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CTS不銹鋼抗腐蝕技術在煉化常減壓裝置中的應用

來源: 發布時間:2021-04-06 次瀏覽

近些年來,隨著加工原油性質的劣化,煉廠設備的腐蝕問題日益突出。本文通過對陜北某煉油廠常減壓裝置腐蝕機理研究,提出一系列防腐蝕對策,重點對減壓塔填料中實驗應用的CTS不銹鋼抗腐蝕技術進行介紹,通過現場應用對比,該技術抗腐蝕性能良好,具備推廣意義。

為了提高原油的拔出深度,同時避免原油在高溫時分解,現代化的原油蒸餾裝置都采用在常壓和減壓下操作,即常減壓蒸饋。常減壓裝置由于受原油中各種腐蝕介質的直接作用,是煉油廠腐蝕最嚴重的裝置之一。由于混合原油密度、含硫量、酸值的增高加重了對設備的腐蝕,由于腐蝕造成裝置被迫停工的現象時有發生,使經濟受到很大的損失。

1腐蝕機理分析

陜北某煉油廠(以下簡稱煉油廠)加工原油為陜北生產低硫低酸原油,通過數據分析常減裝置主要是低溫部位和高溫腐蝕,低溫腐蝕主要表現形式為“HCl—H2S—H2O”腐蝕,原油加熱后,在水蒸氣的補助作用下進行蒸餾,加熱過程中生成的腐蝕介質氯化氫和硫化氫同原油中輕組分一同揮發,當它們都以氣體狀態存在時是沒有腐蝕性的,或者說腐蝕性很輕,但是,在冷凝區域出現液體水時,便形成腐蝕性很強的HCl—H2S—H2O環境。

高溫腐蝕主要是硫化物腐蝕,原油中硫化物在高溫下釋放的H2S與鋼鐵反應生產FeS保護膜,FeS保護膜與HCl反應生成FeCl2,FeCl2易溶于水,易被水沖掉,因而會局部剝掉FeS保護膜,使此處的金屬失去保護膜再次與HCl反應,如此循環的過程,大大加速了設備的腐蝕。

2應對腐蝕對策

2.1提高電脫鹽技術

監控原油的酸值,調整電脫鹽注水量。為了減少設備的腐蝕,煉油廠采用了三級電脫鹽系統加裝超聲波破乳系統,自2013812日開始投用一級超聲波破乳系統,進行電脫鹽,保證脫后含鹽在3mg/L。隨之,控制pH7~9時,Fe2+濃度明顯下降,能夠達到3mg/L,所以通過嚴格的控制脫后含鹽、中和劑注入量及濃度來控制pH值,設備降低腐蝕取得了一定成效。

2.2添加高溫緩蝕劑

根據腐蝕速率和鐵離子濃度隨時調整注劑量,在緩蝕劑配置槽配制成1%水溶液,由緩蝕劑泵注入減壓塔頂油氣揮發線。緩蝕劑能吸附在金屬表面上,形成單分子層的抗水性保護膜,使腐蝕介質不能與金屬表面接觸,從而保護金屬表面不受腐蝕。延安煉油廠在這方面也做了工作,取得了一定效果。

2.3引進CTS不銹鋼抗腐蝕技術

CTS不銹鋼抗腐蝕技術即通過化學電化學方法,在不銹鋼表面生成納米級新材料漸變膜層,移除不銹鋼表面鐵元素,形成蜂窩孔狀結構,加入鉻、鉬等抗腐蝕元素于孔狀結構內以氧化/致密新材料表面。

3CTS不銹鋼抗腐蝕技術現場應用評價

201511—20173月在煉油廠300萬噸/年常減壓裝置進行CTS不銹鋼抗腐蝕技術現場工業測試,該裝置處理原油為延安混合原油,酸值0.27 mgKOH/g,硫含量0.07%,測試位置位于四段頂(溫度260℃)和五段頂(溫度330℃)。

經過3年時間運行,通過對比四段、五段頂部CTS樣片與普通317L材質填料,317L具備明顯肉眼可見腐蝕,CTS-317L樣片未見明顯腐蝕,通過對其樣片進行拉伸測試,五段317L樣片拉伸強度為145MPa,而五段CTS-317L樣片拉伸強度達到403MPa。

4結束語

1)應用CTS技術對不銹鋼填料處理,可以明顯提高不銹鋼基體材料在減壓蒸餾條件下的抗腐蝕性能,可有效延長填料產品使用壽命,并防止塔內件表面的積碳結焦,為裝置長周期運行提供了保障;

2)經CTS技術處理的塔內件產品可連續使用兩到三個生產周期,有效降低檢修采購成本與檢修費用,縮短檢修時間,減少因停工檢修帶來的效益損失,增加裝置的運行效益,值得全煉化行業推廣使用。


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