溶剂再生装置腐蚀现状分析

2019年01

月

用全接触全补偿一次密封或二次密封，边缘密封的高弹性钢板可以自动补偿浮盘与储罐之间的间隙，使边缘密封始终与浮盘和罐壁接触，极大地减少油气挥发空间。对浮盘各附件采用可靠密封措施，减少附件损失。

该技术通过改造储罐浮盘和密封，减少源头油气的挥发，杜绝或降低VOC 挥发量，增加存储过程的经济性和安全性，

简化VOCs 治理工艺设备，减少运行及维护费用，实现达标排放。

图2全接液浮盘的浮箱拼接示意图

表3浮盘和密封技术比较

结构型式

传统浮盘+传统边缘密封全接液浮盘+全补偿高效密封

边缘密封损耗大

小排放损耗

大

小附件损耗

大

小盘缝损耗

大

无补偿量

小

大安全风险

大

小使用寿命

8年

20年排放效果

不达标

达标

（3）效果评估

扬子石化公司拥有数百台常压储罐，近年来，该公司采用全接液浮盘+全补偿高效密封技术对部分储罐进行改造，并由第三方采用国家标准HJ604-2017《环境空气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定直接进样－气相色谱法》，对改造后的储罐进行无组织废气排放监测，每台罐监测周期2个月，每个点取样20组，实际效果较好。数据摘录如下：

表4全接液浮盘+全补偿高效密封组合技术应用

序号

123

部门

炼油厂炼油厂

芳烃厂储罐号

G17G18

V3008

介质

石脑油石脑油柴油

容积m 3

100001000010000

VOCs （ppm ）平

均值

675129831

总烃（m g/m 3）平

均值

189********

4结论

（1）技术优势明显

全接液浮盘和全补偿高效密封组合技术优势明显，可靠性高，安全性好。

（2）VOC 控制效果好

改造后VOC 检测指标较好，符合国家环保排放标准。（3）经济效果好

据测算，以10000m 3罐为例，改造后平均每年减少VOC 约216吨，直接经济效益60万元。（4）发展趋势

通过对比分析，结合国家环保发展形势，综合来看，全接液浮盘和全补偿高效密封技术应用前景广阔，可能成为行业下一阶段的发展趋势。

溶剂再生装置腐蚀现状

分析

孙鹏杨（中国石油天然气股份有限公司辽河石化分公

司，辽宁盘锦124022）

摘要：针对辽河石化公司第五联合运行部净化单元的100

t/h 溶剂再生装置的腐蚀现状，对其腐蚀原因进行了分析，并从工艺操作过程、设备材质选型方面提出了相应的防护措施，从而减少设备腐蚀。

关键词：溶剂；腐蚀；措施

100t/h 溶剂再生装置是重整加氢的配套装置，处理公司干气脱硫装置、液态烃双脱装置、1万吨硫磺尾气回收装置、柴油改质干气脱硫装置、加氢脱酸尾气脱硫装置①、加氢脱酸尾气脱硫装置②、焦化干气脱硫装置富胺液。各装置干气、废气中的硫化氢组份，通过贫胺液在各脱硫塔吸收硫化氢后，富胺液至本装置采用蒸汽加热汽提法脱除H2S 进行再生。本套再生装置设计能力为以小时计：处理富胺液100吨，年操作时数8400小时，操作弹性为设计能力的60%-120%。该装置由大庆工程设计院设计，由江苏秦汉建设公司承担建设工作，2011年11月份开始施工，2012年建成。2013年5月一次投产成功。

100t/h 溶剂再生装置采用醇胺法进行脱硫，醇胺法吸收原理是弱酸与弱碱反应生成盐类的可逆过程，即N －甲基二乙醇胺在常温下吸收干气中的H 2S ，CO 2及有机硫，反应的可逆性使

胺液获得再生，当温度升高时（约1200

C ），N －甲基二乙醇胺的碱度降低又释放出所吸收气体反应过程如下:

CH 3N(CH 2CH 2OH)2+H 2S ＝CH 3N(CH 2CH 2)2S+2H 2O+Q CH 3N(CH 2CH 2)2S +H 2S ＝CH 3N(CH 2CH 2HS)2+Q

CH 3N(CH 2CH 2OH)2+CO 2+H 2O ＝CH 3N(CH 2CH 2)2CO 3+2H 2O+Q

CH 3N(CH 2CH 2)2CO 3+CO 2+H 2O ＝CH 3N(CH 2CH 2HCO 3)2+Q

1100t/h 溶剂再生装置现状

1.1主要操作工况参数

塔顶回流罐：温度：45℃；压力：0.12MPa 再生塔：操作压力：塔底0.11MPa ，塔顶0.1-0.125MPa ，操作温度：116℃～125℃，操作介质：贫胺液、硫化氢、水蒸气及丙烷等烃类气体等。

设备上部主体材质选用Q245R ，,塔盘材质选用Q245R ，塔盘支撑件的材料均选用304（0Cr18Ni9）材质。

富胺贫胺换热器E5104：温度：壳程进125.8℃；出82.4℃，管程进40℃；出85℃，压力：壳程进0.125MPa ；出0.098MPa ；管程进0.4MPa ；出0.393MPa 介质：管程贫胺液、壳程富胺液。1.2装置腐蚀情况

100t/h 溶剂再生装置在2018年9月份装置大检修期间对再生塔检查时发现塔顶4-9层塔盘腐蚀严重，同时发现贫富液换热器腐蚀泄漏严重，而在2015年装置大检修时均未出现以上腐蚀严重情况。

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月

2018年再生塔塔顶腐蚀现场照片

1.3前后情况比对

前后两个运行周期的运行情况①运行时间及介质变化上个周期装置运行工况：

2013年8月-2015年4月运行21个月，其处理干气脱硫、液态烃双脱、加氢改质、加氢脱酸、2#柴油加氢、2#汽油加氢、重整气柜富液，没有焦化富液。

酸性气流量、酸性气品质（均值）：H2S 、烃类、CO2组成：62.74、1.2、30.99本周期装置运行工况：

2015年5月-2015年9月运行36个月，其处理干气脱硫酸性气流量、酸性气品质（均值）：、液态烃双脱、加氢改质、加氢脱酸、2#柴油加氢、2#汽油加氢、重整气柜富液，增加处理焦化富液。

H2S 、烃类、CO2组成：28.39、0.24、60.63再生塔塔顶底温度、压力、压差均在正常操作规定范围内，唯一富液温度升高。

②塔板材质不同

T5109塔板材质为Q234B,较50t/h 溶剂再生装置C6101材质偏低，抗腐蚀能力差。

③热稳定盐变化较大

2015年底至2017年年中热稳定性盐类含量相对缓慢升高，而在2017年下半年-2018年上半年热稳定性盐类含量以翻倍速度升高。

2腐蚀原因分析

2.1胺液介质腐蚀

溶剂再生装置脱硫溶剂为N －甲基二乙醇胺，浓度40%左右,其脱硫反应原理为:

CH 3N(CH 2CH 2HS)2→CH 3N(CH 2CH 2)2S +H 2S

CH 3N(CH 2CH 2HCO 3)2→CH 3N(CH 2CH 2)2CO 3+CO 2+H 2O 富液中在升温降压情况下分解，释放H 2S 和CO 2等酸性气，复原成CH 3N ，成为贫液。

再生系统主要腐蚀介质有CO 2-H 2S-H 2O ；CH 3N -CO 2-H 2S-H 2O 及其他腐蚀污染物。N －甲基二乙醇胺溶剂本身对金属没有腐蚀作用，但溶剂经过脱硫反应和再生过程后，大部分H 2S 和CO 2被脱除成为酸性气，但溶剂中仍含有少量的H 2S 和CO 2，在溶剂中水的作用下，这些介质成为腐蚀的主要因素。因此，该处腐蚀体系主要是碳酸腐蚀和硫化氢腐蚀。CH 3N -CO 2-H 2S-H 20介质腐蚀随溶剂中CO 2含量的增加而增加，游离或化合的二氧化碳均能引起腐蚀，其中严重的腐蚀发生在有水的高温部位

（90℃以上)，腐蚀形态为在碱性介质下由CO 2及胺引起的应力腐蚀开裂和减薄，腐蚀反应为:

Fe+2C02+H 20→Fe(HCO 3)2+H 2

酸式碳酸铁在高温条件下受热可分解为碳酸铁、二氧化碳和水:

Fe(HCO 3)2→FeC03↓+CO 2+H 20

2.2气液冲刷腐蚀

CO 2对设备腐蚀后的产物主要有FeC03和Fe(HCO 3)2，这些腐蚀产物以疏松状附着在再生塔，形成保护膜，当有气、液流冲刷设备表面时，这些腐蚀产物很容易脱落，暴露出新的金属表面并重新受到腐蚀。

同时溶剂中的固体颗粒随气液相流动时，对设备及相关管线本体存在磨损作用，这些固体颗粒主要来源是：在溶剂再生过程中，系统中由于硫化氢等介质的腐蚀作用生成了少量固体杂质如硫化亚铁、氧化铁等;一些杂质夹带在溶剂中，

在流动时冲刷增加了磨损，破坏了原本生成的保护膜并形成各种微电池，后者的阳极部分成为局部腐蚀区域，从而加重了设备的腐蚀。

2018年E5104腐蚀现场照片

3应对措施

3.1材质升级

经过2018年9月份检修，对再生塔腐蚀的的八层塔盘全部进行材质升级，变更为304材质。并在下一个周期对整个塔的塔盘进行材质升级。3.2加强工艺操作（1）并定期补充新鲜溶剂，增加一套胺液净化设备，定期对溶剂进行净化。（2）减少降解产物与杂质，将系统中少量的杂质过滤出来，保证溶剂的纯净度。（3）在平常的操作上尽量平稳操作，在满足贫溶剂质量的情况下，适当降低溶剂再生的温度。（4）关注胺液品质，关注溶剂的浓度，浓度是胺液腐蚀的重要因素。

3.3增加缓蚀剂管线

在装置富液总管增加缓蚀剂注入口甩头，为注缓蚀剂工艺防腐措施提供条件。

4结论

在介质腐蚀和冲刷的共同作用下，设备设计不合理和选材

不当是溶剂再生系统产生严重腐蚀的主要原因。通过通过2018年的装置检修，采取一些应急措施。同时要求车间加强精细化操作，避免该塔在超温、超压和超负荷运行，并针对运行现状及时修改工艺控制指标，使其在满足生产的前提下，尽量在低温低压下运行，才是解决腐蚀的根本途径。

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