蒸馏防腐设计论文.docVIP

第四套常减压蒸馏装置防腐蚀设计浅析 杨 强 炼油厂联合一车间 摘要：本文介绍了我公司按单炼中东高含硫原油自行设计的 国内最大的第四套常减压蒸馏装置在工艺、材料选择及结构设计等方面所采取的防腐与控制措施，结合我厂前三套常减压蒸馏装置（尤其是第三套）防腐蚀经验，指出了装置防腐蚀设计中存在的某些薄弱环节并提出相应的解决办法。 关键词 蒸馏装置 防腐设计 防护措施 １ 简介 我厂原有三套常减压蒸馏装置,总加工量为8.5Mt/a。其中第一、 二套常减压蒸馏装置是按加工国内重质原油设计的 3.0Mt/a.套 ，第三套常减压蒸馏装置是国内首套按单炼中东轻质原油设计的 2.5Mt/a 。随着国内原油供应逐渐减少，进口轻质原油日益增多的情况下， 使我厂实际加工能力只有7.8Mt/a。加上30万吨乙烯已投产, 且国内经济高速发展， 对油品需求将不断增长。根据中石化总公司的布署， 茂名作为加工进口油的基地之一， 扩大炼油生产能力就显得十分必要。 以沙特轻质原油为设计依据的5.0Mt/a 的第四套常减压蒸馏装置，经过2年多的建设已于98年8月投产。 装置分六大系统：“一脱四注”、 原油初馏、常压蒸馏、减压蒸馏、轻烃回收和产品精制。 由于轻油收率高，设计特点是常压系统大、 减压系统小，为了减轻设备腐蚀，延长使用寿命，采用了两级电脱盐装置和完善的四注设施。 ２ 腐蚀的类型及机理 石油加工中腐蚀的类型是比较复杂的,它与原油的性 质、过程产物、 温度、压力、加工工艺及设备部位等因素分不开的。现将蒸馏装置常见的腐蚀类型及机理分述如下。 2.1 高温硫化物腐蚀 原油中硫化氢的发生量除与原油中活性硫含量有关外，还随温度的不同而发生变化：在115～120℃已有硫化氢形成，至250℃左右硫化氢形成强烈，在350～460℃达到最强烈程度。其硫化的反应式为： Fe+H2S--→FeS+H2 Fe+S--→FeS 生成的FeS膜具有防止进一步腐蚀的作用，但有酸存在时 如HCl和环烷酸 ，酸和FeS反应破坏了保护膜，使腐蚀进一步发生，强化了硫化物的腐蚀。 2.2 高温环烷酸腐蚀 环烷酸为原油中各种酸的混合物,其腐蚀能力受温度的影响。220℃以下时不发生腐蚀，以后随温度上升腐蚀逐渐增加，在270～280℃腐蚀最大，温度再提高腐蚀又下降。然而温度升高到345℃时腐蚀率又随温度升高而急骤增加，400℃以上就没有腐蚀了。环烷酸腐蚀发生在液相, 其反应式为： 2RCOOH+Fe--→Fe RCOO 2+H2 2RCOOH+FeS-→Fe RCOO 2+H2S 生成的环烷酸溶于油中而被冲走，游离出的H2S又与无保护膜的金属表面再起反应生成FeS，使反应不断进行而加剧设备的腐蚀。 一般以原油中的酸值来判断环烷酸的含量,若酸值大于 0.5mgKOH/g时，即能引起腐蚀[1]。 2.3低温H2S-HCl-H2O腐蚀 在原油中经常含有不同量的氯化物,即氯化钠、氯化镁、氯化钙，除氯化钠较稳定不发生水解外，部分氯化镁、氯化钙则水解成HCl和H2S、H2O形成了H2S-HCl-H2O 腐蚀系统。 这类腐蚀甚为严重，在塔顶部和冷凝冷却系统其冷凝水PH值达2～4,不用说碳钢，就连不锈钢也会发生点蚀，特别是奥氏体不锈钢易产生应力腐蚀裂纹,但在低于70℃时则不会发生裂纹[2]。 2.4硫酸露点腐蚀 加热炉以含硫重油或瓦斯作燃料，硫燃烧后全部生成 SO2。大约有1～2%的SO2受烟灰和金属氧化物等的作用,生成SO3。再与燃烧气体中所含的水分结合生成硫酸。于烟气露点温度附近或以下，在金属表面凝结成硫酸溶液，腐蚀金属[1]。 3.设备材料的选择 加工进口高含硫原油，我厂已积累了大量的经验,尤其是第三套常减压蒸馏装置,至今已安全运行了十年。在三蒸馏设备选材的基础上,参考国内外的有关资料，针对中东油硫腐蚀突出的特点，在设备易产生腐蚀的部位根据不同的腐蚀形态选择材质。 四蒸馏装置以加工中东油为主,部分进口原油的基本参数见表-1。从中可看出：虽然中东油含硫高,但含盐和酸值并不大。因此,装置主要是考虑抗高温硫化物和低温H2S－HCl－H2O 腐蚀为主的防腐蚀措施。即对高温硫腐蚀选用耐硫腐蚀材料，对低温轻油腐蚀以工艺防腐为主，材料防腐为辅，下面分别介绍。 表－１： 部分进口原油性质 油 品 密度 g/cm320℃ 硫 % 盐mg/L 酸值mgKOH/g 阿曼 0.8518 1.02 9.38 0.41 沙特轻 0.8500 1.86 50.00. 0.07 沙特中 0.8500 1.93 42.5 0.17 伊朗轻 0.8499 1.36 8.11 0.13 马西拉 0.8477 0.43 38.1 0.06 科威特 0.8700 2.53 70.0 0.15 白虎 0.8253 0.05 48