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高酸原油加工防腐措施1

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料腿,在其内部加上高温耐磨陶瓷套管。料腿下端的翼阀,因催化剂不停的冲刷,常发现沟槽状磨蚀,特别是阀板与阀口密封不严时,催化剂不停的从此泄漏,情况更严重。防护方法是提高制造和安装质量,保证阀板的密封性能,必要时可在阀板上堆焊一层硬质合金。

提升管反应器出口处油气的线速度很高,催化剂浓度很大,在此部位也应采用耐磨衬里加以保护。

主风分布管(板、环)内虽是不带催化剂的空气,但由于空气出口线速度很高,在喷嘴周围形成涡流,卷吸着催化剂冲刷喷嘴及其附近的金属材料,使其遭受严重的磨蚀。防护方法为:把喷嘴的直孔改为扩孔,降低空气离开喷嘴时的线速度,减轻涡流危害。对于大直径的分布环,将其外表面包上耐磨衬里材料。对于分布板上的喷孔主要是堆焊硬质合金。

对于易遭受催化剂直接冲刷的弯头,可采用“气垫式弯头”进行防护。气垫式弯头的特点是在气流的前方有一段盲区,即死区(气垫),可防止高速气流直接冲击。

三级旋风分离器的分离单管,气流速度非常高,虽然催化剂浓度很低,但磨损相当严重,由于其直径很小,不能采用衬里,一般采用渗硼处理,提高其表面硬度;单管下端的泄料盘,一般堆焊硬质合金,或采用整体高温陶瓷。

总之,在这种直接遭受高流速催化剂冲蚀和磨蚀的部位,主要是加衬里、堆焊硬质合金、提高表面硬度的热处理和使用高温陶瓷等几种防护方法,它们又各有优缺点。如果条件许可,尽可能采用衬里和高温陶瓷,因为这两种非金属材料的耐磨性能十分稳定,大大优于硬质合金,而且费用低廉。但是注意它们耐温度冲击性能较差。

4.2.2.3 再生器取热管的防护

对于再生器取热管的腐蚀破坏的防护措施为:不使用奥氏体不锈钢;在结构设计上要保证水流畅通,有足够的膨胀补偿量;在选材和工艺操作方面采取:a)尽可能采用珠光体耐热钢作为蒸发管的材料如Cr5Mo、12CrAlMoV等,并且禁用不锈钢焊条,所有焊缝均应进行焊后消除应力热处理;b)严格控制水质,特别要控制水中Cl-离子含量和溶解氧含量,水的pH值控制在8左右;c)保持较大的供水量,提高水的流速,降低水的气化率;d)如果有几组管子并联,应设限流孔

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板,保证各组管子进水量相同;e)结构设计要保证水汽流动畅通,且不易分层,同时保证管子能自由伸缩;f)防止热冲击,开停工升降温时应采取蒸汽保护措施,不得中途停止供水。

4.2.2.4 H2S-HCN-H2O型腐蚀的防护

对H2S-HCN-H2O型腐蚀的防护可采用水洗的办法,将氰化物脱出;或者注入多硫化物有机缓蚀剂。这两种方法可减缓设备的腐蚀。另外,材料方面筒体采用碳钢(镇静钢)+3mm0Cr13Al复合板或0Cr13,也可以采用12CrAlMoV,配用热317焊条,焊后750℃热处理,焊缝及热影响区的硬度小于HB200。填料采用0Cr13或渗铝钢。但应注意,在此腐蚀环境下用不锈钢焊条焊接碳钢或铬钼钢,极易发生硫化物应力腐蚀开裂。

如:某厂稳定吸收装置投产运行五年后,在解吸塔3-14层的塔壁、塔盘板、降液板、支梁等构件上均发现了不同程度的氢鼓泡和氢致裂纹,其中最大鼓泡Ф120mm,最大裂纹800×2.5mm。

另外,催化油浆在换热过程中,由于金属、焦粉等含量增加,可能造成一定的结垢问题,添加油浆阻垢剂是一种不错的选择。

5 催化重整装置

催化重整装置是用直馏汽油或二次加工汽油为原料,在催化剂的作用下,经过脱氢环化、加氢裂化和异构化等反应,使烃类分子重排成新的分子结构,以生产C6-C9芳烃产品或高辛烷值汽油为主要目的。并利用重整副产品氢气供二次加工的热裂化、延迟焦化的产品油加氢精制。

催化重整装置由四部分组成:原料预处理、重整、芳烃抽提和芳烃精馏。

5.1催化重整装置的腐蚀类型 5.1.1 高温氢腐蚀

催化重整的目的是生产C6-C9芳烃产品或高辛烷值汽油,在催化重整过程中,其中六元环烃进行脱氢反应,五元环烃进行异构化脱氢反应,烷烃环化反应都会产生氢气。反应过程都是在临氢高温和一定压力下进行,所以临氢设备和管线都可能产生氢损伤。氢损伤包括如下几种:氢鼓泡、氢脆、表面脱碳和氢腐蚀

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(内部脱碳)。催化重整反应过程是在催化剂的作用下,压力1.4-1.8MPa,温度480-510℃,氢油比400-600Nm3/m3(一段)和1000-1200Nm3/m3(二段)条件下进行,所以临氢设备和管线会产生氢损伤,主要以表面脱碳和氢腐蚀为主。表面脱碳是指钢材与高温氢接触后,高温氢能够和钢材表面的碳发生反应,从而使钢材表面的碳含量下降。表面脱碳不形成裂纹,强度及硬度略有下降,而延伸率增高。氢腐蚀(内部脱碳)是指高温高压下的氢渗入钢材之后,和不稳定碳化物形成甲烷。钢中甲烷不易逸出,致使钢材产生裂纹及鼓泡,并使强度和韧性急剧下降,其腐蚀反应是不可逆的,使材料永久性脆化。

另外,钢材在氢和烃的混合气体中也可能发生渗碳腐蚀,渗碳腐蚀比脱碳腐蚀危害性小得多。

5.1.2高温H2+H2S型腐蚀

为了保护催化重整催化剂,重整原料油一般进行加氢预处理以脱出原料中的硫等杂质,预加氢是在催化剂的作用下,压力1.5-1.8MPa,温度280-360℃,氢油比70-150Nm3/m3的加氢精制操作。在此操作过程中,原料中90%以上的有机硫转化为硫化氢,在氢的促进下,硫化氢加速对设备腐蚀,腐蚀产物也不能象无氢环境下那样致密,具有一定的保护性,其原因是原子氢不断侵入腐蚀层,造成其疏松而多孔,从而失去保护性。

5.1.3 H2S-HCl-H2O型腐蚀

预处理:预处理过程中的预分馏部分只要原料合格,H2S-HCl-H2O型腐蚀不明显。原料中的硫、氮、氧、氯等化合物,在预加氢时生成H2S、HCl、H2O和NH3等,一般情况下,原料中氯含量很少,易为氨所中和,所以腐蚀以H2S-H2O为主,但是某些厂1984年以来发现原料中氯含量增加,多以有机氯为主,预加氢时造成HCl过量,这样便在预加氢低温部位形成H2S-HCl-H2O型腐蚀环境。

重整:重整催化剂的酸性功能靠卤素提供,一般都采用氯。催化剂的氯含量过低直接影响活性,过高会使液体产品减少,芳烃产率下降。重整原料中的水和含氧化合物加氢所生成的水,不仅会冲掉催化剂上的氯,降低催化剂的活性,而且会生成HCl,在某些低温部位形成HCl-H2O型腐蚀环境。另外,催化剂烧焦后,使用氯更新时,过多的氯也会形成同样的腐蚀环境。

5.1.4 有机酸的腐蚀

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溶剂抽提所用的溶剂三乙二醇醚或二乙二醇醚本身对设备无腐蚀,但与系统中存在的少量空气接触,会逐渐氧化变质,生成醛、酮或酸等有机含氧化合物。溶剂经长期运转,在温度较高和酸性条件下,氧化速度会加快。生成的有机酸造成设备腐蚀和堵塞筛孔。腐蚀的部位是汽提水与溶剂换热器、汽提塔底重沸器、减压塔进料加热器等。

5.2.2工艺设备防护措施 5.2.2.1 工艺防腐措施

抽提的溶剂在长时间运行过程中,会生成有机酸和粘稠的大分子叠合物,使贫溶剂呈酸性,pH值可能降至4.5左右,加剧了有机酸的腐蚀,应在循环水中加入有机胺(单乙醇胺),中和生成的有机酸,控制溶剂的pH值在7-9为佳。

在装置的低温部位,湿物料中所含的氯化氢可能导致塔盘、管线、冷凝器的严重腐蚀,关于此方面的腐蚀防护可以参考常减压装置中该腐蚀的防护策略;另外一定做好各方面的日常分析工作,因为在原料合格的情况下,该种腐蚀在本装置并不严重。

开停工保护:装置停工烧硫再生期间,重整高压分离器应注意脱水,并注意测试凝结水的pH值,避免系统中二氧化硫溶解凝结水生成亚硫酸腐蚀设备;为了避免高温临氢部位的低温氢脆问题,在开停工过程中,注意临氢设备、管线等先升温、后升压,先降压、后降温的原则;系统降压后,在温度冷却到金属表面的露点之前,应使用含有5000ppm氨的惰性气体吹扫;停工期间,不开口检验的不锈钢设备应冲氨气-惰性气体加以保护;凡决定检验的奥氏体不锈钢设备,清扫和检查前,应使用浓度1.5-2.0%的碳酸钠或氢氧化钠溶液冲洗设备内表面;碱洗之后,还应该使用清水冲洗,防止开工时产生开裂现象,在碳酸钠或氢氧化钠溶液中加入0.5%的硝酸钠,可以减少奥氏体不锈钢发生氯化物应力腐蚀开裂的可能。

溶剂保护:为防止溶剂在溶剂再生塔(减压塔)底停留时间过长,在较高的温度下腐蚀堵塞设备和管道,溶剂再生塔(减压塔)底应维持较大的循环量,并及时把老化的溶剂排出装置;控制溶剂再生塔(减压塔)底温度在150-155℃范围内,预防温度过高造成溶剂分解;汽提塔的汽提水应使用软化水,防止塔盘、

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