化工装置腐蚀与防护

化工装置腐蚀与防护摘要:化工装里腐性问题日益显现，对腐性控制不利必然会严重影响装里的安全和生产，必须尽快加强化工装笠腐饮防护工作。通过对乙烯、顺丁、破四和乙二醉等化工装里中存在的腐蚀状况及相应腐独机理进行分析，从加强腐性监测、材质升级、结构设计、工艺防腐性以及采用材料表面处理技术等方面对防腐蚀对策进行了介绍。1化工装置的腐蚀现状及腐蚀机理近年来，随着装置运行年限的增长以及加工原料性质的不断劣化，乙烯、顺丁、乙二醇和碳四等化工装置的腐蚀问题逐渐突出，影响装置长周期安全生产。因此，必须要做好化工装置的腐蚀防护，及时发现腐蚀隐患，减少或避免由腐蚀而引起的损失。1.1乙烯装置目前国内引进乙烯装置以鲁姆斯的SRT型炉居多，根据裂解方式的不同可以分为:管式炉裂解法、催化裂解法、部分氧化法和热载体裂解法等等。装置由裂解、急冷、压缩、加氢和分离等单元组成，不同的单元由于运行条件和加工物料等不同分别产生了不同类型的腐蚀。1.1.1压缩系统的腐蚀乙烯装置生产过程中，裂解气中富含烯烃类、高分子烯烃、过氧化物、硫化物和氧化氮等物质，这些物质在一定温度和压力下会发生聚合反应，形成类似焦油的粘稠沉淀物，阻塞叶轮、隔板、机壳流道和密封。随着操作时间的延长，粘附的聚合物会逐渐累积，影响压缩机的正常运转。为解决这一问题，国内多数乙烯装置采用注水方式替代原有的注油方式〔},z}，利用水的汽化潜热，降低压缩机各段裂解气的排出温度，缓解结焦现象，延长运转周期。但是国内各压缩系统注水后普遍存在段间冷凝液pH值低、铁离子含量高的现象，三段冷凝器甚至发现有腐蚀发生。某厂大修期间对压缩系统的段间排出罐和碳钢换热器进行了腐蚀调查，压缩系统换热器腐蚀形貌见图to该系统发生腐蚀的主要原因是由于裂解气中含有的硫化物高温裂解之后转化为HZS等酸性物质，由原来的压缩机注油改为注水后，酸性物质部分溶人水中，硫化氢会发生电离，使水具有酸性，导致该系统pH值较低，对设备及管线产生不同程度的腐蚀。图1压缩系统换热器腐蚀形貌1.1.2加氢脱CS系统的腐蚀加氢脱CS系统是将来自乙烯单元的CS粗裂解汽油进行加氢分离，分离成为燃料的CS产品、C6、更重的烃和一部分返回压缩机的尾气。工艺介质有含氯和含硫腐蚀性物质，经加氢后生成HC1,HZS和相应的烃类化合物，当有液相水存在时，相互促进构成了循环腐蚀。腐蚀问题主要集中在碳钢回流管线，尤其是较细的管线以及流速高和受冲击的部位(如焊缝、弯头等)(a}0对某公司加氢脱CS系统的裂解回流罐10一V一701冷凝水长期分析监测，结果见图20从图2发现铁离子质量浓度较高(平均大于450mg/L),pH值平均在4.5以下。石油化工腐蚀与防护第27卷甲醇水洗回收系统等部分，通过脱硫、加氢反应和醚化反应等获得MTBE产品、高纯度丁烯一1产品，腐蚀问题主要集中在甲醇水洗回收系统。某公司对甲醇水洗回收系统30一E一109,30一C一102塔底腐蚀速率进行在线探针监测，发现月平均腐蚀速率最高分别达0.421mm/a和0.229mm/a，同时30一C一201塔进料管线、30一E一108换热器管束发生严重腐蚀，腐蚀形貌见图4和So图2压缩系统冷凝水监测数据.一pH值;.一铁离子据分析[[4j，该系统腐蚀的主要原因是由于乙烯裂解粗汽油进人加氢反应器后，油品中的含氯、含硫有机物经加氢后生成HC1,HzS和相应的烃类化合物，HCl和HZS溶解于水，对设备构成腐蚀。1.2顺丁装置腐蚀与防护顺丁装置通常以聚合级丁二烯为原料，采用环烷酸镍、三异丁基铝及三氟化硼乙醚络合物为催化剂，多活多釜串联连续聚合、水析凝胶、挤压脱水干燥的方法生产顺丁橡胶。该装置中腐蚀问题主要集中在溶剂油回收系统，其原因是由于聚合所采用的Ni系催化剂中的三氟化硼在溶剂油中的溶解性较差，一部分未参与反应，与水发生水解反应，生成了氟硼酸、硼酸和氢氟酸等酸性物质，从而导致设备发生腐蚀。特别是在工艺物料流速较高的部位(管线的弯头、三通处)腐蚀更为严重[(s1。某公司对顺丁装置溶剂油系统的冷凝水进行了监测分析，结果见图30图430一C-201塔进料管线腐蚀穿孔图3顺丁装置溶剂油系统冷凝水监测.一pH值;令一铁离子从监测分析结果来看，冷凝水pH值较低，铁离子含量偏高，酸性介质对溶剂油系统腐蚀严重。1.3碳四装置腐蚀与防护碳四醚化装置包括脱硫加氢、醚化反应精馏和中国石油大庆石化分公司张雪松等人川进行了MTBE装置甲醇回收系统腐蚀原因分析及对策的研究，其认为甲醇回收系统设备的腐蚀与萃取塔进料碳四中的微量杂质有关。设备内部充有溶解杂质的水，会使设备发生电化学腐蚀。中国石油大庆石化公司张向东川进行了MTBE生产中的设备腐蚀问题分析，其认为该系统腐蚀的主要原因是由于反应器中催化剂的树脂磺酸基脱落，进人水溶液形成酸性环境。1.4乙二醇装置腐蚀与防护乙二醇装置是通过将乙烯、氧气(或空气)、致稳气和适量抑制剂组成的混合气，置于固定床反应器列管中反应生成环氧乙烷。主要经水吸收、汽提、脱除CO:后生成乙二醇质量分数为12.55%的水溶液，该溶液经五效蒸发系统逐级蒸发浓缩成乙二醇。国内外同类装置原设计使用的碳钢设备由于大面积均匀腐蚀，已经基本改为18一8型不锈钢设备，从根本上解决了均匀腐蚀问题。但是，某公司[‘〕乙二醇装置运行一年后发现蒸发塔系统出现腐蚀，随后开始频繁出现腐蚀穿孔。这期间采用了整体喷铝、喷不锈钢、易冲刷部位涂得富康涂料等防腐蚀措施，但都没有获得满意的效果。随后对乙二醇蒸发塔进行了材质升级，塔体采用OCr18Ni90运行两年后检修时连续发现在蒸发塔的上下封头与筒体连接的环焊缝热影响区发现有纵向密集的微裂纹存在，分析原因认为[[al乙二醇蒸发塔存在明显腐蚀环境，主要腐蚀介质是溶解于乙二醇水溶液中的酸性物质，同时乙二醇蒸发塔存在制造质量问题，这两方面因素联合导致乙二醇蒸发塔产生晶间型应力腐蚀裂纹。