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石油加工裝置中設備的硫腐蝕與防護

由于常減壓蒸餾裝置塔頂腐蝕環境中氯離子的濃度較高,再加上各種應力的影響,極易造成氯離子應力腐蝕開裂,所以低溫輕油部位的材質較難升級。國內絕大部分煉油廠常減壓塔頂冷凝冷卻系統仍采用碳鋼,因此以“一脫四注”為核心內容的傳統工藝防腐蝕手段顯得異常重要??紤]到鈉離子對二次加工裝置加工工藝的影響,煉油廠已將“一脫四注”改為“一脫三注”。
  “一脫”是原油深度脫鹽,一方面是深度脫除鈉鹽。由于鈉離子易引起加氫脫硫催化劑的中毒,因此對原料油中的鈉離子含量要求很嚴格。例如某煉油廠加工進口含硫原油,要求原油經深度脫鹽后,其原料油中鈉離子含量小于1 mg/L。另一方面,為減輕塔頂HCl帶來的腐蝕,要求電脫鹽裝置不僅脫鈉離子,而且有效脫除鈣、鎂、鐵離子。盡量降低塔頂冷凝冷卻系統HCl的生成量。
  目前煉油廠常減壓蒸餾裝置“三頂”大部分采用注氨,但其中和效果差,必須過量注入。這樣,生成的NH4Cl容易結垢,一方面容易引起堵塞,另一方面產生垢下腐蝕。加工進口含硫原油后,塔頂冷凝冷卻系統中H2S含量增加,結垢和腐蝕的問題更為突出。有的煉油廠采用注有機胺,取得了很好的中和效果,但有機胺價格昂貴,因此有的煉油廠采用氨和有機胺按一定比例混注的方法,效果也較好。部分煉油廠在“三頂”注入7019等水溶性緩蝕劑,但其保護面積小,膜完整性差,且膜修復困難。有的煉油廠采用油溶性緩蝕劑,選擇合適的注入位置,取得了較好的緩蝕效果。國內新開發的中和緩蝕劑,既具有中和作用,又具有緩蝕作用,一劑多用,應用效果也較好。
  國內煉油廠常減壓蒸餾裝置的“三劑”(破乳劑、緩蝕劑和中和劑)一般采用手工注入,很難做到定時定量。新開發的“三劑”自動注入系統,可根據物流量自動調節藥劑的注入量,在部分煉油廠試用,取得了較好的效果,但與信號的自動采集和反饋等智能注入系統相比,仍有很大的差距。目前,洛陽石油化工工程公司設備研究所正在進行這方面的研究工作,并已取得進展。
2.1.3 材料防腐蝕
  原油蒸餾塔頂耐蝕金屬材料的選擇是過程設備選擇的一個關鍵。在歐美發達國家,這個部位的材料90年代以前一直選用Monel合金(UNS No.4400),設備殼體材料采用碳鋼+Monel合金復合鋼材,內件全部為Monel合金。90年代初期,發現這種合金對濕硫化氫應力腐蝕開裂是敏感的,故在120以上不推薦使用。某國外煉油廠的常減壓蒸餾裝置原設計為:塔體采用碳鋼+Monel合金,內件仍采用Monel合金。但在詳細設計中,耐蝕金屬材料殼體改成了碳鋼+Hastelloy C-4合金,內件改為Hastelloy C-4合金(UNS No.6455)。在日本,該部位的耐蝕材料選用SUS 4050Cr13Al)和Monel等合金。
  在常減壓蒸餾裝置塔頂冷凝冷卻系統的選材中,國內在80年代和90年代不斷有煉油廠在塔頂冷凝冷卻系統嘗試使用奧氏體不銹鋼和鋁鎂合金,結果都以設備很快腐蝕穿孔、開裂而告終。也有的煉油廠嘗試使用鈦合金換熱器,但由于價格昂貴,很難推廣。對于塔頂冷凝冷卻系統,國內目前比較一致的看法是,設備采用碳鋼材質,加強涂料的施工管理,嚴格控制“一脫三注”,基本上可以控制塔頂冷凝冷卻系統的腐蝕。

 

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