PTA装置不锈钢设备的腐蚀及防护.pdf

石油
化工腐蚀与防护
专
论
Corrosion Protection in Petrochemical Industry
2010,27(2)
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PTA装置不锈钢设备的腐蚀及防护
郭庆云脊仕良
中国石油化工股份有限公司天津分公司,天津300271)
摘要:介绍了中国石油化エ股份有限公司天津分公司精对萃二甲酸装置在2008年设备检修期问
进行的腐蚀调查情況,重点介绍了奥氏体不锈钢设备的露点腐蚀、晶间腐做和点等事例。指出精对
苯二甲酸裳理316L钢设备普遍发生点蚀,主要与卤素离子(主要是Br和CI~)有关;晶间腐蚀分敏
化态(焊继)及非敏化态(母材)两种形式;干燥机筒体的酸露点腐做是由于壳翟温度比列管温度低,
产生的电位羞使筒壁側易遺受腐蚀。针对以上腐做原因,提出了防护措施。
关键词:PTA装置奥氏体不锈钢点腐蚀晶间腐蚀点蚀
中图分类号:1985.9
文献标识码:B
文章编号:1007-015X(2010)02-0035-04
精对苯二甲酸(PTA)高温氧化生产工艺,以对
二甲苯(PX)为原料,醋酸为溶剂,醋酸锰和醋酸钴
为催化剂,四溴乙烷为促进剂,进行空气催化氧化,
经结晶、分离和干燥,得到粗对苯二甲酸(CTA)。
氧化反应操作温度为186℃,操作压力为
1.074MPa。PTA生产装置属高温、高压、高酸和溴
离子质量浓度髙组成的强腐蚀性反应系统,设备材
质大部分为316L和304L等奥氏体不锈钢。
中国石油化工股份有限公司天津分公司(以
图1支撑板最大点蚀区域和最大蝕坑
下简称天津分公司)在2008年10月设备大检修
对PTA装置进行了腐蚀情况调査。调查共发现12
台设备腐蚀严重,最然形态不尽相同,但大都属于
不锈钢含溴醋酸腐蚀,主要破坏形式有不锈钢在含
溴醋酸中的酸露点腐蚀、晶间腐蚀、点蚀以及制造
缺陷引发泄漏等。针对这些设备的腐蚀现状,分析
了造成腐蚀和泄漏的原因,提出了防护措施。
kuki
1PTA装置腐蚀事例
1.1干燥机(PM-404,TM-304)的露点腐蚀
PM-404是精对苯二甲酸装置的干燥机,结
图2筒体点蚀区域
构是蒸汽列管回转圆筒型,列管内通蒸汽将管外的
TM-304是粗对苯二甲酸(CTA)干燥机,结
PTA浆料加热烘干为粉料。PM-404干燥机的规构也是蒸汽列管回转圆筒型,列管内通素汽将管外
格为310mm×24200mmx(14加2)m,筒体材的湿TA加热烘干为粉料。外管和筒体材质为
质(壳体内件)为SM400加SUS329 D4LCLAD复316L,介质(管/売)为素汽/TA,醋酸(Q),温度
合板/316L,列管材质为SUS316LTP-S,抛光。介
质(筒体/管)为PTA,H20/蒸汽,工作温度(管
收稿日期:2009-07-13;修稿日期:2009-11-19。
壳)为进140/100℃,出140/140℃。
作者简介:郭庆云(196-),女,高级工程师。1989年毕业于北
检查发现,从进料段算起(西数)第五节和第
京化工大学金属腐蚀与防护专业,2006年获天津大学化工学
六节腐蚀严重;支撑筋板靠近列管侧大面积点蚀;院化学工程专业工程硕士学位。一直从事炼油化工设备的腐
列管无腐蚀;筒体点蚀;第五节焊道腐蚀。见图1蚀与防护研究以及特种设备检验工作,现任中国石油化工股
和图2。
份有限公司天津分公司机械研究所静设备室副主任。
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石油化工腐蚀与防护
第27卷
(管/壳)为进156/100℃,出156/140℃,转数
4.5pma检查发现,从进料口算起筒壁第2节至第
4节半均匀麻坑点蚀;第一节和第二节筋板严重蚀
坑,最大10mm×4mm;第三节筋板呈麻坑状;第
四节筋板后焊缝腐蚀;第二节和第三节扬料板腐蚀
殆尽。
两台干燥机主要腐蚀形态为露点腐蚀
1.2雾沫分离器(TM-203,TM-305)晶间腐蚀
M-203是位于TA单元闪蒸冷却器(TE
图4TD-300下封头点蝕
203A)前的一台雾沫分离器,材质为316L,工作温
度为113.3℃,介质为Q和水。检査发现,法兰密
壁上蚀坑坑距3m,坑深0.3mm。内搅拌叶
封面严重腐蚀,呈疏松多孔状;顶部筒体环鏠腐蚀片及搅拌轴有腐蚀坑。该罐主要腐蚀形式为焊缝
掉一段;上部筒体布满腐蚀坑。主要腐蚀形态是晶晶间腐蚀。
间腐蚀。
5再打浆罐(TD-300A)点蚀
TM-305位于TA单元TM-304前,材质
TD-300A是2005年改造时新增的再打浆
316L,介质Q,N2和水,工作温度40℃。2005年检
罐,操作条件同TD-300。2006年6月发现罐底
修时发现罐体点腐蚀非常严重,部分罐体即将穿
317L复合板封头出现6个较大的蚀坑,已露出碳
孔,进行了更换。此次检查发现,过滤网支撑以上
钢基层,并出现大面积点腐蚀,为此在317L板上面
器壁点蚀严重,支撑以下点蚀轻微。上封头密集布
再衬贴3m厚的316L板,临时修复。
满细条形点蚀坑,呈海绵状,属晶间腐蚀。
此次检査发现下封头竖向316L贴板有麻坑宽
1.3闪蒸冷却器(TE-203A)晶间腐蚀
帯,横向贴板针孔点蚀
316L,介质H,0,锅炉水(BW),工作温度为进16尾气分液罐(TD-207)点及泄漏
113.3/50℃,出109.9/109.9℃。进口管板粗糙
TD-207是2005年改造时新增的尾气分液
呈灰色,已蚀掉一层。封头内接管焊口腐蚀开裂,罐。材质16MnR加316复合板,介质Q,H20和
所有焊缝蚀坑呈蜂窝状;封头表面有大量蚀坑;焊N2,工作温度40℃。2008年大修前人孔环焊缝和
缝呈明显晶间腐蚀。
远传液位计处发生泄漏。此次检査器壁非均匀布
1.4再打浆罐(TD-300)晶间腐蚀
满蚀坑,但壁面平滑,所有蚀坑平整呈钝态,快速腐
TD-300是位于TA单元过滤机前的再打浆蚀风险不大。人孔环焊缝泄漏是由夹渣缺陷点蚀
罐,材质317L,介质Q和TA,温度104℃。2005年引起,远传液位计焊开裂引起泄漏。另外现场液
检修时发现,焊道有2处腐蚀(在热影响区),搅拌位计焊缝存在一个露出碳钢基体蚀坑。底封头环
叶及轴均有点蚀。此次检查发现底封头4条焊缝雞有红锈色针孔2处,深度达到碳钢基体。缺陷都
(环缝及拼缝)腐蚀严重,熔合线处都有腐蚀沟槽,已补焊处理。
见图3。底封头及壁上布满蚀坑,底封头蚀坑大小
TD-207的泄漏完全是由制造焊接缺陷导致
为d8mm×0.5mm,见图4。
1.7吸附塔(1T-1131A/B)点蚀
Tr-1131AB是TA单元氧化塔下游的废气
吸附塔,吸附温度30~40℃,再生温度160℃,介
质为含溴废气(WG),材质304L复合板和316L复
合板。检査发现-1131A/B都存在塔底封头大
面积点蚀,第三层塔盘紧固螺栓和压条腐蚀严重,
细网腐蚀尽,塔壁与支撑板连接处点蚀,见图5。
TT-1131A底封头接近出料口局部蚀坑连成沟槽。
T-1131B塔体腐蚀严重,底部人孔角焊缝腐蚀沟
槽深5mm,且焊缝有咬边。第三层板的角焊缝存
图3TD-300焊