循環氫壓縮機入口分液罐切液線泄漏原因分析

高仁鵬，孔令榮，王艷東2，趙 鵬，伍海華

(1.中國石油獨山子石化公司煉油廠加氫聯合車間，新疆 獨山子 833699；2.中國石油獨山子石化公司煉油廠機動處，新疆 獨山子 833699)

某煉油廠蠟油加氫裂化裝置以減壓蠟油、焦化蠟油為原料，采用單段一次通過工藝流程，生產尾油(乙烯料)、航煤及柴油，同時副產輕烴氣體、液化石油氣及石腦油。操作彈性50%～110%，年開工時間8 400 h。循環氫壓縮機采用離心式筒型壓縮機，壓縮機軸功率2 177 kW，最大連續轉速11 550 r/min，處理量244 892 m3/h，循環氫入口分液罐設計壓力15.95 MPa，操作壓力14.5 MPa，容積12.4 m3。介質為循環氫，其中硫化氫質量濃度10 000 mg/L。底部切液線采用φ34 mm×6.5 mm 20號無縫鋼管。

1 泄漏情況

2017年10月22日，發現循環氫入口分液罐V-108附近有硫化氫臭味。對V-108附近管線法蘭逐個進行排查，發現V-108底部切液線A支路的一個焊縫處有一泄漏點。泄漏部位位于切液閥A閥第一道前手閥管線對接焊縫熔合線北側附近，泄漏情況見圖1。

圖1 泄漏情況

2 泄漏后的初步處理

泄漏發生后立即啟動應急預案，相關部門組織對現場泄漏部位進行測厚。檢測發現，泄漏部位位于焊縫邊緣，漏點周圍15 mm寬度范圍內存在減薄現象，測量最小厚度1.86 mm。同時對V-108切液線進行了整體測厚檢查，除漏點部位出現明顯減薄之外，其余部位未發現異常。根據檢測情況，初步判斷為局部缺陷，現場評估后決定先實施帶壓堵漏。

3 原因分析

泄漏管線2009年投用，介質為硫化氫、氫氣混合氣體以及凝液(介質內含催化劑粉末顆粒)，溫度約58 ℃，壓力約14.5 MPa，管線材質為A106，規格為φ34 mm×6.5 mm。管線運行期間流量較小,整段管線內部均有結焦，且結焦主要集中在管內下半部，一道閥前結焦比較嚴重。泄漏點部位壓力較高(操作壓力約14.5 MPa)、介質易燃易爆且屬于高度危害介質，泄漏部位存在減薄現象，而卡具消漏只能作為臨時控制措施。經反復研究論證后，決定進行停工處理，對泄漏部位管線進行更換。管線拆除后，根據管內壁形貌特征，初步判斷為管線安裝時焊口存在錯邊，造成管內部分焊后余高過大，流向改變，造成管壁沖刷減薄。 圖2所示為三通南側截面，管口可見底部焦狀物沉積，厚度約為1/4內徑，結焦范圍約從4點順時針至7點半位置。圖3為南側一道閥前焊縫橫截面，可以看出，從2點半順時針至12點鐘位置均有結焦，漏點約在2點鐘位置，其中3點至9點結焦較厚，9點至12點結焦相對較薄。

圖2 三通部位接頭狀況

圖3 泄漏部位

將管線剖開，對管內部進行宏觀檢查，可見明顯深淺、寬窄不規則的沖蝕溝槽，漏點距焊縫約5 mm，見圖4。管壁泄漏部位為沖蝕產生，沖蝕部位軸向長度約55 mm，并且溝槽相對較窄，約10～20 mm，沖蝕溝槽過焊縫后擴大為1/4圓周長度。

圖4 漏點部位管線解剖示意

通過分析結焦物成分(見表1和表2)，判斷沉積物為催化劑粉末。分析管線的沖蝕形貌可知，泄漏產生的原因是低流量引起催化劑等顆粒物沉積，沉積物逐漸形成結焦，焊縫內部余高過大加劇了結焦形成。結焦厚度逐漸增大，造成介質截面通過量逐漸減低，部分區域堵塞超過截面一半以上，越靠近一道閥結焦越厚。管內壁和焊縫的結焦厚度不同使介質偏流，在焊縫部位開始形成沖刷，且沖刷溝槽不斷加深,最終導致管壁穿孔[1-3]。

表1 結焦物成分分析

表2 結焦物熱重分析 w,%

4 處理措施

2.0 Mt/a蠟油加氫裂化裝置循環氫壓縮機入口分液罐V108底部切液線出現砂眼漏點，由于無法實現隔離，現已打卡具處理。為防止后續漏點再次出現并擴大造成更嚴重事故，裝置停工泄壓后，對該段管線進行檢修。具體檢修方案是將原分液罐底部法蘭處安裝一只閘閥，去控制閥前的第一道手閥處的管線及管件全部更換為新材料。圖5為原有切液線流程，圖6為檢修后切液線流程。施工過程中對兩道舊焊口進行焊前消氫處理和焊后消應力熱處理。

圖5 原有切液線流程

圖6 檢修后切液線流程

5 結 語

(1)沖刷腐蝕是導致泄漏的物理損傷的一種常見形式，如何避免沖刷腐蝕，要求設備管理人員要對工藝流程及生產工藝條件進行掌握，在停工檢修時能做出正確的處理，避免正常生產時關鍵部位異常泄漏導致降量操作甚至裝置停工等事件的發生。

(2)加氫裝置屬高溫高壓臨氫裝置，危險系數高，長周期運行中存在各種潛在的腐蝕問題，必須引起高度重視。加氫裝置的腐蝕種類較多，腐蝕情況復雜，易腐蝕部位的識別與測厚工作是一個艱辛的過程，需要不斷補充完善，建立防腐蝕手冊與腐蝕識別防護臺帳，通過認真觀察分析，找出腐蝕原因。

(3)采用合理選材、改進和控制工藝條件、水沖洗、加注化工三劑及管線設備測厚等措施，有效防止和控制腐蝕發生，避免腐蝕泄漏造成裝置非計劃停工，這樣才能確保加氫裝置的安全、平穩及長周期運行。