高压空冷缓蚀阻垢剂在渣油加氢装置上的应用.docx

高压空冷缓蚀阻垢剂在渣油加氢装置上的应用许佳贵(中国石油化工股份有限公司茂名分公司,广东茂名525011)摘要:针对渣油加氢装置高压空冷器发生垢下腐蚀导致管束穿孔泄漏的情况,分析了腐蚀的原因及机理,介绍了YS-1003高压空冷缓蚀阻垢剂在中国石油化工股份有限公司茂名分公司渣油加氢装置上的应用情况及效果,为国内同类型装置的生产运行提供了一种可行的手段。关键词:高压空冷缓蚀阻垢剂结垢腐蚀中图分类号:X99112文献标识码:B文章编号:1007-015X(2009)04-0053-03中国石油化工股份有限公司茂名分公司2Mt/a渣油加氢脱硫处理(S-RHT)成套技术开发项目于1995年列入中国石化集团公司“十条龙”攻关计划,并于1996年列入国家“九五”重点科技攻关计划。装置采用中国石化集团抚顺石油化工研究院开发的渣油加氢FZC系列催化剂及工艺技术,由中国石化集团洛阳石化工程公司负责工程设计并实行项目总承包,中国石化集团第十建设公司负责建设安装,是国内首套采用国内固定床渣油加氢技术及催化剂,主要设备自行设计、制造和安装的国产化装置。装置于1999年8月建成投产,1999年12月31日投用。装置反应部分设计分为I、II两系列,每系列各有高压空冷器4台,由哈尔滨空调厂制造,设计采用分体式管箱,三管程,6排管,每管程2排,进出口管对称布置。2006年7月15日发现I系列高压空冷器AC101/AB的从下往上数第三排一根管子出口端、距离管板约50mm处因减薄穿孔泄漏。2006年11月8日,II系列高压空冷器AC101C/D管束也发生减薄穿孔泄漏。经解剖分析,判断空冷器的腐蚀失效是结垢不均匀引起局部流态改变(湍流、涡流)及局部流速升高所致,属冲刷减薄失效。设计情况、原料使用情况及操作情况进行分析,高压空冷器结垢的主要原因应为:(1)原料N含量升高。当原料N含量偏高时,注水量不足,是结垢的主要原因。(2)操作上频繁调整空冷风机的开停,改变了单片空冷器的物流参数、流动状态,产生偏流,个别空冷器在原来低流速的情况下,流速进一步降低,温度也更低,甚至低于NH4HS析出温度(45℃),NH4HS析出,加速了空冷管束的结垢。(3)高压空冷器设计流速偏低。(4)注水点与空冷器入口的距离太长,不利于空冷器入口保持足够的液态水。2渣油加氢高压空冷器腐蚀机理211结垢及垢下腐蚀渣油加氢装置进料中,由于常含有硫、氮和氯,经加氢反应后,在其反应流出物中就成为H2S,NH3和HCl等腐蚀介质,且相互作用发生反应生成硫氢化铵和氯化铵等。硫氢化铵和氯化铵的升华温度比较低,因此流出物在高压空冷器内被冷却的过程中,容易在空冷管束和下游设备管道中发生固体的硫氢化铵和氯化铵盐等的沉积、结垢。大量硫氢化铵、氯化铵等盐垢粘附在设备管壁上,会造成设备管线的堵塞,并形成垢下腐蚀,使高压空冷器的管束及下游设备管道发生较严重的堵塞和腐蚀,影响装置的正常运行。1渣油加氢高压空冷器结垢原因渣油加氢装置高压空冷器自投用以来,经过2001年、2003年和2005三次停工检修,2001年、2005年拆检部分堵头检查没有发现异常现象,目视及内窥镜检查,没有发现结垢及异常坑蚀,2003年拆检全部堵头也没有发现异常问题,目视及内窥镜检查,也没有发现结垢及异常坑蚀。根据装置的收稿日期:2009-06-17。作者简介:许佳贵,工程师,1997年毕业于江苏石油化工学院石油加工专业,现从事渣油加氢装置生产管理工作。综合应用·54·石油化工腐蚀与防护第26卷212NH4HS-NH4Cl-H2O型腐蚀由于硫氢化铵和氯化铵能溶于水,一般在空冷器的上游注水予以冲洗,这就形成了NH4HS-NH4Cl-H2O型腐蚀。此腐蚀发生的温度范围为38～204℃,正好是空冷器的通常使用区间。影响此形式腐蚀的主要因素有:(1)NH4HS和NH4Cl的含量。含量越大,腐蚀越严重。(2)管内流体的流速。流速越高冲蚀剧烈,流速过低则造成铵盐沉积,导致管束的垢下腐蚀。(3)其它介质存在的影响,例如氰化物和氧的存在都会加剧腐蚀。图1注剂流程313注剂方式及注入质量分数(1)注剂方式:配制好的缓蚀阻垢剂溶液储存在V517中,由泵P512升压后注入高压注水泵P103的入口处。由于缓蚀剂遇氧比较容易氧化,因而在V517引入减压后的氮气密封,罐内压力保持微正压。(2)注入浓度的控制:投用高压空冷缓蚀阻垢剂时,前15天按成膜期管理,注剂质量分数控制在不低于20μg/g(以装置进料量为标准),15天以后按正常的10μg/g浓度控制。注剂量随装置负荷的变化及时调整,调整指标见表2。3YS-1003型高压空冷缓蚀阻垢剂的应用从2007年12月30日起,2Mt/a渣油加氢装置开始试用YS-1003型高压空冷缓蚀阻垢剂,使用期为半年。311高压空冷缓蚀阻垢剂性能指标YS