加氢精制装置高压换热器泄漏原因分析

从工艺操作及设计条件方面对中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司2号加氢精制装置高压换热器E1103在装置运行期间发生两次泄漏的原因进行了分析。核算结果表明:开工期间注水量在3 t/h左右,低于7. 7 t/h,说明开工期间在换热器管束内形成了NH4Cl结晶;失效分析报告表明:换热管材质合格,换热管失效原因为铵盐与水反应形成腐蚀介质,产生腐蚀。综上分析泄漏原因:工艺反应中生成的NH4Cl或NH4HS结晶铵盐在原设计注水条件下不能完全溶解在水中,在装置运行期间造成铵盐冲刷腐蚀;停工期间换热器长期存放于有水环境中,铵盐造成垢下腐蚀的点蚀。最后从注水量、换热器线速、停工过程中优化操作以及停工后对换热器进行保护性处理等方面提出了解决措施,从而保证换热器长周期运行。     

加氢装置高压换热器腐蚀成因分析

分析指出，加氢装置高压不锈钢换热器E-204／3，4管束管板处的腐蚀，主要是由于NH4Cl＋NH4HS结晶后产生的垢下腐蚀造成，并分析了垢下腐蚀的原因，提出减少垢下腐蚀的措施。     

常压塔顶换热器系统流动腐蚀失效分析及预测研究

针对某炼油厂的常顶换热器频繁失效的问题,首先运用化工工艺模拟软件仿真获得了常压塔顶换热系统的物性参数及油、气、水三相分率随温度的变化关系,并通过计算得出常压塔顶换热系统露点温度和NH_4Cl的结晶温度,其次运用传热计算软件对常顶换热器进行传热计算,获得了换热器管、壳程的流体以及管壁的温度分布规律,并通过对失效换热器解剖分析,验证预测结论的可靠性。结果表明:常顶换热器失效的主要原因是露点腐蚀及NH_4Cl结晶垢下腐蚀,其中HCl露点腐蚀是造成换热器管束腐蚀的最直接因素;在选取的工况下,换热器中露点温度为105.5℃,主要出现在距离换热器壳程进口1.2 m处;NH_4Cl结晶温度为113℃,主要出现在距离换热器过程进口0.6 m处的位置。     

基于偏最小二乘法的加氢换热器NH_4Cl结晶温度预测模型

为解决加氢装置换热器中NH_4Cl结晶机理不清、结晶温度预测难、实际指导关联性差的问题,以某加氢改质装置换热器失效为研究对象,采用工艺过程模拟,基于实际操作工况进行工艺计算分析,明确加氢换热器NH_4Cl结晶失效风险,揭示NH_4Cl结晶沉积腐蚀机理,同时确定换热器NH_4Cl结晶温度主要影响因素。运用偏最小二乘法构建多变量下加氢换热器NH_4Cl结晶温度预测模型。结果表明,换热器E1103A/B中存在NH_4Cl结晶风险,结晶温度为188℃。反应流出物系统中压力、氯含量及氮含量是影响NH_4Cl结晶温度的主要因素,所建立的预测模型具有良好的精度(最大相对误差为2.73%,平均相对误差MRE为1.34%,均方根误差RMSE为3.09),实现了NH_4Cl结晶温度的定量预测。     

换热器腐蚀失效预测及防控策略研究

根据现场工艺流程搭建Aspen模拟计算模型,将企业提供的工艺相关参数和日常运行工况等数据输入仿真模型内,获取该工况下的多相流的物性参数,从而预测换热器区域发生的腐蚀失效情况,该模型主要预测HCl引起的露点腐蚀和NH4 Cl引起的结晶沉积.借助传热计算软件HTRI,构建换热器热力学模型,将数据导入后得到管程、壳程、壁面层...     

连续重整预加氢进料换热器失效分析

介绍了D公司连续重整装置预加氢进料换热器E3001E管束腐蚀失效状况,并结合管束内部介质运行情况、介质腐蚀性生成等,对腐蚀失效原因进行了分析。分析结果发现,因操作失误导致流体温度低至氯化铵析出产生沉积,固态的NH4Cl一旦从含有NH3和HCl的流体中析出,NH4Cl与水反应形成酸性腐蚀环境,再加上介质流速快（甚至是涡流）造成的冲刷腐蚀,是腐蚀失效的主要原因。同时通过对比分析发现,NH4Cl的沉积等是因为操作工艺的改动导致的。因此采取了停止在E3001A/B或E3001C/D出口注水,保持E3001E入口温度为155℃,出口温度为109℃（设计要求的）;加强工艺检测,严格控制反应进料的硫、氯、氮含量,以减少腐蚀介质的产生;在R3001出口与E3001A/B/C/D/E之间加一个脱氯罐有效地去除反应产物中的Cl-,以减少氯化铵的生成等改进措施。上述措施使换热器运行良好,再未出现腐蚀症状。     

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

通过分析某煤柴油加氢装置高压换热器（E-104）管束失效案例,初步判断系统存在铵盐垢下腐蚀风险。建立了反应流出物系统的仿真模型,由此分别计算失效换热器管程、壳程发生铵盐结晶的风险,结果表明：所研究系统中不存在NH₄HS结晶风险;系统铵盐结晶温度随腐蚀性元素含量的提高稍有提高;在原工况、新工况下,热高压分离气系统的NH₄Cl结晶温度分别为177℃和181℃,冷低压分离油系统的NH₄Cl结晶温度分别为178℃和182℃,在原工况操作条件下,E-104的管、壳程均存在NH₄Cl结晶的风险。通过正交试验确定各因素对NCl结晶温度的影响程度由高到低的顺序为：Cl元素含量＞N元素含量＞系统气相流量＞系统操作压力,并进一步得到NH4Cl结晶温度随Cl、N含量的变化规律,利用此规律进行预测将大大提高对NH4Cl结晶温度的预测效率。     

烷基化换热器的腐蚀失效分析和防护措施

通过对烷基化车间换热器腐蚀形貌、特征、产物、腐蚀介质、积垢、材料以及换热器流体特性的研究和分析,认为烷基化换热器的腐蚀失效主要由空泡腐蚀和湍流腐蚀引起,并提出了4项防腐蚀措施.经现场应用证明:改变设计或安排辅助管可以有效地减缓冷却管与管板结合部位的严重腐蚀.     

连续催化重整装置预处理系统的腐蚀与防护

针对中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司炼油厂800 kt/a连续催化重整装置的腐蚀调查,对装置中H2S,HCl和NH3造成碳钢设备腐蚀以及NH4Cl和NH4HS引起铵盐垢下结晶腐蚀的来源、腐蚀原因及机理进行了详细的分析,并提出了加设原料过滤器(ME-109/ME-110)除杂质;增设串联高温脱氯罐(R102/B);在易发生内漏的换热器(E-104)处增设旁路;预加氢反应后部加入缓蚀剂连续水洗,控制氢气中Cl-的含量;预加氢冷却器使用镍磷镀材料;汽提塔系统增设大副线;扩大局部弯头;建立在线腐蚀监测技术;加强加热炉烟气低温露点腐蚀的监测等相应的防腐蚀措施,使预处理系统的腐蚀势头得到了控制。     

重整预加氢进料换热器腐蚀与防护

预加氢进料换热器封头材质为Q245R,管板采用16Mn,换热管束采用10号碳钢.由于硫化氢等介质使换热器的下半段发生腐蚀,泄漏部位主要集中在出口管的管柬和管板相接部分原因是舍氯的石脑油经过预加氢反应器后氯全部反应成了HCl,在流经低温的预加氢换热器E-101B时,HCl溶解在冷凝水中,导致E-101B底部严重腐蚀。从腐蚀机理上分析,存在HCl—H2S—H2O和（NH4）2S和少量的NH4Cl垢下腐蚀。通过采取降氯、脱盐、排水和材质升级等措施解决腐蚀的发生,,     

高氯油对加氢高压换热器的影响及对策

某化工厂航煤加氢装置,因上游原料变化一段时间内加工高氯原油,期间高压换热器多次出现铵盐结晶堵塞,增加在线注水,实施间断注水缓解换热器的堵塞,维持生产。后在装置停工检修期间,对高压换热器进行抽芯检查,发现注水点后不锈钢换热器管束出现明显腐蚀,其中在一台换热器管板部位发生明显泄漏,分析认为腐蚀失效的主要原因是Cl-的应力腐蚀开裂,对该台换热器进行短接处理,泄漏与Cl-的腐蚀有直接关系,因此,生产过程中要严格控制原料中氯含量,这是解决问题的根本方法。     

高压换热器内腐蚀原因的判别与预防

对润滑油高压加氢装置循环氢/热高分油气换热器内腐蚀进行宏观检测、远场涡流检测、常规涡流检测以及垢样分析,采用热力学定量计算判定了腐蚀原因,并提出了相应的预防措施。结果表明,腐蚀集中在管程出口处以及靠近管板部分的换热管,腐蚀产物中存在大量氯化铵盐结晶,腐蚀发生的原因为氯离子腐蚀和NH4Cl盐垢下腐蚀。实践表明在管壳程温度相对较低工况时,将注水由空冷前改为换热器管程入口前,并适当提高注水量和循环氢流量可以有效消除管程内的氯化铵盐,防止管束堵塞,在正常生产中严格控制管程出口温度不低于135℃,可以防止液态水的生成,消除氯化铵盐溶解带来的对奥氏体不锈钢敏感的氯离子腐蚀、铵盐垢下腐蚀和电化学腐蚀。     

Analysis and Prediction of Corrosion Risk in Atmospheric Distillation Tower Overhead System

In order to optimize the atmospheric tower overhead low-temperature system,the physical parameters,multiphase composition,aqueous dew point temperature,and ammonium salt crystallization temperature are simulated with process simulation software.The temperature distribution in overhead heat exchanger is calculated by heat transfer calculation.The special parts with elbows near the inlet and outlet of heat exchanger are studied by fluid field analysis.Results indicate that under current operating conditions,the aqueous dew point temperature and initial crystallization temperature of NH4Cl are 91°C and 128°C,respectively.Ammonium salt appears in the distillation tower and liquid water occurs in heat exchanger tubes,in which the dew point induced corrosion is the most direct factor for heat exchanger corrosion.In the heat exchanger,condensate water appearing in the area 2.7 meters away from the bundle inlet can give rise to corrosion risk under the moist NH4Cl and high concentration of acidic solution circumstance.For the pipes and elbows located near the inlet and the outlet of heat exchanger,the flow field presents an unsymmetrical distribution.High risk areas are mainly concentrated on the external bend of elbows where the liquid water concentration is higher.The coupling of simulation methods established thereby is approved as an effective way to evaluate the corrosion risk in the atmospheric column overhead system and can provide a scientific basis for corrosion control.     

加氢裂化装置高压换热器的腐蚀与防护

加氢裂化装置的高压换热经常发生腐蚀泄漏,严重影响了装置的平稳运行。文章介绍了加氢裂化装置高压换热器的腐蚀问题。针对高压换热器管束结晶问题,通过对原料性质、运行条件、防腐措施等情况进行了分析,发现原料中硫氯元素严重超标,其中氯质量分数最高为5.6μg/g,是标准的2.3倍,从而认为高压换热器产生腐蚀的主要原因是原料中的氯化物、硫化物超标,运行温度在氯化铵结晶范围内及注水量不足所致。提出了监控原料中的腐蚀介质、采用原油脱氯技术、优化现有防腐措施等建议。     

高压加氢装置热高分换热器管束腐蚀原因分析

分析了中国石油克拉玛依石化公司润滑油高压加氢装置热高分油气/循环氢高压换热器不锈钢管束腐蚀泄漏的原因。通过宏观检测、涡流检测、材质分析、腐蚀产物分析等技术手段,认定由于在管束内形成NH4C l结晶,导致垢下腐蚀和紊流状态下的冲蚀。从技术上和管理上提出了应对措施,通过控制材质升级、工艺温度调整、增加工艺注水点等,确保了设备的长周期运行。     

空气冷却器系统铵盐沉积及影响因素研究

采用流程模拟软件HYSYS,运用物料守恒原理建立闪蒸过程模型,得到加氢裂化反应流出物的油-气-水三相平衡体系。利用闪蒸过程模型计算得到原料硫、氮、氯含量,注水量,压力等因素对加氢反应流出物空气冷却器（REAC）系统中NH4Cl、NH4HS沉积温度的影响情况。结果表明：NH4Cl沉积主要发生在REAC系统入口位置,NH4HS沉积主要发生在REAC系统出口位置;NH4Cl的沉积温度受原料氯含量的影响较大,强化原油的脱氯过程、将注水点设置在NH4Cl的沉积位置以前并保持有25%（φ）的液态水是降低NH4Cl沉积风险的有效方法;硫含量及注水量是影响NH4HS沉积温度的主要因素,加强循环氢脱硫并适当提高系统注水量,使NH4HS的沉积温度低于系统的操作温度可有效避免NH4HS沉积。     

1．8Mt／a蜡油加氢脱硫装置高压空冷器腐蚀分析和控制

介绍中国石化镇海炼化分公司1．8Mt／a蜡油加氢脱硫装置高压空冷器的腐蚀情况,判断该空冷器存在典型的NH．HS,NH4 Cl垢下腐蚀,在出口底板处还形成了高速冲刷腐蚀。对腐蚀原因进行了详细的分析,结果表明,该空冷器设计的入口流速偏高、出口管线和空冷器变频器的非对称布置导致介质偏流、实际工况下装置加工原料的硫、氮含量峰值远远高于设计值,实际的Kp值大于0．5,注水量偏少,脱硫净化水回用带入氯离子,从而导致铵盐部分结晶形成垢下腐蚀。管箱隔板的平衡孔结构加剧冲刷腐蚀,导致管箱底板穿孔。阐述了装置所采取的系统性的控制措施,并对其效果进行了考察,提出了进一步的强化和改进措施。     

分馏塔顶循环油换热器管束失效原因分析

文章对催化裂化装置分馏塔顶循环油换热器管束腐蚀穿孔原因进行了详细分析,指出换热器管外壁的腐蚀主要是H_2S-HCl-NH-3-H_2O型的全面腐蚀,管内壁主要是氯离子及氧的去极化引起的点蚀。腐蚀穿孔是由管外壁开始,并向管内壁发展,而管内壁的点蚀则加速了换热器管束的腐蚀穿孔。通过对换热器管束进行消除应力处理、采用相关“工艺防腐蚀”措施以及选用合适的耐蚀材料使腐蚀问题得到解决。