緩蝕劑在苯乙烯精餾裝置中的應(yīng)用

伏建華，李志剛

(中國石油蘭州石化分公司，甘肅蘭州 730060)

緩蝕劑在苯乙烯精餾裝置中的應(yīng)用

伏建華，李志剛

(中國石油蘭州石化分公司，甘肅蘭州 730060)

碳素鋼在電解質(zhì)溶液(例如水)中會(huì)形成微電池，碳素鋼的基本金相組織為鐵素體和滲碳體，在電解質(zhì)溶液中會(huì)形成以低電位的鐵素體為陽極，高電位的滲碳體為陰極的腐蝕電流，從而鋼材受到腐蝕。中國石油蘭州石化分公司合成橡膠廠苯乙烯裝置的粗笨乙烯塔(C-53)和塔頂冷凝器(E-55)即存在上述腐蝕。通過在生產(chǎn)中加入復(fù)合中和緩蝕劑(EC-1108A)的方法，使腐蝕問題得到了克服。

換熱器 腐蝕 緩蝕劑

中國石油蘭州石化分公司合成橡膠廠苯乙烯裝置主要以苯和乙烯為原料，采用循環(huán)液相分子篩技術(shù)制取乙苯，乙苯脫氫生成苯乙烯爐油，其中苯乙烯精餾裝置是重要的生產(chǎn)單元。該裝置主要的流程及設(shè)備見圖1。

1 存在問題及原因分析

近年來，隨著裝置運(yùn)行周期的增加，裝置設(shè)備的腐蝕日益嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在粗苯乙烯塔(C-53)塔頂冷凝器(E-55)的腐蝕。每年該設(shè)備換熱管泄漏率高，嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命。

針對(duì)上述情況，車間進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)造成設(shè)備腐蝕的主要原因?yàn)殡娀瘜W(xué)腐蝕。因?yàn)樵谝冶矫摎溥^程中存在少量二氧化碳和有機(jī)酸，使?fàn)t油pH值較低。加之系統(tǒng)內(nèi)存在少量的游離水，繼而對(duì)碳鋼材質(zhì)的換熱器列管形成腐蝕。其作用原理是:碳素鋼在電解質(zhì)溶液(例如水)中形成微電池，碳素鋼的基本金相組織為鐵素體和滲碳體，在電解質(zhì)溶液中形成以低電位的鐵素體為陽極、高電位的滲碳體為陰極的腐蝕電流，鋼材從而受到腐蝕［1］。

因此，車間通過在生產(chǎn)過程中加入復(fù)合中和緩蝕劑(EC-1108A)的方法來減少設(shè)備的腐蝕，保證設(shè)備長周期運(yùn)行。復(fù)合中和緩蝕劑(EC-1108A)改造項(xiàng)目由納爾科(NALCO)工業(yè)服務(wù)(蘇州)有限公司設(shè)計(jì)提供。

2 改造措施

根據(jù)苯乙烯精餾單元腐蝕部位的實(shí)際情況，按照NALCO公司提供的《蘭州石化公司橡膠廠苯乙烯裝置精餾緩蝕劑項(xiàng)目技術(shù)方案》的要求，緩蝕劑(EC-1108A)通過苯乙烯精餾C-53塔頂冷凝器氣相入口加入。設(shè)備情況見表1。

表1 緩蝕劑改造主要設(shè)備

3 緩蝕劑效果實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)原理

通過采用化學(xué)方法在冷凝器前注入復(fù)合中和緩蝕劑(EC-1108A)，通過監(jiān)測乙苯/苯乙烯分離塔塔頂冷凝器水包中Fe2+鐵離子含量，同時(shí)控制D－58排水的pH值，并根據(jù)結(jié)果調(diào)節(jié)加藥量，達(dá)到減緩腐蝕的效果。

3.2 緩蝕劑加料量的確定和調(diào)整

緩蝕劑(EC-1108A)的加料量是基于精餾加料流量大小來確定的，正常生產(chǎn)過程中通過監(jiān)測乙苯/苯乙烯分離塔塔頂冷凝器水包中Fe2+含量，及D-58排水的pH值，繪制出加料量對(duì)應(yīng)條件下的緩蝕劑量曲線，并以此進(jìn)行緩蝕劑量的調(diào)整。在方案開始實(shí)施的預(yù)處理過程中(第一個(gè)月)，緩蝕劑(EC-1108A)加料量控制加料泵的沖程至20%左右，在隨后的優(yōu)化控制階段加料量分別根據(jù)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。緩蝕劑(EC-1108A)加料流量調(diào)整通過加料泵自帶的量程進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.3 工業(yè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)值

乙苯/苯乙烯分離塔塔頂冷凝器水包中Fe2+質(zhì)量濃度在0.5 mg/kg以下，D-58排水的pH值為6.0～7.5。

3.4 數(shù)據(jù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析

因緩蝕劑的加入量與進(jìn)料總量以及進(jìn)料中的水含量有關(guān)，這些因素都將影響緩蝕劑加料量的優(yōu)化，因此在緩蝕劑投用后重點(diǎn)對(duì)Fe2+數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，以便分析存在的問題。緩蝕劑投用后Fe2+含量和pH值變化情況見圖2～3。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及 結(jié)論

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比可以清楚看到，沒加入緩蝕劑之前，系統(tǒng)物料程弱酸性，對(duì)E-55腐蝕較為嚴(yán)重，F(xiàn)e2+質(zhì)量濃度平均在1.5 mg/L，加入緩蝕劑后，系統(tǒng)物料pH值為6.0～7.5，F(xiàn)e2+質(zhì)量濃度在0.5 mg/L以下。

可見，加入緩蝕劑后，能夠?qū)ο到y(tǒng)物料進(jìn)行中和，pH值為6.0～7.5，可以很好的消除弱酸對(duì)E-55的腐蝕作用，使Fe2+質(zhì)量濃度在0.5 mg/L以下，實(shí)現(xiàn)工業(yè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)值，滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

復(fù)合中和緩蝕劑(EC-1108A)的應(yīng)用明顯抑制了E-55的腐蝕，延長了設(shè)備的使用壽命，滿足了裝置長周期運(yùn)行的要求。同時(shí)減少了由于設(shè)備腐蝕原因造成非計(jì)劃停車，提高了苯乙烯的產(chǎn)量。

［1］董舒民.煉油廠換熱器腐蝕分析及防護(hù)［J］.北京:化工技術(shù)與開發(fā)，2006，35(10):35-38.

Application of Corrosion Inhibitor in Styrene Fractionator

Fu Jianhua，Li Zhigang
PetroChina Lanzhou Petrochemical Company(Lanzhou，Gansu 730060)

Microcells will be formed when carbon steel is in the electrolyte solution.The ferrite and cementite，which are the basic metallurgraphic structure of carbon steel，will produce corrosion electric current in electrolyte solution with ferrite of low electric potential as anode and cementite of high electric potential as cathode.Therefore，the steel materials are corroded.As the above corrosion existed in the crude styrene tower(C－53)and tower overhead condenser(E－55)in the styrene unit of synthetic rubber plant of PetroChina Lanzhou Petrochemical Company，the addition of compound corrosion inhibitor(EC －1108A)in operation has effectively controlled the corrosion.

heat exchanger，corrosion，corrosion inhibitor

TG174.42

B

1007－015X(2011)04－0050－03

2010－11－ 20;

2011－07－28。

伏建華(1986－)，助工，2008年畢業(yè)于北京化工大學(xué)過程裝備與控制專業(yè)，現(xiàn)在該公司合成橡膠廠苯乙烯車間從事設(shè)備管理工作。E-mail:fj0421@126.com