焦化裝置低溫硫化氫系統(tǒng)腐蝕與防護

丁瑩 孫飛 安兆琦

摘要：隨著化工行業(yè)的飛速發(fā)展，在焦化裝置生產過程中高含硫、含酸的原料逐漸增加，導致原料劣質化，會對二次焦化裝置設備造成嚴重腐蝕。為確保焦化裝置長周期運行，降低企業(yè)的經營成本，對焦化裝置低溫硫化氫系統(tǒng)腐蝕問題進行分析，并提出相應的防護措施，才能有效提高焦化裝置的使用壽命，增強企業(yè)的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：焦化裝置;硫化氫系統(tǒng);腐蝕

焦化裝置作為加工重油的主要裝置，特別對加工高硫高酸原油的減壓渣油有著非常重要的作用，焦化裝置可以生產出焦化汽油、焦化柴油、焦化蠟油、焦化干氣、液態(tài)烴以及石油焦等產品。由于焦化裝置的工作特點以及加工原料的劣質化會導致焦化裝置發(fā)生低溫硫化氫腐蝕現象，該現象的出現會嚴重影響焦化裝置的長周期運行，減少其工作效率。

1腐蝕介質與腐蝕部位

焦化裝置的原料主要是從常減壓裝置獲得的減壓渣油，在部分氫化的局部腐蝕中，HC1和H2S是最重要的腐蝕介質，一方面，在原油蒸餾過程中，一部分由無機鹽水分解產生的HC1被帶入輕質汽油， 添加的各種添加劑中有許多是有機氯化合物，這些有機氯化合物在常壓處理和真空處理過程中不容易去除，在氫化條件下的二次加工過程中形成了HC1。

濕H2S腐蝕破壞環(huán)境所需的條件之一是液相水的存在。在濕H2S環(huán)境中，材料腐蝕的主要類型是氫致裂紋和硫應力腐蝕。

氫原子滲透到金屬材料的內部，遇到裂紋，夾雜物，氣孔和其他空隙時，它們會聚集并結合形成氫分子，從而產生很高的內部氫氣壓力。該壓力將導致原始的微觀缺陷擴大，如果內部材料缺陷向鋼表面?zhèn)鞑?，則會出現氫氣泡。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。

硫應力腐蝕開裂是指在濕硫化氫環(huán)境中，在腐蝕性環(huán)境和拉伸應力共同作用下的金屬開裂。通常裂紋的方向垂直于應力的方向。硫應力腐蝕開裂是氫引起的應力開裂的一種形式，它是由硫化物腐蝕過程中金屬表面上產生的氫原子的吸附引起的。

焦化裝置所形成的低溫硫化氫腐蝕會對碳鋼形成均勻腐蝕和氫鼓泡，主要以低溫電化學腐蝕為主，主要形成與焦化分餾塔的油氣線的空冷器、換熱器以及管線腐蝕現象較為嚴重。另外吸收穩(wěn)定系統(tǒng)會存在低溫硫化氫腐蝕現象，其主要的發(fā)生部位為回流冷卻器、壓縮機出入口等部位。這些腐蝕可以通過更換材質材料進行預防，同時也可以使用經濟實用的注堿性水來實現防腐。

2工藝防腐措施

2.1注水

由于焦化裝置的低溫腐蝕介質，主要有硫化氫等水溶性腐蝕體系，通過注水能夠稀釋腐蝕介質，在一定程度上能夠減緩腐蝕現象的發(fā)生，目前我國大部分化工企業(yè)的焦化裝置所引起的低溫腐蝕都是通過注水來解決的，但是由于加工原料劣質性的不斷加劇，導致腐蝕介質的含量過高。通過注水已經無法徹底解決低溫硫化氫腐蝕，只能夠減緩腐蝕加劇程度。

2.2注氨

由于采用注水措施，只能夠有效減緩腐蝕現象，并不能徹底阻止腐蝕現象的發(fā)生，因此通過中和酸性腐蝕介質，一方面能夠使腐蝕體系由酸性改變成中性或者是堿，另一部分，能夠改變腐蝕體系的組成部分，注入氨氣能夠使硫化氫轉變成硫化銨或者是氯化銨，這些物質在水中都會失去腐蝕作用，因此注氨也是一種經濟有效的防護措施，只是由于原料的變化加上污水分析時間過長，因此無法判斷出注氨的真正效果。

2.3防腐涂層和緩蝕劑

對裝置設備易腐蝕部分進行防腐涂料涂層保護，可以有效減緩裝置設備的腐蝕情況。例如，換熱器管束的腐蝕可以采用防腐管板以及在管束內進行防腐涂料的防護，可以有效減少腐蝕程度，因為循環(huán)水對換熱管束所造成的腐蝕情況，裝置中不同部位應選擇不同的防腐涂層進行防護，可以有效減緩設備的防腐程度。

另外焦化裝置設備主要采用向油氣管中注入緩蝕劑來減緩分餾塔頂油氣管線的腐蝕問題，注入緩蝕劑的方法可以有效減緩管線腐蝕情況，同時可以向管線中注入酸性水進行洗滌工作，能夠有效減緩含酸物質對裝置內部的影響。

2.4正確選擇設備材質

由于腐蝕是由HC1，H2S引起的，因此對CL高度敏感的不銹鋼18-8不能用作E-103/3.4管包裝材料。根據數據，在不銹鋼中添加適量的Si和Mo可以提高應力腐蝕的能力，特別是對于因抗蝕而引起的腐蝕。對于焦化裝置腐蝕，優(yōu)選低碳，穩(wěn)定的材料。對于氯化物，低碳和低氮的高應力腐蝕，可以使用高鉻鐵。但是，高鉻鐵素體晶粒大，并且韌性和焊接性差。因此，適用于該部件的材料是硅樹脂，鋁，高鉻和不銹鋼低雙鎳材質。雙相不銹鋼不僅具有奧氏體的優(yōu)點，降低了高鉻鐵素體的脆性，防止晶粒增大，提高了鐵素體的韌性和焊接性，而且還防止了奧氏體裂紋的擴展和改善，提高奧氏體屈服極限的優(yōu)點，所以說選擇雙相不銹鋼可以很好的提高焦化裝置的防腐性能。

2.5強化腐蝕部位監(jiān)測

在實際生產作業(yè)過程中，隨著生產時間的不斷增加，裝置內部的腐蝕情況會加重，因此在實際應用過程中，需要對裝置設備腐蝕部位進行定期監(jiān)測，當檢測出腐蝕情況后，應當定期對其進行維護，對裝置設備部件進行測厚檢測，一旦超出檢測范圍，就需要及時進行維護或者更換部件，以防止安全事故的發(fā)生，制定相應的應急措施，可以將安全隱患控制在可控范圍之內。只有不斷提高焦化裝置的防腐效果，才能夠有效延長焦化裝置的使用壽命，減少焦化裝置低溫硫化氫腐蝕現象的發(fā)生，能夠有效增強焦化裝置的工作效率。

3結束語

綜上所述，焦化裝置在生產工作過程中會形成低溫硫化氫腐蝕現象，該腐蝕現象的發(fā)生會直接影響到焦化裝置的工作效率，嚴重的情況下可能會出現報廢現象，然而低溫硫化氫腐蝕現象可以利用相應的措施進行解決，一般情況下，可以根據加工原料的情況選擇合適的防腐手段，能夠有效提高家化裝置的使用壽命，增強焦化裝置的工作效率。

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