乙烯装置急冷系统管道腐蚀和急冷水乳化问题分析及处理措施.pdf

工工工工工工工工工工工工业业业业业业业业业业业业技技技技技技技技技技技技术术术术术术术术术术术术乙 烯 工 业()乙烯装置急冷系统管道腐蚀和急冷水乳化问题分析及处理措施王 伟 王 朝 杨付涛 宋成才(连云港石化有限公司 江苏 连云港)摘 要:针对乙烯裂解装置在工业化应用过程中出现的急冷系统管道腐蚀和急冷水乳化的问题通过技术改造增加新的缓蚀剂注入点更换缓蚀剂类型及引入 值自动控制系统等有效解决急冷系统管道腐蚀和急冷水乳化的问题确保了乙烯装置“安稳长满优”运行关键词:裂解 急冷系统 管道腐蚀 乳化 自动控制 近年来全球裂解原料的多元化和轻质化发展趋势明显 采用页岩气乙烷或凝析液作为裂解原料是降低裂解原料成本的重要措施 以高成本石脑油为主要原料生产烯烃的国家正逐步通过采购轻质化原料替代石脑油或新建乙烷裂解装置来生产烯烃 国内某乙烷裂解制乙烯装置从投料开车后一直平稳运行但在运行过程中存在着急冷水系统腐蚀和急冷水乳化的问题本文通过对急冷水系统腐蚀和急冷水乳化的原因进行分析并提出改进措施彻底解决了急冷系统腐蚀和急冷水乳化的问题 装置简介某乙烯裂解装置共有 台 型裂解炉以轻质乙烷为原料设计年产乙烯 该装置主要由裂解、急冷、压缩、分离 部分组成文中主要分析急冷系统管道腐蚀原因及处理措施 急冷系统工艺流程急冷系统工艺流程示意见图 图 急冷系统工艺流程示意 乙烯装置急冷塔()主要作用是对裂解气进行粗分离冷凝汽油和稀释蒸汽裂解气通过与循环急冷水直接逆流接触而被冷却并部分冷凝急冷水循环通过塔釜急冷水泵()增压并为用户提供低品位热量在 塔中冷凝收稿日期:修改稿收到日期:作者简介:王伟男 年毕业于西南石油大学机械设计制造及自动化专业主要从事乙烯生产及技术管理工作现任运行主管工程师 乙 烯 工 业第 卷的稀释蒸汽通过工艺水泵()增压后输送至工艺聚结器除去工艺水中的悬浮固体和分散的油滴经处理后的工艺水被送至工艺水汽提塔()汽提后的工艺水通过饱和塔进料泵()增压后送至饱和塔()中持续为原料乙烷提供稀释蒸汽 急冷系统管道腐蚀的原因分析为防止炉管渗碳抑制 的生成在乙烷裂解过程中需持续注入 生成 附着在炉管上防止炉管中的镍等金属与烃类发生反应生成 为抑制烃类刚进入炉管时比正常情况更快的结焦速率及防止炉管渗碳要求在进料前用/(以稀释蒸汽总量计)的 连续预硫化 以上 预硫化后如果裂解原料中硫含量在/或以上可停止裂解炉的 注入而对于加工含硫量较少或不含硫原料的裂解炉来说应调整 注入量并维持硫含量在烃进料量中为 /(以纯硫计)在乙烷裂解的过程中会生成 等酸性气体这些酸性气体会造成急冷水系统腐蚀因此在设计上已设置了缓蚀剂的注入点以防止急冷水系统发生酸性腐蚀设计的注入点为 泵入口管道和 泵入口管道但该装置在运行期间 塔釜排污铁离子含量始终超标(/)初步怀疑急冷系统可能存在管道腐蚀情况故根据工艺流程对整个急冷系统水质情况进行连续取样分析分析结果见图 由图 可知:塔釜水样和工艺水聚结器出口水样中铁离子始终低于 /符合设计值故排除因急冷塔腐蚀造成 塔排污铁离子超标的原因 为分析 塔排污铁离子超标是否为该塔腐蚀造成将其进料泵入口缓蚀剂注入量增大至原来的 倍 塔排污 值维持在.排污铁离子仍然超标以此排除 塔存在酸腐蚀导致排污中铁离子超标的原因通过分析 塔液位计倒淋水样可知 塔中部水样显酸性为排除因 塔补入脱盐水造成的 值低故将 塔脱盐水停止补入 在这 期间分析结果显示脱盐水补入并未直接影响 塔中部 值和 塔排污铁离子含量(见图)以此排除因脱盐水补入造成 塔排污铁离子超标的原因图 急冷塔塔釜水样分析图 工艺水水样分析图 饱和塔排污水样分析图 工艺汽提塔()中部 值及饱和塔()排污铁离子分析 通过取样分析 塔中部 值维持在.塔顶 值维持在.(见图)部分缓蚀剂在 塔内被蒸发带至塔顶返回 塔 第 卷王 伟等.乙烯装置急冷系统管道腐蚀和急冷水乳化问题分析及处理措施 图 工艺汽提塔()分段 值分析 综上所述判断 塔排污铁离子超标原因为 塔中部显酸性造成酸腐蚀铁离子带入 塔后造成排污水中铁离子超标 急冷水系统管道腐蚀危害管道腐蚀是造成“跑、冒、滴、漏”的主要原因既浪费资源、人力且污染环境又是现场安全隐患的重要原因之一 管道或设备在酸性条件下发生腐蚀会导致管道壁厚减薄、开裂及材料组织结构改变使材料力学性能降低造成设备因承载能力不足而发生断裂从而引发安全事故 据不完全统计石化行业因设备腐蚀造成的生产事故约占全部事故的 以上 急冷水系统管道腐蚀的处理措施)由于设计时未在工艺水泵()入口设置缓蚀剂注入点造成工艺汽提塔系统酸性腐蚀 为维持 塔中部 值减缓腐蚀在工艺水聚结器前增加缓蚀剂注入点 从助剂包站新增助剂泵配管至 /入口倒淋处改三通注入并在注入管道处增加流量计同时在 塔液位计底部导淋处增设 个 值在线分析仪根据 塔中部 值控制 /入口缓蚀剂注入量)更改缓蚀剂类型增加缓蚀剂浓度将缓蚀剂由 更改为 自增加 入口缓蚀剂注入点和更改缓蚀剂类型后水样离线分析结果显示:塔中部 值缓慢上涨、塔排污中铁离子含量逐渐下降(见图)目前 塔排污中铁离子含量始终低于 /(合格)通过多次调整发现:塔中部 值维持在.塔排污 值维持在.饱和塔排污铁离子始终低于/(合格)图 饱和塔()排污铁离子超标分析 急冷水乳化处理措施通过以上技改措施彻底解决了饱和塔排污铁离子超标的问题但由于乙烷裂解制乙烯的工艺设计要求重焦油和重芳烃均需在急冷塔中冷凝下来 裂解气压缩机段间罐冷凝的重烃以及压缩机注入的洗油都需要返回急冷塔进行分离急冷水中含油量大且急冷水 值波动大不稳定急冷水温度高时极易造成急冷水乳化为解决急冷水乳化问题主要采取了如下措施:)裂解炉在热备工况下需增大急冷水上下返塔量上返塔量不超过 /中部返塔量不超过 /同时增大一次水补二次水量降低循环水温度控制急冷塔塔釜温度不超过 在其他状态下控制急冷塔釜温度在 左右防止温度过高急冷水乳化)将急冷塔中差压式界位计更换为电容式增大重芳烃的撇油次数同时班组定期排放重焦油压缩机注完洗油后急冷水及时撇油防止急冷水中油含量增大急冷水乳化)引进 值自动控制系统更换 电极因 值受温度影响较大增加 值温度补偿 根据 值和缓蚀剂流量变化自动控制注剂泵冲程根据不同注入点 值干扰因素在不同的注入点选择不同的前馈控制 在 泵入口 值控制模块中引入 注入量和裂解炉二废出口 含量进行前馈控制在 塔 乙 烯 工 业第 卷中部 值控制模块中引入 泵出口流量和 塔塔顶汽提气量进行前馈控制在饱和塔排污出口 值控制模块中引入进料量和稀释比作为前馈控制 通过引进 自动控制系统能够实现 值精确控制避免了 值日常调控的滞后性和波动性 急冷水乳化处理效果通过以上技术改造后急冷水系统运行状况良好急冷塔油水界位稳定每日急冷水取样颜色正常分析油含量正常无急冷水乳化现象 工艺水汽提塔低压蒸汽用量大幅减少在急冷水乳化期间工艺水汽提塔再沸器的低压蒸汽用量持续增加且直接汽提蒸汽量增大二者总量比正常时消耗的多 处理完毕后低压蒸汽用量恢复正常 采集急冷水乳化时某一天与恢复正常后的某一天低压蒸汽用量见图 所示图 低压蒸汽用量分析 同时工艺水汽提塔的发汽量也大幅增加见图 所示图 工艺水汽提量分析 对比乳化时工艺水汽提塔的低压蒸汽用量及汽提量可发现清理后的效果良好 结语乙烯装置急冷水系统腐蚀和急冷水乳化是乙烯装置“安稳长满优”运行的一大隐患对国内某乙烯裂解装置急冷水系统腐蚀和乳化的原因进行分析对工艺操作进行调整在工艺水泵入口增加临时缓蚀剂注入点引入 值自动控制系统彻底解决急冷水管道腐蚀和急冷水乳化的问题参考文献:贾庆龙郭岩锋朱相春.急冷水系统设备腐蚀和急冷水乳化原因分析.齐鲁石油化工():.尹志锋柳和平.乙烯装置急冷水系统的 值控制和优化.化工管理():.许艳鑫李欣波杨阳.值注剂自动控制系统研制及其在乙烯装置的应用.石油化工腐蚀与防护():.(上接第 页)./.():.李帅.乙烷裂解炉裂解气中 含量超标问题的分析.中国化工贸易():.杜春梅.高硫原料油对乙烯装置的影响分析及对策.乙烯工业():.方玉华.一氧化碳对乙烯工业的影响.广东化工():.书书书?