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1、延遲焦化裝置腐蝕和防護(hù)一、延遲焦化裝置腐蝕形態(tài)和部位:由于焦化裝置加工含硫原油和劣質(zhì)原油的趨向越來(lái)越大,一般減壓渣油的含硫量比原油的含硫量高出60%以上,而且焦化反應(yīng)溫度比常減壓裝置高出很多,因此焦化裝置的腐蝕和防腐問(wèn)題是很重要的問(wèn)題。引起常規(guī)延遲焦化裝置腐蝕的介質(zhì),主要是存在于原料重油中的硫、氮、鹽和有機(jī)酸等。隨原油種類不同,含量相差可以很大。對(duì)沿海沿江一些加工進(jìn)口原油的煉廠,在加工中東原油時(shí)含硫量可高達(dá)3%以上,高溫硫腐蝕是常規(guī)焦化裝置主要的腐蝕形式,此外,常規(guī)焦化裝置還存在多種腐蝕形式,應(yīng)值得我們高度重視。
2、目前有極少數(shù)焦化裝置直接加工重質(zhì)原油,這樣,原油蒸餾裝置所遇到的腐蝕問(wèn)題在這類焦化裝置中也會(huì)遇到,情況更加復(fù)雜。延遲焦化的反應(yīng)溫度高達(dá)500℃左右,是煉油廠中高溫硫腐蝕最嚴(yán)重的裝置之一。常規(guī)加工重油的延遲焦化裝置設(shè)備和管線的損傷和腐蝕主要有:低周熱疲勞及高溫蠕變引起的焦碳塔塔體的變形、材質(zhì)劣化及開(kāi)裂;高溫S―H2S―RSH型腐蝕;高溫S―H2S―RSH―RCOOH型腐蝕(直接加工重質(zhì)原油);低溫H2S―HCl―NH3―H2O型腐蝕;低溫H2S―HCN―HCl―H2O(濕H2S)型腐蝕以及輻射爐管的高溫氧化和硫化腐
3、蝕等。對(duì)于因低周熱疲勞及高溫蠕變引起的焦碳塔塔體的變形、材質(zhì)劣化及開(kāi)裂,將在專門(mén)的章節(jié)加以討論,這里不再敘述。對(duì)其余五種類型的腐蝕,將在本章內(nèi)逐個(gè)加以討論。直接加工原油的焦化裝置所引起的腐蝕,如環(huán)烷酸腐蝕將在有關(guān)地方合并一起討論。1低周熱疲勞及高溫蠕變引起的焦碳塔塔體的變形、材質(zhì)劣化及開(kāi)裂(本節(jié)從略)2高溫S―H2S―RSH型腐蝕:該類腐蝕主要發(fā)生在焦碳塔內(nèi)壁、焦碳塔頂大油氣線、爐出口至焦碳塔管線以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備等部位,表現(xiàn)為高溫硫化物的全面腐蝕。處于高溫和高含硫渣油環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的焦碳塔中、下部塔內(nèi)壁通常附有一層
4、牢固而致密的焦碳形成的保護(hù)層,從而起到了與腐蝕介質(zhì)隔離的作用,因而腐蝕一般不嚴(yán)重。但焦碳塔塔頂、焦碳塔頂大油氣線、爐出口至焦碳塔管線以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備等部位都會(huì)因介質(zhì)中硫含量的不同表現(xiàn)出不同程度的腐蝕。少數(shù)煉廠焦碳塔上段泡沫段、氣液混相處由于塔內(nèi)介質(zhì)液面波動(dòng)造成沖刷,使得該部位塔壁無(wú)法形成焦碳保護(hù)層而腐蝕較重,高壓水造成的沖刷也會(huì)加重腐蝕。塔外壁焊有立柱加強(qiáng)或保溫不良的地方,由于冷凝作用形成了低溫H2S―HCl―NH3―H2O33型腐蝕介質(zhì),因此該部位腐蝕最為嚴(yán)重。腐蝕介質(zhì)HCl來(lái)自于氯化物的高溫水解,氯化物來(lái)源
5、于原料,也可能由注入的水中帶入。焦炭塔腐蝕特點(diǎn)是頂部塔壁腐蝕嚴(yán)重,而焊縫一般不受腐蝕,腐蝕形態(tài)為塔壁減薄,有些表現(xiàn)為坑點(diǎn)腐蝕。原料中S含量不同,焦炭塔的腐蝕情況也不同,表-1是我國(guó)某煉油廠碳鋼焦炭塔的腐蝕情況,表-2是我國(guó)部分煉廠焦化裝置焦碳塔的腐蝕狀況。表-1我國(guó)某煉油廠碳鋼焦炭塔的腐蝕情況(1982)部位外觀檢查厚度mm頂數(shù)第一到第二環(huán)縫附近腐蝕較嚴(yán)重。鋼板明顯下凹,凹下部分多數(shù)高低不平。腐蝕嚴(yán)重處均無(wú)焦層。第一道環(huán)縫約1/2凸出,第二道環(huán)縫約1/5凸出,凸出高度8-10mm第一道環(huán)縫附近封頭厚度一般在15m
6、m左右,多數(shù)在20mm以上。第一道環(huán)縫下筒體厚度一般為12-13mm,最薄10.4mm。頂數(shù)第二圈圈版頂數(shù)第三道環(huán)縫有一處高8-10mm凸出有四處局部腐蝕,一般厚度在20mm以上,最薄16.0mm頂數(shù)第三圈圈版有二處局部腐蝕,一般厚度在20mm以上,最薄15.5mm頂數(shù)第六圈圈版下部環(huán)縫有二處高約5-7mm凸出有三處局部腐蝕,北側(cè)φ300mm一塊厚度17.4mm,南側(cè)一塊φ500mm厚度19.3mm,西側(cè)一塊φ500mm,厚度17.8mm,其余一般在20mm以上表-2我國(guó)部分煉廠焦化裝置焦碳塔的腐蝕狀況(1995
7、)廠名焦碳塔腐蝕狀況石油二廠基本無(wú)腐蝕勝利煉油廠塔頂腐蝕較為嚴(yán)重,以3號(hào)塔為例,頂部第一至第二道環(huán)焊縫凸出高度8~10mm;原厚24mm的塔壁局部最薄處為10.4mm,一般為12~13mm,上部塔壁20g腐蝕率1mm/a,凡腐蝕之處,塔內(nèi)壁不結(jié)焦(原料含硫1~1.5%)南京煉油廠33塔頂呈大坑點(diǎn)腐蝕,蝕坑直徑10~30mm,深3~5mm;封頭環(huán)焊縫熔合區(qū)因選擇性腐蝕,焊縫凸出3~4mm;除焦口接管管壁由原14mm減薄至3mm,造成開(kāi)裂著火(原料含硫1~1.5%)獨(dú)山子煉油廠輕微腐蝕,局部點(diǎn)蝕茂名煉油廠基本無(wú)腐蝕荊
8、門(mén)煉油廠均勻腐蝕,塔壁減薄1.8mm烏魯木齊煉油廠基本無(wú)腐蝕大慶煉油廠基本無(wú)腐蝕各種常用鋼高溫硫腐蝕的腐蝕速率與溫度的關(guān)系可由McConomy曲線得到(見(jiàn)圖-1、圖-2)。當(dāng)碳鋼設(shè)備、管線的蝕速超過(guò)0.25mm/a(10mpy),或者由于使用碳鋼設(shè)備因壁厚太壁不經(jīng)濟(jì)時(shí),可選用CrMo鋼。圖-1經(jīng)過(guò)修正的McConomy曲線(硫含量0.6%wt)33圖-2硫含量與McCon