焦化装置腐蚀与防护要点解析.pdf

焦化装置的腐蚀与防护 主要腐蚀机理 高温硫腐蚀 高温蠕变 低温H2S+HCl+NH3+H2O腐蚀 焦炭塔热疲劳损坏 焦炭塔的变形和裂纹是常见的问题: • 裙座与塔体的连接焊缝裂纹; • 堵焦伐焊缝裂纹; • 上半节筒体腐蚀减薄; • 中下部筒体鼓肚与裂纹; • 塔体倾斜; 失效机理 • 急冷与急热引起的热变形受到固态焦的阻止,产生了热棘轮 变形. • 高应力下在结构不连续处的开裂 裙座连接处温度分布 升温 急冷 常 见 焦 炭 塔 缺 陷 类 型 与 位 置 国外的研究对设计的要求 • 焊缝金属的屈服限在母材屈服限的0%-+10%范围,打磨 焊缝齐平; • 采用2.25Cr-1Mo材料或更高 • 采用更高的材料与设备的检验规范要求 • 垂直方向的壁厚一致 • 壁厚大于2英吋 • 监控壁温和应力 某炼油厂－焦化炉管失效 • 98年炉西侧进口端（遮壁管）已运行了5年的cr5mo炉 管鼓包破裂，该鼓包发现了半年。管内有厚的焦，焦 化原料含硫高，说明硫化物和焦增加了热阻，管壁温 度升高造成材料氧化和强度下降而失效； 粗大晶粒 从鼓包中间剖开， 壁厚严重减薄 某炼油厂Cr5Mo炉管失效 • 焦化炉：迎火面和背火面炉管表面温度不同, 外壁氧 化程度从下至上以第7～25根最为严重。管内迎火面的 结焦厚度是背火面的6～10倍,结焦最厚处达22mm。从 外壁检查其氧化减薄量,迎火面是背火面的2.5～5.7倍, 最大减薄量达8.2mm。 • 内腐蚀和硫含量有关； • 蒸汽烧焦对炉管有损伤； • 主要是高温氧化腐蚀减薄和材料高温蠕变失效； 某炼油厂焦化炉对流室注水管失效 某厂焦化装置 加热炉对流室注 水管泄漏着火， 装置停工。检查 发现对流室注水 管上两排管腐蚀 严重，有一根腐 蚀穿孔。本次非 计划停工7天。 原设计进水温度90度，由于预换热停用，进水温度 只有25度左右，造成严重露点腐蚀。 某公司焦化辐射泵出口阀垫片腐蚀穿孔 某公司1#延迟焦化6月3 日辐射泵出口阀法兰突然泄漏停工处 理，6月8 日开工正常。 原因分析 检查发现辐射泵出口阀后法兰八角垫片由原来11mm减薄到 3mm，一处腐蚀穿孔。 主要原因是高温硫腐蚀加上出口阀没有全开，介质在阀后形 成涡流进行冲刷腐蚀。 某厂焦化装置加热炉辐射室炉管弯头腐蚀减薄穿孔 原因分析： 此部位介质温度420-494℃，属于典型的高温S-H S-RSH腐蚀 2 和局部冲蚀叠加腐蚀。 原因之一是焦化原料减压渣油硫含量大幅度增高，高温S- H2S-RSH腐蚀加剧； 原因之二是焦化处理量加大，介质线速度提高，减压渣油在 塔502底部携带焦粉增多，由局部冲蚀特性知冲蚀速率随气流速 度、固体颗粒携带量增大而增大；在弯头等部位流体受阻或方向 改变的地方局部冲蚀加剧，并将金属表面硫化氢、硫醇和单质硫 等和金属直接进行化学反应形成的FeS保护膜冲刷脱落，使金属 界面不断更新，进一步加剧了迎介质面弯头部位的腐蚀速率。 应对措施： 由新弯头部位割取部分弯头，贴补到旧弯头减薄部位，见图。 焦化蜡油换热器出口管嘴腐蚀 某炼油厂加工高硫高酸原油，2004年12月发现焦化蜡油换热器出口 管嘴腐蚀腐蚀减薄，局部腐蚀率达到4.9-6.8mm/y （2003年9月到 2004年12月）。介质为减压渣油，硫含量为2.327% 。腐蚀原因分 析为高温环烷酸+高温硫腐蚀。 焦化炉炉管蠕变 分馏塔蜡油抽出短节腐蚀 2012年5月某厂焦化分馏塔蜡油抽出短节在焊口处腐蚀渗漏，且 在焊口处附近发现短节局部减薄，见下测厚示意图。