DCC 裝置設(shè)備腐蝕與防護(hù)

王月璐(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812)

0 引言

隨著我國(guó)煉油化工行業(yè)所使用加工原料的重質(zhì)化，由于原料質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)造成設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。為了能夠延長(zhǎng)DCC 裝置使用壽命，對(duì)DCC 裝置設(shè)備進(jìn)行防腐分析和加強(qiáng)防護(hù)措施非常重要。在進(jìn)行煉油化工過(guò)程中，由于加工原料中的含硫化合物會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕影響，會(huì)造成設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。因此了解DCC 裝置設(shè)備的運(yùn)行情況和裝置內(nèi)部腐蝕原因，能夠有效完善DCC 裝置的防腐蝕措施。

1 DCC裝置設(shè)備腐蝕分析

利用DCC 裝置進(jìn)行煉油工作，易于形成高溫腐蝕的情況，另外，反應(yīng)再-生系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)承受催化劑不斷流動(dòng)的影響，催化劑的不斷流動(dòng)會(huì)對(duì)設(shè)備內(nèi)部形成沖刷，會(huì)降低設(shè)備內(nèi)壁構(gòu)建的面積和厚度，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程后會(huì)出現(xiàn)脫落、穿孔等現(xiàn)象的發(fā)生。分餾塔裝置的不同部位受到的腐蝕情況也會(huì)有所不同；吸收穩(wěn)定系統(tǒng)會(huì)受到低溫化合物的腐蝕；循環(huán)水冷卻系統(tǒng)會(huì)因?yàn)樗魉俣纫约肮┧|(zhì)的影響產(chǎn)生結(jié)垢，易于形成腐蝕現(xiàn)象[1]。如果沒(méi)有及時(shí)修復(fù)腐蝕部位會(huì)嚴(yán)重影響該裝置的生產(chǎn)效率，從而降低煉油化工企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2 反應(yīng)-再生系統(tǒng)腐蝕分析

2.1 催化劑作用下引發(fā)的磨損和沖刷

對(duì)原料進(jìn)行煉油作業(yè)時(shí)，反應(yīng)-再生系統(tǒng)在催化劑的作用下會(huì)對(duì)裝置內(nèi)部構(gòu)建進(jìn)行不斷沖刷，從而減少裝置內(nèi)壁構(gòu)件的厚度。另外在高溫操作的影響，催化劑會(huì)加大對(duì)裝置內(nèi)壁的沖刷，加劇裝置設(shè)備的腐蝕程度，使裝置設(shè)備出現(xiàn)穿孔、脫落等現(xiàn)象[2]。催化劑主要對(duì)反應(yīng)-再生系統(tǒng)中管線噴嘴部位的摩損較為嚴(yán)重，損壞率能夠達(dá)到85%以上，因此要嚴(yán)格監(jiān)控催化劑對(duì)裝置設(shè)備的腐蝕影響。

2.2 高溫氣體的影響

高溫氣體對(duì)裝置的腐蝕部位，具體表現(xiàn)在反應(yīng)-再生系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)件、各種管線的彎頭處和斜管部位，該裝置的再生器為完全再生模式，其中的含氧量能夠達(dá)到3%左右，在利用催化劑的效應(yīng)下會(huì)增加三氧化硫含量，DCC 裝置在進(jìn)行煉油過(guò)程中會(huì)形成高溫腐蝕氣體，因此裝置內(nèi)部會(huì)形成不同的腐蝕情況，高溫氧化會(huì)對(duì)裝置內(nèi)壁造成腐蝕影響，使裝置內(nèi)部構(gòu)件的壁厚減薄。

2.3 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂

DCC 裝置所使用的材質(zhì)均為低碳、低合金鋼材料。從催DCC 裝置所在的環(huán)境介質(zhì)以及溫度條件上看，DCC 裝置發(fā)生應(yīng)力腐蝕的關(guān)鍵因素為酸露點(diǎn)溫度，DCC 裝置表面會(huì)形成結(jié)露狀態(tài)，為腐蝕因素創(chuàng)造腐蝕條件。通過(guò)大量數(shù)據(jù)表明，對(duì)已經(jīng)發(fā)生的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂部位進(jìn)行壁溫檢測(cè)，所檢測(cè)的數(shù)據(jù)均低于所測(cè)煙氣的酸露點(diǎn)溫度。通過(guò)對(duì)DCC 裝置腐蝕裂紋的部位以及擴(kuò)展方向來(lái)看，裂紋發(fā)生的部位大多數(shù)為焊縫、熔合或者焊接熱影響區(qū)域，裂紋會(huì)在垂直于焊縫方向進(jìn)行擴(kuò)展，所形成的裂紋比較短，其樣式多為樹(shù)枝狀分叉。由此可以說(shuō)明DCC 裝置的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂與設(shè)備焊接后的金屬組織變化以及焊接剩余應(yīng)力有著直接關(guān)系，簡(jiǎn)單來(lái)講就是設(shè)備焊接區(qū)為應(yīng)力腐蝕失效的主要部位，因此應(yīng)當(dāng)注重這些部位的腐蝕防護(hù)。

3 分餾及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)腐蝕分析

在進(jìn)行煉油化工作業(yè)時(shí)，原油中的含硫量升高是造成裝置腐蝕加劇的主要影響因素，煉制原油中的含硫量和含酸值呈上升狀態(tài)，在進(jìn)行二次催化裂化裝置中所形成的腐蝕性物質(zhì)也會(huì)在不斷上升，這些情況的出現(xiàn)會(huì)對(duì)裝置設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕影響，因此需要分析不同類型的腐蝕因素，才能得出相應(yīng)的解決措施。

3.1 高溫硫腐蝕

原料中的高含硫物質(zhì)在高溫狀態(tài)下會(huì)形成硫化氫氣體，硫化氫氣體在高溫狀態(tài)下會(huì)對(duì)金屬表面造成化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，如果硫化氫濃度過(guò)高或者溫度過(guò)高，會(huì)加快裝置內(nèi)部的腐蝕速度。當(dāng)溫度達(dá)到400℃時(shí)，硫化氫的腐蝕情況最為嚴(yán)重，DCC 裝置設(shè)備中分餾塔的溫度在330℃，因此會(huì)存在高溫流腐蝕問(wèn)題，其主要的腐蝕部位是分餾塔底部構(gòu)件以及分餾塔底部管線。

3.2 低溫腐蝕

在煉油化工作業(yè)過(guò)程中，原料中所含有的硫化物和氮化物在低溫反應(yīng)過(guò)程中會(huì)形成硫化氫、氨氣等腐蝕性氣體的產(chǎn)生，會(huì)對(duì)分餾塔頂部管線以及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)構(gòu)件造成腐蝕影響，但是在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，該類型所形成的腐蝕問(wèn)題較弱，裝置設(shè)備的腐蝕情況較弱，低溫所產(chǎn)生的腐蝕不會(huì)影響裝置的正常運(yùn)行。另外在煉油化工工程中氫原子滲透到金屬材料的內(nèi)部，遇到裂紋，夾雜物，氣孔和其他空隙時(shí)，它們會(huì)聚集并結(jié)合形成氫分子，從而產(chǎn)生很高的內(nèi)部氫氣壓力。該壓力將導(dǎo)致原始的微觀缺陷擴(kuò)大，如果內(nèi)部材料缺陷向鋼表面?zhèn)鞑ィ瑒t會(huì)出現(xiàn)氫氣泡。在某些情況下，相鄰的氣泡深度略有不同，并且彼此連接形成裂紋，即氫致裂紋。

3.3 分餾塔結(jié)鹽腐蝕

分餾塔結(jié)鹽是一種常見(jiàn)的情況，當(dāng)結(jié)鹽現(xiàn)象出現(xiàn)以后會(huì)對(duì)裝置設(shè)備造成輻射影響，從而會(huì)對(duì)裝置的運(yùn)行情況產(chǎn)生影響。在分餾塔工作過(guò)程中，分餾塔內(nèi)部物質(zhì)會(huì)隨著油氣上升，導(dǎo)致分餾塔中的水蒸氣遇冷會(huì)凝結(jié)成水，在這些水蒸氣中含有很多的氯離子和氨離子，無(wú)機(jī)鹽與水的溶解度比較高，從而會(huì)形成硫硫氫化氨和氯化氨結(jié)晶的出現(xiàn)，從而形成鹽垢。氯離子灰對(duì)金屬表面產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用，鹽垢的脫落會(huì)造成裝置中浮閥出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下會(huì)影響到整個(gè)裝置的正常工作。

3.4 循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕

該裝置水冷設(shè)備中容易產(chǎn)生結(jié)垢物質(zhì)，這些結(jié)垢物質(zhì)的存在容易引發(fā)腐蝕性問(wèn)題，最常見(jiàn)的腐蝕部位為：管束、管板、封頭等。其中管束部位最容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，其主要的原因?yàn)闀?huì)受到循環(huán)水流及水質(zhì)問(wèn)題的影響，當(dāng)循環(huán)水中的含鹽量比較高，且顆粒物較多，容易形成腐蝕問(wèn)題。通過(guò)對(duì)該裝置水冷設(shè)備的管束進(jìn)行檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)不同程度的腐蝕問(wèn)題，發(fā)生腐蝕的主要問(wèn)題為循環(huán)水供水中所利用的藥劑和水質(zhì)的配伍性較差，導(dǎo)致循環(huán)水水質(zhì)的ph 值偏高，從而影響水冷設(shè)備管束出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

4 防護(hù)措施

隨著煉油化工作業(yè)中原油的含硫量一直在不斷提升，會(huì)嚴(yán)重影響裝置設(shè)備腐蝕情況的加劇，因此在進(jìn)行檢查過(guò)程中需要對(duì)腐蝕部分嚴(yán)重的管線或者彎頭進(jìn)行更換，從而減少腐蝕因素對(duì)裝置設(shè)備的影響，為了能夠延長(zhǎng)裝置設(shè)備的使用壽命，需要進(jìn)行合理化的防腐工作。

4.1 合理選材

在進(jìn)行煉油化工作業(yè)中，對(duì)于裝置設(shè)備的選材要有合理性，需要選擇抗腐蝕性能較強(qiáng)的材料，在實(shí)際工作過(guò)程中，高溫氣體所產(chǎn)生的腐蝕因素會(huì)對(duì)金屬材料造成腐蝕現(xiàn)象，因此需要選擇抗輻射性能較強(qiáng)的金屬材料，并且對(duì)金屬材料內(nèi)部要進(jìn)行打磨、隔熱處理，從而減少高溫氣體對(duì)裝置的腐蝕影響。例如在進(jìn)行反再生系統(tǒng)過(guò)程中會(huì)利用到高溫和低溫系統(tǒng)操作，減少由于高溫氣體對(duì)裝置內(nèi)部的影響；在進(jìn)行選材過(guò)程中要考慮到應(yīng)用部位的不同，選擇合適的防腐耐磨材質(zhì)，進(jìn)而減少設(shè)備的腐蝕情況。目前使用最多的是含鉻率較高的金屬，DCC 裝置設(shè)備材料中的含鉻率不應(yīng)小于18%，金屬中含鉻率越高，耐腐蝕性能越好，鉻鋼在使用過(guò)程中不僅能夠進(jìn)行鑄造和壓延，而且還能夠制作無(wú)縫鋼管，其中使用最為廣泛為0Cr13，該類型的鉻鋼能夠在550℃的環(huán)境下進(jìn)行工作，并且有強(qiáng)的耐腐蝕性，在DCC裝置設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛。

4.2 防腐涂層

對(duì)裝置設(shè)備易腐蝕部分進(jìn)行防腐涂料涂層保護(hù)，可以有效減緩裝置設(shè)備的腐蝕情況。例如，換熱器管束的腐蝕可以采用防腐管板以及在管束內(nèi)進(jìn)行防腐涂料的防護(hù)，可以有效減少腐蝕程度，因?yàn)檠h(huán)水對(duì)換熱管束所造成的腐蝕情況，裝置中不同部位應(yīng)選擇不同的防腐涂層進(jìn)行防護(hù)，可以有效減緩設(shè)備的防腐程度。

4.3 分餾塔頂注入緩蝕劑

DCC 裝置設(shè)備主要采用向油氣管中注入緩釋劑來(lái)減緩分餾塔頂油氣管線的腐蝕問(wèn)題，注入緩釋劑的方法可以有效減緩管線腐蝕情況，同時(shí)可以向管線中注入酸性水進(jìn)行洗滌工作，能夠有效減緩含酸物質(zhì)對(duì)裝置內(nèi)部的影響。以往所采用的丙炔醇類緩釋劑在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量毒性，已經(jīng)不在符合我國(guó)發(fā)展國(guó)情，因此在選擇緩釋劑類型上一定要慎重，目前使用最多的是咪唑啉類緩釋劑，該緩釋劑的具有毒性小、穩(wěn)定性好、無(wú)刺激性氣味等特點(diǎn)，能夠在DCC 裝置設(shè)備中發(fā)揮作用，增加裝置的防腐性質(zhì)。因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，在開(kāi)工之前或者停工之后需要向再生系統(tǒng)中加入緩釋劑進(jìn)行洗滌，可以在很大程度上防止腐蝕介質(zhì)的出現(xiàn)，減少設(shè)備殼體的應(yīng)力腐蝕[3]。在停止生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將DCC 裝置設(shè)備內(nèi)壁溫度降低煙氣酸露點(diǎn)溫度以下，否則會(huì)形成腐蝕環(huán)境，因此在采取蒸汽吹掃操作之后，需要添加相應(yīng)的緩蝕劑進(jìn)行處理。

4.4 工藝操作方面

在實(shí)際操作過(guò)程中要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)裝置設(shè)備進(jìn)行操作，可以實(shí)現(xiàn)裝置平穩(wěn)操作，避免出現(xiàn)停工現(xiàn)象，在裝置設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中要保持裝置內(nèi)氣壓正常，合理的操作規(guī)范能夠有效避免裝置設(shè)備在操作過(guò)程中出現(xiàn)大幅度波動(dòng)的情況，從而減少因?yàn)楣に嚥僮鞫鴮?dǎo)致裝置設(shè)備運(yùn)行失常。如分餾塔出現(xiàn)分餾塔結(jié)鹽現(xiàn)象時(shí)需要采取在線洗塔措施，從而保證分餾塔的腐蝕情況減弱。加強(qiáng)工藝操作，根據(jù)不同部位的腐蝕情況，應(yīng)當(dāng)采取合理的防腐措施，才能有效提高DCC 裝置設(shè)備的抗腐蝕性。

4.5 強(qiáng)化腐蝕部位監(jiān)測(cè)

在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，隨著生產(chǎn)時(shí)間的不斷增加，裝置內(nèi)部的腐蝕情況會(huì)加重，因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)裝置設(shè)備腐蝕部位進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，當(dāng)檢測(cè)出腐蝕情況后，應(yīng)當(dāng)定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，對(duì)裝置設(shè)備部件進(jìn)行測(cè)厚檢測(cè)，一旦超出檢測(cè)范圍，就需要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)或者更換部件，以防止安全事故的發(fā)生，制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，可以將安全隱患控制在可控范圍之內(nèi)。

5 結(jié)語(yǔ)

在煉油化工作業(yè)過(guò)程中，裝置的腐蝕情況會(huì)根據(jù)操作環(huán)境以及作用不同而存在明顯差異。由于煉油化工作業(yè)原料中含有多種腐蝕性物質(zhì)，隨著操作周期的不斷延長(zhǎng)，裝置內(nèi)的腐蝕物質(zhì)含量會(huì)逐漸增加，會(huì)加重裝置的腐蝕情況，從而嚴(yán)重影響裝置的生產(chǎn)狀況，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)裝置管理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)裝置出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)解決，避免發(fā)生安全事故，企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)裝置設(shè)備的腐蝕調(diào)查，通過(guò)分析引起裝置腐蝕因素，提出相應(yīng)的治理和防護(hù)措施，進(jìn)而提升提升裝置的運(yùn)行能力。