常减压蒸馏装置的设备腐蚀与防护
常减压蒸馏中的设备腐蚀与防护
2017年10月常减压蒸馏中的设备腐蚀与防护冯纯妍(秦皇岛中石油燃料沥青有限责任公司,河北秦皇岛066000)摘要:文章阐述了在常减压蒸馏过程中发生腐蚀反应的重点部位、腐蚀类型和防护措施,并总结了近年相关研究的进展。
关键词:常减压蒸馏设备;腐蚀;防护1常减压蒸馏设备的腐蚀机理环烷酸、硫化物以及部分无机盐是导致常减压蒸馏设备侵蚀的罪魁祸首。
文章重点分析环烷酸以及硫化物对减压蒸馏设备侵蚀的机理。
1.1硫对常减压设备的侵蚀机理低温下的HCl -H 2S -H 2O 腐蚀在低温下,单质硫一般不具有活性,对常减压设备不构成侵蚀,这个时候主要表现为HCl -H 2S -H 2O 酸性介质对金属的腐蚀。
原油中的HCl 、H 2S 随着挥发性油到达常压塔顶部和冷却系统后,冷凝结露为浓度较高的HCl 、H 2S 水溶液,其酸浓度可达到1%~2%,pH 值达1~1.3的强酸性腐蚀介质,成为一个腐蚀性很强的酸环境,其腐蚀原理如下:1.2环烷酸的侵蚀机理分析石油中所包含的有机酸种类有很多,其中环烷酸是环状结构的有机酸,其也是饱和酸的一种。
另外,石油中还有脂肪酸、环烷酸以及芳香酸等等,但由于环烷酸在石油中所占的比例很大,因此环烷酸在业界公认为石油的所有酸的总称。
从上反应式可以看出,和FeS 不同,铁和环烷酸反应生成的产物是Fe(RCOO)2。
Fe(RCOO)2是油溶性腐蚀物,不具备在金属表面形成“保护膜”,在油品的冲刷下Fe(RCOO)2最终会被带走。
最后导致的后果是铁在不断的侵蚀下,形成一道道沟槽最终被侵蚀殆尽。
2影响常减压蒸馏设备腐蚀的参数2.1原油的硫含量从腐蚀机理分析可知,原油中硫对常减压设备的腐蚀起到关键作用的一个因素。
在低温HCl -H 2S -H 2O 腐蚀和高温硫腐蚀中,反应式左边的物质一旦增加,会造成腐蚀的速度加快。
2.2酸值酸值是判断原油和馏分油腐蚀性的一个重要因素。
据相关数据表明,原油酸值小于0.5mgKOH/g 、馏分油酸值小于1.5mgKOH/g 时,环烷酸的腐蚀性很小。
常减压塔腐蚀状况及防腐蚀对策
常减压塔腐蚀状况及防腐蚀对策摘要:大部分进口原油均是含硫、高硫原油和高酸原油。
由于长期加工该种原油,严重影响常减压蒸馏装置设备的正常运行,许多装置因腐蚀减薄而引起泄露、火灾或非计划停工,特别是高温部位尤其严重,直接威胁着常减压蒸馏装置的安全生产,对长周期运行造成极大的隐患。
因此需要加强对常减压塔腐蚀状况及防腐蚀对策分析。
关键词:减压塔;腐蚀因素;防腐对策前言常减压蒸馏装置是对原油进行蒸馏加工的装置,利用原油混合物中汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等物质沸点的不同,将其分离,并提供给二次加工装置。
因此,常减压蒸馏装置的处理量往往也代表着炼油厂的处理量,在炼油厂中处于至关重要的位置。
近年来,原油的劣质化让国内炼油厂加工高硫高酸原油的比例越来越大,使得常减压蒸馏装置的腐蚀问题日益突出,严重影响了常减压蒸馏装置乃至整个炼油厂的长周期安全稳定运行。
对设备进行腐蚀调查,并将调查结果汇总后进行分析,以便于设备的日常维护与定期检修,并给本领域技术人员提供参考。
1常减压塔概述1.1常减压塔的原理常减压塔的工作原理基于物理学中的节流原理和相分离原理。
当高压气体或流体通过减压阀进入减压塔内部时,流体经过节流装置,使其速度增加,而压力则降低。
随着流体的流速增加,其动能增大,从而减小了静压能,实现了压力的降低。
在减压塔内部,由于压力的降低,液相和气相发生相分离作用,液相被留在塔底,气相则从塔顶排出。
1.2常减压塔的结构组成(1)塔体:常减压塔通常采用立式圆筒形结构,具有足够的强度和密封性。
塔体内部设有塔板,用于引导流体进行分离。
(2)塔板:位于常减压塔内的水平平台,通过塔板上的孔洞来引导和分离流体。
常见的塔板类型有穿孔板、筛板等。
(3)减压阀:常减压塔中的减压阀用于限制流体进入塔体的流速,并实现压力的降低。
减压阀可以采用多种类型,如活塞式、膜片式等。
(4)进料装置:用于将高压气体或流体引入常减压塔内,通常由进料管道、阀门和控制系统组成。
常减压蒸馏装置腐蚀与防护
常减压蒸馏装置腐蚀与防护秦风杜新燕金文房(克拉玛依市科比技术有限责任公司,克拉玛依834003)摘要:原油中含有大量的盐、含硫化合物及酸性物质,对常减压装置产生严重的腐蚀。
本文通过对蒸馏装置减压塔的腐蚀分析,提出针对这种腐蚀情况的防护措施。
关键词:减压塔环烷酸腐蚀电偶腐蚀在线监测技术1、概述原油中含有大量的盐、含硫化合物及酸性物质,会对常减压装置产生严重的腐蚀。
在2012年某石化公司大检修过程中发现蒸馏装置减压塔塔体发现了严重腐蚀穿孔。
1.1腐蚀情况概述(1)减二线、减三线塔体环焊缝出现严重腐蚀,其中,减三线的环焊缝出现两段深度大于10mm的腐蚀沟槽和三处处于同一水平高度的衬里腐蚀穿孔现象。
(2)塔内有300多处焊缝出现焊接质量问题,出现不同程度的咬边,表面裂纹现象,还有焊缝的焊条材质使用错误。
2、常减压蒸馏装置简介常减压蒸馏是指在常压和减压条件下,根据原油中各组分的沸点不同,把原油切割成不同馏分的工艺过程(工艺流程图见图1)。
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。
常压塔的作用是在接近常压状态下分离出原油中的部分组分,获得汽油煤油些油,为了使堂压侧线产品初馏点和闪点合格,在常压塔侧还设有一汽提塔,采用水蒸汽蒸馏的方式分离出常压侧线产品中的部分组分,一般常一线常结线需设汽提塔,常压汽提塔是各侧线汽提塔连接起来的组合塔。
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(热裂化、催化裂化、加氢裂化等)原料或润滑油原料,也可以作乙烯裂解原料。
减压塔底油可作为燃料油、沥青焦化或其他渣油加工(溶剂脱沥青、渣油催化裂化、渣油加氢裂化等)的原料。
减压塔的作用是在减压状态下,对经常压塔分馏后的常底油继续进行分馏获得重柴蜡油润滑油基础油等产品。
图1 典型三段气汽化常减压蒸馏装置流程图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。
常减压装置的腐蚀与防护分析!
原油之所以对装置具有一定的腐蚀性,主要是因为其中含有一定的盐、硫物质。
我国油田油品含有较高的硫,进口原油往往高酸高硫,所以原油生产中,常减压装置时刻处于腐蚀环境中。
另外石化工艺流程复杂,在高温高压环境中,腐蚀性介质可能会发生一系列化学反应,给设备带来更加严重的腐蚀环境。
实际化工生产中,常减压装置通常被作为第一加工装置,原油劣质化问题会首先反映到这类设备中,同时常减压设备会对原油进行脱盐脱硫处理,其工作效率也决定了原油是否会对后续设备带来腐蚀性影响。
可以说,加强对常减压装置腐蚀问题的分析,对于保持整套设备平稳运行具有积极的意义。
1、常减压装置中常见的腐蚀介质(1)化工腐蚀介质中,氯化物是非常常见的一种,原油经过初步的脱水处理后,依然会有少量的水残留下来,残留水分一般含有由氯化物构成的盐类成分,比如,氯化钠、氯化镁、氯化钙等,这些盐类成分受热后,会发生化学反应—水解反应,产生氯化氢,氯化氢具有强腐蚀性。
(2)硫化物也是一种常见的腐蚀性介质,一般来说,硫化物的腐蚀性的发挥往往受环境温度因素的影响。
原油中所含有的硫化物一般具有不稳定性,如果环境温度升高,这类硫化物就会分解生成分子量相对较小的硫化物。
原油生产中,元素硫与硫化氢之间可以相互转化,在转换过程中,硫化物分布在装置的不同部位,比如具有强腐蚀性的硫化氢一般聚集在装置低温部位,而硫元素则聚集在装置的高温部位。
(3)除了上述两种腐蚀性物质,有机酸、游离状态的氧、二氧化碳、水也会对常减压装置造成腐蚀性影响。
2、常减压装置腐蚀类型2.1 低温露点腐蚀引起这类腐蚀的主要原因是原油中含有盐类成分,主要发生在常减压蒸馏塔顶管部位以及初馏塔。
原油生产加工中,原油中的盐类物质发生水解反应,生成氯化氢,比如:在系统中,如果HCl以气体形式存在,其具有的腐蚀性几乎可以忽略,但是当氯化性进入到冷凝区后,遇到水,迅速溶于水形成稀盐酸,经测定,冷凝区域的稀盐酸浓度处于1%-2%,对于设备来说,系统内部就形成了强酸性腐蚀环境,继而给系统带来严重的腐蚀性影响。
《石油炼制常减压装置腐蚀与防腐》范文
《石油炼制常减压装置腐蚀与防腐》篇一一、引言石油炼制过程中,常减压装置是关键的工艺流程之一。
该装置的主要功能是利用物理过程,如蒸馏和热裂解,将原油进行初步的分离和提纯。
然而,由于常减压装置的工作环境涉及高温高压、腐蚀性介质等复杂因素,设备的腐蚀问题成为了影响其运行效率和安全性的重要因素。
因此,研究常减压装置的腐蚀现象及采取有效的防腐措施显得尤为重要。
二、常减压装置的腐蚀问题1. 腐蚀原因分析常减压装置的腐蚀主要源于两个方面:一是化学腐蚀,即由于设备与腐蚀性介质(如含硫、含氮化合物等)的化学反应而导致的腐蚀;二是电化学腐蚀,即由于设备内部不同金属间的电位差而导致的电化学腐蚀。
此外,设备在高温高压的环境下也容易发生高温氧化腐蚀。
2. 常见腐蚀类型(1)全面腐蚀:设备表面均匀受到腐蚀,导致设备壁厚减薄。
(2)局部腐蚀:包括点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等,这些腐蚀形式往往具有较大的破坏性。
(3)冲刷腐蚀:由于介质流动冲刷设备表面而导致的腐蚀。
三、防腐措施1. 材料选择选择耐腐蚀性强的材料是防止设备腐蚀的有效途径。
例如,对于含有较多硫、氮等腐蚀性成分的原油,可以选择具有较好耐蚀性的合金材料。
此外,对于高温高压环境下的设备,应选择耐高温、耐高压的材料。
2. 表面处理对设备表面进行喷涂、镀层等处理,可以有效地隔绝设备与腐蚀性介质的接触,从而减缓设备的腐蚀速度。
此外,对于局部腐蚀严重的部位,可以采用阴极保护等电化学方法进行防护。
3. 工艺控制通过优化工艺流程,降低设备的运行温度、压力等参数,可以有效地减缓设备的腐蚀速度。
此外,定期对设备进行清洗、检查和维护,及时发现并处理设备的腐蚀问题,也是防止设备腐蚀的重要措施。
4. 防腐管理建立完善的防腐管理制度,定期对设备进行防腐检查和评估,及时发现并处理设备的腐蚀问题。
同时,加强员工的培训和教育,提高员工的防腐意识和技能水平,也是防止设备腐蚀的重要措施。
四、实例分析以某石油炼厂的常减压装置为例,该装置在运行过程中出现了严重的腐蚀问题。
常减压蒸馏装置腐蚀与防护
常减压蒸馏装置腐蚀与防护随着社会的发展,石油需求量越来越大,炼油厂的工作量随之猛增,这对常减压蒸馏装置带去了极大的挑战。
加工高硫原油导致常减压蒸馏装置的防腐工作难度增大,而裝置的防护与企业经济效益息息相关。
本文对常减压蒸馏装置的腐蚀与防护进行了探讨,阐述了硫腐蚀特点、机理,装置腐蚀情况、原因,并对防护措施提出了建议。
标签:常减压蒸馏装置;装置腐蚀;防护措施石油需求量迅速增长导致中国进口原油量不断增加,这使相当一部分的炼油厂面临着加工高硫原油的问题。
原料硫含量的提高和大幅波动使装置腐蚀问题更加严重,为此,研究硫腐蚀的特点、机理,分析装置腐蚀情况、腐蚀原因,有针对性的制定防护措施是企业必须重视的工作内容,具有很重要的现实意义。
1 硫腐蚀特点及其机理1.1 腐蚀特点原油中所含的硫分有两种,一种是活性硫,能通过直接与金属作用而腐蚀装置,如硫化氢;一种是非活性硫,不能直接作用于金属,但可以在高温高压等条件下转化为活性硫。
原油中硫分对炼油装置的腐蚀作用存在于炼油的整个过程。
原油硫含量与其对装置的腐蚀度之间对应关系并不精确,腐蚀度主要取决于硫分的种类、含量、稳定性。
对装置有腐蚀作用的硫分是单质硫等活性硫,原油中活性硫的含量与装置腐蚀强度成正比,但油中非活性硫在容易转化成活性硫的环境下也会严重腐蚀装置。
硫腐蚀的腐蚀对象多,腐蚀环境多元,硫分之间的转化复杂,增加了防护工作难度。
1.2 腐蚀机理如果将原油加热温度作为划分标准,常减压蒸馏过程可分为220~240℃、355~365℃、390~400℃三个阶段。
第一阶段发生在初馏塔,第二阶段在常压塔进行,这两个阶段中原油中存在硫化氢、氯化氢、水蒸气,发生硫化氢—水蒸气—氯化氢型腐蚀;第三阶段在减压塔中进行,温度升至400℃左右,油中非活性硫分解,活性硫含量增加,装置腐蚀更加严重。
即低温部位装置腐蚀类型为硫化氢—水蒸气—氯化氢型,高温部位发生的腐蚀则主要为活性硫造成的腐蚀。
炼油厂常减压装置常见腐蚀与防护措施探析
炼油厂常减压装置常见腐蚀与防护措施探析摘要:近年来,我国的炼油厂建设不断增加,但是在炼油厂中,由于原油成分各不相同,尤其是高硫原油对设备的腐蚀较为严重。
因此,本文首先分析加热炉及烟风换热系统腐蚀情况检查,其次对原油炼化生产中对常减压装置带来的腐蚀分析,最后就常减压装置的腐蚀防护措施进行研究,希望能够为相关研究提供一定的参考。
关键词:炼油厂;常减压装置;腐蚀;防护引言常减压装置是炼油厂生产的重要装置,该装置在生产运行时,很容易受到腐蚀影响,尤其是原油中的一些物质会在炼油生产条件下加剧对常减压装置的腐蚀,对炼油生产安全带来非常严重的影响。
为解决这一问题,有必要加强对常减压装置腐蚀与防护措施的探索分析,从而有效缓解腐蚀对常减压装置带来的负面影响,加强对装置的防护,避免出现严重的生产安全事故,推动炼油厂生产经营实现更好的发展。
1加热炉及烟风换热系统腐蚀情况检查加热炉辐射室炉墙总体较好,只有两路进料顶部衬里有部分脱落,分别进行了补修、清理。
空气预热器系统低温露点腐蚀较为严重,换热管翅片上附着黄色黏稠物质较多,由于管束交错排列,比较紧凑很难清理。
另外,换热管积灰现象比较明显,位于空气预热器顶部的激波吹灰器套管有腐蚀漏洞,空气预热器出口至引风机入口内衬脱落,分别进行了清扫、更换及修补。
引风机本体腐蚀漏点较多,直接焊接整块钢板进行修补,涂有机硅高温漆对手动调节阀及引风机本体进行防腐。
2原油炼化生产中对常减压装置带来的腐蚀分析原油的存在,对常减压装置带来的腐蚀包括以下几点:(1)在常减压装置中,一般会存在很多焊接接头,这些接头必然会存在焊缝。
从炼油生产实践来看,原油对这些焊接接头的焊缝带来的腐蚀影响比较大。
因为在接头焊接时,带来的高温降低了焊接接头处的耐腐蚀性。
(2)常压塔腐蚀。
常压塔是常减压装置的关键组成部分,主要由碳钢与不锈钢衬里材料组成。
但在该装置低温运行时,很容易遭受低温腐蚀影响,出现裂纹,影响装置安全性。
常减压装置腐蚀与防护
减压炉
10号钢
腐蚀轻微
注:指加热炉出口管φ219×12当运行258天后,壁厚减薄至2.1mm
3 腐蚀形态、部位及原因
3.2高温(240~425℃)部位的高温硫的均匀腐蚀及环烷酸的沟槽状腐蚀
换热器的腐蚀
炼制胜利原油和管输原油,减压塔底原油、渣 油一次换热器的腐蚀最为严重。当渣油走管程时, 碳钢管束寿命一年。管内结垢堵塞清理困难。管 箱腐蚀率1mm/a。OCr18Ni9Ti和OCr13管束则无明 显腐蚀,寿命4~5年。 减压塔底二次热的热交换器,由于温度降低, 其腐蚀性也相对降低。
常减压装置的腐蚀与防护
李晓刚
北京科技大学 2005.10
主要内容
1 2 3 4 引言 工艺流程 腐蚀形态、部位及原因 防护措施
1引言
常温减压装置是对原油进行一次加工的蒸馏装 置,即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、 渣油等组分的加工装置。蒸馏是利用原油混合物 中各个物质沸点不同,将其分离的方法。由于原 油中含有物质种类多,而且很多物质的沸点相差 很小,完成分得各组分十分困难。对于原油加工 来说,只要按照一定的沸点范围把原油分离成不 同馏分,送往二次加工装置。由此看来,常减压 蒸馏是原油加工的第一步,并为以后的二次加工 提供原料,所以常减压蒸馏装置的处理量也就是 炼油厂的处理量。因此,常减压装置高效率的正 常操作,对整个炼油厂的生产至关重要。
120C MgC l2 2H2 O ~ Mg(O H) 2 2HC l ~ 175C C aC l 2H O C a(O H) 2 2 2 2HC l
当原油中含有环烷酸和某些金属,NaCl在300℃时水解产生HCl 原油中生产过程中加入清蜡剂(四氯化碳有机氯化物),在炼制时 有机氯化物水解产生有机氯
常减压蒸馏装置腐蚀的防护措施
设备运维常减压蒸馏装置腐蚀的防护措施赵杰(中国石油玉门油田公司炼油化工总厂,甘肃酒泉735200)摘要:随着我国经济的飞速发展,对于石油产量的要求也在不但提升。
炼油企业设备养护方面受到挑战,炼油设备方面常减压蒸馏装置的保养是保证设备正常运转的关键环节,本文将对常减压蒸馏装置工作原理及其腐蚀类型与具体情况进行概述,并介绍其防腐技术研究进展,以此提出具体的防护措施。
关键词:常减压蒸馏装置;腐蚀;防护措施1常减压蒸馏装置工作原理原油是一种混合物,由各种碳氢化合物构成,其化合物主要包括碳和氢,除此之外还包括硫、氮、氧等。
因此要将其制成满足正常生产生活需求的家庭、工业燃料就需要对其进行在加工,蒸馏既是通过采取反复的加热,使其不断汽化冷凝的方式,使其内部物质不断地进行分离。
其主要原理为利用液体当中不同成分的沸点及相对挥发度不同,在精馏塔当中不断重复上述过程,以此保证精馏塔塔顶出可以收获纯度较高的轻组分产物,而塔顶可以收获纯度较高的重组分产物。
在进行常减压蒸馏的过程中,原油首先经历脱盐与脱水,后分别进行常压蒸馏及减压蒸馏,通过这样的方式对原油进行分割,以此生产出符合使用标准的汽油、柴油、煤油灯原料,在进行减压蒸馏的过程中还可以生产出润滑油及沥青。
2常减压蒸馏装置腐蚀类型2.1低温氯离子腐蚀当温度低于120℃时,常减压蒸馏设备会发生电化学腐蚀。
在低温环境下造成低温氯离子腐蚀的原因主要有氯离子及硫化氢,同时还会收到PH值的影响。
其中主要原因是了氯离子的影响,同时硫化氢的作用会导致腐蚀的加速。
其来源为原油当中的无机盐及氯化钙成分。
当温度在120℃以上时,会产生盐酸造成垢下腐蚀最终导致焊口开焊或管线出现变薄的情况。
2.2高温腐蚀在高温腐蚀中有硫腐蚀及环烷酸腐蚀两种类型,其中硫腐蚀的程度会受到温度及硫含量的影响,环烷酸的腐蚀程度会受到酸度及介质流速及酸钠含量的影响。
造成硫腐蚀的原因由于原油当中带有一定的硫化物,当温度达到一定程度时会出现分解的情况产生硫化氢及硫醇,这二种物质会与金属发生反应,造成常减压蒸馏装置的塔内及加热炉炉壁受到腐蚀。
常减压蒸馏装置腐蚀分析及防腐措施
45常减压蒸馏装置腐蚀分析及防腐措施刘晓春,刘 锋(兰州石化公司炼油厂常减压车间,甘肃兰州730060)摘要:对于炼油厂常减压蒸馏装置的腐蚀,结合原油性质及冷凝水分析等数据的研究,指出了常减压蒸馏装置设备腐蚀的主要机理与腐蚀原因,并提出了针对性的防腐措施。
关键词:常减压;腐蚀;措施1 概述兰州石化公司炼油厂第二套常减压蒸馏装置于1990年建成投产,经过改造目前设计加工能力为300万吨/年;第三套常减压蒸馏装置于2003年7月建成投产,设计加工能力为500万吨/年。
这两套装置最初设备及管线材质配置较低,特别是管线均为碳钢材质,管线及设备都存在不同程度的腐蚀减薄或泄漏情况。
2 加工原油性质随着80年代以来加工原油的酸值升高,设备腐蚀日益加剧,300万吨/年常减压装置根据原设计,加工的原油以塔北原油为主,根据设计的原油低酸值性质,装置设备及工艺管线均设计为碳钢材质。
1992~1998年实际加工原油酸值在0.17~0.32 mgKOH/g之间。
1998年以后,随着装置加工原油配比变化增大,加工新疆油比例上升,原油酸值在0.5~1.165mgKOH/g波动,最高值达到3.042mgKOH/g,并且频繁切换加工方案,所加工原油由原设计的单一性质原油变化为长时间加工多种混合原油,主要包括南疆、北疆、土哈、哈萨克斯坦油等。
由于这几种原油性质差异较大,混合比例变化,原油性质也随之大范围变化,尤其是原油的酸值,大幅度波动。
500万吨/年常减压装置原设计加工长庆、青海、吐哈原油(比例为7:2:1),含硫量0.2%,酸值为0.04mgKOH/g 低硫低酸值原油,腐蚀情况较轻。
随着炼厂加工管输原油酸值和含硫量的不断升高,常减压装置的高低温部位设备腐蚀状况日益加剧,尤其是塔盘、空冷管束和相关部位的管线,直接影响到装置安全生产和长周期运行。
3 设备腐蚀状况及原因分析3.1 三塔顶低温部位的腐蚀主要表现在以下几个方面自2007年7月以来,炼油厂进行管输原油的加工,500万吨/年常减压装置以加工长庆、青海原油为主;300万吨/年常减压装置以加工南疆和北疆原油为主,由于加工原油酸值的升高,常减压装置的三塔顶回流罐冷凝水中S2-大幅度上升,特别是常压塔顶的S2-由300多mg/L上升至700多mg/L,这给装置的低温防腐带来了很大的困难。
《石油炼制常减压装置腐蚀与防腐》范文
《石油炼制常减压装置腐蚀与防腐》篇一一、引言石油炼制过程中,常减压装置是关键的工艺流程之一。
该装置的主要功能是利用物理过程,如蒸馏和减压蒸馏,将原油分离成不同的石油产品。
然而,由于原油中含有的各种化学成分和操作环境的影响,常减压装置面临着严重的腐蚀问题。
腐蚀不仅影响装置的正常运行,还可能导致设备损坏、生产事故和环境污染。
因此,防腐措施的采取对于保障常减压装置的安全、稳定和长期运行具有重要意义。
本文将详细探讨石油炼制常减压装置的腐蚀问题及防腐措施。
二、常减压装置的腐蚀问题1. 腐蚀类型及原因常减压装置的腐蚀主要分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等类型。
化学腐蚀主要由酸性物质、硫化物等化学成分引起的;电化学腐蚀则是由于金属与介质之间的电位差导致的;物理腐蚀则是由机械磨损、冲刷等物理因素引起的。
这些腐蚀问题不仅影响设备的性能和寿命,还可能引发安全事故。
2. 腐蚀对设备的影响常减压装置的腐蚀会导致设备壁厚减薄、穿孔甚至破裂,严重影响设备的正常运行。
此外,腐蚀还会导致设备密封性能下降,泄漏问题频发,对生产环境和人员安全构成威胁。
同时,腐蚀还会增加维护成本,缩短设备的使用寿命,影响企业的经济效益。
三、防腐措施1. 材料选择选用具有良好耐腐蚀性能的材料是防止常减压装置腐蚀的关键措施。
在选择材料时,应充分考虑原油的性质、操作条件以及设备的用途等因素。
常用的耐腐蚀材料包括不锈钢、合金钢、钛及钛合金等。
此外,对设备进行表面涂层处理,如喷涂防腐涂料、镀层等,也可提高设备的耐腐蚀性能。
2. 工艺控制通过优化工艺参数和控制操作条件,可以降低常减压装置的腐蚀程度。
例如,控制原料的含硫量、含盐量等有害成分的含量,调整加热温度和压力等操作参数,以减轻化学腐蚀和电化学腐蚀的程度。
此外,加强设备的冲洗和排水,避免介质在设备内长时间停留,以减轻物理腐蚀的影响。
3. 防腐技术采用阴极保护、阳极保护等电化学防腐技术,可以有效地减缓金属设备的电化学腐蚀。
常减压蒸馏装置的腐蚀与防护
常 减压 蒸 馏装 置是 将原 油分 馏 成汽 油 、煤油 、柴 油 、蜡 油 、渣油 等组 分 的加工 装置 ,该 装置 操作 是 否平 稳将 直接 影 响整个 炼 油厂 的正 常生 产 ,人们 常称 为其 是炼 油厂 的 龙头 装置 ,保 证其 设 备的 长周期 运 转是 十分 关键 的 。由于 我国 大部 分 原油 含硫 、含 酸较 高 ,在常 减压 蒸 馏塔 装置 加工过 程 中对 设备 会产 生不 同 程度 的复 试 ,有 的甚至 十分 严 重 ,因此常 减压蒸 馏装置 的腐蚀 防护 尤为重要 。
H 。 s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 。 三 、 小 结 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 。
2 0
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一
毳 1 3 一 年 1 2 月 黧
C h i I n a 肖 C h r e u m防护
刘 亮
7 1 9 3 1 9 ) f 陕西煤业 化工 集团神木 天元 化工有 限公 司 。陕 西神木
、
常减压 蒸馏装 置腐蚀 现象
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 。 据 有关 资料介 绍 ,硫 化物在 2 0 0 ~ 4 0 0 o c 的温 度范 围 内腐 蚀性 较强 。 而 且在此 温度 范 围 内硫化 氢与 铁反 应 的趋 势远 大于 其分 解 的趋 势 ,所
常减压装置的腐蚀与防护
常减压装置的腐蚀与防护常减压装置是对原油一次加工的蒸馏装置,即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置,常减压蒸馏是原油加工的第一步,并为以后的二次加工提供原料,所以常减压装置是炼油厂的“龙头”。
原油经换热,达到一定温度后,注水和破乳剂,进入电脱盐脱水罐,脱盐后的原油进入另一组换热器,与系统中高温热源换热后,进入常压炉(有的装置设有初馏塔或闪蒸塔,闪蒸出部分轻组分后再进入常压炉)。
达到一定温度(370℃)后,经转油线进入常压分馏塔。
在常压塔内将原油分馏成汽油、煤油、柴油,有时还有部分蜡油以及常压重油等组分。
产品经必要的电化学精制后进入贮槽。
常压重油经塔底泵送入减压塔加热炉加热(395℃)后,经转油线进入减压分馏塔,减压塔汽化段压力为80-100mm汞柱,有3-4个侧线,作为制造润滑油或二次加工的原料,塔底油可送往延迟焦化,氧化沥青或渣油加氢裂化等装置。
1.1低温(≤120℃)H2S-HCl-H2O型腐蚀H2S-HCl-H2O型腐蚀主要发生在蒸馏装置的塔顶及冷凝冷却器系统。
对于碳钢为均匀腐蚀,0Cr13钢为点蚀,奥氏体不锈钢则为氯化物应力腐蚀开裂。
氯化氢和硫化氢在没有液态水时对设备腐蚀很轻,或基本无腐蚀(如常压塔顶部封头及常顶馏出线气相部位)。
但在气液相变部位,出现露水之后,则形成H2S-HCl-H2O型腐蚀介质,对设备造成严重腐蚀。
H2S-HCl-H2O型腐蚀环境主要影响因素为:Cl-、pH值。
Cl-浓度:在H2S-HCl-H2O型腐蚀环境中,HCl的腐蚀是主要的。
HCl来源于原油中的氯盐水解。
另外,由于原油的深度开采,一些油田添加剂也成为HCl的主要来源之一。
pH值:由于氯化物的水解以及原油中硫化氢的逸出,在蒸馏装置塔顶低温露点部位形成强酸性腐蚀环境,pH值为2-3。
如某厂第一套常减压装置投产时,加工原油的含盐量达80mg/l,此状况下常顶空冷开工仅二个月就出现穿孔泄漏,入口弯头处的腐蚀率达15.5mm/a,直管段的腐蚀率达1.54mm/a。
常减压蒸馏设备的腐蚀与防护
素 , 其是 在 环烷 酸 腐 蚀 中 , 流速 F S和 尤 高 e 环 烷 酸 铁 更 容 易 被 冲 刷 走 而 露 出 金 属 底 材 。现 场 经 验表 明 , 是 有 阻 碍 液 体 流 动 凡 从而 引 起 流态 变 化 的地 方 , 如弯 头 、泵壳 、 热 电 偶 套 管 插 入 处 等 , 烷 酸 腐 蚀 特 别严 环
防 护 措施 。
有机 酸 , 包括 环 烷 酸 、 脂肪 酸 、芳 香 酸 等 , 而以 环烷 酸为 主 , 一般 称 石油 中的 酸为 环 故 烷酸 。低温下 ( 2 O , < 2 ℃)环烷 酸一般 不发生 腐蚀 , 在 其 沸 点( 1 ℃ 一4 0 附近 特 别 但 20 2 ℃) 是 无水 环 境 中腐 蚀最 为 激 烈 , 应 如下 : 反 I 2 O H+ e— RC O F F( O ) H } eRC 0 + F S 2 O H — F ( O ) H S e + RC O e RC O + f 与 F S不同 , e 环烷 酸 与铁 反应 生成 物 为 F ( o , 能在 金 属表 面形 成附 着 良好 e RC o)不 的 膜 , 着油 品 的冲刷 , e Rc ) 会被 油 随 F ( oo , 品 带走 而 露 出 金属 表 面 , 使腐 蚀 不断 进 行 , 形成沟槽状腐蚀。
重 。
3防腐控制措 施
3. 1控 制原油 中的含 硫量 和酸值 硫 化 物 和 环烷 酸 是 导 致 减 常 压蒸 馏 设 备发 生腐 蚀 的根本 原 因 , 因此 控制 浸入 蒸馏 塔 中原 油 的 含硫 量 和 酸 值成 为 一 个有 效 的 办 法 。 目 前通 常的 做 法是 通 过 将 高硫 高 酸 的原 油 与 低 琉低 酸 的原 油混 炼 来控 制 含 硫 量 。尽量将硫 含量控 制在 0.mg 5 KOH/ z之 内。 3. 2根 据原油 特点 , 择合适 的材料 选 环 烷 酸 腐蚀 大 都 发 生 在 流速 较 高 的 部 位 , 速 增加 , 流 腐蚀 速 率 也增 加 。 这 些部 位 的 材料 尽 量 选 择 耐 腐 蚀 性 好 的 不 锈 钢 , 如 36 , 1 L 以提 高设 备 、管 线的 抗腐蚀 能 力。对 于 流速 较 高 的 管路 、弯 道部 位相 应 的 增加 材 料 的 厚 度 , 提 高 设 备 的 使 用 寿 命 。常 以 压 塔顶 的 低 温油 气 部 位 及冷 凝 冷 却 系统 中 处于 HCI —HO—HS腐 蚀 环境 下 , 于这 个 对 部 位 的 材 料 可 以选 择耐 腐蚀 性 较好 的 不 锈 钢 , 钛 管换 热 器等 , 条件 的企 业可 以引 如 有 入 脱盐 系 统 以减 少 HCl 的产 生 。 3. 3加 强在线 检测 , 掌握设 备的腐 蚀情 况 由于 炼 油 过 程 设 备 腐 蚀 的 不 可 避 免 性 , 建立 实 时 的 设 备 腐蚀 情 况 检 测 、 进 行 及 时 的 更 新 维 护 , 确 保 生 产 安 全 进 行 就 对 显得尤为必要了。在实践生产过程 中, 应 安 排 专 业 人 员根 据 经验 判断 危 险部 位 。设 置监 测 点 , 以采 用 无 损 检测 技 术 , 可 如超 声 波 检 测( T  ̄ 射 线检 测( ) 方法 可 以检 U )H RT 等 测 容 器 和 管道 的 壁 厚变 他 或 通过 声 发 射 技 术 可 以 检 测 裂 纹 的扩 展 情 况 , 时 掌 握 设 实 备 的腐 蚀情 况 , 当达 到 临 界 点。 以
常减压装置的腐蚀概况与防护
前言 盘锦北方沥青股份有限公司常减压蒸馏氧化 沥青联合装置于 19 年建成投产,经过 2 0 年 95 04 的扩产改造后装置处理能力达到 I t , M/ 由于加工 a 化, 使得炼 油装置的腐蚀不断增 , 加 影响了装置的长周期安全 运转。 同时, 由于装置的开工周期越来越长, 这就对 装置防腐工作提出了更高要求。 通过对装置的腐蚀 调 查和 腐蚀 监测 , 们采 取 了多项 防腐 措施 , 我 装置
科
科f } f 技论坛
常 减压装置 的腐 蚀概 况 与防护
李 凤 安
( 盘锦 北方沥青股份有限公 司, 辽宁 盘锦 14 2 ) 20 2
摘
护措 施 。
要: 通过对常减压蒸馏装置腐蚀现 象的分析, 阐述 了常减压蒸馏装置腐蚀的机理 , 在装置 目 前的工艺防腐蚀的基础上提 出了合理的腐蚀防
一
; 腐蚀介质 ; 防护对 策
2 C O F S F ( O H H R O H+ e = eR O 与原油中活性硫化物的含量有关 , 还与温度 、 管内 在没有理想的工艺防腐手段的情况下 , 提高 介质流速有关系, 通常温度越高 , 流速越大, 腐蚀也 越严重。因此, 高温硫化物对设备的腐蚀影响因素 由 于环烷酸的腐蚀, 0 年设备大修时把腐 2 3 0 主要有活性硫化物含量、 硫化物形态、 使用温度、 流 速及 设备材质等。 蚀严重的减压汽提塔整体更换材质 3 6 + 6 n 1L 1 M R 原油中的硫含量通常是指总硫含量,由于不 复合板, 运行至今减压汽提塔没有发生腐蚀泄漏。 同原油所含硫化物的组成相差较大, 即使总. 硫含量 减压侧线管线全部更换为 36 材质, 1L 换热器管束 相近, 在加工过程中生成的活陛疏化物的形态和含 采用 1r8 i ClN9 n泵类材质采用三类材质, 减压塔 量也可能出现很大差别, 另外由于硫化物分子量不 内填料和固定件全部采用 36 材质。 1L 通过材质的 同,在不同馏分中所富集含量也可能差异较大, 从 升 , 级 保证了本装置安全 、 、 平稳 长周期运行。 而导致不同部位其腐蚀程度也不同。 活性硫化物如 4 烟气底露 衡蚀 1 蒸馏装置低温部位腐蚀主要发生在常压 H s . 1 2 硫醇和单质硫的腐蚀反应通常在 3 0 40C 、 5 ~ 0 ̄ 其反应 比 Hs 2更强 , 使腐蚀反 分 , 如空气预热器。 由于本装置混炼原油不断嚏 『 牲口 , 塔顶、 瞵 初缓塔顶和 减曰 顶、 薅令 凝系统。 塔 时可分解出元素硫, 顶冷 凝系统包括: 油气挥发线、 空冷器 、 水冷器及回 应更激烈。温度是高温硫腐蚀的主要影响因素之 燃料油中的硫化物也不断增加,而燃烧主要生成 O, 生成 s S 2 S 3 ,O 和 0 在露点以下 流罐等音位, H IH I0系腐蚀。一般气相 属 C— 一I - 2 随着温度的升高, 腐蚀逐渐加重。 其影响表现在 S : 其中有部分 部分腐蚀较轻 , 液相部分腐蚀较重, 尤以气液两相 两个方面, 一是温度高促进 了硫、 : 硫醇等与金 便转变成亚 HS 、 硫酸和硫酸。因烟气中 有蒸汽的存在, 二是温度高促进了原油中非活性硫 预热器的表面就会有 相交部分即 l ‘ 露点部位’ 蚀 最为严 。 . 质I 重 腐蚀形态为 属的化学反应; 碳钢全面减薄 , 均匀减薄, 造成本装置常压出现 的热分解。高温硫化物的腐蚀牦 始时较快 , 酸液析出。当氯化物燃烧生成的 H I C 在露点温度 蚀, 常压空冷器、 减压塔顶水冷器运行不到—个周 经过 一段 时间后 , 属 表面会 生 成一层致 密 的 F S 下会使酸性介质腐蚀加剧。 外烟气中还会有大量 金 e J 比 期便发生泄漏。 或铁铬尖晶石(e r 慢 , F C ̄a 葜对金属有—定 的保 的 C 、 C 、 O 、O和蒸汽。 OH NC 2 N 在如此多的露点酸 1 2腐蚀介质。 蒸馏装置加工的原油经深度脱 护作用 , 使腐蚀速率下降。而管内流速高 , 或在三 影响及 作用下, 导致翅 片 板腐蚀穿孔而失效。本装 盐, 可以脱去大部分无机盐( C C2, M a l 但由于 通、 ) 弯头、 大小头等容易产生涡流和湍流的地方 , 金 置空气预热器经常运行不到—个周期便失去作用。 本装置的原料是由多种原油混合而成,比例不确 属表面保护膜容易被冲刷脱落, 4 防护对策。为了防 止 2 腐蚀 。 0 年在设备 2 8 0 露出金属表面, 发 定, 因此性质慨 定, 造成电脱盐合格率 酲 毫, 生新的腐蚀, 使腐蚀率大大提高。本装置减压炉出 大修中空气预热器翅片板选择了 1 R 7 C 1 抗高温耐 所以本装置刁采用电脱盐装置, 致使原油中无机盐 口弯头处曾在 20 0 3年被腐蚀穿孔。 腐蚀材料, 并适当提高了 排烟温度。 水解产生的大量 H I C腐蚀介贡 ^ 进 冷凝系统。而 2 _ 2防护对策。 不同材质耐高温硫腐蚀的性能 5 下一阶段防腐蚀的工作重点 腐蚀介质 Hs 2 主要来源于原油中的硫化物 , 加工过 不同, 一般来说, 含铬合金钢耐高温硫腐蚀的性能 5 采取有力措施保证设备防腐蚀管理工作任 . 1 程中原油所含硫化物被加热分解 ,生成大量 H 比碳钢强, , 且铬含量越高, 耐腐蚀性能越强。 由于铬 务的落实。北沥公司 应建立 必要的管理制度 , 将防 随着油气进入了塔顶系统。由于 H 1 H2随油 的存在 , C和 S 促进了钢材表面的钝化, 形成双层保护膜 , 腐蚀管理工作的责任层层分解、 落实下去 , 并严格 气进 入三塔冷凝系统, 即发生了 H IH2一{ C- S | O系 外层为多孔的 F S 2 e, 内层为致密的 C2。当铬含量 贯彻刍 彳a r 0 II L 腐蚀。 5 2加强对原油的管理 , 严格控制原油中的硫、 大于 5 %时, 则可以生成比较稳定的铁铬尖晶石 1 防护对策。 . 3 原油中无胡盐水解产生的 H ] (E R S ) C F C 2 4  ̄ 。 因而能够减少钢材对硫化氢的 酸和 C一 1 的含量, 努力减少生产 过程对设备管道的 与硫化物分解形成的 H s 入 2进 冷凝系统后, 形成了 吸收量 。 腐 蚀程度 。 强腐蚀环境。 单纯 H 水溶液呈弱酸性 , 对碳钢腐 本装置常压炉炉管全部采用 C c o r 材质。常 M 5 3积极碉诟狮稚& 检查 ,摸清主要生产装 置中 蚀不大, 但有 H 1 C 存在时, H I 由于 C 能破坏金属表 压炉出口 转油线温度高达 3 0 且流速高本装置 设备、 6 ℃, 管道的腐蚀情况 , 条件允许时有计划地做好 面匕 形成的硫化亚铁膜, 使金属表面裸露, 产生新 采用 3 6 1L钢管。常压塔底约 3 O 6 ℃渣油经过减压 材质的升级工作。 的腐蚀, 而促进了腐蚀的加剧。 从 也就是说,C 在 炉对流段升温, 入 H1 再进 减匿炉辐射段加 热至 35 7℃ 5 认真抓好设 及管道的 、 4 备 定 定期的测厚 H IHsH0系腐蚀中起着主导作用。因此在防 左右 , C— 2 2 — 经减压炉出口转油线进 人减压塔。随着温度 工作 , 及时发现和消除设备、 管道因腐蚀引起的事 护措施 t 应从“ 一脱三注” 工艺措施及选用耐腐蚀 的升高和高温段停留时间增加 , 活性硫化物数量增 故隐患。 材料两方面着手。1.控制塔顶 P 值在 6 ~ . 加, 3 1 H . 7 5 5 金属腐蚀加刚。 为减,腐蚀, J 、 本装置减压炉炉管 5 大 _ 力加强对“ 5 一脱三注” 等工艺防腐蚀措施 范围内。塔顶 P H值低于 6 H I 时, C 腐蚀较强 , 但 选用 C ̄ o r 材质灏 压转油线采用 3 6 钢管。 M 1L 的管理, 努力减缓炼油装置设备和管道的腐蚀。 P H值高于 8 Hs 时,2腐蚀作用 又会增强。 因此塔顶 3 高温环烷酸的腐蚀 5 加强加热炉用燃料的管理,努力减轻加热 . 6 回流罐的P H值应控制在 6 ~ -的范围内。常减 5 7 5 此类腐蚀主要发生在高温重油部位, 如减 炉的腐蚀。应考 虑增加工艺脱硫装置, 确保燃料气 顶注氨 中和了 氯化氢, 减缓了氯化氢的腐蚀 , 并起 压 塔 、 汽提 塔及相 应 的管 线 、 、 减压 泵 阀门 、 热器 中的 Hs 换 含量达到规定指标; 定期检测烟气的露点 到了 调节 P H值的作用。 3 塔顶冷却器曾 1. 2 采用碳 等。高温环烷酸 腐蚀发生在液相, 但在气液两相的 温度, 尽量避免在低温受热面部位产生烟气露点腐 钢, 但不理想, 经常运行不到—年便发生宿蚀 ,0 8 交变部位、 2 0 在流速冲刷区及产生涡流区腐蚀最为严 蚀 ;向加热炉加人防止 S S , O 向 O 转化的添打 制, 旺 年常顶空冷器管束采用 了 0 C21 o E材质, 9r M R A 运 重 。环 烷酸 在 2 O 2 ℃以下 腐 蚀很 轻 ,在沸 程 以降低露点温度。 行至今没有发现问题 , 减顶水冷器 2 0 年管束采 2 0 2 0 : 06 7 — 8 %时最为严重 , 主要机理是环烷酸与铁生 参考 文献 用了 0 C ̄1 o E材质运行三年没有发生泄漏 , 成油溶性的环烷酸铁, 9r M R A 此后温度再升高, 腐蚀又重 f 中国石油 ̄-'- 管理协会设备防腐专业组编. 1 j ri l - t . -  ̄ 2 0 年设备大修时 , 09 再次采用 0 C2 M R 材质 新加剧 ,这时环烷酸不但与铁反应生成环烷酸铁, 石油化工装置设备腐蚀与防护手册 9 r玉 o E A q北京: 中国 进行更换。 1 9 ,. 并且破坏硫化物形成的金属保护膜。 因此高酸值 比 石 化 出 版 社 .9 63 2高温硫腐蚀 高硫原油腐蚀范围更广 , 主要反应如下 : 2 高温硫腐蚀的影响因素。 1 高温硫腐蚀不仅 2 O + e F( O ) H2 RC OH F= eR OH 2 + 责任编辑: 王亚芳
常减压装置腐蚀分析与防护措施
常减压装置腐蚀分析与防护措施摘要原油的重质化和高含硫特性对炼油装置的腐蚀日趋严重,影响了常减压装置的长周期运行。
通过分析常减压蒸馏装置的腐蚀原因,并针对低温和高温2种腐蚀环境,提出了设备、管道材质选用和相关的防护措施。
关键词:常减压,腐蚀,选材,防护措施1 常减压装置腐蚀原因分析 [1]1.1腐蚀原因分析常减压装置的设备和管道腐蚀主要表现为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀主要发生在高温部位(240℃~450℃),电化学腐蚀主要发生在低温部分(150℃),每类腐蚀由于HCl 和HCN等介质的作用存在多种腐蚀情况。
1.1.1低温部位的腐蚀低温下的HCl-H2S-H2O腐蚀。
原油中含有一定的无机盐、氯化物、硫化物。
无机盐在常压炉出口360℃的温度下,MgCl2、CaCl2和NaCl水解,产生盐酸。
由于水的存在而形成“稀盐酸腐蚀”,原油中硫化物分解产生H2S,会盐酸的腐蚀速度H2S和HCl会上升到常压塔、减压塔和初馏塔的塔顶,与塔顶金属设备表面进行反应,对塔顶的塔体、塔盘等进行腐蚀。
当H2S和HCl经过冷换设备后温度下降到露点以下,冷凝区出现液体水时,HCl会溶于水中成为盐酸,在冷换设备壳层形成HCl-H2S-H2O腐蚀。
这类循环腐蚀对于碳钢为均匀腐蚀,对于0Cr13钢为点蚀,对于奥氏体不锈钢为氯化物应力腐蚀开裂。
1.1.2 高温部位的腐蚀高温腐蚀主要包括高温硫腐蚀和高温环烷酸腐蚀。
(1)高温硫腐蚀。
原油中的硫主要是非活性硫,它与金属一般不会直接发生反应造成腐蚀,非活性形成的硫化亚铁在金属表面会形成半保护性膜。
在340℃~400℃时,硫化氢可分解产生H2和活性很高的单质硫,促进腐蚀发生。
当在420℃~480℃时,高温硫对设备腐蚀最快。
(2)高温环烷酸腐蚀。
环烷酸是有机酸的总称,包括环烷酸、脂肪酸、芳香酸以及酚类,以环烷酸含量最多,故一般称石油中的酸为环烷酸,其沸点约在177℃~343℃。
高温环烷酸腐蚀特点:发生在酸值>0.5 mg KOH/g、温度在220℃~400℃之间的高流速介质中。
常减压蒸馏装置设备腐蚀分析与防腐
2.
设备腐蚀状况
兰州石化公司300万吨/年常减压 装置的塔顶低温部位均出现过不 同程度的腐蚀现象,腐蚀主要出 现在常压塔顶,初馏塔情况相对 较好。 塔顶换热器至空冷器的管线及空 冷器管束都出现不同程度腐蚀减 薄与穿孔。
设备腐蚀状况
低温部位
常顶换热器出口管线、换热器芯子及管板、 大浮头、管箱(短接处)多次发生腐蚀穿孔。在
表2 2007~2009年装置加工原油电脱盐数据统计
分析项目 分析时间 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10 月 11 月 12 月 合计 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10 月 11 月 12 月 合计 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 合计 最大值 24.6 14.7 18.6 33.7 37.5 30 61 102.8 77.8 30.8 33.8 18.3 102.8 19.9 18 22.3 32.2 72.2 53 22.4 16.3 10.9 16.9 14.4 9.8 72.2 44.8 34.4 28.4 15.2 30.1 28 16.4 19.2 28.4 44.8 含盐(mg/L) 平均值 15.4724 7.54615 9.65333 15.6464 18.1 15.9 10.2 24.6 35.3 12.23 12.56 7.87 15.43 8.48 9.4 11.54 16.6 19.43 22.38 10.38 6.4 3.1 7.79 7.53 5.26 10.69 9.37 11.97 8.15 8.97 13.9 10.88 7 7.01 8.25 9.5
3.
腐蚀原因分析
原油是由95%以上的碳氢化合物混合而成,其余的 5%为硫、氯、氮及金属元素构成的有机及无机化合物, 此类化合物含量虽少却影响着整个炼油厂的工艺及产 品质量。从腐蚀与防腐蚀的角度来分析,原油中含的 这些杂质有的本身就是腐蚀性介质 。 表2为2007~2009年装置所加工原油电脱盐脱前含盐 情况的统计数据。表3为装置2007~2009年原油酸值 分析数据统计。
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原油劣质化程度不断加重,装置在运行期间部分设
备管线经常出现腐蚀泄漏的状况…。常减压蒸馏 是炼油化工的第一道加工工序,并为下游装置提供 二次加工原料。某石化分公司炼油厂一次加工能 力为lO ML/a,为国内首套全输全炼俄罗斯原油的 装置。俄罗斯原油为含硫中间基原油,原油中的硫 包括元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩类
近年来,随着加工原油中硫、酸含量逐年升高,
的影响,可将硫腐蚀分为两类:低温部位的腐蚀和
高温部位的腐蚀。 低温硫腐蚀发生在温度小于120℃有液相水 存在的部位,由于此部位的腐蚀H:S主要来源于原 油中有机硫化物受热分解产生。一般气相部位腐 蚀较轻微,液相部位腐蚀严重。温度不超过120℃ 时,在无水条件下对设备基本不发生腐蚀,但温度 低于水蒸气“露点”发生冷凝时,则会在低温部位
注”(脱盐、注中和剂、注缓蚀剂和注水)工艺防
腐。其中原油电脱盐是通过性能优异的破乳剂及 优化的电脱盐工艺,保证脱后原油盐质量浓度低
常减压蒸馏装置的设备腐蚀与防护
王
健,曹志涛,马玲玲,潘思仲,张晓琳,李
(中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司,辽宁辽阳111003)
学
摘要:随着加工原油性质的不断劣质化,在常减压蒸馏装置的不同部位出现了不同程度的腐 蚀,结合装置的实际情况对腐蚀问题进行系统的分析。分析认为腐蚀主要为低温部位的HCl.H,S. H:O腐蚀,高温部位硫腐蚀及高温环烷酸腐蚀等。针对腐蚀现状采取了工艺上严格执行“一脱三 注”;设备材质升级,加强腐蚀情况的检测、监测等一系列防腐蚀措施,运行3 a取得了一定的防腐 蚀效果,并对装置设备的防腐蚀工作提出了建议。 关键词:常减压蒸馏腐蚀硫化物氯化物防护
中产生腐蚀,现在一般认为,HCl.H:s—H:O腐蚀 是由于H:s和HCl溶解于水中交替促进发 生的。 1.1.3高温环烷酸的腐蚀 原油中的环烷酸对设备的腐蚀属于高温化学 腐蚀。主要发生在235℃以上的高温冲刷部位, 在工作环境270~280℃以及350—400℃两个温 度区间腐蚀程度最为严重。在高温系统中,环烷 减压蒸馏塔底渣油泵出口阀门的阀杆及出口
图2常压塔塔顶塔板浮阀腐蚀形貌
单向阀的阀板、减底渣油入减压渣油与初馏塔底 油换热器的900弯头焊口及下直管段分别发现减
薄和穿孔。 2技术措施及效果
2.1
酸除了与铁发生反应发生腐蚀以外,还能与腐蚀 产物(如硫化亚铁)反应,生成可溶于油的环烷酸
铁。当环烷酸与腐蚀产物反应时,不但破坏了具 有一定保护作用的硫化亚铁膜,同时游离出硫化
人石脑油组分,无机氯化物主要存在于蜡油和渣 油等重馏分油中,而有机氯含量高的原油常顶汽
油含氯较少,主要在常一、常二和常三线"J。氯
化物对常减压蒸馏装置的腐蚀主要以Hcl—H,s. H:o腐蚀环境存在于低温部位,Hcl主要来源于
原油中无机盐的受热水解,从而发生低温Hcl.
H20腐蚀。H:s和Hcl在水蒸气结雾时溶人其
工艺改进 常减压蒸馏装置的防腐蚀主要采用“一脱三
氢又可以进一步加速设备的腐蚀。所以,金属表
面上,凡是保护膜破坏的地方就会露出新的金属 表面,使腐蚀继续进行。而且,减压蒸馏系统以及 常压蒸馏系统超过230℃的部位发生的腐蚀基本 属于环烷酸腐蚀¨-。 1.2腐蚀现状 某石化分公司5.5 M∥a常减压蒸馏装置 E1002-2的出口管线阀门前弯头曾多次泄漏, 2013年装置检修时发现E1002-2的出口管线阀 门前弯头腐蚀减薄极为严重,对应冲刷的弯头本 体已经损耗殆尽,见图1。
二次加工的装置中,甚至延伸到下游化工装置,影
响了装置的安全生产。另外,腐蚀使设备遭到破坏,
为了修复和更换设备需要花费大量的资金,而且腐 蚀产物留在产品中影响了产品的质量。因此,需要
正确研究俄罗斯含硫原油的腐蚀机理,并采用行之 有效的防腐蚀措施,确保装置的长期稳定高效运行。
1腐蚀机理及现状
1.1
腐蚀原因 从工业生产的实际情况分析有以下几种原
因:(1)原油中有机氯化物含量较高;(2)电脱盐 效果差,脱后原油盐和水含量较高;(3)低温硫、
高温硫腐蚀;(4)设备管线选材不当;(5)高温环
烷酸腐蚀。 1.1.1硫化物腐蚀
油品中存在的硫分为活性硫和非活性硫。研 究发现,活性硫产生腐蚀是受环境因素制约的,特
别是受温度的影响较大口引。根据温度对硫腐蚀
收稿日期:2016—09一15;修改稿收到日期:2016一09—27。 作者简介:王健,1988年毕业于天津大学化学工程专业,现 为该公司研究院总工程师,中国石油天然气集团公司高级技 术专家。E—mail:caozht@petrochina.com.cn
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使硫腐蚀不仅存在于一次加工装置,同时也存在于
化合物和分子量大、结构复杂的含硫化合物心]。在
原油加工过程中,非活性硫不断地向活性硫转变,
形成H:s.H:0型腐蚀环境。当高于240℃时,主
要是以高温硫腐蚀为主,在350~加o℃时活性硫 都能与金属直接发生化学作用,腐蚀机理为化学腐 蚀,其特点是在钢材表面发生均匀腐蚀,造成材质 的减薄,但腐蚀过程中生成的硫化铁膜会对设备形 成一种保护作用,因此会出现腐蚀速率随着时间逐 渐降低的现象。非活性硫化物(硫醚、二硫醚、环硫 醚和噻吩等)不能直接和金属发生作用,但在高温 下能够分解生成硫和硫化氢等活性硫化物,也会对 设备造成高温硫腐蚀。在420—430 qC高温硫腐蚀 十分严重,当温度超过480 qC时,硫化物几乎完全 分解,腐蚀速率明显降低。而温度大于500℃几乎 不会发生硫化物的腐蚀∞1。 1.1.2氯化物腐蚀 随着采油技术的发展,为了提高原油采出率, 广泛使用各种采油助剂,其中不少助剂含有机氯 化物,这些有机氯化物不溶于水,很难用电脱盐技
术除去,造成原油及石脑油中有机氯化物杂质含
常压塔C1002,减压塔C1004在检修中发现塔 顶低温部位腐蚀相对较重,C1002常压塔塔顶塔板
量增加,这是氯的主要来源。原油正常情况下有
机氯质量浓度小于2.0 m∥L,其中50%~80%进
浮阀腐蚀形貌见图2。从图2中可以看到塔盘腐
蚀相对轻微,有轻微点蚀现象。浮阀