UOP重整装置脱戊烷塔A-2205泄漏分析

2011年6月15日
2012年3月1日
2012年10月7日
2012年10月17日 2012年12月22日 2013年3月14日 2013年8月25日
4、本次检修概况
2015年10月28日A-2205运行26个月后管束发生泄漏，安排打盲板 切出，对空冷进行检修。泄漏管束为A-2205A管束远端出口第5排第10 根管束（3管程，共6排管束）。管束漏点为米粒大小孔洞。
开始加注缓蚀剂，但空冷泄露问题仍未得到解决。
延长石化120万的连续重整装置为2009年开工，该装置脱戊烷塔顶空 冷频繁泄露，塔回流泵机械密封频繁失效，机械密封寿命只有1个月。该
装置与我装置采用的解决方法基本一致，增加在线缓蚀剂加注流程，增
加液相脱氯罐，对空冷、水冷及关键阀门材质升级，同时将水冷停用， 提高塔的冷后温度，防止铵盐析出，同时对空冷管束进行衬钛处理，对
6、车间目前采取的防腐措施
1、C-2201进料流程中增加了液相脱氯罐； 2、塔顶空冷器管束A-2205及后冷器E-2206设备材质升级至2507 双相钢。
3、在C-2201塔顶加注缓蚀剂。(NWXH-2油溶性缓蚀剂，南京万
象,15-20PPm)
目前所有采取的防范措施只能减缓腐蚀，控制腐蚀速率，延
长设备正常运行周期，而无法完全消除。 经历了长达4年的不懈努力，车间已采取了多种防腐手段， 将脱戊烷塔顶空冷器腐蚀泄漏的周期从原先的最长4个月报废延 长至目前的26个月的正常使用。从全国同类装置比较，目前我装 置26个月的使用周期，应该属于一个比较正常的数据。
对空冷器蒸汽吹扫，管束电涡流检测，未发现管束减薄现象，运行周期4 个月。 第二次发现A-2205管束泄漏， 铵盐堵塞情况与第一次相同，但堵塞程度 略轻于第一次，经过厂级协商讨论后，决定整体更换新空冷（四川简阳 ），自检修后运行周期8个月 第三次发现A-2205管束泄漏， 本次管束泄漏为空冷器入口处管口贴胀处 车间增加了液相脱氯 ，这与前两次泄漏位置不同。且管箱内并没有大量的铵盐结晶，发现泄 漏管束5根，最终割除管束12根，堵孔24处，初步分析此次泄漏与注水点 罐和缓蚀剂加注设施， 的位置选取有关及注水形式有关。 泄漏时间间隔延长， A-2205管束在意料之中发生泄漏，泄漏管束21根，最后割除管束35根， 说明防腐效果比较显 堵孔70处。 著。 A-2205管束第5次发生泄漏，本次检修检查管束泄漏10根，最后堵管12根 ，堵孔24处。因管束堵管率较高，空冷由3管程改为1管程。 空冷器出口再次发生泄漏，拆除丝堵观察铵盐堵塞比较严重，经过水试 压B空冷管束泄漏5根，共计割除管束9根，堵孔18处； 更换新空冷器，材质升级为2507双相钢
5、A-2205泄漏原因分析
从腐蚀机理和垢样外观，以及API571中的腐蚀形态描述可以基 本确认为氯化铵腐蚀。 氯化铵的来源：在重整反应条件下，进料中的有机氮化物会转化 为NH3；而连续重整催化剂是全氯型的催化剂，其活性组分复合物在 湿环境中容易水解失氯，形成HCI，HCl与NH3结合生产NH4Cl。 NH4Cl不溶于重整油，随重整反应器流出物冷凝下来时，NH4Cl就沉 积在了空冷器出口管束末端。
水冷管束油侧镀Ni-P处理，但也只能维持空冷运行24个月。
大连石化60万的连续重整和220万的连续重整均存在脱戊烷塔塔顶
空冷腐蚀问题，220万重整去年在催化剂比表面积下降至135时进行了换 剂同时将空冷材质升级为双相钢，但运行不到10个月，今年该装置脱戊
烷塔顶空冷已连续两次泄露。
扬子石化140万连续重整经过一系列手段调整后，能保证塔顶空冷 运行达到24个月。
7、目前问题所在
同时6月3日至7月22日期间，150万加氢的石脑油中氮含量持续不合格， 5月、9月也偶有分析不合格，由于该分析频次为一周一次,也无法做到及 时监控和调整。脱氮反应主要是靠升压操作，200万加氢的反应压力为 7.5MPa， 150万蜡油加氢的反应压力为10.6MPa，而预加氢反应压力只有 2.0MPa，在上游高压加氢都脱不掉的氮，在预加氢反应器也根本无法脱 除。虽然此部分轻石脑油混入铂料大罐后，铂料大罐分析显示铂料中氮 含量合格，但这部分油中的氮含量只要进入装置，就肯定会随精制油进 入重整。但由于200万加氢的催化剂失活，以及上游装置150万加氢操作 波动，造成经过加氢的石脑油氮含量不合格，此问题长期存在，未得到 有效解决。（200万加氢、150万加氢石脑油分析数据）
2015年1月2日 2015年2月2日 2015年3月2日 2015年4月2日 2015年5月2日 2015年6月2日 2015年7月2日 2015年8月2日 2015年9月2日 2015年10月2日 2015年11月2日
循环氢气中水分析
循环氢气中水分析
③液相脱氯问题(目前使用湖北华邦ET-1S液相脱氯剂，2016年 更换为英国庄信万丰)。2015年共计更换了2次液相脱氯剂。我们 制定的指标是脱氯罐出口氯含量连续三个点超过1ppm就要进行换 剂。但从实际操作过程中，受制于招标、订货周期长等问题，实 际并未达到脱氯剂一穿透既能换剂的预想。 比如7月22日新换的脱氯剂投用后，出口氯含量一直处于超 标状态，由于厂家对氯分析进行碱洗等方法，确认超标的氯分析 中多数为有机氯，从原理上看，有机氯应该对后续单元不产生腐 蚀。厂家根据实际情况，对脱氯剂配方进行了升级，新的脱氯剂 直至9月28日才到物装公司。车间22日将脱氯罐切出进行换剂， 直至10月14日才投入系统。另外，液相脱氯罐为一个罐，更换脱 氯剂期间造成脱戊烷塔进料处于未脱氯状态。
④缓蚀剂加注。2014年C-2202顶水冷E-2210因铵盐腐蚀
泄露后，判断为腐蚀后移，由于C-2202顶空冷无进出口
阀、复线阀，所以在2014年车间报技改，增加了C-2202 注缓蚀剂线。同时车间和技术科针对装置运行，对缓蚀 剂的加注模式一直在进行修订，从刚开始的一周一次的 切换改为，C-2201注5天，C-2202注2天。
UOP重整装置脱戊烷塔顶后冷
器A-2205泄漏分析
1、A-2205基本参数
设备名称：脱戊烷塔顶空冷器 设备规格型号：GP9×3-6-193-2.5S-23.4/RL-IIIa 工作介质： 轻汽油 (戊烷、液态烃) 翅片管：φ25*2.5 材质：10# 操作压力：1.26MPa
管箱材质：16MnR
所在装置：100万吨连续重整装置
10 自产精制油水含量分析 自产精制油水含量分析
20
30
40
50
60
0
2015年1月2日 2015年2月2日 2015年3月2日 2015年4月2日 2015年5月2日 2015年6月2日 2015年7月2日 2015年8月2日 2015年9月2日 2015年10月2日 2015年11月2日
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
底脱 油戊 抽烷 出塔
塔底泵 P-2202 重沸炉 F-2205
至脱丁烷塔进 料/塔底换热器
3、检修履历
检修 2011年2月13日 检修情况简述
A-2205管束泄漏，发现设备内部整个空冷管箱被铵盐堵死，管束末端厚 度存在减薄现象 ，胀口处管束多数穿孔泄漏，空冷器报废，运行周期4个 月，2月17日更换安装了空冷器（设安公司）
⑤从目前国内各兄弟单位的运行来看，脱戊烷塔（稳定塔）的腐蚀已成
为共性问题，尤其是采用UOP工艺包的连续重整装置，目前还没有任何一 家的脱戊烷塔（稳定塔）塔顶空冷、水冷不泄露的情况。
克石化的连续重整装置与我装置采用相同的工艺包，2011年开工，
至2013年脱戊烷塔顶空冷连续泄露多次，2014年将空冷更换为双相钢材 质后，在2015年也出现过泄露，该装置设计有2个液相脱氯罐，2014年也
②关于重整油中氯的来源，主要有两方面原因造成：
一、催化剂比表面积下降(180-120m2/g)，持氯能力低，造成催化剂表面 的氯离子在反应器内流失至油中。从再生、待生催化剂氯含量分析来看， 催化剂氯损基本都在0.15%以上，一般来说，催化剂氯损不应大于0.1%。 车间为控制氯损，再生注氯一直控制在较低水平，从催化剂氯含量分析和 UOP的催化剂分析都可以看出。考虑到催化剂比表面积下降较多,持氯能力 下降，氯流失异常，公司计划2016年大检修期间对重整催化剂进行更换 (R-254)。 二、反应系统水氯平衡控制不好，造成催化剂氯损失。从自产精制油分析 可以看出，全年装置自产精制油水含量均值为28ppm（UOP给定允许指标仅 为≤5PPm，工艺卡片为≤50ppm）；加裂重石中水含量均值31ppm；重整循 环氢气中水均值在19ppm，从上述分析可知水含量分析均在指标内。
140 120 100 80 60 40 20 0
2015年1月1日 2015年2月1日 2015年3月1日 2015年4月1日 2015年5月1日 2015年6月1日 2015年7月1日 2015年8月1日 2015年9月1日 2015年10月1日 2015年11月1日
加裂重石水含量分析
加裂重石水含量分析
7、目前问题所在
1、C-2202系统也存在同样的腐蚀问题，但程度较脱戊烷塔系统来说比较
轻。
2、脱氯剂的使用效果影响脱戊烷塔中氯离子含量，铵盐结晶根源上的问 题没有得到很好的解决。脱氯剂的选型试用也是一个摸索过程。
8、针对此次A-2205泄露工艺情况分析
①本次空冷泄露根本原因还是铵盐的腐蚀所造成的。首先我们先按照 铵盐形成的两个因素氮和氯进行分析。 从7月20日开始至今，200万加氢的轻石脑油中氮含量开始持续不 合格，最大值为15ppm，平均值为8.4ppm，远远超出指标≯5ppm（分 析频次为一周三次）。
辽化、金陵石化、天津石化、格尔木石化、呼和浩特炼厂等兄弟单
位对于脱戊烷塔顶空冷均存在腐蚀情况，国内采用的普遍方法都是对该 空冷增加进出口阀、跨线阀，有问题及时修理，避免影响重整运行。
脱戊烷塔的防腐蚀问题从目前来看，尚未有任何厂能根本解决，
只是通过各种手段来延缓腐蚀泄露周期。

4、本次检修概况
远端空冷管束堵头打开情况如下：
从照片中可看出，管束远端中存在铵盐结晶。初步判断铵盐结晶 形成垢下腐蚀造成管束腐蚀穿孔。
上图为原始空冷运行4个月时，未采用任何防腐手段时候的结 晶情况。通过对比可以看出，目前的结盐情况得到了显著的改善， 车间采取的一系列措施对铵盐腐蚀起到缓解作用。
红外检测空冷器并没有发生偏流现象
操作温度：空冷器入口温度90-100℃，出口45-60 ℃。
2、A-2205工艺系统流程图
空气冷却器 A-2205 塔顶冷却器 E-2206 冷却水 脱戊烷塔 C-2201 回流罐 D-2206 气体至重 整氢增压 机入口
含 油 污 水 进料/塔 底换热器 E-2205
回流泵 P-2203
自再接触罐 底泵来的重 整生成油