7 8 化学工程与装薪 Ch e mi c al E n g i n e e r i n g ＆ E 0 u i l~e nt 2 0 0 9年 第 5 期 2 0 o 9年 5月 重催装置解吸塔底重沸器泄漏分析 付 强，李慎文 ( 南京金陵石化建筑安装有限公司，江苏 南京 2 1 0 0 3 3 ) 摘 要 ：对炼油厂重油催 化裂化装置解吸塔底重沸器的泄漏进行了分析 ，简述其泄漏原因及采取的相 应措施，并对其结构设计及选材提Ⅱ ； 进一步建议 关键词：重沸器 ；泄漏 ：焊接；腐蚀 ；建议； 1 引言 中石化某分公司炼油厂重油催化裂化 ( I I 催化 裂化 )装 置于l 9 9 1 年建成投 产，解吸塔底重沸器 E 3 0 4 型号 为F L B1 0 0 0 2 4 5 ． 2 5 ． 6 其 管程介质 为蒸 汽，操作温度 为2 5 0 ℃，操作压力为1 ． 1 MP a 壳程 介质为凝缩油 ( 汽油+ 液化气) ，操作温度为1 0 1 ℃， 操作压力为1 ． 5 MP a E 3 0 4 于2 0 0 2 年 l 2 月整台更换， 换热管材质为1 0 钢，壳体材质为l 6 Mn R。
更新上去 的重沸器在近几年的使用过程中经常发生泄漏，为 处理泄漏必须将重沸器连同解吸塔T 3 0 1 停 止运行， 将塔吹扫置换合格后才能进行重沸器的试压堵漏 造成了整个重油催化裂化装置降量运行，给生产的 安、稳、长、满、优带来了负面影响下面对重沸 器的泄漏进行了分析，并提 出改进建议 2解吸塔底重沸器泄漏分析及改进 2 ． 1内浮头密封泄漏 解吸塔底重沸器 E 3 0 4 浮头盖密封面较窄，尺 寸为c p 9 9 3 ／ cp 9 5 9 ，垫片宽为l 6 mm，厚度为3 mm通 常用增强石墨垫片作为密封元件 ，这种垫片比压力 较低 ，垫片压缩量较大 ，约 1 — 1 ． 5 ram当管程试压 时，浮头盖法兰密封，垫片在预紧力作用下压缩 但当壳程试压时，浮头盖外表面在试验压力的作用 下，再次压紧垫片，导致垫片过量压缩，螺栓载荷 下降，壳程卸压后，由于垫片回弹力有限而使其比 压力不足当重沸器运行时，介质在重沸器内受热 发生相变，操作压力产生瞬间波动，垫片压紧力不 断变化，加上管束振动 ，导致螺栓松动，引起内浮 头垫片密封实效，重沸器内漏 针对上述情况，该厂重油催化裂化装置在2 0 0 5 年将重沸器浮头式管束改为U型管式管束，解决了 由内浮头密封失效产生的泄漏 问题。
2 ． 2换热管一管板焊接接头泄漏 解 吸 塔底 重沸 器更 换 后 的U型管束 型号 为 B I U1 0 0 0 ． 2 4 5 ． 2 5 — 6 ／ 2 5 ． 2 ， 在运过程中多次发生泄漏， 导致产 品不合格例如2 0 0 6 年6 月3 1 1 2 0 0 8 年2 月检修 时拆下管箱后戴假法兰环试压试压，均发现换热管 与管板焊接接头处泄漏，两次焊 口开裂宏观形貌分 别如图1 、图2所示经现场观察和分析，主要是 换热管与管板焊接存在质量问题 2 ． 2 ． 1原因分析 换热管和管板焊接接头处除 了受管程和壳程 压力差外，还受管板变形，管束振动等载荷作用 另外 由于角焊接头本身具有应力集中，存在焊接热 应力，虽有 自限性，但管板为密集开孔，焊接时热 影响大，应力集中点多，微裂纹产生的可能性大 在运行过程中，承受管壳程压力波动和温度变化及 管束振动焊接产生的气孔、夹渣、微裂纹会逐渐 扩展，造成换热管和管板焊接接头处泄漏 2 ． 2 ． 2解决措施 ( 1 )制订合理的焊接工艺，避免气孔、夹渣、 微裂纹的产生； ( 2 )采用先强度焊后贴胀的连接方式； ( 3 )管束采取防振措施 ，如在 U型管弯管段 设置支承板或条支承。
2 ． 3换热管腐蚀穿孔泄漏 随着该厂掺炼高含硫原油比例的增加，致使凝 缩油中的硫含量升高，2 0 0 7 年3 月E 3 0 4 抽芯检查时 发现2 根 换热管腐蚀穿孔，换热管的穿孔位于最外 层 ( R = 4 0 7 )的底部且靠近管板处 2 ． 3 ． 1原因分析 什 强：重催装置解吸塔底重沸器 泄漏分析 重沸器壳程为一进二出结构 ，管程蒸汽从上接 管进入管箱 ，经过管柬后在最下部变成凝结水流 出凝缩油从下部进入壳体中，加热后从上部分两 路出来，因此壳体的下部就成为温度相对较低的区 域 ，凝缩 油中所 含的水 分会有部分冷凝在管束外 部，H 2 S 溶解其 中产生腐蚀同时壳体的两侧区域 也成为部分杂质 的死区，特别是靠近管板附近的介 质呈滞流状态，H 2 S 溶解于凝缩油中所含水分形成 的溶液和杂质在此，发生浓缩 ，H 2 S 质量浓度增大， 形成腐蚀环境长期运行导致管束腐蚀穿孑 L 2 ． 3 ． 2 改进 建议 ( 1 )改变重沸器壳体结构 ，沿壳体纵向设置 多个入 口管，使流体流动方 向发生变化 ，减少换热 死区，避免杂质沉淀~ I 1 H 2 S 溶液浓度增大，减缓腐 蚀环境形成； ( 2 )管束采取镀镍磷等防腐处理； ( 3 )管柬材质升级。
可采用抗湿H 2 S 腐蚀的 0 8 C r 2 AI Mo 或O 9 C r 2 A】 Mo R E 管束 2 ． 4壳体腐蚀泄漏 2 0 0 8 年4 月发现在运的重沸器E 3 0 4 壳体底部西 南侧环焊缝处出现腐蚀 穿孔 ( 见圈3 )，开始向外 渗油将管柬抽出后进入壳体进行检查，用磨光机 将开裂处环焊缝打磨后发现有 一些与焊缝相垂直 的横 向裂纹裂纹有分支，呈阶梯状，其内充满腐 蚀产物 裂纹 向一边或两边母材上扩展 ，有少数裂 纹已穿透 ，引起壳体泄漏 图l 焊接 接头开裂宏观形貌 图2 ． 1曼 ． 三 ’ I == ：堡， 裂纹鼽 一 一 ． ： _) ==二== == 】 [ =二 ==￡== ===== = = 墙 I ’ ： ． 一 j — = ： } 三 t 图3壳体裂纹示意图 2 ． 4 ． 1原因分析 该重沸器壳体材质为l 6 Mn R，焊缝焊后朱做热 处理 依据操作环境、裂纹特征，基本确定裂纹是 环境中的硫化物应 力腐蚀造成的，且稳定系统的闭 路循环 水洗用水为净化水 ，水中氯离子浓度非常 高，一般在4 0 0 ． 8 0 0 P P m ， 氯离子对硫化物应力腐 蚀开裂起促进作用，加快了裂纹的扩展 。
溶液中的H 2 S 通常离解为： H2 H 十 +HS ’ 腐蚀反应中阳极反应为： F e + HS F e S+ H +2 e ( 下转第 3 7页) 杨 景标：微观结构对煤焦气化反应性的影响 3 7 气化速率随转化率的变化与 R S A 随转化率的 变化相关联，单位 R S A 的气化速率不随转化率而 变化，但当转化率高于 9 o ％时 ，单位 RS A 的气化 速率随转化率升高而下降，这归因于煤焦微观炭结 构的变化不同煤焦的气化反应性与其微观结构关 联，煤焦的气化反应性随微晶尺寸的增大而降低， 但同一煤焦的气化 反应 性随转 化率的变化处于研 究的起始阶段，需要系统地研究微观结构随转化率 的变化规律，从而为提高碳的转化率提供理论依 据 当煤气化温度 比较低时， 热解的温度也比较低 ， 此时主要是停 留时间导致煤焦的热失活 ，但在实际 的气化炉中，停 留时间短，更重要 的是无定形炭的 优先气化起主导作用，使炭结构有序化程度提高 参考文献 【 1 】 S e k i n e Y，I s h i k a w a l ( ． ，K i k u c h i E ． ，e t a l ， Re a c t i v i t y a n d s t r u c t u r a l c h an g e o f c o a l c h a r d u r i n g s t e a m g a s i fi c a t i o n , F u e l ， 2 0 0 6 ， 8 5 ： 1 2 2 — 1 2 6 【 2 】 Wa l l T F ， L i u G S ， Wu H Wt R o b e r t s D G， e l a 1 ． ( 上接第 7 9页 ) T h e e ffe c t s o f p r e s s u r e o n c o a l r e a c t i o n s d u ri n g p u l v e r i z e d c o a l c+o mb u s t i o n a n d g a s i fi c a t i o n ． P r o g r e s s i n E n e r g y a n d Co mb ust i o n S c i e n c e ， 2 0 0 2 ， 2 8： 4 0 5 - 4 3 3 【 3 】L i X ia o -j ia n g ，L i C h u n · z h u ,V o l a t i l is a t i o n a n d c a t a l y t i c e f f e c t s o f a l k a l i an d alk a l i n e e a r t h me t a l l i c s p eci e s d u r i n g t h e p y r o l y s i s a n d g a s i fi c a t i o n o f Vi c t o r i an b r o wn c o a1．P a r t V I I ． Ram a n s p e c t r o s c o p i c s t u d y o n the c h a n g e s i n c h a r S l T u g t l L r e d u r i n g the c a t a l y t i c g a s i fi c a t i o n i n a i r , 2 0 0 6 ， 8 5 ( 1 0 - l 1 ) ： 1 5 0 9 - 1 5 1 7 【 4 】L i Xi a o - j i ang, L i C h u n - z h u ,V o l a t i l i s a t i o n and c a t a l y t i c e ffect s o f a l k a l i and alk a l i n e e a r t h me t a l l i c s p e c i e s d u r i n g the p y r o l y s i s an d g a s i fi c a t i o n o f Vi c t o r i an b r o wn c o a1．P a r tⅧ ． Ca t a l y s i s a n d c h a n g e s i n c h a r s t r u c t u r e d u r i n g g asi fi c a t i o n i n s t e a m， 2 o 0 8 5 ( 1 o · l 1 ) ： 1 5 1 8 · 1 5 2 5 【 5 】F u s h i mi C ． ， Go t o M． ， T s u t s u mi A． 。
e t al， S t e a m g a s i fic a t i o n c h a r a c t e r i s ti c s o f c o al wi t h r a p i d h e a t i n g ,J ．An a1． Ap。