延迟焦化腐蚀和防腐
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是炼油厂中重要的装置,用于将重油转化为高附加值的产品。
由于延迟焦化装置工作环境的特殊性,容易导致腐蚀问题的出现。
本文将对延迟焦化装置的腐蚀原因进行分析,并提出相应的对策。
延迟焦化装置腐蚀的原因主要有以下几个方面:1.高温高压环境:延迟焦化装置工作温度高达600℃以上,压力在15-40MPa范围内。
这种极端的工作环境使得装置内的金属材料暴露在高温高压下,容易导致金属表面发生腐蚀反应。
2.存在的硫化物和氯化物:延迟焦化装置中的原料油中含有大量的硫化物和氯化物。
在高温高压下,这些化合物会与金属表面发生反应,形成硫化物和氯化物,导致金属材料的腐蚀。
3.化学物质的腐蚀:延迟焦化装置中存在大量的酸性物质和腐蚀性物质,如硫酸、氯化氢等。
这些物质会直接侵蚀金属材料的表面,导致腐蚀问题的出现。
为了解决延迟焦化装置的腐蚀问题,可以采取以下对策:1.合理选择材料:在设计和建设时,应根据延迟焦化装置的工作条件选择能够承受高温高压环境的耐腐蚀材料,如不锈钢、镍基合金等。
还应注意材料与原料油中的化学物质的相容性。
2.设备维护与保护:定期进行设备的检修和维护,及时清除设备表面的腐蚀产物和沉积物。
并使用正确的腐蚀抑制剂和润滑油,形成保护膜来降低腐蚀速度。
3.改善原料油的质量:通过提高原料油的质量,减少硫化物和氯化物的含量,可以降低对设备的腐蚀作用。
可以采用疏水剂和粘度控制剂来减少原料油中的腐蚀物质的含量。
4.优化操作条件:通过调整延迟焦化装置的操作条件,如温度、压力等,可以降低设备的腐蚀速度。
还可以采取措施降低气液速度,减少腐蚀的机械冲刷作用。
延迟焦化装置腐蚀的原因主要包括高温高压环境、存在的硫化物和氯化物以及化学物质的腐蚀。
为了解决这些问题,可以采取合理选择材料、设备维护与保护、改善原料油质量和优化操作条件等对策,以降低延迟焦化装置的腐蚀问题。
延迟焦化装置加热炉的腐蚀及对策探讨
延迟焦化装置加热炉的腐蚀及对策探讨延迟焦化装置加热炉是延迟焦化装置中的重要设备,其作用是将原料煤在高温下进行热解反应,从而得到焦炭和其他附属产品。
在加热炉的运行过程中,由于高温、高压等因素的影响,加热炉的金属部件容易受到腐蚀的影响。
本文将重点探讨延迟焦化装置加热炉腐蚀问题的现状和对策探讨。
一、延迟焦化装置加热炉腐蚀问题的现状延迟焦化装置加热炉在工作过程中受到多种因素的影响,导致其金属部件容易受到腐蚀。
主要表现在以下几个方面:1. 高温气体腐蚀:在加热炉内部燃烧过程中,产生的高温气体中含有大量的腐蚀性物质,如二氧化硫、水蒸气、氧气等,这些物质会对加热炉的金属部件产生腐蚀作用。
3. 热应力腐蚀:由于加热炉在工作过程中需要经受高温、高压等严苛的工况,金属部件容易受到热应力的影响,从而引发腐蚀问题。
以上几个方面的腐蚀问题,严重影响了加热炉的正常运行,同时也给设备的维护和管理带来了很大的困难。
针对延迟焦化装置加热炉腐蚀问题,可以采取以下对策来加以解决:1. 选择耐腐蚀材料:加热炉的金属部件可以选择耐腐蚀材料进行制造,以提高其抗腐蚀能力。
可以选用耐高温合金钢、不锈钢等材料,这些材料具有较强的抗腐蚀性能,可以有效延长加热炉的使用寿命。
2. 表面涂层防护:对加热炉内部金属部件进行表面涂层处理,提高其表面的抗腐蚀能力。
可以采用耐腐蚀涂料、耐高温涂料等进行表面涂层,形成一层保护膜,有效阻隔腐蚀性物质对金属表面的侵蚀。
3. 加强排放气体治理:对加热炉排放的高温气体进行治理,减少其中的腐蚀性物质含量。
可以采用干法脱硫、湿法脱硫等技术对烟气中的二氧化硫进行处理,降低腐蚀性物质的排放。
4. 定期维护检查:加热炉在使用过程中,需要定期进行维护检查,及时发现并处理腐蚀问题。
对金属部件进行清洗、修复、更换等工作,保证设备的正常运行。
5. 增强炉体结构设计:在加热炉的结构设计中,可以采用一些增强措施,如增加衬里、加固设备结构等方式,提高加热炉的整体抗腐蚀能力。
延迟焦化装置工艺防腐蚀对策
延迟焦化装置工艺防腐蚀对策腐蚀是制约炼化装置长周期运行的主要因素,不仅浪费了宝贵的石油资源,造成装置非计划停工、物料损失,而且会引起火灾、爆炸、环境污染等灾难性事故,给炼厂企业的生产经营和安全环保带来巨大影响。
目前各家炼化企业也逐渐加大了对防腐蚀管理、防腐蚀技术研究、腐蚀控制措施的完善,这也为装置长周期安全稳定运行提供基础保障。
下面针对某炼油厂延迟焦化装置工艺防腐蚀对策进行论述。
一、延迟焦化装置存在的腐蚀形式根据焦化装置工艺特点易发生腐蚀部位有:温度高于204℃以上的高温重油部分,分馏塔的底部、轻重蜡段和柴油段、以及分馏塔相应的高温重油管线及管件、加热炉前的原料油管线、加热炉炉管等,腐蚀形式为高温硫化物腐蚀;温度低于120℃的低温部位,分馏塔顶部塔盘、冷却器及相应管线等,腐蚀形式为露点腐蚀、湿硫化氢腐蚀、铵盐引起的垢下腐蚀;加热炉还有辐射段炉管外壁的高温氧化、蠕变,内壁的高温硫化物腐蚀、空气预热器的硫酸露点腐蚀;另外由于低频热疲劳、极冷引起焦炭塔塔体变形和焊缝开裂。
某炼油厂延迟焦化装置主要加工原料为减压渣油,同时掺炼罐区污油,以及催化装置外甩油浆。
由于焦化原料油含硫量较大,且杂质较多造成装置出现多种腐蚀形式。
表1大庆油与俄油中杂质含量对比2俄油0.40.03 2.736.567自装置投产以来,发生过因腐蚀导致设备管线泄漏装置被迫降量甚至分炉的情况。
发生过泄漏的部位主要集中在顶循系统,包括顶循泵出口管线与副线阀连接焊道处;顶循下回流管线水平管段;顶循空冷入口三通部位,另外在检修期间检查分馏塔上部塔盘、塔顶空冷器入口弯头部位出现了结盐现象。
经电话调研国内同类焦化装置也曾出现类似的腐蚀问题。
图1分馏塔塔盘结盐情况二、延迟焦化装置防腐蚀措施针对焦化装置生产工艺特点,在腐蚀防控方面总体思路为低温部位以工艺防腐为主,材质升级为辅;高温部位以材质升级为主,工艺防腐为辅。
1、高温部位腐蚀防护焦化装置高温腐蚀类型包括高温硫化物的均匀腐蚀、加热炉内炉管的蠕变和高温氧化等。
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是对石油进行加工处理的设备之一。
在设备运行过程中,腐蚀问题一直是一个值得关注的问题。
腐蚀会导致设备受损,影响生产效率和生产效益。
因此,深入了解延迟焦化装置腐蚀的原因并采取相关的对策非常重要。
腐蚀的原因主要有以下几个方面:1. 废气中含有酸性物质在延迟焦化过程中,热炉烟气是一种酸性气体,含有硫化氢和二氧化硫等酸性成分。
这些气体会在设备表面形成酸性湿润环境,从而导致设备腐蚀。
2. 高温延迟焦化装置的运行温度较高,设备表面可能出现高温氧化作用,导致设备损耗。
3. 氧化作用热炉烟气中除了含有酸性物质,还含有氧气,氧气会在高温下和设备表面的金属产生氧化反应,形成金属氧化物,从而使得设备产生腐蚀。
4. 金属材料延迟焦化装置中所使用的金属材料有其自身的不足之处,如钢材易生锈,铜材易变脆等问题,这些问题都会导致设备在使用中发生腐蚀。
针对以上几个方面的问题,应采取以下对策:1. 采取腐蚀抑制措施在延迟焦化过程中,采取一些腐蚀抑制措施能够有效降低腐蚀的产生,如增加热交换器的表面积、增加设备表面的防腐涂层等措施。
2. 选择耐腐蚀性材料选用更加耐腐蚀的材料,如钛合金、奥氏体不锈钢等,可以有效地解决设备的腐蚀问题。
3. 检测和维护设备定期对设备进行检测和维护,及时发现问题并进行修复,可以有效地减少设备的腐蚀问题。
4. 设备运行条件控制控制设备运行环境,注意环境湿度、温度等因素,可以有效地减小设备的腐蚀情况。
综上所述,延迟焦化装置腐蚀问题是一个需要注意的问题,应该采取相应措施来预防和消除腐蚀现象。
通过不断地加强设备的维护和保护,可以提高设备的使用寿命,保证生产效率和经济效益。
延迟焦化装置加热炉的腐蚀及对策探讨
延迟焦化装置加热炉的腐蚀及对策探讨延迟焦化装置加热炉是炼油厂重要装置之一,为提高加热炉的利用率,减少燃料消耗,一般采用高温燃烧气体对炉体进行加热。
然而,高温气体中的腐蚀性物质会影响加热炉的安全稳定运行,对加热炉的腐蚀及防控方法需要深入探讨。
一、加热炉腐蚀机理加热炉腐蚀主要是由于高温气体中存在的酸性气体对炉体内壁材料的腐蚀作用。
主要包括以下腐蚀机理:(1)硫酸腐蚀:燃料中的硫化物在高温氧化反应中形成SO2,与氧气和水汽在炉膛中形成硫酸蒸气,与炉体内壁材料的氧化物反应生成硫酸盐和氢氧化物,导致炉壁的腐蚀。
二、腐蚀防控技术(1)对炉体内壁材料的选择:对于加热炉的内壁材料,可以采用高铝质或硅质材料。
高铝质材料热稳定性高,耐腐蚀性强,但是价格昂贵;硅质材料耐火度较高,耐腐蚀能力较强,但在高温下易出现裂纹。
(2)炉体加装防腐层:炉体内壁可采用特制耐腐蚀陶瓷涂层,防止酸性气体对炉体的侵蚀。
陶瓷涂层是一层硬而光滑的瓷砖,能防止高温气体中的腐蚀物质侵蚀炉体,但其价格也较高。
(3)燃烧控制:在炉体燃烧时,可根据不同的燃料特性和加热炉结构设计,控制燃烧温度及气体混合比等,减少可能产生的腐蚀性气体产生,有效降低炉体的腐蚀。
(4)气体净化:炉体内的二氧化硫、氨和氯化氢等化合物是导致加热炉腐蚀的主要原因之一,通过空气预燃、废气吸收、碱喷淋等气体净化技术可有效减少腐蚀性气体对炉体的影响。
三、结论针对延迟焦化装置加热炉的腐蚀问题,需要根据燃料特性选择适当的内壁材料和防腐层,控制燃烧温度及气体混合比,通过气体净化和其他技术手段来达到防腐防蚀的目的。
有效降低加热炉的腐蚀,保障设备的安全运行及生产的顺利进行。
延迟焦化装置腐蚀风险及相关优化建议
延迟焦化装置腐蚀风险及相关优化建议摘要:延迟焦化装置是炼油厂加工重质原料的主要装置之一,通过延迟焦化加工可将原油中的轻质组分转化为轻质油品,进而提高炼厂的经济效益。
但是由于延迟焦化装置具有高温、高压、低温的特点,因此其在加工过程中容易产生严重的腐蚀问题,同时也会产生大量的酸性水,进而加剧设备腐蚀问题。
根据延迟焦化装置腐蚀情况进行分析发现,影响延迟焦化装置腐蚀的因素较多,如设备材质、操作条件、油品性质等都会对延迟焦化装置造成不同程度的腐蚀。
针对上述问题提出了几点优化建议:①采取适当的缓蚀剂,减缓设备腐蚀;②调整操作条件,保证稳定运行;③通过改善设备材质及改进操作方式来减缓腐蚀。
关键词:延迟焦化装置;腐蚀风险;优化措施引言在渣油的轻质处理过程中,推迟焦化是一个必不可少的设备,它具有成本低、操作简单等优点,并且可以适应大多数的原材料,通过与工厂里的其它流程结合起来,可以对渣油的高效率使用起到很好的推动作用,从而为炼化集成的发展奠定了坚实的技术基础。
然而,随着炼制的石油品质的持续恶化,炼焦装置的腐蚀问题也在急剧增加,对炼焦装置的正常运转造成了很大的冲击,因此,必须对炼焦系统中普遍存在的腐蚀危险因素进行识别,及早制定相应的预防对策,确保炼焦系统的安全生产。
一、装置概况某炼厂延迟焦化装置由四部分组成,即原料预处理、加热炉、焦化分馏塔、冷焦水处理塔。
加热炉包括一次炉管、二次炉管和两台加热炉,其中一次炉管为三层,即底封、侧封和顶封,二次炉管为四层,即底封、侧封和顶封。
焦化分馏塔主要是对一次炉生产的干气产生气进行分馏。
冷焦水处理塔循环水系统主要用于对冷焦水进行处理。
装置使用的原料为二次蜡油和二次渣油。
装置的原料经过加热后,进入分馏塔进行加工,通过分馏塔上的一组加热后,通过压缩机送至冷焦水处理系统进行进一步处理。
在装置加工过程中,二次蜡油和二次渣油需要进入冷焦水处理系统中进行处理,以便于后续使用。
在冷焦水处理系统中有一台机械过滤器和两台文丘里过滤器。
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是在炼油厂中用于生产石油焦的核心设备之一,它由于长时间运行在高温、高压、高腐蚀和高腐蚀环境下,容易受到腐蚀的影响。
本文将分析延迟焦化装置腐蚀的原因,并提出相应的对策。
延迟焦化装置腐蚀的原因主要包括以下几个方面:1. 高温高压环境:延迟焦化装置工作温度较高,常常超过800摄氏度,炉内气体压力也较高。
高温高压环境下,金属材料容易发生氧化反应,造成腐蚀。
对策:选择适应高温高压环境的耐高温合金材料,如尼龙合金、锆合金等,提高设备的抗氧化腐蚀能力。
2. 酸性物质侵蚀:延迟焦化装置在工作过程中,产生的废气中含有大量腐蚀性成分,如酸性气体、酸性油雾等。
这些酸性物质会与设备表面的金属发生化学反应,导致腐蚀。
对策:采用喷涂防腐蚀涂料,增加设备表面的防腐蚀能力;定期清洗设备内部,去除沉积物,减少酸性物质对设备的腐蚀。
3. 异常操作和事故:在延迟焦化装置的运行过程中,如果操作不当或发生事故,如温度过高、炉内堵塞、泄漏等,都会导致设备的腐蚀加剧。
对策:严格执行操作规程,确保设备正常运行;建立完善的安全管理制度,防止事故的发生;定期检查设备状况,及时发现并修复存在的问题。
4. 材料的选择和质量:延迟焦化装置材料的选择和质量直接影响设备的抗腐蚀性能。
如果选用了质量不合格或不适应工艺要求的材料,就会加速设备的腐蚀。
对策:在选材过程中,严格按照工艺要求进行选择;加强对材料的质量检验,确保材料符合规定标准。
延迟焦化装置腐蚀原因主要包括高温高压环境、酸性物质侵蚀、异常操作和事故以及材料的选择和质量。
为了减轻设备的腐蚀程度,可采取相应的对策,如使用耐高温合金材料、喷涂防腐蚀涂料、定期清洗设备内部、严格执行操作规程、建立安全管理制度、定期检查设备状况以及严格选材和质量检验。
通过采取这些措施,可以保护设备,延长使用寿命,保证生产的正常进行。
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是炼油工业中常用的设备之一,用于将重质石油切割成较轻的石油产品。
在延迟焦化装置运行的过程中,腐蚀问题是一个常见的技术难题。
本文将对延迟焦化装置腐蚀原因进行分析,并提出相应的对策。
1. 高温环境:延迟焦化装置中气体和液体都处于高温环境下,高温容易促进腐蚀反应的进行。
高温环境还会使金属材料的蠕变和应力腐蚀开裂等问题加剧。
对策:选择耐高温的材料和涂层,如镍基合金、不锈钢等,可以有效降低高温环境下的腐蚀问题。
通过冷却系统和隔热措施,降低设备温度,也可以减缓腐蚀速度。
2. 高温下的硫化物腐蚀:在延迟焦化装置中,存在一些含硫化物的物质,如硫化氢、硫酸和含硫油品等,它们会与金属表面反应,生成黄铜、黄铜绿等腐蚀产物。
对策:加强硫化物的监测和控制,确保含硫物质的浓度在安全范围内。
加装除硫装置、增加碱洗灰灰塔等处理设备,可以有效减少硫化物对设备的腐蚀。
3. 延迟焦化装置中的酸性物质:延迟焦化装置中经常使用一些酸性物质,如稀盐酸、硝酸等,这些物质会对设备表面产生腐蚀作用。
对策:采用酸性物质的替代品,选择性能更好的缓蚀剂,加强设备的保护涂层等,可以减轻酸性物质对设备的腐蚀。
4. 介质中的悬浮颗粒物:延迟焦化装置中运行的介质中往往含有固体颗粒,这些颗粒物会磨损金属表面,加速腐蚀作用的进行。
对策:在介质中加入过滤装置,减少悬浮颗粒物的含量;采用耐磨材料和涂层,增加金属表面的耐磨性。
延迟焦化装置腐蚀的原因主要包括高温环境、高温下的硫化物腐蚀、酸性物质的腐蚀和介质中的悬浮颗粒物等。
针对这些原因,可采取的对策包括选择耐高温材料和涂层、控制硫化物浓度、加装除硫装置、减少酸性物质的使用、加强设备保护涂层、过滤介质中的悬浮颗粒物等。
通过合理的措施和对策,能够降低延迟焦化装置的腐蚀问题,延长设备寿命,提高生产效益。
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是炼油厂常用的一种重要设备,用于将低值石油馏分转化为高值产品。
由于工艺条件的复杂性和环境因素的影响,延迟焦化装置常常受到腐蚀的影响。
本文将对延迟焦化装置腐蚀的原因进行分析,并提出相应的对策。
延迟焦化装置腐蚀的原因主要有以下几个方面:1. 高温和高压条件下的腐蚀:延迟焦化装置工作温度通常在700℃以上,工作压力在5-10兆帕以上,这样的高温高压环境容易引起金属材料的腐蚀,特别是对于不锈钢等抗腐蚀性能较差的材料来说,容易出现腐蚀问题。
2. 废气含硫量高:焦化过程中会产生大量含硫废气,废气中的硫化物会与金属表面形成硫化物腐蚀产物,加速金属材料的腐蚀。
废气中的其他有害气体如氯化物、氟化物等也会引起腐蚀问题。
3. 润滑油腐蚀:延迟焦化装置中的润滑系统需要使用高温高压环境下的特殊润滑油,这些润滑油中的酸性物质会对金属材料产生腐蚀作用。
4. 渣油腐蚀:在延迟焦化装置中,渣油是重要的原料,其中含有硫、氮、钠、钾等有害元素,这些元素会对金属材料产生腐蚀作用。
针对延迟焦化装置腐蚀问题,可以采取以下对策:1. 选择抗腐蚀性能好的金属材料:在设计和选材阶段就要考虑到设备的工作环境和工艺条件,选择抗腐蚀性能好的金属材料,如钼合金钢、镍基合金等。
2. 加强设备的防腐措施:对于易受腐蚀的部位可以采取不同的防腐措施,如采用涂层、衬里、抗腐蚀涂料等。
3. 优化工艺条件:通过优化工艺条件,减少废气中有害物质的排放,降低对设备的腐蚀作用。
4. 定期检查和维护:对延迟焦化装置进行定期检查,发现腐蚀问题及时进行维护,避免腐蚀问题进一步扩大。
延迟焦化装置腐蚀问题是一个复杂而严重的问题,需要在设计、选材、工艺优化、设备检修等方面加以解决。
通过采取科学的对策,可以有效地减轻延迟焦化装置的腐蚀问题,提高设备的使用寿命和运行效率。
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是炼油厂中常用的设备之一,用于将重质石油馏分转化为高级汽油和柴油。
由于工艺条件的限制和操作问题,延迟焦化装置容易发生腐蚀问题,对设备的正常运行和寿命造成不良影响。
本文将就延迟焦化装置腐蚀原因进行分析,并提出相应对策。
延迟焦化装置腐蚀的主要原因包括以下几个方面:1. 高温腐蚀:延迟焦化装置是在高温环境下运行,容易引发高温腐蚀。
高温腐蚀主要是由于金属表面形成氧化物膜,而且在高温和腐蚀介质存在的情况下,氧化物膜会发生离子交换,进一步加剧金属的腐蚀。
2. 酸性腐蚀:延迟焦化过程中产生的气体和液体中含有一定量的酸性成分,容易引发酸性腐蚀。
酸性腐蚀会破坏金属表面的保护膜,导致金属的腐蚀加剧。
3. 凝析腐蚀:延迟焦化过程中,石油馏分中的凝结物在高温下会形成凝析物,凝析物在金属表面附着并吸附酸性成分,容易引发凝析腐蚀。
为了解决延迟焦化装置的腐蚀问题,可以采取以下对策:1. 选择合适的材料:在设计和建设延迟焦化装置时,应选择耐高温和耐腐蚀的材料,如316L不锈钢和合金钢等。
这些材料具有良好的抗腐蚀性能,能够减少腐蚀带来的影响。
2. 控制工艺参数:通过控制延迟焦化装置的温度、压力和气体/液体流速等工艺参数,减少腐蚀发生的可能性。
合理的工艺控制可以减少介质中的酸性成分和凝析物的生成,从而降低腐蚀风险。
3. 定期清洗和维护:定期检查延迟焦化装置的设备和管道,及时清洗和维护,以去除附着的凝析物和腐蚀产物,保持设备的表面光洁,并延长设备的使用寿命。
4. 添加缓蚀剂:在延迟焦化装置的操作过程中,可以添加一定量的缓蚀剂,以形成一层保护膜在金属表面,减少腐蚀的发生。
延迟焦化装置腐蚀是由多种原因引发的问题,针对不同的腐蚀原因可以采取不同的对策。
通过选择合适的材料、控制工艺参数、定期清洗和维护,以及添加缓蚀剂等方法,可以有效减少延迟焦化装置的腐蚀,提高设备的使用寿命和运行效率。
延迟焦化腐蚀与防护1
⑧工艺操作改进:通过改变工艺操作参数、以及改变介质的流向、流 速等方法,达到减缓金属腐蚀的目的。
二、焦化装置设备防腐
1 焦化原料中的腐蚀介质
焦化装置加工含硫原油和劣质原油的倾向加大,原料
中腐蚀性物质的含量和种类增加,腐蚀情况复杂。焦化原
料中的腐蚀性物质主要为各种形态的硫化物(主要腐蚀介 质)、氮化物、氯化物、有机酸等,这些腐蚀性物质会产 生各种类型的腐蚀。焦化原料中的硫含量往往比原油中的 硫含量高得多。
浓差电池腐蚀
缝隙腐蚀 垢下腐蚀 点、孔蚀
微电池腐蚀
全面腐蚀 晶间(界)腐蚀 选择性腐蚀
氢损伤:腐蚀反应或临氢介质分解产生的氢进入金属后,会对 金属材料产生一系列的破坏(损伤),常见的形式有:
氢鼓泡: 进入金属内部的初生态氢结合成氢分子,产生巨大的内压,造成金属局部
分层并产生鼓起的现象。
氢脆金属内部由于氢的进入而使得金属材料变脆、韧性和抗拉强度下降的现象。 表面脱碳: 渗入金属表面的氢与金属表面的渗碳体发生反应生成甲烷,使得钢表面 渗碳体减少,导致金属表面硬度和疲劳极限降低的现象。 氢腐蚀:渗入金属内部的氢与渗碳体反应生成甲烷,由于甲烷的低扩散能力,随反 应的进行不断积聚,形成局部高压,导致材料发生开裂破坏的现象。 氢致开裂: 金属内部不同层面上沿扎制方向产生的裂纹相互连接,形成阶梯状的裂
原油 品种 拉比 阮东 奥斯 伯格 布伦 特 伊朗 浪博 马西 拉 卡宾 达 密度 酸值 含盐 3 g/m mgKOH mg/l (20 ℃) /g 845.7 824.4 841.6 829.5 860.3 828.3 862.3 878.5 0.09 0.1 0.33 0.09 0.17 2.95 0.83 1.29 7.5 50.6 179.0 45.9 361 含硫 Wt% 0.36 0.08 0.27 0.49 1.6 0.35 0.50 0.14 金属含量,ppm Fe 1.3 1.5 1.19 4.00 2.10 0.77 5.70 2.00 Ni 1.33 2.00 1.42 1.40 10.2 2.67 6.20 17.0 V 0.54 0.02 1.54 5.2 72.2 0.5 8.3 2.4 0.1 0.05 0.11 Cu 0.19 0.06 0.02 Ca Mg Na 4.7 56 13.2 169 6.83 3.62 16.7 79 0.04 1.1 0.26 0.04 Pb 0.19
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置是炼油厂中的重要设备,其主要作用是将重质石油馏分转化为较轻的产物,以提高燃料和石脑油的产量。
由于焦化过程中会产生一些腐蚀问题,因此需要对其腐蚀原因进行分析,并采取相应的对策措施,以确保设备的稳定运行。
延迟焦化装置腐蚀原因主要有以下几个方面:
1. 高温下的热腐蚀:延迟焦化装置工作温度较高,金属表面易受到高温中的氧化和腐蚀,特别是当温度达到1000℃以上时,热腐蚀问题会更加突出。
2. 硫化物的腐蚀:延迟焦化装置中使用的原料油中含有一定量的硫化物,这些硫化物会在高温下与金属表面发生剧烈反应,导致腐蚀加剧。
针对以上腐蚀原因,可以采取以下对策措施:
1. 选用合适的材料:在延迟焦化装置的设计和制造中,应选择抗热腐蚀、抗硫化物腐蚀和抗液态腐蚀的材料。
可以选择使用镍基合金和不锈钢等高温合金材料。
2. 使用腐蚀抑制剂:延迟焦化装置中可以添加一定量的腐蚀抑制剂,以减少金属表面的腐蚀程度。
腐蚀抑制剂可以在金属表面上形成一层保护膜,减少与外界环境的接触,阻止腐蚀的发生。
3. 控制温度和压力:延迟焦化装置的温度和压力应该在合理范围内进行控制,避免过高温度和过高压力对金属表面产生破坏性影响。
4. 定期检查和维护:对延迟焦化装置进行定期检查和维护,及时修复和更换受损的部件,以确保设备的正常运行和延长使用寿命。
延迟焦化装置腐蚀原因复杂多样,需要综合考虑各种因素,并采取相应的对策措施,才能有效地解决腐蚀问题,保证设备的稳定运行。
研发和应用新型腐蚀抑制剂和高温合金材料也是解决腐蚀问题的重要途径之一。
延迟焦化设备腐蚀问题及防护
延迟焦化设备腐蚀问题及防护摘要:改革后,随着延迟焦化装置的加工原料越来越劣质化,延迟焦化设备在对高硫、高酸等原料进行加工时受到的腐蚀问题日益严峻,对设备防腐要求也越来越高,这也给延迟焦化装置的安全运行带来了巨大隐患。
因此,对各种环境下的腐蚀情况进行研究分析是十分有必要的,并且要对延迟焦化设备的耐腐蚀性能进行研究,做好防腐设计,以保障延迟焦化设备的安全生产,保证装置长周期运行。
关键词:延迟焦化设备;腐蚀问题;防腐设计引言延迟焦化设备属于炼化行业的重要设备,该种类型的设备主要以渣油为主要原料,渣油主要由常减压蒸馏装置产出,通过将延迟焦化设备与其它多种类型的工艺进行合理的优化组合,可以大幅提高渣油的利用率,最终实现资源利用的目标,由于渣油中含有大量的硫、环烷酸等物质,同时,延迟焦化设备的运行环境也相对较为复杂,导致该种类型设备面临严重的腐蚀问题。
在延迟焦化设备出现严重腐蚀问题以后,不但会导致该种类型的使用寿命严重降低,还将会引发其它多种类型的安全风险问题。
本次研究主要是对延迟焦化设备的腐蚀类型以及腐蚀问题出现的原因进行分析,并以此提出合理的防腐措施,为保障其安全稳定运行奠定基础。
1原料腐蚀性分析由于焦化加工的原料主要是渣油,具有黏度大和组成复杂的特点,其中含有大量的无机盐、金属离子、沥青质和大分子的非烃化合物。
重油分子在高温条件下发生裂解和缩合反应。
焦化加热炉炉管所沉积的焦炭来自重油中沥青质的缩合反应。
渣油是由饱和烃、芳烃、胶质和沥青质四个组分以及硫、氮、氧和金属等非烃化合物组成,是一种胶质分散体系,其分散体系是以沥青质为核心并吸附胶质形成的胶束。
在加热炉中重质油不断升温,重质油中的胶质、沥青质含量较高,伴随着油品的汽化和裂解反应的发生,同时发生部分缩合反应,它们容易在热金属表面沉积,生成的焦核沉积在炉管的内表面形成垢层,并逐渐脱氢缩合形成焦炭,而原料中的S、N等杂质原子含量较高,在高温条件下易分解产生自由基,从而引发链反应,逐渐形成高分子聚合物,另外原料中的金属离子和不光沽金属表面对聚合反应起到--定的催化作用。
延迟焦化装置加热炉的腐蚀及对策探讨
延迟焦化装置加热炉的腐蚀及对策探讨延迟焦化装置加热炉是炼油厂中重要的设备之一,其作用是加热原油以实现分子裂化反应。
然而,由于原油中含有氧化物和硫化物等腐蚀性物质,加热炉往往容易遭受腐蚀。
本文将探讨延迟焦化装置加热炉腐蚀的原因和相应的对策。
一、加热炉腐蚀的原因1、原油腐蚀性:原油中含有硫、氧、氮、钠等元素,在高温下易发生化学反应,产生大量酸性物质,如硫酸、硝酸、醋酸等,这些物质会对加热炉管壁和附件等产生腐蚀作用。
2、高温氧化:加热炉内油气在高温下与空气接触,易发生氧化反应,生成大量氧化物,如Fe2O3、Cr2O3、NiO等,这些氧化物会与管壁反应,形成粘附层,从而加速管壁的腐蚀。
3、管道堵塞:原油中含有一定比例的杂质,如铁锈、砂粒等,这些杂质会随着管道流动,沉积在管道中,形成沉积物,从而引起管道堵塞。
堵塞的管道内部会形成死角,使得腐蚀部位的杂质浓度升高,从而造成局部腐蚀。
1、原油预处理:采用原油脱硫、脱酸等预处理手段,减少原油中的酸性物质含量,从根本上减少加热炉内腐蚀的产生。
2、管道清洗:定期进行管道清洗,将油气管道中的积垢清除干净,防止管道堵塞,避免局部腐蚀。
3、炉内保护:采取炉内保护措施,如加注氮气等惰性气体,将炉内氧气含量降至低于3%的安全范围内,避免高温氧化反应的发生,减少腐蚀。
4、材料选择:选择抗腐蚀能力强的材料,如铬镍合金等,能够减缓管壁的腐蚀速度。
5、防腐涂层:在管道内部涂上抗腐蚀涂层,可有效地防止管道内部的腐蚀,同时也能预防外部外力对管道的侵蚀。
综上所述,延迟焦化装置加热炉的腐蚀问题不可忽视,针对不同的腐蚀原因,采取相应的措施,从原材料预处理到管道清洗、炉内保护、材料选择等环节,均需要注意,以延长加热炉的使用寿命,保障生产安全。
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是石化工业中常见的重要设备,其作用是将长链烃分解成短链烃并产生乙烯等重要产品。
然而,延迟焦化装置在使用过程中容易发生腐蚀问题,严重影响其生产效率和安全性能。
本文将从延迟焦化装置腐蚀的原因开始,分析其根本原因和相关因素,并提出几种可行的对策。
延迟焦化装置腐蚀的原因主要有以下几点:1.高温和高压环境延迟焦化装置是在高温和高压环境下运行的,这使得其中的金属材料易于老化和损坏。
在高温的条件下,金属材料容易发生热膨胀和热应力,从而导致结构变形、裂纹和金属疲劳等腐蚀问题。
2.化学反应物质对设备的腐蚀延迟焦化装置中的化学反应物质含有大量的酸性物质、有机物等,这些物质具有腐蚀性。
当这些反应物质与金属材料接触时,会造成金属表面的化学反应,加速了设备的腐蚀和老化。
3.锈蚀锈蚀是指由于金属表面氧化而形成的氧化物层,这层氧化物通常含有水分,使得金属表面有潮湿的环境,从而导致金属材料出现生锈腐蚀。
为防止延迟焦化设备发生腐蚀,需要采取如下措施:1.使用硬度高、抗腐蚀性能好的材料延迟焦化装置主要使用钢材、不锈钢等金属材料,为了防止金属材质腐蚀,应该选用硬度高、抗腐蚀性能好的材料,例如铬合金钢等。
这样可以有效地提高设备的使用寿命和安全性能。
2.定期清洗设备为了防止设备内部出现腐蚀问题,需要定期清洗设备,特别是设备内部的管道和阀门等易于积存污垢和反应物质的区域。
清洗时应使用适当的清洗液,防止对设备造成二次污染。
3.加强设备温度、压力控制为了防止因温度和压力变化导致金属材料受损,需要加强对设备的温度、压力控制。
在设备设定工作范围内进行调整,避免超过其承受极限。
4.加强设备防腐措施为了防止设备腐蚀,需要加强设备防腐措施,例如在设备表面涂上防腐漆,加装防腐层等。
综上所述,延迟焦化装置的腐蚀问题是由多方面因素综合作用的结果,应该从多个方面入手,从材料的选用、设备清洗、温度、压力控制和防腐措施等方面加以防范和治理,保障设备的正常运行。
延迟焦化装置常见腐蚀部位分析及防腐方法
2018年08月延迟焦化装置常见腐蚀部位分析及防腐方法李鹏飞钟其华(中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司炼油厂,辽宁辽阳111003)摘要:石油化工行业中,延迟焦化是加工掺炼催化油浆以及深度加工高酸、高硫等重质油的主要手段,是提高轻质油收率的重要途径。
但是在实际生产过程中,由于生产原料中含有大量的有机酸、硫、重金属及残炭等腐蚀性物质,导致延迟焦化装置极易出现腐蚀,严重影响延迟焦化装置的使用寿命,降低延迟焦化装置的效益。
基于此,防腐已经成为延迟焦化装置的一个重要研究课题。
文章主要探讨了延迟焦化装置常见腐蚀部位及防腐方法,以期可以为确保延迟焦化装置的稳定、安全运行提供一定帮助。
关键词:延迟焦化装置;腐蚀;防腐方法近年来,随着工业化建设进程的加快,我国对石油资源的需求量越来越大,但作为一种不可再生的矿石能源,石油资源是有限的,为满足人们的石油需求,必须加强对石油资源的利用效率。
延迟焦化是对重质油进行深入加工的主要手段,其主要生产原料具有高酸、高硫、高残炭、高重金属的特点,这就增加了延迟焦化装置的腐蚀几率。
1延迟焦化装置常见腐蚀部位分析1.1加热炉的腐蚀加热炉是延迟焦化装置中的重要组成部分之一,也是主要的腐蚀部位。
加热炉炉管是加热炉中最为主要的腐蚀部位,可分为管外腐蚀、管内腐蚀两种不同的类型。
管外腐蚀,顾名思义,便是发生在加热炉炉管外部的腐蚀,其与炉膛环境,主要是炉膛氧含量、炉膛温度以及燃料气硫含量等因素有关,多为高温氧化腐蚀、高温硫腐蚀。
管内腐蚀,顾名思义,便是发生在加热炉炉管内部的腐蚀,其主要原因是加工原料的性质,多为高温硫腐蚀。
1.2焦炭塔的腐蚀焦炭塔也是延迟焦化装置中比较容易发生腐蚀的设备。
多为应力腐蚀与高温硫腐蚀。
焦炭塔运行中,周期性冷热循环操作,会引起应力腐蚀,主要表现为塔体焊缝开裂、塔壁塔体鼓包,前者的危害较大,且容易反复出现[1]。
焦炭塔运行过程中,塔内温度高达470至490摄氏度,高温状态下,原料发生裂解反应、缩合反应,生成高温油气、焦炭,环烷酸分解,从而导致焦炭塔内部出现高温硫腐蚀。
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是一种重要的炼油设备,它具有生产高值馏分的特点,但在长期运行中,会受到各种因素的影响,导致腐蚀问题的产生。
本文将分析延迟焦化装置腐蚀的原因,并提出相应的对策。
1. 高温和高压环境造成腐蚀延迟焦化装置由于生产馏分需要高温和高压的环境,这些环境对设备材料具有很大的腐蚀性,尤其是在高酸值、高含硫等情况下,对金属材料腐蚀的速度更快。
在高温高压环境下,设备材料遭受严重腐蚀,容易出现裂纹、脱落等问题,导致设备的性能下降,增加维护成本。
2. 延迟焦化装置操作不当导致腐蚀操作不当也是影响延迟焦化装置腐蚀的重要因素之一。
如未及时清洗设备内积垢和沉淀物,这些垢和沉淀物可能含有腐蚀性物质,长时间堆积容易形成局部腐蚀。
另外,设备内油品流动不畅、堵塞、泄漏也会引发不同程度的腐蚀。
3. 化学介质的腐蚀作用延迟焦化装置中的化学介质是造成腐蚀的另一个重要原因。
延迟焦化装置中的介质例如催化剂、废油等都具有较高的酸度和硫含量,容易降低设备的耐腐蚀性。
尤其是催化剂的加热及持续的循环,不仅加重了设备的腐蚀程度,还可能使得腐蚀扩散到旁边的设备和管道。
1. 选用合适的材料在设计延迟焦化装置时,应当选用具有更好耐腐蚀性能的材料。
例如,在高温高压环境下,钼合金钢、不锈钢等具有更好抗腐蚀性能的材料更适合使用。
同时在材料选择的过程中,还应考虑到延迟焦化装置处理的介质的酸度和硫含量等参数,并进行限制。
2. 严格的管道和设备清洗对于延迟焦化装置中的不同部位需要采取不同的清洗措施。
对于一些难以清洗的设备内壁和管道内部,建议使用机械清洗和水刀清洗等方法,确保设备和管道内部的干净和流畅。
在设备保养过程中,及时发现异样现象并及时处理,例如断裂、渗漏、掉屑等。
此外,为了延长设备使用寿命,建议对设备定期检查、维护、清洗,预防设备腐蚀。
3. 控制介质的酸、碱度延迟焦化装置加工废油的酸碱值直接影响设备的腐蚀程度。
因此,在加工废油之前,需要对废油的酸碱值进行检测,并采取相应的中和措施。
延迟焦化装置常见腐蚀部位分析及防腐措施
在进 料 换 热 器 中换 热 , 温 度逐 渐 上 升 至 3 0 0℃左 右后 , 再 进 人分 馏塔 底 由加 热 炉 进料 泵 输 送 至 加 热 炉加 热至 反应 温度 5 0 0℃ 。环烷 酸腐 蚀开 始 于 2 2 0 o C, 随着 温度 的升 高腐 蚀也 加剧 ; 2 7 0— 2 8 0 c C l
延迟 焦化 装 置 常见 腐蚀 部位 分 析及 防 腐措 施
邓 新
( 中石油 云南石化有 限公 司 昆明 6 9 0 3 9 9 ) 摘 要: 加工高硫 、 高酸 、 掺炼催化油浆等劣质原料 时 , 延迟焦化装置易发生腐蚀 。分析了容易
发生腐蚀的进料换热器 、 加热炉 系统 、 焦炭塔等部位的腐蚀 类型及腐蚀 机理 , 并 对 目前在设 计上 和生
详 细 的原料 性质见 表 1 。
表1 云 南 石 化 焦 化 装 置原 料性 质分 析
Ta b . 1 Ra w ma t e r i a l pr o p e r t i e s a n a l y s i s o f Yu n n a n Pe t r o c h e mi c a l c o k i n g p l a n t
・
5 0・
云 南化 工
2 0 1 6年 第 6期
表 2 惠州炼化焦化装置原料性质分析
Ta b. 2 Ra w ma t e r i a l p r o p e r t i e s a n ly a s i s o f Hu i z h o u r e in f i n g c o k i n g p l a n t
质原油 比例 逐年 增加 , 原料 中的硫 、 有机 酸、 残 炭及重金属含 量 随之增加 , 对 设备 造成 的腐蚀 也不 断 加 剧 。燕 山石 化 和上 海 石 化 的延 迟 焦 化
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策
延迟焦化装置腐蚀原因分析与对策延迟焦化装置是炼油厂中常见的重要设备,但由于其特殊的工作条件,常常会发生腐蚀现象。
本文旨在分析延迟焦化装置腐蚀的原因,并提出相应的对策,以预防和避免延迟焦化装置腐蚀。
1.化学腐蚀延迟焦化装置内含有丰富的油气和焦炭,其中含有一些腐蚀性物质,如酸性物质、水、硫化物等,容易引起化学腐蚀。
此外,延迟焦化装置内的工艺条件,如高温、高压、高速气流、高速液流等也是化学腐蚀的主要因素。
2.放电腐蚀延迟焦化装置中常常会有一些放电现象,如静电放电、电子束轰击等,这些放电现象会在对应位置引起高温和高压,引发腐蚀现象。
3.微生物腐蚀延迟焦化装置生产现场通常存在着微生物,它们在含水环境中生长迅速,会释放出许多腐蚀性物质,导致设备腐蚀。
1.选择高质量的材料对于延迟焦化装置的制造和维修,必须选择高质量的材料,以保证设备的耐腐蚀性。
应当根据工作条件与工艺特点选择材料,如高温、高压和高氧化性气体环境下,通常应选用高强度、高耐腐蚀的合金材料。
2.维护设备的清洁卫生延迟焦化装置的清洁卫生十分重要,需要经常清洗,并保持其干燥。
同时还要避免由于积水、细菌和其他腐蚀因素造成的腐蚀腐蚀现象。
3.严格的工艺操作规程严格的工艺操作规程可以避免因人为因素带来的腐蚀现象,如对料液溶解程度、油气比例、冷却水流速度等要严格执行,以防止设备运行中出现的异常状况。
4.添加腐蚀抑制剂腐蚀抑制剂的添加可以显著降低设备的腐蚀程度,尤其对于微生物腐蚀和化学腐蚀有明显的效果,不仅可以保护设备,还可以提高设备的工作效率和产量。
5.检测与维护应定期检查和维护延迟焦化装置,及时处理腐蚀现象,避免损坏设备,同时进行更换和维修,可以有效地预防腐蚀的发生。
结论:延迟焦化装置腐蚀问题的防治需要从多方面入手,加强材料质量把控、维护设备清洁卫生、严格按照工艺操作规程执行、添加腐蚀抑制剂和定期检测和维护,才能有效的预防和避免延迟焦化装置的腐蚀现象,确保设备安全运行和生产效率。
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延迟焦化装置腐蚀和防护一、延迟焦化装置腐蚀形态和部位:由于焦化装置加工含硫原油和劣质原油的趋向越来越大,一般减压渣油的含硫量比原油的含硫量高出60%以上,而且焦化反应温度比常减压装置高出很多,因此焦化装置的腐蚀和防腐问题是很重要的问题。
引起常规延迟焦化装置腐蚀的介质,主要是存在于原料重油中的硫、氮、盐和有机酸等。
随原油种类不同,含量相差可以很大。
对沿海沿江一些加工进口原油的炼厂,在加工中东原油时含硫量可高达3%以上,高温硫腐蚀是常规焦化装置主要的腐蚀形式,此外,常规焦化装置还存在多种腐蚀形式,应值得我们高度重视。
目前有极少数焦化装置直接加工重质原油,这样,原油蒸馏装置所遇到的腐蚀问题在这类焦化装置中也会遇到,情况更加复杂。
延迟焦化的反应温度高达500℃左右,是炼油厂中高温硫腐蚀最严重的装置之一。
常规加工重油的延迟焦化装置设备和管线的损伤和腐蚀主要有:低周热疲劳及高温蠕变引起的焦碳塔塔体的变形、材质劣化及开裂;高温S―H2S―RSH型腐蚀;高温S―H2S―RSH―RCOOH 型腐蚀(直接加工重质原油);低温H2S―HCl―NH3―H2O型腐蚀;低温H2S―HCN―HCl―H2O (湿H2S)型腐蚀以及辐射炉管的高温氧化和硫化腐蚀等。
对于因低周热疲劳及高温蠕变引起的焦碳塔塔体的变形、材质劣化及开裂,将在专门的章节加以讨论,这里不再叙述。
对其余五种类型的腐蚀,将在本章内逐个加以讨论。
直接加工原油的焦化装置所引起的腐蚀,如环烷酸腐蚀将在有关地方合并一起讨论。
1 低周热疲劳及高温蠕变引起的焦碳塔塔体的变形、材质劣化及开裂(本节从略)2 高温S―H2S―RSH型腐蚀:该类腐蚀主要发生在焦碳塔内壁、焦碳塔顶大油气线、炉出口至焦碳塔管线以及相应的转动设备等部位,表现为高温硫化物的全面腐蚀。
处于高温和高含硫渣油环境下运转的焦碳塔中、下部塔内壁通常附有一层牢固而致密的焦碳形成的保护层,从而起到了与腐蚀介质隔离的作用,因而腐蚀一般不严重。
但焦碳塔塔顶、焦碳塔顶大油气线、炉出口至焦碳塔管线以及相应的转动设备等部位都会因介质中硫含量的不同表现出不同程度的腐蚀。
少数炼厂焦碳塔上段泡沫段、气液混相处由于塔内介质液面波动造成冲刷,使得该部位塔壁无法形成焦碳保护层而腐蚀较重,高压水造成的冲刷也会加重腐蚀。
塔外壁焊有立柱加强或保温不良的地方,由于冷凝作用形成了低温H2S―HCl―NH3―H2O型腐蚀介质,因此该部位腐蚀最为严重。
腐蚀介质HCl来自于氯化物的高温水解,氯化物来源于原料,也可能由注入的水中带入。
焦炭塔腐蚀特点是顶部塔壁腐蚀严重,而焊缝一般不受腐蚀,腐蚀形态为塔壁减薄,有些表现为坑点腐蚀。
原料中S含量不同,焦炭塔的腐蚀情况也不同,表-1是我国某炼油厂碳钢焦炭塔的腐蚀情况,表-2是我国部分炼厂焦化装置焦碳塔的腐蚀状况。
表-1 我国某炼油厂碳钢焦炭塔的腐蚀情况(1982)表-2 我国部分炼厂焦化装置焦碳塔的腐蚀状况(1995)各种常用钢高温硫腐蚀的腐蚀速率与温度的关系可由McConomy曲线得到(见图-1、图-2)。
当碳钢设备、管线的蚀速超过0.25mm/a(10mpy),或者由于使用碳钢设备因壁厚太壁不经济时,可选用CrMo钢。
图-1 经过修正的McConomy曲线(硫含量0.6% wt)图-2 硫含量与McConomy曲线预测的腐蚀速率的关系(290℃~400℃)3 高温S―H2S―RSH―RCOOH型腐蚀直接加工重质原油的焦化装置该类腐蚀比较突出。
此类腐蚀主要发生在加热炉炉管、分馏塔的集油箱及底部、分馏塔的高温重油抽出线、输送泵以及连接上述设备的高温重油管线等部位,表现为高温硫和环烷酸的协同腐蚀,以非均匀全面减薄和尖锐孔洞及锐边腐蚀沟槽的形貌出现。
由于该系统经历200℃~500℃的温度范围,正处于高温硫腐蚀和环烷酸腐蚀最严重的温度区域,因此是延迟焦化装置高温腐蚀最严重的区域。
原料中硫含量的不同以及各部位温度的不同,高温硫腐蚀引起的减薄速率也不相同,炼制酸值大于0.5mgKOH/g原油时,在分馏塔集油箱部位除产生高温硫腐蚀外,还会出现由环烷酸腐蚀引起的锐槽沟状腐蚀。
在高流速区和湍流区腐蚀加剧,在气液相变部位的腐蚀也比较严重。
一般受环烷酸腐蚀最厉害的地方都出现在湍流程度大和流速大的部位,如弯管、焊接加强件、泵的叶轮、蒸汽注射喷嘴以及新出现凝液的跌落点或流到金属表面上的部位,在这些部位会产生显著的环烷酸腐蚀。
环烷酸的沸点和轻油馏分相接近,其产生的腐蚀出现在液相,由于其腐蚀产物油溶性的缘故形成不了保护层,环烷酸对碳钢的腐蚀率有时高达20mm/a,腐蚀部位一般光滑无垢,腐蚀形态为带有锐角边的蚀坑和蚀槽,其特点是受温度及液体速度的影响较大。
4 低温H2S―HCl―NH3―H2O型腐蚀该类腐蚀主要发生在分馏塔顶部塔壁及塔盘、塔顶冷凝冷却系统和塔顶回流系统的设备及管线,碳钢表现为非均匀全面腐蚀和坑腐蚀,不锈钢则以点腐蚀的形貌出现。
渣油中的氮化物、硫化物和氯化物(也可能由注入的水中带入)在焦化过程中裂解,分别生成NH3、H2S 和HCl,由于NH3的中和作用使得介质的pH值由酸性变为中性甚至碱性,使得H2S 及HCl对设备产生均匀腐蚀的程度有所减弱,即NH3的存在对设备的均匀腐蚀起到了缓蚀作用,但带来了点蚀、坑蚀等局部腐蚀倾向的增加。
NH3与HCl作用生成NH4Cl,在低温度、低流速部位不仅会因NH4Cl的结晶造成堵塞,而且会造成垢下腐蚀及磨损腐蚀的加剧,应当引起重视。
表-3为胜利炼油厂焦化分馏塔塔顶冷凝水分析结果。
可以看出,由于系统中氨氮的含量较高,水样已成为碱性。
表-3 胜利炼厂焦化分馏塔塔顶冷凝水分析5 低温H2S―HCN―H2O(湿H2S)型腐蚀该类腐蚀主要发生在瓦斯线、污水线、吸收稳定系统的设备及管线,表现形式除了常见的非均匀全面腐蚀加坑点腐蚀外,还会出现氢鼓泡(HB)、氢脆、氢致开裂(HIC)等损伤形式,其中HIC是危害性最大的一种腐蚀损伤形式,尤其是低合金高强钢出现HIC的可能性较大,因此在焊接工艺及焊后热处理方面应严加控制。
此外在上述系统中,除湿H2S外,介质中还存在Cl-,有些部位其浓度还比较高,对于使用不锈钢的设备和管线应当引起重视,避免发生不锈钢的点蚀和应力腐蚀开裂。
表-4为我国某厂延迟焦化装置吸收稳定系统、瓦斯系统和污水系统几台容器的水样分析数据。
可以看出,水样基本上呈中性,且Fe2+的含量较高,说明该系统中存在一定程度的腐蚀。
表-4 我国某延迟焦化装置的水样分析数据(2001.4)6 辐射炉管的高温氧化和硫化腐蚀焦化装置加热炉辐射炉管因高温氧化和硫化造成的氧化爆皮(外壁)和腐蚀减薄(内壁)是炉管损坏二大主要原因。
燃烧高硫燃料的辐射炉管,其外壁将遭受高温氧化和高温硫化的联合作用,腐蚀会更加严重。
据某厂统计,氧化爆皮占炉管损坏原因的36.4%,腐蚀减薄占炉管损坏原因的42.4%。
因此,选择合适的炉管材料、燃烧低硫燃料、严格控制炉膛温度和防止炉管结焦是保证炉管长周期安全运行的重要因素。
图-3为我国某厂延迟焦化装置Cr5Mo辐射炉管使用一个周期后的爆皮情况。
图-3 某延迟焦化装置Cr5Mo辐射炉管使用一个周期后的爆皮情况二、腐蚀原因和影响因素1 高温S-H2S-RSH(硫醇)型腐蚀⑴腐蚀原因:高温硫腐蚀一般认为属于化学腐蚀机理。
加工高硫原油时,在设备的高温部位(240℃以上)会出现高温硫的均匀腐蚀。
腐蚀起始温度为240℃,随温度升高而迅速加剧,480℃达到最高点,以后又逐渐减弱,一般认为发生腐蚀的温度范围是240-500℃。
含硫原油的高温腐蚀,实质上是以硫化氢为主的活性硫的腐蚀。
具体过程是,首先有机硫化物转化为硫化氢和元素硫,接着才是与碳钢表面直接作用产生腐蚀,在370-425℃的高温环境中,反应按下式进行:Fe+H2S→FeS+H2在350-400℃温度范围内H2S按下式分解:H2S→S+H2分解生成的元素硫比硫化氢有更强的活性,因此腐蚀作用也就更为剧烈。
在温度350-400℃的腐蚀环境中,低级硫醇能与铁直接反应产生腐蚀,反应式为:RCH2CH2SH+Fe→RCH=CH2+FeS+H2腐蚀率大小和低级硫醇浓度成正比。
活性硫腐蚀时,开始腐蚀速度很大,一定时间后腐蚀速度会恒定下来,这是因为生成的硫化亚铁膜阻滞了腐蚀反应的进行,此时的腐蚀速率是由活性硫在硫化亚铁膜中的扩散速率所控制。
⑵高温硫腐蚀的影响因素硫含量:与工艺介质中活性硫含量的大小有关(而不是总含硫量),活性硫含量愈高,腐蚀速率愈大。
温度:温度的影响表现在两个方面,一是温度升高,促进了硫、硫化氢、硫醇等活性硫化物与金属的化学反应;二是温度升高会促进原料中非活性硫化物的分解。
当温度高于240℃时,随着温度的升高,高温硫腐蚀逐渐加剧,在350~400℃分解最快,到430℃腐蚀达到最高值。
到480℃时硫化物的分解接近完全,腐蚀开始下降,到500℃时基本分解完毕。
流速:流速越大,金属表面上的硫化物腐蚀产物保护膜越易脱落,界面不断更新,金属的腐蚀也就进一步加剧。
2 高温S―H2S―RSH―RCOOH型腐蚀⑴腐蚀原因:这是一种高温硫腐蚀的特殊形式,由于环烷酸的存在使之成为一种更复杂的腐蚀体系,对于加工高酸原油或原油直接焦化的装置应十分注意这类型腐蚀。
环烷酸是环烷基直链羧酸的总称,其通式为CnH2n-1COOH,其中以五碳、六碳环为主的低分子量环烷酸的腐蚀性最强。
环烷酸的含量一般用酸值来表示,酸值越大,环烷酸的含量越高。
当酸值大于0.5MgKOH/L时,通常认为会产生环烷酸腐蚀。
当高温硫和环烷酸同时存在时,产生的腐蚀比纯粹的高温硫腐蚀要严重,但比纯粹的环烷酸腐蚀要弱。
高温硫腐蚀时,速率先快后慢,最后趣于稳定,设备表面会生成一层铁的硫化物保护膜。
环烷酸的存在会使高温腐蚀加剧,一方面是由于环烷酸可与铁直接作用,生成可溶于油的环烷酸亚铁,另一方面,环烷酸还能与金属表面已生成的硫化亚铁保护膜反应,也生成可溶于油的环烷酸铁和硫化氢,游离出来硫化氢又可进一步腐蚀金属。
只有当硫含量达到一定的值,在金属表面能生成稳定的硫化亚铁保护膜,才会减缓环烷酸的腐蚀作用。
反应方程是:Fe+S →FeSFe+H2S →FeS+H22RCOOH+Fe→Fe(RCOO)2+H22RCOOH+FeS→Fe(RCOO)2+H2S⑵影响因素:含硫量:原料的含硫量对腐蚀的影响有一临界值,含硫量高于临界值时,主要表现为高温硫腐蚀;含硫量低于临界值时,主要表现为环烷酸腐蚀。
石油酸钠(RCOONa)含量越高,硫含量的临界值越低。
酸值:酸值越高,腐蚀越重。
当酸值大于等于0.5mgKOH/g时,在一定温度条件下环烷酸即能对设备产生腐蚀作用。
要注意的是酸值相同原料不同时,环烷酸腐蚀速率可能大不相同。