DCC裝置設備腐蝕與防護

鄒恩操(中海油東方石化有限責任公司，海南 東方 572600)

DCC裝置設備腐蝕與防護

鄒恩操(中海油東方石化有限責任公司，海南 東方 572600)

近年來隨著煉油化工行業(yè)快速發(fā)展，高含硫含酸的原料不斷增多，原料性質(zhì)變重，在生產(chǎn)過程中對設備的腐蝕日益加劇，為保證裝置安全平穩(wěn)長周期生產(chǎn)，設備腐蝕的分析與防護顯得尤為重要。本文對DCC催化裂解裝置相關設備腐蝕的形成進行分析與調(diào)查，并提出有效防護措施。

DCC催化裂解裝置；設備腐蝕；防護措施；分析

隨著煉油行業(yè)加工原料重質(zhì)化，原料質(zhì)量劣質(zhì)化，設備腐蝕問題日益凸顯。為保證裝置平穩(wěn)長周期生產(chǎn)，設備腐蝕的分析調(diào)查及防護應當引起重視。中海油東方石化DCC催化裂解裝置進料為常壓渣油，由于原料中含有硫化物等對設備造成腐蝕物質(zhì)，在生產(chǎn)過程中會引發(fā)一系列設備腐蝕問題，影響裝置正常運行。所以本文從設備角度出發(fā)，結(jié)合中海油東方石化DCC催化裂解裝置實際運行及檢修設備內(nèi)部情況，對裝置的設備腐蝕與防護進行分析調(diào)查和總結(jié)。

1 DCC裝置設備腐蝕分析調(diào)查

1.1 DCC裝置的腐蝕

在DCC催化裂解裝置當中反應-再生系統(tǒng)操作溫度高，容易受到高溫腐蝕，同時反再系統(tǒng)設備因受催化劑不斷流動的影響，易對其表面襯里及殼體進行沖刷，大大降低內(nèi)部構件的面積和厚度，嚴重時甚至有可能會造成脫落、穿孔的現(xiàn)象。分餾系統(tǒng)易被腐蝕的部位包括其下部、塔頂以及高溫重油等系統(tǒng)中，易發(fā)生腐蝕部位如：塔底反應油氣入口處塔壁處，人字擋板處、主梁和支梁處，塔頂油氣系統(tǒng)等。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)存在低溫硫化物腐蝕。循環(huán)水冷卻器由于水質(zhì)流速等諸多因素導致側(cè)垢的形成，產(chǎn)生垢下腐蝕。

2 反應-再生系統(tǒng)腐蝕分析調(diào)查

2.1 催化劑作用下引發(fā)的磨損和沖刷

在裝置中反應油氣和再生煙氣夾雜催化劑流動的狀態(tài)下，催化劑也會對內(nèi)部的構件及襯里進行沖刷，縮減其面積和厚度，并且受高操作溫度影響，對設備的沖刷和腐蝕也就更劇烈，使設備受到磨蝕。2017年4月大檢修期間發(fā)現(xiàn)再生器燒焦罐主風分布管噴嘴耐磨擋環(huán)沖刷磨損較嚴重，損壞率達80%以上，大孔分布板處噴嘴損壞比例達10%，外取熱器大小環(huán)流化風環(huán)管處陶瓷耐磨噴嘴損壞比例達90%以上，二反提升管C4噴嘴磨損嚴重，一再二再滑閥閥板及閥桿磨損嚴重，外循環(huán)滑閥閥桿磨損較為嚴重，主風分布管，外取熱管，外循環(huán)管以及一再二再斜管溢流口處襯里也存在大范圍脫落現(xiàn)象，相應進行更換修補。

2.2 高溫氣體的影響

高溫氣體的引發(fā)的腐蝕部位，大多表現(xiàn)在反再內(nèi)構件，各斜管部位。本裝置再生器燒焦采用完全再生形式，過剩氧含量達5%-8%，這會使催化劑再生燒焦煙氣中NOx和SO3的含量增加，這樣就會加劇高溫氣體的腐蝕。在溫度高時，相關設備同時容易產(chǎn)生高溫氧腐蝕，高溫氧腐蝕主要表現(xiàn)在內(nèi)構件的氧化減薄。

3 分餾及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)腐蝕分析調(diào)查

3.1 高溫硫引起的腐蝕

高溫硫引起的腐蝕是H2S，活化硫和低級硫醇在溫度240℃以上條件下對金屬產(chǎn)生的化學腐蝕，引發(fā)腐蝕的原理為：Fe+H2S→FeS+H2↑。此反應的速度受硫化氫濃度及溫度影響，當操作溫度達到400℃時，高溫硫腐蝕最劇烈。就本裝置而言，分餾塔底抽出溫度330℃，存在高溫硫腐蝕，主要表現(xiàn)在塔下部內(nèi)部構件如分餾塔底部管線及塔壁均有不同程度減薄。

3.2 低溫腐蝕

原料中所含的氮化物和硫化物在反應過程中生成H2S，NH3以及HCN，對分餾塔頂油氣系統(tǒng)及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)構成腐蝕。本裝置此次檢修此類腐蝕對相關設備腐蝕較輕。

3.3 分餾塔結(jié)鹽腐蝕

結(jié)鹽現(xiàn)象的發(fā)生也會對設備造成一定的侵蝕，影響設備運行的時間和穩(wěn)定性。在分餾塔中物質(zhì)在其內(nèi)部會隨油氣上升，因頂部的水蒸氣遇冷會凝結(jié)成水，并與帶有部分氨、氯離子蒸汽傳質(zhì)，加之無機鹽易與水相溶，會有硫氫化銨和氯化銨結(jié)晶析出，形成鹽垢。氯離子與氰化物對銹蝕層強烈的破壞作用，就會造成鹽垢的脫落和疏松，散落在塔內(nèi)，易造成浮閥堵塞卡死，影響設備的正常運行。分餾塔上部及塔頂油氣系統(tǒng)及頂循環(huán)系統(tǒng)易受此影響，本裝置目前結(jié)鹽現(xiàn)象不明顯。

3.4 循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕

在水冷設備當中容易形成較多的側(cè)垢，易引發(fā)垢下腐蝕，其發(fā)生部位主要有：水冷設備的管束、管板、封頭等部位，尤其易發(fā)生在管束部位，受循環(huán)水水流速以及水質(zhì)優(yōu)劣因素影響，循環(huán)水中鹽類濃縮，雜質(zhì)沉淀，容易形成垢下腐蝕。本裝置檢修時發(fā)現(xiàn)循環(huán)水換熱器管束分別存在不同程度的腐蝕。經(jīng)調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)本裝置所用循環(huán)水供水存在所用藥劑與水質(zhì)不匹配問題，循環(huán)水水質(zhì)pH值，硬度及堿度長期偏高，導致?lián)Q熱器管束結(jié)垢腐蝕傾向明顯。

4 相應防護措施

4.1 合理選材

設備選材要合理，也要將防腐考慮其中。面對高溫的煙氣腐蝕可以選擇抗腐蝕的金屬材料或非金屬的襯里，并在其通道內(nèi)將隔熱、耐磨、耐蝕的材料相結(jié)合，合理制作單層和雙層襯里。反再系統(tǒng)無襯里管線設備依據(jù)其溫度和操作條件，選擇合適耐高溫沖刷耐腐蝕設備材料。分餾和吸收穩(wěn)定系統(tǒng)根據(jù)其不同部位腐蝕原因情況選擇合適耐腐蝕材料減少設備腐蝕。

3.2 防腐涂層

對腐蝕多發(fā)設備部位采用合適的防腐涂料涂層防護。例如針對循環(huán)水對換熱器管束造成的腐蝕本裝置循環(huán)水冷卻器E-203A-H，E-302A-F管板及管束內(nèi)部采用DH-22防腐涂料對循環(huán)水冷卻器管束的腐蝕進行有效防護。

3.3 分餾塔頂注入緩蝕劑

本裝置采用在分餾塔頂油氣管線出口注入緩蝕劑的防護措施，有效的降低了分餾塔頂油氣管線及相關設備腐蝕程度，防腐蝕效果較好。同時在分餾塔頂油氣管線注入酸性水洗滌，吸收和稀釋腐蝕性物質(zhì)可有效防止后路相關設備腐蝕。

3.4 工藝操作方面

保證裝置操作平穩(wěn)，避免非計劃停工，嚴格執(zhí)行工藝操作參數(shù)，保證兩器流化正常，避免操作條件大幅度波動，將工藝操作對設備的影響降到最低。分餾塔結(jié)鹽影響操作情況下采取在線洗塔措施。循環(huán)水系統(tǒng)要督促相關部門保證給水溫度及壓力，保證給水質(zhì)量達標穩(wěn)定，最大程度減小工藝操作對循環(huán)水設備造成的影響。

3.5 強化對易腐蝕部位的監(jiān)測

在設備運行的過程中，裝置運行時間越長，設備管線的腐蝕就會加劇，所以，就要在現(xiàn)有的條件下對其易發(fā)生腐蝕的部位進行監(jiān)測，如分餾塔頂油氣系統(tǒng)，油漿系統(tǒng)，原料線，分餾塔中段回流設備管線，定期對其進行檢查和維護，適時增加測厚的頻率，以便于可以及時發(fā)現(xiàn)存在的隱患，制定應對措施。

3 結(jié)語

總的來說，設備的操作環(huán)境和作用不同，腐蝕的原因和程度也存在著多樣化。由于腐蝕介質(zhì)的存在，長周期生產(chǎn)過程中，腐蝕介質(zhì)含量也會不斷上升，造成設備腐蝕加劇，直接影響到裝置生產(chǎn)，制約效益的增長，嚴重時可引發(fā)安全事故，所以對設備腐蝕進行分析調(diào)查，相應采取合理有效的防護措施，對保證設備和裝置的安全平穩(wěn)運行來說意義重大。

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