抽提装置汽提塔蒸汽加热器频繁泄漏原因分析

张庶升 李卫东（中国石油乌鲁木齐石化公司炼油厂，新疆 乌鲁木齐 830019）

抽提装置汽提塔蒸汽加热器频繁泄漏原因分析

张庶升 李卫东（中国石油乌鲁木齐石化公司炼油厂，新疆 乌鲁木齐 830019）

抽提装置是重整工艺生产芳烃类产品的重要环节。本文针对抽提装置汽提塔底蒸汽加热器频繁泄漏，对可能导致泄漏的各方面因素进行分析。

抽提;加热器;溶剂

本公司70万吨/年抽提装置2010年10月试车成功，连续运行已达六年，从产品质量、节能等指标来看，均达到设计要求。但在生产运行过程中，存在一个困绕抽提装置安全运行的问题：汽提塔C-2402底蒸汽加热器E-2402频繁泄漏，近六年共出现10次泄漏。

1 2015年12月E-2402泄漏期间情况

2015年12月9日，换热器E-2402再次发生泄漏，装置被迫停工进行抢修。

通过前期的日常监控，溶剂系统水含量呈持续上升趋势（由0.8%上升至1.6%）。经过对流程和各换热器的排查，确认溶剂汽提塔再沸器E-2402泄漏。

2 E-2402泄漏分析

从2011年2014年再沸器E-2402泄漏情况来看，再沸器泄漏位置集中在换热器底部管板与管子焊肉处，主要是应力腐蚀形成砂眼状泄漏点。结合抽提装置工艺运行，分析造成E-2402泄漏原因有以下可能：

（1）溶剂系统状况恶化，环丁砜溶剂分解生成酸性物质。同时，老化溶剂在再沸器管束和管板处积垢，此垢物中富含氯、硫等物质，造成再沸器管束腐蚀。

（2）由于设计问题，导致凝结水系统波动大，造成再沸器背压频繁波动，对再沸器造成冲击。

（3）再沸器设计、制作、选材问题。

针对以上存在的可能性，进行了逐一分析，明确本次泄漏的原因。

2.1 抽提装置溶剂品质的控制

（1）溶剂系统PH值的控制

溶剂为环丁砜，其操作温度等指标直接影响工艺运行环境的质量，所以汽提塔、回收塔温度均严格控制在180℃以下，防止环丁砜溶剂分解。同时，为防止溶剂系统酸性物质的富集，中和剂保持连续加注，溶剂系统PH值保持在7.5以上。

从装置正常运行期间贫溶剂分析来看，溶剂品质控制在正常范围内。

（2）溶剂系统氯离子的控制

由于上游重整装置工艺控制的原因，造成抽提原料含氯离子，最后在溶剂系统中富集，根据相关资料表明溶剂中富集的氯离子可以达到100-10000mg/kg。根据近一年分析可以看出，本装置溶剂中氯含量最高达到22.6mg/kg，平均为12.5 mg/kg，不会对换热器材质产生腐蚀。

2.2 凝结水系统的优化

本装置在2010年设计和施工期间，存在一定缺陷，包括：蒸汽加热器E-2402、2406控制方式不合理、多支凝结水流程不合理、蒸汽减温减压器设计偏小等问题，造成抽提装置凝结水系统波动大，对各换热器的日常运行带来了安全隐患。

2013年8月，我们利用装置大检修对凝结水系统进行改造。通过开工后的验证，改造前存在的凝结水闪蒸罐闪蒸压力、凝结水出装置流量、加热蒸汽温度波动的问题得到了解决。

2.3 再沸器设计、制作、选材方面

2015年12月12日，对E-2402管束全面检测。

2.3.1 电涡流检测

（1）设备器壁打开后，管束已整体发生扭曲。（2）从管束切口的截面可直观的看出管束管壁减薄，问题集中在壳程入口侧，其中14根开裂，58根变形。（3）对切下的壳程入口侧管束进行初步测量：管束减薄是由内向外发生，腐蚀由管束内部介质引发。（4）对壳程出口侧管束同样进行了截取和测量：壳程出口侧的管束轻微减薄。

2.3.2 金相检验

在换热管横截面取样观察，其金相组织为：铁素体+珠光体，金相组织正常。

2.3.3 硬度检测

对换热管横截面进行显微硬度检测，硬度值为130.1HV0.1至133.3HV0.1。硬度值均正常。

2.3.4 化学分析

对E-2402换热管进行化学分析检测，所测元素均符合10#要求。

本次E-2402泄漏点不是发生在个别管束，而是集中在蒸汽入口侧大量管束，所以应是工艺介质引发的均匀腐蚀。环丁砜在无氧条件和正常操作温度下，其分解速率极小，对碳钢腐蚀很小，但在温度大于180℃的时候则出现分解现象，随着温度升高分解会加剧，若系统中存在氧气、局部过热和水解也会加速环丁砜的分解。根据管束情况发生变形破裂的集中性，我们可以判定此区域为蒸汽入口处，存在局部过热，系统中环丁砜溶剂分解所生成的酸性物质导致管束管壁普遍性减薄，蒸汽压力高于管束的屈服强度后，造成管束破裂。另外，由于局部生成的酸性物质无法富集，不会对整体的溶剂系统造成影响，也不能通过贫溶剂分析进行提前预判。

3 结语

抽提装置溶剂系统加热器泄漏存在多方面原因。除了严格控制溶剂品质、优化工艺控制方式之外。设备材质的造型也直接关系到装置“安稳长满优”的运行。为此我们计划将换热器E-2402材质升级为304，同时重点观注材质升级后换热效率能否满足运行要求，避免对装置加工负荷的影响。

张庶升(1974-)男，汉族，山东金乡人，高级工程师，主要从事石油化工技术管理工作。