對某煉油廠柴油加氫裝置高壓換熱器管束腐蝕泄漏的發(fā)現(xiàn)經(jīng)過和設(shè)備狀況進行了描述。對管束泄漏的原因進行 了分析，認為主要是銨鹽結(jié)晶造成的沖刷腐蝕。對泄漏管束進行了修復，并提出了優(yōu)化生產(chǎn)、避免銨鹽結(jié)晶的改進措施。

【關(guān)鍵詞】加氫精制；高壓換熱器；銨鹽；結(jié)晶；腐蝕

【中圖分類號】TQ051【文獻標識碼】A【文章編號】1003-2673(2009)09－19－02

1.發(fā)現(xiàn)泄漏經(jīng)過

某煉油廠柴油加氫精制裝置在2008年9月發(fā)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物柴油顏色異常且石腦油烯烴不合格，經(jīng)過調(diào)整原料油比例、操作 溫度、壓力等條件后柴油顏色沒有好轉(zhuǎn)，沒有發(fā)現(xiàn)反應(yīng)條件對柴油顏色影響的規(guī)律。初步分析為原料與反應(yīng)產(chǎn)物換熱器泄漏，經(jīng)過在反應(yīng)器出口和裝置低分、換熱器后采樣分析，確定是原料與 反應(yīng)產(chǎn)物換熱器E-1103泄漏。該換熱器型號為BFU1200-9.3/9.9-700-7.3/19-2I，管束材質(zhì)為0Cr18Ni10Ti，管板材質(zhì)為2.25Cr-1Mo＋E309L+E347堆焊。投用時間為2004年4月。

2.設(shè)備鑒定情況

（1）現(xiàn)場將換熱器管程側(cè)Ω環(huán)割開，管箱取下，發(fā)現(xiàn)管束 的管程出口有大量的管子堵塞。進行了高壓水沖洗后觀察發(fā)現(xiàn)：

（2）管程入口處管板及管頭完好，未發(fā)現(xiàn)腐蝕問題。

（3）管程出口90％管口腐蝕嚴重，管頭與管板焊接的焊 肉完全腐蝕，管口呈喇叭口狀，邊緣鋒利。

（4）管板存在較深的沖刷腐蝕的蝕溝，部分位置堆焊層已 被完全沖刷掉，露出基材。

2.2對管束的檢查結(jié)果

（1）對管板及管頭進行著色未發(fā)現(xiàn)裂紋。

（2）將管束運回原生產(chǎn)廠家，返廠后廠家對換熱器進行了 解體鑒定：①對管子外壁進行測厚，厚度為1.9mm，原厚為 2mm，基本沒有減薄。②管板側(cè)管頭磨損長度為50-60mm，管 口呈喇叭口狀，邊緣最薄處如刀刃，厚度為0.1-0.2mm。③檢查 發(fā)現(xiàn)有200余根管子被銨鹽堵塞（管子總數(shù)為823根）。

（3）采集管口處及Ω環(huán)內(nèi)的堵塞物送專業(yè)機構(gòu)分析后 發(fā)現(xiàn)含有NH4+、S2-、Cl-、Fe2+，可以認為是NH4Cl、NH4HS的結(jié) 晶物。

3.原因分析及結(jié)論

2004年4月柴油加氫開工到2006年3月E-1103管程出口溫度在121-147℃之間，從2006年3月到2008年9月E-1103管程出口溫度在113-138℃之間。查得該條件下 NH4Cl的結(jié)晶溫度在200℃左右，E-1103的操作溫度在NH4Cl的結(jié)晶溫度以下，存在銨鹽結(jié)晶的條件，需要進行注水溶解銨鹽。

注水要求。根據(jù)中石化《煉油裝置防腐蝕策略》，為防止加 氫高壓換熱器及高壓空冷器NH4Cl、NH4HS垢下腐蝕和沖刷 腐蝕，應(yīng)在高壓換熱器和高壓空冷器前連續(xù)、均勻、穩(wěn)定地注除 鹽水進行洗滌。注水量應(yīng)隨裝置的處理量變化進行調(diào)節(jié)，注水 量最好控制在裝置處理量的8％，以確保高分酸性水中的硫銨 化合物總濃度不超過8％（質(zhì)），保證總注水量的25％在注水部 位為液態(tài)。我公司柴油加氫裝置100％負荷生產(chǎn)時處理量為 125T/h，根據(jù)上述要求，滿負荷生產(chǎn)時注水量應(yīng)控制在 125T/h×8％＝10T/h。

同時注水水質(zhì)要符合下表1列出的指標：

該柴油加氫裝置所注水為脫硫水，2008年九月份脫硫水 指標如下：

注水過程。柴油加氫裝置在2004年4月開工，E-1103前 一直沒有注水，2006年3月17日開始連續(xù)注水，注水為脫硫 凈化水，每小時2-3噸。2007年3月開始間歇注水，每周三注 脫硫凈化水2小時，水量在2-3噸/小時。

可以看出E-1103前注水量較小，未達到裝置處理量的 8％。注水的不足一方面導致銨鹽結(jié)晶物不能完全溶解，從而在 管程出口處生成銨鹽垢物堵塞管子，另一方面少量的水與銨鹽 生成濃度較高的酸溶液，對管子產(chǎn)生腐蝕。同時脫硫水質(zhì)較差， 水中的氯離子含量較高，2008年8-9份的氯離子平均值為 31.02 mg/L，是注水水質(zhì)要求期望值的6倍，氯離子的存在加 劇了奧氏體不銹鋼的垢下腐蝕和應(yīng)力腐蝕。

綜合以上分析可以認為是換熱器前沒有連續(xù)注水或注水量 不夠，導致銨鹽結(jié)晶堵塞管口，物流線速加大并產(chǎn)生擾流，使得 介質(zhì)中的銨鹽顆粒對管口及管板進行沖刷腐蝕，同時銨鹽與少 量水生成的濃度較高的酸溶液及氯離子的存在促進了奧氏體不 銹鋼的垢下腐蝕和應(yīng)力腐蝕，從而導致管束在管口處泄漏。

4.修復方案

由于管束腐蝕較嚴重，在現(xiàn)場不具備修復條件，返原制造 廠進行返修。具體管束修復方案如下：

（1）管程Ω環(huán)切開后，先對管頭部位進行初步清洗；

（2）將所有管頭全部銑開，抽出換熱管。根據(jù)換熱管的受 損情況，初步擬定將換熱管切除200mm后利舊；

（3）對于新更換的換熱管煨制后需進行固溶處理及單根 水壓試驗；

（4）管板表面噴砂處理，對于露出基材的部位進行補焊；

（5）堆焊表面打磨齊平，重新修整換熱管孔及拉桿孔；

（6）按圖紙要求重新組裝管束骨架，穿換熱管；

（7）管束制造完成后，裝入殼體內(nèi)，組焊殼程側(cè)Ω環(huán)；

（8）利用試壓法蘭進行殼程水壓試驗，試驗壓力為3.0Mpa；

（9）殼程水壓試驗合格后組裝管箱，組焊管程Ω環(huán)；

（10）管程、殼程同時進行水壓試驗，試驗壓力分別為8.3 Mpa、9.35 Mpa。

5.改進措施

（1）注水應(yīng)為連續(xù)注水；

（2）注水量應(yīng)隨裝置的處理量變化進行調(diào)節(jié)，注水量最后 控制在裝置處理量的8％，以確保高分酸性水中的硫銨化合物 總濃度不超過8％（質(zhì)），保證總注水量的25％在注水部位為液 態(tài)；

（3）注水水質(zhì)指標要達到上述表1中的期望值，應(yīng)選用除 氧水；

（4）為防止流速過高產(chǎn)生沖刷腐蝕，換熱器管束內(nèi)物流的 流速最大峰值不超過9m/s。