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減壓塔填料腐蝕原因分析及防護措施
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減壓塔填料腐蝕原因分析及防護措施

2020-06-02      閱讀:
伴隨著原油性質的不斷惡化,各石油煉化公司為應該市場的客觀需要,不得不加工含有高硫高酸原油,而高硫高酸油對設備的腐蝕情況較為嚴重。針對某煉化公司1#常減壓裝置減壓塔塔內發生大面積腐蝕、坍塌的現象,進行較為細致的宏觀檢查,通過客觀的分析找出填料腐蝕的原因,并提出相應的防護措施。

某煉化公司在檢修期間設備鑒定時發現減壓塔頂部、底部兩段填料存在大面積腐蝕,嚴重影響了塔的分離效果,不利于塔的平穩運行。通過對規整填料腐蝕、坍塌原因的分析,提出應對防護措施,為今后的改造提供科學依據。
1 裝置概況 
某煉化公司常減壓裝置,裝置由原油電脫鹽、初餾塔、常壓蒸餾、減壓蒸餾部分組成,裝置處理能力為500萬噸/年。
1.1 原油性質
為進一步適應市場煉制高硫高酸腐蝕性原油需求,從遠期加工目標來看,計劃將原油硫含量將提高到2.5%,甚至3%,原油酸值基本保持目前水平。目前裝置加工原油硫含量為2.0%,酸值為0.32mgKOH/g,屬于高硫低酸值性質原油。
1.2 減壓塔簡述 
減壓塔采用微濕式減壓蒸餾操作,抽真空系統由三級抽空器和配套的冷凝冷卻器組成。塔體材質為20R+316L,減壓塔設有三個側線、五段填料,填料材質均為316L。
2 減壓塔填料宏觀檢查 
大檢修期間,對減壓塔進行了開蓋檢查,發現減壓塔頂部、底部兩段填料存在大面積腐蝕、坍塌,塔內壁也出現輕微坑蝕。
2.1 減頂及減一線
減頂塔壁附著少許油灰,基體平整,焊縫完整,塔頂冷回流管腐蝕輕微,二、三級分布器沉積少許油污,部分淚空堵塞,填料上側檢查腐蝕輕微;集油箱抽出段內部干凈、器壁平整,集油箱腐蝕輕微,但一段填料底部大面積腐蝕,局部區域填料已呈紙片狀,失去金屬光澤,填料支撐完好;塔頂揮發線內壁輕微銹蝕、均勻腐蝕。

2.2  減三線段
填料上側塔壁有少許油污,基體平整,填料基本 完好,但在邊緣側與塔壁交合部位局部填料存在輕微 的高溫硫腐蝕和高溫環烷酸腐蝕;集油箱抽出段塔壁 布滿腐蝕淺坑,燕尾槽蓋板局部有腐蝕淺坑,底部填 料局部存在腐蝕的初始態,部分填料輕微腐蝕。

減壓塔填料腐蝕原因分析及防護措施
 3  原因分析 
規整填料失效的原因主要分為低溫HCl-H2S-H2O腐蝕和高溫環烷酸腐蝕以及填料本身的應力斷裂。 3.1  低溫HCl-H2S-H2O腐蝕減壓塔頂操作溫度為90℃,腐蝕環境是典型的低 溫HCl-H2S-H2O腐蝕,在塔頂的低溫環境中,原油中 所含氯化物及活性硫化物分解形成的HCl、H2S,與填 料外表面充分接觸,造成其腐蝕失效。
3.2  高溫硫和環烷酸腐蝕 
在減壓餾分油系統中,高溫部位發生環烷酸腐蝕的同時還發生高溫硫腐蝕,而且環烷酸的存在對高溫 硫腐蝕起促進作用,腐蝕加劇。填料高溫硫和環烷酸 的腐蝕是由腐蝕介質與鐵基體的反應造成的,腐蝕反 應過程如下:
Fe+2RCOOH→Fe(RCOO)2+H2 Fe+RCHH2SH→RCH=CH+FeS+ H2 FeS+2RCOOH→Fe(RCOO)2+H2S 
H2S+ Fe→FeS+H2
3.3  應力斷裂 
減壓塔內氣液兩相在規整填料外表面充分接觸、流動會發生共振,對規整填料形成應力載荷,長此以 往會在規整填料外表面出現微小空洞,這些微小的空 洞隨著應力載荷的重復不斷的出現而逐漸擴散、變 大,使得規整填料發生應力斷裂。
4  防護對策及建議
4.1  增上高溫緩蝕劑系統
減壓塔的高溫腐蝕主要表現為高溫環烷酸腐蝕, 建議在高溫緩蝕劑系統,環烷酸可在高溫緩蝕劑的作 用下生成環烷酸酯,環烷酸酯會吸附在規整填料金屬的外表面形成一層保護膜,將酸有效地隔離開 來,進而起到防腐作用。
4.2  利用射線掃描檢測技術
γ射線掃描檢測技術已廣泛的應用于塔內件的鑒 定,其原理是利用γ射線透物體后強度產生的衰 減趨勢來判斷塔內件的規整程度。通常狀況下,塔內 各層規整填料的厚度、密度及質量是定值,γ射線透 塔內各層規整填料后,電磁波強度衰減趨勢變化 趨于恒定。但在塔內規整填料出現料腐蝕、坍塌等情 況下,電磁波強度衰減趨勢會出現明顯變化。利 用γ射線掃描檢測能準確判斷出塔內件是否存在問 題,為后續制定整改措施提供科學的依據。
5  結束語 
通過對減壓塔內規整填料腐蝕、坍塌的原因做了分析,闡述了其腐蝕機理,提出了相應的防護對策及 建議,為今后的改造提供了技術依據。


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