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常减压蒸馏装置腐蚀分析

日期:2018-06-15 20:05:50 浏览次数:

  摘 要:常减压蒸馏装置的腐蚀严重制约着原油加工的效率,本文对常减压蒸馏装置的腐蚀现象进行了分析,提出操作工艺的改进、结构优化和材料升级、在线监测技术的应用等防护措施,对研究常减压蒸馏装置的腐蚀与防护有重要的指导意义。
  关键词:常减压蒸馏装置;腐蚀;防(本文来自:WWw.bDFQy.com 千 叶 帆文摘:常减压蒸馏装置腐蚀分析)护
  1 常减压蒸馏装置简介
  常压蒸馏就是在常压下对原油进行加热气化分馏和冷凝,原油经过常压蒸馏可分馏出汽油、煤油、柴油馏分。减压蒸馏就是原料经加热后,在一定的真空度下使更高沸点的烃类气化分馏再冷凝,将常压塔底油进行减压蒸馏,得到的馏分视其原油性质或加工方案不同,可以作裂化原料或润滑油原料,也可以作乙烯裂解原料。
  2 常减压蒸馏装置腐蚀现象
  2.1 高温硫腐蚀
  原油中的硫主要以单质硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫醚、环状硫化物砜、亚砜等形式存在,一般情况下我们所讲的硫含量指的是原油中的总硫含量,但并不是所有的硫化物都对设备产生腐蚀,只有能直接与金属反应的硫化物(也称活性硫)如单质硫、硫化氢、硫醇等,才能造成设备的腐蚀。
  2.2 高温环烷酸—硫腐蚀
  高温环烷酸—硫腐蚀主要是指当温度高于350℃,H2S开始分解生成H2和活性很高的S,S和Fe反应非常剧烈,生成FeS,并生成一层半保护性膜。当环烷酸存在时,环烷酸与硫化铁膜直接反应,生成环烷酸铁和H2S,H2S和Fe又可以反应,从而加剧腐蚀。原油中环烷酸分子的组成也不完全相同,一部分沸点范围为232~288℃,另一部分的沸点范围是350~400℃,温度升高,环烷酸逐渐气化,在气相中聚集,在两个温度段发生腐蚀。随着介质的流动,使金属表面不断受到冲刷、暴露并受到环烷酸腐蚀。
  2.3 电偶腐蚀
  两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触而引起的电化学腐蚀,又称接触腐蚀。发生电偶腐蚀时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀,而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。
  3 腐蚀检测结果
  3.1 超声波测厚
  通过超声波测厚数据来看,塔除了两个腐蚀穿孔外,其余部分的厚度均在14.5mm左右。
  3.2 焊缝焊接质量检测
  通过检测可知,焊缝焊接问题主要集中在焊条使用错误,焊缝气孔、咬边、和表面裂纹。
  3.3 材质分析
  通过对焊缝和塔体的材质检测可知:塔体的材质是316L,塔体内部的焊缝除了一部分焊条使用错误外,其余大部分的焊缝材质也是316L。
  3.4 无损检测
  通过对焊缝的检测发现,焊缝出现大面积的气孔、夹杂、未熔合,未焊透现象,焊接质量存在很大的问题,这就为后来的腐蚀提供了埋下了很大的隐患。
  3.5 电极电位测试
  通过对塔体,焊缝和填料的检测可知:填料未经打磨时电位:旧填料0.260V,新填料为0.220V;填料经打磨后的电位为—0.06V;焊缝(减二线)电位:—0.045V(1#试样清洁前),—0.003V(2#试样清洁前),—0.083V(1#试样清洁后),—0.012V(2#试样清洁后)。
  从测试实验来看,填料和焊缝的电位差为200mV,此电位差正好是阴极保护达到效果的极化电位差值,这样就相当于做了牺牲阳极保护,焊缝被牺牲腐蚀减薄,形成电偶腐蚀。
  4 常减压蒸馏装置腐蚀防护措施
  4.1 操作工艺的改进
  合理的进行原油调合,将高硫、高酸原油尽可能与低硫、低酸原油进行混炼,降低原料的硫含量和酸值,可以有效的抑制高温环烷酸—硫腐蚀。
  对于酸值较高的原油,还可通过注碱的方法中和其中的有机酸,降低设备的酸腐蚀,但由于所注的碱多为烧碱,虽降低环烷酸对设备的腐蚀,但对下游装置易造成其它不利影响,如造成重油催化和加氢重整装置催化剂中毒等,所以此方法的使用有一定的局限性。
  对高温硫和酸腐蚀较重的设备可加注高温缓蚀荆,在设备表面形成保护膜,降低设备的腐蚀。
  4.2 结构优化和材料升级
  对处于高温环烷酸—硫腐蚀环境的设备和管线,在设计时应尽可能避免形成高流速、旋涡和冲击的结构;安装时应将焊缝处磨平,防止产生涡流。尽可能减少环烷酸的冲刷腐蚀。
  设备和管线的选材上,尽量采用高铬、高钼的合金材料,虽然一次投资高,但可以延长生产周期,降低检修费用。因此,为使装置适应高酸原油的加工,部分主体设备材质需要升级为316L或317L等材质。
  4.3 在线监测技术的应用
  腐蚀在线监测技术是在设备运行过程中,对设备的腐蚀和破坏进行连续的系统监测,目前,石油炼制企业生产系统较为广泛的在线监测技术是电阻法和电感法。研究人员通过监测冷凝水的PH值、Cl-和H2S的质量浓度、水中铁离子的含硫以及油品来间接的检测装置内部结构的腐蚀情况。另外,还通过定期的对腐蚀较严重部位的壁厚进行检测,实现装置腐蚀情况的直接监测。
  5 结束语
  常减压蒸馏装置的腐蚀严重制约着原油加工的效率,并且也反映出一个国家的工艺水平、设计制造能力。一方面,采用更优秀的结构设计可以直接提高装置的寿命;另一方面,研究更好的工艺流程和逐步完善监测技术,尤其是腐蚀在线监测技术的应用,将最大程度地延长设备的使用寿命。

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