張祺(中海瀝青(廣東)有限公司, 廣東 廣州 510630)

化工常減壓裝置腐蝕分析及防護(hù)研究

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常減壓蒸餾裝置是煉油廠加工原油總流程的第一道工序,隨著運(yùn)行周期的延長(zhǎng)，裝置動(dòng)、靜設(shè)備腐蝕問題逐漸顯現(xiàn)。而控制設(shè)備腐蝕管理的好壞，將直接影響裝置平穩(wěn)運(yùn)行。針對(duì)這種情況，本文從原料性質(zhì)，腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及裝置運(yùn)行參數(shù)，分析了裝置設(shè)備腐蝕的原理和特點(diǎn)，從而采取有效防腐措施，及時(shí)排除隱患，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的化工事故。

化工；常減壓裝置；腐蝕措施

在化工企業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備腐蝕首當(dāng)其沖的是常減壓裝置。常減壓裝置的防腐是一個(gè)系統(tǒng)的、全方位的工作。在設(shè)計(jì)階段要充分考慮從原料性質(zhì)到存在的腐蝕環(huán)境、機(jī)理以及選材、工藝防腐的布置；在運(yùn)行階段要做好對(duì)防腐劑的使用與評(píng)估，以及相匹配的注劑系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)手段、鑒定方法等。通過系統(tǒng)的分析、詳細(xì)的設(shè)計(jì)，良好的運(yùn)行和管理，才能不斷提高防腐水平，將腐蝕的發(fā)生幾率降到最低，確保企業(yè)的順利生產(chǎn)。

1 常減壓裝置中常見的腐蝕介質(zhì)

氯化物是化工腐蝕介質(zhì)的一種，原油在經(jīng)過脫水處理之后，會(huì)有少量的水殘留下來，這些水分中通常都含有鹽類成分，主要構(gòu)成成分是氯化鈉、氯化鎂與氯化鈣，其中的氯化鎂、氯化鈣在受熱的情況下容易發(fā)生水解，產(chǎn)生具有強(qiáng)烈腐蝕性的物質(zhì)氯化氫。含硫化合物也是腐蝕介質(zhì)的一種，硫化物所具備的腐蝕能力與溫度之間有著直接的聯(lián)系。原油中的部分硫化物對(duì)熱非常不穩(wěn)定，隨著溫度的升高就會(huì)逐漸的分解成小相對(duì)分子質(zhì)量的硫化物。元素硫與硫化氫之間能夠進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，硫化氫在被空氣氧化之后能夠生成元素硫，元素硫可以與原油中的烴類物進(jìn)行反應(yīng)然后生成硫化氫。通過這一系列的變化使得硫化氫分布能夠在低溫與高溫的不同部位進(jìn)行分布，所以，裝置中的低溫部位出現(xiàn)的腐蝕主要以硫化氫為主，高溫部位的腐蝕則以元素硫?yàn)橹?。此外，還有有機(jī)酸這一物質(zhì)，其具有比較強(qiáng)的腐蝕性，大部分是由環(huán)烷酸與少量的低分子脂肪酸組成的。在原油中還存在一些游離狀態(tài)的氧、二氧化碳、水，原油在進(jìn)入到常減壓裝置之后，這部分雜質(zhì)就會(huì)因?yàn)槭軣嵋莩?，?jīng)過冷凝系統(tǒng)后就產(chǎn)生了氧去極化腐蝕與氫去極化腐蝕。

2 典型的腐蝕部位及原因

在常減壓裝置加工過程中產(chǎn)生的腐蝕分為低溫輕油部位和高溫重油部位兩種。低溫位腐蝕主要容易出現(xiàn)在加熱爐對(duì)流段的冷進(jìn)料爐管及軟化水爐管，主要的腐蝕原因是燃料瓦斯與燃料油硫含量較高，煙氣露點(diǎn)上升，爐管受煙氣硫酸露點(diǎn)腐蝕造成的[1]，以及水冷器管束的腐蝕和常減壓塔頂系統(tǒng)的H2SHCl-H2O腐蝕。高溫位腐蝕通常集中在溫度在300℃以上減壓塔的下部填料和減壓側(cè)線的高溫環(huán)烷酸腐蝕，其他還有減底渣油、減四油換熱器進(jìn)出口接管、碳鋼管束等部位，和高溫油機(jī)泵的材質(zhì)腐蝕。

3 化工常減壓裝置腐蝕防護(hù)措施分析

(1)加強(qiáng)工藝防腐蝕措施 常減壓裝置出現(xiàn)腐蝕的問題，需要通過不同的防腐措施對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，其中加強(qiáng)工藝防腐就是經(jīng)常使用到的一種防腐技術(shù)，其發(fā)揮的效果也是比較顯著的[2]。比如，在對(duì)常減壓裝置的低溫腐蝕防護(hù)，現(xiàn)有的低溫工藝防腐助劑主要是中和緩蝕劑，這一物質(zhì)需要在常頂油氣餾出以及減頂油氣餾出的位置注入。在具體的防護(hù)過程中，需有效均勻注入氨、中和緩蝕劑，同時(shí)利用在線pH值檢測(cè)儀及時(shí)分析酸性水pH值，對(duì)常減壓裝置頂端位置的酸堿度實(shí)行嚴(yán)格的管理，嚴(yán)格控制塔頂切水pH值控制在7～9之間，以保證低溫緩蝕劑在堿性環(huán)境下有效中和HCl、H2S。對(duì)高溫位的腐蝕方面，及時(shí)跟蹤調(diào)整減壓塔減一中、減二中注入高溫緩蝕劑注劑量，定期對(duì)減一中、減二中進(jìn)行Fe、Ni、Ca等金屬離子分析檢測(cè)，動(dòng)態(tài)掌握腐蝕狀況，控制腐蝕速率。

(2)做好設(shè)備的選材工作 合適的材料是防腐的關(guān)鍵，對(duì)設(shè)備制造所需原材料進(jìn)行把關(guān)，檢查原材料化學(xué)成分、質(zhì)量證明書、力學(xué)性能等相關(guān)資料。特別是不銹鋼材料，其主要化學(xué)成份含量，直接影響其抗腐蝕能力。針對(duì)不同的腐蝕部位以及腐蝕情況的特點(diǎn)，可以通過選取不同的防腐材料類型去實(shí)現(xiàn)更好的防腐目的[3]。比如，對(duì)于常減壓裝置的相同位置來說，既有可能出現(xiàn)環(huán)烷酸腐蝕的問題，也容易出現(xiàn)硫腐蝕的現(xiàn)象，針對(duì)這種腐蝕情況，在對(duì)裝置進(jìn)行管理時(shí)就需要按照所出現(xiàn)的實(shí)際腐蝕機(jī)理以及腐蝕難易度去選擇最佳的防腐材料。因?yàn)榭弓h(huán)烷酸腐蝕材料要比抗硫腐蝕材料的要求更高，所以，在具體的實(shí)行防腐保護(hù)措施時(shí)，需要以防環(huán)烷酸腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)去選擇合適的設(shè)備材料，達(dá)到最佳的防腐目的。另外，材質(zhì)升級(jí)也是比較有效的一種防腐保護(hù)措施，比如將材質(zhì)316L升級(jí)為317L材質(zhì)，這樣能夠增強(qiáng)裝置的強(qiáng)度和韌性，確保裝置的長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)安裝防腐在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 做好防腐工作的系統(tǒng)管理，還可以安裝防腐在線監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分是檢測(cè)探針、采送器以及監(jiān)控機(jī)等設(shè)備，對(duì)裝置實(shí)際的腐蝕情況以及一些部位的pH值進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)，這樣就可以通過分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為接下來的防腐工作提供參考，比如在常頂空冷器入口處管道設(shè)置探針，溫度大約在130℃左右，探針材質(zhì)屬于20#，這樣測(cè)得的階段腐蝕速率是0.17mm/a。這些所獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后,可以定量地分析判斷設(shè)備及管道的腐蝕狀況,進(jìn)行剩余壽命評(píng)估,評(píng)估的結(jié)果既能指導(dǎo)安全生產(chǎn),又能準(zhǔn)確合理地安排檢維修計(jì)劃，對(duì)腐蝕隱患進(jìn)行了預(yù)警。

4 結(jié)語(yǔ)

為了有效的規(guī)避安全事故的發(fā)生，保護(hù)生產(chǎn)過程及現(xiàn)場(chǎng)操作人員生命財(cái)產(chǎn)安全，需要對(duì)常減壓裝置出現(xiàn)的腐蝕問題進(jìn)行有效的防護(hù)，尋找正確、科學(xué)的解決措施，相關(guān)的裝置管理人員需要注重防護(hù)工作的實(shí)施，對(duì)腐蝕問題加強(qiáng)研究分析，總結(jié)防護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，使得常減壓裝置的防腐蝕工作能夠取得更大的成效，使化工企業(yè)獲得更良好的發(fā)展。

[1]史玉穎,楊劍鋒,劉文彬,黃會(huì)偉.常減壓裝置腐蝕及防護(hù)分析[J].化學(xué)工程師,2013,08:59-62+71.

[2]王曉猛,馬操陽(yáng),孟江,高春杰,程榮.常減壓裝置腐蝕分析與防護(hù)措施[J].四川化工,2012,06:34-37.