加氢裂化反应器腐蚀调查报告.docx

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1、茂名石化加氢裂化反应器腐蚀调查报告1、雌茂名石化加氢裂扮装设是我国引进的第一套加氢裂扮装置，于1982年年底建成投产，其包括反应部分(含压缩机部分)、分储部分、脱硫部分、中和消洗部分与公用工程等部分。该装置采纳美国加利福尼亚联合油公司(UNICA1.)专利技术，由日本日挥公司(JGC)设计，原设计加工实力80万吨/年，原料为90%成功减压蜡油(VGO)和10%成功焦化蜡油(CG0),原料含成为0.68%(W)e为了满意生产以与公司的发展须要，茂名石化在汲取消化了该装置的加工技术基础上，在1994年对加氢裂扮装置进行改造扩建。成功扩建后其加工实力提高到90万吨/年，设计原料含硫跳(w),由于部分

2、设备没有更换，所以实际原料含硫量定为VI.5%(w).但是，近几年来公司大量加工中东高喧原油，使加氢裂化原料的含硫量常常超标，最高含喧量高达2.62%加氢裂扮装置2002年处理量86.5万吨左右，2003年处理量80.9万吨左右，原料油主要是阿曼、沙轻、沙中、西里、伊朗、拉万和焦化胎油，原料硫含量一般在1.5M2.5%之间。高破原油无疑是对加氢裂扮装置发起了新的挑战，使得原来就很麻烦的设备腐蚀问题显得更加突出，对设备的防腐技术提出了更高的要求。因此，进一步探讨分析加氢裂扮装置的腐蚀状况无论是对其长期平安运行，还是找寻更有效的防腐措施都有巨大的帮助作用，同时为设计人员在设计时对耐蚀材料选择、防腐

3、1：艺等方面作供应很高参考价值数据，这也是当前石化行业发展形势的必定要求。本次主要是针对过去十年历次大检修时，加氢裂扮装置的检修状况进行调查分析。2、装置主要部位的腐蚀调查状况与缘由分析2.1 塔器2.1.1 塔器的检修状况塔设备是整个装置腐蚀最严峻的部位之一，主要腐蚀部位是塔上层塔盘、塔体与部分挥发线、冷凝冷却器、油水分别器、放水管和挥发线、冷凝冷却器等部位。其中在2000年的检修中出现FeS的自燃，致使填料段塔体局部高温过热，强度卜.降，在塔体自由作用卜.，东北侧塔体凹陷而歪头，凹陷处被烧熔成环向长40皿，径向15M的洞严峻事故。经调查证明FeS的大量积累，氧化放热引起白燃是这次设备损坏的

4、主要缘由。在2000年的检修中发觉塔器都存在不同程度的硫化氢腐蚀现象.主要是塔内表硫化亚铁+铁锈层有1211三厚,层状脱落,其中塔103卜.部的塔盘支撑腐蚀也比较严峻（见图1）：胺液再生塔塔153塔盘表面有少量白色胺盐结晶物（见图2）。图1：塔-103顶内表图2：塔-153上部塔盘表面在2004年的检修中，腐蚀调查发觉T1.O2塔壁和塔盘腐蚀严峻，塔盘已被腐蚀穿孔，塔里锈蚀严峻、且有坑蚀，塔壁测厚数据已见严峻减薄（由下至上第四层人孔四周测得18.0mm,一、二、三层为24.Ornm）（见图3）,腐蚀主要表现匀称减薄。图3：TIO2塔壁和塔盘2007年检修中，检查塔器7座，塔内部普遍存在有匀称的

5、腐蚀，其中以T103第分储塔域明显，该塔顶部内碓有大面积腐蚀，减薄比较明显（见图4）,塔顶顶部的平安阀接管法兰拆卸后可以看到管内腐蚀的垢物呈层状剥落（见图5）。图3：T103塔顶内壁坑蚀严峻图5：平安阀接管垢物2.1.2 塔器腐蚀分析依据检修的记录分析可知，塔设备的腐蚀主要形式是湿硫化氮腐蚀，即1.S+1.1.,0型的腐蚀环境。湿硫化氢环境广泛存在于炼油厂二次加工装置的轻油部位，如塔顶循环系统和温度低于150C的部位，如塔顶部的塔体、塔板或填料以与塔顶冷凝冷却系统。一般气相部位腐蚀较轻，液相部位腐蚀较重，气液相变部位即露点部位最为严峻。湿矿化於腐蚀腐蚀主要反应式：阳极：Fe-2e-*FeFe2

6、-S.*FeS；FeI-HS-FeS+%阴极:2H；2e-2H（2H渗透到钢中）从以上反应过程可以看出，硫化氢在水溶液中离解出的氮离子，从钢中得到电子后还原成氢原子。但是，假如环境中存在硫化物、料化物将会减弱氯原子间的亲和力，致使氢分子形成的反应被破坏。这样来，微小的氢原子就很简单渗入到钢的内部，溶解在晶格中。固溶于晶格中的氢原子具有很强的游离性，它影响钢材的流淌性和断裂行为，导致氢脆的发在H2S+H20腐蚀环境中，碳钢设备发生两种腐蚀：匀称腐蚀和湿硫化氢应力腐蚀开裂。开裂的形式包括氢鼓泡、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂和应力导向氢致开裂。其中，氢鼓泡是由于含陵化合物腐蚀过程析出的氢原子向纲中渗

7、透，在钢中的裂纹、夹杂、缺陷等处聚集并形成分子，从而形成很大的膨胀力，最终导致界面开裂，形成氮鼓泡，破坏钢板表面。氢致开裂是由于在纲的内部发生氢鼓泡区域，当氢的压力接着增高时，小的鼓泡裂纹趋向于相互连接，形成阶梯状特征的氮致开裂直至穿孔.2.2 加热炉2.2.1 加热炉检修状况每次大修都对反应进料加热炉进行火嘴拆装清洗，炉衬修补，炉膛清扫，炉管清垢检杳。从检修过程中发觉有个两个共同点：一、各分炉辐射管除r有肯定程度的毓化腐蚀外（主要是匀称腐蚀，见图6、7）,结垢比较严峻，其余未发觉明显局部腐蚀现象。图6：F105幅射管图7：分镭塔进料加热炉F104对流管二、部分导向管变形严峻甚至断裂现象（见图

8、8、9）图8：辐射管底（2000检修）图9：导向管的断裂和变形（2007检修）同时，在2007年的检修中发觉新的状况：F104号分储塔电沸加热炉的辐射炉管以与对流段炉管均附着有大殳黄色、较厚且质硕、形似龟裂状的垢物（见图10）,运用扁铲敲开垢物后可以望见垢物与炉管金属基体接触面有黑色腐蚀层，腐蚀面比较深（见图11）.本次检修对这些炉管进行了更换。由于未能从该炉中发觉有泄漏点，并且运用同样燃烧原料的其他加热炉并未出现这样的垢物，所以初步推断垢物的形成来源于该炉曾经运用的在线清灰剂。经对此类黄色垢物采样分析，硫含量为16.98%,铁含量为0.30%（质量分数，证明白此类垢物时炉管有肯定的腐蚀作用，

9、因而建议对此类在线清灰剂谨慎运用。另外，F105炉体底部横梁有应力开裂、氧化减薄的状况。图10：龟裂状的垢物图11：垢物卜的黑色腐蚀层2.2.2加热炉腐蚀缘由分析导向管变形断裂主要是因为套管内泥垢等杂物堵塞，巧炉管加热延长的时候无法正常移位，产生应力导致断裂；幅射管外面的匀称腐蚀以与底部横梁减薄、开裂则是高温辄化腐蚀，这样的状况在加热炉里非常常见。同时，在线清灰剂的使也造就了个新的腐蚀环境，出现局部腐蚀现象。2.3容器2.3.1容器检修状况2000年检修，容器的腐蚀表现为罐内的硫化亚铁层比较多，由于原料油加氢处理，油品中的硫化物在加氢过程中渐渐反应，产生蕨化亚铁，比较疏松，在停汽吹扫过程中体积

10、膨胀，与金属的粘附作用降低，形成层片状脱落。如高压分别器容202、203等。容155有点凹陷。2004年检修，这次大修支配对装置内11台容器进行理化检验、清扫、检杳修复、液位计清洗。检查发觉塔顶回流罐腐蚀问题比较突出，有比较明品的局部腐蚀现象，特殊是D106腐蚀坑多而且较深（见图12）,瓦斯罐D128腐蚀较明显,还带有小坑蚀（见图13）。图12：D106罐壁腐蚀状况图图13：D128腐蚀状况图2007年检修，本次共检查容器34台，部分容器例如乐缩机入口分别罂因无人孔等缘由未能目视检查，从测厚的状况来看未见有异样。容器内壁检查发觉有三台容器内壁有较为明显的腐蚀，D106第一分播塔回流罐内箧附若匀

11、称致密的锈垢，局部比较厚，部分地方还有较明显的坑（见图14）,腐蚀程度比较重：D107循环油冷却器内壁有稍微的匀称腐蚀，但顶部有较明显的坑点腐蚀（见图15；D115放空睽液面以上部位有明显腐蚀，特殊是顶部密集分布小坑点。图14：回流罐内壁腐蚀坑图15：放空罐液腐蚀小坑点2.3.2容器腐蚀分析经分析容器腐蚀机理主要是低温HCi-I1.S-I1.O腐蚀.其反应方程式如下：Fe+2HC1.-FeC1.2+1.1.,；FeC1.2+1.1.,S-*eSI+IIC1.Fe+H2S-*FeS+H2；FeS+HC1.-FeC1.2+H2SHCI、HS处于干态时，对金属无腐蚀。当含水时在塔顶冷凝冷却系统冷凝聚

12、露出现水滴时，HCI即溶于水中成盐酸。此时由于初凝区水量极少,盐酸浓度可达12%,成为一个腐蚀性非常剧烈的“稀盐酸腐蚀环境”。若有H2S存在，可对该部位的腐蚀加速，HCI和H2S相互促进构成循环腐蚀。1.4、 换热器2、 4.1、换物器检修状况2000年检修，装置的水冷器基本选用碳钢管束，部分做过防腐处理，不过仅限在管板。从检查状况上看，做过防腐处理的管箱基本无较明圾的腐蚀现象，无防腐措施的管束的管板腐蚀比较严峻，详细表现是管箱、管板表面粘泥多，坑点腐蚀（见图16、17）。图16：ET18管束缓冲板图17:E-117管束2004年检修,这次检修对7台进口高压换热器全部进行了拆装、清洗、试压，垫

13、片槽与三合环着色检查。着色检查没发觉有问题。抽出的高压换热器管束表面金属光泽尚存，管箱内外壁有层较薄的腐蚀层，简单清除，是高温H2S+H2腐蚀产物（见图18）而在E105的支撑圈上发觉了许多的彼盐（图8）,但没对设备造成腐蚀.E105管束于前年更换为InCoIoy800,在停汽检修前一段时间原料含氯量较高，考虑到氯离子对不锈钢可能产生的损害，此次检修对E1.Oo管束管头进行了着色检查，结果没发觉任何裂纹。图18：高压换热器管箱上的腐蚀层图19：支撑圈上的钺盐对装置内的常规换热器全部进行抽芯试压检查。其中材质为不锈钢的冷换设备管束表面状况较好，光泽仍存。但是对于碳纲芯子的管束，水侧腐蚀比较严峻（

14、图20）。图20、碳铜芯子的管束图21：管箱腐蚀严峻2007年检修，这次检修中发觉E152胺液再生塔底重沸器腐蚀非常严峻，该管束为1.Cr1.8Ni9Ti材质，但管板、折流板、支持板等均为16MnR材质，检查发觉,管束没有明显腐蚀,但其他采纳16MnR材质的部件、壳体则腐蚀损毁非常严皎，特殊是管束上部，被腐蚀溶解的部分许多（见图22）；壳体顶部腐蚀很深（见图23）,接管与壳体焊健被全部腐蚀.图22：被腐蚀的部件图23：壳体顶部腐蚀严峻3、 4.2、换热器腐蚀分析经分析主要存在高温高压卜的氏-HR腐蚀和加氢装置高压空冷器的N%C1-NH,HS结垢腐蚀，以与冷却水中氯离子腐蚀。主要属于丛是高温+H

15、二腐蚀产物，正是由于H2的存在，使得腐蚀层变得疏松简单清除O-Hf-HC1.腐蚀，为反应原料加氢生成氯化氢之后在有水存在的前提下会与金属反应：2HC1+Fe-FeCb+H?,接着由于H：S的存在，使得反应接着进行:FeC1./I1.S-FeSI+2HC1。该反应在冷凝过程，尤其是气液两相转变的露点部位表现最为明显。NHtC1.-NHtHS腐蚀环境主要存在于加氢精制、加氢裂扮装置反应流出物的空冷器中，由于M1.C1.在加氢装置高压空冷器中的结晶温度约为2I0C,H4HS的结晶温度约为40C,在般加氢装置高压空冷器的进、出口温度的范围内，因此在加氢装置高压空冷器中极易形成由于NH1C1.和N1.h

16、HS结晶析出而结垢（由于原料中C1.-含量很低，所以主要是N11.C1结晶），在空冷器流速低的部位由于N1.I1C1.和NIIJIS结垢造成垢卜腐蚀，形成蚀坑，最终导致穿孔。1.5、 管线2. 5.1、管线检修状况在每次的检查中，管线的腐蚀也是最严皎的受损部位之一，主要是泉的进出口管线的弯头、三通等部位严峻减薄。3. 5.2、管线腐蚀分析管线可能存在塔设备、加热炉、容器、换热设备的腐蚀形式的同时收到流体的冲刷，故在弯头、三通等受阻力较大部位减薄尤其严峻。3、调查小结加氢裂扮装置工艺困难，流程较长，系统处在高温高压临氢和高浓度的魔或陡化氢存在的强腐蚀性环境中。从介质环境分析，装置主要存在以下形式的腐蚀：高温磁腐蚀、高温氢腐蚀