含醇污水处理装置冷换设备防腐及修复技术 4页

第41卷第2期石油化工设备VoL41NO．22012年3月PETROCHEMICALEQUIPMENTMar．2Ol2文章编号：1000-7466(2012)02—0125—04含醇污水处理装置冷换设备防腐及修复技术姚天奇，刘亚茹，陈志军，李健，张艳侠，王晓青，张小妮(长庆油田公司第一采气厂，陕西靖边718500)摘要：针对因气田污水中大量的Ca、Mg、Fe、HCO一等离子及一定量的SO一和溶解的CO。、H：S气体造成甲醇回收装置塔底水热交换器、原料水热交换器等管束内外表面结垢、管束腐蚀穿孔、管束与管板焊接密封面渗漏等问题，对新热交换器管束进行TH一901涂层防腐处理，对已发生渗漏的热交换器管束进行部分或全部更换时也采用TH一901涂层进行防腐处理，取得了较好的效果。关键词：含醇污水处理装置；冷换设备；防腐；修复中图分类号：TE992．2；TQ051．501文献标志码：BCorrosionRepairTechnologyaboutHeatExchangeEquipmentofTreatmentofSewageContainingMethanolUnitYAOTian-qi，LIUYa-ru，CHENZhi-jun，LIJian，ZHANGYan’xia，WANGXiao。qing，ZHANGXiao-ni(TheFirstGasProductionFactoryofChangqingOilfieldCompany，Jingbian718500，China)Abstract：Duetotheproblemthatfoulingofinsideandoutsidesurface，corrosionandleakageproblemoftubeandplateweldingsealingsurface，whichiscausedbyinfluxofCa抖，Mg抖，Fe什，HCO3一plasmaNithegasfieldsewageandacertainamountofSO4，dissolvedCO2，H2S．OnthenewheatexchangertubebundleforTH一901coatinganti—corrosiontreatment，tohaveleakageinheatexchangertubebundleforpartialortotalreplacementisalsousedwhenaTH一901coatingforanti—corrosiontreatment，andachievedgoodresults．Keywords：treatmentofsewagecontainingmethanolunit；heatexchangeequipment；corro—sion；repair在天然气开采过程中，为保证生产的正常进行，Fe、HC0。一等离子，同时还含有一定量的SO。一在井筒和地面管线中注入一定量的甲醇以防止天然和溶解的CO。、HS气体，造成甲醇回收装置塔底气在生产过程中形成水化物。因此，在天然气开采水热交换器、原料水热交换器等设备的管束内外表过程中会形成大量的含醇污水。甲醇属于有毒物面结垢、管束腐蚀穿孔，管束与管板焊接密封面渗漏质，从环境保护的角度出发，必须进行无害化处理。等问题经常发生，导致3个净化厂甲醇回收装置一目前，净化厂在用的甲醇回收装置采取常压精馏工直无法正常使用。文中介绍笔者参考文献[1～12]艺集中处理含醇污水，将污水中的甲醇分离出来，使对其进行分析处理的情况。甲醇得以再生，回收并用于气井井口注醇。分离出1气田含醇污水处理工艺的污水全部回注地层。由于气田污水中含有大量的Ca抖、Mg、含醇污水处理工艺采用常压精馏工艺，其原理收稿日期：2011—1O一14作者简介：姚天奇(1979一)，男，~tJtl南充人，工程师，现从事天然气净化工作。\n石油化工设备2012年第41卷是利用甲醇和水的挥发度的差异(甲醇较水易挥浓度一般为10000～25000mg／L、Mg的质量浓发)，在含醇污水汽化时，其中的甲醇挥发成气相(气度一般为1000～2500mg／L、Fe。质量浓度一般相中所含的甲醇将比液相中的多)，使原来的混合液为100～300rag／L。达到某种程度的分离。同理，当混合气体部分冷凝(3)水中游离的C0及HCO。一质量浓度较高，时，冷凝液中所含的水分将比气相中的多。对含醇HCO。一质量浓度一般在400mg／L左右。污水采取反复的部分汽化和部分冷凝的精馏工艺使(4)水中杂质和乳化油质量浓度很高，乳化油质之分离。量浓度一般大于200mg／L。长庆气田含醇污水具有以下(四高一低)特点。(5)pH值低，呈弱酸性，pH值一般在5．0～(1)矿化度较高，一般为(5．0～10．0)×6．5，属CaC12型水。10mg／L。含醇污水处理装置工艺流程见图1。(2)高价金属阳离子质量浓度高，Ca抖的质量工作时，原料水自700In。储罐用泵吸出过滤图1甲醇回收工艺流程图后，进入进料预加热热交换器，通过塔底出水预加热回收系统含醇污水处理装置运行中存在的问题主要至约65。C后，再进进料加热器，用蒸汽加热至泡点是冷换设备(表1)因腐蚀发生的泄漏、堵塞及由此温度(87．7℃)后进甲醇精馏塔。塔底水(105～导致的其他问题，具体如下。11O℃)靠液位差流入釜式重沸器，用0．4MPa蒸(1)结垢根据结垢理论分析和预测，在含有大气加热，部分水汽化返回塔底，部分水作为塔底产量的Ca、Mg抖、Fe、HCO。一等离子及一定量的品，用泵抽出后，经原料液换热，温度降至4O℃左右SO。一和溶解的CO、H。S气体的这种气田污水系进入100m。水罐。塔顶甲醇(65．8℃)经冷凝器全统中，常温常压下已有结垢的趋势，随着水温增加，冷至饱和液体，进入回流罐，而后用泵吸出部分液体其结垢趋势将进一步增加。所以，在装置运行中会加压回流至塔顶，部分液体作为产品经冷却器换热，大量结垢，从而使甲醇回收装置的原料水热交换器、温度降至小于40℃进入2001"1"1。产品甲醇储罐，塔塔底水热交换器等堵塞，同时水中大量的杂质和乳底水通过重沸器经出水泵、热交换器进入100rn。污化油会进一步加剧装置的堵塞，影响热交换器的热水罐回注。效率和处理能力。2含醇污水处理装置存在问题度很：由于长庆气田污水具有四高一低的特点，甲醇H。S气体，所以气田污水对管线和设备等具有很强\n第2期姚天奇，等：含醇污水处理装置冷换设备防腐及修复技术的腐蚀性。坑蚀所致。另外，气田污水中大量乳化油的存在会进一步(3)热效率气田污水中含有大量的杂质和乳加剧管线、设备的腐蚀和细菌的生长繁殖。对腐蚀化油，且有严重的结垢趋势，所以在运行中会使热交穿孔位置进行分析的结果表明，大部分穿孔是由于换器管束堵塞，影响换热效果，使热交换器换热效率管线的缺陷与高腐蚀性水质联合作用形成的点蚀或大幅降低。表1甲醇回收装置冷换设备清单位号设备名称换热介质试验压力／MPa设计压力／MPa设计温度／℃面积／m2管程壳程管程壳程管程壳程管程壳程3冷换设备防腐和修复分或全部换管，继续沿用原管束中的固定管板、折流3．1防腐涂料的选择板等，更换的新管全部采用TH一901涂层进行防腐根据综合分析及使用经验，甲醇回收装置热交处理。换器的防腐涂料选择TH一901型涂料。TH一901型3．2热交换器管束修复防腐涂料是以中国生漆为原料经化学改性而得到树甲醇原料水热交换器技术参数的型号为脂基料，再调配以多种颜料而成的单组分常温固化AES500-1．0-25—3／19～4I，设备位号E一2，管程介质为涂料。原料水，壳程介质为蒸汽，管程操作温度为60～TH一901防腐涂料的物理指标：涂料底漆浅棕65℃，壳程操作温度为105～110。C。其介质腐蚀色，面漆墨绿色，表干干燥时间不大于1h，实干干性强，现场使用的换热管束更换频繁，考虑修旧利废燥时间不大于24h，粘度(涂一4粘度计)(4～6)×和降低成本，特选取第一净化厂一台有故障的热交10m。／s，附着力1级，柔韧性lmm，冲击强度换器管束作为试验对象，该热交换器于2009—06安4．9033MPa，底漆细度为60，面漆细度为4O，耐热装，2010-02因为管束和管板腐蚀泄漏，从生产装置油性为真空泵油300。C、10周期通过(指定温度下上拆除。此次修复继续延用原热交换器的固定管板8h为一周期、常温16h为一周期)。和折流板，只将其中的管束全部更换为带有TH一TH一901防腐涂料的耐化学介质性能见表2。901防腐层的换热管束。表2防腐涂料耐化学介质性能4防腐及修复效果对位号E一2的含醇污水处理装置原料水热交换器管束和管板进行TH901涂料防腐后，在甲醇回收装置安装运行，防腐及修复效果明显。(1)延长了设备使用寿命经防腐后的管束比原管束使用寿命延长，如E一2原料水热交换器原先仅能使用8个月就需更换管束，而管束防腐后，自2010～07投运后迄今为止管束运行正常。(2)阻垢效果显著采用TH一9O1涂料防腐后，防腐涂层表面光滑，表面能小，增加了介质在设备表面的滚动速度，且涂料中加入了专用的阻根据上述分析，对新热交换器管束进行TH一垢成分，涂层物理阻垢与药理阻垢的完美结合，使901涂层防腐处理，对管束渗漏的热交换器进行部得介质当中的污物和积垢无法滞留，不再出现腐\n石油化工设备2012年第41卷蚀产物。劳动强度，降低了维修费用，保证了甲醇回收装置的(3)提高了总的换热效果TH一901防腐涂层正常安全平稳生产。以第一净化厂甲醇回收E一2原的导热系数较大，涂层厚度为150～200m。涂装料水热交换器AESSO0一1．0～25—3／19-41为例，该热TH一901涂层后，由于其优异的防腐性能与阻垢性交换器管程介质为含醇污水，壳程介质为水蒸气。能，管子表面不再产生高热阻值的锈蚀产物和污垢，防腐前平均每年更换管束2台，防腐后3～5a更换且介质在管子表面的滚动速度加快，所以管子的总管束1台，累计节省钢材4410kg。换热效果明显增加。该热交换器所采用过的不同防腐措施及其成本(4)成本降低对热交换器管束进行涂层防腐比较见表3。由表3数据综合比较热交换器整体价后，管束内的腐蚀、结垢大为减轻，因管束出现故障格、管束价格以及使用寿命可见，管束、管板用TH一导致停产检修的次数明显减少，从而减轻了工人的901进行内外防腐处理的效果较好。表3采用不同防腐措施的热交换器使用寿命及成本比较腐蚀与防护，2001，22(12)：537—540，543．5结语E21韩金山，苏同君．加氢装置高压热交换器泄漏分析[J1．石油化工设备，2011，40(3)：95—98．对甲醇原料水热交换器管束采用TH一901进行E31李勇．长庆气田含甲醇污水处理工艺技术[J]．天然防腐处理的实践证明，通过使用该涂层，将大幅延长气工业，2003，23(4)：114—114．设备使用寿命，对防止甲醇原料水热交换器污垢的[4]刈峰，杨恒远，刘波，等．靖边气田含醇污水处理工产生，提高总的换热效果，增加企业的经济效益有显艺优化EJ]．天然气工业，2007，27(5)：124—125，132．著作用。[5]余存烨．沈晓阳．国内涂层换热器防腐涂料及工程应因此，按照修旧利废和降低成本的原则，对于因用EJ]．化工设备设计，1998，35(2)：4550．腐蚀泄漏已从生产装置上退役的热交换器管束，可[63余存烨．涂层水冷器质量监理与涂装工艺改进EJ]．石通过采用TH一901涂层防腐处理进行修复，修复时油化工腐蚀与防护，1996，13(3)：57—60，62．可进行部分或全部换管，继续沿用原管束中的固定[7]王维龙，孙先辉．热交换器管束应力腐蚀开裂分析管板、折流板等，这将使已报废热交换器的管束重新EJ]．石油化工设备，2011，40(2)：9698．[8]林述晋．甘俊民．具有广泛工业应，}_fj前景的TH9ol恢复使用，降低企业成本。此外，在采购新热交换器防腐涂料[J]．石油化工腐蚀与防护，1996，13(3)：26—或换热管束时，应提出外管束采用TH～901防腐涂27．层处理的要求。Egl郭强．冷换设备的腐蚀原因及防护措施[J]．国外石为避免防腐层被破坏，在安装吊运热交换器管油工程，2001，(12)：4647．束时，不要碰撞防腐层。在停产检修时，避免采用蒸[1o]王远慧．TH系列防腐蚀涂料1生炼化厂冷换设备上的汽或采用数十兆帕高压枪冲洗管束。对已完成防腐应用EJI．石油化工腐蚀与防护，2002，19(3)：5253．修复的备用储存热交换器管束需进行保护，避免日[11]卢绮敏．石油工业中的腐蚀与防护CM7．北京：化学工晒光照使涂层老化。业出版社，2001：127．E121林慧珠．加氢热交换器管程排污管道泄漏原因[J]．石参考文献：油化工设备，2011，40(1)：107—109．(杜编)[1]余存烨．石化换热器防腐蚀涂装与镀覆技术及其进展