近年來,隨著我國乙烯行業市場需求的不斷擴大以及裝置的不斷新建,我國乙烯行業迎來一個新的發展機遇。乙烯裝置生產流程長,集高溫、高壓、深冷等多種苛刻條件于一體,并具有裂解原料構成多樣、介質易燃易爆且有毒、控制變量多且關聯性強等技術難點,乙烯裂解裝置的腐蝕問題也成為影響經濟效益的重要因素。
1
腐蝕情況
1.1 腐蝕問題
乙烯裂解的腐蝕主要是超溫結焦引起的爐管高溫滲碳;高速物料的沖刷腐蝕;原料裂解氣中含有的酸性氣體H2S、CO2及有少量有機硫化物CS2、硫醇等的腐蝕;工藝水中CO2、H2S等酸性物質的腐蝕;堿腐蝕;清焦與開車過程引起的溫差及熱變應力腐蝕;超低溫引起的材質失效腐蝕;高溫氧化腐蝕及高溫下的熱疲勞等。其中以爐管滲碳最為常見,且危害最大,水的腐蝕次之。主要腐蝕介質是氫、硫化氫、二氧化碳、有機酸、氫氧化鈉等。
1.2 腐蝕易發生部位
1.3 腐蝕監測情況
某裂解裝置,通過采取工藝防腐與材質升級相結合的防護措施,有效減緩了腐蝕,但仍未完全控制住系統的腐蝕。根據目前的監測情況,急冷單元的工藝水系統、壓縮機段間系統、汽油加氫單元的脫戊烷塔塔頂冷凝冷卻系統的pH值和鐵離子含量波動較大(如圖1~3所示),壓縮和加氫管線有明顯的減薄,表明系統仍然存在較重的腐蝕。
2
采取的腐蝕防護措施
2.1 工藝防腐
由于油冷塔來的裂解氣中含有二氧化碳、硫化物等酸性氣體。為防止急冷水系統發生腐蝕,在油冷塔頂出口氣體管上加入NH4OH,以保持急冷水的pH值8~9。
在水冷過程中,為防止工藝水汽提塔的腐蝕,在工藝水進料中加入堿液,在塔頂氣體中加緩蝕劑。其中堿液的加入量隨裂解爐開爐臺數的不同及要求堿在工藝水中濃度的不同而變化。
在乙烯壓縮工段中,為防止聚合物聚集粘附到葉輪、隔板、機殼流道和密封處,影響壓縮機的正常運轉,國內多數乙烯裝置采用注水方式,降低壓縮機各段裂解氣的排出溫度,緩解結焦現象。
汽油加氫系統的脫戊烷塔塔頂冷凝冷卻系統,含酸性介質,pH值較低,腐蝕嚴重,通常采用投加緩蝕劑,以減輕系統腐蝕。
2.2 材質防腐
裂解爐的選材是按照原料和流程特點,各部位的損傷特點,裝置運行周期要求等合理選材(如:輻射爐管根據可能達到的最高壁溫選擇HK40或HP40)。
對于高溫高壓臨氫系統,裝置的選材按最新版Nelson曲線進行,保證耐氫腐蝕性能。生產中防止超溫,檢修期間進行金相組織檢驗,根據檢驗結果采取合理措施。
對于裂解氣廢熱鍋爐出口到初餾塔之間的設備和管道,在240℃以上的部位,易發生高溫H2S/H2失效模式,通常根據couper曲線選材碳鋼、鉻鉬鋼或不銹鋼。
采用特殊處理和新型的涂料也可取得很好的效果。原料儲罐內壁采用涂料防腐;急冷水系統的凝液貯槽內壁增加了環氧玻璃襯層后,解決了設備的腐蝕問題。
2.3 腐蝕監檢測
某公司綜合考慮裝置的腐蝕介質、裝置的工藝特點及設備與管線材質狀況,建立了腐蝕監測體系及腐蝕評價技術。通過在急冷水、壓縮和加氫系統等6處采取了工藝冷凝水腐蝕介質監測;在加氫單元和裂解單元的3個點采用了旁路釜掛片腐蝕監測;在急冷水、壓縮和加氫系統加裝了6條在線腐蝕監測探針;每年對裝置易腐蝕管線進行定點測厚以及在停工期間進行設備腐蝕調查和裝置腐蝕評價;并對所有腐蝕監測數據實現網絡化管理,建立了腐蝕數據庫管理評價系統。建立了多種監測技術優化集成的短、中、長期腐蝕監測體系,及時發現各設備及管線的腐蝕狀況及腐蝕隱患,實現了裝置易腐蝕部位的全面監控。
3
存在的問題及建議
3.1 工藝操作方面
乙烯裂解裝置的腐蝕以爐管滲碳最常見,且危害最大。滲碳多發生于裂解爐輻射段出口爐管、焊口周圍及彎頭部分,溫度最高區域、有缺陷或出現局部過熱點的部位。因此必須嚴格工藝運行操作管理,防止超溫、超壓和超負荷。
運行中對高溫(溫度大于450℃)部位設備和管線要定期進行變形和損傷檢查,并對爐管支吊架和導向管進行檢查,發現問題及時修復。對腐蝕重點部位(轉化氣露點部位等)定期進行測厚檢查。
檢修中要做好腐蝕調查工作,對設備和管道的腐蝕狀況進行全面檢查;對爐管進行變形、滲碳損傷和裂紋情況進行檢查;利用力學計算和金相分析等手段分析高溫設備的損傷狀況,預測其使用壽命,做好應對措施。
3.2 工藝防腐工作
目前,各地區裝置采取了注堿、注緩蝕劑等工藝防腐措施,但還存在助劑添加時工藝波動較大等問題。因此,一是要關注助劑的更新;二是要確定助劑的合適的注入部位、注入量和優化助劑添加工藝,如通過在線監測pH值及腐蝕速率監測等手段,實現助劑自動添加,提高助劑的使用效果,最大限度地減輕系統腐蝕。
3.3 建立健全腐蝕監測體系
目前多數石化企業都采用了多樣化的腐蝕監測技術,但由于腐蝕本身的特殊性、復雜性,需要建立合適的腐蝕監測體系并不斷優化。一是及時更新腐蝕監測技術,提高智能化水平;二是建立合理、有效、覆蓋全裝置重點易腐蝕部位的腐蝕監測系統;三是加強對腐蝕監測數據的分析、處理和綜合管理。
更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內外最新動態,我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org
責任編輯:殷鵬飛
《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系:編輯部
電話:010-62313558-806
郵箱:fsfhzy666@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群:140808414
免責聲明:本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有,如果涉及侵權,請第一時間聯系本網刪除。

官方微信
《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
- 投稿聯系:編輯部
- 電話:010-62313558-806
- 郵箱:fsfhzy666@163.com
- 中國腐蝕與防護網官方QQ群:140808414