丁二烯產(chǎn)品水冷器內(nèi)漏原因及處理

王博

（中化泉州石化有限公司，福建 泉州 362103）

一、引言

中化泉州石化13 萬噸/年丁二烯抽提裝置采用中國石油化工科技開發(fā)公司提供的乙腈法丁二烯抽提技術(shù)，由SEI 提供工藝包。該裝置工藝單元包括：萃取精餾單元、丁二烯精制單元、溶劑回收單元。輔助系統(tǒng)包括：溶劑貯存系統(tǒng)、化學(xué)品添加系統(tǒng)、殘液及TBC 回收系統(tǒng)、蒸汽與凝液系統(tǒng)、火炬氣排放及排液系統(tǒng)、亞硝酸鈉加料系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、氮?dú)?儀表風(fēng)/空氣吹掃系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)以及其它公用工程單元。

丁二烯抽提裝置是以生產(chǎn)高純度丁二烯為主，同時(shí)副產(chǎn)抽余液和液化燃料等的石油化工裝置，該裝置屬于化工區(qū)工藝生產(chǎn)的下游裝置，由上游的裂解裝置提供混合碳四為原料，產(chǎn)品抽余碳四作為MTBE/丁烯-1 裝置的原料，若裝置停工，將對MTBE/丁烯-1 裝置產(chǎn)生影響。

本裝置以乙烯裂解裝置提供的混合C4 為原料，用乙腈作為溶劑，采用兩級萃取精餾，分別除去丁烷、丁烯等難溶組分和乙烯基乙炔等易溶組分，得到的粗丁二烯經(jīng)水洗脫除溶劑后，再采用兩級普通精餾分別脫除甲基乙炔、水和1,2-丁二烯，順-2-丁烯，碳五以上組分等物質(zhì)，最終得到合格的聚合級1,3-丁二烯產(chǎn)品送產(chǎn)品罐區(qū)。

丁二烯產(chǎn)品水冷器（2559-E-203A/B）基本情況：E-203A/B 為C203 脫重塔頂冷凝器（固定管板式換熱器、Φ1800×10769mm、殼體材質(zhì)Q345R、換熱管材質(zhì)10#，由湖北長江制造）2020 年9 月投用，殼程介質(zhì)為丁二烯，操作壓力 0.38MPa，操作溫度43℃；管程介質(zhì)為循環(huán)水，有內(nèi)防腐（SHY-99由山東德齊華儀防腐）。

二、丁二烯產(chǎn)品水冷器內(nèi)漏原因分析

（一）丁二烯裝置循環(huán)水回水COD 高，排查后確認(rèn)為丁二烯產(chǎn)品水冷器內(nèi)漏

中化泉州石化13 萬噸/年丁二烯抽提裝置于2020 年9 月開工，2021年5 月14 日發(fā)現(xiàn)丁二烯裝置循環(huán)水回水總管COD 超標(biāo)，對裝置內(nèi)所有水冷器及采樣器循環(huán)水回水進(jìn)行單獨(dú)采樣分析后確認(rèn)為脫重塔C203 頂冷凝器E203B 內(nèi)漏，由于E-203A/B 物料線出入口無閥，兩臺水冷器在正常工況下同時(shí)使用，經(jīng)核算單臺水冷器運(yùn)行也可滿足工藝要求，故采取帶壓堵漏將E203B 隔離并增加閥門，隔離后拆開進(jìn)行檢修，拆開后情況如下圖1-圖4 所示。

（二）冷卻器內(nèi)漏原因及分析

1.排除殼程介質(zhì)因素

E-203B 物料側(cè)介質(zhì)為丁二烯產(chǎn)品，該介質(zhì)無腐蝕性，PH 值顯弱堿性，換熱器拆檢后發(fā)現(xiàn)殼程干凈且無任何腐蝕跡象，而且國內(nèi)相同工藝包的丁二烯裝置該位號水冷器也無物料腐蝕問題發(fā)生，因此不存在物料腐蝕問題。

2.管程循環(huán)水流速過慢

由于丁二烯裝置位于我公司第二循環(huán)水廠供水末端，丁二烯產(chǎn)品冷卻器 E-203B處于三層平臺，且循環(huán)水控制閥開度只有20-30%，導(dǎo)致流速過低，對循環(huán)水流速進(jìn)行檢測，測得該水冷器管程循環(huán)水流速為0.67m/s，而水冷器管程為循環(huán)水條件下的標(biāo)準(zhǔn)水流速為0.9m/s，實(shí)際水流速低于標(biāo)準(zhǔn)流速，循環(huán)水極易在換熱器中產(chǎn)生沉積，出現(xiàn)局部垢下腐蝕，產(chǎn)生銹瘤，最終造成管子嚴(yán)重局部坑蝕而穿孔泄漏。

3.水冷器設(shè)計(jì)偏大

E-203 A/B 換熱器設(shè)計(jì)偏大，實(shí)際循環(huán)水入口溫度夏季只有27～30℃，冬季則更低，而設(shè)計(jì)循環(huán)水入口溫度則為32℃；另外受原料中丁二烯含量低影響，造成E-203 A/B 負(fù)荷偏低，故所需循環(huán)水量也較少，循環(huán)水控制閥開度過小，導(dǎo)致流速達(dá)不到要求。

三、處理措施

(1) E203B 水冷器檢修完成后加盲板隔離，管程充氮?dú)獗Ｗo(hù)；

(2) E203A 盡量滿負(fù)荷運(yùn)行，以提高循環(huán)水流速，后續(xù)加強(qiáng)對該水冷器循環(huán)水流速監(jiān)測；

(3) 建議根據(jù)實(shí)際負(fù)荷在檢修期間對該水冷器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)并更換；

(4) 建議對該水冷器材質(zhì)進(jìn)行升級，管束材質(zhì)由碳鋼升級為不銹鋼；

(5) 對裝置內(nèi)所有水冷器進(jìn)行循環(huán)水流速檢測，確保所有水冷器循環(huán)水流速達(dá)標(biāo)。

四、處理結(jié)果分析

由于目前無法對該換熱器進(jìn)行更換或升級材質(zhì)，只能通過改善循環(huán)水流速來減少管程結(jié)垢，通過采取上述可實(shí)行措施，E203A 及裝置內(nèi)其它水冷器循環(huán)水流速均達(dá)標(biāo)，目前運(yùn)行平穩(wěn)，考慮到泄漏前E203A 在同樣工況下運(yùn)行，故今后泄漏概率較高，應(yīng)加強(qiáng)對該水冷器循環(huán)水流速進(jìn)行監(jiān)測，并增大E203A 出口循環(huán)水樣品檢測頻次，若有泄漏可盡早發(fā)現(xiàn)處理。

五、結(jié)論

通過對丁二烯產(chǎn)品水冷器內(nèi)漏原因及處理的分析，確定該水冷器內(nèi)漏是由多方面原因所致，主要原因?yàn)檠h(huán)水流速過低，導(dǎo)致管束內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，發(fā)生垢下腐蝕進(jìn)而泄漏，次要原因?yàn)楣苁馁|(zhì)為碳鋼，不耐腐蝕，換熱器設(shè)計(jì)偏大是導(dǎo)致循環(huán)水流速低的主要原因，通過提高各水冷器循環(huán)水流速，可降低各水冷器管束內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象，同時(shí)建議循環(huán)水廠改善循環(huán)水質(zhì)量，降低循環(huán)水中金屬離子含量，也可有效控制水冷器腐蝕泄漏問題。