焦化裝置發(fā)生腐蝕的原因分析及預(yù)防措施

趙懷龍

摘 要：裝置腐蝕問題是影響石化企業(yè)正常生產(chǎn)的主要因素，腐蝕不可避免，但必須進(jìn)行有效的預(yù)防和治理，以免釀成事故。下文以M石化公司焦化裝置中的加熱爐和分餾塔發(fā)生腐蝕為例，對(duì)加熱爐和分餾塔發(fā)生腐蝕的原因和相應(yīng)的防護(hù)措施進(jìn)行了詳細(xì)說明，以期有所裨益。

關(guān)鍵詞：預(yù)防措施；焦化裝置；腐蝕；原因

我國(guó)焦化裝置及生產(chǎn)技術(shù)雖然已獲得較大進(jìn)步，但焦化裝置腐蝕問題一直存在，其中加熱爐和分餾塔的腐蝕會(huì)對(duì)裝置的正常運(yùn)行產(chǎn)生較大影響，加熱爐是整個(gè)焦化裝置的核心，分餾塔在生產(chǎn)中起著分餾不同沸點(diǎn)油品的作用，因此需要結(jié)合原料性質(zhì)、操作參數(shù)及設(shè)備條件等，科學(xué)分析加熱爐和分餾塔發(fā)生腐蝕的原因，多方考證制定出符合焦化裝置實(shí)際生產(chǎn)的防治措施。

一、焦化裝置加熱爐發(fā)生腐蝕的原因及預(yù)防措施

（一）加熱爐系統(tǒng)發(fā)生腐蝕的原因

加熱爐爐管和空氣預(yù)熱器是加熱爐系統(tǒng)發(fā)生腐蝕的主要部位，發(fā)生腐蝕的原因有：一，加熱爐管的腐蝕分為管內(nèi)和管外腐蝕。管內(nèi)腐蝕與加工原料性質(zhì)有關(guān)，腐蝕類型為高溫硫腐蝕；管外腐蝕與爐管所在的爐膛環(huán)境有關(guān)，主要因素有爐膛溫度、燃料氣硫含量、爐膛氧含量，腐蝕類型為高溫硫腐蝕和高溫氧化腐蝕。二，高溫硫腐蝕。高溫氧化腐蝕和空氣預(yù)熱器熱管的低溫露點(diǎn)腐蝕。高硫腐蝕是由于高硫原料在高溫下發(fā)生裂解，生成H2S和硫單質(zhì)，其會(huì)與爐管中的Fe反應(yīng)，在570℃以上時(shí)生成Fe2O3，由于其結(jié)構(gòu)疏松、原子空位多，所以氧原子容易滲透至金屬表面，進(jìn)而出現(xiàn)加熱爐管腐蝕、脫落；空氣預(yù)熱器的核心部件是熱管，燃料氣中的硫在燃燒過程中產(chǎn)生SO2和SO3，當(dāng)煙氣溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生翅片管露點(diǎn)腐蝕。

（二）預(yù)防加熱爐發(fā)生腐蝕的對(duì)策

1、采用表面滲透鋁技術(shù)應(yīng)對(duì)爆皮問題。對(duì)加熱爐轄射爐管表面進(jìn)行滲鋁處理，處理后，高溫氧化反應(yīng)生成致密尖晶結(jié)構(gòu)的Al2O3FeO，可對(duì)鐵起到很好的保護(hù)作用，減緩腐蝕。2、采用耐腐蝕材質(zhì)，增加腐蝕余量。據(jù)實(shí)踐得出1Cr5Mo、1Cr9Mo、316L具具有一定耐環(huán)烷酸腐蝕。316L是最耐環(huán)烷酸腐蝕的，當(dāng)溫度大于400℃是也可采用1Cr9Mo。3、露點(diǎn)腐蝕。09CrCuSb能在排煙溫度降至露點(diǎn)或低于130℃時(shí)，顯著降低腐蝕速率。此外，改造風(fēng)道，將部分熱空氣作為循環(huán)風(fēng)從空氣預(yù)熱器出口引至鼓風(fēng)機(jī)入口與冷風(fēng)混合，提高空氣預(yù)熱器進(jìn)口空氣溫度。4、提高燃料氣的脫硫效果，降低加熱爐燃料氣中的硫含量，以降低高溫硫腐蝕和空氣預(yù)熱器低溫露點(diǎn)腐蝕。另外，提高操作人員的技術(shù)水平，合理調(diào)節(jié)各燃燒器火焰，使火焰不出現(xiàn)干擾、偏斜和撲舔爐管現(xiàn)象，防止?fàn)t管表面局部溫度過高，調(diào)節(jié)進(jìn)氧量，降低空氣過剩系數(shù)。

二、焦化裝置分餾塔發(fā)生腐蝕的原因

（一）分餾塔發(fā)生腐蝕的原因

1、高線速?zèng)_刷磨損。分餾塔各塔盤間氣液相達(dá)到平衡時(shí)，上升的油氣線速是一定的。但若某一段塔盤注入的液相回流過小，則在短時(shí)間內(nèi)該段塔盤液相的氣化量會(huì)迅速增加，則該段塔盤的氣相線速會(huì)過高，過高的線速?zèng)_刷很容易破壞金屬表面形成的保護(hù)膜。2、結(jié)鹽水洗低溫腐蝕。由于重污油來源、成分復(fù)雜，且含水、含鹽較多，含水多時(shí)易導(dǎo)致焦炭塔壓力大幅波動(dòng)，高鹽含量減壓渣油和重污油以急冷油方式進(jìn)入焦炭塔，氯離子與焦炭塔塔頂油氣一起被帶入焦化分餾塔，在分餾塔頂部與高溫油氣中的氮化物反應(yīng)生成NH4Cl，最終在分餾塔塔頂?shù)蜏貐^(qū)結(jié)晶析出，造成降液槽、抽出管線、機(jī)泵入口濾網(wǎng)、機(jī)械密封波紋管等堵塞。3、結(jié)鹽磨損腐蝕。由于進(jìn)料鹽含量及污油回?zé)捔看螅逐s塔塔頂會(huì)集聚更多的鹽類而增加了水洗次數(shù)。當(dāng)除鹽水進(jìn)入系統(tǒng)后，水將頂循環(huán)系統(tǒng)析出的銨鹽溶解成細(xì)小的鹽粒隨塔頂循環(huán)汽油被不斷地抽出，經(jīng)過頂循環(huán)泵升壓后返回塔內(nèi)，鹽顆粒對(duì)塔盤始終有磨損，久而久之發(fā)生塔盤腐蝕。

（二）應(yīng)對(duì)措施

1、增設(shè)分餾塔頂部水洗專用線。在分餾塔塔頂空氣冷卻器入口閥后的吹掃蒸汽管線上增加DN50除鹽水線，若空氣冷卻器管束出現(xiàn)銨鹽結(jié)晶，塔頂油氣經(jīng)過空氣冷卻器的流通面積會(huì)減小，塔頂壓力逐漸升高而氣壓機(jī)入口壓力會(huì)逐漸降低，塔頂油氣通過空氣冷卻器會(huì)受阻，應(yīng)根據(jù)壓力變化及時(shí)增加或減少空冷臺(tái)數(shù)，調(diào)整空冷操作。2、監(jiān)控原料鹽含量。為減少焦化原料中的雜質(zhì)含量，需強(qiáng)化常減壓二級(jí)電脫鹽效果，確保焦化進(jìn)油質(zhì)量。當(dāng)罐區(qū)重污油回?zé)挄r(shí)，要求罐區(qū)加強(qiáng)脫水工作，保證重污油含水量必須小于或等于10%。每次送油前，相關(guān)人員要到罐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)脫水效果。通過電脫鹽和污油脫水，降低焦化原料中的含鹽量和含水量，改善原料性質(zhì)，降低分餾塔頂?shù)母g程度。3、改善分餾塔上部熱量分布。在M石化企業(yè)的焦化裝置經(jīng)過大修正常投產(chǎn)后，分餾塔塔頂?shù)臏囟瓤刂圃?25-130℃，以避免分餾塔內(nèi)銨鹽在塔頂塔盤結(jié)晶析出，實(shí)現(xiàn)了銨鹽結(jié)晶區(qū)域向塔頂后部轉(zhuǎn)移的目的，最大程度地減少分餾塔頂部在線水洗次數(shù)，以免分餾塔頂部出現(xiàn)液態(tài)水造成塔盤露點(diǎn)H2S-HCl-NH3-H2O腐蝕和鹽顆粒的磨損腐蝕。

三、結(jié)語

總而言之，原料油性質(zhì)是引起焦化裝置分餾塔、加熱爐、管線、塔器、罐體、換熱器等發(fā)生腐蝕的共同原因，基于此要選擇防腐性能較好的材質(zhì)，優(yōu)化進(jìn)料油性質(zhì)，做好巡檢工作等，以降低焦化裝置腐蝕程度及腐蝕問題的發(fā)生幾率。

參考文獻(xiàn)：

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