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裂解气压缩机换热器泄漏原因及防腐措施

文档作者：代广平，陆本，姚子荥文档来源：中国石油兰州石化分公司		点击数：	更新时间： 2024年09月21日
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专 论 石 油 化 工 腐 蚀 与 防 护 Corrosion＆Protection in Petrochemical Industry
2 0 1 2 ， 2 9 ( 5 ) · 4 9 ·
裂解气压缩机换热器泄漏原因及防腐措施
代广平，陆 本，姚子荥
(中国石油兰州石化分公司，甘肃兰州730060)
摘要：在乙烯装置的生产运行过程中，裂解气压缩机段间换热器经常发生管束腐蚀泄漏，严重
制约了装置的长周期运行。根据生产检维修过程中换热器管束的腐蚀现状，找出了具体原因：壳
程的酸性气体腐蚀、管程的循环水中微生物引起的垢下腐蚀以及冬季生产停车换热设备防冻保温
不到位。从引起换热器腐蚀的各个原因入手，结合生产工艺，采取工艺参数调整、控制段间凝液的
pH值及压缩机段间注水量等措施，同时对压缩机辅助设备进行优化，更换高效的注水雾化喷头、
牺牲阳极保护、管柬涂敷耐腐蚀涂料。通过采取防腐蚀措施，优化了换热器的运行环境，改善了段
间换热器的性能，有效延长换热器的使用寿命。
关键词：压缩机段间换热器腐蚀管束
中图分类号：TE624．3 文献标识码：A 文章编号：1007—015X(2012)05—0049—03
在化工生产过程中，各类介质的热量交换经
常要采用冷却水换热器。大多数冷却水换热器在
换热过程都存在着不同程度的堵塞和腐蚀泄漏问
题，常常出现因泄漏、传热效果不佳而被迫停车清
洗、检修或者更换换热器，影响装置的安全生产运
行⋯ 。中国石油兰州石化分公司240 kt／a乙烯
裂解装置的5台裂解气压缩机段间设换热器，均
使用在裂解气压缩机各段问出口，冷却压缩后的
裂解气，其中一段出口为两台换热器并联使用，其
余三段各有一台换热器。
段间换热器是裂解装置压缩机组系统的关键设
备，经压缩机压缩后的裂解气通过段间换热器与循
环水换热，达到降低温度、冷凝重组分的目的。段间
换热器为浮头式换热器，管束的列管为619 innl×2
Bin，材质为10号钢，管束管程为循环水，管壳为裂解
气，工作温度约为33～90℃。
1 腐蚀泄漏现状
在热裂解气和循环水的作用下，特别是由于裂
解原料的多元化、轻质化，压缩机入口组份变轻，使
得出口温度随之升高，冷凝器管程腐蚀和结垢现象
日趋严重，换热器的换热效率也越来越低。每次检
修时，都需要采用高压水射流清洗机对换热器管束
进行清洗并试压、查漏、堵漏。自2010年以来，裂
解装置压缩机各段间换热器均存在不同程度的泄
漏，因此进行了3次停车检维修，尤其是在2011年
4月，管程循环冷却水的COD严重超标，为此对各
换热器进行了在线查漏，5台换热器均存在不同程
度的泄漏，泄漏后裂解气随循环水回水进入循环水
系统，不仅造成系统物料损失，也使循环水水质受
到严重影响，水质COD长期在70～90，远超出COD
小于15的控制指标，同时也给水塔运行带来的了
一定的安全风险，并影响装置其他换热设备。2011
年7月大检修期间，对各段间换热器进行了维修，
对因泄漏而使换热效果达不到工艺要求的进行更
换管束。检修过程中，发现段间换热器的管程、壳
程均存在不同程度的腐蚀泄漏(见图1～2)。各段
问换热器检修消漏堵漏情况统计见表1。
表1 段间换热器检修统计
Table 1 Statistical table of middle exchanger’S repair
收稿日期：2012—04—05；修改稿收到日期：2012—06—08。
作者简介：代广平，工程师，硕士研究生，主要从事石油化工
设备管理工作。E—mail：daigaang ping@petrochina．eom。

第5期 代广平等．裂解气压缩机换热器泄漏原因及防腐措施
酸性。同时，减少裂解气中带液量，加强段问排出
罐凝液pH值的监测，段间换热器凝结水的pH值
控制在6．0～7．5，因为当pH值小于6时，HC1的
腐蚀会加强，当pH值大于8时，H：S的腐蚀作用
增强 。
(3)调整压缩机段间出口温度
将裂解气的各段温度指标适当放宽，可以控
制裂解气一段、二段排气温度小于92℃ ，三段小
于95℃(原来一段、二段、三段指标分别为87，
89，90 cc)，从而减少压缩机的注水量。
(4)循环水水质控制
加强循环水质监测，控制好循环水质，保证其
COD小于15。同时，可以通过加入缓蚀剂、阻垢
剂及酸等药剂，稳定循环水水质，控制循环水的浊
度，降低水中的菌藻类物质。
(5)做好冬季防冻防凝
在冬季气温较低的情况下停车或检修时，做
好段间换热器的防冻工作，倒空换热器管程、壳程
内的介质，并对换热器管束进行吹扫，倒尽残留在
设备内的介质。
3．2 设备防腐蚀措施
(1)更换高效雾化喷头
201 1年压缩机解体检修时发现部分喷头喷
嘴的螺旋“S”件有卡涩现象，无法旋转，喷嘴的雾
化状态变差，注入的降温水不能完全雾化，使裂解
气中严重带液并溶解其中的酸性气体。对喷嘴改
造，提高雾化效果。通过重新核算，确定压缩机各
段合适的注水量。
(2)牺牲阳极保护
牺牲阳极法是用比被保护金属腐蚀电位更小
的金属或合金与被保护体组成电化学电池，依靠
负电性金属不断溶解产生的电流对保护金属构成
保护。对于段问换热器，可以使用镁合金作阳极
保护材料，保护换热器不被腐蚀。
(3)管束涂敷耐腐蚀涂料
在段间换热器的管程表面涂敷耐腐蚀涂料，
可以使换热器内表面具有抗冲刷、抗渗透、耐湿变
等性能，有效隔离金属表面与介质接触和阻垢的
作用，在一定程度上可以起到换热器防腐蚀作用，
提高换热器性能和使用寿命。
4 结束语
在实际生产中，裂解气压缩机段间换热器的
腐蚀泄漏已经成为制约乙烯装置运行的关键因
素。通过相关工艺参数调整、辅助设备改造以及
采取有针对性的防腐蚀措施，可以有效地改善换
热器性能，提高换热器的使用寿命。
参考文献
[1] 左久玲．冷却水换热器结垢和腐蚀的原因及处理措施[J]．
化学工程师，2009，23(9)：53-56．
[2] 白天相．裂解气压缩机段间换热器的防腐蚀技术探讨[J]．
炼油与化工，2008，19(3)：34—37．
[3] 夏智富．段间换热器腐蚀原因分析及对策探讨[J]．全面腐
蚀控制，2005，19(1)：4246．
(编辑陈凤娥)
Analysis of Causes of Corrosion in Heat Exchangers of Cracking Gas Compressor
and Corrosion Protection M easures
Dai Guangping， Ben，Yao Zirong
(PetroChina Lanzhou Petrochemical Company，Lanzhou，Gansu 730060)
Abstract：In the operation of ethylene cracking unit，the corrosion leaking always occurs in the tubes of interim heat exchangers of
cracking gas compressor，which seriously affects the long—term operation of the unit．In the scheduled shutdown for maintenance of
the unit，the corrosion leaking status was analyzed and following specific causes were found out：acid gas corosion at shell side，
underdeposit corrosion from micro—organisms in tube side coding water and insufficient heat insulation of heat exchange equipment
during scheduled shutdown in winter．The heat exchange eficiency of interim heat exchangers has been improved and service life
has been extended by adjustment of process parameters，control of pH value of interim condensate and interim water injection，
improvement of auxiliary equipment of compressor， replacement with hJ gh — efi ciency water atomizing nozzles， application of
sacrificing anode，application of corosion—resistant coatings on tubes and optimization of heat exchanger operation，etc．
Keywords：compressor，interim heat exchanger，corrosion，tube

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