黃曉明++黃余

摘 要：隨著進(jìn)口原油的增多，使得石油化工中設(shè)備的腐蝕情況也越來(lái)越嚴(yán)重。在煉油裝置中冷換設(shè)備是其中一種重要的設(shè)備，冷換設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)裝置的正常運(yùn)行也有極大的影響。通過(guò)對(duì)中國(guó)石油化工公司的煉油裝置冷換設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，本文闡述了煉油裝置冷換設(shè)備腐蝕的情況，并分析腐蝕原因，制定出了一些相關(guān)的防護(hù)措施，確保煉油裝置冷換設(shè)備正常運(yùn)行，減少腐蝕性，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：煉油裝置；冷換設(shè)備；腐蝕；防護(hù)

中圖分類號(hào)：TE98 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

換熱器是工業(yè)中運(yùn)用較廣的一種節(jié)能設(shè)備，冷換設(shè)備就屬于其中一種。在煉油裝置中，冷換設(shè)備的投資占總體工藝設(shè)備投資的三分之一以上。冷換設(shè)備運(yùn)用于生產(chǎn)流程和生產(chǎn)裝置的各個(gè)環(huán)節(jié)中，其運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定、安全、可靠直接影響到生產(chǎn)耗能。冷換設(shè)備始終是生產(chǎn)管理人員的控制對(duì)象。

隨著原油硫含量和含硫原油處理量的增加，煉油裝置冷換設(shè)備腐蝕問(wèn)題日益突出。均勻腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、點(diǎn)蝕、沖刷腐蝕是煉油裝置冷換設(shè)備常見(jiàn)的幾種腐蝕現(xiàn)象。

1煉油裝置冷換設(shè)備的腐蝕情況

在煉油裝置冷換設(shè)備的腐蝕中，腐蝕介質(zhì)主要分為系統(tǒng)物流腐蝕和循環(huán)冷卻水腐蝕。其中系統(tǒng)物流腐蝕指的是煉油裝置在進(jìn)行加工處理油品中，油品發(fā)生裂解、高溫分解、加氫等反應(yīng)，導(dǎo)致油品中出現(xiàn)硫酸、氨酸、硝酸、二氧化碳、氯化氫等腐蝕性物質(zhì)，從而造成系統(tǒng)腐蝕。

物流對(duì)冷換設(shè)備的腐蝕類型主要分為高溫硫腐蝕、高溫環(huán)烷酸腐蝕、H2S-H2O腐蝕、HCL-H2S-H2O腐蝕等。腐蝕具體情況有以下幾個(gè)方面。

1.1制硫裝置和酸性水處理的腐蝕

對(duì)于溫度在120℃以下的含硫系統(tǒng)中，包括含硫污水系統(tǒng)，冷換設(shè)備如果選用碳鋼類耐腐蝕效果較好的材質(zhì)，其腐蝕性就會(huì)減少。酸性水處理和制硫裝置系統(tǒng)處于240℃以上的溫度中，其腐蝕性較大。酸性水處理和制硫裝置低溫含硫系統(tǒng)的腐蝕程度和溫度、材質(zhì)有著密切的關(guān)聯(lián)。

1.2應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂

制氫裝置和轉(zhuǎn)化器蒸汽發(fā)生器腐蝕現(xiàn)象為管束穿孔，導(dǎo)致發(fā)生泄漏情況。經(jīng)過(guò)處理后再次出現(xiàn)管束穿孔和泄漏的情況。當(dāng)制氫裝置和轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器的管道內(nèi)部壓力為25MPa時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)明顯的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的情況。

1.3高溫部位腐蝕

高溫部位的腐蝕主要是高溫硫化物的腐蝕，其腐蝕現(xiàn)象是在工藝介質(zhì)中含有活性硫化物和使用溫度高于240℃的條件下產(chǎn)生的。主要腐蝕裝置為減壓塔測(cè)線油換熱器、分餾塔頂

和穩(wěn)定塔頂冷卻器、分餾塔頂循環(huán)回流油冷卻器、催化裂化裝置分餾塔頂回流油冷換器等。對(duì)于環(huán)境比較惡劣的高溫部位，其腐蝕現(xiàn)象較嚴(yán)重。高溫部位的腐蝕嚴(yán)重程度和介質(zhì)的溫度、硫酸含量有關(guān)。

1.4低溫部位腐蝕

低溫部位的腐蝕主要發(fā)生在塔頂冷凝系統(tǒng)和常減壓蒸餾裝置的塔頂部位。

其一，瀝青裝置常壓塔頂空冷卻器的腐蝕情況。常壓塔頂空冷器主要為表面蒸發(fā)空冷器，空冷管束材質(zhì)為碳鋼，運(yùn)行不到四個(gè)月，就出現(xiàn)管束穿孔的現(xiàn)象，將材質(zhì)更換為耐硫材質(zhì)，也出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。其腐蝕泄漏點(diǎn)主要集中在進(jìn)口處1～3m處，管束受腐蝕出現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象，屬于明顯的點(diǎn)腐蝕現(xiàn)象。

其二，瀝青裝置減壓系統(tǒng)一、二、三級(jí)抽空冷凝器腐蝕情況。減壓抽空冷凝器的材質(zhì)主要為碳鋼管束，與瀝青裝置常壓塔頂空冷卻器相比，其使用期較長(zhǎng)。腐蝕現(xiàn)象為管束穿孔。

其三，聯(lián)合常壓裝置常頂換熱器的腐蝕情況。其管束材質(zhì)為10號(hào)鋼，管束為波紋管式。使用不到三個(gè)月出現(xiàn)管束穿孔現(xiàn)象。換材質(zhì)后，出現(xiàn)管束堵塞現(xiàn)象，板涂料部分脫落，管道上部存在大量鹽垢。

1.5循環(huán)冷卻水腐蝕

循環(huán)冷卻水的腐蝕只要是溶解氧的腐蝕，腐蝕現(xiàn)象為管道厚度均勻減薄，冷卻水中有大量的粘泥，金屬表面容易結(jié)垢，造成垢下腐蝕，管道出現(xiàn)穿孔、蝕坑等。電脫鹽換熱器、催化裂化輕柴油冷卻器、瀝青裝置一、二線冷卻器均有垢下腐蝕現(xiàn)象，為了有效地防腐，就要定期進(jìn)行化學(xué)清洗。

另外循環(huán)水系統(tǒng)中存在一定量的氯離子，對(duì)不銹鋼管造成點(diǎn)腐蝕，嚴(yán)重者會(huì)引起不銹鋼管開(kāi)裂。某煉油企業(yè)就因循環(huán)水系統(tǒng)中氯離子的含量過(guò)高，造成催化裂化冷卻裝置的管道內(nèi)壁產(chǎn)生開(kāi)裂的情況。

2煉油裝置冷換設(shè)備腐蝕的原因

2.1設(shè)計(jì)制造的原因

常壓裝置的常頂冷換器和硫磺再生頂冷凝器等設(shè)備的冷換管均為波紋管，管內(nèi)進(jìn)行噴砂處理過(guò)后，管壁厚度有所減薄，以及波紋谷底處的涂層質(zhì)量得不到保證，在腐蝕的環(huán)境下，容易發(fā)生腐蝕，涂層脫落加快腐蝕速度，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)波紋管斷裂現(xiàn)象。

另外換熱器的焊接質(zhì)量會(huì)直接影響泄漏情況，在制造的過(guò)程中，管束未經(jīng)過(guò)固溶熱處理，就會(huì)使得不銹鋼在水壓試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生氯離子，在高溫的作用下極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。

2.2電脫鹽引起的腐蝕

其一，瀝青裝置中的電脫鹽效果。電脫鹽的效果主要和原油性質(zhì)有關(guān)，原有粘度大，鹽含量高，電脫鹽的效果不夠好，會(huì)使得常頂和減壓塔頂冷凝系統(tǒng)處于強(qiáng)烈的腐蝕環(huán)境當(dāng)中。

其二，聯(lián)合常壓裝置。聯(lián)合常壓裝置中的脫鹽含量一般控制在5毫米每升以下，由于脫鹽含量波動(dòng)大，使得鹽酸含量不穩(wěn)定，從而造成設(shè)備腐蝕。

2.3原油性質(zhì)變化，操作不穩(wěn)定因素

常壓下，原油硫含量為0.055%，酸值0.43mgKoH/g。由于加工的原油來(lái)源較多，原油性質(zhì)變化較大，導(dǎo)致硫含量和鹽含量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，使得原油加工操作過(guò)程不夠穩(wěn)定。

2.4防腐涂層受損

防腐涂層能夠有效的防護(hù)冷換設(shè)備的腐蝕，對(duì)腐蝕和結(jié)垢具有一定的控制作用。但在管束運(yùn)輸、安裝、清掃等過(guò)程中容易損傷涂層，破壞涂層的作用。因此，在涂層施工的過(guò)程中，要確保涂層的施工質(zhì)量。

3對(duì)煉油裝置冷卻設(shè)備腐蝕的防護(hù)endprint

3.1高溫部位腐蝕的防護(hù)

在溫度高于240℃的腐蝕環(huán)境下，應(yīng)選用碳鋼加化學(xué)鍍Ni-P鍍層。確保施工質(zhì)量前提下，使用化學(xué)鍍Ni-P鍍層的管束。針對(duì)溫度高于240℃高硫或環(huán)烷酸環(huán)境，選用滲鋁的材質(zhì)，具有較強(qiáng)耐蝕性的雙相鋼管束。

3.2低溫部位腐蝕的防護(hù)

針對(duì)瀝青裝置常壓塔頂空冷器，應(yīng)選用鐵素體不銹鋼材質(zhì)。聯(lián)合常壓裝置常頂換熱器采用碳鋼光管管束。瀝青裝置減壓系統(tǒng)一、二、三級(jí)抽空冷凝器應(yīng)選用碳鋼管束。針對(duì)常減壓蒸餾裝置三頂冷凝器設(shè)備，在工藝、電脫鹽技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于氯離子和含硫量高的介質(zhì)，材質(zhì)應(yīng)選用雙相不銹鋼管束以及表面處理技術(shù)。

3.3循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕的防護(hù)

在以水為腐蝕控制介質(zhì)的冷卻器中，應(yīng)選取碳鋼和抗水腐蝕涂料，以便節(jié)約設(shè)備費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。在選取碳鋼和抗水腐蝕涂料的時(shí)候，要注意管口處的涂層極易受水沖刷影響，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。在吹掃冷卻器的時(shí)候，避免壁管溫度過(guò)高造成涂層的損壞。

3.4加大監(jiān)測(cè)力度

在煉油裝置冷換設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，要加強(qiáng)腐蝕監(jiān)測(cè)力度。尤其在常壓換熱器進(jìn)口段和瀝青常頂空冷器進(jìn)出口處進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)，對(duì)設(shè)備，管道等進(jìn)行定時(shí)、定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，查看腐蝕情況。另外要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)冷凝水中的pH值、氯離子含量、鐵離子濃度等，控制腐蝕程度。

結(jié)語(yǔ)

在石油化工企業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，腐蝕情況無(wú)處不在，其中煉油裝置冷換設(shè)備腐蝕是比較常見(jiàn)的一類腐蝕情況。由于設(shè)備的腐蝕與防護(hù)工作非常復(fù)雜，需要相關(guān)人員在實(shí)際工作中不斷地研究分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)設(shè)備腐蝕的具體情況，制定相對(duì)應(yīng)的解決措施。不斷完善腐蝕監(jiān)測(cè)制度，引進(jìn)先進(jìn)的耐腐蝕性材料等減少設(shè)備的腐蝕情況。相關(guān)工作人員要不斷改善、提高煉油設(shè)備的防腐技術(shù)和防護(hù)效果。

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