常减压蒸馏装置腐蚀探究

发表时间:2020/6/2   来源:《科学与技术》2020年第3期   作者:崔银博 邢诗慧
[导读] 常减压装置是常压蒸馏和减压蒸馏两个装置的总称

         摘要:常减压装置是常压蒸馏和减压蒸馏两个装置的总称。本文介绍了常减压装置的工艺流程,概述了设备的腐蚀机理,并根据腐蚀机理提出相应的解决方案,有效缓解了常减压装置各种腐蚀现象,增加了企业的经济效益。
         关键词:常减压装置;腐蚀机理;解决方案
         常减压装置是常压蒸馏和减压蒸馏两个装置的总称,因为两个装置通常在一起,故称为常减压装置。主要包括三个工序:原油的脱盐、脱水;常压蒸馏;减压蒸馏。从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氧化物)带水(溶于油或呈乳化状态),可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除。
1装置流程简述
         45℃原油从罐区进装置,经原油泵P101A/B分四路先和常顶油气换热,然后分四路路进行换热。泵前注入破乳剂、注入量为占原油20ppm,浓度为2%水溶液。
         分两路进行换热,换热至125℃进入电脱盐脱盐脱水脱金属,在电脱盐注水洗去原油含盐(注水量原油处理量的2%-8%),在强电场的作用下,油水分离。注脱金属剂脱原油中的微量金属(脱金属剂量是金属含量的1.5倍)。
         原油经过电脱盐板块,分为两路进行换热至200℃左右,进入闪蒸塔进行初步分馏,轻组分直接进入常压塔37层塔板,重组分分为两路进行换热至280℃左右,常压炉加热至356℃,进入常压塔,通过常压塔各侧线抽出常顶气、石脑油、常一线、轻柴油、重柴油,常底渣油。
         常底渣油直接进入减压炉加热至370℃,再进入减压塔进行分馏,通过减压塔各侧线抽出减顶气、减一线(轻柴)、轻蜡油、重蜡油,减底渣油。
2腐蚀机理
2.1低温氯离子腐蚀
         在加热至120℃是即开始水解,随温度升高,水解率提高,在常压炉出口360℃左右情况下,MgCl2有近90%,CaCl2近16%水解。
         MgCl2?+?H2O???Mg(OH)2+?2HCl
         CaCl2?+?H2O???Ca(OH)2+?2HCl
         在水解产生的HCl在分馏塔顶冷凝冷却系统最初冷凝出现冷凝水时,吸收HCl生成较浓的盐酸,对金属造成严重腐蚀。
         Fe?+?2HCl?→FeCl2?+?H2
         HCl还能与金属表面上具有保护作用的硫化铁反应。
         即FeS+2HCl?→FeCl2+?H2S
         反应生成溶于水的氯化亚铁,使金属失去保护膜,同时放出具有腐蚀作用的?H2S气体,使金属再次受到H2S的腐蚀。H2S对低温硫腐蚀具有强烈的促进作用,加快腐蚀速度。
         Fe?+?H2S→?FeS?+?H2
         HCl在有水的情况下,还会对金属产生应力腐蚀开裂,特别是对奥氏体不锈钢。
2.2 高温环烷酸腐蚀
         环烷酸与金属表面或FeS表面膜直接发生反应生成烷酸铁。
         该物质是一种油溶性腐蚀产物,在工艺物流中立刻溶解,使金属表面不断暴露并受到腐蚀。
         2RCOOH+?Fe=?Fe?(RCOOH)2+?H2
2.3高温硫腐蚀
         石油的硫化物,硫化氢、硫醇、元素硫等为活性硫;硫醚、二硫和多硫化物等为中性硫化物,在高温下,转化成硫化氢和硫醇,对金属造成腐蚀。1、240℃以上的重油部位硫、硫化氢和硫醇形成的腐蚀环境,特点是均匀腐蚀。

2、S+H2S+RSH型高温硫腐蚀;3、高温烟气硫酸露点腐蚀。
         S+H2S+RSH型高温硫腐蚀:
         H2S?+?Fe?=?FeS?+?H2
         S?+?Fe?=?FeS
         RSH?+?Fe?=?FeS?+?不饱和烃
2.4高温烟气硫酸露点腐蚀
         加热炉中燃料油或燃料气在燃烧过程中生成含有SO2和SO3的高温烟气,在加热炉的低温部位,与空气中水分共同在露点部位冷凝,产生硫酸露点腐蚀。防腐的措施:1、混炼;2、控制流速和流态;3、注重工艺防腐;4、注意选材。
3深度腐蚀机理
3.1高温硫腐蚀
         在高温240℃以上,腐蚀主要S-H2S-RSH类型,主要腐蚀原因是介质流速的变化,温度变化,硫含量变化。主要腐蚀部位是设备常压塔、减压塔、以及加热炉的金属内壁和其他金属部件。
3.2低温氯离子腐蚀
         120℃以下环境下,腐蚀主要以HCL-H2S-H2O类型,在低温氯离子对常减压蒸馏装置造成CL-以及H2S和PH值超标影响,主要造成焊缝的开裂。
3.3烟气硫酸露点腐蚀
         腐蚀主要为SO3-CO2-O2-H2O类型,引起腐蚀的原因,含氧量变化、硫含量变化、排烟温度的反应以及物化蒸汽量的变化,腐蚀主要在炉子的预热器烟道当中。
3.4高温环烷酸腐蚀
         环烷酸存在于原油中,在常温状态下,环烷酸与金属没有任何腐蚀,在高温状态下,环烷酸与铁反应,生成环烷酸盐,环烷酸盐属于油溶性物质,随着油流带走,从而导致内壁上的金属暴露于环烷酸被继续腐蚀,形成恶性循环。环烷酸为石油中的有机酸的总称,其腐蚀部位多在加热炉管、转油线、分馏塔侧线、塔底到等部位。
4解决方案
4.1工艺防腐
         在当前的炼油加工企业中,对于常减压蒸馏装置的防腐措施应用主要还是选择工艺防腐技术对其进行管理和控制,在工艺防腐技术中,可以有效优化常减压蒸馏装置的工作效率。关于工艺防腐的主要设计方法为:一脱、三往和一脱、四注这两种主要。通过这样的方法,还能有效洗脱原有中的盐,并且可以剔除绝大部分的氯化物。这对于控制常压塔、闪蒸塔、减压塔积极塔身的各部分的温度具有重要的作用。而且,还能有效的降低HCI-H2S-H2O的腐蚀程度。另外,在一脱、四注的应用过程中,主要是破乳剂进行脱盐处理,同时对塔顶进行碱、氨和缓蚀剂的注入。因为电场的强弱度、原油的性质以及破乳剂注入量等原因对于脱盐都具有不同的影响。因此,在进行实际操作的时候需要做好破乳剂注入剂量以及电场强弱程度的科学控制。同时需要对不同原油的影响作出不同的剂量注入判断,从而取出以最好的方法进行应用。此外,通过仅注入缓蚀剂和氨的办法,以及注入含有有机胺类的缓蚀剂的办法,可以有效的降低碱的增加和油品的钠离子增加。在电脱盐板块通过注水洗涤,加注金属剂脱去原油中的微金属,以在阻止形成沉淀物Mg(OH)2、Ca(OH)2。在常压塔顶注入中和剂,防止生成的硫化物造成的腐蚀。在常压塔顶、减压塔顶注入缓蚀剂,防止破坏保护膜硫化铁。
4.2其他防腐办法
         首先是对照油的品质进行控制与检测,确保原油不会是劣质原油,其次是需要控制原油的流速以及塔顶的压力和温度。并且要对侧线回流的流量,加热护出口的温度以及加热炉材料的效本做出整体的数据分析,然后,需要对炼油工业进行全面的监控,并且要在腐蚀环境中建立起检测体系,通过设备检则或者人力检测的方法做好后期的维护工作与保养工作。针对PH值的检测,针对铁离子参数的检测等等,最后,需要通过低氧燃烧,燃料脱硫,加温预热器人口,降低物化蒸汽量等方法对其进行防腐管理,另外,还需要在停工大检修的时候做好烟气硫酸露点的腐蚀处理工作。
总结
         在练油工业当中,对干常减压蒸馏装置的设备防腐是一个非常值得重视的问题,它不仅会影响你油的质量,还会影响你的效率,甚至会造成安全危险以及工业损失,对此,只有通过不断地控制原油品质,创新工之防腐技术,提高设备材质的升级效果、严格管理工艺参数的控制等方法,才能对其进行全面的防离控制与保护。
参考文献:
[1]常减压蒸馏装置腐蚀分析及防护[J].江红伟,袁耀如.石油化工腐蚀与防护.2018(05)
[2]常减压蒸馏装置环烷酸腐蚀及防治对策[J].李文红.广州化工.2013(13)
[3]常减压蒸馏装置的高温腐蚀及防护[J].祁世会,杨顺泰,曲天煜.甘肃科技.2004(11)
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