丁二烯產品水冷器內漏原因及處理

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公司提供的乙腈法丁二烯抽提技術，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。輔助系統包括：溶劑貯存系統、化學品添加系統、殘液及TBC 回收系統、蒸汽與凝液系統、火炬氣排放及排液系統、亞硝酸鈉加料系統、冷卻水系統、氮氣/儀表風/空氣吹掃系統、取樣系統以及其它公用工程單元。

丁二烯抽提裝置是以生產高純度丁二烯為主，同時副產抽余液和液化燃料等的石油化工裝置，該裝置屬于化工區工藝生產的下游裝置，由上游的裂解裝置提供混合碳四為原料，產品抽余碳四作為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，最終得到合格的聚合級1,3-丁二烯產品送產品罐區。

丁二烯產品水冷器（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Q345R、換熱管材質10#，由湖北長江制造）2020 年9 月投用，殼程介質為丁二烯，操作壓力 0.38MPa，操作溫度43℃；管程介質為循環水，有內防腐（SHY-99由山東德齊華儀防腐）。

二、丁二烯產品水冷器內漏原因分析

（一）丁二烯裝置循環水回水COD 高，排查后確認為丁二烯產品水冷器內漏

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 日發現丁二烯裝置循環水回水總管COD 超標，對裝置內所有水冷器及采樣器循環水回水進行單獨采樣分析后確認為脫重塔C203 頂冷凝器E203B 內漏，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使用，經核算單臺水冷器運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，隔離后拆開進行檢修，拆開后情況如下圖1-圖4 所示。

（二）冷卻器內漏原因及分析

1.排除殼程介質因素

E-203B 物料側介質為丁二烯產品，該介質無腐蝕性，PH 值顯弱堿性，換熱器拆檢后發現殼程干凈且無任何腐蝕跡象，而且國內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生，因此不存在物料腐蝕問題。

2.管程循環水流速過慢

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

3.水冷器設計偏大

E-203 A/B 換熱器設計偏大，實際循環水入口溫度夏季只有27～30℃，冬季則更低，而設計循環水入口溫度則為32℃；另外受原料中丁二烯含量低影響，造成E-203 A/B 負荷偏低，故所需循環水量也較少，循環水控制閥開度過小，導致流速達不到要求。

三、處理措施

(1) E203B 水冷器檢修完成后加盲板隔離，管程充氮氣保護；

(2) E203A 盡量滿負荷運行，以提高循環水流速，后續加強對該水冷器循環水流速監測；

(3) 建議根據實際負荷在檢修期間對該水冷器進行重新設計并更換；

(4) 建議對該水冷器材質進行升級，管束材質由碳鋼升級為不銹鋼；

(5) 對裝置內所有水冷器進行循環水流速檢測，確保所有水冷器循環水流速達標。

四、處理結果分析

由于目前無法對該換熱器進行更換或升級材質，只能通過改善循環水流速來減少管程結垢，通過采取上述可實行措施，E203A 及裝置內其它水冷器循環水流速均達標，目前運行平穩，考慮到泄漏前E203A 在同樣工況下運行，故今后泄漏概率較高，應加強對該水冷器循環水流速進行監測，并增大E203A 出口循環水樣品檢測頻次，若有泄漏可盡早發現處理。

五、結論

通過對丁二烯產品水冷器內漏原因及處理的分析，確定該水冷器內漏是由多方面原因所致，主要原因為循環水流速過低，導致管束內結垢嚴重，發生垢下腐蝕進而泄漏，次要原因為管束材質為碳鋼，不耐腐蝕，換熱器設計偏大是導致循環水流速低的主要原因，通過提高各水冷器循環水流速，可降低各水冷器管束內結垢現象，同時建議循環水廠改善循環水質量，降低循環水中金屬離子含量，也可有效控制水冷器腐蝕泄漏問題。