CO2 吸收塔进料预热器失效探究

2021-11-03李俊日

设备管理与维修 2021年18期

关键词：管程列管壳程

李俊日

（中国石油四川石化有限责任公司，四川成都 611930）

1 背景介绍

2020 年7 月，中国石油四川石化有限责任公司生产六部的乙二醇装置的CO2吸收塔进料预热器E-202 发生腐蚀穿孔问题，车间立即采取相应措施进行腐蚀的原因分析。

该预热器的换热器型式为固定管板式，E-202 换热管设计规格为Ф25×2 mm，与管板的连接方式为“强度焊+贴胀”；管束材料型号为CS/CS，其管程、壳程的操作条件见表1。

表1 管程、壳程的操作条件

2 检测分析

2.1 宏观检查

该台换热器共有换热管1954 根，本次堵管50 根、堵管率为2.5%，泄漏的换热管主要集中在第一管程中下部、温度较高的区域（图1）。换热管与管板焊缝无腐蚀迹象，焊接纹路清晰可见，换热管端部边角锐利（图2）。管箱内表面有轻微黄锈，腐蚀轻微，均匀腐蚀≤0.1 mm。

图1 换热管堵管形貌

图2 换热管失效泄漏处形貌

2.2 涡流检测

（1）壁厚。平均壁厚1.53 mm，最小壁厚0.60 mm，最大壁厚1.75 mm。其中，壁厚值小于1.5 mm 的列管全长壁厚不均匀，存在局部减薄区且减薄区分布无规律；其余列管全长壁厚基本均匀一致，但都存在均匀减薄趋势。

（3）缺陷。有1 根列管存在严重缺陷信号显示，其缺陷体积当量大于对比样管上Ф3 mm 通孔缺陷信号，管号为01-45#，缺陷位置在距西侧管口1.3 m 左右处；其余被检列管均存在连续缺陷信号显示，缺陷体积当量略小于对比样管上4×20%深度平底孔缺陷信号。

2.3 定点测厚情况

E-202 管程介质为贫碳酸盐溶液，管程入口管线上按测厚管理规定布有1 个测点，壳程进出口管线管径较大（DN900/600 mm）且在高处，介质为气态，按规定未进行相关测厚布点。YE-215 测点最近一期腐蚀速率0.036 mm/a，定点测厚结果表明，E-202 管程未发现明细减薄现象。

2.4 化验分析情况

2020 年7 月24 日，对乙二醇装置的E-202 循环气进行采样分析。腐蚀介质中主要成分是CO2（有机酸由于条件限制无法分析），化验结果见表2。

表2 E-202 循环气采样分析结果

3 国内部分企业调研

（1）中海油（惠州）壳牌（SHELL）。中海油（惠州）壳牌2006年开车运行，乙二醇装置加工处理量与四川石化公司基本相同，处理工艺相同。2013 年之前E-202 曾经出现大面积泄漏现象，原因是最初支撑板与管束之间在循环气作用下产生振动摩擦导致泄漏，贫液进入壳程产生酸腐蚀和冲蚀现象。2013 年以后，更换了换热器一直至现在，未出现泄漏现象。

（2）辽化公司。辽阳石化乙二醇年加工处理量20 万吨，2007年12 月开车运行，加工工艺与四川石化相同，E-202 未发生过泄漏现象。

（3）宁波富德。宁波富德采用和四川石化乙二醇相同SHELL技术，其开工时间为2013 年，CO2进料加热器未发生过泄漏现象。