随着原油中硫含量的增加,对设备的防腐提出了更高的要求。某焦化装置的硫分布如图2—21所示。
1.设备及管线防腐
焦化反应温度高达500℃左右,是炼油厂中高温硫腐蚀最严重的装置。高温硫腐蚀主要发生在加热炉管、分馏塔底部及焦油箱、以及连接上述设备的管线等高温重油部位。焦化反应中生成的氨、硫化氢和氯化氢等,对分馏塔顶以及富气系统容易发生硫腐蚀。
根据《加口工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则》(SH/T 3096--1999)的要求,延迟焦化装置重点部分管线应按表2—65a材质选取。
(1)低温度HCl—H2S—H20腐蚀。随着原油性质的变差,含硫量越来越大,分馏塔顶油气线、顶循环线及冷换系统中HCI—H2S—H20腐蚀现象也随之不同程度的增加。为了减缓该设备、管线的腐蚀,大部分炼厂采用在分馏塔顶注氨的措施,氨水与HCl、H2S中和反应后去分离罐沉降,然后再去污水汽提,这样可以减少硫化氢腐蚀和铵盐结晶。
(2)S—H2S—RSH腐蚀:360℃左右的蜡油中的S—H2S—RSH极易使管线产生腐蚀。加热炉的辐射人口管线和出口管线及转油线均易产生S—H2S—RSH腐蚀。由于材质和腐蚀的原因,某炼油厂曾发生过穿孔着火事故。故必须加强检查以及采用提高材质等级的措施来减缓腐蚀。
(3)烟气的露点温度腐蚀
①腐蚀部位、机理和影响因素
露点腐蚀出现在焦化加热炉的热载体管、注水管上。腐蚀形成的原因是燃料中含有的硫化物,燃烧后产生S02,S02与氧进一步作用生成S03,在管子低温表面上与H20化合生成H2S04。露点腐蚀的反应式为:
影响露点腐蚀的因素有:
9.H2S04的浓度,包括原料的含硫量、烟气中氧含量、水的含量;b.换热面的温度。
②预防露点腐蚀的方法;
a.提高烟气温度和热载体人炉温度;b。选用抗低温露点腐蚀材料;c.使用低硫燃料,控制入炉空气量。因为影响H2S04浓度的关键组分是S03;d.减少管壁积灰及停炉其间的湿度。因为灰垢易产生静电吸附,使S0,富集在炉管外壁上,必须定期对炉热载体管进行吹灰;e.提高焊接质量,消除应力腐蚀。
(4)温差应力
温差应力是焦炭塔产生裂纹与变形的主要原因。焦炭塔使用时间长,在高温、高含硫渣油条件下运行,塔壁受到高温硫的腐蚀,但因塔壁通常附有一层牢固而致密的焦炭形成保护层,隔开了腐蚀介质,因丽一般腐蚀不明显,但塔内介质波动和高压水造成冲刷则加剐腐蚀。因此,新建焦炭塔材质大多采用复合层。装置的生产虽然是连续性的,但焦炭塔在一个循环周期内生焦和除焦,周期性的从常温到500℃的冷热循环操作,形成温差应力,引起显著的周期性应变,因而导致焦炭塔塔壁鼓胀变形、塔裙与塔体间焊缝开裂及堵焦阀焊缝开裂。
2.设备管线防腐应注意以下几点
(1)注意材质的使用,严格按照标准选用材质,甚至提高材质的选用标准,才能保证设各安全。
(2)加强压力容器及管道的防腐工作。
(3)做好计划,定期对容器及管线进行检查。在生产时加强对重点部位的腐蚀监测工作。
(4)由于硫组分富集吸收系统,此部分的腐蚀十分严重。停工吹扫时,应对分馏塔、吸收系统及汽池柴池换热器进行化学清洗,可减轻硫嘱蚀。
(5)停工吹扫完后,对容器、塔器进行全面检查。对加热炉炉管、高温重油管线、汽油柴油管线进行测厚、打光谱,有问题的管线及时更换。