醚化裝置水洗系統(tǒng)腐蝕原因及預(yù)防措施

徐成國，王春和，朱立東

（1.中國石油獨山子石化公司乙烯廠烯烴二聯(lián)合車間，新疆獨山子 833699；2.中國石油蘭州石化公司乙烯廠丁二烯車間，甘肅蘭州 730060）

醚化裝置水洗系統(tǒng)腐蝕原因及預(yù)防措施

徐成國1，王春和1，朱立東2

（1.中國石油獨山子石化公司乙烯廠烯烴二聯(lián)合車間，新疆獨山子 833699；2.中國石油蘭州石化公司乙烯廠丁二烯車間，甘肅蘭州 730060）

對本單位醚化裝置開工二十年來水洗回收系統(tǒng)腐蝕的案列進(jìn)行了分析，查找出了腐蝕發(fā)生的原因，提出了解決腐蝕的辦法。通過阻斷腐蝕發(fā)生的主要原因析氫腐蝕和析氧腐蝕，減少機械磨損的方法，為提高醚化裝置的經(jīng)濟效益創(chuàng)造條件。

水洗系統(tǒng)；腐蝕；析氫腐蝕；析氧腐蝕

1 甲醇水洗回收系統(tǒng)設(shè)備腐蝕的原因分析

1.1 析氫腐蝕

由于萃取水中含有一定量的亞鐵離子，工藝水在置常溫下就會生產(chǎn)氧化鐵，由此可以看出析氫腐蝕缺失存在。反應(yīng)器催化劑從投用初期到穩(wěn)定期系統(tǒng)工藝水pH值呈弱酸性，隨著裝置長期運行酸性逐漸減弱，最終pH值接近6.0的水平并保持穩(wěn)定，由此可以確定酸性物質(zhì)是裝置運行一段時間中內(nèi)累積起來的，由于裝置各個精餾塔回流罐都設(shè)置有脫水包脫水作業(yè)、脫鹽水的定期置換、酸性物質(zhì)與設(shè)備發(fā)生反應(yīng)的消耗，所以酸性物質(zhì)逐漸被消耗。其酸的來源有三個途徑，一是反應(yīng)系統(tǒng)使用的催化劑在出廠時其微孔中就吸附有殘余酸，因為催化劑只能在濕態(tài)下儲存運輸；二是原料甲醇中本身含有的微量甲酸；三是隨著催化劑高負(fù)荷下運行，在設(shè)備中由于壓力和溫度的影響下造成催化劑中磺酸基或酸根離子的脫落。其中新出廠的催化劑吸附的殘酸量最大，在反應(yīng)器更換催化劑后，催化劑在設(shè)備內(nèi)靜置后底部可以積累出較多的液體，對其進(jìn)行pH監(jiān)測，顯示pH接近2，所以新更換的樹脂催化劑在使用前要進(jìn)行水洗和甲醇浸泡48h。由于水洗和甲醇浸泡后還殘存有一定量的酸，這就是在新催化劑使用初期酸性較強的原因之一。同時要嚴(yán)格控制原料甲醇內(nèi)的微量甲酸，本車間對精甲醇中甲酸要求≤0.001%（wt），根據(jù)2016年車間全年甲醇中甲酸平均含量在0.000 4%（wt），根據(jù)車間年平均負(fù)荷將有0.008 6kg/h的甲酸進(jìn)入了裝置。

由于本裝置內(nèi)存在的酸性物質(zhì)都易溶于水，帶有酸性物質(zhì)的醚后碳四在進(jìn)入萃取塔后與萃取水充分逆向接觸，酸性物質(zhì)很快轉(zhuǎn)移到水中，這使得萃取塔萃取段的下段腐蝕較為嚴(yán)重，而上段腐蝕得較輕。含有7%~10%甲醇的水進(jìn)入甲醇回收塔前，需要進(jìn)行加熱，由于溫度原因，將加快換熱器和甲醇回收塔底部的腐蝕。同時大部分的酸性物質(zhì)基本都在此耗盡，從檢修打開后續(xù)精餾塔可以看出，后續(xù)系統(tǒng)腐蝕較輕，裝置運行15a以來，后續(xù)精餾塔只進(jìn)行了塔盤清理。在每四年的大檢修中可以發(fā)現(xiàn)萃取塔下部殘存有大量的鐵銹，而萃取塔頂部的篩板上鐵銹相對較少，甲醇回收塔底部同樣腐蝕很嚴(yán)重，本裝置于2011年將萃取塔整體、甲醇回收塔底部進(jìn)行了更換。

1.2 吸氧腐蝕

在正常生產(chǎn)期間，經(jīng)過化驗分析萃取水與萃取液的pH值較為接近，設(shè)備的腐蝕仍然存在，由此說明還存在吸氧腐蝕。分析系統(tǒng)中氧的來源，一是用于置換用的脫鹽水中帶入的，應(yīng)該將脫鹽水改為除氧水；二是原料甲醇和抽余碳四種帶入的，甲醇中溶有一定量的氧氣，本裝置甲醇緩沖罐V-101C采用氮封微正壓可有效杜絕氧氣進(jìn)入，抽余碳四儲罐要求氧含量小于100×10-6，用來減少物料攜帶氧氣進(jìn)入系統(tǒng)。

1.3 機械磨損

在整個設(shè)備電化學(xué)腐蝕外，物料在設(shè)備、管線中流動還存在有機械磨損，由于施工焊接、腐蝕產(chǎn)生的各種固體顆粒、雜質(zhì)、鐵渣等進(jìn)入設(shè)備管線中在高壓力的推動下，產(chǎn)生高速流動，在管線的彎頭處發(fā)生很明顯。本裝置已經(jīng)更換水洗回收塔進(jìn)料線兩次，剖切管線后發(fā)現(xiàn)，管線彎頭多處有麻點和凹坑。

2 腐蝕問題的解決方法

2.1 析氫腐蝕的解決

根據(jù)上述原因分析，解決析氫腐蝕要從以下方面入手，一是盡可能的選用殘酸含量低的催化劑；二是降低甲醇中甲酸的含量；三是定期對系統(tǒng)中pH值進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)pH值降低時對系統(tǒng)工藝水進(jìn)行更換。目前采用第三種方法，效果比較明顯，本裝置與2011年安裝了pH在線監(jiān)測，并定期聯(lián)系研究院進(jìn)行離線分析，及時、隨時掌控腐蝕情況，及時進(jìn)行工藝水置換。

對系統(tǒng)工藝水pH值有在線監(jiān)控設(shè)備，但是投用情況不好。裝置開工前，筒反系統(tǒng)催化劑進(jìn)行了沉降脫水，同時還應(yīng)該水洗至無色狀態(tài)。現(xiàn)根據(jù)C-103塔釜水質(zhì)情況定期水置換以除去酸性物質(zhì)，這是一個很好的方法。

2.2 吸氧腐蝕的解決

對于吸氧腐蝕，隔絕氧氣除了降低原料中氧含量外，還可以在原料進(jìn)料線上安裝除氧設(shè)備，用犧牲陽極以保護(hù)設(shè)備。介于未安裝除氧設(shè)備，當(dāng)前可以降低抽余碳四中氧含量和降低甲醇回收塔進(jìn)料溫度來減輕換熱器和出口管線的腐蝕。本裝置甲醇原料罐都是帶壓密閉設(shè)備（氮氣微正壓），抽余碳四原料罐定期對氧含量控制在100×10-6以下，有效阻止了氧的進(jìn)入。

2.3 機械磨損的解決

設(shè)備檢修焊接產(chǎn)生固體顆粒焊渣、雜質(zhì)是發(fā)生機械磨損的“元兇”，在設(shè)備檢修后做好設(shè)備管線的吹掃、置換、清理，同時最好在進(jìn)料線上安裝一定密度的過濾器，定期進(jìn)行切換和清理，加裝過濾器后還能夠解決篩板塔篩孔堵塞的問題，具有增進(jìn)裝置長周期運行的效果。

3 解決醚化水洗系統(tǒng)腐蝕總結(jié)

通過對析氫腐蝕發(fā)生的原因和腐蝕機理的進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，整潔工藝水pH值有在線監(jiān)控設(shè)備，根據(jù) C-103塔釜水質(zhì)情況定期水置換以除去酸性物質(zhì)。對于吸氧腐蝕來說，甲醇原料罐都是帶壓密閉設(shè)備（氮氣微正壓），有效阻止了外界氧的進(jìn)入。通過在水洗系統(tǒng)進(jìn)料線上加裝過濾器，減少機械磨損，能極大地減少水洗系統(tǒng)腐蝕的發(fā)生。

[1] 王偉，李慶梅，呂慧.醚化甲醇水洗回收系統(tǒng)腐蝕原因分析[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2010，27（1）：54-56.

Corrosion Causes and Preventive Measures of Washing System in Etherification Unit

Xu Cheng-guo，Wang Chun-he，Zhu Li-dong

This paper analyzes the corrosion of the washing system in the two years since the start of the etherification unit，and finds out the causes of the corrosion and puts forward the solution to the corrosion.By blocking the main causes of corrosion occurred hydrogen corrosion and oxygen corrosion，reduce the mechanical wear method，in order to improve the economic benefits of etherification device to create the conditions.

water washing system；corrosion；hydrogen evolution corrosion

TQ223.24

A

1003–6490（2017）05–0113–02

2017–04–06

徐成國（1983—），男，新疆克拉瑪依人，主要從事安全管理工作。