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脱水塔进料换热器的腐蚀机理与防护措施.pdf

  • 上传人:liuyuan_66
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    关 键  词:
    脱水 进料 换热器 腐蚀 机理 防护 措施
    资源描述:
    炼油与化T
    28
    REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY
    第25卷
    脱水塔进料换热器的腐蚀机理与防护措施
    吕行,王国强,郭斌
    (1.大庆石化公司乙烯「程指挥部,黑龙江大庆163714:2.大庆石化建设公司,黑龙江大庆163714:3.大庆イ化公司炼油,黑龙江大庆
    163711)
    摘要:通过对大庆石化公司炼油厂催化重整装置脱水塔进料换热器腐蚀泄漏原?的分析和验证
    确认了该换热器的泄漏是由于HS+ICJ+NH+H1O体系腐蚀及铵盐腐蚀综合作用所致,实施了针对
    换热器和预加氢段设备的防腐措施,收到良好效果。
    关键词:脱水塔;换热器:腐蚀;泄漏
    中图分类号:TE965
    文献标识码:B
    文章编号:1671-4962(2014)01-0028-02
    大庆石化炼油厂催化重整装置脱水塔进料换
    热器H-202/4,用于重整蒸发脱水塔进料与塔底产
    物的换热,该换热器于2002年10月安装投用,换
    热管材质为10钢,规格25×2.5。2012年4月装
    置停工检修时,对H202/4进行了腐蚀检査,对换热
    器芯子外观检查,管束内腐蚀较轻微,管朿外铵盐
    ?“?い?→も:
    较多,管柬经冲洗后,外表良好,无明显腐蚀,可以
    继续使用。同时对芯子试水压,无换热管泄漏,满
    小、
    足继续使用条件
    1换热器泄漏
    糾1打开的换热器管束
    2013年1月,换热器H-2024出现内漏,打开抽芯子后对外表面检查,发现管束下部较腐蚀较
    检查发现换热器管头完好,腐蚀轻微,检査管束发其它部位偏重,对管東下排全部4根换热管进行了
    现换热管外有锈皮,换热管表面及换热管之间有堵管,下部右边第2根为试压发现的泄滿换热管,
    杂质,见图1。
    见图2。
    换热管表面见明显腐蚀坑,呈均匀腐蚀状,经试2泄漏原因分析
    压,发现下部有一根换热管泄漏,且泄漏暈较大
    从管東外观看,管内腐蚀较轻,腐蚀主要集中
    2005(钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显参考文献:
    微检测法)?,按照D类夹杂物评级为1.5级,按照
    1陈建国,杜培德.氮氢循环缩机活塞杆疲劳断裂的力学分析J
    青岛化学院学报,2002.23(2):1-3
    DS类夹杂物评级为2.0级,材质夹杂物超标。
    2」吴培英.金属材料学[M.北京:国防T.业出版社.,1987:28-31
    图17能谱检测结果表明,非金属夹杂物的主『3』上海市机械制造工艺所.金相分析技术『M.上海:上海市科学技
    要成分为N和A元素确定为AN陶瓷晶体
    术文献出版社.1987:57-60
    8结论
    [4』曾春华.奇妙的疲劳现象[M.北京:科学出版社.20060:27-29
    5!中华人民共和国国家质量监督检验檢疫总局GII3077-1999合
    (1)活塞杆断裂属于机槭疲劳失效,裂纹萌生
    金结构钢S北京:リ树标准出版社:,1999:11-13.
    于活杆与背帽连接的螺纹根部,因而形成多层[61中国钢铁1业协会,.CBT056-2005钢中非金属夹杂物含量的
    开裂形态
    測定标准评级图显微檢測法[S).北京:中标准出版社
    2005:3-5
    (2)活塞杄材质中颗粒状非金属AIN夹杂物
    收稿日期:2013-12-19
    超标,数量较多,尺寸较大,导致活塞杆抗疲劳强作者简介:左立建,男、「.程师,200牛毕业下黑龙江科技大学机械设
    度降低;这是活塞杆疲劳失效的主要原因。
    计制造专业,现从事炼油设备管理作
    2014年第1期
    吕行,等脱水塔进料换热器的腐蚀机理与防护措施
    47
    在预加氢通氢过程中,脱卤素反应生成H和
    脱硫反应生成的HS,与脱氮生成的NH1反应生成
    铵盐,管束外表面附着着较厚的1层铵盐“。
    脱水塔进料换热器-202/4壳程存在铵盐的
    腐蚀,铵盐的腐蚀表现为堵塞及垢下腐蚀,在换热
    管外壁存在大量铵盐(见图1),该次换热器检修抽
    芯子未见铵盐,因为此前对管束进行吹扫试压,铵
    盐已经溶解在水里。2012年檢修期间对铵盐进行
    分析,是硫氢化铵和氯化铵的混和物,氯化按的物
    图2管束堵管情况
    理性质在常温下为白色粉末,360℃升华成气态,
    在管束外部。换热管的腐蚀主要为管外腐遇少量的水易结晶,H-202/4壳程压力118MPa,
    蚀。换热管外有锈皮,锈皮呈黑亮色,遇空气有氧在此压力下水的露点123℃,即在123℃以下反应
    化、自燃现象,说明锈皮中含有FeS。从工艺流程生成的氯化铵会遇到浮悬于油中的水而产生结
    上,壳程为未经过除硫的原料,管程为经过除硫的晶,并在管箱端部、管板等低流速的地方沉积下
    原料,管程介质的腐蚀性较壳程低;从试压结果和来,自下而上发展,越来越多,形成垢下腐蚀。
    堵管情况看,发生泄漏管子都集中在管東底部,为3防腐蚀措施
    换热管束比较薄躬易腐蚀部位。
    3.1钛纳米聚合物防腐
    2.1HS+HCl+NH+H2O体系腐蚀
    钛纳米涂层换热管朿已经在大庆石化公司炼
    在预加氢部分,由于重整原料中含有一定量油厂使用多年,应用效果显著。该技术具有耐蚀
    的硫、氮、氧、氯等化合物,在预加氢过程中会与氢性好、管内外表面光洁度高的特点,可减少管内外
    反应生成HS、NH3、IC等2,继续反应生成FeS等垢层的沉积;导热性好,热效率高,具有吸热和导
    锈蚀产物,由于HCI的存在,破坏FeS等锈蚀产物热双重功能,是1种节能的换热管東;维护检修方
    膜,产生小的锈蚀坑,在有微量水存在的情况下,便;具有高活性和高扩散性,可实现涂层无漏涂针
    同时形成典型低温电化学腐蚀HS+HCl+NH!+H-O孔;解决了环氧胺基涂料防腐管東外壁不耐油汽
    环境,此处的锈蚀产物膜已经被破坏,由于腐蚀点腐蚀的问题;施工为常温固化,解决了管束防腐涂
    相对整个管束来说积较小,形成典型的小阳极层需高温固化的施工难问题,降低了施工成本。
    大阴极,腐蚀速度将加倍增加。
    3.2工艺脱氯
    2012年10月后,由于原料变化,重整原料的硫
    在预加氢反应器下部使用脱氯剂,以吸收石
    含量有所上升,对比9月份和12月份重整进料的脑油中的氯呈氯化钠,可减弱对设备的腐蚀。使
    硫含量,9月份硫含量平均为277mgkg,12月份的用时不宜含量过高,当脱氯剂包和达15%以上即
    硫含量平均为330mgkg,尤其是12月份曾有连续失效,并且钠离子的迁移使重整工段的催化剂中
    3d达到400mgkg以上,硫含量的变化见图3。
    毒失效?。目前还没有高吸附量并且能再生的脱
    500
    氯剂,工艺脱氯是保证装置安全运行的可靠方法。
    ◆罐号54
    号55
    3.3注水
    3ッ人罐ら56
    预加氢工.段的注水和排水是缓解腐蚀和催化
    200

    2012年11月
    2012年12月
    2013年1月
    剂中毒的重要工艺手段。实验证明,重整装置的
    时间
    腐蚀速度是由石脑油中所含氯和硫2种腐蚀介质
    图3装置原料硫含量变化
    决定的,往往不是氯化氢含量高腐蚀率就大,再低
    从图3可以看出,原料硫含量从2012年11月氯量而高硫化氢时,腐蚀率也增大。因此,通过现
    份以来一直呈上升趋势,原料中硫含量的增加加场获得的注水量与腐蚀关系曲线,亦是指导现场
    剧设备的腐蚀。
    操作的依据。
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