炼油厂工艺设备介绍-加氢装置其它设备教案资料

1、炼油厂工艺设备介绍-加氢装置其它设备l螺纹锁紧环式l焊接环密封式l普通大法兰式l大承压环和压盖代替了大法兰 l可实现现场带压密封l只有在管板为压差设计时使用l机加工件多，制造复杂，难度大FEl密封性能好l结构简单，机加工件少l可减低螺栓载荷 F=0.785Dg2Pc+6.28DgbmPcl检修清洗时，需切割和焊接环l环存在积液l反应产物侧有腐蚀问题l环反复使用2-3次后，需更换l结构简单,机加工件少l法兰结构笨重,螺栓粗大l螺栓直径大,紧固困难l现场泄漏,难以处理l高温部位与热壁加氢反应器可能发生的主要损伤类似 高温氢腐蚀 氢脆 高温硫化氢氢腐蚀 连多硫酸应力腐蚀开裂 铬-钼钢的回火脆性损伤

2、奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离l壳体基材 15CrMo 1.25Cr0.5MoSi 2.25Cr1Mo 2.25Cr1MoVl复层根据H2S含量，腐蚀情况选择 CrMo钢 CrMo钢+不锈钢堆焊层l管板 CrMo钢+不锈钢堆焊层 整体不锈钢 (1) 低温湿H2S腐蚀（2）胺盐的冲蚀与堵塞与流速有关 （3）氯离子应力腐蚀l壳体基材 CrMo 碳钢l换热管根据腐蚀情况选择 双相不锈钢,高合金钢 CrMo钢（不应选不锈钢）l管板 CrMo钢 碳钢1、常用形式l集合管式已经淘汰l丝堵式l胺盐腐蚀l湿H2S腐蚀根据原料性质、安全性要求不同选择： 碳钢（入口衬不锈钢管）双相不锈钢（国内尚无业绩）高合金材料(

3、UNS8825、 UNS6625) H2S+ NH3 NH4HS. H2S+ 2NH3 (NH4) 2S NH3 + HC l NH4C1l在缺少液态水的情况下，它会直接由气相冷凝变成固态晶体。NH4Cl 开始结晶温度约为210，NH4HS开始结晶温度为121，恰好在加氢装置高压空冷器系统的温度范围内，NH4Cl和NH4HS聚集到一定程度后析出并结垢，从而造成电化学垢下腐蚀，形成坑蚀，最终形成穿孔。l与流速流形有关的冲蚀l与原料中S、N、Cl-含量有关的实际结晶温度现场调研装置的情况统计表现场调研装置的情况统计表 装置装置 内容内容齐鲁齐鲁150万吨/年VRDS装置(第一空冷器)齐鲁齐鲁150

4、万吨/年VRDS装置(第二空冷器)齐鲁齐鲁140万吨/年加氢裂化装置上海石化上海石化2#芳烃145万吨/年加氢裂化装置上海石化上海石化2#炼油150万吨/年中压加氢裂化装置扬子石化扬子石化芳烃200万吨/年加氢裂化装置扬子石化扬子石化炼油100万吨/年中压加氢裂化装置现在加工原油情现在加工原油情况况高硫高硫高硫低硫高硫低硫高硫高压空冷器高压空冷器泄露次数泄露次数6 6次次2 2次次无无无无1 1次次（在开工时（在开工时）无无3 3次次高空泄露原因腐蚀腐蚀制造腐蚀、分配不均操作温度（进/出），210/114114/49153/49156/55126/55159/55143/48操作压力（进口），

5、MPa15.415.315.614.411.314.211.3循环氢脱硫系统有有有没有有没有有高压空冷前后的高压空冷前后的换热器泄露情况换热器泄露情况无无无无有，属腐有，属腐蚀泄露蚀泄露有，属腐有，属腐蚀泄露蚀泄露有，有，属腐蚀泄露属腐蚀泄露有，有，属腐蚀泄属腐蚀泄露露有，有，属腐蚀泄属腐蚀泄露露空冷器流速，m/s3.12.95.73.53.0空冷器NH4HS的Kp值1.21.20.120.070.1高分水中的NH4HS浓度，%4.864.864.912.72.432.5 1. 工艺设计工艺设计 在高压空冷器系统设计时，应根据Kp值，严格控制流速。尤其在装置扩能改造和改炼高硫油时，应重新评估。

6、 炼制高硫原料的加氢装置，应配循环氢脱硫系统。2.平面及管线布置平面及管线布置 空冷器的入口管线布置应做到完全对称平衡安装。尽可能采用三通式结构，如采用弯头，则弯头前后的直管段的长度最好不小于10倍的管径。 弯头平面不应与连接管在一个平面，应垂直于连接管。3.空冷器的结构设计空冷器的结构设计 采用丝堵式的管箱结构。 碳钢管束每管程入口管端加设防冲衬管。l解决腐蚀环境，主要包括工艺、物料分配均匀性、原料的控制、注水、操作以及缓蚀剂等；从调研以及国外的研究实践看，有一些实际做法和指导性意见，可以做到改善腐蚀环境，减缓腐蚀，但是考虑实际情况复杂又不断变化，目前还没有一套绝对可靠的对策。l提高空冷器（

7、换热器）的抗腐蚀性能，主要就是采用抗腐蚀性好的材料、提高制造质量。从国外的实验和经验以及国内大连西太平洋的高压加氢空冷器（合金825）的使用（已使用十年）情况看，基本上可以到达抗腐蚀的效果。但合金825价格昂贵,国内商不能生产.双相不锈钢可能是将来的替代品.l目前国外的做法是将上述两部分方法结合起来，达到最终解决加氢空冷器系统腐蚀的问题。如果只从第一部分方法入手，而空冷器仍然采用碳钢，安全和长周期操作上缺少可靠保证。而仅靠提高空冷器的材质，不注意操作和管理，也不能完全避免泄漏的发生(API 932A)。l按时注水(间断 连续)l注水量要保证在每台反应产物空冷器的进口条件下至少有25%的注水量未

8、汽化，且每台的水量应相同；并控制注水中的Cl-含量，氧含量和氮含量，采用脱氧水及蒸汽冷凝水。注水点尽量靠近空冷。注水质量严控注水质量-经除盐、除氧和除氮后的水。API932B要求注水质量如下：l 参数 最大值 目标值l 氧含量（ppbw） 50 15l PH 9.5 7.09.0l 总硬度（钙硬度ppmw） 2 1l 溶解铁（ppmw） 1 0.1l 氯化物（ppmw） 100 5l H2S(ppmw) - 1000l NH3(ppmw) - 1000l 自由氰（ppm） - 0l 总悬浮固体颗粒（ppm） 0.2 无l 电导率 最大8.0l 每周至少检查一次。当注水来源发生变化时，必须检查。

9、l控制装置补充氢气中的Cl-含量，尤其是重整来的氢气应经过脱氯罐。l在空冷器前注水时加注缓蚀剂，具体类型、型号和注入量应经过筛选试验确定。l严密监控上游原料变化，尤其是氯含量变化情况。l空冷风机要全开或全停，避免造成温度场不均匀，影响流体分配。l冬季空冷器出口温度不能过低，可充分利用百叶窗调节温度。百叶窗全开或全闭。1、腐蚀 形式l 低温湿H2S腐蚀 2.湿H2S腐蚀机理ElectronsMolecular HydrogenSulfide IonicsProtonHydrogen AtomSteel with typical small imperfectionsHydrogen Sulfid

10、eAcidic, H2S -containing mediumH2S 2 H+ + S2- Fe + 2 H+ Fe2+ + 2 HadFe2+ + S2- FeSH2S + Fe FeS + 2 Hab2 Hab H2HIC / SWCBlisteringSSCSOHICl根据腐蚀的严重性选择普通碳钢或抗根据腐蚀的严重性选择普通碳钢或抗HIC 钢钢l l要求钢材在正火状态下使用要求钢材在正火状态下使用l抗应力腐蚀的PWHTl硬度检测（焊评+产品检测）l 减少应力集中l 降低应力水平（不能用II分篇设计）l承压焊接接头不得进行异种钢焊接 l要求焊工钢印不得打在容器内壁或与操作介质接触的一侧l较严格的无损检测要求（定期检验）作用： 气液分离，减少循环氢