石油化工常减压装置腐蚀与防护

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:高春海
[导读] 为了更好地促进石化企业的发展,在企业发展的同时保护人民的财产
        摘要:为了更好地促进石化企业的发展,在企业发展的同时保护人民的财产、生命、健康和安全,需要有关人员采取有效措施保护常减压装置,减少设备应用中的腐蚀现象,并采取有效措施处理腐蚀问题,做好常减压设备的防腐工作。本文对石油化工常减压装置腐蚀与防护进行了探讨。
        关键词:石油化工;常减压装置;腐蚀;防护措施
        1化工常减压装置腐蚀介质
        在众多腐蚀介质中,氯化物对腐蚀的影响非常显著,是一种典型的化学腐蚀产物。原油脱水后,往往会留下少量水。在许多情况下,水中含有一些盐,它们是氯化钙、氯化镁和氯化钠。氯化钙和氯化镁在加热环境中会发生水解,形成腐蚀性氯化氢。此外,在许多腐蚀性介质中,含硫化合物也非常常见,需要引起重视。硫化氢的腐蚀效果与生产环境温度直接相关。硫化物与热的关系并不稳定。温度升高后会出现各种分子硫化物。硫化氢和单质硫相互转化,硫化氢在空气氧化作用下可以变成单质硫。此时,元素硫与原油烃类反应后,会出现硫化氢。一系列的过程使硫化氢在高温和低温下分布在不同的位置。低温腐蚀主要是硫化氢腐蚀,高温腐蚀主要是元素硫腐蚀。另外,有机酸的腐蚀性也很强。有机酸由脂肪酸和环烷酸组成。原油中的水、二氧化碳和氧气进入真空装置后会从真空装置逸出。冷凝系统出现氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀。
        2 石油化工常减压装置腐蚀的原因
        2.1低温露点
        在石油化工生产中,常减压装置最常见的腐蚀是低温露点腐蚀。这种腐蚀现象的出现与原油含盐量密切相关。一般来说,这种盐是以水包裹体的形式存在的,主要包括氯化镁、氯化钙和氯化钠。事实上,这些物质并不具有腐蚀性,但它们在高温下会分解,这使得许多腐蚀性物质如氯化氢出现。原油中含有大量硫化物,在加热作用下会产生硫化氢气体。硫化氢气体和氯化氢等气体进入水中后,会有强腐蚀性物质。一般来说,常减压蒸馏装置的盐酸浓度不高,一般只有1%~2%。但盐酸本身的浓度具有很强的腐蚀性,常减压蒸馏装置会受到硫化氢的严重影响。面对这种情况,有必要制定有效的措施来控制腐蚀问题。
        2.2高温硫和环烷酸腐蚀
        高温硫、环烷酸腐蚀属于高温腐蚀,该腐蚀一般发生在240~400℃,这个区间内的腐蚀与酸的分子量具有密切的关系。大多数情况下,这个类型的腐蚀集中于初馏塔的底部到换热系统的空间内,由于换热过程中活性硫、金属可以直接反应,从而生成硫化物,所以这个反应最终产物基本都是硫化铁等类型的物质。根据实际操作经验以及研究结果来看,在温度350℃~400℃的区间内,该类型的腐蚀最为强烈。另外,设备的流速较高的区域出现该类型腐蚀的可能性也会上升。
        2.3保温层下腐蚀
        保温层下腐蚀是容易被忽视的低温腐蚀,该腐蚀主要出现于150℃以下的环境当中。常减压装置保温层下腐蚀一般集中于-10℃~120℃的系统当中,工艺泄漏是导致出现环境湿度变化的主要原因。另外,设备的脆性较大以及裂纹等情况也会由保温层腐蚀出现。一般来说,出现常减压装置保温层下腐蚀,主要还是保温层的多孔结构与保温材料的硫化物、氯化物有害成分所导致的结果。
        3 石油化工常减压装置腐蚀的防护措施
        3.1加强常减压装置的工艺防腐
        对于常减压装置经常出现的腐蚀问题,需要相关人员结合实际采取有效的防腐蚀措施。在众多的防腐蚀技术中,工艺防腐蚀是一种常用的技术。该技术可用于低温环境的腐蚀处理,如低温露点腐蚀的防护。工艺防腐操作的关键是采取有效措施,合理控制常减压装置塔顶酸碱度,减少酸碱失衡引起的腐蚀问题。

另外,为了防止常减压装置受到酸性物质的影响,可在装置内加入适当的缓冲液。需要注意的是,应掌握适当的加缓冲器的方法,对易腐蚀的部位应加缓冲器。
        3.2做好设备的选材工作
        涂料、材料以及结构三种防腐是整个常减压装置设备腐蚀的主要内容,材料防腐其实就是对所选用材料质量的有效把控,并对其进行不断地升级处理,从而使得材料可以取得更好的防腐效果。在常减压施工过程中,为了保证常减压蒸馏装置有更好的防腐保护,针对不同的腐蚀部位和腐蚀条件,可以选用更好的防腐材料来达到防腐的目的。比如说,针对于同一个地方,既会发生环烷酸腐蚀的情况,又会发生硫腐蚀的情况,针对这种腐蚀情况,需要根据腐蚀机理和腐蚀难度选择最佳的防腐材料。由于环烷酸防腐材料的要求高于抗硫材料,因此应根据环烷酸防腐情况选择相应的设备材料,以达到防腐的目的。
        3.3设备防腐策略
        合适的材料是预防腐蚀的关键,相关的工作人员首先应该对原材料的质量进行严格的检查、检查原材料的化学成分、质量合格证、机械性能等相关信息。特别是不锈钢,其主要的化学成分含量,直接影响其耐腐蚀性能。针对不同部位的腐蚀和腐蚀特点,可以选择不同类型的防腐材料,以达到更好的防腐目的。例如,对于常减压蒸馏装置的同一位置,可能存在环烷酸腐蚀问题,也容易发生硫腐蚀。针对这种腐蚀,必须根据实际腐蚀机理和腐蚀难点对设备进行管理,选择最佳的防腐材料。由于环烷酸防腐材料的要求高于抗硫腐蚀材料,在具体实施防腐保护措施时,必须选择合适的设备材料,以达到最佳的防腐目的。此外,材料的升级也特别重要,如材料316L 升级为317L 材料,这样便可以有效增强装置的韧性和强度,而且还可以更好地确保装置的稳定安全运行。
        3.4安装常减压装置的腐蚀在线监测系统
        对于容易发生腐蚀的常减压装置,应安装相应的腐蚀在线监测系统。在线腐蚀监测系统主要由检测探头、变送器及a/d转换器、机器监控等组成,在具体的监测操作中,常减压装置将与监控设备有效连接,实现对常减压设备状态的动态监控,了解设备局部区域所含的pH值,并将这些监测数据传输到整个企业内部的局域网服务器上,对控制设备和管道的腐蚀起到重要的参考作用。
        常减压蒸馏装置三线安装电感式高温探头,减压蒸馏装置三线和减压蒸馏装置四线可监测高温硫化反应的变化和环烷酸腐蚀现象。同时,在常减压装置常减压塔上设置pH监测探头,实现对塔顶凝结水pH值的实时监测,第一时间了解各塔顶注射剂的使用效果,全面跟踪分析设备应用的腐蚀影响程度。
        3.5做好烟气露点控制
        露点以上烟气无硫酸露点腐蚀。因此,在准确测量烟气露点的基础上,通过提高烟气温度来达到防腐的目的。缺点是会造成一定量的热浪费。常压炉的露点温度一般为120~140℃。常压炉废气温度在150℃以上。采用声学吹灰技术代替原吹灰,排气系统运行良好。
        总之,随着原油资源的短缺和原油性质的恶劣,常减压装置的腐蚀问题越来越多。为了尽量减少腐蚀对生产的影响和对生产设备的危害,必须重视防腐工作。只有做好防腐工作,常减压装置才能稳定运行,企业才能更好地投入安全生产,从而提高企业在炼油行业的竞争力。
        参考文献:
        [1]丁林,乐精华,咸浩.  常减压渣油系统阀门的腐蚀及对策[J].阀门.2017(03)
        [2]刘忠科.常减压装置腐蚀问题与防护[J]. 化工设计通讯.2018(04)
        [3]魏江凡.试论常减压装置管道的防腐蚀与选材[J]. 化工管理.2019(29)
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