乙烯裂解装置腐蚀防护现状
2019-01-25 16:09:32
作者：本网整理 来源：设备管理与防腐
近年来，随着我国乙烯行业市场需求的不断扩大以及装置的不断新建，我国乙烯行业迎来一个新的发展机遇。乙烯装置生产流程长，集高温、高压、深冷等多种苛刻条件于一体，并具有裂解原料构成多样、介质易燃易爆且有毒、控制变量多且关联性强等技术难点，乙烯裂解装置的腐蚀问题也成为影响经济效益的重要因素。
乙烯裂解的腐蚀主要是超温结焦引起的炉管高温渗碳；高速物料的冲刷腐蚀；原料裂解气中含有的酸性气体H2S、CO2及有少量有机硫化物CS2、硫醇等的腐蚀；工艺水中CO2、H2S等酸性物质的腐蚀；碱腐蚀；清焦与开车过程引起的温差及热变应力腐蚀；超低温引起的材质失效腐蚀；高温氧化腐蚀及高温下的热疲劳等。其中以炉管渗碳最为常见，且危害最大，水的腐蚀次之。主要腐蚀介质是氢、硫化氢、二氧化碳、有机酸、氢氧化钠等。
某裂解装置，通过采取工艺防腐与材质升级相结合的防护措施，有效减缓了腐蚀，但仍未完全控制住系统的腐蚀。根据目前的监测情况，急冷单元的工艺水系统、压缩机段间系统、汽油加氢单元的脱戊烷塔塔顶冷凝冷却系统的pH值和铁离子含量波动较大（如图1～3所示），压缩和加氢管线有明显的减薄，表明系统仍然存在较重的腐蚀。
由于油冷塔来的裂解气中含有二氧化碳、硫化物等酸性气体。为防止急冷水系统发生腐蚀，在油冷塔顶出口气体管上加入NH4OH，以保持急冷水的pH值8～9。
在水冷过程中，为防止工艺水汽提塔的腐蚀，在工艺水进料中加入碱液，在塔顶气体中加缓蚀剂。其中碱液的加入量随裂解炉开炉台数的不同及要求碱在工艺水中浓度的不同而变化。
在乙烯压缩工段中，为防止聚合物聚集粘附到叶轮、隔板、机壳流道和密封处，影响压缩机的正常运转，国内多数乙烯装置采用注水方式，降低压缩机各段裂解气的排出温度，缓解结焦现象。
汽油加氢系统的脱戊烷塔塔顶冷凝冷却系统，含酸性介质，pH值较低，腐蚀严重，通常采用投加缓蚀剂，以减轻系统腐蚀。
裂解炉的选材是按照原料和流程特点，各部位的损伤特点，装置运行周期要求等合理选材（如：辐射炉管根据可能达到的最高壁温选择HK40或HP40）。
对于高温高压临氢系统，装置的选材按最新版Nelson曲线进行，保证耐氢腐蚀性能。生产中防止超温，检修期间进行金相组织检验，根据检验结果采取合理措施。
对于裂解气废热锅炉出口到初馏塔之间的设备和管道，在240℃以上的部位，易发生高温H2S/H2失效模式，通常根据couper曲线选材碳钢、铬钼钢或不锈钢。
采用特殊处理和新型的涂料也可取得很好的效果。原料储罐内壁采用涂料防腐；急冷水系统的凝液贮槽内壁增加了环氧玻璃衬层后，解决了设备的腐蚀问题。
2.3 腐蚀监检测
某公司综合考虑装置的腐蚀介质、装置的工艺特点及设备与管线材质状况，建立了腐蚀监测体系及腐蚀评价技术。通过在急冷水、压缩和加氢系统等6处采取了工艺冷凝水腐蚀介质监测；在加氢单元和裂解单元的3个点采用了旁路釜挂片腐蚀监测；在急冷水、压缩和加氢系统加装了6条在线腐蚀监测探针；每年对装置易腐蚀管线进行定点测厚以及在停工期间进行设备腐蚀调查和装置腐蚀评价；并对所有腐蚀监测数据实现网络化管理，建立了腐蚀数据库管理评价系统。建立了多种监测技术优化集成的短、中、长期腐蚀监测体系，及时发现各设备及管线的腐蚀状况及腐蚀隐患，实现了装置易腐蚀部位的全面监控。
乙烯裂解装置的腐蚀以炉管渗碳最常见，且危害最大。渗碳多发生于裂解炉辐射段出口炉管、焊口周围及弯头部分，温度最高区域、有缺陷或出现局部过热点的部位。因此必须严格工艺运行操作管理，防止超温、超压和超负荷。
运行中对高温（温度大于450℃）部位设备和管线要定期进行变形和损伤检查，并对炉管支吊架和导向管进行检查，发现问题及时修复。对腐蚀重点部位（转化气露点部位等）定期进行测厚检查。
检修中要做好腐蚀调查工作，对设备和管道的腐蚀状况进行全面检查；对炉管进行变形、渗碳损伤和裂纹情况进行检查；利用力学计算和金相分析等手段分析高温设备的损伤状况，预测其使用寿命，做好应对措施。
目前，各地区装置采取了注碱、注缓蚀剂等工艺防腐措施，但还存在助剂添加时工艺波动较大等问题。因此，一是要关注助剂的更新；二是要确定助剂的合适的注入部位、注入量和优化助剂添加工艺，如通过在线监测pH值及腐蚀速率监测等手段，实现助剂自动添加，提高助剂的使用效果，最大限度地减轻系统腐蚀。
3.3 建立健全腐蚀监测体系
目前多数石化企业都采用了多样化的腐蚀监测技术，但由于腐蚀本身的特殊性、复杂性，需要建立合适的腐蚀监测体系并不断优化。一是及时更新腐蚀监测技术，提高智能化水平；二是建立合理、有效、覆盖全装置重点易腐蚀部位的腐蚀监测系统；三是加强对腐蚀监测数据的分析、处理和综合管理。
免责声明：本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有，如果涉及侵权，请第一时间联系本网删除。