作者：谭海燕。
作者简介：谭海燕，女，1980年1月出生，本科学历，工程师，2005年毕业于西安石油大学过程装备与控制工程专业，现在中国石油乌鲁木齐石化分公司从事设备管理工作。
摘要：介绍了某厂两套二氧化碳汽提法尿素装置在多年的运行过程中出现的2个非典型泄漏问题，对不同材质的二氧化碳汽提法尿素装置的工艺防腐蚀管控提出了一些优化措施，并对生产过程的工艺防腐蚀要点进行了分析。
关键词：二氧化碳汽提法；尿素装置；泄漏；防腐蚀；管控措施
1概述
中国石油乌鲁木齐石化分公司（简称乌石化）化肥生产部两套尿素装置分别于1985年7月、1997年5月建成投产，均采用荷兰斯塔米卡邦二氧化碳汽提法工艺生产尿素，装置原设计产量均为1740t／d。2007年6月对1985年投产的尿素一装置进行了50%扩能改造，将高压汽提塔更换为双相钢材质。该设备在2010年9月完成全系统扩能后的试车过程中，出现了严重腐蚀问题。2020年4月，1997年投产的尿素二装置高压甲铵冷凝器下部球体堆焊部位出现穿孔腐蚀泄漏，泄漏部位不在常见的封头或列管上部等部位。作为尿素生产近40a的企业，这2个非典型的腐蚀泄漏问题在其发展历程中都是首次遇到，值得认真分析原因、总结经验。
2非典型设备腐蚀过程
乌石化尿素一装置二氧化碳汽提塔更换为双相钢材质后，于2007年10月开始投入使用。此后的历次检修中，该设备的理化检测、安全评定均正常。2010年9月21日，尿素一装置在前端合成氨装置完成扩能改造后开工，10月8日由于二氧化碳汽提塔检漏孔泄漏，停车处理，打开后发现内部衬里、焊缝和升气管腐蚀严重。
乌石化尿素二装置高压甲铵冷凝器1997年投产使用，2016年6月—2019年8月期间处于长期停工状态，2019年8月复工投用，连续运行至2020年4月，因下部球体带极堆焊层出现穿孔泄漏，停工检修7d。
3泄漏原因分析
乌石化2套尿素装置长期以来严格执行“二氧化碳汽提法尿素装置防腐蚀管理规定”，相关内容被固化入两套装置的操作规程中，并持续更新、完善。通过对防腐蚀管理规定内容及实际执行情况逐项排查比对，并没有找到造成上述2次泄漏问题的直接原因。
3.1尿素一装置
乌石化尿素一装置二氧化碳汽提塔更换后，在最初3a运行过程中并未出现腐蚀问题。2010年10月严重的腐蚀问题发生后，针对汽提塔持续开展了近4a的专项腐蚀监控，没有检测到新增的异常腐蚀现象，未修复的残留缺陷有缓慢发展的现象。该现象在其他3台高压设备未发现，综合判断认为主要原因在生产原料和设备材质方面。
1）生产原料方面。由于乌石化尿素一装置设计投产较早，原料液氨流程没有设置精细过滤器，在2010年扩能改造完成后的开工阶段，检修过程中残留在系统内的金属粉末、氨合成催化剂等杂质随原料液氨进入尿素装置高压系统，在高压汽提塔内液相区域聚集。
2）设备材质方面。高压汽提塔更换后，设备内部与工艺介质接触的部分均为双相钢，双相钢的铁素体部分和奥氏体部分同时接触工艺介质，原料液氨携带了单质铁和含铁离子的金属粉末，随高压合成塔液相进入高压汽提塔。金属粉末的存在会变成加速腐蚀的催化剂，因为材质本身就有大量铁素体部分，金属粉末的存在会使腐蚀沿着铁素体部分发展，局部受制造应力的影响，还会穿过奥氏体部分，造成高压汽提塔液相区域出现大量裂纹、点蚀。因金属离子的累积针对的只是双相钢中的铁素体部分，其他的奥氏体设备在同样的环境下没有出现与高压汽提塔类似的问题。
3.2尿素二装置
乌石化尿素二装置高压甲铵冷凝器下部打开后，内部为针孔腐蚀诱发的带极堆焊层穿孔，甲铵接触到碳钢壳体后腐蚀泄漏。通过分析，可能的原因有以下2种：①系统内曾经短时间进入过氯离子或硫化物，但分析数据没有被采集到，造成了高压甲铵冷凝器下部堆焊层的针孔腐蚀；②高压甲铵冷凝器下部球体部分焊肉可能存在皮下气孔，在使用过程中，随着焊肉金属表面钝化膜的腐蚀消耗，气孔逐步暴露在腐蚀介质（甲铵液）中，形成微电池腐蚀，在钝化膜形成后腐蚀停止。但从分析数据、工艺运行参数及前端合成氨装置运行数据来看，未出现相关二氧化碳中硫超标、尿素高压系统氯超标现象，从工艺路线选择性上亦可排除液氨中夹带硫的可能。
结合判断，高压甲铵冷凝器下部球体处穿孔泄漏的主要原因为下部球体的不锈钢堆焊层在设备制造过程中遗留的制造缺陷（如气孔、夹渣等），导致该设备在长期使用后泄漏，系统内的针状腐蚀是其最终产生泄漏的诱因。通过修复和近年来持续的运行维护监控，没有再发生同类问题。
4新增的防腐蚀措施
通过以上对2次非典型泄漏问题的分析，在已有“二氧化碳汽提法尿素装置防腐蚀管理规定”的基础上增加了一些管控措施。
1）对设计上没有液氨精细过滤器的乌石化尿素一装置，在流程上增加了2台液氨精细过滤器，一运一备，避免原料液氨中携带的金属粉末对双相钢设备的腐蚀。对设计上已有液氨精细过滤器的乌石化尿素二装置，在合成氨装置氨合成工段增加了1台液氨精细过滤器，减轻液氨中携带杂质对尿素二装置液氨精细过滤器、高压氨泵等设备运行周期的影响，减少不必要的系统波动。
2）增加升温钝化空气管线每次使用前进行吹扫打靶的要求，减少碳钢管线内锈渣等杂质随钝化空气进入高压系统的可能性。
3）增加开工全过程合成塔塔顶与塔底温差的具体控制要求，适当降低了二氧化碳导气期间合成塔顶部气相管线的最高允许温度，降低因导气速度控制不当造成高压设备钝化膜损失的可能性。
4）增加含尿素工艺介质氯离子含量分析样点及控制指标，增大氯离子分析覆盖范围，减少日常防腐蚀监控盲区。
5结束语
经过近些年的实际生产和经验积累，乌石化2套尿素装置防腐蚀工作持续受控，没有再发生异常腐蚀、泄漏问题。二氧化碳汽提法尿素生产工艺始终是处在进步与发展的状态，新技术、新材料的使用在为企业降本增效的同时，也可能带来一些新的问题。同时，随着尿素装置运行时间的增长，设备逐步老化，一些埋藏在设备内部的缺陷、问题会逐步显现。通过对相关实际生产中遇到的问题进行分析总结，可以为同类型装置的新建、改造、扩建及长周期运行提供一定的经验借鉴。
CAUSE ANALYSIS AND CONTROL MEASURES OF NON-TYPICAL LEAKAGE OF HIGH-PRESSURE EQUIPMENT IN UREA PLANT
Tan Haiyan
（PetroChina Urumqi Petrochemical Company，Urumqi 830019）
Abstract：This paper introduced two（2）non-typical leakage accidents happened in two sets of carbon dioxide stripping urea units during the operation for many years，put forward some optimization measures for the process corrosion prevention control of carbon dioxide stripping urea units made of different materials，and analyzed the key points of process corrosion prevention during the production process.
Key words：carbon dioxide stripping；urea plant；leakage；anti-corrosion；control measures
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