右，殼程中有大量硫化物（設計值為58mg/kg,實際值為200-300mg/kg），同時還含有少量水和氯，這為硫化物和氯化物的電離產生創(chuàng)造了條件，形成HCl-H2S-H2O腐蝕體系。3.3由現(xiàn)場管束腐蝕情況來看，管束表面積累了大量垢物。據了解，在2021年裝置停工期間，預分餾塔T3101進行了水運和蒸汽吹掃，同時為了防止硫化亞鐵自燃對預分餾系統(tǒng)進行了鈍化，鈍化后塔內會產生大量垢物，塔底在排出鈍化液過程中，垢物隨鈍化液落入塔底重沸器殼體，沉積在管束表面，形成了鈍化垢物。但其密度、厚度和化學組成為不均勻狀態(tài)，造成金屬表面電位的高低不同，從而形成微小原電池發(fā)生電化學反應，鈍化垢物中雜質的電位較高，對于管束表面形成陰極，金屬管束電位較低則成為陽極，這種電化學反應會腐蝕金屬管束，對管束造成局部腐蝕，導致管束逐漸減薄最后穿孔泄漏。3.4l-H2S-H2O腐蝕和垢下腐蝕機理HCl和H2S相互促進構成循環(huán)腐蝕：Fe+2HCl→FeCl+H2↑

FeCl2+H2S→FeS↓+2HClFe+H2S→FeS↓+H2↑

FeS+2HCl→FeCl2+H2S

陽極反應：Fe-2e→Fe2+

陰極反應：2H++2e→H2↑3.5原料油中的硫含量遠遠大于設計值，而且原料油中還含有水和氯，雖然含量在合格范圍內，但是這也是腐蝕的潛在條件。

預分餾系統(tǒng)腐蝕硫化物多，部分硫化物隨塔回流進入預分餾塔內，在塔底堆積計入重沸器E3103殼程內部，造成殼程堵塞，2021年裝置停工期間，預分餾塔T3101進行了水運和蒸汽吹掃，同時為了防止硫化亞鐵自燃對預分餾系統(tǒng)進行了鈍化，鈍化后塔內會產生大量垢物，垢物隨鈍化液落入塔底重沸器殼體，沉積在管束表面，形成了鈍化垢物，又會造成垢下腐蝕，加劇了管束管壁的減薄，由于2021年窗口檢修期間熱載體沒有退出，E3103沒有安排檢修。2022年2月E3103檢修時，對管束腐蝕產物、積垢進行了清洗，檢修完成后管束管壁已腐蝕減薄嚴重。綜上分析，可以得出如下結論：此次泄露預分餾塔重沸器管束泄漏。屬于HCl-H2S-H2O腐蝕和垢下腐蝕。四、應對措施

1.對于經過鈍化后的設備，應創(chuàng)造條件設備打開進行檢查，換熱器將殼程內積垢清理干凈，避免產生電化學腐蝕。2.加強裝置的脫水操作，破壞腐蝕壞境的形成。3.定期檢測重整裝置原料油組成：總硫含量、含水量、氯等。4.預分餾塔重沸器E3103管束更換。

4.1管箱、外頭蓋、浮頭拆卸外頭蓋、浮頭、管箱密封面及管箱接管法蘭密封面依據《GB151-2014》。4.2檢查無徑向貫通劃痕、麻點、腐蝕等；嚴格按照操作規(guī)程、技術方案操作，防止劃傷密封面。4.3螺栓清洗檢查，涂抹防咬合劑，檢查是否有螺栓損壞、缺少或影響使用。4.5設備試壓，壓力表最高點與最低點各安裝一塊壓力表，且在檢定有效期內，量程為1.5-3倍試驗壓力。4.6泄露量觀察，試驗壓力穩(wěn)壓時間不少于10分鐘，然后降至最高操作壓力恒壓時間不低于30分鐘，無泄露及異常變形為合格，如有泄露檢查管束泄露情況，對漏點進行封堵處理。4.7殼程試壓、管程試壓，檢查管束與殼體密封面及管箱、浮頭、外頭蓋密封面，試壓完后填寫《設備試壓記錄》。4.8管箱、浮頭、外頭蓋回裝墊片墊片規(guī)格型號一致、無影響密封性能的缺陷：如徑向劃痕、凹凸不平、折斷痕跡；檢查墊片是否對中，壓偏，嚴格按照操作規(guī)程、技術方案操作，防止劃傷密封面。4.9緊固螺栓采用兩同步定力矩扭矩扳手對法蘭螺栓進行緊固，分四步進行（30%、60%、100%和100%），緊固后的螺栓兩端露出螺紋要均勻。七、結束語通過以上措施，可以加強換熱設備運行管理，延長冷換設備壽命，增強冷換設備的換熱效率，有效控制冷換設備泄漏，杜絕