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145第五节炼油厂损坏机理5.1通则5.1.1在厚度上的均匀或局部失重5.1.1.1胺腐蚀5.1.1.2硫氢化氨腐蚀（碱式酸性水）5.1.1.3氯化铵腐蚀5.1.1.4盐酸（HCl）腐蚀5.1.1.5高温H2/H2S腐蚀5.1.1.6氢氟酸（HF）腐蚀5.1.1.7环烷酸腐蚀（NAC）5.1.1.8苯酚（碳酸）腐蚀5.1.1.9磷酸腐蚀5.1.1.10酸性水腐蚀（酸性）5.1.1.11硫酸腐蚀5.1.2环境辅助开裂5.1.2.1连多硫酸应力腐蚀开裂（PASCC）5.1.2.2胺应力腐蚀开裂5.1.2.3湿H2S腐蚀（鼓泡/HIC/SOHIC/SCC）5.1.2.4氢应力开裂-HF5.1.2.5碳酸盐应力腐蚀开裂5.1.3其它机理5.1.3.1高温氢侵蚀（HTHA）5.1.3.2钛氢化5.2工艺装置流程图5.2.1常减压装置5.2.2延迟焦化5.2.3流体催化裂化5.2.4FCC轻油回收5.2.5催化重整-CCR5.2.6催化重整-固定床1465.2.7加氢装置-加氢精制、加氢裂化5.2.8硫酸烷基化5.2.9HF酸烷基化5.2.10胺处理5.2.11硫磺回收5.2.12酸性水汽提5.2.13异构化5.2.14临氢重整1475.1通则在下面的章节中讨论炼油环境中发现的损伤机理。5.2节包括了工艺装置流程。这些流程显示了装置最容易发生某种腐蚀机理的部位。5.1.1在厚度上的均匀或局部失重5.1.1.1胺腐蚀5.1.1.1.1损害的描述a）氨腐蚀主要是指发生在胺处理工艺碳钢设备上的均匀或局部腐蚀。腐蚀不是由氨引起的，而是由溶解的酸性气体（CO2和H2S）、氨降解产物、热稳定胺盐（HSAS）和其它杂质引起的。b）在胺环境中碳钢的应力腐蚀开裂在5.1.2.2中讨论。5.1.1.1.2受影响的材料主要是碳钢，300系列不锈钢十分耐蚀。5.1.1.1.3鉴定因素a）腐蚀取决于设计和实际操作、胺的类型、胺的浓度、杂质、温度和流速。b）胺腐蚀与装置的操作密切相关。除了极少数例外外，对于一个正确设计和操作的装置，大部分部件可以采用碳钢。多数问题可以追究到错误的设计、差的实际操作或溶液污染。c）腐蚀取决于使用的胺的类型。通常，链烷醇胺系统依据其侵蚀性由高到低依次为：单乙醇胺（MEA）、二乙二醇胺（DGA）、二异丙胺（DIPA）、二乙醇胺（DEA）、甲基二乙醇胺（MDEA）。d）贫胺液通常腐蚀性轻，因为它们的电导率低、pH高。但是热稳定盐（HSAS）的过度积累，超过2%，会明显增加腐蚀速度，这取决于胺的类型。e）在再生器顶部冷却器和出口管道、回流管道、阀、泵，氨、H2S和HCN会加速腐蚀。f）虽温度增加，腐蚀速度增加，尤其是在富胺液系统。温度超过104℃，如果压力降足够高，会导致酸性气闪蒸和严重的局部腐蚀。g）工艺物流流速会影响胺腐蚀速度和侵蚀的本质。腐蚀通常均匀，但高流速和湍流会导致局部厚度失重。对于碳钢，富胺液系统的普通流速限制通常为3到6fps，贫胺液系统为20fps。5.1.1.1.4受影响的装置或设备a）胺装置在炼油厂用于去除来自常减压、焦化、FCC、临氢重整、加氢、尾气装置工148艺物流中的H2S、CO2和硫醇。b）再生塔重沸器和再生塔是温度和胺物流湍流最高的部位，会导致明显的腐蚀问题。c）贫/富胺液换热器富胺液一侧、热贫胺管线、热富胺管线、胺溶液泵和回收装置也是腐蚀问题发生的部位。5.1.1.1.5损伤的形貌a）碳钢和低合金钢遭受均匀腐蚀减薄、局部腐蚀或局部垢下侵蚀。b）当工艺物流流速慢时，减薄是均匀的；当高流速且有湍流时，减薄是局部的。5.1.1.1.6防护/缓解a）胺系统最有效的腐蚀控制措施是正确操作，特别要注意酸性气负荷。另外，为避免腐蚀性的胺降解产物，工艺温度不应超过推荐的限制。重沸器速度和温度的正确控制对于再生塔顶温度控制是十分必要的。b）要注意避免HSAS积聚到不可接受的水平。c）系统设计要考虑控制压力降的措施以减少闪蒸。在不可避免的部位，更换为300系列不锈钢或其它耐蚀合金。在吸收塔和汽提塔应采用SS410塔盘和内构件。d）氧气渗入会导致高的腐蚀速度，并会导致热稳定胺盐的形成。储罐和波动的容器应当用惰性气体覆盖。e）固体和碳氢化合物应当通过过滤和工艺控制从胺溶液中去除。对于固体去除，富胺液过滤可能比贫胺液过滤更有效。f）缓蚀剂可以控制胺腐蚀在允许范围内。5.1.1.1.7检查和监测a）目测和UT厚度测量是用于内部设备检查的方法。UT扫描仪或便携式射线仪用于外部检验。b）腐蚀监测可以通过腐蚀挂片和/或腐蚀探针进行。c）监测应当针对装置的热区，如重沸器进料和返塔线，热的贫/富胺液线、汽提塔顶冷却器管线。5.1.1.1.8相关的机理胺应力腐蚀开裂可以从5.1.2.2中找到。5.1.1.1.9参考文献（略）149图5.1MEA装置重沸器到再生塔管线焊缝发现的局部胺腐蚀。还有其它类似的例子，一些深度有一般厚度。它们通常最早由剪切波UT检查发现，并被错误地认为是裂纹。1505.1.1.2硫氢化氨腐蚀（碱式酸性水）5.1.1.2.1损害的描述a）在加氢反应器流出物和处理碱式酸性水的装置存在严重的腐蚀。b）加氢反应流出物系统发生的一些主要失效是由于局部腐蚀引起的。5.1.1.2.2受影响的材料a）碳钢耐蚀性稍差。b）300系列SS，双相钢，铝合金和镍基合金更耐蚀，取决于NH4HS的浓度和流速。5.1.1.2.3鉴定因素a）NH4HS浓度，流速和/或局部湍流，pH，温度，合金成分，流量分配，这些都是需要考虑的鉴定因素。b）腐蚀速度随NH4HS浓度和流速的增加而增加，低于2wt%，溶液腐蚀性很低。高于2wt%，溶液的腐蚀性增加。c）在加氢反应器，FCC反应器和焦化炉，原料中的N转化成氨，和H2S反应生成NH4HS。反应流出物中的NH4HS在温度低于66℃时从气相中析出，取决于一定的NH3和H2S浓度，导致结垢和堵塞，除非采用冲洗水冲洗。d）NH4HS沉积会导致垢下腐蚀和结垢。e）注入到加氢反应流出物中的冲洗水中的氧和铁会导致腐蚀和结垢加重。f）在FCC气体单元、焦化气体单元和酸性水汽提塔顶，由于氰化物的存在，会破坏保护性的硫化物膜，导致腐蚀加剧。5.1.1.2.4受影响的装置或设备a）加氢装置当温度降低到49-66℃时，反应器流出物中的NH4HS盐会析出。可以在以下部位发现结垢和/或加速的腐蚀：空冷器管箱空冷器和换热器的出入口管。反应产物分离器的入口和出口管。反应产物分离器的酸性水排放管线；在控制阀后部，闪蒸可导致严重的冲蚀-腐蚀（图5-2）。高压分离器的水汽线（蒸发线）。含酸性水的反应器流出物分离器的油线。汽提塔顶酸性水。151b）FCC装置NH4HS浓度通常低于2wt%，但高流速和/或氰化物的存在会破坏保护性的硫化亚铁膜。c）酸性水汽提塔（SWS）汽提塔顶部管线、冷却器、回流罐和回流管线中的NH4HS浓度很高，可能存在氰化物。d）胺装置在再生塔顶和回流管线可能存在高浓度的NH4HS，取决于装置操作。e）延迟焦化在分馏塔下游气体浓缩单元会发现高浓度的NH4HS。5.1.1.2.5损伤的形貌a）碳钢厚度上的均匀失重，浓度大于2wt%时，在方向变化或湍流区可能存在相当高的壁厚局部失重速度。b）低流速会导致严重的垢下腐蚀，如果没有足够的水来溶解析出的NH4HS盐。c）换热器可能由于结垢导致堵塞和功能下降。d）NH4HS会高速腐蚀海军黄铜管和其它铜合金。5.1.1.2.6防护/缓解a）设计上应在空冷器出入口设置对称的和液压式的平衡流动。b）当工艺条件变化时，要认真考察设计和局部流速，尤其是当NH4HS浓度超过2wt%和开始接近8wt%或更高时。c）对于碳钢，保持流速在工厂导则范围10-20fps内。当NH4HS浓度高于8wt%时，碳钢可能会发生高的腐蚀速度。d）在流速高于20fps时，使用耐蚀结构材料（如合金825，双相钢），取决于NH4HS浓度。e）正确的设计和保证冲洗水中氧含量很低；提供足够的冲洗水来保证有足够的水维持液态来稀释NH4HS盐。使用正确的注入喷嘴和材质。f）在SWS装置的塔顶冷却器可以采用钛和合金C276。g）铝换热器管更容易发生冲蚀-腐蚀损坏。5.1.1.2.7检查和监测a）详细的设计方案应当包括工艺工程师和材料/腐蚀工程师的建议以确定攻击的特殊区域。通过采样和计算确定NH4HS浓度。b）在高和低流速区域经常使用UT扫描和/或RT横向厚度仪。c）在高NH4HS浓度的控制阀后使用UT。152d）钢制空冷管束采用IRIS，RFEC和流量（通量）泄漏检查。e）对于非磁性空冷器管束采用EC检查。f）监测注水设备和流量表，以保证正确的操作。5.1.1.2.8相关机理磨蚀/磨蚀-腐蚀。5.1.1.2.9参考文献（略）图5-2从HDT装置冷HPS出来的酸性水线上的2英寸碳钢弯头和直管段1535.1.1.3氯化铵腐蚀5.1.1.3.1损伤的描述均匀或局部腐蚀，通常为点蚀，一般发生在氯化铵或胺盐沉积物下，通常没有自由水相的存在。5.1.1.3.2受影响的材料所有常用的材料都受影响，按耐蚀性能由低到高：碳钢，低合金钢，300系列不锈钢，合金400，双相不锈钢，800，825，合金625，C276，钛。5.1.1.3.3鉴定因素a）浓度（NH3，HCl，H2O或胺盐），温度和水是鉴定因素。b）当高温物流冷却时氯化铵盐会析出，取决于NH3和HCl的浓度，在温度正好大于水的露点温度（149℃）时会腐蚀管线和设备。c）氯化铵盐吸湿，容易吸收水分。少量的水可能会导致十分严重的腐蚀（2.5mm/y）。d）氯化铵和氢氯化胺盐高水溶性，高腐蚀性，和水混合形成一个酸性溶液。一些中和胺和氯化物反应形成氯氢化胺，也有同样的性质。e）腐蚀速度随温度的升高而升高。f）当它们在水的露点温度以上沉积时，需要注水来溶解这些盐。5.1.1.3.4受影响的装置或设备a）常减压塔塔顶塔顶，顶部塔盘，塔顶管线及换热器容易发生结垢和腐蚀。在低流速区，由于氯化铵或氯化胺从蒸汽中凝结出来形成沉积。如果存在氯化铵或氯化胺，塔顶循环回流物流会受到影响。b）加氢反应器流出物会发生氯化铵结垢和腐蚀。如果换热器发生结垢或功能降低，需要采取水冲洗的措施。c）催化重整反应器流出物和循环氢系统会发生氯化铵结盐和腐蚀。d）FCCU和焦化分馏塔塔顶和顶回流系统会发生氯化铵结盐和腐蚀。5.1.1.3.5损伤的形貌a）盐通常为白色、绿色或灰色。水洗和/或吹扫会去除沉积物，这样在内部视觉检查过程中结垢的迹象可能会不明显。b）盐下面的腐蚀通常是局部的，会导致点蚀。154c）腐蚀速度可能非常高。5.1.1.3.6防护/缓解耐点蚀的合金可以用于耐氯化铵盐，但即便是最耐蚀的镍基合金和钛合金也会遭受点蚀。a）常减压装置通过电脱盐和/或向脱盐后的原油中注碱来降低进塔原料中的氯化物含量。在塔顶线采用注水来冲洗盐的沉积物。加入成膜胺型缓蚀剂以控制腐蚀。b）加氢装置控制反应器原料中的氯化物含量。控制补充氢中的氯化物。在反应流出物系统连续或间断注水以冲洗盐沉积物。c）催化重整反应器流出物可以采取脱氯处理。在一些情况下可以采用水洗，但系统必须仔细设计。一些塔顶系统可能需要成膜或中和型胺。5.1.1.3.7检查和监测a）氯化铵盐的积聚可能在十分局部的地方发生，导致腐蚀很难被检查到。b）RT或UT厚度检查可以用来确定剩余壁厚。c）监测进料和流出物中的水可以确定存在的氯化物和氨的量，但是需要工艺模拟来确定浓度和露点温度。如果计算出氯化铵盐沉积温度，温度监测和控制就会十分有效，以保证金属温度在盐沉积温度以上。d）沉积物的存在可以通过换热器的压力降升高和热效率降低来检查。e）可以采用腐蚀挂片或探针，但是盐必须沉积在探针元件表面以检查腐蚀。5.1.1.3.8相关机理HCl腐蚀（见5.1.1.4）5.1.1.3.9参考文献（略）1555.1.1.4盐酸（HCl）腐蚀5.1.1.4.1损伤的描述a）盐酸（HCl溶液）会导致均匀和局部腐蚀，在很宽的浓度范围内对多数普通结构材料有十分强的侵蚀性。b）炼