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CTS不锈钢抗腐蚀技术在炼化常减压装置中的应用

来源: 发布时间:2021-04-06 次浏览

近些年来,随着加工原油性质的劣化,炼厂设备的腐蚀问题日益突出。本文通过对陕北某炼油厂常减压装置腐蚀机理研究,提出一系列防腐蚀对策,重点对减压塔填料中实验应用的CTS不锈钢抗腐蚀技术进行先容,通过现场应用对比,该技术抗腐蚀性能良好,具备推广意义。

为了提高原油的拔出深度,同时避免原油在高温时分解,现代化的原油蒸馏装置都采用在常压和减压下操作,即常减压蒸馈。常减压装置由于受原油中各种腐蚀介质的直接作用,是炼油厂腐蚀最严重的装置之一。由于混合原油密度、含硫量、酸值的增高加重了对设备的腐蚀,由于腐蚀造成装置被迫停工的现象时有发生,使经济受到很大的损失。

1腐蚀机理分析

陕北某炼油厂(以下简称炼油厂)加工原油为陕北生产低硫低酸原油,通过数据分析常减装置主要是低温部位和高温腐蚀,低温腐蚀主要表现形式为“HCl—H2S—H2O”腐蚀,原油加热后,在水蒸气的补助作用下进行蒸馏,加热过程中生成的腐蚀介质氯化氢和硫化氢同原油中轻组分一同挥发,当它们都以气体状态存在时是没有腐蚀性的,或者说腐蚀性很轻,但是,在冷凝区域出现液体水时,便形成腐蚀性很强的HCl—H2S—H2O环境。

高温腐蚀主要是硫化物腐蚀,原油中硫化物在高温下释放的H2S与钢铁反应生产FeS保护膜,FeS保护膜与HCl反应生成FeCl2FeCl2易溶于水,易被水冲掉,因而会局部剥掉FeS保护膜,使此处的金属失去保护膜再次与HCl反应,如此循环的过程,大大加速了设备的腐蚀。

2应对腐蚀对策

2.1提高电脱盐技术

监控原油的酸值,调整电脱盐注水量。为了减少设备的腐蚀,炼油厂采用了三级电脱盐系统加装超声波破乳系统,自2013812日开始投用一级超声波破乳系统,进行电脱盐,保证脱后含盐在3mg/L。随之,控制pH7~9时,Fe2+浓度明显下降,能够达到3mg/L,所以通过严格的控制脱后含盐、中和剂注入量及浓度来控制pH值,设备降低腐蚀取得了一定成效。

2.2添加高温缓蚀剂

根据腐蚀速率和铁离子浓度随时调整注剂量,在缓蚀剂配置槽配制成1%水溶液,由缓蚀剂泵注入减压塔顶油气挥发线。缓蚀剂能吸附在金属表面上,形成单分子层的抗水性保护膜,使腐蚀介质不能与金属表面接触,从而保护金属表面不受腐蚀。延安炼油厂在这方面也做了工作,取得了一定效果。

2.3引进CTS不锈钢抗腐蚀技术

CTS不锈钢抗腐蚀技术即通过化学电化学方法,在不锈钢表面生成纳米级新材料渐变膜层,移除不锈钢表面铁元素,形成蜂窝孔状结构,加入铬、钼等抗腐蚀元素于孔状结构内以氧化/致密新材料表面。

3CTS不锈钢抗腐蚀技术现场应用评价

201511—20173月在炼油厂300万吨/年常减压装置进行CTS不锈钢抗腐蚀技术现场工业测试,该装置处理原油为延安混合原油,酸值0.27 mgKOH/g,硫含量0.07%,测试位置位于四段顶(温度260℃)和五段顶(温度330℃)。

经过3年时间运行,通过对比四段、五段顶部CTS样片与普通317L材质填料,317L具备明显肉眼可见腐蚀,CTS-317L样片未见明显腐蚀,通过对其样片进行拉伸测试,五段317L样片拉伸强度为145MPa,而五段CTS-317L样片拉伸强度达到403MPa

4结束语

1)应用CTS技术对不锈钢填料处理,可以明显提高不锈钢基体材料在减压蒸馏条件下的抗腐蚀性能,可有效延长填料产品使用寿命,并防止塔内件表面的积碳结焦,为装置长周期运行提供了保障;

2)经CTS技术处理的塔内件产品可连续使用两到三个生产周期,有效降低检修采购成本与检修费用,缩短检修时间,减少因停工检修带来的效益损失,增加装置的运行效益,值得全炼化行业推广使用。


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