常減壓裝置的工藝防腐.doc

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1、常減壓裝置的工藝防腐1前言近幾年，中國石化原油加工量和原油進(jìn)口量迅速增長。為降低原油采購成本，煉油廠采購硫含量1%～2%或酸值（KOH）0.5～1.0mg/g等高含硫含酸原油的數(shù)量在增加。原油性質(zhì)變劣帶來的新問題首當(dāng)其沖反映在常減壓裝置上，使裝置的生產(chǎn)、安全、設(shè)備防腐受到嚴(yán)重影響，并對下游裝置也產(chǎn)生不良影響。根據(jù)近期到企業(yè)調(diào)研的情況，分析、歸納了常減壓裝置目前存在的腐蝕問題，提出了一些措施和建議。&N2f0b"c!E.j:M9h(`%s2[2腐蝕的危害據(jù)報(bào)道，在工業(yè)化國家，腐蝕破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)總值（GNP）的3%～5%。在美

2、國，按1995年的價(jià)格水平計(jì)算，每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約為3000億美元。1978年的一份研究報(bào)告使用一個(gè)精心設(shè)計(jì)的模型，綜合考慮了130多個(gè)經(jīng)濟(jì)因素，指出1975年金屬腐蝕給美國造成的經(jīng)濟(jì)損失為820億美元，約占當(dāng)期GNP的4.9%。報(bào)告認(rèn)為，其中有60%的經(jīng)濟(jì)損失是不可避免的，而其余的40%，若采用當(dāng)時(shí)最好的防腐措施，是“可以避免的”。盡管各煉油企業(yè)加工的原油性質(zhì)、裝置設(shè)防和生產(chǎn)工況存在差異，然而2004年被調(diào)研的5家企業(yè)9套裝置多次出現(xiàn)“三頂管線”腐蝕穿孔，冷換和空冷設(shè)備內(nèi)外泄漏，有的部位出現(xiàn)裂紋等較為嚴(yán)重的低溫腐蝕問題。某企業(yè)3

3、號(hào)常減壓裝置，2003年11月，發(fā)現(xiàn)有一重油高溫管線壓力表接管焊縫泄漏；進(jìn)一步擴(kuò)大檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，大部分常壓重油高溫管線減薄非常嚴(yán)重。該管線從開工到出現(xiàn)泄漏僅運(yùn)行18個(gè)月，平均減薄3～5mm；常壓爐輻射出口管線最薄處只有3mm。另一家企業(yè)5000kt/a常減壓裝置檢修后運(yùn)行一年多時(shí)間，常壓爐出口管集合管腐蝕穿孔造成火災(zāi)事故，采取包套處理維持運(yùn)行，測厚普查發(fā)現(xiàn)高溫重油線減薄嚴(yán)重，平均減薄3～4mm。還有一家企業(yè)Ⅲ套常減壓裝置減壓塔內(nèi)構(gòu)件大梁、降液板、填料嚴(yán)重垮塌，給生產(chǎn)帶來極大威脅&?7P2B3Z,v0j1N4E3腐蝕機(jī)理探討/

4、/o+?5M*

5、r3.1低溫腐蝕低溫腐蝕的腐蝕介質(zhì)主要是HCl-H2S-H2O，腐蝕部位為常減壓裝置的初餾塔、常壓塔和減壓塔頂部及塔頂?shù)睦淠鋮s系統(tǒng)。腐蝕的原因是原油中含有一定量的氯化物，即使經(jīng)脫鹽后還含有微量鎂鹽、鈣鹽甚至鈉鹽，MgCl2和CaCl2在200℃以下開始水解，NaCl在300℃時(shí)亦發(fā)生水解，生成氯化氫，遇有液相水的環(huán)境產(chǎn)生鹽酸，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用：Fe+2HCl→FeCl2+H2當(dāng)有硫化氫存在時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)：FeCl2+H2S→FeS↓+HClFe+H2S→FeS↓+H2FeS+2HCl→FeCl2+H2S以上反應(yīng)形成循環(huán)，腐蝕加劇。

6、常減壓低溫部位的腐蝕主要是由原油中所含的無機(jī)鹽水解造成的，與原油中是否含酸含硫關(guān)系不大。研究表明：原油中含鹽量與設(shè)備的腐蝕速率基本成正比，如圖1所示?？梢?，原油中含鹽是造成腐蝕的根本原因。z'h9y"w!}3.2高溫腐蝕高溫腐蝕主要是活性硫和環(huán)烷酸導(dǎo)致的。高溫硫腐蝕主要是硫化氫、硫醇和單質(zhì)硫腐蝕，這些物質(zhì)在大約350～400℃時(shí)能直接與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：H2S+Fe→FeS+H2RCH2CH2SH+Fe→FeS+RCH=CH+H2硫化氫在340～400℃按下式分解H2S→S+H2S+Fe→FeS硫醚和二硫化物等在240℃左右發(fā)生分解，成為

7、硫醇、硫和硫化氫等。如：二硫醚高溫分解生成元素硫和硫化氫：RCH2CH2S—SCH2CH2R→RCH2CH2SH+RCH-CH2+SRCH2CH2S-SCH2CH2R→RCH=CH-S-CH-CHR+H2S+2H2而環(huán)烷酸酸值（KOH）大于0.5mg/g時(shí)，溫度在270～280℃和350～400℃，環(huán)烷酸的腐蝕最重。環(huán)烷酸在低溫不發(fā)生腐蝕，在其沸點(diǎn)附近特別是無水環(huán)境中腐蝕最為激烈。反應(yīng)如下：2RCOOH+Fe→Fe(RCOO)2+H2FeS+2RCOOH→Fe(RCOO)2+H2S環(huán)烷酸與鐵發(fā)生反應(yīng)生成油溶性的環(huán)烷酸鐵，物理吸附于金屬表面

8、，但不易形成保護(hù)膜，隨油品流動(dòng)使金屬活性表面暴露，特別是流速增大時(shí)油品中的雜質(zhì)對金屬表面沖刷，從而出現(xiàn)了溝槽狀的腐蝕。環(huán)烷酸的腐蝕性能與分子量有關(guān)，低分子環(huán)烷酸腐蝕性最強(qiáng)。溫度在220℃以下時(shí)，環(huán)烷酸基本不腐蝕。隨著溫度的升高，腐蝕性逐漸增強(qiáng)，到270～280℃時(shí)腐蝕性最強(qiáng)。溫度再升高，環(huán)烷酸部分氣化但未冷凝，而液相中環(huán)烷酸濃度降低，故腐蝕性又下降。到350℃左右時(shí)，環(huán)烷酸氣化速度加快，氣相速度增加，腐蝕又加劇，直至425℃左右時(shí)，原油中環(huán)烷酸已基本全部氣化，對設(shè)備的高溫部位不再產(chǎn)生腐蝕。%F9H"d^9m*C4存在問題分析及措施;a;]

9、-c.I*h5p;D3@4.1低溫部位腐蝕與防護(hù)盡管大部分企業(yè)常減壓裝置脫后含鹽基本達(dá)到3mg/L以下，然而仍有部分企業(yè)脫后含鹽超高，甚至達(dá)到10mg/L以上；即使是脫后含鹽基本達(dá)到3mg/L