黃曉明++黃余
摘 要:隨著進(jìn)口原油的增多,使得石油化工中設(shè)備的腐蝕情況也越來越嚴(yán)重。在煉油裝置中冷換設(shè)備是其中一種重要的設(shè)備,冷換設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的質(zhì)量,對裝置的正常運(yùn)行也有極大的影響。通過對中國石油化工公司的煉油裝置冷換設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析,本文闡述了煉油裝置冷換設(shè)備腐蝕的情況,并分析腐蝕原因,制定出了一些相關(guān)的防護(hù)措施,確保煉油裝置冷換設(shè)備正常運(yùn)行,減少腐蝕性,從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:煉油裝置;冷換設(shè)備;腐蝕;防護(hù)
中圖分類號:TE98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
換熱器是工業(yè)中運(yùn)用較廣的一種節(jié)能設(shè)備,冷換設(shè)備就屬于其中一種。在煉油裝置中,冷換設(shè)備的投資占總體工藝設(shè)備投資的三分之一以上。冷換設(shè)備運(yùn)用于生產(chǎn)流程和生產(chǎn)裝置的各個環(huán)節(jié)中,其運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定、安全、可靠直接影響到生產(chǎn)耗能。冷換設(shè)備始終是生產(chǎn)管理人員的控制對象。
隨著原油硫含量和含硫原油處理量的增加,煉油裝置冷換設(shè)備腐蝕問題日益突出。均勻腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、點(diǎn)蝕、沖刷腐蝕是煉油裝置冷換設(shè)備常見的幾種腐蝕現(xiàn)象。
1煉油裝置冷換設(shè)備的腐蝕情況
在煉油裝置冷換設(shè)備的腐蝕中,腐蝕介質(zhì)主要分為系統(tǒng)物流腐蝕和循環(huán)冷卻水腐蝕。其中系統(tǒng)物流腐蝕指的是煉油裝置在進(jìn)行加工處理油品中,油品發(fā)生裂解、高溫分解、加氫等反應(yīng),導(dǎo)致油品中出現(xiàn)硫酸、氨酸、硝酸、二氧化碳、氯化氫等腐蝕性物質(zhì),從而造成系統(tǒng)腐蝕。
物流對冷換設(shè)備的腐蝕類型主要分為高溫硫腐蝕、高溫環(huán)烷酸腐蝕、H2S-H2O腐蝕、HCL-H2S-H2O腐蝕等。腐蝕具體情況有以下幾個方面。
1.1制硫裝置和酸性水處理的腐蝕
對于溫度在120℃以下的含硫系統(tǒng)中,包括含硫污水系統(tǒng),冷換設(shè)備如果選用碳鋼類耐腐蝕效果較好的材質(zhì),其腐蝕性就會減少。酸性水處理和制硫裝置系統(tǒng)處于240℃以上的溫度中,其腐蝕性較大。酸性水處理和制硫裝置低溫含硫系統(tǒng)的腐蝕程度和溫度、材質(zhì)有著密切的關(guān)聯(lián)。
1.2應(yīng)力腐蝕開裂
制氫裝置和轉(zhuǎn)化器蒸汽發(fā)生器腐蝕現(xiàn)象為管束穿孔,導(dǎo)致發(fā)生泄漏情況。經(jīng)過處理后再次出現(xiàn)管束穿孔和泄漏的情況。當(dāng)制氫裝置和轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器的管道內(nèi)部壓力為25MPa時,就會出現(xiàn)明顯的應(yīng)力腐蝕開裂的情況。
1.3高溫部位腐蝕
高溫部位的腐蝕主要是高溫硫化物的腐蝕,其腐蝕現(xiàn)象是在工藝介質(zhì)中含有活性硫化物和使用溫度高于240℃的條件下產(chǎn)生的。主要腐蝕裝置為減壓塔測線油換熱器、分餾塔頂
和穩(wěn)定塔頂冷卻器、分餾塔頂循環(huán)回流油冷卻器、催化裂化裝置分餾塔頂回流油冷換器等。對于環(huán)境比較惡劣的高溫部位,其腐蝕現(xiàn)象較嚴(yán)重。高溫部位的腐蝕嚴(yán)重程度和介質(zhì)的溫度、硫酸含量有關(guān)。
1.4低溫部位腐蝕
低溫部位的腐蝕主要發(fā)生在塔頂冷凝系統(tǒng)和常減壓蒸餾裝置的塔頂部位。
其一,瀝青裝置常壓塔頂空冷卻器的腐蝕情況。常壓塔頂空冷器主要為表面蒸發(fā)空冷器,空冷管束材質(zhì)為碳鋼,運(yùn)行不到四個月,就出現(xiàn)管束穿孔的現(xiàn)象,將材質(zhì)更換為耐硫材質(zhì),也出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。其腐蝕泄漏點(diǎn)主要集中在進(jìn)口處1~3m處,管束受腐蝕出現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象,屬于明顯的點(diǎn)腐蝕現(xiàn)象。
其二,瀝青裝置減壓系統(tǒng)一、二、三級抽空冷凝器腐蝕情況。減壓抽空冷凝器的材質(zhì)主要為碳鋼管束,與瀝青裝置常壓塔頂空冷卻器相比,其使用期較長。腐蝕現(xiàn)象為管束穿孔。
其三,聯(lián)合常壓裝置常頂換熱器的腐蝕情況。其管束材質(zhì)為10號鋼,管束為波紋管式。使用不到三個月出現(xiàn)管束穿孔現(xiàn)象。換材質(zhì)后,出現(xiàn)管束堵塞現(xiàn)象,板涂料部分脫落,管道上部存在大量鹽垢。
1.5循環(huán)冷卻水腐蝕
循環(huán)冷卻水的腐蝕只要是溶解氧的腐蝕,腐蝕現(xiàn)象為管道厚度均勻減薄,冷卻水中有大量的粘泥,金屬表面容易結(jié)垢,造成垢下腐蝕,管道出現(xiàn)穿孔、蝕坑等。電脫鹽換熱器、催化裂化輕柴油冷卻器、瀝青裝置一、二線冷卻器均有垢下腐蝕現(xiàn)象,為了有效地防腐,就要定期進(jìn)行化學(xué)清洗。
另外循環(huán)水系統(tǒng)中存在一定量的氯離子,對不銹鋼管造成點(diǎn)腐蝕,嚴(yán)重者會引起不銹鋼管開裂。某煉油企業(yè)就因循環(huán)水系統(tǒng)中氯離子的含量過高,造成催化裂化冷卻裝置的管道內(nèi)壁產(chǎn)生開裂的情況。
2煉油裝置冷換設(shè)備腐蝕的原因
2.1設(shè)計制造的原因
常壓裝置的常頂冷換器和硫磺再生頂冷凝器等設(shè)備的冷換管均為波紋管,管內(nèi)進(jìn)行噴砂處理過后,管壁厚度有所減薄,以及波紋谷底處的涂層質(zhì)量得不到保證,在腐蝕的環(huán)境下,容易發(fā)生腐蝕,涂層脫落加快腐蝕速度,嚴(yán)重者會出現(xiàn)波紋管斷裂現(xiàn)象。
另外換熱器的焊接質(zhì)量會直接影響泄漏情況,在制造的過程中,管束未經(jīng)過固溶熱處理,就會使得不銹鋼在水壓試驗過程中產(chǎn)生氯離子,在高溫的作用下極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。
2.2電脫鹽引起的腐蝕
其一,瀝青裝置中的電脫鹽效果。電脫鹽的效果主要和原油性質(zhì)有關(guān),原有粘度大,鹽含量高,電脫鹽的效果不夠好,會使得常頂和減壓塔頂冷凝系統(tǒng)處于強(qiáng)烈的腐蝕環(huán)境當(dāng)中。
其二,聯(lián)合常壓裝置。聯(lián)合常壓裝置中的脫鹽含量一般控制在5毫米每升以下,由于脫鹽含量波動大,使得鹽酸含量不穩(wěn)定,從而造成設(shè)備腐蝕。
2.3原油性質(zhì)變化,操作不穩(wěn)定因素
常壓下,原油硫含量為0.055%,酸值0.43mgKoH/g。由于加工的原油來源較多,原油性質(zhì)變化較大,導(dǎo)致硫含量和鹽含量遠(yuǎn)大于設(shè)計值,使得原油加工操作過程不夠穩(wěn)定。
2.4防腐涂層受損
防腐涂層能夠有效的防護(hù)冷換設(shè)備的腐蝕,對腐蝕和結(jié)垢具有一定的控制作用。但在管束運(yùn)輸、安裝、清掃等過程中容易損傷涂層,破壞涂層的作用。因此,在涂層施工的過程中,要確保涂層的施工質(zhì)量。
3對煉油裝置冷卻設(shè)備腐蝕的防護(hù)endprint
3.1高溫部位腐蝕的防護(hù)
在溫度高于240℃的腐蝕環(huán)境下,應(yīng)選用碳鋼加化學(xué)鍍Ni-P鍍層。確保施工質(zhì)量前提下,使用化學(xué)鍍Ni-P鍍層的管束。針對溫度高于240℃高硫或環(huán)烷酸環(huán)境,選用滲鋁的材質(zhì),具有較強(qiáng)耐蝕性的雙相鋼管束。
3.2低溫部位腐蝕的防護(hù)
針對瀝青裝置常壓塔頂空冷器,應(yīng)選用鐵素體不銹鋼材質(zhì)。聯(lián)合常壓裝置常頂換熱器采用碳鋼光管管束。瀝青裝置減壓系統(tǒng)一、二、三級抽空冷凝器應(yīng)選用碳鋼管束。針對常減壓蒸餾裝置三頂冷凝器設(shè)備,在工藝、電脫鹽技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)。對于氯離子和含硫量高的介質(zhì),材質(zhì)應(yīng)選用雙相不銹鋼管束以及表面處理技術(shù)。
3.3循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕的防護(hù)
在以水為腐蝕控制介質(zhì)的冷卻器中,應(yīng)選取碳鋼和抗水腐蝕涂料,以便節(jié)約設(shè)備費(fèi)用,延長設(shè)備使用壽命。在選取碳鋼和抗水腐蝕涂料的時候,要注意管口處的涂層極易受水沖刷影響,要及時進(jìn)行修補(bǔ)。在吹掃冷卻器的時候,避免壁管溫度過高造成涂層的損壞。
3.4加大監(jiān)測力度
在煉油裝置冷換設(shè)備運(yùn)行的過程中,要加強(qiáng)腐蝕監(jiān)測力度。尤其在常壓換熱器進(jìn)口段和瀝青常頂空冷器進(jìn)出口處進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測,對設(shè)備,管道等進(jìn)行定時、定點(diǎn)監(jiān)測,查看腐蝕情況。另外要加強(qiáng)監(jiān)測冷凝水中的pH值、氯離子含量、鐵離子濃度等,控制腐蝕程度。
結(jié)語
在石油化工企業(yè)生產(chǎn)的過程中,腐蝕情況無處不在,其中煉油裝置冷換設(shè)備腐蝕是比較常見的一類腐蝕情況。由于設(shè)備的腐蝕與防護(hù)工作非常復(fù)雜,需要相關(guān)人員在實際工作中不斷地研究分析,總結(jié)經(jīng)驗,根據(jù)設(shè)備腐蝕的具體情況,制定相對應(yīng)的解決措施。不斷完善腐蝕監(jiān)測制度,引進(jìn)先進(jìn)的耐腐蝕性材料等減少設(shè)備的腐蝕情況。相關(guān)工作人員要不斷改善、提高煉油設(shè)備的防腐技術(shù)和防護(hù)效果。
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