HCL-H2S-H2O的腐蝕與防護(hù)
2021-05-21 03:59:54
hualin
01 腐蝕部位及形態(tài)
①主要腐蝕部位:
常壓塔頂部五層以上塔盤(pán)、塔體,部分揮發(fā)線及常壓塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)(此部位腐蝕最嚴(yán)重);
減壓塔部分揮發(fā)線和冷凝冷卻系統(tǒng)。
一般氣相部位腐蝕較輕微,液相部位腐蝕嚴(yán)重。尤以氣液兩相轉(zhuǎn)變部位即“露點(diǎn)”部位最為嚴(yán)重。
②腐蝕形態(tài):
腐蝕形態(tài)為碳鋼部件的全面腐蝕、均勻減薄;
Cr13鋼的點(diǎn)蝕以及1Cr18Ni9Ti不銹鋼的氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。
煉制含鹽高硫的原油時(shí),在未采用“一脫四注”工藝防腐蝕以前,常壓塔頂部碳鋼塔盤(pán)腐蝕速率為2~3mm/a。常壓塔頂管殼式冷卻器管束進(jìn)口部位腐蝕速率高達(dá)6.0~14.5mm/a。
采用“一脫四注”工藝防腐后,常壓塔碳鋼空冷器管束腐蝕速率為0.1~0.3mm/a。常壓塔頂用Crl3浮閥出現(xiàn)點(diǎn)蝕,某煉廠在常壓塔頂部塔體用塞焊內(nèi)襯1Cr18Ni9Ti鋼板,經(jīng)短期使用,襯里塞焊點(diǎn)附近出現(xiàn)氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。某煉廠在此部位用1Cr18Ni9Ti浮閥,普遍出現(xiàn)斷腿和龜裂。某煉油廠使用1Cr18Ni9Ti空冷器,投用90天(此間Cl-最高達(dá)700mg/L),管子和管板脹接過(guò)渡區(qū)全部發(fā)生脆斷。
02 腐蝕反應(yīng)
此部位的HCl來(lái)源于原油中含有的氯鹽和水。
在原油加工時(shí),當(dāng)加熱到120℃以上時(shí),MgCl2和CaCl2即開(kāi)始水解生成HCl。
在常減壓裝置中,NaCl在通常情況下是不水解的,但當(dāng)原油中含有環(huán)烷酸和某些金屬元素時(shí)(如鐵、鎳、釩等),NaCl在300℃以前就開(kāi)始水解,生成氯化氫。有時(shí)原油析出的HCl量超過(guò)了全部無(wú)機(jī)氯鹽完全水解所析出的HCl量,這是原油生產(chǎn)中加入清蠟劑(四氯化碳有機(jī)氯化物),煉制時(shí)該有機(jī)氯化物發(fā)生水解的緣故。
HCl、H2S處于干態(tài)時(shí),對(duì)金屬無(wú)腐蝕。
當(dāng)在塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)冷凝結(jié)露出現(xiàn)水滴時(shí),HCl即溶于水中生成鹽酸。
鹽酸含量可達(dá)1%-2%,成為一個(gè)腐蝕性較強(qiáng)的“稀鹽酸腐蝕環(huán)境”。若有H2S存在,可對(duì)塔頂冷凝冷卻部位的腐蝕加速。
03 防護(hù)措施
低溫HCL-H2S-H2O環(huán)境防腐應(yīng)以工藝防腐為主,材料防腐為輔。
①“一脫四注”工藝防護(hù):
“一脫四注”系指原油深度脫鹽,脫鹽后原油注堿、塔頂餾出線注氨(或注胺)、注緩蝕劑(也有在頂回線注緩蝕劑的)、注水。
“一脫四注”防腐蝕措施的原理是除去原油中的雜質(zhì),中和已生成的酸性腐蝕介質(zhì),改變腐蝕環(huán)境和在設(shè)備表面形成防護(hù)屏障。
經(jīng)“一脫四注”后,應(yīng)達(dá)到如下指標(biāo):
A.原油經(jīng)電脫鹽后,原油含鹽量小于5mg/L(重油深度加工的煉油廠原油含鹽量小于2.5mg/L,且Na+<1×10-6,Ca2+<27×10-6)。
B.常壓塔頂冷凝水中鐵離子含量小于1×10-6,氯離子含量小于20×10-6,pH值為7.5~8.5。目前煉油廠多采取“一脫三注”防腐措施,即停止注堿。
②材料選用:在完善工藝防腐(即一脫四注)情況下,一般可采用碳鋼設(shè)備。當(dāng)煉制高硫原油時(shí),可用20R+0Cr13復(fù)合板制常壓塔頂?shù)臍んw(頂部五層塔盤(pán)部位)。
也有煉油廠采用SAF2205+20g或SAF2205+16MnR的爆炸復(fù)合鋼板制造初餾塔和常壓塔的頂部殼體。