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延遲焦化裝置油氣線腐蝕分析

文檔作者：李樹祥文檔來源：天津石化		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月08日
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2015 年1 月
設(shè)備運(yùn)維
延遲焦化裝置油氣線腐蝕分析
李樹祥
天津石化
摘要：焦炭塔是延遲焦化生產(chǎn)過程中重要的反應(yīng)設(shè)備，作為
焦炭塔與分餾塔連接的核心管線油氣線的腐蝕情況直接決定延
遲焦化的長(zhǎng)周期生產(chǎn)，在腐蝕的分類中又以局部腐蝕最為關(guān)鍵，
本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際腐蝕情況就如何防止焦炭塔油氣線局部腐蝕
做了深入的闡述。
關(guān)鍵詞：延遲焦化；局部腐蝕；油氣線
一、概述
延遲焦化是把減壓渣油經(jīng)過在加熱爐兩次加熱后經(jīng)過四通
閥進(jìn)入焦炭塔，在塔里發(fā)生裂解與縮合等一系列反應(yīng)，產(chǎn)生焦炭
和高溫油氣。高溫油氣經(jīng)分餾，吸收穩(wěn)定后，生成汽油，柴油，蠟
油以及干氣液化氣，為其他煉油裝置提供生產(chǎn)原料。一般說來，
焦化裝置原料中的硫含量是原油中的一到兩倍。隨著天津分公
司加工原料中硫含量的不斷升高和設(shè)備的后期運(yùn)行，管線的腐蝕
問題越來越突出，這對(duì)于裝置的安全生產(chǎn)是個(gè)極大的威脅。
二、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)
2007年2月27日焦化焦炭塔區(qū)12米平臺(tái)焦2油氣線引出的
呼吸線DN80管道靠呼吸閥處出現(xiàn)砂眼，經(jīng)測(cè)厚檢查，整條管線均
勻減薄，數(shù)據(jù)在2mm 左右，同樣部位焦1 呼吸線也腐蝕減薄至
2mm左右，2月28日焦1焦2呼吸線都進(jìn)行了更換，更換后投用正
常。焦3焦4呼吸線測(cè)厚結(jié)果正常，焦1焦2線1996年裝置建成
以來一直沒有更換，焦3焦4呼吸線是2000年大修時(shí)更換的。舉
一反三對(duì)與油氣線相連的支管道、死角盲腸部位測(cè)厚檢查，發(fā)現(xiàn)
大吹汽線閥門前直管段也有腐蝕，最薄處4.8mm，應(yīng)為Φ273×7，材
質(zhì)：20＃。12米平臺(tái)和大油氣線相連的安全閥線Φ168×5，材質(zhì)：
20＃，最薄一點(diǎn)測(cè)厚值為2.6mm，已進(jìn)行管線更換。39米平臺(tái)和
大油氣線相連的安全閥線副線閥前直管段局部腐蝕，Φ219×8，材
質(zhì)：Cr5Mo，局部減薄測(cè)厚值最薄為2.1mm，已做打夾子臨時(shí)措施，
并預(yù)制Cr5Mo管線有機(jī)會(huì)更換。由于焦化是煉油裝置的末端，硫
含量較高，大油氣線腐蝕主要是高溫硫、硫化氫腐蝕。呼吸線管
線是油氣線的支管盲腸部位，溫度較低，低于100℃，材質(zhì)為20＃，
Φ89×5，管線與大油氣線相連，硫化氫含量較高，同時(shí)當(dāng)焦碳塔除
焦完成后吹入蒸汽時(shí)，打開閥門放空排除空氣，這樣經(jīng)高溫蒸汽
吹掃吹含硫化氫油氣與蒸汽接觸形成濕硫化氫腐蝕，并把FeS保
護(hù)膜破壞，又形成新的腐蝕，造成這個(gè)部位均勻腐蝕嚴(yán)重。其它
減薄部位均是與大油氣線相連的支管，主要是油氣線中含高溫硫
化氫形成沖刷腐蝕。
1.砂眼問題
2008年5月11日，就發(fā)生了焦3、4泄壓線短管腐蝕泄漏，39 米焦3熱偶管嘴短節(jié)焊縫砂眼的問題（如下圖）。
焦3、4泄壓線短管腐蝕泄漏發(fā)生后，經(jīng)過緊急處理，機(jī)研所
人員對(duì)12米泄漏的短管附近測(cè)厚，發(fā)現(xiàn)周圍大約40cm的范圍內(nèi)
管線厚度均不到3mm,(如圖機(jī)研所人員在測(cè)厚)
經(jīng)過分析后決定對(duì)泄漏的砂眼先用卡子堵住,然后再包一個(gè)
30cm 長(zhǎng)的盒子,經(jīng)過大約10 個(gè)小時(shí)的奮戰(zhàn),終于順利的解決了
問題。
對(duì)39米焦3油氣線上的壓力表和3個(gè)老急冷油管嘴短節(jié)測(cè)
厚，然后又利用焦炭塔除焦的時(shí)間測(cè)了其他幾個(gè)塔的12米和39 米的管嘴短節(jié)，發(fā)現(xiàn)焦1和焦2的熱偶管嘴短節(jié)腐蝕問題非常嚴(yán)
重，大部分點(diǎn)都不到2mm厚，且有幾個(gè)老急冷油管嘴短節(jié)的腐蝕
也十分嚴(yán)重，并且焦1 的熱偶短節(jié)也出現(xiàn)了微小的砂眼。（如
下圖）
2.解決措施
鑒于如此嚴(yán)重的腐蝕情況，利用焦炭塔的除焦時(shí)間，把4臺(tái)
焦碳塔39米的熱偶管嘴短節(jié)進(jìn)行了更換，并把老急冷油管嘴短
節(jié)取消并打補(bǔ)?。ìF(xiàn)狀如下圖），根據(jù)測(cè)厚結(jié)果適當(dāng)?shù)谋Ａ袅?個(gè)
的壓力表管嘴短節(jié)，到目前為止，焦化油氣線上未更換的管嘴短
節(jié)有3個(gè)壓力表管嘴短節(jié)（測(cè)厚沒有問題）和主油氣線上的熱偶
管嘴短節(jié)（連續(xù)使用，無法更換，進(jìn)行了外觀檢查）。
根據(jù)高溫硫腐蝕嚴(yán)重部位多發(fā)生在與油氣線相連的管嘴短
(下轉(zhuǎn)第4頁)
2
2015 年1 月
節(jié)和盲頭的經(jīng)驗(yàn)，判斷焦炭塔12米平臺(tái)上管線錯(cuò)綜復(fù)雜，容易發(fā)
生腐蝕。拆除保溫厚對(duì)各個(gè)支線測(cè)厚，發(fā)現(xiàn)焦3油氣線去C103閥
前的三通從原來的7mm減到5mm，現(xiàn)在正在備料,準(zhǔn)備擇機(jī)補(bǔ)強(qiáng)
處理。通過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)12米焦1去C103線上的管托焊縫有微
小裂紋（如下圖）。
這個(gè)管托是裝置建設(shè)時(shí)就存在的，分析其原因是由于焊接時(shí)
電壓過高，損傷管子本體，又由于腐蝕從而造成了泄漏，現(xiàn)在已經(jīng)
取消了此管托，焊上半圓補(bǔ)丁，旁邊增加活動(dòng)管托。
三、舉一反三
焦炭塔39米也是腐蝕的重災(zāi)區(qū)，在對(duì)油氣線排查之后，又對(duì)
塔頂安全閥管嘴短節(jié)、測(cè)壓點(diǎn)管嘴短節(jié)、消泡劑管嘴短節(jié)和現(xiàn)使
用急冷油線管嘴短節(jié)測(cè)厚，沒有發(fā)現(xiàn)問題。之后，又對(duì)焦炭塔7 米短節(jié)和放火炬線測(cè)厚，發(fā)現(xiàn)D118頂放火炬線第一個(gè)彎頭減薄
達(dá)約40%，原壁厚8mm，現(xiàn)壁厚5mm，現(xiàn)在正在備料,準(zhǔn)備擇機(jī)補(bǔ)
強(qiáng)處理。
對(duì)于不能利用除焦時(shí)常溫檢測(cè)的高溫線，如加熱爐轉(zhuǎn)油線和
主油氣線等，請(qǐng)專業(yè)人員利用脈沖渦流技術(shù)測(cè)厚，先后測(cè)量了四
十多條管線，由于時(shí)間倉(cāng)促，還有一部分年后完成，初步結(jié)果顯示
轉(zhuǎn)油線和主油氣線減薄不是很嚴(yán)重。
經(jīng)過兩個(gè)月的工作，分別對(duì)50條管線測(cè)厚，共測(cè)管嘴短節(jié)和
彎頭149處、447點(diǎn)，更換焦碳塔39米熱偶短節(jié)4根，取消老急冷
油和壓力表管嘴短節(jié)12根，原位置打補(bǔ)丁處理，1＃焦碳塔12米
去C103線管托處理完。測(cè)出減薄位置9處，包括熱偶管嘴短節(jié)4 根，老急冷油管嘴短節(jié)3根，D118頂放火炬第一個(gè)彎頭，3＃焦碳
塔12米去C103前三通1個(gè)。
結(jié)論
油氣管線由于高溫400℃以上，并跟隨焦炭塔老塔處理頻繁
進(jìn)行溫度變化，導(dǎo)致管線腐蝕嚴(yán)重，特別是馬鞍口、管線相連焊接
出、熱電偶引出口、管線變徑處。在生產(chǎn)過程中，工藝上要嚴(yán)格按
照制定的周期表進(jìn)行各項(xiàng)冷焦操作，設(shè)備上要對(duì)重點(diǎn)部位定期進(jìn)
行測(cè)厚，及時(shí)根據(jù)了解的情況進(jìn)行維修，確保生產(chǎn)安全進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)：
[1]天津石化公司編.延遲焦化操作規(guī)程，天津：中石化出版
社，1996.
(上接第2頁)
圖2加熱爐工藝流程控制系統(tǒng)示意圖
2.優(yōu)化操作
（1）操作上要保證爐管物料的流速，流量應(yīng)保證在產(chǎn)生流體
層流的最低要求。
（2）操作必須嚴(yán)格按照工藝卡片要求控制各參數(shù)同時(shí)應(yīng)避免
進(jìn)料量的大幅波動(dòng)，更不允許進(jìn)料長(zhǎng)時(shí)間中斷，如發(fā)生進(jìn)料量大
幅減少或進(jìn)料中斷應(yīng)立即及時(shí)降低瓦斯量并用沖洗油對(duì)各爐管
進(jìn)行沖洗必要時(shí)人為手動(dòng)觸發(fā)停爐聯(lián)鎖，防止?fàn)t管超溫。
（3）通過爐前的分配控制閥及時(shí)各爐管分支的流量，防止?fàn)t
管偏流結(jié)焦，還要注意配料閥及配氫閥的儀表故障問題引起的閥
門關(guān)閉或變小事故的發(fā)生。
（4）應(yīng)保持爐膛溫度均勻，防止?fàn)t管局部過熱，應(yīng)采用多火
嘴、齊火苗、爐膛明亮的燃燒方式，現(xiàn)場(chǎng)勤調(diào)整局部高點(diǎn)。
（5）定期分析爐進(jìn)料性質(zhì)，特別是固含量，開工初期應(yīng)經(jīng)常對(duì)
常壓塔底泵的入口過濾器進(jìn)行清理，防止前面的焦塊帶到爐管堵
塞。
（6）每根爐管爐前配適量的蒸汽來改善流動(dòng)狀態(tài)，增加湍流
程度，破壞介質(zhì)在爐管內(nèi)的邊界層流層，降低結(jié)焦速度。因爐管
較長(zhǎng)，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷小時(shí)，爐流量低導(dǎo)致管內(nèi)介質(zhì)流速較低，且在爐
管人口和出口處的流型常會(huì)不同，甚至出現(xiàn)氣液分層現(xiàn)象。但由
于過量的蒸汽將影響減壓塔的真空度，所以考慮停用減壓塔底的
汽提蒸汽改在爐前每分支適當(dāng)配氫。
（7）通過改變介質(zhì)組分來減緩結(jié)焦，通過對(duì)常壓塔的降壓操
作（由原來的0.8MPA降至0.16MPA）后使輕質(zhì)組分從常壓塔側(cè)線
多抽出，塔底至加熱爐的組分多為重質(zhì)組分，介質(zhì)在管內(nèi)均勻加
熱，避免輕質(zhì)組分在爐管內(nèi)閃蒸而導(dǎo)致重質(zhì)組分在爐管內(nèi)結(jié)焦。
（8）通過優(yōu)化操作和工藝技術(shù)改造后的運(yùn)行情況來看，該加
熱爐從2013年7月20日投煤生產(chǎn)到2014年6月1日檢修，結(jié)焦周
期由最初的不到2 個(gè)月延長(zhǎng)至近9 個(gè)月，裝置連續(xù)運(yùn)行超過
6300h，說明通過精心控制和改造有效延緩了減壓爐的結(jié)焦周期。
結(jié)論
結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況和操作處理經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)煤液化減壓加熱爐
運(yùn)行周期短，頻繁結(jié)焦導(dǎo)致裝置因減壓加熱爐不能投用而使整個(gè)
裝置油收率低、低負(fù)荷甚至停工的現(xiàn)狀，對(duì)煤液化減壓加熱爐的
結(jié)焦機(jī)理和原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并實(shí)施了一系列優(yōu)化措施，取
得了明顯的成效。優(yōu)化操作后，加熱爐的結(jié)焦有了明顯的延緩，
有效延長(zhǎng)了裝置的運(yùn)行周期，同時(shí)也創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但
還是沒有根本的解決爐管的結(jié)焦問題，因此我們?cè)诶^續(xù)尋求優(yōu)化
控制和優(yōu)化工藝的基礎(chǔ)上還要為加熱爐的清焦進(jìn)行優(yōu)化，現(xiàn)階段
我們主要采用通空氣燃燒蒸汽剝離、高壓水槍噴射、機(jī)械滾球摩
檫的一種或多種組合清焦，這些清焦也取得了顯著地成效，通過
工藝改造后可選擇單爐膛清焦給整個(gè)裝置的運(yùn)行影響降到了很
小并節(jié)省了清焦時(shí)間也為煤直接液化減壓加熱爐從設(shè)計(jì)選型到
后期運(yùn)行提供了參考。
參考文獻(xiàn)：
[1]閆西祥.焦化加熱爐爐管結(jié)焦與控制[J].石油化工設(shè)備技
術(shù)，2003，24(4)：32-36．
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燒焦技術(shù)應(yīng)用[J].中外能源，2011，16(10)：97—100．
設(shè)備運(yùn)維
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