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1、焦化裝置硫腐蝕危害及對(duì)策 摘要針對(duì)茂名公司因原料含硫量提高,致焦化裝置的原料含硫量超過設(shè)計(jì)值,使設(shè)備腐蝕加重的情況,分析焦化裝置原料含硫量的影響、危害及焦化裝置的硫分布,對(duì)裝置硫腐蝕機(jī)理進(jìn)行了分析,并提出防止硫腐蝕危害的對(duì)策?! ∶舆t焦化裝置建于1971年,原設(shè)計(jì)能力為30×104t/a,設(shè)計(jì)原料為勝利渣油。經(jīng)過多年的技術(shù)改造,裝置由原單爐雙塔流程改為雙爐四塔流程,處理能力也提高為60×104t/a。 隨著進(jìn)口含硫、高含硫原油比例的逐年增加,焦化裝置面臨的腐蝕環(huán)境不斷惡化,設(shè)備、管道故障增加,腐蝕泄漏造成的各類事故也有上升的趨勢,形勢十分嚴(yán)峻。因此,解決焦化硫腐蝕
2、問題對(duì)裝置的影響尤為重要。 本文報(bào)道了茂名石化公司延遲焦化裝置在加工高含硫原料過程中的硫腐蝕危害、硫腐蝕原因分析,以及所采取的減少硫腐蝕的防范措施等。 1焦化裝置原料含硫量及其危害 1.1原料含硫情況 茂名石化公司近幾年加工高含硫原油數(shù)量不斷增加,且含硫量不斷升高,煉制高(含)硫原油比例超過80%,年處理量超過1×104t。 延遲焦化裝置是使減壓渣油裂解,生成輕質(zhì)油、中間餾分油和焦炭的一個(gè)重要裝置。由于該裝置是將重質(zhì)油在管式爐中加熱,采用高的流速(爐子注水或注氣)及高的熱強(qiáng)度(爐出口溫度500℃),使油品在加熱爐中短時(shí)間內(nèi)達(dá)到焦化反應(yīng)所需的溫度,然后迅速離開加熱爐,
3、進(jìn)入焦炭塔,從而使焦化反應(yīng)不在加熱爐中進(jìn)行,而延遲到焦炭塔中進(jìn)行,而被稱為延遲焦化?! ∶止窘够b置的原料以蒸餾減底渣油為主,均為高含硫渣油,2001年含硫情況見表1。表14套蒸餾裝置減壓餾分硫分布情況質(zhì)量分?jǐn)?shù),%裝置原料減頂減一減二減三減四減五減底一蒸餾2.04-2.012.482.502.66-3.92二蒸餾1.60-1.451.581.802.22-2.90三蒸餾2.4-2.212.542.552.90-4.55四蒸餾2.41.222.312.572.673.242.764.48 焦化裝置原料設(shè)計(jì)含硫?yàn)椴淮笥?.5%,由表1可以看出,2001年裝置原料平均含硫3
4、.96%,最高含硫達(dá)到4.55%?! ?.2焦化裝置硫腐蝕的危害 由于加工高含硫原油的數(shù)量不斷增加,90年代中期以來,裝置處在滿負(fù)荷、高含硫條件下長周期運(yùn)行,設(shè)備管線介質(zhì)含硫高、流速快,腐蝕加重,尤其是高溫硫化物腐蝕更為了嚴(yán)重。又由于焦化裝置操作溫度較高,一旦泄漏很容易引起著火爆炸事故。 1998年6月22日,焦化裝置在處理停電事故時(shí),由于泵-4出口后法蘭(Dg150)與管線連接焊縫突然斷裂,380℃的分餾塔底渣油噴出自燃著火,造成1人死亡,2人受傷,裝置停產(chǎn)6天,直接經(jīng)濟(jì)損失39.34×104。事故原因?yàn)檠b置原料含硫超過設(shè)計(jì)值,管線減薄嚴(yán)重。泵-4出口整條管線按設(shè)計(jì)圖紙
5、應(yīng)為Cr5Mo,而實(shí)際上卻是碳鋼10、20與Cr5Mo混用,碳鋼10與20連接處用奧302焊條,由于碳鋼10、20不耐高溫含硫油的腐蝕,不耐沖刷磨損,在熱影響區(qū)受焦粉沖刷磨損嚴(yán)重減薄,泵-4出口法蘭后大小頭原厚度為6mm,管線斷裂后對(duì)斷口處檢測,最薄處只有0.6mm?! ?000年6月16日,煉油廠焦化車間在實(shí)施爐-1降量過程中,爐-2分支閥前大小頭(Φ219mm×159mm×12mm)處突然爆裂,大量的370℃高溫渣油噴出自燃著火,造成1人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失1.8×104元。事故原因與“6·22”事故相似?! ?焦化裝置硫腐蝕及原因分析 2.1焦化裝置硫腐蝕情況 延遲焦
6、化過程要將油品兩次加熱,因此,在焦化裝置中高溫部位較多,主要腐蝕為典型的高溫硫腐蝕,如分餾塔250℃以上的側(cè)線、循環(huán)線、從分餾塔經(jīng)進(jìn)料泵、加熱爐至焦炭塔的高溫渣油線及焦炭塔底拿油線等。硫的分布主要集中于重質(zhì)餾分和氣體中,這兩部分的硫腐蝕十分嚴(yán)重?! ?000年焦化裝置的汽油線腐蝕速率達(dá)1.6mm/a,加熱爐到焦炭塔的轉(zhuǎn)油線腐蝕速率達(dá)到1.33mm/a,原料進(jìn)料線的腐蝕速率達(dá)到1.55mm/a。2002年焦化裝置管線測厚情況表明:①溫度越高,腐蝕速率越大;②管內(nèi)介質(zhì)流速越大,腐蝕越嚴(yán)重;③彎頭、大小頭、三通、設(shè)備進(jìn)出口接管等易產(chǎn)生湍流、渦流部位,腐蝕速率高;④直管段腐蝕速率最小
7、;⑤高溫下碳鋼腐蝕速率較大?! 〗鼛啄陙恚够b置因腐蝕穿孔泄漏的事件頻頻發(fā)生,表2為2001~2002年焦化裝置的腐蝕情況?! ∮杀?可知,焦化裝置泄漏事件的主要原因是高溫硫腐蝕、低溫硫腐蝕及露點(diǎn)腐蝕等。表22001~2002年設(shè)備、管線腐蝕泄漏情況統(tǒng)計(jì)裝置日期部位原因焦化2001.8.6塔-2一層回流孔板引線高溫S及H2S腐蝕焦化2001.8.19容-2浮筒液位計(jì)引出管低溫下濕H2S腐蝕焦化2001.8.25脫硫容-15壓力表引管低溫下濕H2S腐蝕焦化2001.10.31塔-1放水線低溫下濕H2S腐