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石油加工装置中设备的硫腐蚀与防护

由于常减压蒸馏装置塔顶腐蚀环境中氯离子的浓度较高,再加上各种应力的影响,极易造成氯离子应力腐蚀开裂,所以低温轻油部位的材质较难升级。国内绝大部分炼油厂常减压塔顶冷凝冷却系统仍采用碳钢,因此以“一脱四注”为核心内容的传统工艺防腐蚀手段显得异常重要。考虑到钠离子对二次加工装置加工工艺的影响,炼油厂已将“一脱四注”改为“一脱三注”。
  “一脱”是原油深度脱盐,一方面是深度脱除钠盐。由于钠离子易引起加氢脱硫催化剂的中毒,因此对原料油中的钠离子含量要求很严格。例如某炼油厂加工进口含硫原油,要求原油经深度脱盐后,其原料油中钠离子含量小于1 mg/L。另一方面,为减轻塔顶HCl带来的腐蚀,要求电脱盐装置不仅脱钠离子,而且有效脱除钙、镁、铁离子。尽量降低塔顶冷凝冷却系统HCl的生成量。
  目前炼油厂常减压蒸馏装置“三顶”大部分采用注氨,但其中和效果差,必须过量注入。这样,生成的NH4Cl容易结垢,一方面容易引起堵塞,另一方面产生垢下腐蚀。加工进口含硫原油后,塔顶冷凝冷却系统中H2S含量增加,结垢和腐蚀的问题更为突出。有的炼油厂采用注有机胺,取得了很好的中和效果,但有机胺价格昂贵,因此有的炼油厂采用氨和有机胺按一定比例混注的方法,效果也较好。部分炼油厂在“三顶”注入7019等水溶性缓蚀剂,但其保护面积小,膜完整性差,且膜修复困难。有的炼油厂采用油溶性缓蚀剂,选择合适的注入位置,取得了较好的缓蚀效果。国内新开发的中和缓蚀剂,既具有中和作用,又具有缓蚀作用,一剂多用,应用效果也较好。
  国内炼油厂常减压蒸馏装置的“三剂”(破乳剂、缓蚀剂和中和剂)一般采用手工注入,很难做到定时定量。新开发的“三剂”自动注入系统,可根据物流量自动调节药剂的注入量,在部分炼油厂试用,取得了较好的效果,但与信号的自动采集和反馈等智能注入系统相比,仍有很大的差距。目前,洛阳石油化工工程公司设备研究所正在进行这方面的研究工作,并已取得进展。
2.1.3 材料防腐蚀
  原油蒸馏塔顶耐蚀金属材料的选择是过程设备选择的一个关键。在欧美发达国家,这个部位的材料90年代以前一直选用Monel合金(UNS No.4400),设备壳体材料采用碳钢+Monel合金复合钢材,内件全部为Monel合金。90年代初期,发现这种合金对湿硫化氢应力腐蚀开裂是敏感的,故在120以上不推荐使用。某国外炼油厂的常减压蒸馏装置原设计为:塔体采用碳钢+Monel合金,内件仍采用Monel合金。但在详细设计中,耐蚀金属材料壳体改成了碳钢+Hastelloy C-4合金,内件改为Hastelloy C-4合金(UNS No.6455)。在日本,该部位的耐蚀材料选用SUS 4050Cr13Al)和Monel等合金。
  在常减压蒸馏装置塔顶冷凝冷却系统的选材中,国内在80年代和90年代不断有炼油厂在塔顶冷凝冷却系统尝试使用奥氏体不锈钢和铝镁合金,结果都以设备很快腐蚀穿孔、开裂而告终。也有的炼油厂尝试使用钛合金换热器,但由于价格昂贵,很难推广。对于塔顶冷凝冷却系统,国内目前比较一致的看法是,设备采用碳钢材质,加强涂料的施工管理,严格控制“一脱三注”,基本上可以控制塔顶冷凝冷却系统的腐蚀。

 

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