加氢装置高压换热器失效分析及铵盐腐蚀结晶温度的变化规律研究
2021-01-11任日菊乔光谱
任日菊,周 斌,程 伟,乔光谱,王 明
(1.合肥通用机械研究院有限公司,合肥 230031;2.合肥通用机械研究院特种设备检验站有限公司; 3.合肥学院能源材料与化工学院)
加氢装置高压空气冷却(简称空冷)系统腐蚀问题存在已久,为解决加氢装置反应流出物系统的腐蚀失效问题,NACE,UOP,API等组织先后对大量加氢装置进行了调研,形成了加氢装置反应流出物空冷系统的设计、材料、制造、运行及检验标准API932-A、API932-B等,提出理论结晶平衡常数Kp的概念(如:对氯化铵来说,Kp为NH3气相分压与HCl气相分压的乘积),指出NH3和HCl对空冷系统的腐蚀程度可以通过计算Kp的大小进行估计,并提出限定Kp小于0.5,流速控制为4.6~6.1 ms,强调注水的重要性以及保证至少25%的注水未汽化等腐蚀防控手段。在我国,中国石油、中国石化也针对加氢装置空冷系统的腐蚀失效情况开展了专项调研,尽管许多装置严格按照上述参数进行了设计和运行,但目前仍然存在普遍性的铵盐腐蚀失效。例如:某炼油厂自掺炼大庆和冀东油田原油以来,催化重整装置预加氢单元原料中的氯离子质量分数一度达到 40 μgg(设计值为不大于3 μgg),导致预加氢原料产物换热器于2004年3月和5月连续两次发生腐蚀泄漏;受胜利油田高氯原油影响,2013年6月多达十余家企业的空冷器及换热器管束先后出现堵塞变形、腐蚀泄漏事故;又如某厂加氢装置反应流出物系统在原设计工况下正常运行7年后,连续发生空冷器入口管束腐蚀失效等故障[1-8]。
可以预知,随着原油劣质化,加氢原料中的Cl,N,S等腐蚀性元素含量逐步增加,由铵盐腐蚀导致的空冷器失效案例也将越来越多,但是目前尚缺乏必要的基础研究为铵盐腐蚀预测、防控优化提供依据。……
