抽提裝置設(shè)備和管道腐蝕原因分析及防護(hù)措施

曲云芹

（大慶石化建設(shè)有限公司，黑龍江大慶 163714）

0 引言

某催化-抽提聯(lián)合裝置于1965 年12 月試車投產(chǎn)，加工能力為15 萬噸/年（以重整原料為準(zhǔn)），后又成功改造提升一倍為30 萬噸/年。設(shè)備為聯(lián)合芳烴抽提，原料油中含有30～60%的芳烴，在四乙二醇醚溶劑和汽提塔的作用下，提取高純度的芳烴，因?yàn)槿軇樗囊叶济眩\(yùn)行中發(fā)現(xiàn)設(shè)備腐蝕非常明顯。塔頂設(shè)備及塔內(nèi)件及管線都出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致多處部位減薄泄漏，造成停工、切換其他設(shè)備，如更換設(shè)備則檢修周期長(zhǎng)、成本相當(dāng)高。腐蝕問題影響了重整裝置的安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)運(yùn)行，同時(shí)腐蝕造成介質(zhì)大量泄漏污染了周邊環(huán)境，給生產(chǎn)裝置帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失。以查找腐蝕原因、采取有效措施加以控制為最優(yōu)先方案，避免不必要的損失再次發(fā)生。

1 工藝流程分析

該裝置是以常減壓裝置初餾塔頂汽油（初餾-150℃）為原料，經(jīng)過預(yù)分餾、預(yù)加氫、重整、抽提后再進(jìn)入精餾部分。通過預(yù)分餾、預(yù)加氫工藝，原料油中低于C5 的輕組分、水及含S、N、O 等化合物以及As、Pb 等金屬化合物被除去，然后進(jìn)入抽提系統(tǒng)用四乙二醇醚溶劑提取芳烴，芳烴與溶劑分離后，溶劑循環(huán)使用。高純度芳烴進(jìn)入芳烴精餾部分，隨后依次餾出苯、重芳烴。各系統(tǒng)也出現(xiàn)輕微腐蝕現(xiàn)象，但都不嚴(yán)重，只有抽提腐蝕尤為嚴(yán)重。

2 設(shè)備腐蝕狀況

2.1 塔盤

2005 年檢修發(fā)現(xiàn)，抽提塔T302 塔盤腐蝕堵孔厚度達(dá)45 mm（圖1）。

圖1 T302 塔盤上的腐蝕產(chǎn)物及結(jié)焦溶劑

2006 年T302 塔腐蝕嚴(yán)重堵孔（圖2）。

2005 年檢修，T303 由于塔盤浮閥的孔螺栓絲扣腐蝕達(dá)200 個(gè)，浮閥出現(xiàn)脫落，同時(shí)塔盤腐蝕減薄為1 mm（圖3）。

圖2 T302 塔盤溶劑嚴(yán)重受到腐蝕

圖3 T303 塔盤浮閥脫落

2.2 泵

B391 真空泵為再生減壓塔抽真空。2005 年期間，泵B391 真空度數(shù)值下降，停泵檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪、隔板出現(xiàn)大面積腐蝕面，穿透性蜂窩狀孔洞，出現(xiàn)漏水。后材質(zhì)更換為304。該泵運(yùn)行至2007 年3 月份真空度再次下降，停泵解體檢查發(fā)現(xiàn)葉輪根部出現(xiàn)蜂窩狀孔洞（圖4）。且入口管線、單向閥、葉輪流道結(jié)垢嚴(yán)重，只有1/3 的流動(dòng)空間（圖5）。

圖4 葉輪根部孔洞

2.3 設(shè)備

換熱設(shè)備的腐蝕多集中在管束的內(nèi)外表面，根據(jù)工作介質(zhì)和工藝條件，多會(huì)造成結(jié)垢和腐蝕，可以通過水質(zhì)穩(wěn)定進(jìn)行預(yù)防。循環(huán)水冷卻器芯子管程防腐層為7910 涂料，殼程均無防腐層。檢修中發(fā)現(xiàn)冷卻器的管程均有不同程度的堵塞，有淤泥、塑料帶、碎木頭、碎玻璃、石塊等，且管內(nèi)結(jié)水垢嚴(yán)重，有的管被水垢堵死2/3，用蒸汽吹，鋼筋捅也不能徹底清除，需用高壓水射流清洗，運(yùn)行中冷卻器的冷卻效果大大降低（圖6）。

2.4 工藝管道

T303 底溶劑循環(huán)線規(guī)格：水平管Φ108×4，立管Φ108×5。該系統(tǒng)氣相部位碳鋼管線、彎頭多處出現(xiàn)穿孔，其中從換熱器到回水管線尤其嚴(yán)重，2001 年9～12 月，此管線4 個(gè)彎頭、1 個(gè)三通打套、多處接閥打卡子，在彎頭和垂直管線出現(xiàn)穿孔，穿孔四周嚴(yán)重減薄，稍用力敲打即脫落，最薄處只有0.1 mm。

3 抗腐蝕的要點(diǎn)

分析設(shè)備的腐蝕情況，造成芳烴抽提系統(tǒng)設(shè)備腐蝕的主要原因是溶劑引起的酸腐蝕及高速流體引起的沖蝕腐蝕共同作用的結(jié)果。如果體系中沒有酸性介質(zhì)的影響，那么沖蝕腐蝕的作用是微不足道的?？梢酝茢?，酸性物質(zhì)是設(shè)備和管線腐蝕穿孔的顯著原因。關(guān)鍵是消除或減緩體系的酸腐蝕，如能采取多種措施進(jìn)行綜合治理，減輕設(shè)備的腐蝕，實(shí)現(xiàn)裝置安全及穩(wěn)定運(yùn)行，具有現(xiàn)實(shí)意義。

圖5 葉輪流道結(jié)垢

圖6 換熱器淤泥

3.1 緩蝕劑注入定期改連續(xù)

為了使此工作形成規(guī)律，通過不定期進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)崗位人員漏加或注水，系統(tǒng)pH 值降低，應(yīng)嚴(yán)格考核。如果溶劑的pH 值控制不好，其中所含的有機(jī)酸和少量無機(jī)酸會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕。

3.2 保持溶劑新鮮

為保持溶劑新鮮，其中采用T303 塔下引出一本部分溶劑，利用再生設(shè)備進(jìn)行再生，進(jìn)行特殊處理4～6 天后和新溶劑一樣使用，保證溶劑新鮮，減輕腐蝕，并及時(shí)清理不能使用的溶劑。

3.3 改變材料提高性能

換熱器、泵、T303 塔盤的相關(guān)部件和泵體都由碳鋼材改換成不銹鋼，耐高溫，一般使用溫度極限＜650 ℃，大大提高耐腐蝕性，并具有良好的抗晶間腐蝕性能，對(duì)大部分有機(jī)酸和無機(jī)酸具有良好的耐腐蝕能力。雖然改變材料導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備的成本相應(yīng)提高，但從綜合效益來考慮，設(shè)備的材料費(fèi)用盡管增加了，但抗腐蝕能力的增強(qiáng)會(huì)使裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)周期加長(zhǎng)，安全生產(chǎn)的可靠性加大，有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)效益。

3.4 涂防腐涂層

對(duì)于采用碳鋼材料制成的換熱器，塔盤等易蝕部位進(jìn)行涂層處理，T302 塔盤和冷卻器芯子使用“Ni-P 化學(xué)鍍層”?；瘜W(xué)鍍是成熟技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是能夠控制微粒增強(qiáng)相的分散和均勻沉積在金屬表面，而且鍍層將基體與腐蝕介質(zhì)隔離，而起防腐蝕作用，為防腐蝕提供了理想的隔離層。此方法也可以在管線、彎頭、三通等易蝕部位采用，解決腐蝕問題。

3.5 合理改造管道走向盡量減緩沖擊

壓力高的流體（如蒸汽）對(duì)管道存在強(qiáng)烈的沖擊作用，尤其是在管道的改向部位，這種沖擊作用就更加顯著。因此，在設(shè)計(jì)允許時(shí)，應(yīng)合理改造管道走向及位置，盡量減少改向部位，同時(shí)可適當(dāng)加大管徑及管子彎頭的彎曲半徑，以降低流體流速，減輕流體對(duì)金屬表面的沖擊作用導(dǎo)致的沖蝕腐蝕。

3.6 提高循環(huán)水質(zhì)量

提高循環(huán)水的凈化質(zhì)量，需在水場(chǎng)增設(shè)過濾網(wǎng)、柵板等，阻隔自然環(huán)境飄浮入水場(chǎng)中的樹葉、樹枝等雜物。軟化水質(zhì)，降低水垢，才能使設(shè)備壽命延長(zhǎng)。

4 結(jié)束語

針對(duì)某芳烴抽提裝置內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)備和管線腐蝕情況研究，分析顯示腐蝕源溶劑產(chǎn)生的酸性物質(zhì)和氧，有很強(qiáng)的的化學(xué)腐蝕力，只要系統(tǒng)不存在酸或氧，系統(tǒng)設(shè)備就不會(huì)受到嚴(yán)重腐蝕。要把設(shè)備的酸性腐蝕降至最低，首先要把含氧量控制到最低水平，同時(shí)做好涂層防腐蝕處理。通常情況下，采用適時(shí)監(jiān)測(cè)腐蝕量，匯總數(shù)據(jù)，及時(shí)清理廢料，例如腐蝕介質(zhì)濃縮處、管道急流位置，減少補(bǔ)充溶劑的次數(shù)，來延長(zhǎng)設(shè)備的使用周期，保證裝置正常運(yùn)行。