摘要:在炼油厂中常减压装置的重要性是不言而喻的。常减压装置在应用中会受到很多因素的影响,比如原油比重的增加、重油程度深化、质量变差出现设备腐蚀。因原油酸度较高、盐分较高,所以设备腐蚀带来的负面作用十分的常见与突出。该现象除了会影响到设备寿命与工作效率以外,还威胁着操作人员的人身安全,无法保障炼油厂可持续发展、稳定发展,故需要予以足够多的关注度。企业需要做好对常减压装置详细的分析,科学的设计,保障装置能够良好管理与运行。做好防腐水平的优化处理,控制腐蚀发生几率,保障企业顺利生产。
关键词:常减压装置;腐蚀分析;防护
引言
随着石油化工产品需求量不断提升,全球对于油品的控制难度也在提高。作为一个多气少油的国家,我国的油品质量整体不高,这也导致常减压装置生产过程中经常需要面对含硫量较高的原材料,直接导致腐蚀问题发生。为了进一步探讨常减压装置腐蚀防护策略,现就常减压装置腐蚀问题的出现情况介绍如下。
一、常减压装置腐蚀情况概述
常减压装置最容易出现腐蚀的区域包括有初馏塔、常压塔以及长顶气分液罐等等。此外,常压加热炉以及减压塔也是出现腐蚀的重灾区。从客观上来看,塔类装置出现腐蚀的情况较为复杂,其产物采样分析后发现,元素中铁元素的占比较高,说明铁的锈蚀物较多。另外,结合能谱图的情况特征来看,分析运行期间,塔顶的冷回流管也处于液相部内部,导致塔顶出现严重的腐蚀。换热器的腐蚀主要表现在低温区域,这个区域采用内窥镜检查具有大量的坑洞。
二、腐蚀原因
1、低温露点
石油化工生产中,低温露点是常减压装置最常见的腐蚀。这种腐蚀现象的出现与原油当中的盐分有很大关系。通常来说这类盐分是以水的夹杂形式出现的,主要包括氯化镁、氯化钙与氯化钠。事实上这些物质本身并没有腐蚀性,不过在高温作用下就会发生分解反应,使得很多氯化氢一类的腐蚀性物质出现。原油中包含大量硫化物,这些硫化物在受热作用下会出现硫化氢气体。在硫化氢气体与氯化氢气体这类气体融入水以后,就会出现腐蚀性极强的物质。通常来说常减压装置内部盐酸浓度并不高,往往只有1%至2%的含量。不过该浓度盐酸本身腐蚀性很强,在硫化氢的作用下,常减压装置会受到非常严重的腐蚀影响。面对这一情况必须制定有效的应对措施,控制腐蚀问题。
2、高温硫
高温硫这种腐蚀现象通常发生在高温环境,指240摄氏度环境。该现象常发生在常减压装置塔底与炉管部位。这类部位温度高,腐蚀几率较高。高温环境下,原油硫化物会出现分解反应,生成单质硫与硫化氢,这两种物质很容易和金属发生对应化学反应。最开始单质硫与硫会其能够会迅速腐蚀装置内壁,在单质硫与腐蚀掉的内壁中的铁元素反应以后会出现大量硫化铁,这些硫化铁会进一步吸附在内部。在二者和装置隔离以后,缓和内壁腐蚀。不过因原油中的环烷酸会破坏这层保护膜,所以最终仍旧会继续腐蚀。
3、高温环烷酸
环烷酸是原油众多物质中最重要的酸性物质。当然在低温的情况下,该物质并不具备很强的腐蚀能力,在温度到到220摄氏度以后,则腐蚀能力大幅度提升。高温环境下环烷酸和硫化铁发生对应反应,此时的反应会导致常减压装置失去内壁保护。此外环烷酸本身属于油性腐蚀物,这种物质能够和油类物质一同流动。该现象导致常减压装置内部金属会暴露在空气当中,加剧其腐蚀情况。所以常减压内壁时常发生非常严重的腐蚀。
三、常减压装置腐蚀防护策略
1、工艺防腐策略
工艺防腐主要是通过不同的工艺技术手段来降低腐蚀问题的发生。
1)最常用的一脱三注技术,该技术能够通过电脱盐、注缓蚀剂以及注入水等方式来缓解腐蚀的发生,适应于工艺已经稳定的生产模式。2)常减压装置当中对于设备、管道的材料要求不高,选择合适的材料也可以提升耐腐蚀性。比如说操作问题较高的管道添加高温缓蚀剂,效果要比低温缓蚀剂更为突出。3)常减压工艺的顶部腐蚀。顶部腐蚀可以通过降低塔顶的蒸汽冷凝量等方式来进行设置、处理,可以缓解腐蚀带来的不良影响,温度控制在100℃以上也可以取得良好的效果。
2、设备防腐策略
设备防腐也可以包括材料、结构与涂料等方面的防腐。材料防腐技术就是通过升级材料的方式来改善设备的性能,降低腐蚀带来的影响。比如说选择铁素体不锈钢替代传统的材料,耐腐蚀性更强。另外,抗露点腐蚀也可以通过设备防腐来完成,具体是通过选择ND钢来作为替代材料。结构防腐是通过避免应力集中来缓解腐蚀的技术,该技术能够应用于改造流速较大的部位,可以很好的避免湍流的出现。
3、合理选材
对防腐工作来说,合适的材料能够发挥出非常关键的作用。为了使常减压装置能够有效应对腐蚀问题,就需要做好防腐材料的优化、分析与选择,严格把关所用材料,做好原材料成分的研究与检查,保障力学性能、质量证明书资料的真实性。在使用的原材料中,不锈钢材料的作用非常突出,不锈钢材料化学成分含量对最后的防腐效果影响十分的显著。必须做好对不同腐蚀位置、腐蚀情况特点的研究,以此选择合适的防腐材料应对防腐要求,达成防腐目的。同一个设备仪器不同的位置有着不同的防腐能力要求,举例来说,常减压装置同样的位置除了会出现环烷酸腐蚀以外,有时也会出现硫腐蚀问题。面对以上腐蚀情况,就需要做好对腐蚀机理的研究,参照腐蚀难易度确定防腐材料。环烷酸腐蚀通常威胁度更高,所以其防腐材料的要求要比硫腐蚀的要求高。制定防腐保护计划的时候,应当参照环烷酸腐蚀标准确定材料,以此获得更好的防腐效果。此外升级材料也是提高防腐效果、防腐质量的有效措施。例如将315L材质升级到317L。这种做法是提高装置韧性、强度的有效做法,能够保障装置稳定、安全运行。
4、加装在线监测
在制定了合理防腐系统、运用了先进防腐工艺以后,还要制定监测系统,目的是了解设备的实时动态情况,以便在遇到问题的时候能够第一时间处理。提高防腐工作成效离不开监控系统的支持。监控系统包括监控器、采送器、监测探针。利用合理有效的方法在线监测装置腐蚀情况,包括腐蚀部位pH数值。通过这样的手段获知防腐经验、防腐要求。例如在常顶空冷器管道布置探针,能够有效获得腐蚀实际情况。利用探针所获取的数据能够帮助设计人员及时调整防腐手段,获知管道腐蚀、设备腐蚀情况,评估设备、管道剩余寿命。该过程能够为后续的安全生产提供支持与帮助,更好的完成检修计划的调整、安排,预警腐蚀隐患、腐蚀问题。
5、其他防腐策略
安全防腐是一种借助于装置安全管理来实现防腐的技术,该技术相比于设备、工艺防腐而言具有更强的预见性与时效性。一般来说,常减压装置的腐蚀都是有固定的原理与特征的,通过研究这些特征可以选择针对性的生产改造方式来进行潜在风险的分析,分散风险、降低腐蚀带来的影响。另外,对于腐蚀特别严重的设备还可以添加在线诊断与监测系统,这样一来就可以避免设备损坏带来的风险与安全问题,同时也可以强化巡检的力度与效果,确保常减压装置的安全运行。
结束语
综上所述,常减压装置的腐蚀防护需要了解其出现腐蚀的原理,同时结合原理特征,对症下药,才能够取得相应的腐蚀防护成果。为了确保常减压装置腐蚀防护效率,除了做好工艺防腐,还需要做好设备以及其他类型的防腐筹划,确保防腐效率达到预期的目标,减轻设备损害,促进经济效益和社会效益的提升。
参考文献
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