催化裂化装置气压机中间冷却器内漏原因及处置措施.pdf

催化裂化装置气压机中间冷却器内漏原因及处置措施罗云峰，孙博文，王楠，石磊（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川750026）摘要：催化裂化装置气压机中间冷却器在运行过程中受内外侧介质腐蚀、结垢的影响，中间冷却器发生泄漏，高压侧富气泄漏进入循环水系统，对循环水系统造成冲击，因冷却器泄漏无法切除，检修十分困难。通过分析腐蚀介质的来源与工艺条件，结合现场实际情况，制定相应处置措施，消除高压侧富气泄漏对循环水系统造成的冲击，保证装置长周期运行。关键词：气压机中间冷却器；介质腐蚀；泄漏；循环水系统中图分类号：TE966.03文献标识码：A文章编号：1673-5285（2023）07-0122-03DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.20圆3.07.026*收稿日期：圆园23原05-05作者简介：罗云峰（1988），男，工程师，主要从事石油化工生产与工艺技术管理工作。E-mail：Causes and disposal measures of internal leakage inpneumatic intercooler of catalytic cracking unitL哉韵 Yunfeng，S哉晕 Bowen，W粤晕郧 Nan，S匀陨 Lei（Ningxia Petrochemical Com责any of PetroChina，Yinchuan Ningxia 750026，China）Abstract:The pneumatic intercooler in catalytic cracking unit is affected by the inner andouter medium corrosion and scaling during operation.The intercooler leaks,and the highpressure side gas leaks into the circulating water system,causing impact on the circulatingwater system.Because the leakage of the cooler cannot be removed,maintenance is verydifficult.By analyzing the source and process conditions of the corrosive medium and com原bining with the actual situation of the site,the corresponding disposal measures are formulat原ed to eliminate the impact of rich gas leakage on the circulating water system at the highpressure side and ensure the long cycle operation of the device.Keywords：pneumatic intercooler；medium corrosion；leak out；circulating water system1气压机运行情况催化裂化装置是重要的二次加工装置，在燃料型炼油厂中起着重要的作用，随着油品升级和转型，其产品分布发生较大变化1，气压机处理气体量不断增加，这也导致气压机中间冷却器的设计条件与操作参数发生变化，这使得气压机中间冷却器腐蚀问题更加突出。催化裂化装置气压机中间冷却器又称为压缩机一级出口冷却器，其主要目的在于降低二段富气入口温度，避免富气经过一级压缩升温后在二级入口发生气石油化工应用PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION第 42 卷第 7 期2023 年 7 月Vol.42 No.7July.2023图 1气压机中间冷却器流程图体分解，同时，气压机中间冷却器将部分压缩后的凝液冷却分离也相应增加了气压机二段处理能力（图 1）。气压机中间冷却器壳程介质为富气，温度由 94 益冷却至58 益，气压机进中间冷却器压力为 0.54 MPa，液化气收率由设计的 14%上涨至 19%，气压机富气处理量较正常工况下上涨近 15 000 m3/h，H2S 含量由正常工况下的 0.49%上涨至 0.68%，气压机中间冷却器腐蚀加剧，在装置运行近 900 d 后中间冷却器发生泄漏，循环水系统浊度、石油类等含量明显上升。循环回水携带大量液态烃进入循环水系统，对循环水系统造成较大的冲击，在循环水凉水塔冷却过程中，大量烃类泄漏也造成较大隐患。2气压机中间冷却器腐蚀分析2.1油气侧腐蚀催化裂化进料中含有 S、N、Cl 等元素，在反应过程中，其生成 H2S、NH3、HCl2，在进入气压机前，通过在线水洗装置、净化水会溶解一部分腐蚀介质，但仍有部分H2S、NH3、HCl 随着富气进入气压机，在通过气压机中间冷却器时，腐蚀介质形成低温 HCl-H2S-H2O 腐蚀、NH4HS 腐蚀、NH4Cl 腐蚀。HCl-H2S-H2O 腐蚀一般气相部位腐蚀较轻微，液相部位腐蚀严重，尤以气液两相转变部位即“露点”部位最为严重。此类腐蚀是由于原油中的盐水解后生成HCl，在低温部位遇水蒸汽冷凝生成盐酸引起，因此不论原油中含硫量及酸值高低，只要含盐就会引起此类腐蚀。NH4Cl 在液相露点或在 NH4Cl 浓度非常高的干点附近腐蚀十分严重，NH4Cl 具有吸湿性能，可以从气态流体中吸收水分造成腐蚀，即使少量的水也会导致十分严重的腐蚀。NH4HS 腐蚀主要发生在含有 NH3和H2S 的水溶液中，NH4HS 的结晶温度在 27耀66 益3，通常 NH4HS 浓度低于 2%时腐蚀性较低，随 NH4HS 浓度的升高，腐蚀速率增大，当浓度高于 8%时，碳钢会发生严重的腐蚀。流速过高或在湍流区等部位，高浓度的NH4HS 会造成严重的冲刷腐蚀，但流速过低会带来NH4HS 的沉积和垢下腐蚀问题。2.2循环水侧腐蚀气压机中间冷却器通过循环水降低富气侧温度，但循环水系统存在垢下腐蚀。垢下腐蚀是一种特殊的局部腐蚀形态，是由金属表面沉积物产生的腐蚀，又称沉积物腐蚀。沉积物有多种形式，主要包括无机盐结垢、污垢结垢、生物黏泥、物料沉积。垢下腐蚀都以垢下金属全面腐蚀减薄为主，不同的腐蚀体系可能存在坑蚀、点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等局部腐蚀。垢下腐蚀在金属表面产生凹凸不平的腐蚀坑，坑内有疏松的腐蚀产物，有时几个坑陷连成一片，但腐蚀范围有大有小，腐蚀深度不一，受重力影响，向上的表面一般腐蚀较重，严重时可穿孔。碱性垢下腐蚀在水循环较弱或死角处有大量的黑褐色具有磁性的 Fe3O4为主的沉积物存在，酸性垢下腐蚀的沉积物表面有半球状鼓包。3气压机中间冷却器现场处置措施及运行控制考虑加管道泵对中间冷却器两侧压力把控及介质的影响，最终确定将循环回水引出通过分液罐闪蒸脱气，再送至气压机出口冷却器循环水回水总线上，罐顶可燃气通过罐顶副线泄至低压瓦斯系统（图 圆）。3.1工艺参数运行控制内操加强监盘，控制精制分液罐液位在 30%耀80%，设定低报警值为 20%，设定高报警值为 85%，精制分液罐液位过高时，及时增大外送量或启双泵运行，防止将循环水带入低压系统，造成低压系统带水。精制注水分馏塔分馏塔顶空冷器E-203A-FE-204A-F分馏塔顶油气分离器含硫氨污水至 D-206分馏塔顶冷回流泵粗汽油泵含硫氨污水气压机中间凝液罐至稳定至反应富气压缩机富气注水12气压机中间冷却器罗云峰等催化裂化装置气压机中间冷却器内漏原因及处置措施第 7 期123图 圆循环水闪蒸脱气流程分液罐液位过低时，及时减少外送量，防止将油气带入循环水系统，造成循环水含油、可燃气超标。控制精制分液罐压力在 0耀0.08 MPa，设定高报警值为 0.10 MPa，若压力过高，及时开大泄压线泄压，避免罐超压或造成中间冷却器循环水回水困难，气压机二段出入口温度升高引起气压机轴温高联锁停机。3.2现场巡检监控外操人员对中间冷却器循环水引至精制分液罐流程随时巡检监控，防止出现放空、法兰泄漏等情况，对于现场异常声响，及时联系内操处置。精制分液罐内油水分离后罐顶压力过高时，可调整安全阀副线阀门平稳压力。随时监控精制分液罐周边的可燃气分析仪，若出现报警及时赶赴现场确认并按相应操作处置。加强对精制分液罐处动火管控，非必要不在此处动火。3.3现场应急措施气压机中间冷却器内漏严重冲击循环水系统，循环水系统可燃气严重超标，立即按照相关方案执行。气压机中间冷却器循环水量过大而精制分液罐底泵抽出量不足时，及时启双泵外送，双泵上量不足可关小或关闭气压机中间冷却器至精制分液罐阀门，稍开或打开气压机中间冷却器循环水回水阀门。现场作业严格管控，若装置出现较大生产波动或介质泄漏，及时停止作业，人员有序撤离现场。4气压机中间冷却器处置效果评价循环回水引至精制分液罐闪蒸脱气，再将脱气后循环水就近引入循环水回水总线上，避免循环水中含过量烃类对循环水系统造成冲击，对循环水进入精制分液罐闪蒸脱气的效果进行验证。在投用初期，循环水浊度不高的情况下，精制分液罐闪蒸脱气效果不佳，但在后期烃类泄漏量增加，精制分液罐闪蒸脱气起到了一定的作用，但循环水流量较大，循环水在罐内停留时间过短，闪蒸脱气不充分，效果并不明显。循环水中烃类对 COD 影响明显，在初期调整中循环水量大，精制分液罐闪蒸脱气压力、流量不稳导致循环水中烃类分离不佳，在操作摸索中逐渐确定合适流量及压力，循环水中 COD 有所下降，但后期中间冷却器泄漏量增加，循环水中 COD 再次上升。循环水中石油类呈现逐渐增大的趋势，这表明运行过程中，气压机中间冷却器泄漏量逐渐增加，在四月中旬进精制分液罐闪蒸脱气的循环水中石油类有了明显的上涨，出精制分液罐闪蒸脱气的循环水中石油类与进口有明显降低，这表明循环水中石油类达到一定浓度，精制分液罐闪蒸脱气效果会有所提升。循环水中硫化物主要是由泄漏介质带至循环水系统，在循环水进入精制分液罐闪蒸脱气后，精制分液罐出口硫化物与进口硫化物变化并不明显，这是因为泄漏介质带出的硫化物主要为 H2S 与 NH4HS，其本身在循环水中有较大的溶解饱和度，一般无法在低温状态下完成闪蒸脱气。缘结语在循环水量及精制分液罐压力平稳的情况下，中间冷却器泄漏量不大时，泄漏烃类在精制分液罐中闪蒸脱气效果并不明显，在中间冷却器泄漏量大时，泄漏烃类在精制分液罐脱气效果提升，精制分液罐进出口循环水中石油类和浊度有明显的下降。参考文献：1 王金光援炼化装置腐蚀风险控制 酝.北京：中国石化出版社，2022援2 佘锋援催化裂化装置气压机级间冷却器腐蚀与防护 J.石油化工腐蚀与防护，2023，40（1）：17-20.3 王宽心援石化系统铵盐结晶沉积预测及腐蚀规律研究 阅 援杭州：浙江理工大学，2014援D-308D-806E-308循环给水循环回水泄压线开孔DN-350P-803AP-803B石油化工应用2023 年第 42 卷124