HCL-H2S-H2O的腐蝕與防護
2021-05-21 03:59:54
hualin
01 腐蝕部位及形態
①主(zhu)要腐蝕部位：
常(chang)壓(ya)塔頂部(bu)五層以上塔盤、塔體，部(bu)分(fen)揮發線及常(chang)壓(ya)塔頂冷凝冷卻系(xi)統（此部(bu)位腐蝕最嚴重）；
減(jian)壓塔部分揮發線(xian)和冷凝冷卻(que)系統。
一般氣(qi)(qi)相部位(wei)腐(fu)(fu)蝕(shi)較輕微，液相部位(wei)腐(fu)(fu)蝕(shi)嚴重(zhong)(zhong)。尤以(yi)氣(qi)(qi)液兩相轉變部位(wei)即“露點”部位(wei)最為嚴重(zhong)(zhong)。
②腐蝕(shi)形(xing)態：
腐蝕形態為碳鋼部件(jian)的(de)全(quan)面腐蝕、均勻減薄；
Cr13鋼的(de)點蝕(shi)以(yi)及1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼的(de)氯化物應(ying)力腐蝕(shi)開(kai)裂。
煉制含鹽高硫(liu)的(de)原油時，在未采用“一脫四注(zhu)”工藝防腐(fu)蝕以(yi)前，常壓(ya)塔頂(ding)部碳(tan)鋼塔盤腐(fu)蝕速率為(wei)2~3mm/a。常壓(ya)塔頂(ding)管殼式冷(leng)卻器管束(shu)進口部位腐(fu)蝕速率高達(da)6.0~14.5mm/a。
采(cai)用(yong)(yong)“一脫四注”工藝防腐后(hou)，常(chang)(chang)壓(ya)塔碳鋼空冷(leng)器管束腐蝕(shi)(shi)速率為0.1~0.3mm/a。常(chang)(chang)壓(ya)塔頂(ding)用(yong)(yong)Crl3浮(fu)閥(fa)出(chu)(chu)現(xian)點(dian)蝕(shi)(shi)，某(mou)煉(lian)廠在常(chang)(chang)壓(ya)塔頂(ding)部(bu)塔體用(yong)(yong)塞(sai)焊內襯(chen)1Cr18Ni9Ti鋼板，經(jing)短期使(shi)用(yong)(yong)，襯(chen)里塞(sai)焊點(dian)附近出(chu)(chu)現(xian)氯化物應力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)。某(mou)煉(lian)廠在此部(bu)位用(yong)(yong)1Cr18Ni9Ti浮(fu)閥(fa)，普遍出(chu)(chu)現(xian)斷(duan)腿和(he)龜裂(lie)。某(mou)煉(lian)油(you)廠使(shi)用(yong)(yong)1Cr18Ni9Ti空冷(leng)器，投用(yong)(yong)90天（此間(jian)Cl-最高達(da)700mg/L），管子和(he)管板脹接過(guo)渡區全部(bu)發生脆斷(duan)。
02 腐蝕反應
此部位的HCl來源于(yu)原油(you)中含有的氯(lv)鹽(yan)和水(shui)。
在(zai)原油加工(gong)時，當加熱到120℃以上時，MgCl2和CaCl2即開始水(shui)解(jie)生(sheng)成HCl。
在常減壓裝置(zhi)中，NaCl在通常情(qing)況下是(shi)不水解的(de)，但當原(yuan)油(you)中含有(you)(you)環(huan)烷(wan)酸和(he)某(mou)些金(jin)屬元素時(shi)（如鐵、鎳、釩等），NaCl在300℃以(yi)前就開(kai)始水解，生(sheng)(sheng)成氯(lv)化氫(qing)。有(you)(you)時(shi)原(yuan)油(you)析出的(de)HCl量(liang)超(chao)過了全部無機(ji)氯(lv)鹽(yan)完(wan)全水解所析出的(de)HCl量(liang)，這是(shi)原(yuan)油(you)生(sheng)(sheng)產中加入清蠟劑（四氯(lv)化碳有(you)(you)機(ji)氯(lv)化物），煉制時(shi)該有(you)(you)機(ji)氯(lv)化物發生(sheng)(sheng)水解的(de)緣故。
HCl、H2S處于(yu)干(gan)態時(shi)，對金屬無(wu)腐蝕。
當(dang)在塔頂冷凝冷卻系統冷凝結露(lu)出現水滴時，HCl即溶于水中生成鹽酸。
鹽(yan)酸含量可達1％-2％，成(cheng)為一個腐蝕(shi)性較強的“稀鹽(yan)酸腐蝕(shi)環境”。若(ruo)有H2S存在，可對塔頂冷凝冷卻部位的腐蝕(shi)加速(su)。
03 防護措施
低溫HCL-H2S-H2O環境防腐(fu)應以工(gong)藝防腐(fu)為主，材料(liao)防腐(fu)為輔。
①“一脫(tuo)四注”工藝防護：
“一脫四注”系(xi)指原(yuan)油深度(du)脫鹽，脫鹽后(hou)原(yuan)油注堿、塔頂(ding)餾出線(xian)注氨(an)（或注胺）、注緩蝕劑（也(ye)有在頂(ding)回(hui)線(xian)注緩蝕劑的）、注水。
“一脫四(si)注(zhu)”防(fang)腐(fu)蝕措(cuo)施的原(yuan)理(li)是除去(qu)原(yuan)油中(zhong)的雜(za)質(zhi)，中(zhong)和已生成(cheng)的酸性(xing)腐(fu)蝕介質(zhi)，改變腐(fu)蝕環境(jing)和在(zai)設備表面(mian)形成(cheng)防(fang)護屏(ping)障(zhang)。
經“一(yi)脫四注”后(hou)，應(ying)達到如下指標：
A.原(yuan)油(you)經電脫(tuo)鹽(yan)后，原(yuan)油(you)含鹽(yan)量小于5mg/L（重油(you)深度加工的煉油(you)廠原(yuan)油(you)含鹽(yan)量小于2.5mg/L，且Na+＜1×10-6，Ca2+＜27×10-6）。
B.常壓塔頂冷凝水中鐵離子含量小(xiao)于(yu)1×10-6，氯離子含量小(xiao)于(yu)20×10-6，pH值為7.5~8.5。目前煉油廠多采取“一脫三注”防(fang)腐措施，即(ji)停止注堿(jian)。
②材料選(xuan)用：在(zai)完善工藝(yi)防腐（即一(yi)脫四注）情況下(xia)，一(yi)般可采用碳(tan)鋼設備。當煉制(zhi)高硫原(yuan)油時，可用20R+0Cr13復(fu)合板制(zhi)常壓塔頂(ding)的(de)殼體（頂(ding)部五層(ceng)塔盤(pan)部位）。
也有煉油廠采(cai)用SAF2205+20g或SAF2205+16MnR的(de)爆炸復合鋼板制造(zao)初餾塔和(he)常壓塔的(de)頂部(bu)殼體(ti)。