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论
石油化工腐蚀与防护 COR ROSION& PROTECTION IN PETROCHEMICAL INDUSTRY2013年第30卷第3期
聚异丁烯装置后处理部分腐蚀与防护
王会新
(锦州开元石化公司,辽宁锦州121001)
摘要:苿公司聚异丁烯装置2000年建成授产,主要工艺是以混合C4为原料,以AlC3为催化剂
生产聚异丁烯。其后处理部分自投产以来连续发生腐蚀泄溺现象,给安全生产造成很大隐患。通过
对腐蚀情况调查,发现腐蚀主要发生在脱丁烷塔、再沸器、闪蒸罐、T-103塔及管线的死区、冷区处,
主要是盐酸的酸性腐蚀、氯离子的点蚀、应力腐蚀及硫腐蚀。提出防腐措施:尽量减少物料中的水含
量、增设pH值监测点及注氮点、由手工控制注改为自动控制、加强保温管理、为仪表建立循环线、
对門门等保温困难部位加设保温箱或拌热箱、控制系统中的硫合量等,保障了生产安全。
关键词:聚异丁烯装置盐酸腐蚀氯离子腐蚀防护措施
中图分类号:TG174
文献标识码:A
文章编号:1007-015X(2013)03-0008-04
聚异丁烯装置2000年建成投产,主要工艺是在高温下造成自燃着火。1月11日发现脱低聚
以混合C4为原料,以AICl为催化剂生产聚异丁物塔(T-103)塔壁上部与托架连接处腐蚀穿孔,
烯。AICl及聚异丁烯-高温水解生成酸性物装置立即进行停产抢修
质,对设备、管线造成强烈腐蚀,通过碱洗、注碱性
水、注氨等工艺有效的减缓了这种腐蚀,但由于设1腐蚀原因分析
备与管线存在死区、冷区等原因,装置开车以来腐1.1装置概况
蚀泄漏事件经常发生,在2005年以前,每年因腐
聚异丁烯装置后处理流程见图1。图中过滤
蚀泄漏抢修次数达到10次左右,经过采取多项技器(FIL-104)为2009年10月投用新设备,不在调
术改造措施,从2006年开始聚异丁烯装置因腐蚀查范围内。腐蚀调查内容包括现场勘察照相、腐
泄漏次数逐渐减少,但仍然维持在5次左右。
蚀样品提取、样品实验分析、测厚等内容。根据腐
2009年9月装置停产检修开车后,2010年1蚀调查结果,结合工艺条件、历史数据、装置专家
月6日重沸器(E-113)出口管线现场温度指示表经验介绍及文献资料做出腐蚀严重部位的原因
接管焊道物料泄漏,少量液体物料侵入保温层中,分析。
脱低聚物塔
脱丁烷塔
T-102
来自聚异丁烯装置
过滤器
D-114
聚结器
换热器
换热器
再沸器
闪素
E-113
D-117
图1聚异丁烯装置简易流程
Fig. I Simple proeess of poly-isobutylene unit
1.2腐蚀机理
1.2.1盐酸腐蚀
收稿日期:2012-12-25;修改稿收到日期:2013-02-25。
ACL水解产生盐酸,造成酸性腐蚀,反应式作者简介王会新,工程师,主要从事大机组状态监测等设备故
障诊断工作及设备管理工作。E-mail:Injzwh00710163.com
第3期
聚异丁烯装置后处理部分腐蚀与防护
专
论
离子。物料中夹带的固体催化剂三氯化铝在较高
AICI, +3H,0-AL(OH)+3HCI
温度下腐蚀性显著增加。如果氯离子和三氯化铝
lC、为强腐蚀性物质,暴露在空气中的三氯遇到凝结水,在较高的温度下,腐蚀将会很严重。
化铝吸收空气中的水分形成盐酸烟雾,水解在常因此脱丁烷塔、再沸器、闪蒸罐是聚异丁烯裝置腐
温下就能进行,且反应剧烈。
蚀严重的区域。
自聚合反应发生后,AICl,就和反应后的混合
2002年脱丁烷塔(T-102)塔底热电偶接管法
产物共存,只要和水接触就会发生水解,但要对设兰泄漏,停产后进行了堵焊填平处理;之后塔底压
备和管线造成严重腐蚀,必须具备以下三个条件:差下接管法兰泄漏,采取更换法兰处理。
有ACl2和水的接触,用来中和酸性物质的破的
T-102塔塔顶冷凝器多次发生泄漏。T-102
量不足;酸性物质存在液相。
塔回流泵也因腐蚀多次更换泵売。
1.2.2氯离子腐蚀
闪蒸罐(D-117)的腐蚀更加严重。2000年开
氯离子是一种穿透力极强的腐蚀介质,当接车后仅半年多,D-117液位指示仪表的膜盒表面
触到钢铁表面,便迅速破坏钢铁表面的钝化层,即被腐蚀脱落,更换后仅使用不足三个月,膜盒表面
使在强碱性环境中,依然会引起点蚀。水充足的材质更换耐酸腐蚀的介质后情况有所好转。在
条件下,活化的钢面形成一个小阳极,未活化的钢2004年和2007年的设备检測中,均发现D-17
表面成为阴极,结果阳极金属铁溶解,形成腐蚀底部严重积液腐蚀,出现大面积腐蚀坑。测厚数
坑,主要反应:
据表明,底部厚度由原始的8.0mm减薄到7.7
Fe+2C1 +2H,0-,Fe(OH), +2HCI
mm和7.1mm,而这两次测厚均为局部抽检结
4 Fe(OH),+0,+2H,O-4FE(OH)
果,冷点死区部位没有测厚。2010年1月对D-
Fe(OH)若继续失水就形成水化氧化物,-17的检測发现D-117液面计上接管及法兰、液
部分氧化不完全的变成Fe3O4,在钢铁表面形成位指示仪表接管及法兰、以及现场压力表接管均
锈层,由于铁锈层呈多孔状,即使锈层较厚,其腐腐蚀严重。
蚀的效果也不大,腐蚀将不断向内部发展,最终形
再沸塔管朿因泄漏而更换,现在使用的管束
成孔蚀。
为2008年4月更换的管束。
有氯离子存在的情况下,在未处理过的焊缝1.3.2再沸塔腐蚀原因
及热影响区、应力集中区的周围焊缝处会发生应
经打压检测,确认再沸塔(E-113)管板首螺
力腐蚀开裂。这是由于溶液中的氯离子使金属表栓孔泄漏,使蒸汽窜入物料,AICl3与蒸汽接触,迅
面的钝化膜受到破坏,在拉应力的作用下,钝化膜速水解,形成酸性气体,由于物料温度为230℃,
被破坏的区域会产生裂纹,成为腐蚀电池的阳极超过盐酸露点,所以E-113本身腐蚀并不重。酸
区,连续不断的电化学腐蚀最終可能导致金属断性气体随物料经管线注入D-117,酸性气体在冷
裂。这种腐蚀与氯离子的浓度关系不大,即使是区凝结成盐酸造成严重腐蚀,这是E-113出口管
微量的氯离子,也可能产生应力腐蚀。
线现场温度指示表接管焊道物料泄漏的直接原
1.2.3硫腐蚀
因。酸性气体随物料进人D-117后,在死区、冷区
在聚结器(D114)中的腐蚀产物中含有铁和形成盐酸,造成腐蚀,这就是造成与D-117连接的
硫,且在打开D-14发生自燃,证明腐蚀产物有可脐子及罐底部腐蚀的原因。酸性气体随C4从D-
能为硫化亚铁,原料中的硫对设备产生了腐蚀,生117经管线回流至T-102,在流动过程中除了在冷
成硫化亚铁。水及HCI的存在可促进硫腐蚀:
区形成盐酸露点腐蚀外还存在着酸性气体对管线
Fe+2HCl-→FeCl2+H21
的冲刷腐蚀,这点在弯头处表现尤为突出。酸性
FeCl2+H2S→FeS↓+2HCI
气体随C4进入T-102后,由于在第一层塔盘内存
Fe+H, S, Fes! + H
在气液两相,形成盐酸,而注氨口在塔顶,此处的
1.3脱丁烷塔、再沸器、闪蒸罐及连接管线腐蚀氨不足以中和盐酸,