高压加氢装置高压换热器腐蚀讲述.doc

高压加氢装置高压换热器腐蚀失效分析 李 玉 华  摘 要 该文针对高压加氢装置高压换热器3腐蚀失效问题进行了分析。 简要叙述了换热运行故障情况及判断过程。 通过对换热器的宏观检测、腐蚀产物分析、涡流检测、材质分析等方法，详细介绍了换热器腐蚀情况。 结合工艺运行参数重点分析换热器发生腐蚀的原因、腐蚀类型，确认换热器管程内存在的H2S+ NH3+H2O型腐蚀、NH4Cl结晶腐蚀。 论文通过计算，拟合了管程介质的流速与温度、介质流速的关系曲线，为合理调节不同方案下换热器的运行参数提供了依据。通过热力学计算确定了NH4Cl盐的结晶生成温度，提出了防止NH4Cl垢下腐蚀的方法。 关键词: 高压加氢； 换热器； 奥氏体不锈钢； 硫化氢； 氯化铵； 腐蚀 0 前　言 腐蚀是材料与环境反应引起的材料破坏与变质，它存在于各行各业，在石油炼制过程中存在着一系列的腐蚀问题。随着加氢裂化、加氢精制等加氢装置的数量的增多，在加氢装置由腐蚀问题带来的一系列问题也与日俱增，直接影响着加氢装置的长周期、安全、平稳运行。目前腐蚀危害由于其在加氢装置的巨大破坏作用及其导致巨大的经济损失，引起了众多科研、生产人员的高度重视。目前深入研究加氢装置腐蚀机理，开发高效可靠的防腐蚀技术已成为加氢行业工作人员的重要课题。 加氢装置的腐蚀危害在装置开工催化剂硫化、正常生产、停工检修等不同的生产阶段均不同程度的存在。加氢装置一般在高温、高压条件下运行，工艺介质中含有大量氢气以及硫化氢、氨气等腐蚀性介质，因此腐蚀的类型也 某润滑油高压加氢装置在高温、高压和临氢状态下运行，生产介质中含有高浓度的硫、氮元素，腐蚀危害贯穿在装置的各个生产单元中。换热器E-103是该加氢装置的一台关键设备，从意大利引进，为薄膜密封型式的双壳程U型管换热器。换热器管束和管板的主体材质均选用321钢（0Cr18Ni9Ti），具有较好的化学稳定性。 2006年9月该换热器发生严重腐蚀失效，管程出现严重内漏，壳程内循环氢直接进入管程，返回循环气压缩系统，装置被迫停工，更换新的换热器。我们对换热器腐蚀失效的原因进行分析探讨，以期深入总结经验，为高压换热器更好的运行提供指导。 1 工艺流程及设备参数 1.1 E-103工艺流程简介 高压加氢装置采用RIPP开发的加氢处理、临氢降凝、加氢补充精制三段串联组合成的全氢型润滑油加工技术，装置主要有三部分构成，即加氢处理系统、临氢降凝-加氢补充精制系统(以下简称降凝系统)以及常减压分馏系统。其中换热器E-103为高压加氢装置的热高分油气/氢气换热器，反应器R-102出来的高温油气经热高压分离器D-106、热高分油气/原料油换热器E-101后进入E-103管程，经与壳程循环氢（来自压缩机K-102）换热后进入空冷器A-101，经过空气冷却后进入冷高压分离器D-107进行气液水三相分离，冷高分顶气进入处理循环氢压缩系统，油相进入热低压分离器D-109，底部含硫污水出装置。 1.2装置原料组成 装置原料根据方案有三种，分别为来自减二线、减三线和丙烷轻脱油 原料中酸值普遍较高，大量含硫含氮，其中丙烷轻脱油中的硫氮含量最高。 1.3设备参数及其运行参数 E-103设计参数见表1.3-1， E-103正常运行操作参数见表1.3-2。 表1.3-1 E-103设计参数 高压换热器设备参数 工艺编号 E-103 设备名称 热高分油气/循环氢 规格型号 Ф600×6000 材质 Cr%(平均值) Ni%(平均值) Mo%平均值 管束材质 SA213 TP321 18.03 9.97 Ti=0.33 壳体材质 SA336 F11 CL.3+ TP309L/347L W.O. 1.28 / 0.51 管板材质 SA336 F321 18.01 9.98 Ti=0.35 管箱材质 SA 336 F11 CL.3+ TP309L/347L W.O. 1.19 / 0.52 薄膜密封盖板 SA 336 F11 CL.3+ TP309L/347L W.O. 1.26 / 0.54 管箱隔板 SA240-321 18.13 10.07 Ti=0.32 壳程入口N1 SA 336 F11 CL.3+ TP309L/347L W.O. 1.29 / 0.52 管程入口N3 SA 336 F11 CL.3+ TP309L/347L W.O. 1.32 / 0.55 管程出口N4 SA 336 F11 CL.3+ TP309L/347L W.O. 1.33 / 0.57 壳程出口N2 SA 336 F11 CL.3+ TP309L/347L W.O. 1.27 / 0.49 壳程容积 1.05m3 管程容积 0.85 m3 壳程腐蚀余量 6mm 管程腐蚀余量 6mm 管程设计温度/℃ 0~27